La fijación de nitrógeno – una zambullida (Del 1)

Hace unos dos años escribí uno publicaciones donde elogié las plantas fijadoras de nitrógeno como una de las claves para dar un paso más hacia los altos objetivos de la horticultura forestal fertilidad autocreadora. En el mismo post presenté como una tabla con bastante variedad kvävefixerare, clasificados de acuerdo con su capacidad para capturar el nitrógeno del aire y ponerlo a disposición de otras plantas. Aunque no he encontrado ningún error fáctico directo en la publicación, en los últimos meses ha habido muchas preguntas sobre el papel real de los fijadores de nitrógeno y sus posibles limitaciones.. Comenzó preguntándome cómo funciona realmente: qué mecanismos están detrás de la fijación de nitrógeno., ¿Cuánto nitrógeno pueden capturar las plantas?, cuánto pueden transmitir a sus vecinos y de qué manera lo hacen? ¿Qué factores afectan su capacidad de fijación de nitrógeno?? ¿Y cuántos fijadores de nitrógeno se necesitan para que marquen la diferencia?? Desafortunadamente, resulta que no hay respuestas simples a estas preguntas.. La fijación de nitrógeno se debe a innumerables factores y es un fenómeno sorprendentemente poco estudiado. En las siguientes publicaciones, todavía quiero intentar encontrar respuestas a las preguntas. Bienvenido a seguir una inmersión profunda!

Todos los nutrientes de las plantas son importantes, pero la sustancia nitrógeno (norte) es quizás el más importante de todos. Es necesario para construir aminoácidos que son los componentes básicos de todas las proteínas., también las proteínas llamadas enzimas que controlan básicamente todos los procesos biológicos en las plantas. Además, es necesario para formar clorofila., Ayuda a absorber otros nutrientes y estimula el crecimiento tanto por encima como por debajo del suelo.. Una planta que sufre de falta de nitrógeno se caracteriza por hojas de color amarillo pálido y un crecimiento deficiente..

Sin nitrógeno, no habrá hermosas hojas verdes como en esta parte de mi jardín forestal..
Sin nitrógeno, no habrá hermosas hojas verdes como en esta parte de mi jardín forestal..

Las plantas que llamamos fijadores de nitrógeno, sin embargo, no pueden realmente unir el nitrógeno del aire por sí mismas, sino que cooperan con bacterias altamente especializadas que capturan el nitrógeno en el aire y lo convierten en una forma que las plantas pueden absorber.. Por lo general, viven en pequeños tubérculos que se asientan en el exterior de las raíces.. Las plantas fijadoras de nitrógeno más conocidas pertenecen a la familia de las plantas de los guisantes. (Fabaceae). Estos cooperan con bacterias que pertenecen al género Rhizobium o el género Bradyrhizobium [1]. Además de las innumerables plantas de guisantes, hay plantas para el jardinero forestal que son interesantes en otros géneros de plantas que han entrado en simbiosis con las bacterias fijadoras de nitrógeno del género. Frankia, como bola pegajosa (Alnus glutinosa) y espino amarillo (Hippophae rhamnoides). Hay más tipos de organismos fijadores de nitrógeno., pero no son relevantes para el jardinero forestal [2].

El espino amarillo es uno de los fijadores de nitrógeno que coopera con la bacteria Frankia..
El espino amarillo es uno de los fijadores de nitrógeno que coopera con la bacteria Frankia..

Independientemente de qué microorganismos capturen el nitrógeno, entonces siempre es la enzima nitrogenasa que cataliza la escisión real de las moléculas de nitrógeno en el aire (norte2) y los convierte en amoniaco (NUEVA HAMPSHIRE3). Las enzimas son catalizadores que permiten reacciones químicas que de otro modo no hubieran tenido lugar.. Podemos pensar en ellos como el horno cuando horneamos pan.. Regar, la harina y la levadura deberían convertirse en pan, necesitan ser horneados y se necesita mucha energía. En la fijación biológica de nitrógeno, esta energía proviene del sol., cuya luz se ha convertido en energía mediante la fotosíntesis. Esta energía se usa para romperlo enormemente fuerte. (triple)el enlace entre los dos átomos de nitrógeno que forman cada molécula de nitrógeno. Lo curioso es que la enzima nitrogenasa permanece después de que ha tenido lugar la reacción, al igual que podemos usar el horno muchas veces para hornear pan..

