El nitrógeno es el elemento, en forma no elemental, más abundante en nuestro planeta. Se encuentra principalmente en la atmósfera, donde constituye el 78,1% en volumen. Su abundancia en la corteza terrestre es sólo del 0,002% en masa. Los únicos minerales importantes que contienen nitrógeno son el KNO3 (nitrato potásico) y el NaNO3 (nitrato de sodio o nitrato de Chile), localizados en unas pocas regiones desérticas.
La FBN (fijación biológica del nitrógeno) es un proceso exclusivo de algunos procariotes para usar el N2 del aire y reducirlo a amoniaco con la enzima nitrogenasa, para la síntesis de proteínas. De acuerdo con el mecanismo bioquímico, para obtener la energía que les permita fijar el N2 existen bacterias fotoautotróficas, quimiolitotróficas y heterotróficas de vida libre en el suelo, asociados o en simbiosis en las hojas y/o raíces de plantas. El ejemplo más conocido e investigado es la relación entre las leguminosas y Rhizobium. Aunque los dos simbiontes pueden sobrevivir independientemente, solo cuando la bacteria coexiste íntimamente con la leguminosa se da la fijación del N2
El establecimiento de la simbiosis para atrapar el N2 entre Rhizobium y las leguminosas es un proceso complejo, donde la formación de nódulos y la captación del N2 se da en etapas sucesivas. Rhizobium induce en la leguminosa el desarrollo de nódulos en su raíz, los dos organismos establecen una cooperación metabólica, las bacterias reducen el N2 a amonio (NH4), el cual exportan al tejido vegetal para su asimilación en proteínas y otros compuestos nitrogenados complejos, las hojas reducen el C02 en azúcares durante la fotosíntesis y lo trans portan a la raíz donde los bacteroides de Rhizobium lo usan como fuente de energía para proveer ATP al proceso de inmovilizar N2.
¿Cuánto de Nitrógeno fijan las leguminosas?
Se considera que la fijación biológica del nitrógeno (FBN) es una de las alternativas más viables para incorporar nitrógeno en el ecosistema. Se ha estimado que 175 millones de toneladas/año se fijan biológicamente, del cual el 70% va al suelo y de éste, el 50% proviene de asociaciones nodulares como las causadas por Rhizobium
A este respecto, el incluir las leguminosas en una rotación de cultivos, ha mantenido la producción de sistemas agrarios desde la antigüedad, produciendo nitrógeno fijado de forma biológica, y ayudando a combatir enfermedades, plagas y malas hierbas, al romper la continuidad de los monocultivos.
Las asociaciones entre gramíneas y leguminosas se realizan para aprovechar la fijación biológica del nitrógeno por parte de la leguminosa. Existen estudios que han revelado que con esta técnica se incrementa la producción, se produce un mayor con trol de malas hierbas, se mejora la calidad del producto y se obtiene un importante ahorro de fertilizante nitrogenado.
Fuente: Instituto para la Diversificación de Ahorro de la Energía. 2007. Ahorro, Eficiencia Energética y Fertilización Nitrogenada. España