El nitrógeno (N) es un macronutriente esencial para los cultivos, junto con fósforo y potasio, pues forma parte de la clorofila, molécula imprescindible para la fotosíntesis, y es necesario en cantidades importantes para el correcto desarrollo de los cultivos. Tal es su importancia que existen microorganismos específicos encargados de incorporarlo al suelo para que las plantas pueden disponer de él y lo incorporen al resto de la cadena trófica para que forme parte de proteínas, vitaminas, enzimas, hormonas y ácidos nucleicos en los seres vivos.
Sin embargo, esta incorporación no es sencilla, pues depende de una serie de reacciones bioquímicas perfectamente reguladas. Hoy hablaremos de un parte de este ciclo; la fijación, mineralización y nitrificación (nitritación y nitratación) del N, pasando de N atmosférico (N2) a N en forma nitrato (NO3–).
- Fijación: Es el paso de N2 a N orgánico en forma de amoniaco (NH3) por medio de bacterias simbióticas, sobre todo del género Rhizobium con las raíces de las plantas, y no simbióticas, no asociadas con plantas. Este proceso se produce gracias a un complejo enzimático (nitrogenasa).
- Mineralización: Es el paso de NH3 a amonio (NH4+), forma asimilable por los cultivos que además puede quedar retenido en el complejo arcillo-húmico.
- Nitrificación: Es el paso de NH4+ a ion nitrito (NO2–) mediante la nitritación gracias a Nitrosomonas y Nitrosococcus, y posteriormente a nitrato (NO3–) mediante la nitratación gracias a Nitrobacter y Nitrococcus.
Dentro de las formas de regular este proceso, destacan la presencia de oxígeno, que afecta negativamente a la fijación por inactivación del complejo enzimático nitrogenasa, la falta de humedad o las bajas temperaturas que afectan negativamente a la mineralización y condiciones de anaerobiosis o rangos de temperatura fuera de 27-30ºC que afectan negativamente a la nitrificación.
Es importante tener en cuenta que el NO3– no se une al complejo arcillo-húmico al tener ambos carga negativa, por lo que su presencia en el suelo puede verse afectada con riegos o lluvias prolongadas que hace que se pierda por lixiviación y pueda contaminar aguas subterráneas, por lo que se debe trabajar el suelo de acuerdo a este hecho y a sus características para aumentar la eficiencia y disminuir gastos, como conocer el tipo de suelo y utilizar fertilizantes orgánicos de alta eficiencia, o llevar a cabo prácticas sostenibles como la presencia de restos vegetales en la superficie del suelo a modo de cobertura vegetal.