Fijación de nitrógeno


La fijación del nitrógeno es el proceso por el cual el nitrógeno es tomado de su forma gaseosa estable (N2 ) en el aire y se transforma en otros compuestos nitrogenados (como el amoníaco, el nitrato y el dióxido de nitrógeno) útiles para otros procesos químicos. Es una parte importante del ciclo del nitrógeno.

El nitrógeno se fija de forma biológica y no biológica:



 

Biológico


Microorganismos que fijan el nitrógeno (diazotrofos)

  • Cianobacterias, por ejemplo la muy significativa Trichodesmium
  • Bacterias verdes del azufre
  • Azotobacteraceae
  • Rhizobia
  • Las bacterias Gram-positivas del suelo Frankia causan nódulos fijadores de nitrógeno en plantas actinorrizadas.

Las cianobacterias están en la mayoría de los entornos de la Tierra. Desempeñan un papel clave en el ciclo del carbono y del nitrógeno de la biosfera. Las cianobacterias utilizan muchas fuentes de nitrógeno combinado, como el nitrato, el nitrito, el amonio, la urea o algunos aminoácidos.

Varias cianobacterias son también diazótrofas, que pueden fijar el nitrógeno del aire. Esta capacidad puede estar presente en su último ancestro común en el Arcaico. Las cianobacterias de los arrecifes de coral pueden fijar el doble de nitrógeno que en tierra firme: alrededor de 1,8 kg de nitrógeno por hectárea y día. La cianobacteria marina colonial Trichodesmium puede fijar el nitrógeno a tal escala que representa casi la mitad de la fijación de nitrógeno en los sistemas marinos a escala mundial.

Simbiosis de nódulos en la raíz

Familia de las leguminosas

Entre las plantas que contribuyen a la fijación del nitrógeno se encuentra la familia de las leguminosas -Fabaceae- con taxones como el kudzu, los tréboles, la soja, la alfalfa, los altramuces, los cacahuetes y los rooibos. Tienen bacterias simbióticas llamadas rizobios en los nódulos de sus sistemas radiculares, que producen compuestos de nitrógeno que ayudan a la planta a crecer y competir con otras plantas. Cuando la planta muere, el nitrógeno fijado se libera, poniéndolo a disposición de otras plantas y esto ayuda a fertilizar el suelo. La mayoría de las leguminosas tienen esta asociación, pero algunos géneros (por ejemplo, Styphnolobium) no la tienen. En la práctica agrícola tradicional, los campos se rotan a través de varios tipos de cultivos, entre los que suele figurar uno compuesto principalmente o en su totalidad por trébol o trigo sarraceno (familia de las poligonáceas no leguminosas), que suelen denominarse "abono verde".

No leguminosas

Aunque la mayoría de las plantas capaces de formar nódulos radiculares fijadores de nitrógeno pertenecen a la familia de las leguminosas Fabaceae, hay algunas excepciones:

  • Parasponia, un género tropical de las cannabáceas que también puede interactuar con los rizobios y formar nódulos fijadores de nitrógeno
  • Las plantas actinorrizadas, como el aliso y el laurel, también pueden formar nódulos fijadores de nitrógeno, gracias a una asociación simbiótica con la bacteria Frankia. Estas plantas pertenecen a 25 géneros de ocho familias de plantas. En estas familias, no todas pueden fijar el nitrógeno. Por ejemplo, de los 122 géneros de las rosáceas, sólo 4 géneros son capaces de fijar el nitrógeno.

Todas estas familias pertenecen a los órdenes Cucurbitales, Fagales y Rosales, que junto con los Fabales forman un clado. En este clado, las Fabales fueron el primer linaje en ramificarse; así, la capacidad de fijar nitrógeno se perdió en la mayoría de los descendientes de la planta fijadora de nitrógeno original.

La fijación biológica del nitrógeno fue descubierta por Hermann Hellnegel (1831-1895) y Martinus Beijerinck (1851-1931).



 

Un nódulo de raíz de aliso entero.  Zoom
Un nódulo de raíz de aliso entero.  

Un nódulo de raíz de aliso seccionado.  Zoom
Un nódulo de raíz de aliso seccionado.  

No biológico


  • Los rayos. El óxido nítrico (NO} del gas nitrógeno y el gas oxígeno debido a la luz y los rayos, son importantes para la química del aire, pero demasiado pequeños para ser importantes para la vida.
  • Mediante el proceso Haber. El nitrógeno gaseoso se combina con el hidrógeno gaseoso en amoníaco para obtener fertilizantes y explosivos.
  • Quemando.



 


AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3