Nitrification control in the framework of sustainable agriculturethe use of synthetic and biological nitrification inhibitors with ammonium-based fertilizers

Resumen

La creciente demanda de producción de alimentos ha llevado a que el uso de fertilizantes nitrogenados se haya incrementado 10 veces desde la Revolución Verde, convirtiendo los suelos agrícolas en ambientes altamente nitrificantes que aumentan la contaminación por nitrógeno, si no se ajustan las dosis a las necesidades del cultivo. Además, para ralentizar la actividad nitrificante del suelo y disminuir las pérdidas de nitrógeno se han desarrollado inhibidores sintéticos de la nitrificación (SNIs). Los SNIs 3,4-dimetilpirazol fosfato (DMPP) y la mezcla isomérica 2-(3,4-dimetil-1H-pirazol-1-il) succinato (DMPSA) pueden mantener el amonio en el suelo durante más tiempo reduciendo las emisiones de óxido nitroso. No obstante, no está claro si las condiciones futuras de cambio climático, como una mayor concentración de CO2 atmosférico, pueden afectar su eficiencia. Por otro lado, su modo de acción parece estar relacionado con su capacidad para quelar los cationes Cu2+ que necesita la enzima amonio monooxigenasa (AMO), pero no hay datos experimentales en cultivos puros de nitrificantes que puedan confirmalo. Por lo tanto, se necesita una mejor comprensión de la eficiencia y del modo de acción de los SNIs para lograr una agricultura sostenible.A pesar de que el DMPP y el DMPSA son herramientas eficientes para minimizar las pérdidas de nitrógeno, no son ampliamente adoptados por los agricultores debido a su limitada estabilidad biológica y movilidad de suelo. Sin embargo, las sustancias alelopáticas de exudados de raíces de cultivos como el sorgo, conocidas por su actividad como inhibidores biológicos de la nitrificación (BNIs), se han mostrado como una alternativa prometedora. Esto hace que el sorgo sea una opción adecuada para reducir las pérdidas de nitrógeno al ser usado como cultivo de cobertura en la rotación de sorgo/trigo de invierno. No obstante, dado que la exudación de BNIs está relacionada con el estado fisiológico y el desarrollo de la planta, también es necesario determinar los efectos de estreses abióticos como la sequía sobre la liberación de BNIs. Por otro lado, los cultivares de trigo modernos carecen de la capacidad de exudar BNIs. Afortunadamente, la región cromosómica que controla la producción de BNIs en Leymus racemosus, un pariente silvestre del trigo, se introdujo con éxito en dos cultivares de trigo de élite, lo que les confirió la capacidad de inhibir la nitrificación en suelos ácidos bajo nutrición amoniacal. Esta tecnología BNI presenta un uso potencial a nivel mundial y, por lo tanto, debe probarse en diferentes tipos de suelo y con diferentes tipos de fertilizante con el objetivo de evaluar la respuesta de estos trigos élite a la nutrición nítrica y amoniacal en el marco de prácticas agronómicas respetuosas con el medio ambiente.Para finalizar, esta tesis concluye que el control de la nitrificación nos permite avanzar hacia una agricultura sostenible al reducir las pérdidas de nitrógeno reactivo al medio ambiente derivadas del uso de fertilizantes con base amoniacal.