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Rolando Demanet FilippiDr. Ingeniero Agrónomo

Facultad de Ciencias Agropecuarias y ForestalesUniversidad de Frontera

Manejo de pastoreo, 2020

Nitrógeno y pastoreo

Las pasturas que consumen los animales se caracterizan por presentar un alto contenido de proteína de alta solubilidad y que es utilizada en forma ineficiente por los animales y por tanto una proporción importante es excretada a través de la orina

El manejo de nitrógeno en pastoreo es un dilema que se debe controlar a través de la fertilización y la inclusión de pasturas polifíticas que posean especies capaces de hacer un uso eficiente del nitrógeno

Las pérdidas de nitrógeno a través de la orina representan un problema de eficiencia de uso en los animales que provoca volatilización como oxido nitrosos y lixiviación a través del suelo en forma de nitrato contaminando las aguas subterráneas

El periodo de mayor lixiviación y volatilización es en primavera dada las condiciones de temperatura, humedad y aplicaciones de fertilizantes nitrogenados destinados a promover el crecimiento de las plantas

En este periodo las plantas suelen incrementan la proporción de nitrógeno no proteico de mayor solubilidad y con ello aumentan los niveles de excreción a través de la orina

Para reducir las pérdidas urinarias de nitrógeno de los animales consumiendo pasturas es necesario reducir la concentración total de proteína de la dieta

Es habitual en los sistemas intensivos de producción de leche que los niveles de proteína soluble en el inicio de la primavera sean elevados debido a la falta de ajuste entre las dietas de invierno y primavera

Este ajuste es fácil de realizar en sistemas con suplementación parcial o total pero no en sistemas pastoriles donde la única fuente de alimentación es la pastura

Las especies y cultivares que poseen una mayor concentración de carbohidratos solubles en agua permiten un uso más eficiente de nitrógeno por los animales y una reducción de la excreción de este elemento por la orina, pero esta reducción sólo se logra cuando la proporción de carbohidratos soluble/proteína es elevada

Se ha determinado que en pasturas es posible triplicar la relación carbohidratos soluble en agua/proteína extendiendo el periodo de rezago entre pastoreos desde la aparición de la segunda hoja a la cuarta hoja y además consumiendo el forraje en la tarde

La extensión del tiempo de rezago entre pastoreos reduce la concentración de nitrógeno en la dieta y proporciona una ingesta de nitrógeno que se ajusta mejor a los requerimientos de los animales

La extensión del tiempo permite la reducción de las concentraciones de amoniaco a nivel ruminal y con ello las pérdidas de nitrógeno a través de la orina, pero este manejo puede conducir a una reducción en la producción de leche cuando se compromete la calidad debido a que intervalos entre pastoreos muy extendidos incrementa la proporción de fibra y el material muerto de las plantas

La fertilización nitrogenada en las pasturas templadas tiene por objetivo estimular el crecimiento de las plantas

La respuesta productiva y de calidad de los pastizales al nitrógeno depende de las condiciones ambientales

Los principales factores que influyen en la expresión de nitrógeno son inherentes al suelo, planta y ambiente donde destacan la humedad, temperatura, contenido de materia orgánica, arquitectura radical, capacidad de procesamiento de las plantas entre otros

Diversos estudios han demostrado que el incremento de la fertilización nitrogenada permite aumentar la producción de materia seca aérea de las plantas y el contenido de nitrógeno y proteína total pero no así de la digestibilidad donde no tiene un efecto importante

Respecto al crecimiento de macollos y desarrollo inicial de hojas existen resultados contradictorios que no permiten definir en forma clara su influencia

Manejo del nitrógeno en sistemas pastoriles

La nutrición de las plantas forrajeras debe estar acorde con los requerimiento de nutrientes de los animales que utilizaran este recurso alimenticio

Cuando se fertiliza una pastura lo primero que debemos pensar es en el animal

Superada la etapa de la corrección del suelo (pH y fósforo), el elemento de mayor importancia para el crecimiento y desarrollo de praderas es el nitrógeno

¿Que sucede cuando las plantas poseen un exceso de nitrógeno que no puede transformar el animal en proteína microbiana por falta de energía?

