Científicos de Estados Unidos desarrollaron diminutas fábricas de nitrógeno biodegradables que podrían cambiar la forma en que fertilizamos los cultivos. Se trata de microesferas de hidrogel que alojan bacterias capaces de captar nitrógeno del aire, según informó Ecoinventos. La tecnología todavía no se probó en campo, pero los ensayos de laboratorio son prometedores.
El nitrógeno es esencial para el crecimiento de las plantas, pero ellas no pueden tomarlo directamente del aire. Por eso, desde hace décadas, la agricultura depende de fertilizantes sintéticos fabricados con gas natural y un gasto energético enorme. El problema es que esos fertilizantes generan emisiones de óxido nitroso, un gas 300 veces más potente que el CO2 como agente de calentamiento global. Además, parte del nitrógeno aplicado termina contaminando ríos y napas.
Cómo funcionan las cápsulas biodegradables
Un equipo de la South Dakota State University encapsuló bacterias fijadoras de nitrógeno (Azospirillum brasilense y Herbaspirillum seropedicae) dentro de pequeñas esferas de alginato, un polímero extraído de algas. El material forma un refugio con poco oxígeno, similar al que algunas plantas construyen naturalmente en sus raíces para proteger a estos microorganismos. Las bacterias necesitan ese ambiente pobre en oxígeno para que la enzima nitrogenasa pueda transformar el nitrógeno atmosférico en formas aprovechables por las plantas.
Los investigadores probaron seis fórmulas distintas, reticulando el alginato con calcio, estroncio, zinc, níquel, cobre y aluminio. Las microesferas preparadas con calcio ofrecieron los mejores resultados: mantuvieron baja la concentración de oxígeno, conservaron alta la cantidad de bacterias vivas y preservaron la actividad de la nitrogenasa en condiciones controladas. Las esferas se degradan gradualmente en el suelo, liberando las bacterias de forma progresiva durante el ciclo del cultivo.
El desafío de pasar del laboratorio al campo
La prueba de fuego será comprobar si estas fábricas de nitrógeno biodegradables funcionan en suelo real, con variaciones de humedad, temperatura y competencia microbiana. Por ahora, la actividad de la nitrogenasa se midió mediante un ensayo indirecto con acetileno, no en plantas vivas. Todavía no hay evidencia de que un cultivo de maíz o trigo haya mejorado su rendimiento gracias a estas microesferas.
Las esferas también mostraron respuestas distintas cuando los investigadores agregaron azúcares como fuente de energía para las bacterias: la glucosa aumentó la actividad de Herbaspirillum seropedicae pero redujo la de Azospirillum brasilense. Eso deja una lección clara para el desarrollo de biofertilizantes: no existe una receta universal. El diseño tendrá que ajustarse a la especie bacteriana, el tipo de suelo, el cultivo y probablemente el momento de aplicación.
Las microesferas de alginato cálcico perdieron alrededor del 73,67% de su masa tras 120 días de incubación en suelo. Esa degradación lenta podría ser una ventaja para cultivos anuales como el maíz o el trigo, que necesitan nitrógeno disponible durante varios meses. La próxima etapa será probar si la tecnología logra reducir realmente el uso de fertilizantes sintéticos en ensayos de campo a gran escala.
Fuente original: https://ecoinventos.com/cientificos-crean-diminutas-fabricas-de-nitrogeno-biodegradables-para-reducir-el-uso-de-fertilizantes/