martes, 16 julio 2024

Leguminosas para reducir el uso de fertilizantes

Las leguminosas son utilizadas desde la antigua Roma con el fin de enriquecer los suelos agrícolas, gracias a su capacidad para fijar nitrógeno del aire en la tierra. Por eso, la UPNA y la Universidad de Navarra pusieron en marcha Legusi, un proyecto para explorar nuevas formas de optimizar su uso. La iniciativa está coordinada por ADItech, a su vez agente coordinador del SINAI, y financiada por el Ejecutivo foral.


Pamplona - 22 febrero, 2023 - 06:00

Legusi investiga la simbiosis que se genera entre las leguminosas y las bacterias del tipo rizobio. (Fotos: Maite H. Mateo)

Polígrafo, militar y funcionario. Muchos fueron los oficios ejercidos por el romano Marco Terencio Varrón, lugarteniente de Pompeyo durante la guerra civil en el 49 a. C. y director de las primeras bibliotecas públicas de Roma en la República de Julio César. Tras la muerte de este último mandatario, sobrellevó muchos azares que le llevaron a abandonar su carrera pública y dedicarse de lleno al saber agrícola. Gracias a sus escritos, se sabe que los antiguos romanos ya utilizaban la capacidad restaurativa de las leguminosas con el objetivo de enriquecer los suelos para cultivos.

Esta práctica investigada por Varrón en los años previos a la era cristiana cobra plena actualidad en la lucha contra los efectos negativos que los fertilizantes tienen en el medio ambiente. Un esfuerzo que ya supone para muchos agricultores un quebradero de cabeza, como es el caso de aquellos que gestionan producciones en zonas vulnerables

«Este tipo de plantas logran fijar nitrógeno atmosférico en la tierra, a través de una simbiosis que establecen con los rizobios, un tipo de bacterias comunes en el suelo. La planta se deja colonizar por estas bacterias de forma que genera nódulos radiculares, que interactúan con los microorganismos para convertir el nitrógeno del aire en alimento para las plantas. Existe una ilustración de Flavita Banana muy divulgativa sobre este tema«, explica Estíbaliz Larrainzar, investigadora del Área de Fisiología Vegetal en la Universidad Pública de Navarra (UPNA).

Quienes deseen conocer más a fondo el proyecto pueden hacerlo a través de este enlace.

Por eso, las leguminosas pueden tener un alto impacto en países «donde la fertilización química está fuera de alcance por su precio».

Así mismo, son una de las principales herramientas para cumplir los objetivos establecidos en el Pacto Verde Europeo, que espera reducir un 50 % el exceso de nutrientes y un 20 % el uso de fertilizantes para 2030.

Pero los cultivos del futuro crecerán en ambientes más secos y cálidos. Así lo auguran desde el Panel Intergubernamental del Cambio Climático, organismo que también alerta de los efectos adversos de estas condiciones climáticas sobre la calidad y la producción de muchos tipos de plantas, entre las que se incluyen las leguminosas. De ahí que el grupo de investigación al que pertenece Larrainzar esté profundizando en la asociación entre las leguminosas y los rizobios. ¿Su objetivo? Identificar puntos de mejora para desarrollar plantas más tolerantes al cambio climático y que puedan ayudar a paliar sus efectos.

Legusi profundiza en el comportamiento de las hormonas vegetales de las leguminosas ante la sequía.

Así nació Legusi, un proyecto en el que también es socia la Universidad de Navarra. En concreto, pretende determinar cómo la sequía afecta a las hormonas vegetales que regulan la fijación de nitrógeno en la leguminosa. La iniciativa está coordinada por ADItech -a su vez agente coordinador del Sistema Navarro de I+D+i (SINAI)– y financiada por el Ejecutivo foral en la convocatoria de ayudas a centros tecnológicos y organismos de investigación para la realización de proyectos de I+D colaborativos.

HORMONAS VEGETALES

Tras su cosecha, las frutas, verduras y flores siguen respirando y producen dióxido de carbono (CO2), agua (H2O) y etileno (C2H4), una hormona en forma de gas producida de forma natural por todos los vegetales que regula su senescencia (el proceso de envejecimiento de las células hasta que dejan de dividirse). Su acumulación causa la maduración acelerada de estos alimentos y, por lo tanto, incide en la pérdida de calidad y disminución de su vida útil.

Este compuesto también inhibe la simbiosis entre leguminosas y rizobios, ya que controla cuántas bacterias infectan a la planta. «Queremos entender cómo funcionan estos mecanismos y, para ello, utilizamos a la Medicago truncatula, una leguminosa modelo que está muy estudiada en el mundo científico. Además, observamos los efectos que también tiene la sequía en otra línea de plantas insensibles a los efectos del etileno», concreta Larrainzar. De esta forma, este último tipo de planta es «hipernodulante» y experimenta un proceso de envejecimiento retardado: «Es una especie de eterna juventud».

Para ello, el equipo investigador de la UPNA analiza plantas en distintas condiciones hídricas. Una labor en la que cuenta con técnicas especiales de la Universidad de Navarra.

Ángel María Zamarreño (UN), Rocío Abín (UPNA) y Estíbaliz Larrainzar (UPNA) forman el equipo de Legusi.

En concreto, se ha medido un precursor del etileno y otros compuestos asociados a él para crear un perfil hormonal de las leguminosas. «Queríamos saber si las dos líneas distintas de leguminosas nodulaban de la misma forma ante la sequía. Este es uno de los puntos fuertes del proyecto, porque nunca se había hecho una medida tan sistemática de estos factores durante una sequía progresiva en una línea que tuviera alterada la respuesta ante el etileno», valora Ángel María Zamarreño, investigador del grupo de Biología y Química Agrícola en la Universidad de Navarra.

LOS RESULTADOS

De esta forma, la investigación ha determinado que el tipo de leguminosa insensible al etileno «nodula, fija nitrógeno y hace una simbiosis muy efectiva» a lo largo de su extensa vida útil. Al mismo tiempo, existe «una respuesta diferencial» en el intercambio de gases en sus hojas ante un déficit hídrico. «No obstante, observamos una activación de respuesta a nivel hormonal similar a las plantas silvestres. En este sentido, hemos respondido a una pregunta que nos habíamos planteado, pero con un abordaje novedoso», incide Larrainzar.

El equipo investigador ya se encuentra preparando un artículo para publicar sus resultados, con los que esperan contribuir a nuevos desarrollos en el campo de los fertilizantes. «Si determinamos que las hormonas de las plantas más longevas juegan un papel relevante en la simbiosis con los rizobios, podríamos modificar algo el perfil hormonal a través de bioestimulantes para mejorar la producción o la resistencia de estas plantas. De esta forma, el agricultor podría obtener mejores resultados en condiciones climáticas adversas», concluye Zamarreño. 

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