Microbios diseñados para alimentar cultivos y reducir fertilizantes químicos

El fertilizante es esencial para alimentar al mundo, pero producirlo consume mucha energía y genera muchas emisiones. De hecho, su fabricación es responsable de aproximadamente el 2% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Para reducir ese impacto, varias empresas apuestan por microbios que, sembrados en el suelo alrededor de las raíces, ayudan a la planta a obtener nitrógeno. Así se podría recortar el uso de fertilizante químico y, de paso, los costes para los agricultores, algo especialmente relevante en un contexto de precios disparados por la guerra en Irán.

El aire es casi un 80% nitrógeno, pero las plantas no pueden usarlo directamente porque no reacciona con otros elementos. Necesitan nitrógeno fijado, convertido en compuestos como el amoniaco. En la naturaleza, algunos microbios hacen esa fijación, y plantas como las leguminosas incluso albergan bacterias fijadoras en sus raíces. El fertilizante sintético, en cambio, es fijación industrial mediante el proceso Haber-Bosch, que usa gas natural.

El problema de los fertilizantes microbianos es que para los microbios resulta caro, energéticamente hablando, producir y liberar amoniaco. Si dedican toda su energía a fijar nitrógeno, su crecimiento se resiente. Tim Schnabel, fundador y CEO de Switch Bioworks, lo explica así: necesitas que los microbios se establezcan y formen colonias sanas antes de que empiecen a producir nitrógeno. Por eso su empresa apuesta por un interruptor genético: un segmento de ADN que activa los genes responsables de la producción y liberación de amoniaco cuando las condiciones son las adecuadas.

Un interruptor genético para fijar nitrógeno

Switch Bioworks está probando varias formas de activar ese interruptor. La principal: que los microbios reaccionen al nivel de nitrógeno del suelo. Cuando cae por debajo de cierto umbral, empiezan a producir amoniaco. Dan Blaustein-Rejto, director de alimentación y agricultura en el Breakthrough Institute, señala que fijar nitrógeno es muy caro para los microbios, y que si lo fijan, prefieren usarlo para ellos mismos. Un interruptor genético podría hacer que crezcan primero y fertilicen después.

La compañía está realizando ensayos en seis estados de EE. UU., centrados en el maíz, el cultivo más plantado del país. Schnabel admite que aún es pronto para saber cómo funciona en el campo. La cosecha está prevista para finales de octubre o principios de noviembre, pero ya en agosto algunas plantas tratadas con sus microbios se veían más sanas que las no tratadas. Aun así, el producto comercial podría tardar dos o tres años.

Reducir la dependencia del fertilizante sintético

Otra empresa, Pivot Bio, lleva desde 2011 trabajando en microbios para fertilizar. Sus productos ya se han usado en millones de acres y han ampliado su catálogo a algodón, trigo y granos pequeños. Su CTO, Travis Frey, dice que ahora buscan colonias más robustas en cualquier entorno. Frey ve una gran oportunidad: los costes de los fertilizantes suben y los precios de los cultivos bajan, así que los productos biológicos podrían volverse mainstream en esta década.

John Havlin, profesor de ciencias del suelo en la Universidad Estatal de Carolina del Norte, está entusiasmado: cree que estos productos reducirán la carga de nitrógeno aplicado. Pero hay un límite: Switch calcula que los microbios podrían sustituir como máximo el 50% del fertilizante sintético, y su primer producto probablemente reemplace solo el 25%. Pivot dice algo similar. Es decir, el fertilizante sintético seguirá siendo necesario durante mucho tiempo. Como resume Blaustein-Rejto, no hay una visión clara y plausible para reemplazarlo por completo, así que siguen siendo críticas otras formas de reducir emisiones y contaminación por nitrógeno.

Lo que queda por ver es si estos microbios funcionan fuera del laboratorio. Las pruebas de campo son el último paso antes de ir al mercado, y los ensayos independientes son clave, porque a veces hay una gran diferencia entre los datos de la empresa y los de investigadores externos.