El nitrógeno (N) es el macronutriente más importante para las plantas. Lo que lo distingue de otros elementos es que puede ser absorbido en forma de catión (NH₄⁺).₄⁺) como un anión (NO₃^–Según Bredemeier y Mundstock (2000), en muchos sistemas de producción, la disponibilidad de nitrógeno es casi siempre un factor limitante que influye en el crecimiento de las plantas más que cualquier otro nutriente.

Dada su importancia y alta movilidad en el suelo, el nitrógeno ha sido objeto de intensos estudios para maximizar la eficiencia de su uso. Con este fin, se han realizado esfuerzos para reducir las pérdidas de nitrógeno en el suelo, así como para mejorar la absorción y metabolización del N dentro de la planta (BREDEMEIER & MUNDSTOCK, 2000). Una característica importante de la disponibilidad de N es su amplia fluctuación en el suelo durante el tiempo que los cultivos permanecen en el campo (PURCINO et al., 2000).

El nitrógeno se encuentra en el suelo principalmente en forma orgánica (aproximadamente 981 TP3T). Otra pequeña porción se encuentra en forma mineral de amonio, nitrato y nitrito (ALFAIA, 2006). Según este autor, la mineralización es la transformación biológica del nitrógeno orgánico del suelo en nitrógeno inorgánico, llevada a cabo por microorganismos heterótrofos del suelo. La inmovilización se refiere al proceso inverso, es decir, la transformación del nitrógeno inorgánico en nitrógeno orgánico. Los microorganismos del suelo asimilan las formas inorgánicas de nitrógeno para formar los constituyentes orgánicos de sus células y tejidos. Los compuestos sintetizados por los microorganismos pueden mineralizarse parcialmente y quedar disponibles para las plantas.

Todo el nitrógeno orgánico se encuentra en forma de N-NH3._incógnita (aminas, amidas, imidas) y, en el proceso de mineralización, el primer producto de esta transformación en el suelo es el amonio (NH₄⁺), que posteriormente sufre oxidación por la acción de microorganismos y se convierte en nitrato (NO₃^–). Una vez en esta forma, el N estará disponible para ser utilizado por las plantas (HUTZINGER, 1982).

Según Stanford y Smith (1972), citados por Fonseca (2001), la cantidad de nitrógeno mineralizado en el suelo en un período determinado depende de la temperatura, la disponibilidad de agua, la tasa de reposición de oxígeno, el pH, la cantidad y la naturaleza de los residuos vegetales.

Deficiencia de nitrógeno en las plantas

El NO es el mineral que más limita el crecimiento, el desarrollo, la productividad y la producción de biomasa de la mayoría de los cultivos.

Está asociada a diversas funciones en las plantas, como el crecimiento y el desarrollo, ya que es un componente de las proteínas y está asociada a todas las funciones enzimáticas; actúa directamente en la fotosíntesis, puesto que es un componente de la clorofila; es responsable del color verde oscuro de las hojas y los tejidos vegetativos y actúa directamente en el desarrollo completo del sistema radicular.

Las plantas que se desarrollan en ambientes más equilibrados y reciben una buena nutrición producen aminoácidos, pero los unen rápidamente, transformándolos en proteínas, que son sustancias más complejas (OLIVEIRA et al, 2009). En la producción de proteínas, el amoníaco se combina con los azúcares, formando aminoácidos, y en ausencia de nitrógeno, el azúcar se acumula en la planta, lo que dificulta su desarrollo completo, reduce la productividad y atrae plagas.

Oliveira et al (2009), estudiando la influencia del nitrógeno y el potasio en el ciclo de vida de B. tabaci, Se afirma que muchas reacciones químicas que ocurren en las plantas deben ser catalizadas o aceleradas por enzimas. Sin embargo, estos componentes solo pueden actuar cuando se activan por la presencia de ciertos minerales. Si falta un mineral activador, el proceso químico se produce muy lentamente, la sustancia se acumula y circula en la savia sin que la planta pueda utilizarla. Azeredo et al. (2004), en un estudio sobre el impacto de los nutrientes en las poblaciones de plagas en la papa, encontraron que, con respecto a la acumulación de azúcares solubles en los tubérculos, el nitrógeno provocó una reducción en la concentración de azúcares solubles y la consolidación del almidón. Esta acumulación puede atraer insectos a las plantas debido al contenido de azúcar disponible, causando pérdidas de productividad.

La deficiencia de nitrógeno se notará primero en las hojas más viejas, debido a la alta movilidad de este elemento en la planta. Los síntomas más comunes son el amarillamiento (que suele presentarse en forma de V), la necrosis, la reducción del crecimiento y la disminución del contenido de proteína en el grano.

