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EL ARTICULO SELECCIONADO FERTILIZANTES NITROGENADOS Y MICROORGANISMOS DEL SUELO LA eficacia con que pueden ser aprovechados los fertilizantes nitrogenados por las distintas plantas, puede ahora predecirse con bastante aproximación, si las condiciones de cultivo están bien definidas. Esto se debe, en gran parte, a los resultados de las investigaciones que se han realizado en los últi- mo; arios sobre la actividad de los microorganis- mos del suelo, los cuales son responsables, direc- ta o indirectamente, de la mayoría de las transfor- maciones de las sustancias nitrogenadas que tienen lugar en las tierras. TIPOS DE MICROORGANISMOS. Los microorganismos del suelo que intervienen en estas transformaciones son bacterias y hongos. Al igual que todos los organismos vivientes, necesitan tener una fuente de energía para vivir y multipli- carse, y la abundancia de este suministro es nor- malmente el principal factor que determina su cre- cimiento. Basándose en la fuente de energía, se clasifican en heterótrofos y autótrofos. HETERÓTROFOS. Estos microorganismos, que constituyen la ma- yoría de la población del suelo, tanto por el núme- ro de e7pecies como por la cuantía de su desarrollo, viven de compuestos orgánicos, sintetizados por plantas y animales. Oxidan los tejidos animales y vegetales, produciendo anhídrido carbónico, agua y otro; subproductos. En la descomposición de las materias vegetales se verifica una utilización casi completa de lo; componentes orgánicos de rápida oxidación. Mucha energía liberada se desaprove- cha. El nitrógeno existente inicialmente, y que no e-, necesitado por los microorganismos para sinte- tizar sus propias células, es liberado en gran parte bajo forma amoniaca]. AUTÓTROFOS. Los microorganismos autótrofos no obtienen su energía de compuestos orgánicos, sino por oxida- ción de elementos simples o de sustancias inorgá- nicas elementales. Estas son principalmente: amo- níaco, nitritos, hidrógeno y compuestos oxidables de azufre, carbcno, hierro y mangane o. Obtienen el carbono a partir del anhídrido carbónico. Los autótrofos no crecen rápidamente, ni se desarrollan en grandes masas, como ocurre con muchos hete- rótrofos. En lo que concierne a su relación con el nitrógeno, los dos géneros más importantes son Nitrosomonas, que oxida el amoníaco a nitrito, y Nitrobácter, que oxida el nitrito a nitrato; ambos son muy beneficiosos. Puesto que estos microor- ganismos no dependen de materias orgánicas para su suministro de energía, pueden desarrollarse bien en suelos muy pobres, aunque normalmente se en- cuentran en más abundancia en suelos con alto con- tenido en humus, a causa de que tales suelos tienen una gran estabilidad y contienen anhídrido carbó- nico y nutrientes inorgánicos. FUENTES DE NITRÓGENO PARA CRFCIMIENTO DE PLANTAS Y PORCENTAJES DE APROVE- CHAMIENTO. El amoníaco y el nitrato son las dos principa- les formas de compuestos nitrogenados asimilables por las plantas. El nitrito también es asimilable, pero es tóxico a concentraciones relativamente ba- jas; uÇualmente sólo existen trazas de nitritos en el suelo, aunque las fuertes aplicaciones de fertili- zante3 amoniacales pueden retardar la oxidación del nitrito por Nitrobácter y dar lugar a su acumu- lación. Algunas formas simples de compuestos ni- trogenados orgánicos, tales como aminoácidos y urea, pueden ser utilizados también directamente 85 por las plantas. Las leguminosas que poseen bac- terias nitrificantes pueden, por supuesto, crecer nor- malmente aprovechando el nitrógeno atmosférico. El valor del amoníaco como fuente directa de nitrógeno para las plantas ha sido discutido fre- cuentemente. Se ha demostrado que muchos mi- croorganismos y plantas superiores pueden absor- ber amoníaco con preferencia al nitrato, bajo con- diciones ideales, en experimentos que han durado pocos minutos o unas horas. En experimentos más largos, sin embargo, en los que interviene el meta- bolismo