Técnicas aplicadas en la investigación agrícola para cuantificar la fijación de nitrógeno: una revisión sistemática

Abstract

La economía del nitrógeno es un tema que viene creciendo a nivel mundial, especialmente en la actividad agrícola cuando por mal manejo de la fertilización ocurren pérdidas por lixiviación que contribuyen a la eutrofización del agua, lo que incrementa la población de algas y, como efecto, reduce la disponibilidad de oxígeno, acelerando el proceso de desnitrificación en el que se produce N2O, conocido por su efecto en el calentamiento global. Igualmente, parte del fertilizante es emitido a la atmósfera por volatización. Esto ha impulsado la creación de técnicas que permiten cuantificar el nitrógeno utilizado por las plantas y el fijado en el suelo a través de microrganismos para hacer más eficiente el empleo del nitrógeno en los sistemas agrícolas. Sin embargo, dentro de las mayores limitantes se encuentra su sensibilidad, especificidad, costo y tecnología que se requiere para aplicarlas. Esto ha conducido a la innovación de procedimientos y a la creación de técnicas que tienen una tasa de error muy bajo. El objetivo de este trabajo fue realizar la descripción de las principales técnicas utilizadas para cuantificar la fijación del nitrógeno con énfasis en los antecedentes, procedimientos, expresiones matemáticas que se usan, y escenarios futuros. La información se describe a partir del análisis de ensayos disponibles en la base de datos Scopus. Este trabajo consolida las técnicas que continúan vigentes para cuantificar el nitrógeno y facilita entender su uso a través del tiempo con modelos de predicción, así como su importancia, ventajas y desventajas.

Arbuscular mycorrhiza symbiosis in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.): A systematic review

“…Although research related to fungal diversity in quinoa is scarce, Cai et al (2020) have reported a high presence of phylum such as Ascomycota, Basidiomycota, Zygomycota and Chydiomycota in the rhizospheric zone of quinoa plants, changing their percentage of abundance in relation to the altitude where the samples were collected. However, the authors recognize a high percentage of unidentified fungi that manage to carry out mycorrhization with this plant.…”

“…Thus, the question of AMF being associated with quinoa plants has been addressed in a few studies. This situation generated that the identification of the diversity of fungi capable of performing mycorrhization with this species will be carried out with detection methods based on DNA extraction and its amplification through PCR in three areas with different altitudes as reported by Cai et al (2020). However, research has also analyzed the amount of spores present in rhizospheric soil, given that a relationship is found with the percentage of root colonization (Isobe et al, 2007).…”

“…In this sense, the search analysis determined that the research related to this topic has been developed basically in the United States, China, Japan, Finland, and Bolivia, while the diversity of fungi found in association with this plant is scarce (Table 4). Wieme et al (2020) reported that the symbiotic association between quinoa and fungi developed through the formation of structures such as hyphae, vesicles, and arbuscules, although their presence is significantly lower compared to other crops of food interest such as wheat, chickpea, and barley. Additionally, Urcelay et al (2011) identified abundant radical colonization of Olpidium, with an abundant presence of mycelium, vesicles, and arbuscules, however, this fungus is recognized for its pathogenic capacity, which draws the attention of researchers and suggests the importance of carrying out trials around the activity of these two organisms.…”

Interacción de bacterias y plantas en la fijación del nitrógeno

“…Los organismos (bacterias) simbióticas como parte del ciclo del N₂ permiten fijar el N₂, y componer NO₃⁻ y NH₄; asimismo los animales eliminan (amoniaco, urea o ácido úrico) que son intervenidas por bacterias denitrificantes que retornan el N₂ inorgánico de los suelos a la atmósfera (Calvo, 2011). Por otra parte, es difícil controlar todos los factores externos y los agentes involucrados en el ciclo del N₂, ya que suele ser eventual como cualquier proceso biogeoquímico, por lo que la acción de los microrganismos fijadores de N₂ puede presentarse solo cuando tienen suficiente humedad y elementos minerales (Fonseca-López et al, 2020). Asimismo, depende de la actividad de una amplia variedad de organismos, donde cada uno de los cuales posee conocimiento adquirido evolutivamente incrustado en su material genético (Gorman, 2013).…”

Chlorophyll fluorescence and its relationship with physiological stress in Chenopodium quinoa Willd.

“…Nitrogen makes up the majority of the nutritional requirements of the plant (Fonseca-López et al, 2020). Several studies indicate that stress due to low availability N in quinoa variety UdeC9 before the senescence phase generates changes in FSII activity, mainly in ΦPSII, Fv / Fm, NPQ and damage to the photosynthetic apparatus (Bascuñán-Godoy et al, 2018).…”