Dinámica del ciclo de nitrógeno en fertilización de maíz

 

DINÁMICA EN EL SUELO DEL CICLO DEL NITRÓGENO Y SU IMPORTANCIA EN LA FERTILIZACIÓN

 

Dr. Fernando Ramos Gourcy, Ing. Juan Antonio Aguilar Rubalcava[1] y Lic. Cuauhtémoc López Luévano[2]

El nitrógeno (N) es un componente esencial de los aminoácidos que a su vez forman las proteínas. Este nutriente constituye el 17% de una molécula de proteína. En consecuencia, la concentración de las proteínas en las plantas depende de la cantidad de nitrógeno disponible.

El suplemento de N está determinado por la cantidad aprovechable por la planta durante el ciclo de cultivo, el N liberado a través de la mineralización de la materia orgánica y, el aplicado a través de los fertilizantes químicos y orgánicos.

Para obtener adecuados rendimientos y de una calidad aceptable, lo más importante es que la planta disponga de N durante todo el ciclo de producción, independientemente de la fuente (ureica, nítrica o amoniacal) (Ramos y Aguilar, 2015).
En la siguiente figura se representa la dinámica en el suelo del ciclo del nitrógeno y su importancia en la fertilización del mismo.

ciclo de N
Dinámica en el suelo del ciclo del nitrógeno cuando se aplican fertilizantes químicos de síntesis y su efecto sobre la fertilidad. (Fuente: www.yara.com)

A continuación se describen los elementos que integran el ciclo del nitrógeno.

1.- Aplicación de fertilizantes químicos de síntesis y su incorporación al suelo: Pueden contener amonio (NH4+), nitrato (NO3-) o urea (CO(NH2)2).

2.- Absorción del nitrato por las raíces de las plantas: Es más rápida debido a su gran movilidad. Navarro y Navarro (2008) establecen que en la mayoría de los suelos cultivados, las plantas superiores absorben el nitrógeno del suelo fundamentalmente en forma de nitrato. Esta preferencia es comprensible si se tiene en cuenta, aparte de la reacción, el poder adsorbente del suelo. Los coloides pueden fijar ampliamente los iones amonio, mientras los nitrato conservan una completa movilidad. Esto trae como consecuencia una menor utilización del nitrógeno amoniacal y una mayor posibilidad de absorción del nitrógeno nítrico, salvo, como es lógico, en suelos muy húmedos, en los que suele haber pérdidas importantes de nitratos por lixiviación.

Por otra parte, hay que tener en cuenta que en los suelos agrícolas, los iones amonio añadidos se oxidan rápidamente a nitratos y, por tanto, siempre será ésta la forma presente en mayor proporción en la disolución del suelo.

3.- Absorción de amonio: La absorción del amonio por las plantas es más baja debido a su inmovilización por las arcillas del suelo (adsorción).

fig2

4.- Nitrificación: Es la conversión del amonio en nitrato, la cual puede ocurrir en pocos días o semanas. Como consecuencia de este proceso, puede liberarse a la atmósfera óxido nitroso (N2O) y óxido nítrico (NO), habiendo pérdidas de N que pudiera asimilar la planta para el desarrollo de sus funciones metabólicas[3].

5.- Denitrificación: Castellanos, Uvalle y Aguilar (2000) señalan que la denitrificación es un proceso de pérdida gaseosa de nitrógeno que se favorece en condiciones de falta de oxígeno. Los microorganismos utilizan al ion nitrato como aceptor de electrones y lo reducen a óxido nitroso (N2O), óxido nítrico (NO) y gas nitrógeno (N2). En esta forma se escapa a la atmósfera y se pierde el nitrógeno que debía asimilar la planta. Las pérdidas de N por esta vía son más altas en suelos con alto contenido de arcilla, particularmente si tiene problemas de permeabilidad, compactación o alto contenido de sodio en la fase de intercambio. Los microorganismos responsables de la denitrificación son especies bacterianas heterótrofas del género Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus y Achromobacter, y autótrofas del género Thiobacillus (Navarro y Navarro, 2008).

