El nitrógeno es uno de los tres macronutrientes primarios imprescindibles para el desarrollo vegetal. Forma parte esencial de aminoácidos, proteínas, clorofila, vitaminas, coenzimas, ácidos nucleicos y alcaloides, sustanciando procesos de crecimiento, fotosíntesis, división celular y síntesis de ADN y ARN. Además, actúa en la formación de polifenoles que influyen en la defensa vegetal y el sabor de frutos. Una deficiencia genera clorosis intervenal, vástagos disminuidos y menor producción de biomasa, mientras un aporte óptimo estimula un follaje vigoroso, mejora el desarrollo radicular y eleva tanto el rendimiento como la calidad de granos y frutos.
A nivel químico, el nitrógeno atmosférico existe como N₂, una molécula diatómica con triple enlace extremadamente estable e inerte. Su ruta hacia la planta implica varias etapas: fijación (biológica o industrial), transformación en amonio (NH₄⁺) y nitrato (NO₃⁻) mediante bacterias nitrificantes. La nitrificación, a cargo de Nitrosomonas (NH₄⁺ → NO₂⁻) y Nitrobacter (NO₂⁻ → NO₃⁻), optimiza la disponibilidad de nitrógeno en forma nitrato para las plantas. El desnitrificación, realizada por bacterias como Pseudomonas bajo condiciones anaeróbicas, retorna N₂ a la atmósfera, cerrando el ciclo biogeoquímico y condicionando la fertilidad a largo plazo.
Los usos agrícolas del nitrógeno se remontan a civilizaciones antiguas que aprovecharon depósitos naturales de salitre y guano. En el siglo XIX, la exportación de guano peruano y salitre chileno alimentó la agricultura europea, revolucionando sistemas de cultivo y desencadenando las primeras crisis geopolíticas por la escasez de estos recursos. La explotación intensiva de guano generó conflictos comerciales y ambientales, pues su extracción incontrolada alteró ecosistemas costeros. Este aprovechamiento marcó el inicio de la fertilización sistemática y sentó las bases de la agronomía moderna.
Justus von Liebig, en 1840, postuló la “ley del mínimo”, estableciendo que el crecimiento vegetal está limitado por el nutriente en menor proporción relativa. Esta idea redirigió el enfoque agronómico hacia un suministro balanceado de nitrógeno, fósforo y potasio, y promovió el desarrollo de formulaciones fertilizantes. Liebig cimentó la química agrícola como disciplina, señaló la importancia de los suelos y el análisis nutritivo para optimizar cosechas, e inspiró la creación de estaciones agronómicas y laboratorios de análisis de suelos en Europa.
El proceso Haber–Bosch, desarrollado a comienzos del siglo XX, permitió la síntesis industrial de amoníaco a partir de nitrógeno atmosférico e hidrógeno a alta presión y temperatura. Este proceso, catalizado por hierro y molibdeno a ~200 atm y ~500 °C, es energético e intensivo. El avance multiplicó la producción mundial de fertilizantes nitrogenados y sostuvo un crecimiento poblacional sin precedentes, al triplicar la capacidad agrícola global. Sin embargo, su escalado masivo también ha conllevado desafíos ambientales a escala planetaria.
En términos fisiológicos, las plantas absorben nitrógeno preferentemente como nitrato (NO₃⁻) y en menor medida como amonio (NH₄⁺). Una vez incorporado, el nitrógeno se reduce en la raíz y se integra en compuestos orgánicos clave, dando origen a aminoácidos y proteínas. La enzima nitrato reductasa y la glutamina sintetasa coordinan la reducción y asimilación en cloroplastos y citosol. La carencia causa clorosis intervenal y detiene el crecimiento celular, mientras el exceso promueve un desarrollo vegetativo desbalanceado, retrasa la maduración, incrementa la susceptibilidad a plagas y favorece la lixiviación de nitratos en los suelos. Además, el nitrógeno regula la síntesis de hormonas vegetales como citoquininas y auxinas, modulando la ramificación y formación de meristemos.
Las fuentes de nitrógeno incluyen fertilizantes sintéticos (urea, nitrato y sulfato de amonio, complejos NPK), insumos orgánicos (estiércol, compost, lodos) y la fijación biológica por Rhizobium en leguminosas y bacterias libres como Azotobacter, que recargan los suelos de forma natural. Para maximizar la eficiencia y minimizar pérdidas, se recomienda la aplicación fraccionada acorde a las fases de desarrollo y condiciones locales, el uso de inhibidores de nitrificación y la incorporación de cultivos de cobertura. Estas prácticas reducen la lixiviación de nitratos, las emisiones de N₂O y protegen los recursos hídricos, al tiempo que mejoran la estabilidad del suministro y la sostenibilidad a largo plazo. La integración de tecnologías de teledetección y análisis de datos en tiempo real optimiza la toma de decisiones sobre dosis y calendario de aplicaciones.
