No todos los cultivos tienen la misma dependencia del nitrógeno sintético. Las leguminosas son capaces de aprovechar el nitrógeno atmosférico, formando para ello una relación simbiótica con ciertas bacterias presentes en el suelo.
Campo de alfalfa en Ribera de Navarra (España)
10 de febrero de 2022, 12:00 | Actualizado a
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Según las previsiones del Panel Intergubernamental del Cambio Climático para los próximos años, se espera que los cultivos del futuro crezcan en ambientes más secos y cálidos.
Los estreses ambientales (descenso en la precipitación, incremento en la temperatura, etc.) son factores clave en la producción y calidad de los cultivos. Por eso será necesario un mayor esfuerzo en el desarrollo de variedades mejor adaptadas a condiciones adversas para alcanzar la creciente demanda de alimentos.
La cara y la cruz de los fertilizantes
Junto con el desarrollo de variedades mejor adaptadas, en las últimas décadas se ha optado por aumentar el uso de fertilizantes nitrogenados. De esta forma se consigue incrementar la producción de manera efectiva y económica. Esto es así porque, en general, la respuesta del cultivo suele ser proporcional al nitrógeno aportado y este es relativamente barato. Tal es su éxito, que el uso global de fertilizantes nitrogenados ha aumentado casi un 800% desde 1961.
Otro dato que da fe de nuestra actual dependencia: se estima que los abonos sintéticos permiten alimentar a la mitad de la población mundial. O dicho de otra forma, la mitad de las calorías que consumimos han sido producidas gracias a este tipo de fertilizantes. Frente a estas indudables ventajas, existen inconvenientes.
En el mejor de los casos, solo el 50% del nitrógeno aplicado es tomado por los cultivos. ¿El resto? Parte acaba en las aguas, tanto superficiales como subterráneas, en forma de nitrato, parte se pierde a la atmósfera en forma de óxido nitroso. La principal fuente de emisión de este gas, con un potencial de calentamiento casi 300 veces mayor que el CO₂, son los abonos nitrogenados. Por lo tanto, el uso de estos abonos participa activamente en el calentamiento global.
Leguminosas al rescate
No todos los cultivos tienen la misma dependencia del nitrógeno sintético. Hay una familia de cultivos que es capaz de aprovechar el nitrógeno atmosférico, formando para ello una relación simbiótica con ciertas bacterias presentes en el suelo. Son las leguminosas: desde las lentejas a la alfalfa, pasando por alubias y garbanzos.
Esta relación tiene lugar en unos tejidos subterráneos específicos. Son los nódulos. En ellos, la planta huésped (en este caso las leguminosas) suministra al nódulo la fuente de carbono (energía) en forma de fotoasimilados. La bacteria, a cambio, le suministra el nitrógeno fijado, que puede ser usado por la planta, por ejemplo, para formar proteínas. Esto hace a las leguminosas prácticamente independientes del aporte de nitrógeno sintético.
Así, esta singular característica de las leguminosas puede ayudarnos a combatir el cambio climático de dos maneras:
- * evitando el uso de abonos nitrogenados y la consiguiente emisión de óxido nitroso;
- * reduciendo las emisiones de CO₂ asociadas a la producción de fertilizantes (se estiman en el 1,8 % del total de emisiones).
Además, los residuos que deja el cultivo de leguminosas (ricos en nitrógeno) enriquecen el suelo y fertilizan el cultivo siguiente de forma natural.
Entonces, ¿Cuál es el problema?
Con todas estas ventajas, se podría pensar que su uso debería estar extendido. Sin embargo, aunque a nivel global ocupan el 15% de la superficie cultivada, solo por detrás de los cereales, su éxito es mucho menor en Europa. Concretamente se cultivan en el 1,5% de la superficie agraria europea. Esto es debido, principalmente, a tres causas:
- * Falta de aceptación por parte de los consumidores. Pese a ser un alimento arraigado en la cultura mediterránea, su consumo ha descendido por la introducción de nuevos patrones de consumo.
- * Alta especialización de la agricultura europea en la producción de cereales y oleaginosas (girasol y colza). Esto provoca una dependencia de los abonos nitrogenados y de las importaciones de materias primas proteicas (Europa importa el 70 %, principalmente soja).
- * Poco atractivo para los agricultores. Esto es debido a los bajos precios y a que su producción (en gran parte condicionada por su capacidad para fijar nitrógeno) se ve fuertemente afectada por estreses ambientales, muchos de ellos asociados al cambio climático.
El problema limita la solución
Como se ha indicado, su independencia de los abonos nitrogenados y su baja huella de carbono hacen de los distintos cultivos de leguminosas una gran herramienta para reducir el impacto de la agricultura en el cambio climático. Sin embargo, al mismo tiempo, la producción de leguminosas se ve fuertemente condicionada por los factores climáticos adversos asociados al mismo.
Es en este punto cuando la investigación entra en escena. El funcionamiento del nódulo está estrechamente relacionado con el estado fisiológico de la planta huésped. Por lo tanto, factores ambientales que afecten a la planta lo harán también a la fijación de nitrógeno por el nódulo y, en definitiva, a la producción. Es preciso incrementar nuestros conocimientos sobre los mecanismos que condicionan la fijación de nitrógeno atmosférico y su potenciación como herramienta de fertilización natural en un contexto de cambio climático.
El trabajo continuo y cooperativo de distintos grupos de investigación está permitiendo identificar y comprender estos mecanismos. Esta información permite identificar las variedades y perfiles fisiológicos y moleculares implicados en una producción más sostenible en condiciones de crecimiento adversas.
Instalaciones para estudiar el efecto del CO₂ en plantas leguminosas imitando condiciones reales. Departamento de Agricultura de Estados Unidos (Alabama, EE. UU.)
Potenciar su producción y consumo
Como se ha visto, es imprescindible optimizar la gestión de los cultivos para alcanzar el objetivo fijado por la UE de reducir las pérdidas de nutrientes en un 50% y el uso de fertilizantes sintéticos en un 20% para 2030. Al mismo tiempo, estos deben satisfacer las demandas de una población creciente y con hábitos de consumo cambiantes. Todo ello bajo unas condiciones de cambio climático.
Con este fin, aprovechar las ventajas agronómicas y ambientales que ofrecen las leguminosas es clave. Para ello, es vital comprender el efecto que el calentamiento global tendrá sobre estos cultivos y, con esta información, seleccionar variedades más eficientes en condiciones climáticas futuras. Pero estas acciones, irremediablemente, deben ir unidas a otras medidas como incentivos al cultivo de leguminosas a través de la política agraria comunitaria y aquellas encaminadas a aumentar su consumo entre la población.
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*David Soba es Investigador Postdoctoral en Agricultura Sostenible y Biomonitorización en el Instituto de Agrobiotecnología (IdAB - CSIC - Gobierno de Navarra) e Iker Aranjuez es Científico titular en Caracterización multidisciplinar encaminada al estudio de modelos agrícolas sostenibles en el Instituto de Agrobiotecnología (IdAB - CSIC - Gobierno de Navarra). Este artículo se publicó originalmente en The Conversation y se publica aquí bajo una licencia de Creative Commons.
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