6.- Inmovilización y mineralización: La inmovilización se presenta cuando el nitrógeno mineral es transformado a nitrógeno orgánico por la acción de los microorganismos del suelo y ocurre como resultado de la alta relación C/N de los residuos que se incorporan al suelo (Castellanos, Uvalle y Aguilar, 2000). La actividad de los microorganismos es estimulada por la presencia de amonio en el suelo . La inmovilización es una competencia entre la planta y los microorganismos del suelo por las reservas de N mineral. La mineralización es el proceso de transformación de N-orgánico a N-mineral e involucra a su vez dos subprocesos: amonificación, que es la transformación de N-orgánico a N-amoniacal y, nitrificación, que es la transformación de N-amoniacal a N-nítrico (Castellanos, Uvalle y Aguilar, 2000).

7.- Hidrólisis de la urea: La urea es descompuesta por la enzima ureasa o químicamente hidrolizada a amoniaco (NH3) y CO2, los cuales son liberados a la atmósfera, habiendo pérdida de nitrógeno. Dependiendo de la temperatura, la hidrólisis de la urea puede llevarse a cabo en un día o una semana. El pH del suelo alrededor de los gránulos de urea se incrementa durante este proceso favoreciendo la volatilización del amoniaco3, . En el paso de amonificación, el amoniaco es convertido mediante bacterias amonificantes en el ion amonio (NH4+). En el siguiente paso el amonio es convertido mediante bacterias nitrificantes (Nitrosomonas y Nitrobacter) en nitrato (nitrificación). De forma abreviada podemos esquematizar la transformación de la urea a nitrato de la siguiente forma:

CO(NH2)2 NH4+ NO3-

8- Volatilización del amoniaco: Ocurre cuando el amonio es convertido al amoniaco. Un pH alto favorece la conversión de amonio en amoniaco. Si la conversión toma lugar en la superficie del suelo, las pérdidas son mayores. Se cumplen esas dos condiciones cuando la urea es esparcida y no es incorporada inmediatamente al suelo[4].

9.- Lixiviación del nitrato. Ocurre principalmente cuando la precipitación es abundante o las láminas de riego son excesivas y arrastran el nitrato mineral por debajo de la zona radicular. Una adecuada fertilización previene la lixiviación del nitrato durante la etapa del crecimiento. Esta es la principal forma de pérdida de N en la agricultura (Castellanos, Uvalle y Aguilar, 2000).

CONCLUSIONES
El N-nítrico es muy móvil a lo largo del perfil del suelo. La conversión de N-amoniacal a N-nítrico es muy rápida, a veces dificultada por el exceso de humedad. Las condiciones que favorecen la conversión son:

1) Presencia de bacterias nitrificantes,
2) Temperatura superior a los 20°C,
3) pH entre 5.5 y 7.5 y
4) Presencia de oxígeno y humedad.

En cuanto a la forma ureica, la velocidad de absorción por las raíces de la planta está influenciada por las condiciones del medio, que facilitan que la urea se oxide más o menos rápido a la forma nítrica.

Es muy recomendable que la aplicación de nitrógeno se realice lo más fraccionada posible considerando las necesidades de las plantas en cada etapa fenológica del cultivo (establecimiento, desarrollo vegetativo, floración, fructificación y cosecha). De esta forma se tiene un mejor aprovechamiento del nitrógeno, evitando pérdidas por lixiviación y volatilización.

En las etapas de floración y maduración de frutos (etapa reproductiva), se debe disminuir la dosis de nitrógeno para evitar que la planta desarrolle sólo vegetativamente y que los frutos sean de mala calidad.

Se debe estar monitoreando permanentemente el contenido de nitratos de las aguas de riego provenientes de los mantos freáticos y de aguas superficiales.

Dependiendo de las condiciones del suelo, del clima, del cultivo y de la etapa fenológica de la planta, es recomendable utilizar primero fertilizantes que contengan N-nítrico y posteriormente, emplear fertilizantes con N-amoniacal. Para la fertilización de cultivos de cobertura total (cultivos forrajeros), se recomienda el uso de urea con un bajo porcentaje de biuret (<2%).


