El arroz alimenta a más de 3.500 millones de personas en el mundo, pero su producción actual genera impactos ambientales y económicos preocupantes. El uso intensivo de fertilizantes nitrogenados, característico desde la llamada Revolución Verde del siglo XX, ha permitido aumentar las cosechas, pero también ha provocado un uso ineficiente de los recursos y altos niveles de contaminación. Hoy, un grupo de investigadores propone una solución innovadora que podría transformar esta realidad: aplicar nano-selenio para reducir fertilizantes y aumentar la calidad nutricional del arroz.
El problema del nitrógeno en el arroz
Aunque los fertilizantes nitrogenados permiten aumentar la productividad, solo entre un 30% y 60% del nitrógeno aplicado es realmente absorbido por las plantas. En el caso del arroz, la eficiencia puede ser tan baja como un 30%. El resto se pierde, arrastrado por el agua hacia ríos y mares, causando eutrofización, zonas muertas y otros daños ecológicos. Además, el exceso de nitrógeno en el suelo genera gases de efecto invernadero como el óxido nitroso, el metano y el amoníaco, agravando el cambio climático.
La fabricación de fertilizantes también consume enormes cantidades de energía, lo que suma emisiones de CO2 a la cadena productiva. En conjunto, estos efectos convierten al cultivo de arroz en una actividad altamente costosa desde el punto de vista ambiental y económico.
La propuesta: aplicar selenio a nanoescala
Investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst, junto con científicos de la Universidad Jiangnan en China, han demostrado que rociar las plantas de arroz con nano-selenio puede mejorar significativamente su eficiencia en el uso de nitrógeno (NUE, por sus siglas en inglés). Este avance, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, se probó en condiciones reales de campo, no solo en laboratorio.
El selenio es un oligoelemento esencial tanto para plantas como para humanos. En su versión nano, es decir, con partículas extremadamente pequeñas, se adhiere mejor a las hojas y tallos, facilitando su absorción. El equipo utilizó drones para aplicar una suspensión de nano-selenio directamente sobre los cultivos. Esta aplicación foliar permitió que las plantas absorbieran el compuesto de manera más eficaz, estimulando su fotosíntesis y, con ello, una serie de efectos beneficiosos en cadena.
Más fotosíntesis, mejores raíces y suelos más vivos
El nano-selenio incrementó la fotosíntesis del arroz en más de un 40%. Esa mayor actividad metabólica generó más carbohidratos, que se desplazaron a las raíces, provocando un desarrollo radicular más robusto. Estas raíces liberaron compuestos orgánicos que atrajeron microbios beneficiosos, creando un ecosistema subterráneo más diverso y saludable.
Esos microorganismos actúan como aliados invisibles del cultivo: ayudan a captar mejor el nitrógeno y el amonio presentes en el suelo, elevando la eficiencia del uso de nitrógeno de un 30% a un 48,3%. Esto significa que se requiere menos fertilizante para obtener el mismo o incluso mejor rendimiento, reduciendo además la emisión de gases contaminantes hasta en un 45%.
Un arroz más nutritivo y rentable
Los beneficios no se limitan al ambiente. El arroz cultivado con nano-selenio no solo creció más, sino que resultó más nutritivo, con niveles superiores de proteínas, aminoácidos esenciales y del propio selenio. Esto representa una mejora directa en la calidad alimentaria, especialmente en regiones donde el arroz es la base de la dieta.
Desde el punto de vista económico, los investigadores observaron un aumento del 38,2% en el beneficio por tonelada de arroz producida, en comparación con los métodos tradicionales. Esto se debe a una combinación de mayor rendimiento, menor uso de fertilizantes y valor nutricional superior.
Implicaciones para la agricultura global
Reducir un 30% el uso de fertilizantes sin perder productividad es un objetivo altamente deseable. Teniendo en cuenta que el cultivo de arroz representa entre el 15% y el 20% del consumo mundial de nitrógeno, el impacto potencial de esta tecnología es enorme.
En un escenario de crecimiento poblacional, presión sobre los recursos naturales y necesidad de mitigar el cambio climático, este tipo de avances ofrecen un camino tangible para hacer que la agricultura sea más sostenible sin sacrificar la seguridad alimentaria.
El enfoque de los investigadores va más allá de aumentar rendimientos: buscan restablecer un equilibrio perdido entre productividad y sostenibilidad. Al integrar la nanotecnología en la agricultura de manera cuidadosa y dirigida, se abren nuevas puertas para optimizar la relación entre la planta, el suelo y el ambiente.
