Bacterias fijadoras de nitrogeno en agricultura, alternativa al uso de fertilización nitrogenada inorgánica

El nitrógeno 

El nitrógeno, siendo el elemento mas abundante en la atmósfera, no puede ser utilizado por las plantas, sin embargo algunas bacterias pueden usarlo, y al asociarse a las plantas, aprovechan el nitrógeno. Mucho se ha avanzado en el conocimiento de este proceso, y es una realidad que se pueden utilizar no solo para para ahorrar en el uso de fertilizantes, sino para promover un mejor desarrollo de los cultivos, incrementar los rendimientos y promover el desarrollo de la agricultura en suelos pobres. (Para más información sobre uso & aplicación, contactar con Pedro Palazón – Director Técnico de IDEAGRO, y gran experto y conocedor del uso y manejo de soluciones naturales en agricultura).

lavoisiere

Lavoisier llamó al nitrógeno «azoe» que significa «sin vida«, y ello porque lo veía diferente al oxígeno que era el otro componente del aire, que ya tenía claro que era esencial para la respiración y por lo tanto la vida. Hoy, con el avance del conocimiento, ese nombre que le puso Lavoisier parece irónico, ya que se sabe que el nitrógeno es absolutamente indispensable tanto para la vida animal como la vegetal.

El nitrógeno es el elemento más abundante de la atmósfera (el 78% está constituido por nitrógeno). Parece paradójico que siendo el más abundante, sea el más difícil de conseguir. La razón es que el nitrógeno del aire es inerte y no puede ser directamente aprovechado por los vegetales ni tampoco por los animales.

El nitrógeno atmosférico está inmovilizado entre sí mediante un triple enlace muy estable y muy fuerte (N2), y en estas condiciones no puede ser utilizado por las plantas ni los animales. Para que pueda ser utilizado, hay que romper esos enlaces y fijar o unir el nitrógeno a otros elementos, como el hidrógeno u oxígeno. Sólo en estas condiciones, el nitrógeno puesto en el suelo es absorbido por las raíces de las plantas.

Sobre la Biofertilización nitrogenada

La «biofertilización nitrogenada» constituye una interesante alternativa al empleo de los fertilizantes minerales tradicionales en la agricultura moderna. Con el uso en suelos agrícolas de bacterias capaces de fijar un nutriente tan esencial como el nitrógeno se conseguirá, por una parte, disminuir los aportes nitrogenados inorgánicos, y por otra, colaborar en la obtención de metodologías no contaminantes y adecuadas desde un punto de vista medioambiental.

 

nitrigeno

El empleo de bacterias fijadoras de nitrógeno representa una gran oportunidad para la agricultura ya que el nitrógeno fijado en el suelo por las bacterias se encuentra disponible directamente justo en el lugar (rizosfera) donde es requerido, mientras que los fertilizantes inorgánicos aplicados al suelo sufren una pérdida de hasta el 50% debido a procesos naturales de lixiviación y desnitrificación. Además, la excesiva lixiviación tle los fertilizantes inorgánicos puede dar lugar a la contaminación de las aguas subterráneas, ríos y lagos causando daños ecológicos, y puede constituir un riesgo para la salud animal y humana.

Dentro de las bacterias simbióticas fijadoras de nitrógeno encontramos dos grupos de organismos. 


Al primer grupo pertenecen bacterias móviles del suelo, que son atraídas hacia la raíz por compuestos que ésta libera.
 Pertenecen al grupo de quimioorganotrofos aerobios. Se denominan Rizobios. A este grupo pertenecen Rhizobium (nodulan en raíces de leguminosas de climas templados y subtropicales), Azorhizobium (nódulos en tallos y raíces) y Bradyrhizobium (nodula raíces de soja). Existen otros formadores de nódulos de fijación dudosa de nitrógeno como son: Phyllobacterium (forma nódulos en tallos y hojas de mirsináceas y rubiáceas) y Agrobacterium.

El segundo grupo está formado por Actinomicetos (bacterias Gram positivas) que nodulan raíces de muchos árboles y arbustos. Son aquellas bacterias filamentosas que viven en simbiosis con plantas actinoricicas (angiospermas capaces de formar nódulos) y son pertenecientes al género Frankia. No forma micelio aéreo y sus esporas son inmóviles. Nodula los géneros Alnus, Myrca, Casuarina, etc. Esta nodulación es de gran importancia para plantas leñosas perennes, porque aporta nitrógeno al suelo en zonas pobres o repobladas. Entre las plantas simbiontes destacaremos las leguminosas (Fabáceas) por su importante papel en la evolución humana, proporcionando alimento (lentejas, alubias y guisantes), forraje para la nutrición de animales (trébol, arveja, alfalfa…), obtención de madera (Acacia, Leucaena) o para colonizar suelos pobres faltos de nutrientes (retama, tojo, escoba…).

Las bacterias fijadoras de nitrógeno de los géneros Azotobacter, Rhizobium y Azospirillum han sido las más empleadas en agricultura como biofertilizantes.Los mecanismos mediante los que estas bacterias ejercen estos efectos son variados. Así, pueden fijar nitrógeno atmosférico y suministrarlo a la planta; pueden sintetizar diferentes fitohormonas que actúan mejorando diferentes estadios del crecimiento vegetal; solubilizar minerales de fósforo poniéndolo a disposición de la planta, y sintetizar diversos compuestos de bajo peso molecular o enzimas que intervienen en el crecimiento y desarrollo vegetal. Una determinada bacteria puede afectar al desarrollo de la planta mediante uno o más de estos mecanismos.

