EL NITRÓGENO NUTRIENTE

FUNDAMENTAL PARA LAS PLANTAS Integrantes:

Daniela BravoNicole ChinacalleMaría Edith Fernández Luis Guerra Gemita López Nadya Molina Francisco Verduga

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 se ven posibilidades ciertas de utilizarlo para así ahorrar en el uso de fertilizantes

Las plantas no son mágicas. Para crecer necesitan energía y nutrientes. La primera la obtienen de la luz solar a través de la clorofila . Los nutrientes en cambio, tienen que obtenerlos del suelo. Lo que se requieren son muchos y muy variados, pero sin duda que el más importante es el nitrógeno.

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 un componente esencial de todos los aminoácidos y estos

unidos en cadenas, son los que constituyen las proteínas.

A su vez, las proteínas constituyen tanto las estructuras de la células y además tienen a su

cargo todas las funciones bioquímicas que ellas deben desarrollar para mantener la vida (enzimas).

El nitrógeno es el elemento más abundante de la atmósfera (el

78% está constituido por nitrógeno). Parece paradójico que siendo el más abundante, es 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.

Es que el nitrógeno atmosférico está inmovilizado entre sí

mediante un triple enlace muy estable y muy fuerte (N2)(ver fig. 1), 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.

A partir de este nitrógeno, bajo la forma de iones nitrato (NO3) o

amonio (NH4), los vegetales inician la fabricación de los

aminoácidos, y por ende sus proteínas.

Fertilizantes nitrogenados

El hidrógeno necesario para el proceso se extraía delgas natural o del petróleo, pero para ello se requería de gran presión y temperatura (50 atmósferas y una temperatura de 500°C). La energía necesaria para ello nuevamente la proporcionaba el petróleo. Nació así el fertilizante

nitrogenado artificial

Para Chile la bonanza no duró mucho, porque a comienzos de este siglo, Fritz Haber y Karl Bosh describieron un proceso, por medio del cual era posible utilizar el nitrógeno del aire. Mediante él, se conseguía la ruptura de las uniones de los átomos de nitrógeno y luego fijar éste al

hidrógeno u oxígeno.

Se trataba de un fertilizante natural, que en esa región parecía ser el único gran depósito del mundo. Esa zona había sido fondo de mar, y sobre él se depositó el nitrato por miles de años. Sin duda, era una riqueza fantástica, que provocó una guerra: la "Guerra del Pacífico".

En el siglo pasado, descubrieron en la zona norte del país, los grandes depósitos de nitrógeno, en forma de nitratos. Este nitrógeno sí que era absorbido y utilizado por las plantas, y al agregarlo a la tierra, las plantas crecían y daban abundantes frutos.

Nuevamente la ciencia

Hace más de 15 años se descubrió que este

proceso hecho en forma industrial (fijar nitrógeno inerte, transformándolo en amonio), lo podían

realizar también algunas bacterias y algas

unicelulares microscópicas (ciano-

bacterias), por un método enzimático, que como tal se realiza a la

temperatura ambiental y no tiene necesidad

de alta presión.

Se trata de la enzima (nitrogenasa), que posee

la bacteria y que es capaz de fijar el nitrógeno de la

atmósfera. Pero más interesante aún fue descubrir que estos microorganismos se asociaban con las

plantas. Ellos se fijaban en las raíces de ellas,

tomaban el nitrógeno del aire, formaban amonio y ponían éste a disposición

de las plantas.

Este proceso asociativo, era exclusivo de ciertas plantas: las leguminosas

(soya, trébol, alfalfa). Bacterias, perteneciente

al género Rhizobium, desarrollan esta función.

Este hallazgo explica algo que los agricultores

habían observado empíricamente desde hace muchos años: la

necesidad de rotación de los cultivos. "Después de

sembrar trigo o maíz, hay que sembrar

leguminosas, porque ellas enriquecen el suelo", decían los

agricultores y tenían razón.

• El proceso simbiótico entre leguminosas y Rhizobium es perfecto: las bacterias se fijan en nódulos a las raíces de las plantas y éstas les proporcionan los hidratos de carbonoque necesitan los Rhizobium a cambio de lo cual las plantas reciben nitrógeno fijado.

Pareciera ser que en etapas tempranas de la evolución, las plantas también tenían la capacidad de fijar nitrógeno atmosférico, pero tal vez la perdieron al encontrarlo disponible en el suelo. Desgraciadamente estaba allí en cantidad limitada, del modo que cuando se incrementó la vida vegetal en el planeta, su disponibilidad pasó a ser el factor limitante.

La búsqueda desenfrenada

Desde que se conoció esta peculiaridad, tanto de bacterias que fijaban nitrógeno, como de esta asociación con leguminosas, se ha desatado una febril investigación en el mundo entero, que de tener éxito, significaría que el proceso similar podría aplicarse a otras plantas, como trigo o arroz y que no sería necesario fertilizar la tierra con nitratos.

Ello aumentaría notablemente la producción y ahorraría sus costos. Las investigaciones van en dos sentidos, tratando de contestar dos preguntas claves:

Cómo logran las bacterias romper la estructura química de N2 y fijar el nitrógeno, realizando todo el proceso a la presión atmosférica y la temperatura ambiente y

Cómo funciona la simbiosis para que el nitrógeno fijado sea utilizado por la planta.