Es importante recordar que, incluso con síntomas característicos, los análisis de suelo y foliares son herramientas esenciales para la correcta detección de deficiencias y excesos de minerales en las plantas y, por lo tanto, son indispensables.

Exceso de nitrógeno en las plantas

Aunque es muy necesario, el exceso de nitrógeno puede causar daños irreversibles a las plantas. Estos daños pueden extenderse a lo largo de los ciclos de producción, perjudicando no solo la cosecha actual, sino también las posteriores.

Debido a su relación directa con la síntesis de proteínas y el crecimiento, las plantas presentan un crecimiento anormal, con acumulación de biomasa verde y probable etiolación. Por un lado, se observa un crecimiento vegetativo acelerado y anormal; por otro, un desarrollo reproductivo lento y reducido. Diversos estudios sugieren que el exceso de nitrógeno puede provocar retraso en la floración y una menor formación de botones florales, disminución de la fructificación, retraso en la maduración y alteración de la coloración del fruto.

Además, cuando se presenta en exceso, el nitrógeno puede dificultar la absorción de otros nutrientes, como el magnesio (Mg), el calcio (Ca) y el potasio (K), al generar una especie de inhibición competitiva. Este efecto antagónico se produce por la competencia por los sitios de unión en las raíces, donde el elemento disponible en mayor cantidad termina siendo absorbido más rápidamente.

El uso excesivo o la liberación inmediata de nitrógeno en grandes cantidades también se asocia con una menor resistencia a los ataques de patógenos y plagas. Elementos como el K y el Ca actúan en el endurecimiento de la pared celular, haciéndola más resistente. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, el nitrógeno tiende a competir por los sitios de unión con estos elementos y, cuando se encuentra en exceso, hace que estos tejidos vegetales sean más susceptibles. Según Marschner (1995), "el daño causado por el exceso de nitrógeno puede justificarse por la reducción en la síntesis de compuestos fenólicos como las fitoalexinas y la lignina, lo que hace que la planta sea más tierna y menos resistente a las infecciones fúngicas".

Al estudiar el estrés causado por la deficiencia o el exceso de nitrógeno en las plantas de arroz, Nohatto et al. (2013) afirmaron que "tanto el uso de dosis excesivas de nitrógeno como la limitación de este recurso pueden causar estrés oxidativo en las plantas de arroz". En un estudio sobre dosis y formas de nitrógeno para la nutrición de pastos en Tanzania, Correr (2015) cita a Magalhães et al. (2006) y afirma que un suministro inadecuado de nitrógeno genera estrés causado por la oxidación del óxido nítrico (NO₂).^–) por radicales de peróxido de hidrógeno (H₂EL₂), que dan como resultado la formación del radical hidroxilo (OH^–) y dióxido de nitrógeno (NO₂) y la producción fotoquímica de O₃, ...y que estos compuestos pueden promover cambios morfológicos.

 Formas de absorción de nitrógeno

La asimilación de nitrógeno comprende los procesos de reducción de nitrato a amonio y la incorporación de amonio a los aminoácidos. La tasa y la cantidad de nitrógeno asimilado por las plantas durante su ciclo dependen de la actividad de las enzimas implicadas en el ciclo del nitrógeno y de la disponibilidad de la energía necesaria para los procesos de asimilación (BREDEMEIER & MUNDSTOCK, 2000).

Según Andrade et al (2001), la concentración de nitrato y amonio en la solución del suelo varía en períodos relativamente cortos, y el requerimiento de la planta también varía dependiendo de la especie, la edad, la etapa fisiológica y la disponibilidad de carbohidratos.

Según Brown et al. (1983a, b) y Blackmer (2000), citados por Heinrichs et al. (2006), en general, al comienzo del desarrollo de la planta, hay una preferencia por la absorción de la forma amoniacal y, a medida que avanza el ciclo vegetativo, aumenta la absorción en la forma nítrica.

Sin embargo, ambas formas deben ofrecerse de manera equilibrada. El suministro diferencial de nitrato y amonio a la planta puede afectar los niveles de enzimas involucradas en el metabolismo del nitrógeno, lo que resulta en cambios en el crecimiento y la producción de la planta (CARVALHO, 2012).

Una vez dentro de las células, NO₃^– (nitrato) puede seguir cuatro rutas distintas: (1) en las raíces, primero se reduce a NO₂^– (nitrito), siguiendo a NH₄⁺(amonio), siendo finalmente asimilado en forma de aminoácidos, contribuyendo al crecimiento de la raíz; (2) NO₃^– El nitrato absorbido en las raíces se transporta a la parte aérea donde se reduce a NH.₄⁺ (amonio) y asimilado como aminoácidos, promoviendo el crecimiento general de la planta; (3) una cantidad significativa de NO₃^– (nitrato) puede almacenarse como reserva en las vacuolas; (4) una pequeña parte de NO₃^– El nitrato absorbido puede ser excretado de nuevo al suelo (PURCINO et al, 2000).

