¿Hay alternativas al creciente uso de fertilizantes nitrogenados? Manuel Matamoros y Manuel Becana investigan las posibilidades de la biofertilización o fijación biológica del nitrógeno atmosférico, que se logra gracias a la simbiosis entre las leguminosas y unas bacterias presentes en el suelo y denominadas rizobios.

Pese a que el 78% de la atmósfera está constituida por nitrógeno molecular (N2), no puede ser utilizado por la mayoría de los seres vivos y la agricultura moderna depende en gran parte del uso de fertilizantes nitrogenados. Esta asociación simbiótica entre las leguminosas y las bacterias del suelo “representa una alternativa económica y respetuosa con el medio ambiente frente a la fertilización química”, señalan.

Los investigadores explican que, “en los suelos pobres en nitrógeno asimilable, las plantas emiten señales químicas a través de la raíz que son reconocidas por los rizobios. Estos, a su vez, secretan otras sustancias que facilitan su penetración en las células de la raíz, lo que da lugar a la formación de un nuevo órgano denominado nódulo radicular”. En el interior del nódulo, “las bacterias transforman el N2 en formas asimilables que pasan a formar parte de las proteínas y otras biomoléculas de las plantas”. Como contrapartida, “las plantas suministran azúcares a las bacterias y mantienen dentro del nódulo unas condiciones ideales para la fijación de nitrógeno”.

ESTRÉS AMBIENTAL

La asociación rizobio-leguminosa es responsable de la fijación anual de entre 40 y 60 millones de toneladas métricas de N2. Sin embargo, este proceso es menos eficiente bajo condiciones ambientales adversas. Por ello, en Aula Dei se estudia el efecto de la sequía o la alta salinidad de los suelos (los tipos de estrés ambiental más habituales en Aragón) en la fijación de nitrógeno.

“En nuestro laboratorio -señalan Matamoros y Becana- investigamos la implicación de los antioxidantes de las plantas en la respuesta defensiva, identificando los mecanismos que regulan la expresión de genes y proteínas en condiciones de estrés”. Comprender el funcionamiento de las plantas y los mecanismos utilizan para adaptarse a situaciones adversas tiene por finalidad prolongar la etapa funcional del nódulo que contiene las bacterias y potenciar la biofertilización.

ECOLOGÍA Y SALUD

El uso en la agricultura de fertilizantes nitrogenados, cuyos componentes fundamentales son amoniaco y nitrato, va en aumento. “La síntesis industrial de fertilizantes -indican los investigadores de Aula Dei- conlleva un enorme gasto de energía y contribuye al calentamiento global y la destrucción de la capa de ozono debido a las emisiones de CO2 y gases nitrogenados”. Además, añaden, “se ha demostrado que concentraciones elevadas de nitrato en el agua o en los alimentos pueden dar lugar a una reducción de la capacidad de la sangre para transportar oxígeno, así como que las nitrosaminas, un producto secundario derivado de los fertilizantes nitrogenados, son cancerígenas”.