Una investigación revisada por pares y publicada recientemente en Scientific Reports ha revelado una tecnología potencialmente revolucionaria que podría transformar el método centenario de suministro de nitrógeno a los cultivos. Este estudio colaborativo, en el que participan científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison, la Universidad Purdue y Pivot Bio, presenta evidencia pionera de que los microbios editados genéticamente pueden fijar eficazmente el nitrógeno atmosférico y transferirlo directamente a los cultivos de cereales.
El estudio utilizó nitrógeno marcado isotópicamente para rastrear su viaje desde el aire hasta la clorofila en las hojas de maíz, lo que confirma que el nitrógeno fue fijado por los microbios editados genéticamente. Los estudios de campo demostraron además que estos microbios podrían proporcionar una cantidad de nitrógeno comparable a hasta 40 libras de fertilizante nitrogenado sintético por acre, logrando rendimientos de cultivos similares.
El Dr. Bruno Basso, profesor de la Universidad Estatal de Michigan que no participó en el estudio, destacó la complejidad de gestionar los niveles de nitrógeno en los cultivos debido al clima impredecible y las diferentes condiciones del suelo. Esta complejidad a menudo hace que sea difícil hacer coincidir con precisión el suministro de nutrientes con la demanda de los cultivos.
Los diazotrofos, un tipo de bacteria naturalmente capaz de convertir el nitrógeno atmosférico en amonio, son fundamentales para el proceso conocido como fijación biológica de nitrógeno (BNF). Sin embargo, los diazótrofos tradicionales del suelo pierden su capacidad de fijación de nitrógeno cuando se exponen a altos niveles de nitrógeno durante períodos prolongados, una situación común en campos tratados con fertilizantes sintéticos.
Los investigadores de Pivot Bio han superado este desafío desarrollando microbios editados genéticamente que continúan fijando nitrógeno incluso en ambientes ricos en nitrógeno. "Con las ediciones genéticas, cegamos a los microbios ante la presencia de nitrógeno en su entorno, lo que les permite continuar fijando amonio y entregándolo directamente al sistema de raíces del cultivo", explicó el Dr. Karsten Temme, director de innovación de Pivot Bio.
Este desarrollo es parte de la estrategia más amplia de Pivot Bio para mejorar la eficiencia del nitrógeno en la agricultura y reducir el impacto ambiental de los fertilizantes sintéticos. Las pruebas de campo incluyeron una variedad de experimentos isotópicos en condiciones del mundo real, confirmando la capacidad de fijación de nitrógeno de los microbios editados genéticamente. Las muestras recolectadas de varias granjas mostraron que reemplazar los fertilizantes nitrogenados tradicionales con PROVEN® 40 de Pivot Bio condujo a aumentos tempranos de la temporada en los niveles de nitrógeno en las plantas sin afectar el rendimiento general.
Las implicaciones de esta investigación son significativas, según el Dr. Temme, ya que sugiere que los agricultores pueden reducir su dependencia de los fertilizantes nitrogenados sintéticos sin sacrificar la productividad de los cultivos. Este avance no sólo beneficia a los agricultores sino que también tiene el potencial de disminuir la contaminación ambiental y disminuir la huella de carbono agrícola.