de crecimiento, esta preferencia se presen- ta raras veces. Si el suministro de elementos bási- cos es tan bajo que existe una considerable acidez en el medio de cultivo, el nitrato es problablemen- te la fuente preferida de nitrógeno. En otras pala- bras, el nitrato es una fuente de nitrógeno venta- josa para usarla en condiciones relativamente des- favorables; sin embargo, ambos compuestos son igualmente buenos usados en las debidas condicio- nes. El aprovechamiento de nitrógeno por las plantas raramente excede del 75 por 100 y bajo las con- diciones más ideales, como los cultivos en macetas. en las cuales se evita la pérdida por lavado. Expe- rimentos con nitrógeno radiactivo han demostra- do que normalmente permanece en el suelo la mi- tad o más del nitrógeno no aprovechado, mientras que el resto escapa en forma de gas. En cultivo normal, en donde tiene lugar el lavado de las tie- rras, se considera como muy bueno un aprovecha- miento del 50 al 65 por 100 de nitrógeno. Si sola- mente se considera la parte cosechada el aprove- chamiento puede ser mucho menor del 50 por 100. En experimentos de larga duración han sido nor- males aprovechamientos de un 30 a 50 por 100 del fertilizante nitrogenado aplicado. CONDICIONES QUE ENTORPECEN EL APROVECHAMIENTO DE NITROGENO A menudo, las adiciones de nitrógeno no dan lugar al incremento de desarrollo esperado, aun cuando hayan sido mínimas las pérdidas por ga- ses o por drenaje de las lluvias. Esta falta de reac- ción al abonado nitrogenado puede deberse a va- rias causas. En algunos casos, este efecto está di- rectamente ligado a la acción de los microorganis- mos del suelo. ADICIÓN DE RESIDUOS DE CULTIVOS DEFICIENTES EN NITRÓGENO. La adición de residuos de cultivos ricos en car- bono, tales como pajas y rastrojos de cereales, pro- duce la inmovilización de considerable cantidad de nitrógeno. La descomposición de tales materiales, que tienen un contenido de nitrógeno de alrededor de 0,3 a 1 por 100 (relación carbono-nitrógeno de 130 a 40) es producida por microorganismos que contienen de 2 a 12 por 100 de nitrógeno (relación carbono-nitrógeno de 20 a 4). Aunque gran parte del carbono es liberado como anhídrido carbónico durante la descomposición, existe, a pesar de ello, un gran déficit de nitrógeno. En otras palabras, el nitrógeno existente en los residuos de los cultivos es inadecuado para el metabolismo de los tejidos mi- crobianos, y de aquí que los microorganismos com- pensen este déficit a expensas del nitrógeno dispo- nible en el suelo o del que añadimos al abonar. La inmovilización de nitrógeno comienza inme- diatamente despué ; de incorporar pajas u otros ma- teriales al suelo húmedo, y, bajo condiciones favo- rables, es probable que alcance el máximo unas tres semanas después. Si se incorporan sustancias de alto valor energético, tale; como sintancias ri- cas en azúcares, el máximo de inmovilización tie- ne lugar en los dos o tres días siguientes; para ma- teriales menos fáciles de descomponer aún que las pajas, el período puede ser de dos meses o tres. La cantidad de nitró-reno inmovilizado se incremen- ta con la facilidad de descomposición y la riqueza en carbono de las sustancias vegetales incorpora- das. El nitrógeno inmovilizado es liberado lenta y gradualmente durante el período que sigue al mo- mento de máximo inmovilización. Sin embargo, no queda liberado totalmente, pues hay residuos resis- tentes, formando ya parte del humus, que perma- nece aún muchos arios sin descomponer. La cantidad de materia orgánica obtenida por la adición de residuos no depende de la cantidad de carbono y de nitrógeno añadido, sino de la ma- yor cantidad de residuo vegetal resistente a la des- composición inmediata y esta cantidad aumenta, evidentemente, si las plantas de que procede se abonan bien con nitrógeno. La inmovilización del nitrógeno disponible en el suelo continúa también muy lenta y tenazmente en ausencia de residuos vegetales. Simultáneamente hay un movimiento inverso, de