Entonces la nitrogenasa puede verse en forma de modelo. Por lo tanto, también se requiere hierro para formar la enzima., molibdeno y azufre. fuente: PatriciaR, Wikimedia Commons.
Entonces la nitrogenasa puede verse en forma de modelo. Por lo tanto, también se requiere hierro para formar la enzima., molibdeno y azufre. fuente: PatriciaR, Wikimedia Commons.

En la naturaleza, solo hay dos procesos que agregan nuevo nitrógeno a los ecosistemas terrestres: Den ena, El proceso dominante es esta fijación biológica de nitrógeno con la ayuda de bacterias.. El segundo tiene lugar durante las tormentas eléctricas., cuando la enorme energía del rayo divide las moléculas de nitrógeno de la atmósfera, que luego se combina con el oxígeno y se convierte en óxidos de nitrógeno que luego llueven y pueden ser absorbidos por la vegetación. Todo el resto del nitrógeno que circula en los ecosistemas es nitrógeno reciclado que alguna vez fue recogido de la atmósfera por bacterias o durante tormentas eléctricas.. Por supuesto, muchas cosas también desaparecen., ya sea de regreso a la atmósfera como resultado de varios procesos de descomposición o por lixiviación en cursos de agua, por lo que se necesita un suministro continuo de nitrógeno de la atmósfera a los sistemas biológicos para mantenerlos en funcionamiento. En los tiempos modernos, sin embargo, hemos alterado este sistema adecuadamente al quemar combustibles fósiles (donde se forman compuestos de nitrógeno que luego llueven y agregan nitrógeno que estaba en la atmósfera hace millones de años) y por el uso excesivo de fertilizantes producidos por la fijación de nitrógeno de la atmósfera de forma artificial y con un uso intensivo de energía. La conversión del nitrógeno atmosférico por parte del hombre supera todos los procesos naturales de fijación de nitrógeno combinados [3].

Dado que en la horticultura forestal no queremos usar fertilizantes, la fijación de nitrógeno con la ayuda de plantas es extremadamente importante para agregar nitrógeno nuevo al sistema.. Pero, ¿cómo el nitrógeno se vuelve realmente disponible para otras plantas?? Más sobre esto en el próximo post.

referencias

[1] Brady, CAROLINA DEL NORTE. y R.R. porque, La naturaleza y las propiedades de los suelos.. Río Saddle superior, NUEVA JERSEY.: Prentice Hall, 2002.
[2] Santi, C., re. Bogusz, y C. Franco, Fijación biológica de nitrógeno en plantas no leguminosas.. Anales de botánica, 111(5): pag. 743-67, 2013.
[3] Rockström, J., W. Steffen, K. Ninguno, UNA. Persson, F.S. Chapin, E.F. Lambin, T.M. Lenton, METRO. Scheffer, do. Gente, H.J. Schellnhuber, segundo. Nykvist, CALIFORNIA. de Wit, T. abrazos, S. van der Leeuw, H. Rodhe, S. Sorlin, PAQUETE. Snyder, R. Costanza, la. Suecia, METRO. Falkenmark, L. Karlberg, R.W. Corell, V.J. Fabry, J. Hansen, segundo. Caminante, re. Liverman, K. Richardson, PAG. Crutzen, y J. A. Foley, Un espacio operativo seguro para la humanidad. Naturaleza, 461(7263): pag. 472-475, 2009.

14 pensamientos sobre "La fijación de nitrógeno – una zambullida (Del 1)”

  • Philipp brillante! He pensado y me he preguntado un poco sobre esto yo mismo, ya que solo presenta algunas (o sin referencias) declaraciones en la literatura sobre jardines forestales. Como tu escribes.
    Un aspecto que vale la pena mencionar también pueden ser los hongos. (mykorrhiza) capacidad para ayudar a las bacterias fijadoras de nitrógeno a acceder al fósforo. Con eso tampoco se mucho… Mirando hacia adelante a la siguiente parte!

  • ¿Puede encontrar alguna información sobre plantas fijadoras de nitrógeno en sistemas de cultivo perennes?? Cuando estudié, la gente hablaba principalmente de plantas fijadoras de nitrógeno en una mezcla como pre-cultivo para vegetales que requieren nutrientes.. Hay algunas plantillas con las que contar. Pero algunas plantas, Texas. El trébol rojo puede unir grandes cantidades de nitrógeno en buenas condiciones.. El requisito previo es una mezcla de plantas ricas en carbono. (generalmente diferentes especies de pasto). con “Correcto” relación carbono / nitrógeno, este está ligado a la masa verde y no se escapa.

