¿Te gustaría entender mejor cuáles son los organismos y procesos fisiológicos que hacen que la fijación biológica del nitrógeno en soja sea posible?
Las plantas de soja son parte de la familia Fabácea (leguminosas), siendo plantas nodulantes, pues las raíces, además de ejercer sus funciones normales (anclaje al suelo, absorción de agua y elementos minerales en solución), pueden establecer una relación simbiótica con especies de bacterias capaces de fijar el nitrógeno molecular (N2) presente en el aire del suelo.
Bacterias fijadoras de N2 en soja
Bradyrhizobium es uno de los géneros que abrigan especies de bacterias fijadoras de N2, que viven en simbiosis con vegetales superiores. Son bacterias gram-negativas y viven de forma saprófita como organismos de vida libre o en simbiosis específica con vegetales superiores como la soja. En Paraguay, las estirpes más utilizadas son de la especie Bradyrhizobium japonicum y Bradyrhizobium elkanii.
Nodulación de las raíces de soja
En el suelo, estimuladas por substancias orgánicas exudadas por las raíces de la soja, las bacterias se multiplican en la rizósfera de la planta, entrando en contacto con diversos pelos radiculares. Allí ocurre la adhesión de las bacterias a los pelos absorbentes, momento en que señales moleculares son emitidas entre la planta hospedera (soja) y la bacteria.
Dichas señales moleculares activan los genes “nod” de la nodulación de la bacteria, determinando la infección de las raíces y la formación de nódulos. Estas sustancias corresponden a la clase de compuestos fenólicos y de los flavonoides. En este momento ocurre la formación del “cordón de infección”, que adentra las células epidérmicas de la raíz. Como consecuencia, se forman los nódulos radiculares, cuyo interior es totalmente ocupado por células bacterianas, con forma diferente a la original, por lo que son llamados de bacteroides.
Las nódulos bacterianos provenientes de la inoculación ocurren más intensamente en la corona de la raíz, con mayor concentración en la raíz principal que en las raíces secundarias.
Fisiología de la fijación biológica de N2 en la soja
Primeramente, se debe formar un buen sistema vascular en el interior del nódulo que deberá proveer nutrientes a las bacterias fijadoras. La nutrición de estos microorganismos consiste básicamente en productos elaborados a partir de la fotosíntesis (sacarosa, glucosa y ácidos orgánicos).
Las bacterias, a su vez, fijan el N2 de la atmósfera, por medio de la acción de la enzima nitrogenasa. El N2 es reducido a amoniaco (NH3), que a su vez es reducido a amonio (NH4+), que es asimilado en formas de N orgánico, principalmente en la forma de ureideos, que son originados por la acción de la glutamina sintetasa y la glutamato sintasa.
La presencia del níquel (Ni) es esencial para que la enzima nitrogenasa ejecute el reprocesamiento del H2 en el interior del nódulo, pues en la reducción del H+ a H2 puede haber competición por los electrones de la nitrogenasa. Cerca de 90% del N total presente en la sabia del xilema de la soja es translocado en la forma de ureideos en dirección a la parte aérea de la planta, donde participa del metabolismo nitrogenado de la soja.
Otro micronutriente importante en el proceso de fijación biológica de N es el molibdeno (Mo), que es constituyente de la molibdato-ferro-proteína de la nitrogenasa, y si hay deficiencia de este nutriente, la nodulación es poco efectiva y puede ocurrir deficiencia de N. También el cobalto (Co) es fundamental, pues forma parte de la cobalamina (B12), que regula la oxigenación de las bacterias a nivel bajo pero constante, y que es precursora de la leghemoglobina, que es la que brinda el color rojizo al interior de los nódulos. Actualmente, la inclusión de bioestimulantes como los aminoácidos en el tratamiento de semillas se está volviendo más popular y generando resultados positivos.
Para desarrollar correctamente su actividad, los bacteroides necesitan de: a) N2 como materia prima; b) productos de la fotosíntesis, que son desdoblados en presencia de oxígeno para formar ATP, generando la energía necesaria para la reducción del N2; c) nitrogenasa, como sistema enzimático que reduce N2 a NH3; d) sistema donador de electrones; sustrato receptor del amoniaco formado para su posterior incorporación al metabolismo nitrogenado de la planta como ureideo.
Factores que interfieren en la fijación biológica del Nitrógeno en soja
- Calidad, transporte y almacenamiento del inoculante
- Ambiente y operación de inoculación
- Tratamiento químico de las semillas
- Inoculación en el surco de siembra: limpieza y mantenimiento del equipamiento, velocidad de siembra y suelo húmedo
- Fotosíntesis adecuada: buena nutrición de las bacterias
- Temperatura adecuada
- Humedad del suelo
- Acidez del suelo: pH de 5,0 a 6,0, sin presencia de Al tóxico
- Preparación del suelo: siembra directa