Problemas con la fertilización nitrogenada mineral

La duración y permanencia del nitrógeno mineral en el suelo depende de una serie de factores, como la absorción por las plantas, la mineralización de la materia orgánica, los patrones de lluvia de la región, las pérdidas por volatilización, la lixiviación y la acción de las bacterias desnitrificantes, que transforman los compuestos de nitrógeno en N.₂ (nitrógeno atmosférico).

Muchos fertilizantes disponibles comercialmente funcionan actualmente con compuestos que liberan y hacen que el nitrógeno esté disponible rápidamente en el suelo, como la urea, que..., a priori Esto parece interesante. Desde un punto de vista agronómico, la urea presenta una limitación importante en su aplicación a la superficie del suelo, debido a las posibilidades de pérdidas por volatilización de NH3.₃ (amoniaco) (FILHO, 2010). En este caso, el amoniaco proviene de la reducción del nitrito (NO₂^–que, a su vez, deriva de la reducción del nitrato.

Además, el uso excesivo de estos fertilizantes puede generar salinidad en el suelo, dificultando la absorción de agua y otros nutrientes. El mineral incluso puede perderse fácilmente por lixiviación si el período de aplicación coincide con épocas de lluvia, lo que provocará una pérdida parcial o total de la inversión realizada en la fertilización.

En el cultivo de maíz, existen informes que indican que el nitrógeno aplicado como abonado de cobertura en forma de urea, suministrado en las etapas de crecimiento V3 a V5, es absorbido rápidamente y en grandes cantidades por la planta, lo que desencadena la síntesis y el metabolismo del peróxido de hidrógeno (H₂O).₂EL₂), una sustancia altamente tóxica para la planta. Esto provoca que dedique parte de su energía a "desintoxicarse", lo que resulta en pérdidas de productividad.

Los fertilizantes minerales también pueden convertirse en un problema ambiental, ya que algunos de los minerales se pierden y son arrastrados por el agua de lluvia, contaminando ríos y fuentes de agua; o se filtran en el suelo, contaminando las aguas subterráneas.

Importancia del suministro gradual de nitrógeno

Los fertilizantes de liberación lenta son aquellos que incorporan tecnologías que permiten la liberación de nitrógeno (N) a lo largo de todo el ciclo de producción, aumentando así la eficiencia del producto. Diversos estudios indican que el nitrógeno, cuando se libera de forma continua, ofrece un mejor rendimiento, mayor estabilidad, menor riesgo de acame, menos pérdidas por lixiviación y favorece el desarrollo de la micro y macrofauna del suelo.

El producto organomineral a base de nitrógeno fabricado por ILSA Brasil, el AZOSLOW, Este tipo de fertilizante se caracteriza por un aporte gradual de nitrógeno orgánico, que se mineraliza mediante la acción de microorganismos. Gracias a esto, y a otras numerosas ventajas, podemos afirmar que permite reducir el número de aplicaciones, puesto que el mineral estará disponible de forma natural durante todo el desarrollo de la planta, a menudo sin necesidad de fertilizaciones posteriores.

Otra ventaja es la mayor resistencia a enfermedades y plagas. Esto se debe a que el nitrógeno no se libera de una sola vez, sino a lo largo de todo el ciclo, evitando así la inhibición competitiva de su absorción por otros nutrientes responsables de la rigidez de los tejidos vegetales.

Gracias a que contienen una matriz compuesta de aminoácidos naturales, los fertilizantes ILSA Brasil son sostenibles y respetuosos con el medio ambiente, e incluso se pueden recomendar para la agricultura ecológica, ya que cuentan con la certificación Ecocert® (consulte nuestro catálogo de productos para ver los productos certificados). sitio).

Recuerde mantener siempre actualizado su análisis de suelo y, si tiene alguna pregunta, póngase en contacto con nosotros. nuestro equipo!

Autores:

• Ingeniero Agrónomo, MSc. Aline Tramontini dos Santos
• Ing. Agr. Ana Elisa Velho
• Ingeniero Agrónomo, MSc. Thiago Stella de Freitas

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALFAIA, SS Caracterización y distribución de las formas de nitrógeno orgánico en tres suelos de la Amazonia central. Acto amazónico, Manaos, vol. 36(2), pág. 135-140, 2006.

ANDRADE, SRM; SANT'ANNA, R.; MOSQUIM, PR; CAMBRAIA, J. Asimilación de nitrógeno por las plantas. Panicum máximo, cv. Ganador, sometido a diferentes proporciones de NH₄⁺/NODO₃^–. Boletín de Investigación y Desarrollo, Embrapa Cerrados, Planaltina, no. 13, págs. 1-20, 2001.

