Las leguminosas fijan nitrógeno porque crecen

La disponibilidad de nitrógeno y el crecimiento de las plantas se relacionan estrechamente y de su conjunción resulta la producción de todos los cultivos, incluso la de las leguminosas que incorporan o fijan este nutriente desde el aire. La cantidad fijada de nitrógeno es variable y responde a las características conjuntas de diversos factores ambientales tales como temperaturas, balance hídrico, y componentes del suelo que afectan tanto a las plantas huésped (leguminosas) como a los microorganismos en simbiosis (rizobios).

Bajo condiciones de alta productividad, menores limitaciones al crecimiento, se logran los mayores aportes de fijación de nitrógeno en cultivos de soja (Racca y col., 2001, Collino y col. 2015). Es así cómo, desde las decisiones de manejo del cultivo, este comportamiento se refleja en que las estrategias para mejorar la performance del cultivo son las mismas que las requeridas para incrementar su potencial de fijación biológica de nitrógeno (Santachiara y col. 2019).

La proliferación de los microorganismos, la infección de los pelos radicales y el crecimiento de las plantas varían según la concentración de diversos elementos en la solución del suelo. La disponibilidad de nutrientes es uno de los componentes de los suelos que interviene en forma integral del proceso de fijación biológica del nitrógeno. Por esto, la administración de nutrientes, atendiendo a evitar limitaciones en el crecimiento de las leguminosas, participa en forma directa en la nutrición nitrogenada y redunda en la producción de estas especies. Al fertilizar con fósforo, en sitios limitados en este elemento, mejora tanto la formación de nódulos como su crecimiento o tamaño, principalmente los ubicados sobre la raíz principal. La adecuada disponibilidad de azufre también contribuye positivamente a la formación de nódulos (Santachiara y col., 2019). Así lo muestra la recopilación de evaluaciones comparativas de fertilización con fósforo o con azufre en la región pampeana dónde en promedio se describen entre algo más de 2 a 3 nódulos sobre la raíz principal de plantas fertilizadas con estos nutrientes (Fig.1).

Fig. 1: Diferencia en la nodulación de plantas de soja entre tratamientos de fertilización con fósforo y con azufre en la región pampeana (Promedio de estudios reportados por Díaz-Zorita y col. 2019).

El fósforo regula la fijación biológica de nitrógeno directamente al restringir el desarrollo de los nódulos y su funcionamiento (Olivera y col. 2004), pudiendo en casos extremos, inhibir su formación (Hellsten y Huss Danell, 2000). E indirectamente, al limitar el crecimiento de las plantas, regula la disponibilidad de energía para derivar a procesos de fijación (Divito y Sadras, 2014). Ante limitaciones en la disponibilidad del fósforo, además del menor número y el tamaño de los nódulos (Date, 2000; Cassman y col. 1980), la permeabilidad de los nódulos se reduce y a la vez la actividad de la nitrogenasa es menor (Drevon y Harwig, 1997; Tang y col. 2001; Hellsteen y Huss Danell, 2000) reduciéndose la fijación del nitrógeno (Sa e Israel, 1998). En contraposición, ante aportes suficientes de fósforo los nódulos son más abundantes y de mayor tamaño como así también la actividad de fijación del nitrógeno (Valverde y col., 2002; Gentili y col., 2002).

Abundan las observaciones que muestran que en soja tanto la nodulación como la producción de granos responden positivamente ante aumentos en la disponibilidad del fósforo (Colacelli y col., 2000; Díaz-Zorita y col., 1999; Medina y col., 2000; Rubione y col., 2002). En condiciones similares de crecimiento del cultivo, los niveles críticos en los que se alcanza la mayor nodulación son frecuentemente mayores que los a alcanzar para maximizar la producción de granos (Fig.2).

La articulación funcional entre los componentes del sistema de fijación biológica del nitrógeno en pasturas con leguminosas es descripta con claridad con la siguiente frase del docente-investigador en producción de forrajes de la FA UNLPAm Ing. Oscar Hernández: "las leguminosas fijan nitrógeno porque crecen". Es una breve oración que resume tanto los roles como la integración entre los actores en esta simbiosis. El circuito virtuoso de la nutrición en leguminosas requiere de atender anticipadamente su activo crecimiento. Por lo tanto, para lograr una efectiva nutrición nitrogenada, pilar funcional de los procesos biológicos, se requiere de un contexto de crecimiento favorable. Hoy, en gran parte de la Argentina con cultivos de leguminosas esta condición favorable se alcanza al implementar efectivas estrategias de fertilización e inoculación. La adecuada nutrición de las plantas sustenta la fijación biológica del nitrógeno por lo que el aporte de elementos limitantes al crecimiento de las plantas tales como el fósforo, el azufre y algunos micronutrientes redunda en respuestas sinérgicas en la producción de las leguminosas.