Las leguminosas o fabáceas tienen la capacidad de aportar y fijar el nitrógeno atmosférico en el suelo a través de una simbiosis con bacterias. Este proceso se llama fijación de nitrógeno o fijación biológica de nitrógeno.
El nitrógeno (N) es uno de los 15 elementos en la nutrición de las plantas, y es parte de los tres macroelementos (junto con el fósforo (P) y el potasio (K)).
Este elemento es un componente esencial de los aminoácidos, que son los bloques de construcción de las proteínas, y de los ácidos nucleicos (ADN y ARN), vitales para la herencia genética y la síntesis de proteínas.
En la atmósfera, el nitrógeno se encuentra en su forma molecular, N₂, o dinitrógeno; sin embargo, las plantas no lo pueden absorber.
En el proceso de fijación de nitrógeno entran en juego ciertas bacterias que pueden modificar el ciclo de este elemento y convertir el N₂ atmosférico en amonio (NH₄+), una forma asimilable para los cultivos.
Algunas de estas bacterias, como las del género Rhizobium, forman asociaciones simbióticas con las raíces de las leguminosas.
Las bacterias del género Rhizobium son microorganismos que ayudan en la fijación de nitrógeno a través de una relación simbiótica con las raíces de plantas leguminosas, como los frijoles, las habas, las lentejas, las arvejas (guisantes) y la alfalfa, entre otras.
Este proceso se especializó a través de millones de años, y pudo haberse desarrollado como una adaptación de la bacteria para sobrevivir en entornos pobres en nitrógeno.
Cuando la raíz de las leguminosas germina se libera una señal química para la bacteria, esta se acerca a la raíz y emite otra señal química en la que le dice a la planta que no es una infección o bacteria fitopatógena (que causa enfermedades).
Posteriormente, se crean estructuras especializadas (nódulos) para albergar a las bacterias en la zona radicular.
Estas bacterias no realizan fotosíntesis, pero se vale de la capacidad fotosintética de la planta, y en el proceso simbiótico, la bacteria aporta nitrógeno a la planta, y a cambio esta ofrece los azúcares sintetizados a la bacteria.
Un pH adecuado es esencial para la actividad óptima de las enzimas, disponibilidad de iones y la comunicación planta-bacteria.
Estas son habitantes comunes del suelo, se encuentran en la rizósfera, es decir, la zona que rodea las raíces.
Además de la aportación de la simbiosis bacteria-planta, cuando las leguminosas mueren y sus partes vegetativas se descomponen en el suelo, el nitrógeno almacenado en sus tejidos se libera en forma de compuestos orgánicos nitrogenados, como amonio y nitrato, y de esta forma aportan nitrógeno al suelo.
Este proceso se llama mineralización del nitrógeno, y contribuye a enriquecer e suelo con nitrógeno disponible para las plantas.
Posteriormente, se crean estructuras especializadas (nódulos) para albergar a las bacterias en la zona radicular.
Estas bacterias no realizan fotosíntesis, pero se vale de la capacidad fotosintética de la planta, y en el proceso simbiótico, la bacteria aporta nitrógeno a la planta, y a cambio esta ofrece los azúcares sintetizados a la bacteria.
Este es un ejemplo de asociación mutualista en la agricultura, conocida como cultivo asociado o asociación de cultivos.
Al cultivarlos juntos, el maíz (Zea mays) se beneficia de la fijación de nitrógeno que provee el frijol (Phaseolus vulgaris), y este de la sombra e incluso soporte que da el maíz. Además, reduce la vulnerabilidad de enfermedades y plagas específicas de un solo cultivo.
La fijación de nitrógeno en las leguminosas es un proceso biológico que convierte el nitrógeno atmosférico en una forma utilizable para los cultivos. Esta simbiosis entre las leguminosas y las bacterias fijadoras de nitrógeno no solo enriquece el suelo con nutrientes esenciales, sino que también promueve prácticas agrícolas sostenibles.
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