El Nitrógeno en las Plantas

Después del agua, el nitrógeno es el nutriente más importante para el desarrollo de la planta, dada su abundancia en las principales biomoléculas de la materia viva; si a esto añadimos que los suelos suelen ser más deficientes en nitrógeno que en cualquier otro elemento, no resulta extraño que sea el nitrógeno, junto con el P y el K, el elemento clave en la nutrición mineral. Las formas iónicas preferentes de absorción de nitrógeno por la raíz son el nitrato (NO3) y el amonio (NH4).

Las plantas absorben nitrógeno en cuatro formas importantes: como nitrato, en forma amónica, como compuesto orgánico (por ejemplo, aminoácido) y como urea (descompuesta por nitrosomonas). El nitrato es la forma más abundante de nitrógeno utilizable y la fuente más importante para ellas. El amoníaco es a veces relativamente abundante, por ejemplo, donde está ocurriendo fijación de nitrógeno o en suelos húmedos anaerobios. Sin embargo, el amoníaco es tóxico, y su absorción en grandes cantidades puede imponer un esfuerzo severo al metabolismo de los carbohidratos que proveen los esqueletos de carbono para desintoxicarse. El nitrógeno orgánico, generalmente en la forma de aminoácidos, puede tornarse útil para las plantas debido a la muerte y putrefacción de la materia vegetal o animal. Bajo estas circunstancias las plantas compiten con las bacterias por el nitrógeno, que normalmente es convertido por éstas en nitrógeno molecular (N2) o en nitrato en el curso de su metabolismo.

Normalmente el nitrógeno orgánico no constituye una fuente importante del elemento para las plantas. Igualmente, por lo general la urea no es importante y requiere una serie de procesos para hacerse asimilable. La urea se absorbe por las hojas y así puede aplicarse a bajo costo a los cultivos junto con los plaguicidas. En esta forma el desperdicio de fertilizante absorbido por malezas o que se lava en el suelo, problema importante hoy día en la fertilización nitrogenada se reduce mucho.

NITRÓGENO INORGÁNICO.

Las raíces absorben los nitratos y ahí son reducidos, o bien son llevados a reducirse en las hojas. Muchas plantas, como el tomatero, normalmente reducen los nitratos en la raíz, a menos que el suelo esté muy frío, entonces los transportan a la parte aérea de la planta. En otras plantas, como en los pastos, normalmente el nitrato es llevado a las hojas donde puede acumularse en grandes cantidades, y se reduce conforme se necesita. La reducción de los nitratos generalmente es más rápida durante el día que de noche a causa de la disponibilidad de substrato con carbono y del poder reductor de la fotosíntesis.

El amoníaco es usado por muchas plantas y en forma preferente por unas pocas. Las que son capaces de absorberlo en grandes cantidades incluyen muchas de suelos ácidos como Rumex, que pueden desintoxicarse del amoníaco formando sales amoniacales de ácidos orgánicos. Algunas otras, conocidas como plantas mida (remolachas, espinacas y calabacitas) son capaces de formar cantidades grandes de las amidas glutamina o asparagina.

Los dos procesos biológicos por los que el nitrógeno inorgánico es convertido en nitrógeno orgánico son la fijación del nitrógeno molecular (N2) y la asimilación del nitrato. Aunque el gas dinitrógeno presente en la atmósfera constituye el mayor reservorio de nitrógeno inorgánico disponible, sólo ciertos procariotas en estado libre o en asociación con algunas plantas (principalmente, leguminosas), son capaces de fijar y asimilar dicha forma de nitrógeno (véase el Capítulo 16). La asimilación del nitrato consta de tres etapas: 1) absorción; 2) reducción del nitrato a amonio; y 3) incorporación del amonio a esqueletos carbonados para la síntesis de aminoácidos, proceso que recibe el nombre específico de asimilación del amonio.

NITRÓGENO ORGÁNICO.

El nitrógeno orgánico en la forma de aminas o aminoácidos puede ser absorbido y utilizado y muchas plantas se benefician con su aplicación. Sin embargo ciertos aminoácidos pueden ser tóxicos en cantidades grandes. Los cultivos de células o de embriones vegetales a menudo requieren fuentes de nitrógeno específicas, tales como asparagina, glutamina, glicina u otros aminoácidos. Las plantas carnívoras como la pingícola, la atrapamoscas o las jarritas indudablemente utilizan los productos de degradación de las proteínas de los insectos que atrapan. En 1829 se advirtió que nutriendo diariamente a una planta atrapamoscas con tirillas de carne de res, se desarrollaba mucho mejor.

En la planta, el N se distribuye en tres grupos: más del 50% se halla en compuestos de elevado peso molecular (proteínas y ácidos nucleicos); el resto, en forma de N orgánico soluble (aminoácidos, amidas, aminas…) y N inorgánico (principalmente iones nitrato y amonio). Su contenido en el total del peso seco de la planta oscila entre el 1.5 y el 5%.

Los síntomas de deficiencia de N son los característicos de un elemento muy móvil: se produce clorosis en las hojas adultas que, con frecuencia, caen de la planta antes de volverse necróticas. Algunas plantas, como el tomate y ciertas variedades de maíz, muestran una coloración purpúrea causada por la acumulación de pigmentos antocianos.

Un exceso de nitrógeno se manifiesta por un exceso de follaje, con un rendimiento pobre en frutos, como sucede en cultivos tan diferentes como los de cítricos y patatas. En general, existe un desarrollo radicular mínimo, frente a un desarrollo foliar grande, con la consiguiente elevación en la proporción parte aérea-raíz, justo a la inversa de lo que sucede en condiciones de deficiencia (Fig. 6-2). En algunos cultivos, el exceso de nitrógeno también provoca un retardo en la floración y la formación de semillas.

Fuentes:

AZÓN-BIETO, J., TALÓN M. 2008. Fundamentos de fisiología Vegetal. 1ª ed. En español. PUBLICACIONS I EDICIONS DE LA UNIVERSITAT DE BARCELONA. Barcelona, España. 651 pp.

BIDWELL, R. G. S. 1979. Fisiología Vegetal. 1a. Ed. AGT Editor. México 784 pp.

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