La investigación liderada por expertos de la Universidad de Massachusetts Amherst y la Universidad de Jiangnan ha revelado una innovadora técnica para el cultivo de arroz. Esta nueva metodología, que utiliza aplicaciones de selenio a nanoescala, promete transformar la producción de este grano fundamental para miles de millones de personas. La principal ventaja radica en la significativa reducción de la necesidad de fertilizantes nitrogenados, lo que no solo abarata los costos para los agricultores, sino que también minimiza el impacto ambiental asociado a su producción y uso. Además de la sostenibilidad, el método mejora la calidad nutricional del arroz y contribuye a mitigar el cambio climático al reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Este avance científico representa un paso crucial hacia una agricultura más eficiente y respetuosa con el planeta.
El cultivo de arroz, base de la alimentación para más de 3.500 millones de individuos a nivel mundial, ha enfrentado desafíos considerables debido a sus altos costos ambientales, climáticos y económicos. La Revolución Verde, que impulsó la producción agrícola a mediados del siglo pasado con fertilizantes sintéticos, ha mostrado sus limitaciones, evidenciando la necesidad de nuevas soluciones. Baoshan Xing, distinguido profesor de Química Ambiental y del Suelo en la Universidad de Massachusetts, señala que es imperativo hallar alternativas para revitalizar y optimizar las prácticas agrícolas actuales.
Uno de los problemas más apremiantes de la agricultura moderna es la baja eficiencia en el uso del nitrógeno (EUN). En el caso del arroz, la EUN puede ser tan baja como el 30%, lo que significa que un 70% del fertilizante aplicado se pierde, contaminando ecosistemas acuáticos y causando problemas como la eutrofización y las zonas muertas. Esta ineficiencia no solo representa una enorme pérdida económica para los agricultores, sino que también agrava la crisis climática, ya que la descomposición del nitrógeno en el suelo genera metano, amoníaco y óxido nitroso, potentes gases de efecto invernadero. Además, la propia fabricación de fertilizantes es un proceso intensivo en emisiones contaminantes.
La solución propuesta por Xing y sus colaboradores, incluyendo a Chuanxi Wang y Zhenyu Wang de la Universidad de Jiangnan, consiste en la aplicación foliar de selenio a nanoescala. Este enfoque novedoso permite que las plantas de arroz absorban el selenio de manera mucho más eficiente, en comparación con las aplicaciones directas al suelo. Los resultados han sido notables: la fotosíntesis del arroz aumentó en más del 40%, lo que se traduce en una mayor captación de dióxido de carbono y una producción incrementada de carbohidratos. Estos carbohidratos fortalecen el sistema radicular de la planta, promoviendo un crecimiento más vigoroso y una mayor liberación de compuestos orgánicos en el suelo.
Este enriquecimiento del suelo fomenta la proliferación de microorganismos beneficiosos que, en simbiosis con las raíces del arroz, mejoran significativamente la absorción de nitrógeno y amonio. Como resultado, la eficiencia en el uso del nitrógeno se eleva del 30% a un impresionante 48.3%. Además, se logra una reducción de entre el 18.8% y el 45.6% en las emisiones de óxido nitroso y amoníaco a la atmósfera. No solo la producción de grano aumenta, sino que su valor nutricional también mejora, con mayores niveles de proteínas, aminoácidos esenciales y selenio. Gracias a estas aplicaciones de nanoselenio, los agricultores pueden disminuir el uso de nitrógeno en un 30%, una medida de gran impacto si se considera que el cultivo de arroz consume entre el 15% y el 20% del nitrógeno utilizado globalmente. Esta investigación, publicada en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, ofrece una estrategia prometedora para enfrentar los desafíos de la seguridad alimentaria, el cambio climático y la sostenibilidad económica en la agricultura.