Fertilizantes Nitrogenados e Microorganismos do Solo

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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
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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
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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
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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-
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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.)
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