The nitrogen cycle

Fundamentos del nitrógeno El ciclo del nitrógeno

NITRÓGENO, CULTIVOS Y EL MEDIO AMBIENTE El nitrógeno (N) es esencial para el desarrollo de los cultivos de campo. Cuando hay deficiencia de N, los sistemas de raíces y el crecimiento de las plantas se ven limitados, las hojas más viejas se vuelven amarillas y el cultivo tiene bajo contenido de proteína cruda. Un exceso de N puede retrasar la madurez y causar un crecimiento vegetativo excesivo a expensas del rendimiento de los granos. El fertilizante de nitrógeno es costoso y las pérdidas pueden ser perjudiciales para el medio ambiente. El uso eficiente de N al satisfacer las necesidades del cultivo evitando aplicaciones excesivas de N es un objetivo importante. Esta hoja informativa proporciona una visión general breve de los componentes importantes del ciclo del N para ayudar a alcanzar ese objetivo. CICLO DEL NITRÓGENO El ciclo del Nitrógeno ilustra cómo el Nitrógeno presente en el estiércol, los fertilizantes y las plantas se mueve a través del suelo hacia los cultivos, el agua y el aire. En general, los procesos del ciclo del Nitrógeno, como la fijación, mineralización y nitrificación, aumentan la disponibilidad de Nitrógeno para las plantas. La desnitrificación, volatilización, inmovilización y lixiviación resultan en pérdidas permanentes o temporales de Nitrógeno de la zona de las raíces. Continúa leyendo para obtener detalles específicos sobre cada uno de los “ procesos del ciclo del Nitrógeno. COMPRENDER EL CICLO DEL NITRÓGENO MEJOR USO DEL ESTIÉRCOL Y LOS FERTILIZANTES SATISFACER LAS NECESIDADES DE LOS QUE PROTEGES EL MEDIO AMBIENTE.

FIJACIÓN Se refiere a la conversión del Nitrógeno atmosférico a una forma disponible para las plantas. Esto ocurre tanto a través de un proceso industrial, como en la producción de fertilizantes comerciales, como a través de un proceso biológico, como ocurre con leguminosas como la alfalfa y el trébol. La fijación de nitrógeno requiere energía, enzimas y minerales, por lo que si hay una forma disponible de Nitrógeno para las plantas, el cultivo la utilizará en lugar de fijarla del aire. • Cuando las leguminosas se incorporan al suelo, el Nitrógeno almacenado en sus raíces se libera y se vuelve disponible para el siguiente cultivo o se pierde en el medio ambiente, dependiendo de la gestión. • En mezclas de leguminosas y pastos, los pastos pueden aprovechar el Nitrógeno fijado por las leguminosas. Si la mezcla contiene un 25% o más de leguminosas, no se necesita Nitrógeno adicional. MINERALIZACIÓN Es el proceso mediante el cual los microorganismos descomponen el Nitrógeno orgánico presente en el estiércol, la materia orgánica y los residuos de cultivos, convirtiéndolo en amonio. Debido a que es un proceso biológico, las tasas de mineralización varían según la temperatura del suelo, la humedad y la cantidad de oxígeno en el suelo (aireación). • La mineralización ocurre fácilmente en suelos cálidos (68-95°F), bien aireados y húmedos. • En el estado de Nueva York, aproximadamente se mineralizan de 60 a 80 libras de Nitrógeno por acre al año a partir de la materia orgánica del suelo en promedio. NITRIFICACIÓN Es el proceso mediante el cual los microorganismos convierten el amonio en nitrato para obtener energía. El nitrato es la forma más disponible de Nitrógeno para las plantas, pero también es altamente susceptible a las pérdidas por lixiviación. • La nitrificación es más rápida cuando el suelo está cálido (67-86°F), húmedo y bien aireado, pero se detiene prácticamente por debajo de los 41°F y por encima de los 122°F.

DESNITRIFICACIÓN Ocurre cuando se pierde Nitrógeno a través de la conversión del nitrato en formas gaseosas de Nitrógeno, como el óxido nítrico, el óxido nitroso y el gas dinitrógeno. Esto ocurre cuando el suelo está saturado y las bacterias utilizan el nitrato como fuente de oxígeno. La desnitrificación es común en suelos mal drenados. VOLATILIZACIÓN Es la pérdida de Nitrógeno a través de la conversión de amonio en gas amoníaco, que es liberado a la atmósfera. Las pérdidas por volatilización aumentan en suelos con pH más alto y en condiciones que favorecen la evaporación (por ejemplo, condiciones calurosas y ventosas). • Las pérdidas por volatilización son mayores en el caso de estiércol y fertilizantes de urea que se aplican en la superficie y no se incorporan al suelo (mediante labranza o lluvia). • El estiércol contiene Nitrógeno en dos formas principales: amonio y Nitrógeno orgánico. Si el estiércol se incorpora en el suelo dentro de un día, se retiene el 65% del Nitrógeno amoniacal; si se incorpora después de 5 días, se habrá perdido el Nitrógeno amoniacal debido a la volatilización. El Nitrógeno orgánico en el estiércol no se pierde por volatilización, pero lleva tiempo mineralizarse y convertirse en una forma disponible para las plantas.