    Parece estar muy extendido en los círculos de permacultura que es suficiente cultivar algunas plantas fijadoras de nitrógeno en las proximidades de otras plantas.. Pero he visto muchos ejemplos muy malos cuando las hierbas exuberantes tienen que competir con los árboles frutales jóvenes, por ejemplo. con muy mal establecimiento como resultado.

    En el cultivo de hortalizas, cuente con ello (japp, cuenta, creo que es ley t.o.m.. – la eutrofización es uno de nuestros mayores problemas ambientales) los nutrientes que están ligados a la masa verde, que luego hace que la industria esté disponible después del primer y segundo año cuando las plantas se descomponen.

    Cabe agregar que las plantas fijadoras de nitrógeno generalmente crecen en suelos magros. En suelos ricos en nutrientes, la simbiosis se inhibe y la fijación de nitrógeno no es tan grande.. Por lo tanto, los cultivadores profesionales suelen inocular cepas bacterianas en cada siembra..

    Para que esto funcione de manera eficaz en cultivos perennes, creo que hay que pensar lentamente y a largo plazo. (Por supuesto, la permacultura se trata de flujos lentos.?). En un cultivo juvenil, quizás deba cultivarse una gran proporción de plantas fijadoras de nitrógeno para que maduren gradualmente en el futuro.. Como muchos entornos naturales donde diferentes especies toman el control sucesivamente y se esfuerzan por alcanzar algún tipo de clímax..

    Escriba este escenario:
    1. Terreno perturbado con máquinas, daño de embalaje
    2. Empiezan a aparecer hierbas con fuertes sistemas radiculares y que debido a la enorme dispersión de semillas se encuentran en el banco de semillas (tipo de cardo, artemisa, trébol rojo)
    3. Grassarter
    4. El pionero de los árboles, Texas. Áspid
    5. Especies secundarias, Texas. la

    Cada especie “prepara” förutsättningarna för att nästa ska kunna växa.

    Hoppas jag fick fram någon poäng eller tips 🙂

    saludos
    J

    • Tack för bra och utförliga kommentarer Johan! Jag håller med ditt successionsförlopp, alltså en stor andel kvävefixerare i den unga skogsträdgården och mer sensuccessionsarter i den mogna skogsträdgården. Ska försöka knåpa ihop ett inlägg om det under våren. Fortsätt gärna dela med dig av din erfarenhet!

  • Marcus,
    kul du tog upp mykorrhiza. Ännu ett superspännande ämne. Rekommenderar att kolla upp Paul Stamets och hans idéer och forskning kring svampars betydelse för resiliens i ekosystem m.m.

    Mykorrhizan kan hjälpa växter med näringsförsörjningen. Den gör det dels genom att den “se extiende” sistema de raíces de la planta y secreta enzimas que tienen la capacidad de descomponer compuestos con fósforo más insoluble. No he leído nada sobre micorrizas y bacterias fijadoras de nitrógeno.. Pero los hongos en general parecen ser una base sólida en todas las (bosques) entornos de plantas.

    También quiero recordar que leí que los ecosistemas de suelo cultivados ecológicamente son más hongos dominantes, mientras que aquellos en los que se utilizan fertilizantes comerciales son más bacterianos dominantes. El nitrógeno fácilmente soluble aparentemente debería beneficiar el crecimiento de bacterias a expensas de hongos.. Sin embargo, se ha asociado con saprófitos. (organismos degradantes). No tengo una idea clara de lo que es con las bacterias fijadoras de nitrógeno..

  • Buena publicación! En fråga som jag skulle tycka vore intressant i detta sammanhang är exakt hur mycket energi krävs vid framställning av en viss mängd handelsgödsel per typ kvadratmeter (uttryckt i en förståelig jämförelse) …om du snubblar över någon sådan information 🙂

  • Fast vid förbränning av fossila kolväten så är det huvudsakligen själva värmen som skapar NOx av luftens kväve. Detta blir faktiskt ännu värre om man har en katalysator som arbetar på hög värmesamma effekt som i blixtens urladdning för övrigt. Detta var bara en kommentar till att förbränning av forssila kolväten släpper fritt kväve som fanns i atmosfären för länge sedan.

    Pero realmente estoy buscando una referencia sobre la cantidad de nitrógeno fijado por las bacterias del suelo sin ninguna “plantas fijadoras de nitrógeno”. No recuerdo dónde leí sobre eso, pensé que estaba aquí. Tiene alguna idea? De hecho, sorprendentemente mucho es fijado por bacterias que viven libremente en el suelo..

