Nitrato (NO3-) versus amonio (NH4+)

Nitrato (NO3-) versus amonio (NH4+)
Ultima actualización Martes 08 de Noviembre de 2016 08:37
Nitrato (NO 3 - ) versus amonio (NH 4 + )
Procesos de conversión del nitrógeno en el suelo
Las tres mayores fuentes de nitrógeno utilizadas en la agricultura son urea, amonio y nitrato. La
oxidación biológica de amonio a nitrato es conocida como nitrificación. Este proceso considera
varios pasos como es demostrado en la Figura y es mediado por bacterias autotróficas,
aeróbicas obligadas. En suelos inundados la oxidación de NH 4 + es restringida. La urea es
descompuesta por la enzima ureasa o químicamente hidrolizada a amoniaco y CO
2
. En el paso de amonificación, amoniaco es convertido mediante bacterias amonificantes en el
ion amonio (NH
4
+
). En el siguiente paso el amonio es convertido mediante bacterias nitrificantes en nitrato
(nitrificación).
El rango de conversión de nitrógeno depende de las condiciones presentes en el suelo para las
bacterias nitrificantes. La nitrificación de NH 4 + a NO 3 - ocurre preferentemente bajo las
siguientes condiciones:
-
En presencia de bacterias nitrificantes.
Temperatura de suelo > 20 °C.
pH de suelo 5,5 - 7,5.
Suficiente disponibilidad de humedad y oxígeno en el suelo.
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El amonio puede acumularse en el suelo, cuando la conversión de este nitrógeno es limitado o
completamente detenido, si una o más de las siguientes condiciones están presentes (Mengel
and Kirkby, 1987):
- Bajo pH de suelo disminuye sustancialmente la oxidación microbiana de NH 4 + .
- Baja de oxígeno (por ejemplo suelos inundados).
- Baja materia orgánica (como fuente de carbón para las bacterias).
- Suelos secos.
- Bajas temperaturas de suelo disminuyen la nitrificación, debido a la baja actividad de los
microorganismos de suelo.
- La nitrificación tiene su óptimo a 26 °C, mientras que para la amonificación se encuentra
sobre los 50 °C. Luego, en suelos tropicales, aun bajo condiciones de pH neutro, existe
acumulación de amonio como resultado de los bajos niveles de nitrificación.
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conversión del N en el suelo."]
Figura 1. Procesos de conversión del N en el suelo. (
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Ventajas del nitrato sobre fertilizantes que contienen amonio
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Nitrato (NO3-) versus amonio (NH4+)
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Nitratos son la fuente preferida de nitrógeno:
- No es volátil. A diferencia del amonio, los nitratos no son volátiles, por lo que no necesitan
ser incorporados al suelo cuando se aplican ya sea al voleo o en forma localizada, siendo la
fuente ideal para este tipo de aplicaciones.
- Móvil en el suelo - absorción directa por las plantas, alta eficiencia.
- Los nitratos promueven sinérgicamente la absorción de cationes como K, Ca y Mg,
mientras que el amonio compite por la absorción con estos cationes.
- Los nitratos pueden ser absorbidos directamente por las plantas y no necesitan ningún
tipo de transformación previa como ocurre con otras fuentes como urea y amonio.
- No produce acidificación del suelo, si todo el nitrógeno aplicado es en forma nítrica.
- Los nitratos limitan la absorción de altas cantidades de elementos nocivos como los
cloruros.
- La conversión de nitratos a aminoácidos ocurre en las hojas. Este proceso utiliza la
energía solar, siendo este un proceso energético eficiente. El amonio tiene que ser convertido
en N orgánico en las raíces. Este proceso utiliza energía del metabolismo de los carbohidratos,
a expensas de otros procesos en la planta como es el desarrollo de la planta y llenado de
frutos.
La mayor absorción de nitrógeno con nitratos, comparada con amonio, quedó claramente
demostrada por Legaz et al (1996). Ellos encontraron que la alta eficiencia en la absorción de
N (usando isótopo N-15) en cítricos en función del tipo de fertilizante (KNO
3
, sulfato de amonio) aplicados en suelos arenosos y arcillosos, y medido después de un
período de seis meses, se obtuvo con nitratos. Las diferencias en la absorción de N fueron
mayores en suelos arenosos donde se obtuvo eficiencia de absorción de N de 60% cuando se
aplicó nitrato de potasio y sólo de 40% cuando se aplicó sulfato de amonio.