INMOVILIZACIÓN Es el proceso inverso de la mineralización. Todos los seres vivos requieren Nitrógeno; por lo tanto, los microorganismos en el suelo compiten con los cultivos por el Nitrógeno. La inmovilización se refiere al proceso en el cual el nitrato y el amonio son absorbidos por organismos del suelo y, por lo tanto, se vuelven no disponibles para los cultivos. • La incorporación de materiales con una relación carbono/nitrógeno alta (por ejemplo, aserrín, paja, etc.) Aumentará la actividad biológica y generará una mayor demanda de Nitrógeno, lo que resultará en inmovilización de Nitrógeno. • La inmovilización sólo bloquea temporalmente el Nitrógeno. Cuando los microorganismos mueren, el Nitrógeno orgánico contenido en sus células se convierte mediante mineralización y nitrificación en nitrato disponible para las plantas. LIXIVIACIÓN Es una vía de pérdida de Nitrógeno que representa una preocupación importante para la calidad del agua. Las partículas del suelo no retienen bien el nitrato debido a que ambas tienen cargas negativas. Como resultado, el nitrato se mueve fácilmente con el agua en el suelo. La tasa de lixiviación depende del drenaje del suelo, la cantidad de lluvia, la cantidad de nitrato presente en el suelo y la absorción del cultivo. • La EPA ha establecido el nivel máximo de contaminantes para el agua potable en 10 ppm de Nitrógeno como nitrato. • Los suelos bien drenados, el rendimiento inesperadamente bajo de los cultivos, las altas entradas de Nitrógeno (especialmente fuera de la temporada de crecimiento) y la alta precipitación son condiciones que aumentan el potencial de lixiviación de nitrato.

ABSORCIÓN DE LOS CULTIVOS Es el objetivo principal de la gestión del Nitrógeno en las fincas. La mayor eficiencia se produce cuando se aplica una cantidad adecuada de Nitrógeno en el momento en que el cultivo lo está absorbiendo activamente. El uso eficiente de Nitrógeno también depende de varios otros factores, como la temperatura, la humedad del suelo, la presión de plagas y la compactación del suelo. • En el clima húmedo del noreste, el nitrato que permanece en el suelo después de la temporada de cultivo se perderá por lixiviación o desnitrificación entre la cosecha del cultivo y la próxima temporada de siembra. • El uso eficiente de Nitrógeno durante la temporada de crecimiento y el uso de cultivos de cobertura pueden minimizar dichas pérdida s.

Resumiendo El objetivo final de la gestión del Nitrógeno es maximizar la eficiencia del Nitrógeno aumentando la absorción de los cultivos y minimizando las pérdidas de Nitrógeno al medio ambiente. Las necesidades de Nitrógeno de los cultivos se pueden satisfacer a través de fuentes existentes de Nitrógeno (por ejemplo, la materia orgánica del suelo, céspedes anteriores y estiércol aplicado previamente) y aplicaciones complementarias de Nitrógeno a través de estiércol y fertilizantes. Para aprovechar al máximo las fuentes de Nitrógeno existentes y los fertilizantes adquiridos, se deben considerar los siguientes hechos sobre el ciclo del Nitrógeno: • El Nitrógeno liberado a partir de céspedes muertos, a través de la mineralización y nitrificación, puede suministrar suficiente Nitrógeno para la mayoría, si no para todas, las necesidades de Nitrógeno del siguiente cultivo de maíz. • El momento y el método de aplicación de estiércol y fertilizantes determinan la disponibilidad de nitrógeno para el cultivo, pero también el potencial de pérdida. Las aplicaciones en primavera con incorporación inmediata conservarán el amonio y reducirán las pérdidas por volatilización. • Los cultivos de cobertura en otoño actúan como una “cuenta de ahorro de nutrientes” al absorber el Nitrógeno residual de la temporada de crecimiento o las aplicaciones de estiércol en otoño, reduciendo así las pérdidas por lixiviación. Los nutrientes en el cultivo de cobertura se vuelven disponibles para el próximo cultivo (mediante mineralización) después de la rotación del césped.