El amoníaco presente en el rumen atraviesa la pared y es transportado al hígado que lo trasforma en urea

Una parte vuelve al rumen a través de la saliva y otra es excretada a través del riñón en la orina

Los excesos de nitrógeno en las plantas generan en los animales problemas reproductivos, podales, renales y hepáticos

Además aumenta el nivel de urea en la leche e incrementa las pérdidas de este elemento a través de las fecas y orina

Es por ello que la aplicación de nitrógeno debe ser parcializada y combinada con sulfato de magnesio y potasio

✓ Mejora la eficiencia de uso

✓ Reduce el consumo de lujo

✓ Incrementa los niveles de proteína verdadera en la planta

✓ Aumenta la persistencia y productividad de las pasturas

✓ Mejora relación de especies

✓ Incrementa la longevidad del rebaño

✓ Disminuye los problemas reproductivos

✓ Disminuye las perdidas a través de orina y fecas

✓ Reduce el nivel de urea en la leche

✓ Aumenta el nivel de proteína en leche

kg N/ha Kg Urea/ha kg MS/kg N/ha

23 50 35

35 75 24

46 100 21

69 150 16

92 200 17

Kilos de materia seca producidos en forma adicional por cada kilo de nitrógeno aplicado a través del uso de urea

Fuente: Demanet y Mora, 2015

kg N/ha kg MS/kg N/ha kg MS/ha

23 50 35 802

35 75 24 831

46 100 21 976

69 150 16 1.127

92 200 17 1.595

Fuente: Demanet y Mora, 2015

Kilos de materia seca producidos en forma adicional por cada kilo de nitrógeno aplicado a través del uso de urea

kg N/ha Kg Urea/ha kg MS/kg N/ha kg MS/ha $ kg MS

23 50 35 802 17

35 75 24 831 24

46 100 21 976 28

69 150 16 1.127 36

92 200 17 1.595 34

Fuente: Demanet y Mora, 2015

Kilos de materia seca producidos en forma adicional por cada kilo de nitrógeno aplicado a través del uso de urea

El aumento del uso de fertilización nitrogenada y la defoliación temprana de las pasturas donde predominan las hojas jóvenes conduce a un mayor contenido de proteína cruda

El consumo de las pasturas en estados juveniles genera un incremento del consumo de proteína cruda que por lo general excede los requerimientos del animal

La composición química del forraje es una característica dinámica regida por la suma de las respuestas fisiológicas de las plantas y su interacción con las condiciones de crecimiento y manejo del pastizal

Esto significa que la presencia de excesos de nitrógeno y proteína en las plantas consumidas por los animales dependerán del momento de defoliación y la disponibilidad de nitrógeno en el suelo posible de ingresar a las plantas

Los animales no tienen la capacidad de acumular el nitrógeno extra consumido, solo lo excretan

El exceso de ingesta de N conduce a desequilibrios nutricionales, toxicidad por nitrato, reducción de la fertilidad e incremento en el costos metabólicos asociados a la eliminación del N excedentario a través de la orina

El nitrógeno que se puede encontrar en los parches de orina es equivalente entre 800 a 1.300 kg/ha

El N excretado es una fuente de contaminación potencial por volatilización a través de amoniaco y óxido nitroso producido por desnitrificación y además de la lixiviación de los nitratos que contaminan los cursos de agua

¿Cómo se reduce la contaminación de nitrógeno al ambiente?

✓ Reduciendo los niveles de fertilización nitrogenada

✓ Parcializando las dosis de fertilización nitrogenada

✓ Utilizando nitrógenos de lenta entrega

✓ Reduciendo la frecuencia de uso de los pastizales

✓ Utilizando especies y cultivares con alto contenido de carbohidratos

✓ Suplementando al ganado con alimentos ricos en azucares

En definitiva todo lo que permita la reducción de la rápida degradabilidad de la proteína a nivel ruminal

Fertilizantes Nitrogenados

Fertilizante Nitrogenado N P K S Mg Ca Na

Urea 46,0

UreaSul 40 40,0 4,0 3,0

UreaSul 35 35,0 6,0 5,0

UreaSul 30 30,0 9,0 7,0

Supernitro Potásico 22,0 31,0 19,0

Supernitro Monograno 25,0 18,0

Supernitro 36 36,0 9,0

Supernitro 30 30,0 14,0

Sulfato de Amonio 21,0 24,0

Salitre sódico (Nitrato de sodio) 16,0 26,0

Salitre potásico (nitrato de potasio) 15,0 14,0 18,0

NitroMix (Nitrato de amonio estabilizado) 33,0 3,0

Nitromag 27,0 4,0 6,0

Nitrocal (Nitrato de calcio) 15,5 26,0

Nitrato de Potásio 13,0 44,0

Nitrato de Amonio 33,0

Hidrosulfán 24,0 5,8 1,3 11,8

Can 27 (Nitrato de amonio calcico) 27,0 14,0

Can 27 (Nitrato de amonio calcico magnésico) 27,0 4,0 7,0

Can 22 (Nitrato de amonio calcico magnésico) 22,0 7,0 10,0

Fuentes de Nitrógeno

Siendo la Urea la principal fuente nitrogenada, es necesario conocer como ha evolucionado la oferta de nitrógeno en el mercado mundial y nacional

