Nitrogen management in grasslands and forage-based production systems – Role of biological nitrification inhibition (BNI)

Resumen

El nitrógeno (N), el nutriente más crítico y esencial para el crecimiento de las plantas, es determinante para la productividad de las pasturas, tanto de tipo extensivo como intensivo. Los procesos de nitrificación y denitrificación en el suelo son los principales responsables de la generación de formas de N reactivo (NO₃^-, N₂O y NO) y, como consecuencia, de la pérdida de N y la degradación de las pasturas. Por tanto, la supresión de la nitrificación puede facilitar la retención de N en el suelo necesario para mantener, a largo plazo, la productividad de pastizales y sistemas de producción basados en forrajes. Algunas plantas pueden suprimir la nitrificación en el suelo mediante la liberación de sustancias inhibidoras desde sus raíces, un fenómeno llamado ‘inhibición biológica de la nitrificación’ (BNI, por su sigla en inglés). Metodologías recientemente desarrolladas, por ej., pruebas de bioluminiscencia para detectar inhibidores biológicos de la nitrificación (BNIs) en el sistema radicular de plantas, han permitido mejorar las posibilidades de cuantificar y caracterizar la función de BNI en gramíneas forrajeras. Dentro de las gramíneas, la más alta capacidad de BNI se ha encontrado en especies de ambientes bajos en N como Brachiaria humidicola, y la más baja en especies de ambientes altos en N como Lolium perenne y B. brizantha. Actualmente se conoce la identidad química de algunos BNIs producidos en tejidos de plantas y liberados en las raíces, igualmente su modo de acción inhibitoria sobre la nitrificación de las bacterias Nitrosomonas. La síntesis y liberación de los BNIs es un proceso altamente regulado y localizado, estimulado por la presencia de NH₄ en la rizósfera, lo que facilita la liberación de los BNIs cerca de los sitios de nitrificación en el suelo. En B. humidicola se ha encontrado una amplia variación genotípica en la capacidad de BNI, lo que abre un camino para su manipulación genética. Estudios a nivel de campo sugieren que las gramíneas del género Brachiaria reducen la nitrificación y la emisión de N₂O del suelo. Se discute el potencial de explotar la función de BNI, desde la perspectiva de mejoramiento genético y de sistema, para desarrollar sistemas de producción con baja nitrificación y baja emisión de N₂O, y que sean económicamente eficientes y ecológicamente sostenibles.