Waaijenberg H.

Proyecto Rhizobiología-Bolivia

El nitrógeno es un elemento esencial para la producción vegetal y un componente crítico en la alimentación animal y humana. De un lado, el nitrógeno libre (N2) es una de las moléculas más comunes de nuestro planeta, un 80% de la atmósfera consiste de ello. De otra parte, el nitrógeno fijado o sea combinado con oxigeno (nitrato) o hidrógeno (amonio), formas en las cuales es aprovechable por las plantas, es mucho más escaso. Para la fijación industrial se requiere mucha energía que junto a los costos de transporte influye en los altos precios de los fertilizantes nitrogenados químicos. La fijación biológica del nitrógeno atmosférico no requiere de grandes inversiones, sino más que todo de conocimiento y manipuleo de los procesos edafológicos y fisiológicos que determinan su eficiencia.

Algunas bacterias, como Azotobacter y Beijerinckla, fijan el nitrógeno atmosférico en forma libre, obteniendo la energía requerida de la descomposición de materia orgánica. Sin embargo, de mayor importancia agrícola son los que lo fijan mediante la simbiosis con plantas vasculares: Anabaena con Azolla, Frankia con Alnus y Casuarina, y (Brady)rhizobium con numerosas especies de las Leguminosae. En Bolivia, importantes cultivos de esta familia son haba, soya, arveja, frijol y alfalfa. Además hay un gran número de otras especies forrajeras, frutales y maderables, tanto nativas como introducidas, capaces de fijar el nitrógeno atmosférico.

En el caso de Leguminosae - Rhizobiaceae la simbiosis consiste en que las bacterias aprovechan los carbohidratos asimilados por la planta, mientras que esta se beneficia del nitrógeno fijado por las bacterias hospedadas en nódulos radiculares. Bajo condiciones óptimas resultando en un crecimiento vigoroso continuo se puede fijar hasta más de 500 kg N/ha/año. Las cantidades fijadas actualmente son más modestas, dependiendo de la especie de planta (anual o perenne), la cepa de bacteria (específico y eficiente), y las condiciones edafológicas y meteorológicas. En épocas de poco crecimiento del cultivo - por ser juvenil, senil o estar bajo estrés - la fijación tiende a ser reducida.

Las leguminosas tienen un papel importante en sistemas de asociación o rotación de cultivos mediante la producción de materia orgánica abundante en nitrógeno. Sin embargo, raramente los otros cultivos se benefician directamente y de todo el nitrógeno fijado. Primero, tienen que esperar la muerte o cosecha y la descomposición de la planta leguminosa. La cosecha consiste en que el agricultor lleva parte de la biomasa y del nitrógeno y otros elementos incluidos en ella. El rastrojo que deja en el campo puede ser consumido por el ganado o destrozado por el fuego. Muchas veces queda menos de la mitad - más que todo raíces - para la descomposición y conversión en materia orgánica y elementos minerales. Durante estos procesos se pierde nitrógeno a causa de lixiviación o denitrificación. En climas estacionales con períodos largos entre un cultivo leguminoso y el siguiente no leguminoso las pérdidas pueden ser grandes. Sin embargo, a pesar de estas notas cautelosas, por lo general, las leguminosas mejoran la disponibilidad de materia orgánica y nitrógeno en los sistemas de cultivo.

Un primer método para aumentar la fijación biológica de nitrógeno es mediante la fertilización con elementos esenciales para la fijación por las bacterias y/o el desarrollo de la planta. Por ejemplo, en el cultivo de alfalfa la aplicación de fósforo al suelo antes de influir en la producción de biomasa puede multiplicar el número y peso de los nódulos.

Otro método es la inoculación o la aplicación de bacterias a la semilla o al suelo. La mayoría de los inoculantes consisten de turba molida e impregnada con una solución de bacterias de los géneros Bradyrhizoblum o Rhizobium. Estos se aplican a las semillas mezclándolos con agua y azúcar u otro adherente o se administran al suelo en forma de granulados.

La inoculación puede ser exitosa por ser la cepa introducida muy eficiente: que logre mejor sobreviviencia en el suelo, sea más capaz de infectar la planta, y fija mayores cantidades de nitrógeno que las bacterias presentes en el suelo, sean nativas o naturalizadas. Otra posibilidad es que la población de rhizobios en el suelo es baja y que mediante la inoculación se aumente el número de bacterias y las posibilidades de nodulación, sin que las cepas introducidas sean mejores que las locales.