LOS RIZOBIOS Y LA INOCULACIÓN DE LAS LEGUMINOSAS PARA LA FIJACIÓN SIMBIÓTICA DE NITRÓGENO

LODEIRO, ANIBAL; LÓPEZ GARCÍA, SILVINA; MONGIARDINI; QUELAS, JUAN IGNACIO; ALEJANDRO PERTICARI

Microbiologia Agricola: Un aporte de la Investigacion Argentina

Universidad Nacional de Santiago del Estero

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

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 formas por los seres vivos para formar estructuras de N orgánico, la mineralización de este N orgánico y la desnitrificación, es decir, la formación de nuevo N2 gaseoso a partir de las formas oxidadas como el nitrato. Se calcula que, a nivel planetario, la tasa de fijación del N2 es de unos 300 millones de toneladas por año. Esta tasa de fijación ha más que duplicado la tasa calculada para todo el período preindustrial, con lo cual se estima que unos 160 millones de toneladas de N por año corresponden a la fijación derivada de la actividad humana. Esta fijación comprende tres áreas: fijación industrial (principalmente para la producción de fertilizantes nitrogenados) con 95 millones de toneladas, fijación biológica asociada a la agricultura (principalmente en cultivos de 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 eutrofización de la desembocadura de cursos de agua que recogen excesos de nitrato provenientes de los campos aledaños, polución del agua potable que se obtiene de esos mismos cursos, desbalances nutricionales en los suelos, con pérdida de materia 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 de su 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 fertilizantes químicos 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 expresar funcionalmente el complejo de la nitrogenasa (Halbleib y Luden, 2000). En la agricultura, estos sistemas han encontrado su aplicación en el aprovechamiento de asociaciones naturales de dichos procariotas con plantas cultivadas, siendo las más importantes las leguminosas pero contándose también a cultivos de otras familias, entre ellos gramíneas como el arroz y la caña de 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 fijadores de N2 desde hace décadas, aunque los resultados de esta práctica suelen ser muy variables en términos de aumentos del rendimiento y la calidad de los cultivos. Se ha intentado mejorar genéticamente las cepas de rizobios utilizadas (Sadowski y Graham, 1999), las formulaciones y métodos de aplicación de los inoculantes (Smith, 1992) y también se han encarado proyectos de mejoramiento vegetal en algunas especies de leguminosas para optimizar su asociación simbiótica con los rizobios (Herridge y Rose, 2000). Algunos de estos procedimientos han permitido mejoras en el aprovechamiento de la simbiosis, aunque aún subsisten muchas situaciones donde la inoculación de las leguminosas con rizobios fijadores de N2 falla en producir 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, es imprescindible conocer y comprender el proceso de asociación simbiótica y los factores que lo condicionan. Como primera aproximación a este objetivo iniciaremos este Capítulo con la biología de la interacción rizobio-leguminosa con el fin de ofrecer un panorama del proceso de asociación y de la fijación simbiótica de N2 para luego considerar los factores que la condicionan. Finalmente, trataremos acerca de los inoculantes y las metodologías de su aplicación.