Inhibidores de la Nitrificación

Inhibidores de la nitrificaciónFertilizante N P K S Mg B Zn Fe

GURretain 46,0

Vitratec 46,0

Alzon 46,0

Adhero 46,0

Entec 26 26,0 13,0

Entec 25 25,0 15,0

NovaTec N-Max 24,0 5,0 5,0 0,5 2,0 0,2 0,1 0,6

NovaTec Suprem 21,0 5,0 10,0 0,6 3,0 0,2 0,2 3,0

Vitratec 21 21,0 24,0

NovaTec Premium 15,0 3,0 20,0 1,0 2,0 0,2 0,1 0,6

Entec perfect 14,0 7,0 17,0 9,0 2,0 0,02 0,01

NovaTec Classic 12,0 8,0 16,0 1,0 13,0 0,2 0,1 0,6

Estos compuestos químicos inhabilitan temporalmente la acción de las bacterias Nitrosomonas spp., evitando que el amonio NH4+ se transforme en nitrito NO2- y finalmente a nitrato NO3-

Fuente: Catalogo Novatec, 2014

Fuente: Catalogo Novatec, 2014

Esta acción inhibitoria, genera una mayor proporción de NH4+ el

cual queda adsorbido en los coloides del suelo

Con la inhibición del proceso la proporción de N-NH4+

aumenta en el suelo, con la ventaja de generar bajas tasas de pérdidas de NO3

- por lixiviación

Las bacterias nitrosomonas en el suelo son las responsables de la transformación de amonio en Nitrito (NO2) que es oxidado y transformado en Nitrato (NO3) por las bacterias Nitrobacter y Nitrosolobus

Fuente: Catalogo Novatec, 2014

Los inhibidores de nitrificación se degradan con el tiempo después de ser aplicados en el suelo

✓ DMPP (3-4 Dimetilpirazol fosfato)

✓ 1h 1,2,4 Triazoles + 3 Methylpyrazoles (2:1)

✓ Dicyandiamide + 1h 1,2,4 Triazoles (10:1)

Características de la molécula DMPP

✓ Efecto bacteriostático, no bactericida

✓ Selectividad: inhibe eficazmente sólo la acción de

las bacterias nitrosomonas

✓ Se degrada totalmente en el suelo sin dejar

residuos

Características de la molécula DMPP

✓ Aumenta la eficiencia del Nitrógeno aplicado

✓ Mejora balance Nitrógeno nítrico y amoniacal

✓ Disminuye la tasa de acidificación del suelo por

efecto de la nitrificación

✓ Reduce el impacto ambiental por lavado de nitratos

Productos comerciales con DMPP

Producto % N % N Nítrico (NO3) % N Amoniacal (NH4) observación

GURretain 46 46

Entec 26 26 7,5 18,5 Incluye 13% S

Entec 25 25 11 14 Incluye 15% P2O5

NovaTec N-Max 24 11 13 Incluye P,K,Mg,B,Zn,Fe,S

NovaTec Suprem 21 10 11 Incluye P,K,Mg,B,Zn,Fe,S

NovaTec Premium 15 7 8 Incluye P,K,Mg,B,Zn,Fe,S

Entec perfect 14 Incluye P,K,Mg,B,Zn,S

NovaTec Classic 12 5 7 Incluye P,K,Mg,B,Zn,Fe,S

Producto comercial con 1h 1,2,4 Triazoles + 3 Methylpyrazoles (2:1)

Producto % N % N Nítrico (NO3) % N Amoniacal (NH4) observación

Vitratec 46 100

Vitratec 21 21 100 Incluye 24% S

Producto comercial Dicyandiamide + 1h 1,2,4 Triazoles (10:1)

Producto % N % N Nítrico (NO3) % N Amoniacal (NH4)

Alzon 46 100

Inhibidores de la volatilización

Fuente:http://www.amintec.cl/Amintec.aspx#tabs-3

Inhibidores de la volatilización

Fertilizante % N

AmiNtec 46,0

GURvotec 46,0

Fuente: Catalogo Novatec, 2014

NBPT (N-Butil-Tiofosfórico triamida)