Se ha demostrado que Azospirillum estimula la densidad y longitud de los pelos radiculares, así como el crecimiento de raíces secundarias y la superficie radicular. La intensidad de estos efectos sobre la raíz depende de la especie vegetal y del cultivar empleado, y sobre todo de la concentración de Azospirillum en el medio. En la mayoría de los casos la concentración óptima es de 10^7 UFC por semilla o plántula. Este microorganismo influye en la concentración de ácido indol acético y ácido indol-3-butírico así como en la velocidad de la respiración específica y en la actividad de enzimas relacionatlos con el ciclo de ácidos tricarboxílicos, y también en la ruta de la glicólisis en las raíces de maíz y de otras plantas

La fijación biológica del nitrógeno se realiza en los nódulos radiculares. Los nódulos son el resultado de una perfecta relación de simbiosis entre la planta y las bacterias. Las bacterias que forman parte de estos nódulos radiculares se denominan rizobios. Los rizobios de forma independiente no pueden fijar nitrógeno, sino que requieren una planta hospedante. Ni la planta ni la bacteria pueden fijar nitrógeno de manera independiente.

Diferentes ensayos de inoculación de cereales y cultivos de forraje con microorganismos fijadores de nitrógeno realizados en campo han mostrado resultados muy interesantes desde el punto de vista del rendimiento, no obstante como en todo ensayo, los resultados pueden ser afectados por multiplicidad de factores que pueden intervenir afectando al rendimiento: aporte a la planta del nitrógeno fijado, especificidad y adaptación de las bacterias fijadoras de nitrógeno al habitat de la raíz, influencia de los metabolitos microbianos, mejora de la micorrización, desplazamiento de la rizosfera de otros microorganismos perjudiciales para la planta, diferencias en los genotipos de la planta huésped, capacidad de los microorganismos inoculados para sobrevivir en el medio, etc.

La inoculación con estas bacterias fijadoras de nitrógeno (Azotobacter & Azozpirillum) permite obtener iguales rendimientos que mediante el uso de fertilizantes nitrogenados inorágnicos pero reduciendo en un 50% la fertilización nitrogenada aplicada, con la gran ventaja medioambiental que esto supone.

semilleros
Este hecho es particularmente interesante dentro de una Agricultura Ecológica, y para el desarrollo de cultivos en zonas vulnerables a la contaminación por nitratos, en las cuales, la cantidad de fertilizante nitrogenado a aplicar anualmente está limitada, abriéndose así un amplio campo para la utilización de bacterias fijadoras de nitrógeno en agriculturaEl uso de productos de este tipo es particularmente recomendable en suelos pobres, con baja actividad microbiana, ya que en ellos la competencia entre los microorganismos autóctonos del suelo y los inoculados será menor.

El empleo en el suelo de biofertilizantes constituye una solución de futuro en pro de una agricultura más sostenible. Los efectos positivos que se aprecian con su empleo, son múltiples, y es que en combinación con diversos factores como el efecto fito-hormonal, la fijación de nitrógeno, la mejora de la asimilación de nutrientes, etc.


Durante los últimos años, desde IDEAGRO, hemos trabajando ampliamente con bacterias, realizando aislamientos de diferentes cepas de microorganismos y desarrollando nuevos formulados a base de microorganismos aislados del suelo que poseen la capacidad de solubilizar fosforo y potasio presente en el suelo, así como fijar nitrógeno ambiental. 

Igualmente, hemos desarrollado numerosos trabajos con bacterias de los géneros Pseudomonas, Bacillus, Azotobacter y Azospirillum, evaluando la eficacia en diferentes suelos, climas y cultivos consiguiendo resultados contundentes. En la actualidad, disponemos de una cepa que, inoculada adecuadamente, permite obtener una reducción del 30% en la cantidad de fertilizantes nitrogenados inorgánicos aportados; incrementando no solo la producción, sino también la calidad final. 

El conjunto de aspectos y mejoras conseguidos se traduce en una planta/cultivo más sana, con mayor aporte nutritivo consiguiendo además una mayor resistencia a enfermedades y mayores rendimientos productivos. Actualmente estamos trabajando con nuevas cepas de rápida implantación para colonizar los suelos con bacterias tras la desinfección para evitar la posible re-infección con patógenos, así cómo desarrollando nuevos formulados y ensayos que nos permitan seguir a la vanguardia en el uso de bacterias beneficiosas en agricultura. Además, estamos trabajando intensamente con un cultivo como es el maíz con el objetivo reducir el aporte de fertilizantes minerales.

Si deseas ampliar la información, ponte en contacto con nuestro Director Técnico, Pedro Palazón mediante email, palazon[arroba]ideagro.es, o por telefono en el 968 118 086. ¡No dudes en consultarnos al respecto! En IDEAGRO disponemos de un equipo multidisciplinar a tu entera disposición.Referencias:
El uso de bacterias fijadoras de nitrógeno en Agricultura Ecológica – MAGRAMA
Bacterias simbióticas fijadoras de nitrógeno – CT 3 (2011) 173- 186 – S.C.G – U. de Salamanca