Fijación biológica del nitrógeno

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INTRODUCCIÓN

Un puñado de tierra
contiene billones de microorganismos, son tantos tipos diferentes
que se desconocen las cantidades exactas. Actualmente conocemos
algunos de ellos; sólo se han descrito formalmente
alrededor de 500 microorganismos no-eucariontes, lo que contrasta
con las 500 000 especies de insectos ya descritas. Se conoce muy
poco de la Microbiología, a pesar de que es la parte
de la Biología que se proyecta más
ampliamente hacia el mantenimiento
de la vida en el planeta.

De los elementos del suelo el
nitrógeno es el más necesario para el desarrollo y
sobre vivencia de las plantas, este es
el que presenta más transformaciones
microbiológicas y por consiguiente el que más
comúnmente se encuentra deficiente en el suelo,
contribuyendo a la reducción de los rendimientos
agrícolas en todo el mundo.

Las principales formas de mantener suficiente
nitrógeno en el suelo es mediante la aplicación de
fertilizantes nitrogenados y las formas de fijación
biológicas, pero debido al alto costo de los
fertilizantes nitrogenados, la gran cantidad de energía
requerida para su producción y las capacidades
subóptimas para su transportación limita su uso en
países subdesarrollados, especialmente en comunidades
agrícolas pequeñas.

En el mundo desarrollado la agricultura
depende en gran medida del uso de fertilizantes químicos y
pesticidas para mantener sus altas producciones agrícolas,
sin tener en cuenta los terribles daños que estos pueden
ocasionar ya sea afectando el ciclo global del nitrógeno,
contaminando las aguas subterránea y superficiales,
incrementando los riesgos de
intoxicaciones
químicas y aumentando los niveles de óxido nitroso
(N2O) atmosférico; el cual es un potente
gas
invernadero.

El uso de nitrógeno sintético en los
últimos 40 años ha aumentado de 3.5 millones a 80
millones de toneladas, tanto en países desarrollados como
en vías de desarrollo, incrementándose sus costos de
producción a más de $ 20 billones USD
anualmente. Para el año 2050 la población mundial se espera crezca el doble
de la cifra actual de habitantes, de esta proyección el
90% debe residir en las regiones tropicales o subtropicales de
los países en desarrollo de Asia, África y
América
Latina. Según estos datos, es
razonable esperar que la necesidad de fijación de
N2 para la producción de alimentos
agrícolas para esta fecha también duplique la cifra
fijada actualmente. Si esta es suministrada por fuentes
industriales, su uso se incrementará en 160 millones de
toneladas de nitrógeno por año; lo que
requerirá quemar más de 270 millones de toneladas
de energía para su producción, sin tener en cuenta
la duplicación de las fatales consecuencias que pudieran
ocasionar.

Los procesos
naturales de fijación biológica del N2
(FBN) juegan un importante rol en la activación de los
sistemas
agrícolas sustentables por su beneficio ambiental. El
incremento de su aplicación puede mitigar la necesidad del
uso de fertilizantes nitrogenados sintéticos con su
consiguiente efecto benéfico al ciclo del
nitrógeno, el calentamiento
global y el saneamiento de las aguas subterráneas y
superficiales. Este proceso
depende básicamente de la acción
de los microorganismos en conjunto con las plantas.

Existen algunas especies de microorganismos que poseen
la habilidad de convertir el dinitrógeno
atmosférico (N2) a amonio
(NH4+) mediante la acción de la
enzima nitrogenasa. Estas especies son denominados
diazótrofos y requieren de energía para realizar su
metabolismo.

Dentro de los diazótrofos capaces de realizar
este proceso se encuentran los denominados fijadores de vida
libre, los cuales fijan N2 atmosférico sin la
cooperación de otras formas vivas, siendo la familia
Azotobacteriaceae la que agrupa uno de los géneros
más importantes utilizados en la biofertilización a
diferentes cultivos.

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