La importancia de las bacterias en la fijación del N

Aunque el N es abundante en la atmósfera (78%), los cultivos no pueden asimilar el nitrógeno gaseoso (N₂), ya que lo adquieren de formas reducidas o en combinación con otros elementos. Las formas nitrogenadas asimilables llegan a los cultivos por la adición de fertilizantes químicos (nitratos, amoníaco, urea o estiércol), mediante procesos naturales de descomposición de la materia orgánica o de conversión del N como el caso de los rayos o por medio de la fijación biológica de N de bacterias.

Fijación bológica del nitrógeno

La fijación biológica de N fue descubierta en 1901, y es llevada a cabo por un grupo especializado de microorganismos, denominados bacterias diazótrofas. Estas bacterias fijadoras de N tienen una enzima en exclusividad denominada nitrogenasa, que cataliza la conversión de N₂ a amonio (NH₄), forma de N asimilable por las plantas. Dentro de este grupo de diazótrofos incluyen bacterias que viven en simbiosis con los cultivos especialmente con las leguminosas como el género Rhizobium y otras que pueden vivir de forma libre y asociarse con los cultivos como los géneros Azotobacter y Azospirillum.

El proceso de fijación biológica de N es muy complejo y requiere un alto aporte energético. La gran estabilidad de la molécula de N₂, al estar compuesta por dos átomos unidos por un triple enlace covalente, la hace inerte y muy poco reactiva. Sin embargo, la nitrogenasa cataliza la ruptura de estos enlaces mediante tres reacciones de reducción hasta formar el producto final que es el amonio (NH₄).

Aporte de N mediante la fijación biológica de N

A diferencia de los fertilizantes químicos nitrogenados, el aporte de N mediante la fijación biológica de N es progresivo, existe una comunicación metabólica entre las bacterias fijadoras de N y los cultivos, suministrándole el N cuando la planta lo requiere. Esta regulación en la absorción del N se lleva a cabo por la vía Glutamina sintetasa de la planta, encargada de la absorción del N para la biosíntesis de aminoácidos y proteínas vegetales.

En periodos de demanda de N por el cultivo, la vía Glutamina sintetasa está trabajando a gran nivel absorbiendo el N fijado por la bacteria. Sin embargo, cuando el cultivo deja de requerir N esta vía se bloquea, y el amonio fijado por las bacterias se acumula, desactivando a su vez a la enzima nitrogenasa. Cuando la planta vuelve a requerir N, empieza a absorber el N fijado activando la vía Glutamina sintetasa reactivando la nitrogenasa de la bacteria para fijar más N.

Entre las soluciones agronómicas destacan aquellas que poseen cepas microbianas con alta eficacia de fijación de N ejerciendo un triple modo de acción al colonizar la rizosfera y el exterior e interior (endófito) de los tejidos vegetales. Esta actividad se ve potenciada con el uso de prebióticos que confieren al producto una mayor versatilidad y potenciación de su actividad ante situaciones difíciles en campo.

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Artículo extraído de Syngenta.es