La ciencia amplía el alcance de la fijación biológica del nitrógeno

La fijación biológica de nitrógeno (FBN) es una técnica que combina sostenibilidad y ganancias económicas. Según el informe social 2023 de Embrapa, la adopción de FBN en los cultivos de soja generó un ahorro de alrededor de R$ 38 mil millones en importaciones de fertilizantes nitrogenados en 2021. Dicho ahorro alcanzó los R$ 72 mil millones en 2022, un aumento del 89% en comparación con el año anterior. Los resultados positivos de estos resultados, obtenidos principalmente con soja, incentivan a Embrapa a ampliar los estudios de FBN a plantas no leguminosas, a fin de aumentar los beneficios de esta tecnología para la agricultura nacional.

Según el director de Investigación y Desarrollo de Embrapa, Clenio Pillon, la expansión del conocimiento de BNF adquirido por Embrapa desde la década de 1970 es fundamental para el avance de la tecnología con sostenibilidad y ganancias económicas para el país. “Nuestro objetivo es invertir en tecnologías de punta, como la edición genética, para mejorar el desempeño de las bacterias utilizadas en este proceso, además de expandir la BNF a plantas no leguminosas. “Esta es actualmente una de las principales estrategias de la investigación agrícola brasileña. El conocimiento adquirido por Embrapa en la mitigación de emisiones de carbono y la adaptación de los cultivos agrícolas a los riesgos climáticos nos proporciona la base científica para esta evolución”, destaca.

Según la Compañía Nacional de Abastecimiento (Conab), Brasil registró un volumen récord de importación de fertilizantes en 2024, con un total de 2,77 millones de toneladas, frente a 2,41 millones del año anterior, lo que representa un aumento del 15%. El país es uno de los mayores consumidores de fertilizantes nitrogenados del mundo, con un consumo medio anual de aproximadamente 40 millones de toneladas de fertilizantes, de los cuales aproximadamente un tercio son nitrogenados. A pesar de ser un gran consumidor, Brasil enfrenta desafíos relacionados con la producción interna de fertilizantes nitrogenados, con una importante dependencia de las importaciones. Además, existe el riesgo de impacto ambiental negativo resultante de la contaminación de las aguas subterráneas con nitratos y la eutrofización (aumento de la cantidad de nutrientes en el medio acuático), lo que puede provocar la contaminación de los ecosistemas acuáticos en ríos y lagos.

Por otra parte, el uso de fertilizantes nitrogenados es lo que permite alimentar hoy a más de la mitad de la población mundial, dado el papel esencial de este insumo en la productividad agrícola, siendo uno de los pilares de la seguridad alimentaria mundial.

FBN es una alternativa sostenible a la agricultura y la alimentación

Al mismo tiempo, la fijación biológica de nitrógeno (FBN) se está consolidando como una alternativa sustentable, permitiendo que los cultivos, especialmente las leguminosas, obtengan este nutriente de forma natural. Este proceso ocurre a través de la asociación simbiótica entre plantas y microorganismos del suelo, como las bacterias diazotróficas, que capturan el nitrógeno atmosférico y lo convierten en formas asimilables por las plantas.

Embrapa es pionera en el desarrollo de esta tecnología altamente sustentable y rentable desde la década de 1970, gracias a los estudios de la investigadora Johanna Döbereiner, que contribuyeron significativamente a reducir la dependencia de fertilizantes sintéticos en la agricultura brasileña. La evolución de la investigación en Brasil llevó a la patente del primer inoculante por Embrapa en 2.000. Hoy en día, la principal bacteria utilizada en el proceso de fijación biológica de nitrógeno en no leguminosas es Azospirillum brasilense, que además de estimular el crecimiento de las plantas; Aumenta el suministro de nitrógeno y fortalece la tolerancia al estrés hídrico. En 2021, Embrapa lanzó el primer inoculante multiuso para pasturas.

Soluciones de investigación agrícola para ampliar la biotecnología biológica en plantas no leguminosas

Conozca las principales directrices trazadas por Embrapa para la expansión del FBN en Brasil:

- Aislamiento, identificación y selección de nuevos organismos diazotróficos para no leguminosas en diferentes biomas;

- Utilización del banco de germoplasma microbiano de Embrapa para desarrollar nuevos inóculos en plantas no leguminosas;

- Definición de cultivos agrícolas clave, como maíz, trigo, arroz y pastos;

- Innovación en el uso de inoculantes en otros cultivos agrícolas, como lechuga, tomate, papa y café;

- Edición genética para mejorar las bacterias utilizadas en FBN;

- Desarrollo de indicadores para evaluar la FBN en no leguminosas en condiciones de campo;

- Evaluación de gases de efecto invernadero y su relación con el uso de inoculantes y FBN;

- Utilización de inteligencia artificial;

- Optimizar los resultados del mejoramiento genético vegetal y la selección de nuevos microorganismos con potencial de uso en FBN.