Relación óptima de nitrato/amonio en el sue
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En condiciones de suelo, Knight et al (2000) encontraron que la nutrición con alto NO 3 - se
opone a la con alto NH
4
+
, resultando la primera más beneficiosa con respecto al rendimiento en papas, características
de calidad y mayor rentabilidad financiera para los agricultores. Sus estudios fueron llevados a
cabo del Sandveld, Provincia Occidental del Cabo, Sudáfrica, donde el bajo pH de suelo y
carencia de arcilla y la materia orgánica en el suelo no son favorables para la nitrificación. Se
compararon tres diferentes relaciones de amonio y nitrato: 80:20, 50:50 y 20:80 para tres
diferentes niveles de N. Los mejores resultados, en términos de rentabilidad para los
agricultores, se obtuvieron con 80% de los requerimientos de N aplicados como NO
3
-
y 20% como NH
4
+
.
En situaciones parecidas en que las relaciones entre NO 3 - y NH 4 + fueron comparadas, se han
obtenido conclusiones similares en muchos otros cultivos en cuanto a mejoras en el
desempeño (
Ballica italiana Cunningham, 1963; cítricos - Van der Merwe, 1953; tomate - Kafkafi
et al
, 1971).
Relación optima nitrato/amonio en hidroponía.
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En hidroponía, las cantidades estándar de NH 4 + incorporadas en las soluciones nutritivas están
entre 5 a 10% del total de N y difícilmente excederá 15 %. En rosas, estos niveles pueden
alcanzar 25% durante la etapa vegetativa, mientras que en melón, durante el desarrollo de
frutos estos deben ser 0%. La adaptación a la adición de NH
4
+
ocurre simplemente durante crecimiento del cultivo en relación con el pH en el ambiente de la
zona radicular. La adición de NH
4
+
disminuye el pH en el entorno de las raíces, debido a una activación en la absorción del catión
(NH
4
+
) y una disminución en la absorción del anión (NO
3
-
). Cuando el NH
4
+
es absorbido, la planta libera H
+
de manera de mantener la neutralidad eléctrica, lo que provoca una disminución en el pH en el
entorno de las raíces. El pH óptimo en la solución de suelo está entre 5 y 6 para casi todos los
cultivos (Sonneveld and Voogt, 2009).
La adición de NH 4 + como reemplazo de NO 3 - en cultivos en sustratos, puede provocar la
+ , Ca 2+ and
absorción de otros cationes como: K
2+ ,
Mg
lo que puede explicarse por la competencia catiónica que genera el NH
4
+
con los otros cationes. La proporción de este efecto depende de diferentes factores como: el
cultivo, las condiciones de desarrollo y los ajustes realizados en el balance iónico de los
nutrientes. Por lo tanto, se recomienda un uso cuidadoso del NH
4
+
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en cultivos sensible a las deficiencias de Ca. Esto es especialmente cierto, cuando los cultivos
crecen en condiciones climáticas que reducen el transporte de Ca a los frutos. Buenos
ejemplos de esto son las producciones de tomates y pimientos bajo condiciones calurosas y de
baja humedad. Ambos cultivos son sensibles a pudrición apical de los frutos, causada por
deficiencia de Ca en los frutos, que es estimulada por condiciones de alta temperatura y baja
humedad. Bajo estas condiciones cualquier reducción en la absorción de calcio resulta
peligrosa, y el uso de NH
4
+
también (Sonneveld and Voogt, 2009).
Referencias:
Cunningham, R.K. 1963. Cation-anion relationships in crop nutrition. Rothamstead Exp. Sta.,
1962 Report, p. 65.
Kafkafi, U., I. Walerstein and S. Friegenbaum. 1971. Effect of potassium nitrate and ammonium
nitrate on the growth, cation uptake and water requirement of tomato grown in sand culture.
Israel J. Agr. Res. 21:13-20.
Knight, F.H., P.P. Brink, N.J.J. Combrink and C.J. van der Walt. 2000. Effect of nitrogen source
on potato yield and quality in the Western Cape. FSSA Journal 2000, pp. 157-158.
Legaz Paredes F., B. Martín Olmo, M.D. Serna Guirao and N. Muñoz Enrique. 1996. Dinámica
de nutrientes y mejora de las técnicas de fertilizacion en cítricos. Instituto Valenciano de
Investigación Agrária (IVIA). Valencia. 233-239.
Mengel K. and E.A. Kirkby. 1987. Principles of plant nutrition. 4 th ed. IPI, Bern. 687 pp.
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Sonneveld, C. and W. Voogt. 2009. Plant nutrition of greenhouse crops. Springer Dordrecht
Heidelberg London New York. 431 pp.
Van der Merwe, A.J. 1953. Nitrogen nutrition of citrus in the nitrate and ammonium form. S. Afr.
Dep. Agric. Sci. Bull. 299, p. 158.
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