    Mvh Magnus

  • Magnus,
    Se dice que clostridium y azobacter pueden arreglar 3 kg de nitrógeno / hectárea (por año). No puedo encontrar la fuente ahora ...,
    En las mezclas de abono verde, creo que cuenta con más 30 kg.
    Creo que la mayor parte de esto puede dar pistas de todos modos.. Hay tantos parámetros que entran en juego para determinar qué tan grande se vuelve la fijación de nitrógeno en el suelo..

  • Annevi,
    Sería interesante ver tales cifras. Pero creo que debe ser más específico si desea encontrar la información correcta.. La fijación de nitrógeno con plantas de guisantes, por ejemplo, no podría reemplazar los fertilizantes comerciales de fosfato crudo o magnesia potásica, p. Ej..

  • Si, tampoco encuentro la fuente, recuerda lo dicho no fue. Pero recuerdo que fue una fijación de nitrógeno no insignificante de bacterias., incluso sin simbiosis, y que estuvo fuertemente influenciado por cuán pobre era el suelo en nitrógeno en primer lugar (menos nitrógeno en el suelo = más fijación).

    Hubiera sido interesante probar, y bastante ligero también. Por ejemplo, si tiene una gran “maceta” (un tanque de plástico de 1000L con tapa recortada). Se llena de tierra, o incluso mejor arena o grava. Plantar consuelda, que tiene mucha hambre de nitrógeno sin fijación. Agua con agua de lluvia, posiblemente fertilizar con fertilizante artificial completamente sin nitrógeno. Corta y pesa la cosecha.

  • 2/4 – 3/4 del nitrógeno se dice que proviene de la fijación de nitrógeno, el resto de la tierra. Leer en “Gröngödsling” en la carpeta “Cultivo de hortalizas orgánicas al aire libre”. Pero es en otros contextos además de los jardines forestales..
    Cree en una composición cuidadosamente seleccionada (con hierbas perennes) y un abono verde según el libro durante un par de años antes de plantar un jardín forestal puede tener buenos efectos. En el cultivo de hortalizas es valioso.
    Pero con el abono verde también vienen otros efectos, lo que a su vez aumenta la absorción de nutrientes y la capacidad del suelo para entregar nutrientes. Alimentas la tierra.
    No incluido en su experimento con consuelda, que no es una planta que tiene simbiosis con bacterias.
    ¿Cree que la presencia de bacterias fijadoras de nitrógeno de vida libre en la grava en tal caso? Sobreviven en la grava? También tenga en cuenta que el agua de lluvia contiene algo de nitrógeno.. ¿Crees que cuentas con 6 kg / año y hectáreas cuando los agricultores hacen sus cálculos de nutrición vegetal?.

  • Sí, supongo que las bacterias fijadoras de nitrógeno sobreviven en la grava de la misma forma que en el suelo., pero eso es solo una suposición.

    La razón de la grava es tener la menor cantidad posible de nitrógeno almacenado en el suelo desde el principio., aunque puede no ser tan importante porque el nitrógeno no se almacena particularmente bien en el suelo. Y la razón por la que debes usar agua de lluvia es precisamente porque debes poder contar con la cantidad de nitrógeno que se agrega de esa manera..

    La razón para plantar consuelda es que es fácil de cuidar., dominante (un poco de hierba) y hambre de nitrógeno. Entonces puede contar con que el contenido de nitrógeno en el suelo se mantendrá muy bajo, algo que estimula la fijación de nitrógeno. Además, la consuelda puede soportar la poda continua.. Se pesa el material recortado (preferiblemente seco) y la cantidad de nitrógeno que se ha extraído del sistema es fácil de calcular, y lo que se saca debe haber sido arreglado asimbióticamente (corregido con nitrógeno añadido con riego).

    Resultatet är att mängden asymbiotisk fixerat kväve i systemet lätt kan beräknas, dessutom över tid, utan några laboratorieanalyser.

  • ¡Hola, hoppas det finns liv här även i äldre intressanta bloggtexter. Tittat på skogsgödslingen och vad som lovas där. Stämmer följande länk nedan, ger den någon del av svar på Annevis fråga? Jag har inte studerat not 3, men undrar nu om den motsäger det sägs av detta företag, ur enegivy? https://www.sg-systemet.com/miljo

    (En och annan tanke för Permakultur kan få hicka av detta gödselsystem.)

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