Ciclo del nitrógeno

Abstract

El nitrógeno (N) es uno de los macronutrientes de las plantas que junto con el fósforo (P) habitualmente limitan el crecimiento y el desarrollo de los cultivos. El N es uno de los principales constituyentes de los aminoácidos, proteínas, enzimas, nucleoproteínas, ácidos nucleicos, forma parte de compuestos que conforman las paredes celulares y también de un pigmento clave de las plantas como es la clorofila. Es decir que el N, de la misma manera que el P, es demandado en grandes cantidades por las plantas y cuando sus niveles son bajos, estas no pueden desarrollar todo su potencial de rendimiento. La reserva más grande de N es la litósfera, es decir las rocas, pero de esta forma no está disponible para los organismos vivos. Otra fuente que alberga una gran cantidad de N es la atmósfera, el aire tiene un 78% de nitrógeno en forma de N₂ gaseoso, sin embargo, metabólicamente no está disponible para su asimilación por las plantas superiores, que no poseen mecanismos para romper el triple enlace covalente, que convierte al N₂ en una molécula muy estable. Algunas bacterias contienen una enzima que permite romper ese triple enlace pudiendo así utilizar el N₂. El N atmosférico es utilizado en el suelo por medio de la fijación espontánea del nitrógeno, este es un proceso natural en el cual el nitrógeno es reducido utilizando la energía liberada durante las descargas eléctricas producidas en las tormentas, uniéndose con el oxígeno del aire formando óxido nítrico y dióxido de nitrógeno que al unirse con el agua forman ácido nítrico, y el agua de lluvia arrastra los compuestos formados hasta el suelo. Una vía de ingreso muy importante es por medio del proceso de fijación biológica de nitrógeno (FBN), que será visto más adelante. El N también se incorpora al suelo con los fertilizantes nitrogenados que se generan por un proceso industrial llamado Haber-Bosch. Otra fuente importante de N es la materia orgánica del suelo (MOS), que está constituida aproximadamente por un 98% de compuestos orgánicos de los restos vegetales y animales y menos del 2% son formas minerales, (óxido nitroso, óxido nítrico, amonio, nitritos y nitratos), por lo tanto, la fracción orgánica debe transformarse por medio de la acción de los microorganismos del suelo, por el proceso de mineralización, a la forma inorgánica para que las plantas puedan aprovecharlo. La forma en que las plantas absorben el nitrógeno es principalmente como nitrato (NO₃⁻) y en menor medida como amonio (NH₄⁺).