Las raices de las plantas toman el nitrogeno del suelo en forma de nitrato (NO3-) o amonio (NH4+). En la mayoria de los suelos la accion de bacterias nitrificantes hace que los cultivos absorban en su mayoria N-NO3-. En otras situaciones especiales del suelo, como condiciones anaerobicas, las plantas pueden absorber relativamente mas NH4+ que NO3-. De igual manera puede suceder inmediatamente despues de una aplicacion de fertilizantes amoniacales o en etapas de crecimiento temprano, cuando las temperaturas son aun bajas para que se produzca una rapida nitrificacion. En algunos casos las plantas tambien absorben N bajo forma de urea.
La preferencia de las plantas por NH4+ o NO3-, cuando ambas formas estan presentes, depende fundamentalmente de la especie cultivada. Los cereales absorben indistintamente cualquier forma de N, mientras que las solanaceas como tomate se ven favorecidas por una relacion NO3-/ NH4+ mas alta. El arroz es un caso tipico de adaptacion por el NH4+. Otras especies adaptadas a la nutricion con NH4+ son aquellas que crecen en suelos acidos de regiones tropicales y subtropicales, donde el proceso de nitrificacion es limitado.
Existen trabajos que indican que algunos cultivos crecen mejor si se les suministra una mezcla de NH4+ y NO3-. En especial se ha detectado que algunas plantas no solo pueden producir mayor nivel de rendimiento sino tambien mayor nivel de proteina.
Absorcion y asimilacion de NO3-
Los NO3- se absorben de manera activa, es decir, con gasto de energia. Enzimas especiales catalizan el pasaje de los iones NO3- a traves de las membranas celulares, sobre todo a nivel de los pelos radiculares. Como ya se indico, los NO3- se absorben en menor proporcion cuando las temperaturas son bajas. La absorcion tambien esta afectada por el molibdeno, ya que se forma una molibdoproteina en la superficie de celulas radiculares, para el transporte de NO3-.
Cuando los NO3- han ingresado a la planta pueden ser almacenados como tal por los tejidos radiculares, o reducidos y sintetizados en aminoacidos, o depositados en el xilema para ser transportados por los tallos.
La asimilacion de NO3- se realiza a traves de una serie de etapas. Primero, el NO3- se reduce a NO2- por accion enzimatica y de la presencia de fotosintatos. Luego, ese NO2- se reduce a NH3, por la accion de la nitrito reductasa. El NH3 obtenido es rapidamente incorporado a acido glutamico por accion de la glutamina sintetasa y glutamato sintasa, ubicadas tanto dentro de las celulas, como fuera de ellas.
Absorcion y asimilacion de NH4+
La absorcion de NH4+ se cumple a traves de un proceso activo y otro pasivo. En experimentos donde se han utilizado inhibidores metabolicos, se ha demostrado que inhibiendo la liberacion de energia respiratoria la absorcion de NH4+ se reduce a la mitad, pero esta no se inhibe completamente, como sucede con la absorcion de NO3-. El NH4+ incrementa su absorcion a valores de pH cercanos a 8. Su absorcion produce un incremento de la absorcion de aniones inorganicos (H2PO4-, SO42- y Cl-), y el pH de la rizosfera puede decrecer debido a la liberacion de H+ por la raiz para mantener la neutralidad electrica.
A pesar de que el NH4+ puede ser absorbido pasivamente, su tasa de absorcion depende mas que la del NO3- del suministro de energia. Esto se debe a que una vez que es absorbido, el NH4+ debe ser incorporado inmediatamente a los esqueletos carbonados. Si no existen carbohidratos disponibles para este proceso, el NH4+ puede acumularse a niveles toxicos dentro de la raiz. Esto produce detencion del crecimiento y reduccion de la absorcion de K+, con sintomas de deficiencia de este nutriente en la planta.
Una vez absorbido, el NH4+ no requiere ser reducido, por lo que con relacion al NO3- existiria un ahorro de energia por parte de la planta. Sin embargo, en algunas situaciones este costo energetico podria no ser importante. Cuando el NO3- es reducido en la hoja, la energia que se utiliza para el proceso de reduccion proviene directamente de la energia solar, y no supone utilizacion de carbohidratos como fuente de energia. Solamente cuando el NO3- es reducido en la raiz, la energia utilizada por la planta para este proceso proviene del catabolismo de los carbohidratos.