nitrogeno aapresid 06
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1
DINAMICA DE NITROGENO
EN EL SUELO
Ciclo del N
Volatilización
FBN
Fertilizantes
NítricosAmoniacales
ArcillasAmon
io fijado
Lavado-erosión
Absorción
Minerales del sueloNH4
+ NO3=
NO2-
N en MO
Reducción
Oxidación
Reducción
Oxidación Oxidación
Descomposición
microbiana
NO2; NO-3
Absorción
directa
Absorciónsuelo
Residuos vegetales y animales
GRANOS
Desnitrificación
2
Adiciones de N
• Deposición a través de precipitaciones
• Fijación biológica
• Fertilizantes
Deposición de N a través de
precipitaciones
• Compuestos inorgánicos: NH3, NO
3-, NO
2-, NO,
N2O
• NO + O3 (ozono)
= NO2
NO2+ H2O (hidrólisis) = HNO
3
• 5 a 22 kg ha-1 N (N-NH4+ y N-NO
3-) Inglaterra
• Valores más elevados: áreas cercanas a feed lots
3
Nitrogenasa: la proteína mayor (Fe y Mo) transforma
el N2 en NH3 por recibir e- de la proteína menor (Fe)
Requiere mucha
energía (12 ATP),
por lo que el
acople con plantas
superiores es muy
ventajoso.
El O2 la destruye
(leghemoglobina)
Organismos fijadores de N2: bacterias de vida libre
Heterótrofos
Azotobacter
Beijerinckia
FBN: 0.4 a 0.8 kg N ha-1 y-1
Burns and Hardy (1975)
Fotoautótrofos
Bacterias verdes
(Chlorobiaceae)
Bacterias púrpuras (Rhodospirillaceae)
Cianobacterias (algas verde-azuladas)
FBN: hasta 30 kg ha-1 y-1
Balandreau et al (1975)
Organismos fijadores de N2: bacterias asociadas a plantas
Cianobacterias simbióticas asociadas con:
algas, líquenes, briófitas, gimnospermas,
angiospermas
Actinomicetes en nódulos de raíces de
angiospermas (Alnus, Casuarina spp) en suelos
muy pobres de N.
Bacterias asociadas con gramíneas
(Azospirillum sp).
FBN: 10-50 kg N ha-1 y-1 (Dobereiner and
De-Polli, 1981).
Rhizobium asociados con
leguminosas (14.000 especies)
FBN: 50-300 kg N ha-1 y-1 (Burns
and Hardy, 1975)
4
Nitrógeno fijado simbióticamente
por distintas leguminosas
Nitrógeno fijado (Kg ha-1 año-1) Leguminosa
Rangos reportados Valor promedio
Alfalfa (perenne) 50-300 200
Trebol rojo (perenne) 70-160 115
Trebol blanco (perenne) 30-150 100
Vicia (anual) 80-140 80
Soja (anual) 40-260 100
Costo teórico de la FBN en leguminosas
Costos teóricos de la asimilación de N a partir de nitrato del suelo
Item g C /g N
Nitrogenasa/Hidrogenasa 1,7 - 3,5
Asimilación de amonio y metabolismo del C
asociado
0,4 - 0,5
Transporte de N 0,3
Crecimiento y mantenimiento de nódulos 0,5 - 1,8
TOTAL 2,9 - 6,1
Item g C /g N Absorción de nitrato 0,1
Nitrato y Nitrito reductasas 0* - 1,5*
Asimilación de amonio y metabolismo del C
asociado
0,4 - 0,5
Transporte de Nitrógeno 0,3
TOTAL 0.8 - 2,4
* 0: reducción en parte aérea, con reductores de origen fotosintético.