[1]Profesores del Departamento de Fitotecnia del Centro de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Autónoma de Aguascalientes. Aguascalientes, México. [email protected]

[2]Departamento de Comunicación y Relaciones Públicas de la Universidad Autónoma de Aguascalientes. Aguascalientes, México.

[3] http://yara.com/images/9-199057Nitrate%20fertilizer%20brochure.pdf

[4] http://www.kno3.org/es/product-features-a-benefits/nitrate-no3-versus-ammonium-nh4

Temas: , , , , , , , ,

Deja un comentario

Un comentario en “Dinámica del ciclo de nitrógeno en fertilización de maíz

  1. Quisiera me informaran mas sobre el articulo, me interesa y si me pueden proporcionar las referencias que citan ahí. Gracias. Buena información.

cultivos
cultivos

Cómo los patógenos sobreviven y dañan la cosecha de papa

Algunas de las plantas y algunos de los animales con los que estamos familiarizados tienen una cosa en común: requieren

cultivos

Entrevista con Directora Gerente del Sistema Producto Fresa de Guanajuato

La situación del sector de la fresa y las berries en Guanajuato es analizada por la Licenciada Elsa Virginia Acosta

cultivos

Un colorante ayuda a medir la retención del riego en suelos arenosos

Los productores de hortalizas han adoptado distintos métodos de riego por goteo, al igual que el uso de plástico y

cultivos

Técnicas fundamentales para establecer un programa de riego eficaz

El riego es una de las actividades de mayor impacto en el sector agrícola. La producción de cultivos puede llevarse

cultivos

Taller de capacitación para trabajadores de habla hispana en Pennsylvania

Capacitación Práctica de Campo para trabajadores de habla hispana en la Industria Frutícola Los instructores de este taller práctico son

cultivos

Cómo calcular la dosis de yeso en un suelo con problemas de sodio

Metodología para calcular la dosis de yeso en un suelo con problemas de sodio Descripción general del sodio[1] El sodio

Artículos recientes
poscosecha y mercados

Se identifican cultivos propicios para inversión extendida

La nueva iniciativa de planeación agrícola encabezada por la Sagarpa ha identificado y evaluado una serie de cultivos estratégicos que

poscosecha y mercados

Consejos para el cumplimiento riguroso de normas de inocuidad alimentaria

En agosto 2017, los Centros para el Control y Prevención de las Enfermedades de Estados Unidos (CDC) anunciaron que un

poscosecha y mercados

Posibles escenarios del sector agropecuario ante la cancelación del TLCAN

La promulgación del Tratado de Libre Comercio con América del Norte (TLCAN) en 1994 transformó la relación bilateral México-Estados Unidos

cultivos

Conferencia de Zarzamora y Frambuesa de América del Norte

La Conferencia de la Zarzamora y Frambuesa de América del Norte (NARBA) tomará lugar en Ventura, California el próximo febrero 21-24.

nutrición vegetal

Los fertilizantes fosfatados y los radioisótopos

De acuerdo a datos estadísticos en el 2012, la producción mexicana de fertilizantes ascendió a 2.57 millones de toneladas, el

cebollas/ajo

La unión entre productores puede absorber el margen destinado a intermediarios

Tras la segunda sesión de revisión del Tratado de Libre Comercio (TLCAN – NAFTA), la incertidumbre invade al campo mexicano.

eventos

Fruit Attaction 2017, más internacional que nunca, se confirma como principal evento mundial del sector

La Feria, organizada por IFEMA y FEPEX se celebró del 18 al 20 de octubre El evento comercial, supera todas

eventos

La posibilidad de la hiperproducción alimentaria y factores térmicos y energéticos

La hiperproducción de alimentos ha pasado de ser un concepto básico de producción masiva de alimentos de alta calidad a

protección de cultivos

Guía para el control de nemátodos agalladores

Los Nemátodos Agalladores Redacción por Eduardo Crescencio Arredondo. Departamento de Fitotecnia, Universidad Autónoma Chapingo. Carretera Nacional México – Texcoco Km

cultivos

Cómo los patógenos sobreviven y dañan la cosecha de papa

Algunas de las plantas y algunos de los animales con los que estamos familiarizados tienen una cosa en común: requieren