conversión del ni- trógeno del suelo en amoníacos y nitratos. Este normal movimiento denitrógeno se designa a ve- ces como intercambio biológico. INMOVILIZACIÓN DE NITRÓGENO POR MICRO- ORGANISMOS DE LA RIZOSFERA. El sistema radical de cada planta está rodeado de miles o millones de microorganismos que se ali- mentan de los compuestos orgánicos segregados o 86 N14;1/41;7 EN LAS RAICES DE LAS LEGUMINO- SAS, UNOS MICROORGANISMOS CAPTAN EL NITROGENO DE LA ATMOSE E R A. Es interesante que los agricultores conozcan las po- sibilidades de fijación del nitrógeno por los micro- organismos del suelo. expulsados por las raíces de las plantas y de las células desprendidas de las raíces. La cantidad total de nitrógeno inmovilizado por estos micro- organismos está determinada por la cantidad de carbono rápidamente oxidable liberado por las raí- ces de las plantas. Si la relación carbono-nitróge- no de las sustancias liberadas es débil, el nitrógeno inmovilizado es principalmente nitrógeno que había sido previamente absorbido por las plantas. Si la relación es muy fuerte, los microorganismos obtie- nen una parte de su suministro de cualquier forma de nitrógeno disponible en el suelo, que puede pro- ceder o no de los abonos. No existen datos que indiquen el grado de in- movilización de nitrógeno por los microorganismos de la rizosfera de diferentes cultivos, pero induda- blemente, la inmovilización de nitrógeno por estos microorganismos es mayor para las plantas que son normalmente pobres en nitrógeno y tienen muchas raíces finas, especialmente las pratenses. El nitró- geno inmovilizado en las células de los microorga- nismos en torno a las raíces es lentamente libera- do cuando mueren y se descomponen. CONDICIONES QUE DAN LUGAR A PERDIDAS DE NITROGENO Aunque la asimilación retrasada del nitrógeno da lugar normalmente a un aprovechamiento más y más deficiente del mismo, principalmente a causa de pérdidas en el suelo, conviene considerar con algún detalle el mecanismo y magnitud de estas pérdidas. Estas pueden evitarse, al menos en par- te, solamente si se comprenden bien los cauces por los que tienen lugar. Los principales factores que ocasionan las pérdidas por lavado son ya perfec- tamente conocidos. Pero las pérdidas en forma ga- seosa pueden producirse por diferentes caminos que aún no son perfectamente conocidos, y lo usual es que no puedan evaluarse cuantitativamente. PÉRDIDAS DE NITRÓGENO POR LAVADO. La única forma de nitrógeno que ordinariamente se encuentra en cantidad en las aguas de lavado de los suelos es el nitrato. Por el contrario, el amo- níaco soluble en agua es retenido tenazmente como ión amonio por las arcillas. La urea se descompo- ne tan rápidamente en amoníaco en el suelo, que solamente una pequeña parte de este nitrógeno se pierde en forma de urea. Ambos compuestos, el amoníaco y la urea, son fuentes de nitrógeno que se oxidan rápidamente por los microorganismos a nitritos y nitratos, y estos últimos compuestos están sujetos a las pérdidas por lavado. Los datos precisos que muestran la magnitud de las pérdidas de nitrógeno por lavado, bajo distin- tas condiciones, son escasos o no aprovechables. En regiones secas, tales pérdidas son casi nulas, mientras en suelos arenosos de regiones húmedas pueden alcanzar la mitad o más del fertilizante ni- trogenado añadido. Para hacer mínimo el lavado de nitratos es ne- cesario mantener el contenido de nitrógeno a nivel bajo durante los meses más lluviosos sobre todo cuando en ellos el crecimiento vegetativo es pe- queño. Afortunadamente, el nitrógeno puede apli- carse durante el período de crecimiento vegetativo sin peligro de pérdidas por el drenaje de las aguas. PÉRDIDAS DE NITRÓGENO ANIONIACAL POR VOLATILIZACIÓN. Las pérdidas de amoníaco en los suelos por vo- latilización son pequeñas en la mayor parte de los casos, pero pueden alcanzar en pocos instantes has- ta el 20 por 100 de nitrógeno amoniacal añadido. Es muy probable que las pérdidas sean despre- ciables