En aplicaciones al voleo de Urea el nitrógeno contenida en ella puede perderse hasta por efecto de la volatilización como amoniaco (NH3)

La molecula de NBPT creada por la empresa Agrotain, sufre un proceso de oxidación a N-BPO (N-(n-butil) fosfórico triamina) que ocupa los sitios de la ureasa y retarda el fraccionamiento de la molécula de amida (Urea)

Se produce una regulación de la enzima ureasa en el suelo para generar una entrega secuencial de amonio (NH4) impidiendo la presencia de altas concentraciones disponibles para ser transformados en amoniaco (NH3)

Las pérdidas por volatilización pueden alcanzar hasta un 30% en el periodo de primavera, verano otoño y sólo 20 mm de precipitaciónpueden incorporar la urea al suelo para evitar la volatilización

A diferencia del DMPP que actúa sobre las bacterias del suelo la acción del NBPT es sobre la enzima ureasa

Fuente: Catalogo Novatec, 2014

Producto % N

AmiNtec 46

GURvotec 46

Productos que reducen el proceso de volatilización

Nitrógeno de liberación controlada

“Una estrategia general destinada a reducir las pérdidas y los impactos adversos del nitrógeno sobre la sociedad debería centrarse en la mejora de la eficiencia de uso, particularmente en la agricultura, lo que podría proporcionar beneficios económicos importantes tanto a los agricultores como a la sociedad en general.”

Declaración de Edimburgo sobre el nitrógeno reactivo. Edimburgo, 14 de abril de 2011

¿Qué ventajas tiene la aplicación de nitrógenos de lenta entrega?

Los nitrógenos de lenta entrega permiten una reducción de las pérdidas por lixiviación, desnitrificación y volatilización

Aumenta la eficiencia de uso de nitrógeno y generan una alta seguridad ambiental mediante la protección del nitrógeno hasta que la planta lo pude absorber

Fuente: http://www.smartnitrogen.com/environmentally-smart-nitrogen-fertilizer-how-the-technology-works.aspx

Principio básico de nitrógenos de lenta entrega

N se disuelve en la solución del gránulo

El agua se mueve a través de las capas

El nitrógeno se mueve a tras del polímero

N en la solución del

suelo

Producto % N Periodo de liberación en el suelo (meses)

Agrocote 39 39 2 a 3

Agrocote 38 38 3 a 4

Agrocote 37 37 5 a 6

Tecnología de gránulos de liberación controlada

Formulado por Everris (Ex Scotts professionals)

Tratamientos Total Ranking

Base 0 N Base Urea

0 N 8,27f 0 -30

150 kg Urea 11,85e 43 0

170 kg Fertnitro 50/50 12,81c 55 8

170 kg Fertnitro 60/40 12,31cd 49 4

130 kg Fertnitro 50/50 12,74cd 54 8

130 kg Fertnitro 60/40 14,11b 71 19

110 kg Fertnitro 50/50 14,96a 81 26

110 kg Fertnitro 60/40 12,89c 56 9

Promedio 12,49

Producción anual (ton MS/ha), de ocho tratamientos de Fertnitro y Fertblend en una pradera permanente. Universidad de La Frontera, Temuco. Temporada 2016/17.

¿Qué tan importantes son las pérdidas de nitrógeno en praderas y pasturas?

Las perdidas de nitrógeno por lixiviación en pasturas de pastoreo han sido reportados por diversos autores que mencionan niveles de perdidas desde 74 kg N/ha/año a 204 kg N/ha/año

Fuente: Di y Cameron (2004) Ledgard et al. (1999)

En áreas de baja precipitación (inferior a 900 mm) las perdidas por lixiviación se reducen 26 kg N/ha/año a 33 kg N/ha/año

Fuente: Dueri et al., 2007; Pakrou y Dillon, 2004

Las emisiones de amoníaco (volatilización) de los pastizales ha sido ampliamente y se reportan pérdidas de 19 a 28 kg N/ha/año bajo pastoreo en Australia y 47 a 57 kg N/ha/año en los Países Bajos

Fuente: Misselbrook et al., 2004; Saggar et al., 2004b; Misselbrook et al., 2005a; 2005b; Eckard et al., 2003; Schils et al., 2005

En Chile las pérdidas por lixiviación presentan un rango de 4 kg N/ha/año a 90 kg/ha/año donde el 90% corresponde nitratos (NO3)

Fuente: Mora et al., 2007; Mora et al., 2004; Alfaro et al., 2005.

