El nitrogen és el nutrient més essencial per a la producció de cultius, però també un dels més difícils de regular. Aquest compost és vital per a la producció agrícola mundial. que produeix efectes perjudicials.
En aquest article parlarem de la importància del nitrogen a l'agricultura i com es poden alimentar certs cultius del nitrogen de l'aire.
Quina és la importància del nitrogen per al creixement de les plantes?
El nitrogen compleix una funció crucial tant a les plantes com als éssers humans, ja que s'utilitza per sintetitzar aminoàcids que generen les proteïnes responsables de la construcció cel·lular i constitueix un dels components fonamentals de l'ADN. A més, el nitrogen és vital per al creixement de les plantes, ja que és un element principal de la clorofil·la, el compost que permet a les plantes aprofitar lenergia de la llum solar per convertir laigua i el diòxid de carboni en sucres.
El cicle del nitrogen es basa en una sèrie de processos pels quals el nitrogen passa de l'atmosfera a la terra, travessa el terra i finalment torna a l'atmosfera.
El procés comença amb la fixació biològica del nitrogen, un fenomen en què els bacteris fixadors de nitrogen que resideixen als nòduls de les arrels dels llegums transformen la matèria orgànica en amoni, que després es converteix en nitrat. Les plantes poden absorbir el nitrat del sòl i metabolitzar-lo al nitrogen necessari per al seu creixement, mentre que els bacteris desnitrificants faciliten la conversió del nitrat sobrant en nitrogen inorgànic, que posteriorment s'allibera a l'atmosfera.
El nitrat excessiu, o el que es perd per lixiviació (quan els nutrients essencials es dissolen per la pluja o el reg), tenen el potencial d'infiltrar-se i contaminar les fonts d'aigua subterrània.
¿ Quin és el paper dels fertilitzants nitrogenats?
Durant mil·lennis, la humanitat no es va preocupar en gran mesura pel nitrogen. es va fer evident que les pràctiques agrícoles intensives estaven esgotant els nivells de nitrat del sòl, cosa que va provocar aprensions pel que fa a l'augment de la població mundial i l'amenaça imminent d'una crisi alimentària.
Després de la industrialització de la producció, la introducció de fertilitzants nitrogenats sintètics va exercir un paper crucial en l'impuls de la Revolució Verda, fet que va portar a un augment substancial de la producció agrícola mundial a partir de finals de la dècada de 1960. Durant aquest període, tant Mèxic com les nacions de l'Índia i el Pakistan van aconseguir l'autosuficiència en la producció de blat, tot i estar a la vora de la fam.
A les pràctiques agrícoles intensives contemporànies, la importància dels fertilitzants nitrogenats sintètics ha crescut notablement. la producció mundial supera els 100 milions de tones mètriques d'aquest producte bàsic anualment, i les projeccions de l'Organització de les Nacions Unides per a l'Alimentació i l'Agricultura indiquen que s'espera que la demanda augmenti de manera constant, en particular a regions com l'Àfrica i el sud d'Àsia.
¿ És viable a llarg termini?
Amb la creixent demanda mundial, el desafiament de la gestió del nitrogen rau a subministrar suficient nitrogen per satisfer les necessitats de seguretat alimentària mundial i, alhora, reduir l'alliberament de nitrogen en excés, 300 vegades més perjudicial per al medi ambient que el diòxid de carboni.
En certes àrees, una deficiència de nitrogen obstaculitza l'èxit de la seguretat alimentària i nutricional. Per contra, en altres regions, gairebé el cinquanta per cent del fertilitzant nitrogenat utilitzat a l'agricultura s'escapa al medi ambient, cosa que produeix efectes adversos com majors riscos ambientals, degradació irreversible de la terra i contaminació dels recursos hídrics.
Aquesta qüestió es pot abordar millorant l‟eficiència de l‟ús del nitrogen, que es basa en un càlcul multifacètic que sovint requereix una comparació entre la biomassa del cultiu (principalment el rendiment econòmic) o el contingut/absorció de nitrogen (rendiment) i el nitrogen aplicat (insumeixo) a través dels fems o fertilitzants sintètics. En optimitzar aquesta relació, no només s'augmenta la productivitat del cultiu, sinó que també es redueixen les pèrdues ambientals mitjançant una gestió agronòmica meticulosa, fet que contribueix a la millora a llarg termini de la qualitat del sòl.
Actualment, l'eficiència mitjana mundial d'utilització del nitrogen no supera el 50%, molt per sota del 67% estimat necessari per satisfer les demandes mundials d'aliments el 2050, garantint alhora que l'excés de nitrogen es mantingui dins dels llindars acceptables per a la qualitat de l'aire i de l'aigua.
Encara que sorgeixen solucions tecnològiques avançades per a la gestió del nitrogen, els agricultors poden aconseguir millores immediates en l'eficiència de l'ús del nitrogen mitjançant diversos mètodes, inclosa l'aplicació de fertilitzants, l'ús de fertilitzants nitrogenats d'alliberament lenta, la utilització d'eines d'aplicació de nitrogen de precisió (com el Green Seeker) o mitjançant la implementació de la fertirrigació mitjançant microirrigació.
Tecnologia òptima
S'han aconseguit avenços significatius en el desenvolupament de tecnologies orientades a la gestió eficient del nitrogen, que, en combinació amb pràctiques agronòmiques adequades, han demostrat tenir potencial per millorar el rendiment dels cultius. Aquest enfocament millora l'eficiència de l'ús del nitrogen i minimitza l'excedent de nitrogen als cultius.
Els investigadors estan examinant les avantatges de la inhibició biològica de la nitrificació, un mecanisme a través del qual les plantes alliberen substàncies que afecten el cicle del nitrogen a terra. Aquest fenomen natural, observat en certes gramínies i als parents silvestres del blat, exerceix un paper crucial en la reducció significativa de les emissions de nitrogen.
El 2007, els investigadors van identificar característiques de nitrificació biològica en un parent del blat i, el 2018, van transferir amb èxit aquests trets a una varietat de blat de primavera xinès. de desenvolupament, els científics estan interessats a avaluar la possible aplicació daquest procés a les varietats comercials de blat en el futur. té èxit, aquesta tecnologia té el potencial d'afectar significativament l'assoliment dels objectius globals d'eficiència a l'ús del nitrogen.