en suelos con pH menor de 7, posiblemen'e con la excepción de aquellas en que la capacidad de cambio sea extremadamente baja, o donde la 87 adición de amoníaco sea suficientemente alta para elevar el pH localmen'e en macroporos. Confor- me se eleva el pH o el suelo padece sequía, las poibilidades de pérdidas de amoníaco aumentan, e;pecialmente si se encuentra cerca de la superficie del suelo. Puede haber desprendimiento de amoníaco si se dejan descomponer en la superficie del suelo el es- tiércol animal o las sustancias vegetales que se des- componen rápidamente y que tienen un contenido de nitrógeno de 1,5 a 2 por 100. La cantidad de nitrógeno asi perdida aumenta notablemente a me- dida que es mayor el contenido en nitrógeno de las sustancias referidas. La pérdida por volatilización puede eliminare ccmpletamente si las su;tancias son incorporadas al suelo antes de que comience la acción biológica. Esto es válido, incluso, para los suelos alcalinos. Las pérdidas de amoníaco procedentes de la urea aplicada a las praderas o extendida sobre la su- perficie del suelo, probablemente se han exagerado en los último; años. Tales pérdidas pueden produ- cirse efectivamente si la encima ureasa, producida por microorganismos y plantas superiores, se pone en contacto con la urea y libera el amoníaco. Ta- les pérdidas pueden prevenirse mezclando la urea con el suelo. El mejor procedimiento de aprovechar el nitrógeno de los abonos es aplicarlos en formas rápidamente asimilables por las plantas y en el momento que éstas más lo necesitan, pero esta aplicación debe ha- cerse con sentido económico, y ante la disminución de mano de obra habrá que buscar en el futuro nue- vos procedimientos. PERDIDA DE NITRÓGENO POR DESNITRIFICACIóN DE NITRATOS Y NITRITOS. La desnitrificación bacteriana de nitratos y ni- tritos y la liberación consiguiente de óxido de ni- trógeno o nitrógeno libre, se reconoce desde antiguo como una de las principales formas de pérdida de nitrógeno del suelo en forma gaseosa. Antiguamen- te, se pensó que tales pérdidas se limitaban casi exclusivamente a las pilas de estiércol, o a suelos encharcados en lo; que se da una casi completa au- sencia de oxígeno. Trabajos más recientes han de- mostrado que puede haber pérdidas, por lo menos hasta cierto grado, incluso donde existe algo de oxígeno en la atmósfera del suelo. Donde existe tendencia a la formación de bolsas anaerobias en suelos de fina textura, se incrementa la posibilidad de pérdidas. Las bacterias que liberan óxido nitro- so y nitrógeno elemental, son heterotrofas que ne- cesitan oxígeno para su vida; preferentemente usan el oxígeno del aire, pero si no existe o es escaso, pueden obtener este elemento de las formas oxida- dadas de nitrógeno. Expresado en lenguaje bio- químico, el oxígeno sirve como un aceptor del hidrógeno. Con la explotación esmerada de las tierras se puede usualmente mantener las pérdidas por desnitrificación a un nivel bajo, excepto duran- te los períodos de lluvias anormalmente cuantiosos y en suelos pobremente drenados. PÉRDIDA DE NITRÓGENO GASEOSO POR REAC- CIONES QUÍMICAS EN LAS QUE INTERVIENEN EL ÁCIDO NITROSO O NITRITOS. Las más recientes investigaciones han demostra- do que el ácido nitroso o los nitritos son tan ines- tables y reactivos, que son de esperar grandes pér- didas de nitrógeno gaseoso en suelos bajo muy di- versas condiciones, si dichos compuestos se forman en cantidad y no se oxidan rápidamente a nitra- tos. Si están presentes también ciertos compuestos orgánicos de nitrógeno o amoniacales, las pérdidas serán probablemente mayores que en su ausencia, puesto que pueden darse reacciones entre los dos tipos de compuestos. Algunas de estas posibilida- des van a ser consideradas a continuación. El ácido nitroso, por sí mismo, es razonable- 88 mente estable, en suelos neutros o alcalinos, don- de existe como sal. En suelos ácidos, sin embargo, es probable que sea absorbido por el suelo y allí se oxida por el aire del suelo a