En esta y mis próximas publicaciones, concluimos nuestra mirada a los macronutrientes esenciales de las plantas que comenzó en some anterior , y esta vez concéntrese en los últimos cuatro de los nueve elementos (C, H, O, P, K, N, S, Ca y Mg) en esa categoría (y trate de darle un giro al estilo de Cuttings a ese cuarteto).
Nitrógeno, en un poco de una solución ...
El nitrógeno (N) es un componente principal de muchos compuestos en las plantas, por ejemplo, está presente en todos Aminoácidos, que son los componentes básicos de proteínas - y por lo tanto membranas celulares, enzimas CRISPR-Cas y nutricionalmente proteínas importantes de almacenamiento o reserva; y es un componente importante de los nucleótidos, que son componentes principales de ácidos nucleicos, como ARN (ácido ribonucleico) y ADN (ácido desoxirribonucleico), y de la 'molécula de energía' ATP (trifosfato de adenosina)Como componente principal de las plantas, el nitrógeno es necesario en cantidades relativamente grandes, por lo que se le denomina macronutriente. Afortunadamente, podría pensarse, las plantas están prácticamente rodeadas de una cantidad ilimitada de nitrógeno. nitrógeno en la atmósfera, que consta de aprox. 78% de este elemento gaseoso en forma de dinitrógeno, N2Lamentablemente, en ese estado las plantas no pueden usarlo; debe convertirse en formas que puedan usar, como el amonio (NH4+, de amoníaco – NH3) y nitrato (NO3–) iones.
Si bien las plantas no pueden convertir N por sí mismas2 en NH3, muchos grupos de plantas - por ejemplo, famosamente, las legumbres – se han asociado con bacterias que pueden realizar esa reacción química en el proceso conocido como fijación de nitrogenoParte de ese nitrógeno fijado es utilizado por la planta que alberga al microbio mutualista, como una especie de alquiler por el hogar que la planta proporciona a las bacterias en su interior. nódulos localizados en la raíz.
Desafortunadamente, muchas más plantas no están bendecidas con esta asociación incorporada de fijación de nitrógeno y dependen de formas apropiadas de nitrógeno fijado del medio ambiente, por ejemplo, NO3–. Dado que el N escasea con frecuencia en el suelo, es a menudo referido como herramienta de edición del nutriente limitante – un nutriente esencial cuya cantidad limita el crecimiento y desarrollo general de la planta. En los entornos agrícolas, esta deficiencia suele subsanarse mediante la adición de fertilizantes quimicos, que a menudo contiene fósforo (P) y potasio (K) además del N. Si bien esta intervención humana obtiene los aumentos deseados en el crecimiento/rendimiento de los cultivos, no todo el nitrógeno agregado, y con frecuencia también el fósforo, es absorbido por La cosecha; cantidades sustanciales de N y P terminan en los sistemas de agua dulce donde pueden causar problemas altamente indeseables como eutrofizaciónEsto no solo es perjudicial para el medio ambiente, sino que también es costoso. 'Los fertilizantes nitrogenados cuestan a los agricultores estadounidenses aproximadamente 8 mil millones de dólares cada año...'.
¿No sería genial si se pudiera persuadir a las plantas que no son leguminosas para que desarrollen asociaciones bacterianas fijadoras de nitrógeno? Si y obra de Yan Liang et al. (Ciencias: 341: 1384–1387, 2013) alienta ese punto de vista. El equipo del Centro de Investigación de Biotecnología y Biología Molecular de Plantas (Corea del Sur) y la Universidad de Missouri (EE. UU.) han demostrado que no-legumbres – en este caso buen viejo Arabidopsis thaliana, Zea mays ('maíz') y Solanum (tomate): tiene la capacidad de responder a la lipoquitina rizobiana factores de asentimiento que son liberados por el posible simbiótico rizobio bacterias, que son moléculas señalizadoras que desencadenan la nodulación en las leguminosas. Aunque aún falta tiempo para que se nodulicen cultivos no leguminosos fijadores de nitrógeno, como el maíz y el tomate, este descubrimiento al menos demuestra que los rizobios son reconocidos como "bacterias amigables": basta con entrenar a las plantas para que acepten la invasión de sus tejidos por el microbio y formen el nódulo, etc.
[Aunque generalmente se reconoce que hay 17 nutrientes esenciales para las plantas, cobalto (Co) is requerido adicionalmente por las bacterias de los nódulos fijadores de nitrógeno, por lo que indirectamente el Co es el decimoctavo nutriente esencial en esos casos – Ed.]
