El óxido nitroso es un poderoso gas de efecto invernadero. Su potencial de calentamiento global puede ser hasta 300 veces mayor que el del CO₂ durante un período de 100 años. A nivel mundial, más de la mitad de las emisiones de óxido de nitrógeno generadas por el hombre provienen de la agricultura. Por lo tanto, una reducción en el fertilizante nitrogenado utilizado y una mejora en la eficiencia del uso de nitrógeno de los cultivos son medidas importantes en la protección del clima.

Un equipo internacional, coordinado por el Centro de Metabolómica de Viena (VIME) de la Universidad de Viena, presenta ahora un nuevo concepto en Trends in Plant Science con lo que se incrementa la eficiencia de la fertilización nitrogenada y la emisión de óxido de nitrógeno (N₂ O) reducido.

El objetivo principal de estos nuevos estudios, que se basan en muchos años de investigación, es ofrecer a los agricultores una mejor alternativa económica, en la que puedan utilizar inhibidores biológicos derivados de plantas de cultivo en lugar de fertilizantes químicos altamente contaminantes. Una tarea importante de la investigación es comprender mejor el complejo ecosistema microbioma raíz-suelo y desarrollar plataformas tecnológicas que puedan utilizar un equilibrio raíz-suelo para la agricultura sostenible de próxima generación. El equipo internacional liderado por la Universidad de Viena ha dado ahora un paso importante en esta dirección.

Los microorganismos del suelo producen gases de efecto invernadero

El trasfondo del estudio es un proceso en el cultivo de plantas que produce el nocivo gas de efecto invernadero conocido como nitrificación. Los microorganismos del suelo convierten el fertilizante nitrogenado en óxido de nitrógeno y otras sustancias. Para contrarrestar esto, en la agricultura se utilizan inhibidores de la nitrificación, que pueden ralentizar la nitrificación del fertilizante nitrogenado.

Estos inhibidores son recomendados por el IPCC como un medio para mitigar el cambio climático y ya se están utilizando en la agricultura; pero también pueden tener desventajas, como poca eficiencia, no biodegradables y tóxicos para el medio ambiente. Sin embargo, también existen de forma natural los llamados inhibidores biológicos de la nitrificación (BNI):por ejemplo, las raíces de las plantas pueden exudar compuestos con un efecto similar que tienen un efecto inhibidor sobre los microorganismos nitrificantes en el suelo.

Nuevo enfoque para una búsqueda más eficiente de inhibidores naturales de la nitrificación

El Centro Metabolómico de Viena (VIME), con la participación del Centro Internacional de Investigación de Ciencias Agrícolas de Japón (JIRCAS), presenta ahora un nuevo enfoque con el que se puede comprender y utilizar mejor la desaceleración natural del proceso de nitrificación.

El biólogo de sistemas y ecologista Wolfram Weckwerth, director de VIME y autor principal del estudio, explica que "con un enfoque metodológico nuevo y holístico, estamos abriendo un nuevo capítulo en la comprensión de la interacción entre los exudados de las raíces de las plantas y los compuestos inhibidores de la nitrificación". en el suelo y, sobre todo, desarrollamos plantas que realicen este proceso de manera más eficiente. Idealmente, estos cultivos no solo suministrarán nuestros alimentos básicos, sino que también pueden mejorar significativamente el balance negativo de gases climáticos en la agricultura".

Arindam Ghatak, también ecologista de la Universidad de Viena y uno de los principales autores del estudio, añade que "es importante caracterizar las sustancias liberadas por las raíces de las plantas y decodificar la interacción con los organismos del suelo. Con la ayuda de plataformas complejas de análisis de metabolómica, podemos probar las sustancias mensajeras de las raíces y, por lo tanto, su potencial para inhibir o prevenir el proceso de nitrificación. Esto es posible mediante el uso de tecnologías OMICS como la proteómica y la metabolómica".