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BIOFERTILIZACION CON BACTERIAS FIJADORAS
El nitrógeno es el elemento que las plantas requieren en mayor proporción respecto de cualquier otro
elemento y su disponibilidad es fundamental para el adecuado desarrollo de la planta. La atmósfera contiene el
78% de nitrógeno como gas inerte, el cual, no está disponible para las plantas. En la agricultura de alta producción, el juego es convertir el nitrógeno atmosférico no disponible en formas disponibles para las plantas (ya sea
NH2, NH4 o NO3) a fin de que podamos producir grandes cantidades de proteínas.
Se puede obtener el nitrógeno para los cultivos de tres formas principales:
1) Aplicación de fertilizantes sintéticos de alto costo de producción (urea, nitratos, amoníaco anhidro, etc.), o
2) La aplicación de estiércol animal, abonos y desechos animales, que contengan nitrógeno.
3) El uso específico de bacterias de vida libre (no simbióticas), capaces de fijar el nitrógeno.
Fijación de nitrógeno mediante el uso de bacterias. Las bacterias fijadoras de nitrógeno son organismos
unicelulares que en esencia son, literalmente, fábricas de urea en miniatura. La conversión de nitrógeno atmosférico en la planta a formas disponibles se realiza a través de un específico y único mecanismo que posee la enzima
nitrogenasa. La mayoría de los agricultores están familiarizados con la fijación de nitrógeno que realiza la bacteria
del género Rhizobium en cultivos de leguminosas. Sus colonias, formadas dentro de los nódulos, aparecen como
grumos blancos visibles en las raíces de las leguminosas. Las otras bacterias de vida libre (no simbióticas) pueden
fijar nitrógeno igualmente tanto en cultivos de leguminosas como en otras especies de cultivos. Gracias a la reciente evolución de la tecnología microbiológica, que permite que otras especies de cultivos puedan ahora, al
igual que las leguminosas, llevar a cabo un proceso similar y fijar su propio nitrógeno desde la atmósfera.
Tipos de fijadores de nitrógeno. Hay dos tipos principales de bacterias fijadoras de nitrógeno, las de vida
libre y las de inoculación.
1) Las de vida libre habitan en los suelos (como Azotobacter y Pseudomonas spp.), en la rizósfera, consumiendo
los exudados de azúcares que la planta libera por sus raíces, utilizando esta fuente de energía como combustible
para realizar la conversión de nitrógeno gaseoso no disponible para la planta en nitrógeno disponible.
2) Las de inoculación viven en el interior de la planta, conocidas como endófitas (como Azospirillum spp.). Estos
organismos viven en los espacios intracelulares del sistema vascular de la planta y toman el nitrógeno gaseoso no
disponible disuelto en el flujo de savia, convirtiéndolo en formas disponibles para la planta (aminas y nitrógeno
amoniacal).
Relación planta – bacterias, un sistema de retroalimentación. Las bacterias que fijan nitrógeno utilizan el
carbono exudado por la planta en sus raíces como una fuente rica en energía de alto poder calórico; estos exudados son utilizados como combustible para alimentar la reacción biológica. La planta controla la cantidad de energía con la cual las bacterias realizan el proceso de fijación de nitrógeno, de esta forma la cantidad de nitrógeno
que se fija es controlada indirectamente por la planta. Por ejemplo, cuando la humedad del suelo es una limitante, disminuyen las necesidades de nitrógeno requerido por la planta, la cual disminuye el suministro de carbono a
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la flora bacteriana de la rizósfera. Al disminuir la energía entregada, las bacterias disminuyen la fijación de nitrógeno. Cuando las condiciones del suelo son óptimas, la planta requiere satisfacer necesidades crecientes de nitrógeno para su desarrollo; por lo cual, la fijación de nitrógeno es maximizada por la planta mediante una creciente
oferta de carbono a la colonia de bacterias. Así se asegura que la planta recibirá la cantidad de nitrógeno adecuada a sus requerimientos, en base a las condiciones de crecimiento durante la temporada. En contraste con las
aplicaciones físicas de fertilizantes nitrogenados, en donde los agricultores deben adivinar la cantidad de nitrógeno a aplicar al comienzo de la temporada. Si nos hemos equivocado, el exceso de nitrógeno en un año seco
puede reducir dramáticamente la eficiencia en el uso del agua y la sanidad vegetal, "cocinando” literalmente el
cultivo. En un año de humedad adecuada, puede no ser suficiente la cantidad de nitrógeno en la aplicación, desaprovechando las buenas condiciones para el desarrollo del cultivo. La fijación de nitrógeno resuelve el problema
a través de este sistema de retroalimentación natural. Se ha demostrado que mediante la utilización correcta de
especies fijadoras de nitrógeno y la aplicación de un número conocido de estas bacterias para lograr una efectiva
colonización en un cultivo, estos organismos suministrarán entre 30 a 110 o más unidades de nitrógeno por hectárea por temporada con una inoculación, dependiendo de las condiciones estacionales y de la humedad del suelo.
Forma de nitrógeno y su eficiencia en las plantas. Amina y amonio v/s Nitrato Los Fertilizantes nitrogenados sólidos como la urea o abonos de animales tienen su nitrógeno en forma de amonio o de amina. Sin embargo, una vez que son aplicados al suelo, bacterias nativas como nitrosomonas o nitrosococcus rápidamente
transforman estas formas de nitrógeno en nitratos mediante el proceso de nitrificación. El nitrato es muy móvil
en el suelo y es fácilmente lixiviado (sólo el 50% de la urea aplicada es aprovechada realmente por la planta, el
otro 50% se pierde, y a veces más). El nitrato es fácilmente absorbido por las plantas, y con moderación, es una
buena fuente de nitrógeno para la producción de proteínas. Sin embargo, el nitrógeno como nitrato es tan fácilmente absorbido por la planta que puede también fácilmente sobrecargar la capacidad de la planta para metabolizar el compuesto en proteína. Mayor cantidad de nitrógeno como oferta, conduce a la producción de proteínas
incompletas de cadena corta, que debilitan la planta. Altos niveles de nitratos en las hojas y tejidos vegetales,
producen plantas suculentas y de tejidos blandos, mucho más propensos al ataque de plagas y enfermedades e
incluso venenosos para animales, incluidos los seres humanos (envenenamiento por nitrato). El nitrato es también un conocido agente carcinogénico. Por el contrario, el nitrógeno suministrado por bacterias fijadoras es entregado directamente a la planta en forma de amina o amonio. Las bacterias excretan nitrógeno como urea, la
misma forma que se encuentra en la orina de los animales. En esencia, las bacterias son en miniatura una biofábrica de urea. Es metabólicamente de bajo costo para la planta que a su vez, transforma este tipo de nitrógeno
bacterial en aminoácidos y proteínas. El resultado final permite obtener plantas saludables, eficientes y resistentes.
CONCLUSION
Mayor eficiencia del nitrógeno con Menor coste en el suministro de nitrógeno
Menor impacto ambiental en los suelos
Menor coste de aplicación
Menor pérdida de nitrógeno por evaporación o lixiviación
Suelos más sostenibles a largo plazo.