Ciclo del nitrógeno en el suelo: nitrificación, desnitrificación, lixiviación y acidez

Ciclo del nitrógeno en el suelo

Ciclo N: el amonio (inmovilización por microorganismos, absorción por planta, volatilización, nitrificación microbiana) afecta al nitrato (inmovilización por microorganismos, absorción por plantas, lixiviación, desnitrificación).

Volatilización del amonio

Procede del estiércol y de las heces fertilizantes. La desecación del suelo facilita la pérdida de amonio por volatilización. Las pérdidas son mayores en suelos de textura gruesa, y los estiércoles pueden reducir las pérdidas por volatilización entre un 25 % y un 75 %.

Acidez del suelo

Acidez activa: se debe a cationes H⁺ y Al³⁺ disueltos en la solución del suelo.

Acidez de cambio: se debe a cationes H⁺ y Al³⁺ intercambiables (CEC).

Acidez residual: fuertemente absorbida en el complejo de cambio.

Acidez total: suma de las tres anteriores.

Nitrógeno (N) en la función de la planta

Es un nutriente esencial. Su escasez plantea problemas generalizados para las plantas, y sus excesos, para los ecosistemas. Está presente en aminoácidos, nucleótidos y clorofilas. Los tejidos vegetales contienen N entre un 4 % de su peso.

• Deficiencia: provoca clorosis, senescencia rápida, bajo ratio tallo/raíz, tallos finos y alargados.
• Exceso: produce plantas poco estables, propensas a enfermedades y de peor alimento.

Determina el desarrollo de la planta y su productividad.

Origen y formas del contenido de N

El 98 % del N de la tierra está en rocas ígneas profundas. El NO₃^- (nitrato) es móvil y fácilmente lixiviable, y provoca aumento del pH. El NH₄⁺ (amonio) es menos móvil, queda retenido en la CEC y provoca reducción del pH.

Nitrificación

El nitrito es tóxico para la mayoría de las plantas y mamíferos. Todos los materiales productores de amonio (lodos, estiércol) conllevan un aumento de la acidez del suelo.

Factores que favorecen la nitrificación

• Aireación y laboreo.
• Humedad: la nitrificación se retarda tanto con niveles altos como bajos.
• Temperatura: 20-30 °C.
• Materia orgánica (MO).
• pH básico.
• Fertilización con nutrientes diferentes del nitrógeno.
• Pesticidas: las bacterias nitrificantes son muy sensibles.

Inhibición de la nitrificación

Es vital que exista una dosis de N adecuada para el desarrollo vegetal. Un defecto impide un desarrollo adecuado y un exceso provoca pérdidas por lixiviación. Por ello se han creado agentes inhibidores de la nitrificación, para acompañar a los fertilizantes amoniacales y evitar una producción brusca de NO₃^- y su posterior pérdida.

Desnitrificación

Es el proceso de reducción del NO₃^- en condiciones óptimas (abundante MO, atmósfera reductora), con el que se produce N₂. En condiciones menos favorables se producen cantidades importantes de otros gases (NO, N₂O), que contribuyen a la lluvia ácida, al efecto invernadero y a la formación y destrucción del ozono de la troposfera (O₃).

Los efectos ambientales negativos conllevan pérdidas de fertilidad o evitan la lixiviación del NO₃^- hacia acuíferos y ríos.

Lixiviación de nitrato

Supone pérdida de fertilidad y productividad vegetal, y pérdida de N. Al igual que la lluvia ácida, el NO₃^- se acompaña, por lo que al lixiviarse se verá favorecida por prácticas que aumenten el drenaje. Cualquier fertilización en la época húmeda reduce la pérdida de NO₃^-. Nunca fertilizar fuera del período vegetativo de la planta. Nidosis a largo plazo.

Laboreo conservativo

Frente al laboreo tradicional, que deja el suelo desnudo, el desarrollo de herbicidas y la mejora de la maquinaria permiten reducir la intensidad y cantidad del laboreo, dejando un 30 % de residuos orgánicos en la superficie del suelo.

Posibilidades: no laboreo, grada de superficie, laboreo por bandas, subsolado puntual.

Permite reducir la erosión y la escorrentía, mejorar las propiedades físicas del suelo, aumentar la MO y la diversidad de lombrices y hongos.

Ecuación universal de pérdida de suelo

A = R · K · L · S · C · P

• A: pérdida de suelo.
• R: erosividad de la lluvia.
• K: erosionabilidad del suelo.
• L: longitud de la pendiente.
• S: porcentaje de la pendiente.
• C: cobertura vegetal y manejo.
• P: práctica de control de erosión.

Tipos de suelo mencionados: Leptosol dístrico, Luvisol crómico, Vertisol gléyico, Arenosol cálcico, Cambisol húmico, Cambisol léptico, Fluvisol subácuatico y Acrisol eútrico.

Factor determinante del pH

Depende de: porcentaje de salinización, CIC, naturaleza de los minerales, tipo de base, presencia de sales neutras y MO.

Infiltración

Métodos: infiltrómetro de doble anillo, anillo simple, simulador de lluvia, de disco y de surco.

Conductividad hidráulica

K_s (Darcy): capacidad del suelo para producir flujo de agua. Permite diferenciar la capacidad de transmisión de agua entre los distintos horizontes.

Medición: en laboratorio (permeámetro); en campo: Auger hole, pie de metro, Porchet y Guelph (dos tubos concéntricos que actúan como depósitos manteniendo carga hidráulica).