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18/4/2006

TESIS: Alternativas al uso de nitrato como fertilizante

Para desarrollar una producción agraria sostenible es necesario el estudio de fuentes nitrogenadas alternativas al nitrato, forma que predomina en los suelos agrícolas y con mayor capacidad contaminante. En la actualidad, el uso del nitrato como fertilizante nitrogenado en la agricultura intensiva desencadena problemas medioambientales, como la contaminación de las aguas o la degradación de la capa de ozono; y sanitarios, como deficiencias en la oxigenación sanguínea en lactantes o la acumulación de nitrosaminas, una sustancia supuestamente cancerígena en el estómago adulto. Por esto es necesario buscar un equilibrio entre la productividad agrícola y la cosecha de calidad, manteniendo las condiciones ambientales.

Así lo asegura Mª Dolores Domínguez Valdivia del Departamento de Ciencias del Medio Natural de la Universidad Pública de Navarra en la tesis doctoral titulada Mecanismos de tolerancia al amonio en plantas de interés agronómico.

El estudio se enmarca dentro de los trabajos que realizan investigadores de la Universidad Pública de Navarra en este campo que han permitido obtener nuevos datos sobre los mecanismos de respuesta que presentan distintas especies de plantas frente al estrés causado por el uso de fertilizantes exclusivamente amoniacales. El estrés en este ámbito se entiende como los procesos que producen una disminución del crecimiento vegetal y que limitan por tanto la productividad de las cosechas. El conocimiento en profundidad de estas cuestiones permitirá un uso más racional de los fertilizantes en la agricultura.

Investigaciones para una agricultura sostenible

La posibilidad de absorber y utilizar amonio o urea animal como fuente nitrogenada por parte de algunas plantas permite estudiar estas formas de nitrógeno como alternativas al nitrato. Sin embargo, el amonio, a pesar de ser más respetuoso con el medioambiente, no produce el mismo crecimiento en la mayoría de las plantas cultivadas que el presentado cuando se utiliza nitrato. Los estudios llevados a cabo hasta la fecha habían revelado que el uso de nitrato durante años propicia en la mayoría de las plantas sensibilidad al amonio o incluso toxicidad. No obstante, la tolerancia que muestran algunas especies de plantas cultivadas como el guisante, genera interés por el estudio de los mecanismos fisiológicos, metabólicos y moleculares que confieren a estas plantas la capacidad de tolerar el amonio.

En el citado estudio, Mª Dolores Domínguez ha comparado el efecto de la nutrición amoniacal en el metabolismo de plantas sensibles como la espinaca y tolerantes como el guisante. Los resultados indican que son múltiples los procesos asociados a la tolerancia al amonio en el guisante con respecto a la espinaca. En el guisante existe una mejor regulación de la absorción del amonio en las raíces y un control de los niveles de amonio, sobre todo en los tejidos de las hojas. Además, se observan modificaciones de importancia en la relación de carbono y nitrógeno de los aminoácidos mayoritarios (la asparragina en el guisante y la glutamina en la espinaca). Con respecto a las actividades de las enzimas GS (glutamina sintetasa) y GDH (glutamato deshigrogenasa), responsables de la asimilación del amonio, no se modifican en concentraciones moderadas de esta sustancia en el guisante, pero sí en la espinaca. En cuanto a las principales modificaciones metabólicas, éstas tienen lugar en la raíz en el caso del guisante, y en las hojas en el de la espinaca. Además, en las raíces del guisante se han observado modificaciones morfológicas, que podrían ser indicio de adaptaciones para asimilar el amonio sin modificar sus procesos internos.

En otra parte del estudio se aborda la naturaleza del estrés que provoca en las plantas el uso de fertilizantes amoniacales. La elevada concentración de amonio no conlleva un estrés oxidativo (es decir, que las moléculas se oxiden debido a la alteración que se produce en las enzimas), a diferencia de lo que sucede en la mayoría de estos estados. La activación de algunas enzimas antioxidantes es el reflejo del estrés que el amonio produce en las plantas. Además, esta reacción podría favorecer el crecimiento de las plantas tolerantes al amonio en otra situación de estrés añadida.

Las investigaciones han comprobado que la tolerancia al amonio experimentada en un tipo de guisante puede generalizarse al resto de variedades de la especie. No obstante, se observan distintos rangos de tolerancia y estrategias para crecer bajo una nutrición amoniacal.

Clonación de genes de guisante

Para profundizar en el estudio de las enzimas de asimilación de amonio GS y GDH se han clonado y secuenciado estos genes del guisante, y mediante una novedosa técnica se han producido dos nuevos anticuerpos que reconocen las enzimas de esta planta y de otras especies vegetales. Los resultados muestran que los contenidos de las enzimas GS y GDH en los tejidos de la raíz de las distintas variedades de guisante se ven incrementados cuando se les aplica el fertilizante amoniacal, y a su vez este incremento se ve relacionado con la concentración de amonio aplicada.

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