Fijación Del Nitrógeno.docx

FIJACIÓN ATMOSFÉRICA Entre las características más destacables de las leguminosas está su capacidad para fijar nitrógeno atmosférico formando simbiosis con bacterias de la familia Rhizobiaceae. CICLO DEL NITRÓGENO El nitrógeno es uno de los elementos más abundantes en la superficie terrestre. En las plantas es el cuarto elemento más abundante después del C, H y O, siendo un macronutriente esencial que forma parte de biomoléculas como proteínas, ácidos nucleicos, porfirinas y alcaloides.

La figura muestra los principales procesos e interacciones entre el nitrógeno de la atmosfera, el suelo y los seres vivos en lo que se conoce como ciclo biogeoquímico del nitrógeno. La litosfera dispone de la mayor reserva de N, sin embargo este nitrógeno mineral se encuentra atrapado en rocas ígneas y tiene una escasa participación en el ciclo del N. De esta forma es el N presente en la atmósfera (78%) la principal fuente de N que interviene en este ciclo. El proceso por el cual el N atmosférico se reduce a amonio (NH3) se denomina fijación de N y puede llevarse a cabo de forma industrial, a través de la reacción de Haber-Bosch, o biológica, a través de organismos fijadores de nitrógeno. La fijación atmosférica debida a descargas eléctricas es poco relevante en cuanto al volumen de N fijado. Los relámpagos y la conversión fotoquímica del nitrógeno atmosférico en nitratos por oxidación. Este proceso implica el 13% de la fijación natural total de nitrógeno (190 x 1012 gr./año)

FIJACIÓN BIOLÓGICA La reducción de nitrógeno a amonio llevada a cabo por bacterias de vida libre o en simbiosis con algunas especies vegetales (leguminosas y algunas leñosas

no leguminosas), se conoce como fijación biológica de nitrógeno (FBN). Los organismos capaces de fijar nitrógeno se conocen como diazótrofos. Esta propiedad está restringida sólo a procariotas y se encuentra muy repartida entre los diferentes grupos de bacterias y algunas arqueobacterias. El amonio, primer compuesto estable del proceso, es asimilado por los fijadores libres o transferido al correspondiente hospedador en el caso de la asociación con plantas. Aunque el amoníaco (NH3) es el producto directo de esta reacción, se ioniza rápidamente a amonio (NH4). En diazótrofos de vida libre, el amonio de la nitrogenasa es asimilada en glutamato a través del ciclo de síntesis glutamina sintetasa/glutamato. La nitrogenasa, formada por dos metaloproteínas, ferroproteína y molibdoferroproteína, está bastante bien conservada en todos los microorganismos fijadores. Presenta un rango de actividad extendido frente a otras moléculas que contienen triples enlaces lo que ha dado base a un práctico método de detección y medida de la capacidad fijadora, y a pensar en el posible papel detoxificador de esta enzima en el ambiente primigenio de la tierra. En muchas bacterias, la nitrogenasa es muy susceptible a la destrucción por oxígeno (muchas bacterias dejan de producir fijar nitrógeno en presencia de oxígeno). Tensiones bajas de oxígeno son aprovechadas por diferentes bacterias que viven en anaerobiosis, respirando niveles bajos de oxígeno, u obteniendo el oxígeno con una proteína (p. ej. leghemoglobina). La fijación de nitrógeno presenta un gran interés económico y ecológico. De hecho, y como ejemplo, las altas producciones de soja a nivel mundial son debidas a este proceso a través de la aplicación de inoculante microbianos de calidad. Se da en todos los hábitats y equilibra el ciclo biogeoquímico del nitrógeno al recuperar para la biosfera el que se pierde por desnitrificación. La implicación en la fijación simbiótica de plantas tan importantes en alimentación humana y animal como las leguminosas, y la posibilidad de extender esta propiedad a otras especies vegetales de interés agrícola, con la consiguiente eliminación de la necesidad de usar fertilizantes nitrogenados, ha hecho de la FBN un tema de intensa investigación a lo largo de los años. Este complejo enzimático es muy sensible al oxígeno. Sin embargo muchos de estos organismos presentan adaptaciones que les permiten fijar N en condiciones muy diversas. En primer lugar se debe distinguir entre organismos

capaces de llevar a cabo la fijación de N en vida libre y aquellos que establecen asociaciones simbióticas para llevar a cabo este proceso.

Dentro de los organismos fijadores en vida libre podemos encontrar bacterias anaerobias estrictas, como Clostridium, y facultativas, como Klebsiela, pero también aerobias como Azotobacter, Beijerinckia y Azospirilum. Entre los organismos fijadores en simbiosis debemos destacar por su importancia agronómica, los organismos que forman simbiosis con plantas leguminosas.

FIJACIÓN INDUSTRIAL Se lleva a cabo por el proceso industrial de Haber-Bosch, el cual implica la formación de amonio reduciendo el N2 por el H2, a altas temperaturas (sobre los 500º C) y presiones (sobre las 350 atmósferas). Este proceso genera la mayor parte los fertilizantes industriales (más de 80 x 1012 gr. / año).

CONCLUSIÓN  Es la única manera en la que los organismos puede obtener nitrógeno directamente de la atmósfera.  La fijación de nitrógeno puede ser puramente abiótica o biológica.

Bibliografía Marino, D. (12 de mayo de 2008). Unavarra. Obtenido de http://www.unavarra.es/herbario/leguminosas/htm/fijacion_nitrogeno_L.htm Pereira, M. (16 de mayo de 2016). SlideShare. Obtenido de https://es.slideshare.net/MarciaPereira13/fijacion-del-nitrogeno-ppt Smil, V. (20 de fabrero de 2018). Wikipedia. Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Fijaci%C3%B3n_de_nitr%C3%B3geno