Programa específico: Joint Programming Initiative in “Sustainable Crop Production” financiado a través de SusCrop - ERA-NET y AEI “Proyectos de Cooperación Internacional” (Proyecto PCI2020-120685-2, financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y por la Unión Europea “NextGenerationEU”/PRTR).

Código APCIN: PCI2020-120685-2

UPV/EHU: Beneficiario

IP UPV/EHU: Begoña González

Inicio del proyecto: 01/04/2021
Fin del proyecto: 31/07/2024

Breve descripción: Los agrosistemas en los países industrializados se enfrentan a importantes retos: necesitan satisfacer la creciente demanda de alimentos y, al mismo tiempo, se les pide que minimicen el impacto ambiental negativo. El uso generalizado de fertilizantes nitrogenados (N) sintéticos ha promovido la productividad y la rentabilidad de la producción agrícola. Sin embargo, debido a la baja eficiencia de uso del nitrógeno (EUN) de las plantas de cultivo, el uso intensivo de fertilizantes nitrogenados conlleva pérdidas en el sistema planta-suelo a través de la lixiviación de nitratos y las emisiones de gases de nitrógeno, lo que conduce a la contaminación del suelo, el agua y la atmósfera.

El objetivo principal del proyecto CATCH-BNI es mejorar la gestión de las rotaciones de cultivos, la fertilización nitrogenada y el ciclo del nitrógeno en los agroecosistemas mediante la modulación de la nitrificación y la desnitrificación para contribuir a una agricultura sostenible y respetuosa con el medio ambiente. Los procesos de nitrificación operados por bacterias y arqueas del suelo conducen a la rápida conversión de amonio en nitrato, que es propenso a pérdidas que posteriormente contaminan el medio ambiente. La nitrificación también está asociada con la emisión de nitrógeno reactivo, principalmente como óxido nitroso (N2O), que muestra un potente potencial de calentamiento global. Mientras que la inhibición química de la nitrificación ha surgido como una herramienta para limitar las pérdidas de nitrógeno durante las últimas tres décadas, sólo más recientemente se ha demostrado que varias especies de plantas muestran actividad inhibidora de la nitrificación, principalmente a través de la liberación de compuestos orgánicos por los exudados de las raíces. Estos compuestos se denominan inhibidores biológicos de la nitrificación (BNIs). La caracterización y el uso de BNIs permiten la transferencia y el desarrollo de las estrategias basadas en inhibidores de la nitrificación a los sistemas de producción y agricultura orgánicos. Por lo tanto, el uso de BNIs representa una alternativa de bajo costo a la aplicación de inhibidores químicos. Además, los tejidos de ciertas especies de plantas que acumulan compuestos con actividad BNI durante su desarrollo han demostrado el potencial de reducir la actividad de nitrificación. Por lo tanto, se plantea la hipótesis de que el uso de cultivos intermedios como abono verde cuando se incorporan al suelo antes de sembrar el cultivo objetivo mejora la fertilidad del suelo y, concomitantemente, proporciona compuestos que ralentizan el proceso de nitrificación. Este es el caso de los tejidos vegetales que contienen glucosinolatos de mostaza o colza (familia Brassicaceae), para los cuales se observó una mayor acumulación de amonio en suelos enmendados con sus tejidos.

El proyecto CATCH-BNI tiene como objetivo investigar la incorporación de cultivos intermedios con potencial de BNI en rotaciones de cultivos como una estrategia de mitigación para desacelerar los procesos de nitrificación, así como para aumentar las reservas de N del suelo para el cultivo objetivo posterior. Nuestro objetivo principal es diseñar enfoques innovadores que permitan una conversión más lenta y controlada de amonio en nitrato en los suelos para una nutrición óptima de los cultivos objetivo. Para esto, apuntamos a: 1) identificar especies de plantas y cultivares de cultivos intermedios con actividades de BNI en exudados de raíces y tejidos de raíces y brotes; 2) comprender cuán eficientemente el ciclo de N se ve afectado por el uso de cultivos intermedios productores de BNI y cómo se desempeñan los cultivos objetivo (rendimiento y EUN); 3) determinar las mejores opciones y modalidades para estabilizar fertilizantes orgánicos con material vegetal con actividad de BNI; y 4) validar en condiciones de campo real las innovaciones propuestas.