Fijación Biológica de Nitrógeno

Por: Lic. MSc. Maria Virginia Fernández Canigia – Miembro Mesa de Nutrición Biológica Material extraído de Fernández-Canigia, M.V. 2020. Factores determinantes de la nodulación: edición ampliada y actualizada. Libro digital. C. A. de Buenos Aires, Argentina. 91 pp. El nitrógeno es un componente fundamental de los seres vivos. Se lo encuentra en estructuras como membranas […]
abril 25, 2023

Por: Lic. MSc. Maria Virginia Fernández Canigia – Miembro Mesa de Nutrición Biológica

Material extraído de Fernández-Canigia, M.V. 2020. Factores determinantes de la nodulación: edición ampliada y actualizada. Libro digital. C. A. de Buenos Aires, Argentina. 91 pp.

El nitrógeno es un componente fundamental de los seres vivos. Se lo encuentra en estructuras como membranas de las células, por lo tanto, es parte de todos los tejidos, en los aminoácidos que forman las proteínas, en enzimas, necesarias para el metabolismo, en los ácidos nucleicos, ADN y ARN, etc.  La gran reserva natural de N2 es la atmósfera, donde representa el 78% de los gases que componen el aire. No obstante, la triple ligadura (N≡N) de la molécula de dinitrógeno (N2) es una de las más fuertes conocidas y se requiere mucha energía para romperla.

Por esto, el N2 atmosférico no es utilizado directamente por las plantas y se requiere de procesos industriales (fertilizantes) o biológicos para su incorporación y transformación en formas asimilables.

La fijación de N en la biosfera se estima en unos 287 millones de toneladas anuales, de los cuales 193 millones corresponden a la fijación biológica, 85 millones a la industrial, y 9 millones a la atmosférica o espontánea. La fijación biológica representa casi el 70 % del N fijado

Cantidades estimadas de nitrógeno fijado anualmente (millones de toneladas por año) por diferentes fuentes biológicas y no biológicas. (Adaptado de Miyamoto y col. 2008).

En este artículo vamos a puntualizar en la fijación biológica por leguminosas (soja, alfalfa, tréboles, maní, etc). En estas se produce por simbiosis, que es una relación estable entre dos organismos. Ej. Rhizobium (captura el N2 atmosférico y lo entrega a las leguminosas, las cuales proporcionan los compuestos carbonados para al rhizobio).

Esquema simplificado de la simbiosis rizobio-leguminosa.

Por lo tanto, la fijación biológica se relaciona estrechamente a la producción de biomasa aérea y rendimiento, cuanto mayor sea la biomasa aérea, mayor será la fotosíntesis, y habrá mayor fijación. En la región pampeana, se describieron 23,2 kg derivados de la FBN por cada tonelada de materia seca de alfalfa y 43,6 kg por tonelada de granos de soja producidos

Producción de forraje en alfalfa y la FBN. (Adaptado de Racca y col. 2001)
Producción de soja y FBN (Adaptado de Collino y col. 2015).

Son órganos vegetales que se producen en la raíz de la planta huésped al ingresar los rizobios. Los nódulos son pequeñas tumoraciones dentro de las que las bacterias se transforman en bacteroides, los cuales producen la fijación de N2. Su morfología varía entre leguminosas.

Cada leguminosa o grupos de leguminosas tienen su rizobio específico. La planta, a medida que germina envía sustancias específicas (flavonoides) que son reconocidos por las bacterias y activan los factores de nodulación (LCO) que activarán la división de las células de los pelos absorbentes y de desencadena la formación del nódulo.

La incorporación de los rizobios a la semilla o en el surco de siembra se denomina inoculación. Estas bacterias están seleccionadas por su alta eficiencia de fijación biológica de nitrógeno, en alta concentración, capaces de formar simbiosis con la leguminosa cultivada.

Reconocimiento planta huésped-rizobio específico.
¿Entonces, si ya hay rizobios en el suelo, inoculamos o no?

Una vez que la planta cumple su ciclo y muere, los rizobios de cualquier especie, sobreviven en el suelo pero comienzan a vivir en forma libre. Algunas pierden su capacidad de nodulación (dejan de ser infectivas) o pueden dejar de ser efectivas en la fijación de nitrógeno. Por lo tanto, la inoculación con cepas nuevas y seleccionadas generará, ante situaciones ambientales ideales (humedad adecuada a la siembra, correcto manejo del inoculante para que los rizobios lleguen  viables al momento de la germinación. Por otro lado. en la actualidad los inoculantes contienen la molécula señal (LCO), que estimula el reconocimiento es la planta con su rizobio específico

Cambios en la nodulación de soja según tratamientos de inoculación. Promedio de 28 sitios de producción en Argentina. (Adaptado de Piccinetti y col., 2011)
¿Cómo lograr una inoculación exitosa?

Los inoculantes contienen y aportan organismos vivos. Por lo tanto, para lograr un resultado satisfactorio del proceso de inoculación es conveniente,

  • Asegurarse de que el inoculante se encuentre dentro de la fecha de vigencia para su uso y que desde su elaboración se mantuvo bajo las condiciones adecuadas para mantener de su calidad según las recomendaciones de su fabricante.
  • Utilizar en tratamientos de semillas con otros productos solamente si estos son compatibles según las formulaciones y recomendaciones de uso indicadas por el fabricante del inoculante.
  • Al realizar la inoculación varios días antes del momento de la siembra incorpore protectores bacterianos específicos según recomendación del fabricante del inoculante. Hay que considerar que la mayor calidad de los tratamientos de semillas complejos (aplicación de varios productos y con anticipación prolongada hasta la siembra) se logra al implementar procesos de tratamiento profesional o industrial de las semillas.
  • Realizar la inoculación de las semillas en condiciones protegidas, a la sombra. La exposición al sol, además de acelerar el desecamiento, aumenta las posibilidades de mortandad por la acción bactericida de los rayos ultravioletas.
  • Lograr distribución y mezclado uniforme del inoculante sobre las semillas. La inoculación directamente en el cajón de siembra no es una práctica efectiva ni recomendable. Tampoco es conveniente la extensión en el tiempo de mezclado tanto por riesgos en los daños a las semillas (pérdida de poder germinativo) como por acentuar la distribución no uniforme de los productos aplicados.
  • Almacenar, hasta el momento de siembra las semillas, en lugares frescos y ventilados.
  • No sembrar en suelos secos o con temperaturas extremas.
  • Asegurarse que el cultivo no tenga limitaciones de fósforo, azufre u otros elementos. Evitar el uso de fertilizantes nitrogenados en altas dosis el momento de la siembra.

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