En volatilización de amoníaco en el país los niveles se ubican entre 10 kg N/ha/año y 19 kg /ha/año en sistemas pastoriles y fertilizados con urea

Fuente: Salazar et al. 2007

En la Estación Experimental Maquehue de la Universidad de La Frontera se realizó la evaluación de las pérdidas de nitrógeno en un sistema de pastoril con diferentes frecuencias e intensidades de pastoreo

Este trabajo fue realizado entre los años 2005 y 2006 por Pedro A. Núñez, Rolando Demanet, Tom H. Misselbrook, Marta Alfaro y María de la Luz Mora y fue publicado el año 2010

✓ Frecuente - intenso (FH)

✓ Frecuente - laxo (FL)

✓ Infrecuente - intenso (IH)

✓ Infrecuente - laxo (IL)

✓ Control (C) sin pastoreo

Los resultados indicaron que la frecuencia de pastoreo afecta las pérdidas por lixiviación mientras que la intensidad del pastoreo afecta las emisiones de amoniaco desde la pradera

Las pérdidas de N por lixiviación fueron mayores en el tratamiento FH (59 kg N disponible/ha) donde la mayor parte de las pérdidas ocurrieron en primavera (39%)

Las pérdidas de N por lixiviación fueron mayores en el tratamiento FH (59 kg N disponible/ha) donde la mayor parte de las pérdidas ocurrieron en primavera (39%)

En promedio, las pérdidas de amoniaco (NH3) fueron 10% más altas en los tratamientos frecuentes en relación a los tratamientos infrecuentes

Emisiones de amoníaco y pérdidas por lixiviación de nitrógeno en pasturas bajo diferentes regímenes de pastoreo

Fuente: Nuñez, Demanet, Misselbrook, Alfaro & Mora, 2010

Total del año

Emisiones de amoníaco y pérdidas por lixiviación de nitrógeno en pasturas bajo diferentes regímenes de pastoreo en periodo de invierno

Fuente: Nuñez, Demanet, Misselbrook, Alfaro & Mora, 2010

Invierno

Emisiones de amoníaco y pérdidas por lixiviación de nitrógeno en pasturas bajo diferentes regímenes de pastoreo en periodo de primavera

Fuente: Nuñez, Demanet, Misselbrook, Alfaro & Mora, 2010

Primavera

Emisiones de amoníaco y pérdidas por lixiviación de nitrógeno en pasturas bajo diferentes regímenes de pastoreo en periodo de verano

Fuente: Nuñez, Demanet, Misselbrook, Alfaro & Mora, 2010

Verano

¿Cuál es el aporte de las bostas y orinas al total de nitrógeno reciclado en un sistema pastoril?

Total de nitrógeno depositado por bostas y orina en pasturas bajo diferentes regímenes de pastoreo en periodo de primavera

Fuente: Nuñez, Demanet, Misselbrook, Alfaro & Mora, 2010

Primavera

Total de nitrógeno depositado por bostas y orina en pasturas bajo diferentes regímenes de pastoreo en periodo de invierno

Fuente: Nuñez, Demanet, Misselbrook, Alfaro & Mora, 2010

Invierno

En otra investigación donde se evaluaron dos sistema de pastoreo se determinó que los pastoreos intensos permiten alcanzar una alta eficiencia de uso de nitrógeno incrementando producción y calidad pero a la vez es el que genera las mayores perdidas de nitrógeno al medio ambiente

Fuente: Nuñez, Demanet, Alfaro y Mora, 2010

Balance de nitrógeno en sistema de producción de leche

Parámetro Cantidad Kg N/ha

Litros Leche 10.000

Rendimiento 10.000

Eficiencia de utilización 80

Requerimientos 12.500

% Nutriente Planta 2

kg Nutriente requerido 250

Pérdida de forraje 2.500

Reciclaje por Forraje 50

% Reciclaje 80

Reciclaje al suelo 8.000

Reciclaje por Bosteo 160

% Reciclaje material en el suelo 50

Reciclaje Total 210

Reciclaje real 105

Aporte FBN 20

Requerimiento Fertilización 125

% Nutriente Fertilizante 46

Requerimiento de Fertilizante 272

Rolando Demanet FilippiDr. Ingeniero Agrónomo

Facultad de Ciencias Agropecuarias y ForestalesUniversidad de Frontera

Manejo de pastoreo, 2020

Nitrógeno y pastoreo