Los rizobios y la inoculación de las leguminosas para la fijación simbiótica de nitrógeno Rhizobia and the legume inoculation for symbiotic nitrogen fixation

LODEIRO AR; LÓPEZ-GARCÍA SL; MONGIARDINI EJ; QUELAS JI; PERTICARI, A

Microbiología agrícola: un aporte de la investigación argentina

Universidad Nacional de Santiago del Estero

Lugar: Santiago del Estero; Año: 2003; p. 159 - 193

INTRODUCCIÓN El ciclo del nitrógeno comprende la fijación del N2 atmosférico en formas más reducidas(principalmente amonio), su oxidación (principalmente a nitrato), la captación de ambas formaspor los seres vivos para formar estructuras de N orgánico, la mineralización de este N orgánicoy la desnitrificación, es decir, la formación de nuevo N2 gaseoso a partir de las formas oxidadascomo el nitrato. Se calcula que, a nivel planetario, la tasa de fijación del N2 es de unos 300millones de toneladas por año. Esta tasa de fijación ha más que duplicado la tasa calculada paratodo el período preindustrial, con lo cual se estima que unos 160 millones de toneladas de N poraño corresponden a la fijación derivada de la actividad humana. Esta fijación comprende tresáreas: fijación industrial (principalmente para la producción de fertilizantes nitrogenados) con95 millones de tonela das, fijación biológica asociada a la agricultura (principalmente en cultivosde leguminosas) con 45 millones de toneladas y combustión, con 30 millones de toneladas(Socolow, 1999).La utilización de fertilizantes nitrogenados en la agricultura ha causado daños ambientales,entre los cuales cabe destacar la eutroficación de la desembocadura de cursos de agua querecogen excesos de nitrato provenientes de los campos aledaños, polución del agua potable quese obtiene de esos mismos cursos, desbalances nutric ionales en los suelos, con pérdida demateria orgánica y polución atmosférica causada por las industrias productoras de fertilizantes.Así, resulta indispensable manejar al N como recurso natural no sólo desde el punto de vista desu obtención sino también atendiendo al manejo de su circulación y su destino. En este aspecto,la fijación biológica de N2 contribuye a disminuir la necesidad de aplicación de fertilizantesquímicos y a mantener la estructura y la materia orgánica de los suelos.La fijación biológica de N2 se logra mediante la acción de procariotas capaces de expresarfuncionalmente el complejo de la nitrogenasa (Hablieb y Luden, 2000). En la agricultura, estossistemas han encontrado su aplicación en el aprovechamiento de asociaciones naturales dedichos procariotas con plantas cultivadas, siendo las más importantes las leguminosas perocontándose también a cultivos de otras familias, entre ellos gramíneas como el arroz y la cañade azúcar, que contribuyen con una significativa cantidad del N2 fijado biológicamente.En el caso de las leguminosas se practica la inoculación de las semillas con rizobios fijadoresde N2 desde hace décadas, aunque los resultados de esta práctica suelen ser muy variables entérminos de aumentos del rendimiento y la calidad de los cultivos. Se ha intentado mejorargenéticamente las cepas de rizobios utilizadas (Sadowski y Graham, 1999), las formulaciones ymétodos de aplicación de los inoculantes (Smith, 1992) y también se han encarado proyectos demejoramiento vegetal en algunas especies de leguminosas para optimizar su asociaciónsimbiótica con los rizobios (Herridge y Rose, 2000). Algunos de estos procedimientos hanpermitido mejoras en el aprovechamiento de la simbiosis, aunque aún subsisten muchassituaciones donde la inoculación de las leguminosas con rizobios fijadores de N2 falla enproducir los esperados aumentos de rendimiento y calidad.A fin de aprovechar el potencial de la simbiosis fijadora de N2 entre rizobios y leguminosas,y resolver los problemas que aún subsisten para lograr la plena expresión de este potencial, esimprescindible conocer y comprender el proceso de asociación simbiótica y los factores que locondicionan. Como primera aproximación a este objetivo iniciaremos este Capítulo con labiología de la interacción rizobio-leguminosa con el fin de ofrecer un panorama del proceso deasociación y de la fijación simbiótica de N2 para luego considerar los factores que lacondicionan. Finalmente, trataremos acerca de los inoculantes y las metodologías de suaplicación.