nitrato. No exis- ten datos exactos de la magnitud de la volatiliza- ción del óxido, pero no hay razón para suponer queun gran porcentaje del óxido nitroso escape como gas, excepto, quizá, donde tiene lugar un considerable retraso en la nitrificación. Otro cauce de pérdidas de nitrógeno gaseoso, puede ser el del nitrito amónico. Este compuesto puede formarse en concentraciones apreciables a cualquier valor de pH del suelo en aquellos casos en que puedan estar presente iones de ácido nitro- so o iones nítricos, junto con amoníaco. El nitrito amónico es algo inestable y libera ni- trógeno gaseoso al descomponerse. La reacción se cataliza por iones de hidrógeno, pero puede des- arrollarse lentamente en medio alcalino. CONDICIONES QUE FAVORECEN UNA ALTA RECUPERACION DE NITROGENO EN COSECHAS nimo las reacciones y oportunidades de pérdidas, como sucedería si el nitrógeno se aplicase a una planta que se vaya a emplear como abono sideral, pero con el propósito de que lo aproveche un se- gundo cultivo sembrado después de haber entena- do el abono en verde. Tampoco es eficaz la adi- ción de nitrógeno en formas solubles y en grandes cantidades, en tierras recientemente sembradas y en épocas muy lluviosas. De modo semejante, las La anterior discusión ha puesto de relieve que el nitrógeno es un elemento que tiende a no perma- necer largo tiempo inalterable en el suelo, a menos que sea inmovilizado en las zonas más resistentes de la materia orgánica del suelo o humus. Esto es debido principalmente a las actividades de una amplia gama de microorganismos que están cons- tantemente descomponiendo las materias que con- tienen nitrógeno, oxidando parte del nitrógeno li- berado e inmovilizado otras partes. Estrictamente, los cambios químicos separados de las actividades microbianas son una minoría. Si el nitrógeno es añadido en forma de sustancias vegetales ricas en nitrógeno, por ejemplo, estos tejidos vegetales son descompuestos rápidamente y gran parte del ni- trógeno es liberado como amoníaco o, a veces, como nitrógeno elemental. Este amoníaco, o el fer- tilizante amoniacal añadido, puede entonces ser oxidado o asimilado por los microorganismos o por las plantas superiores. El nitrógeno suministrado como nitrato puede ser asimilado, puede ser lavado o puede reducirse a gases. Siempre que algunas de estas transformaciones microbianas tengan lugar, hay un riesgo de pérdidas. De estos hechos resulta evidente que el mejor método de asegurar un gran aprovechamiento del fertilizante nitrogenado por las cosechas consiste en aplicarlo en formas rápidamente aprovechables por las plantas y en el momento oportuno y con las dosis adecuadas. De esta forma se reducen al mí- Inyector de amoníaco. 1) Depósito a presión con válvulas de carga, manómetro y «manorreductor». 2) Cuchillas. 3) Tubos de salida del amoníaco en forma de gas. 4) Bomba. aplicaciones de otoño en climas cálidos para cul- tivos que se desarrollen en la estación siguiente no dan lugar a índices de aprovechamientos elevados. Las consideraciones prácticas no pueden descui- darse en la aplicación de fertilizantes nitrogenados. Hay momentos y lugares donde los agrónomos no pueden justificadamente recomendar las prácticas exigentes en mano de obra, cuyo solo fin Lea aho- rrar nitrógeno. El fertilizante nitrogenado es ahora abundante y se obtiene a precios razonables, mien- tras la mano de obra es escasa y comparativamente muy cara. Bajo tales condiciones no está justifica- do, por ejemplo, un cultivo de cobertura en in- vierno, precisamen!e para salvar unos cuantos ki- logramos de nitrógeno, a menos que otros factores, tale s como el control de la ero-ión, fueran también importantes. En la mayoría de los casos, sin cm bargo, la fertilización y el programa de cultivos puede compaginarse satisfactoriamente para obte- ner un alto nivel de eficiencia en el uso de nitró- geno. (F. E. ALLISON, Agricultural Science. Review, vol. II, núm. 2.) 89
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