AZEREDO, EH; LIMA, E.; CASSINO, PCR Impacto de los nutrientes N y K y azúcares solubles en poblaciones de Diabrotica speciosa (Alemán) (Coleoptera, Chrysomelidae) y Agrotis ipsilon (Hüfnagel) (Lepidoptera, Noctuidae) en el cultivo de la patata, Solanum tuberosum L. (Solanáceas). Revista Brasileña de Entomología, São Paulo, v. 48, n. 1, pág. 105-113, 2004. .

BLACKMER, AM Fertilidad del suelo y nutrición de las plantas: biodisponibilidad del nitrógeno. En: SUMMER, ME (Ed.). Manual de ciencia del suelo. Nueva York: CRC Press, 2000. págs. D3-D18.

BREDEMEIER, C.; MUNDSTOCK, CM Regulación de la absorción y asimilación de nitrógeno en las plantas. Ciencias rurales, Santa María, v. 30, p. 365-372, 2000.

BROWN, RH; BOUTON, JH; RIGSBY, L.L.; RIGLER, M. Fotosíntesis de especies de gramíneas que difieren en las vías de fijación de dióxido de carbono. VII. Características ultraestructurales de especies de panicum del grupo laxa. Fisiología vegetal, Rockville, v.71, n.2, p.425-431, 1983a.

BROWN, RH; RIGSBY, L.L.; AKIN, DE. Envolvimiento de las mitocondrias por los cloroplastos. Fisiología vegetal, Rockville, vol. 71, n.º 2, págs. 437-439, 1983b

CARVALHO, PA de. Metabolismo del nitrógeno y actividad antioxidante en plantas jóvenes de caucho (Hevea spp.) sometidas a baja disponibilidad de oxígeno en presencia de nitrato y/o amonio. Universidad Federal de Lavras, 2012. 77 págs. (Tesis doctoral)

CORRIENDO, ACD. Dosis y formas de nitrógeno en la nutrición, producción y estrés oxidativo del pasto de Tanzania. Piracicaba, 2015, 93 p. (Disertación)

FILHO, MCMT; BUZETTI, S.; ANDREOTTI, M.; ARF, O.; BENETT, CGS. Dosis, fuentes y momentos de aplicación de nitrógeno en trigo de regadío bajo labranza cero. Investigación Agrícola Brasileña, Brasilia, v.45, n.8, p.797-804, 2010.

FONSECA, AF Disponibilidad de nitrógeno, cambios en las características químicas del suelo y del maíz debido a la aplicación de efluentes de aguas residuales tratadas. ESALq, Piracicaba, 2001. 126 p. (Disertación)

HEINRICHS, R.; GAVA, GJ; CORAZZA, EJ; DUETE, RRC; VILLANUEVA, FCA; MURAOKA, T. Forma preferida de absorción de nitrógeno (15NH4+ o 15NO3-) por los cultivos de soja, frijol, arroz y maíz. Científico, Jaboticabal, v.34, n.1, pág. 25-30, 2006.

HUTZINGER, O. Manual de Química Ambiental: Los ciclos ambientales naturales y biogeoquímicos. Berlín: Springer-Verlag; Nueva York: Heidelbert, 1982, vol. 1, parte B.

MAGALHÃES, JR; MODOLO, LV; SOUZA, SR; FRESCHI, L.; FRANÇÃ, MGC; SILVA, FLIM. Nutrición mineral de las plantas. Viçosa: SBSC, 2006, 432 págs.

MARSCHNER, H. Nutrición mineral de las plantas superiores. San Diego: Academic Press, 1995. 888 págs.

NOHATTO, MA; OLIVEIRA, C. de; AGOSTINETTO, D.; DOMINGUES, WB; FRANCO, JJ; WESTENDORFF, N. da R. Peroxidación y fuga de electrolitos en plantas de arroz que compiten con arroz rojo por nitrógeno. Actas del VIII Congreso Brasileño sobre Arroz de Regadío, Santa María, 2013 (resumen extendido).

OLIVEIRA, MF et al. Influencia de las proporciones de nitrógeno/potasio en la alimentación y preferencia de oviposición de Bemisia tabaci (Genn.) Biotipo B en el cultivo de tomate. Agrociencia, Montevideo, vol. 13, núm. 1, págs. 19-26, 2009.

PURCINO, AAC; Alves, VMC; PARENTONI, SN; SANTOS, MX dos. Cómo las plantas utilizan los fertilizantes nitrogenados. Cultivo de grandes cosechas, ed. 03, págs. 18-20. 2000.

STANFORD, G.; SMITH, S.J. Nitrogen mineralization potentials of soils. Soil Science Society of America Proceedings, v.36, p. 465-472, 1972.