La asimilación del nitrógeno por las plantas es de lo más importante para los vegetales, solo el agua le adelanta en la escala de prioridades nutricionales. El nitrógeno es esencial para la correcta nutrición de la planta y, como consecuencia, para asegurar una producción adecuada a la demanda de la sociedad y la calidad de los vegetales y frutas que se producen. Este es el macronutriente más importante para la planta, el N de la fórmula NPK, pues forma parte de las proteínas, creando la “masa” vegetal. Es indispensable para que aparezcan tallos, hojas y frutos, y para que todo funcione correctamente; si no hay suficiente, la planta comienza a perder tejidos y termina muriendo.
El proceso de asimilación del nitrógeno
El nitrógeno es un elemento esencial para la vida en la Tierra. Aunque constituye aproximadamente el 78% de la atmósfera en forma de nitrógeno molecular (N₂), esta forma no es directamente utilizable por la mayoría de los seres vivos. Para que sea accesible y pueda ser incorporado en moléculas vitales como proteínas y ADN, debe transformarse a través de un proceso natural conocido como el ciclo del nitrógeno.
Los vegetales absorben solo los nutrientes disponibles en un área concreta alrededor de sus raíces. El N es asimilado por la planta en forma de nitratos (NO₃⁻) y amonio (NH₄⁺) procedentes de la actividad biológica de los seres vivos. Una vez que el nitrógeno ha sido transformado en formas aprovechables, las plantas lo absorben del suelo a través de sus raíces. El nitrógeno comienza a integrarse en el metabolismo vegetal y cumple un papel fundamental en su desarrollo: es un componente básico de los aminoácidos, que a su vez forman las proteínas necesarias para el crecimiento de células, hojas y raíces.
Capacidad de absorción según el desarrollo vegetal
Las especies y cultivares tienen exigencias diferentes del nutrimento, en relación a la cantidad y a la forma absorbida. Estudios realizados en cultivos como la patata han determinado que la forma preferencial de absorción del nitrógeno en la fase inicial de desarrollo fue la amoniacal, tornándose a nítrica después de la formación de tubérculos. La siguiente tabla resume el potencial de fijación de nitrógeno de algunas leguminosas:
- Alfalfa: 465 kg N ha⁻¹ año⁻¹
- Trébol rojo: 252 kg N ha⁻¹ año⁻¹
- Guisante: 225 kg N ha⁻¹ año⁻¹
- Soja verde: 200 kg N ha⁻¹ año⁻¹
- Haba: 165 kg N ha⁻¹ año⁻¹
La fijación biológica: una alternativa sostenible
La fijación biológica es el proceso mediante el cual el nitrógeno atmosférico (N₂) se convierte en formas más reactivas y accesibles, como el amoniaco (NH₃) o el ion amonio (NH₄⁺). Existen unas bacterias que se encargan de fijar, es decir, convertir el N₂ atmosférico en amonio que es asimilado directamente por la planta. Este proceso es complejo y su eficiencia depende mucho de los microorganismos que residen en el suelo y cmo se asocian con el vegetal.
Llegados a este punto se pone de manifiesto que en el modelo de fertilización convencional falta una pieza clave: la fertilización nitrogenada biológica. La solución a los problemas de degradación del suelo y contaminación de acuíferos es apostar por la biotecnología y los microorganismos capaces de aportar una fertilización nitrogenada biológica adecuada. Gracias a la selección biotecnológica, productos como biofertilizantes permiten que una serie de cepas de microorganismos especialmente escogidas alimente a la planta de forma biológica.
Tipos de bacterias fijadoras
Las bacterias fijadoras sintetizan la enzima nitrogenasa, responsable de la fijación biológica. Existen varios tipos de bacterias fijadoras según el modo en que coexistan con los cultivos:
- Bacterias simbióticas: Como Rhizobium y Frankia, que forman nódulos radiculares y tienen una alta transferencia de nitrógeno.
- Bacterias asociativas: Como Azospirillum, que se adhieren a las raíces de cereales como el trigo o el maíz.
- Bacterias libres: Organismos que fijan nitrógeno de forma independiente en el suelo.
La fijación biológica del nitrógeno es una opción más económica, ecológica e incluso rentable. Esta práctica protege el suelo de la erosión, mejora la fertilidad cuando se utiliza como abono verde y ayuda a evitar la lixiviación de nitratos hacia las aguas subterráneas, garantizando así la salud de las personas y de los suelos que cultivamos.
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