*1,5: completa reducción en raíces, a expensas de los asimilados respirados.Fuente: Sprent, 1989
5
Tasas relativas de absorción de
nitratos y de FBN en soja
0
20
40
60
80
100
120
140
0 50 100 150
Días desde la emergencia
Por
cent
aje
de la
máx
ima
tasa
dia
ria
Absorción de n i tratos
FBN
V4
R3
R4
R5
R 5,5
R6
R7
Cepas Rend(kg ha-1)
N en grano(%)
N en grano(kg ha-1)
USDA 110 5060 a 5.78 a 240 a
CB 1809 5061 a 5.80 a 244 a
29 W 4747 a 5.48 b 213 b
CONTROL 4222 b 5.24 c 186 c
ANOVA p 0.0005 0.003 0.005
Efecto de la inoculación en soja de rendimiento potencial, en un suelo sin rizobios
naturalizados
6
Rendimiento y acumulación de N total en soja inoculada con ALJ1, en un suelo con población
rizobial naturalizada
Tratamiento Rend (kg ha-1)
N en grano (kg ha-1)
N total (kg ha-1)
Testigo 3731 212 232
Inoculado ALJ1
3934 218 237
IRFA de soja en R1 y R5,5
IRFA
Momento Factor Nivel
R1 R5,5 (1)
--------------------- % -------------------
RP 42,5 79,6 Historia
AC 38,9 81,4
LC 50,5 a 75,9 Labranza
SD 30,9 b 85,2
N0 39,8 80,3
N60 43,0 80,0
N120 39,2 81,9 Fertilización
N180 40,8 79,8
CV (%) 21 ---
Santos et al., 2002
7
Acumulación
de MS en soja
Historia
0
3
6
9
12
MS
(Mg
ha-1
)
RP
AC
a
b
R1
R3
R5 R7 R8
Labranza
0
3
6
9
12
0 20 40 60 80 100 120 140 160
MS
(Mg
ha-1
)
LC
SD
a
a
aa
bb
b
bab
Fertilización
0
3
6
9
12
0 20 40 60 80 100 120 140 160dds
MS
(Mg
ha-1
)
N0
N60
N120
N180
Fertilización
Santos et al., 2002
0 20 40 60 80 100 120 140
Días desde la siembra
0
20
40
60
80
100
Nº
de
nódu
los
/ pl
anta
Efecto del nitrógeno en floración
López, 2002
00
120120
180180
6060
8
Rendimiento y sus componentes en soja
Historia Labranza Fertilización REND NUM P1000
kg ha-1 gr m
-2 G
N0 2.828 2.231 117,9
N60 2.894 2.205 122,5
N120 2.452 1.947 116,7 LC
N180 2.806 2.154 121,7
N0 2.621 1.823 134,3
N60 2.572 1.765 136,2
N120 3.123 2.151 136,8
RP
SD
N180 3.073 2.215 129,6
N0 2.459 1.751 129,8
N60 2.405 1.713 131,5
N120 2.838 2.073 128,4 LC
N180 2.920 2.085 131,1
N0 3.090 2.045 141,1
N60 3.104 2.190 133,5
N120 2.781 1.948 133,4
AC
SD
N180 2.581 1.777 135,4
Promedio 2.784 2.005 130,0
C.V. (%) 9,9 10,0 5,7
Fertilización nitrogenada en soja
pH P CO N-NO3
Campaña Antecesor Ensayo Profundidad mg kg-1 g kg-1 mg kg-1
2002/3 Trigo A 0-20 6.1 15.5 29.0 8.2LC 20-40 - - - 3.7
B 0-20 6.0 22.5 31.3 6.120-40 - - - 4.0
2003/4 Maíz A -B 0-20 6.3 20.4 31.0 6.8SD 20-40 - - - 3.3
Objetivo: evaluar el efecto de la fertilización nitrogenada en
estadios reproductivos (comienzo de floración = R1 plenitud de
formación de vainas = R4) sobre el crecimiento, la acumulación de
N y el rendimiento de cultivos de soja bien nodulados, en
condiciones de disponibilidad hídrica variable
Tesis Ana Wingeyer
9
Fertilización nitrogenada en soja: rendimiento, componentes y N acumulado
Rend P1000 Granos m-2 Rend P1000 Granos m-2
Agua M N kg ha-1 g kg-1 kg ha-1 g kg ha-1 g kg-1 kg ha-1 gRiego 0 4125 58.8 242 155.8 2574 4229 60.1 254 146.3 2895
R1 30 4518 58.8 265 159.1 2769 - - - - -60 4137 57.7 239 162.0 2487 4494 61.0 274 146.3 3073
R4 30 3987 58.6 233 158.7 2442 - - - - -60 4308 59.3 255 158.3 2642 4158 59.9 249 143.9 2890
Secano 0 3444 56.4 194 154.7 2163 3272 61.8 202 126.5 2586R1 30 3130 55.9 175 156.2 1942 - - - - -
60 3371 55.7 188 155.0 2112 3371 62.1 209 129.6 2598R4 30 3203 55.8 179 152.7 2034 - - - - -
60 3604 58.3 210 159.1 2197 3279 61.2 201 125.8 2609Ri 4237 a 58.6 a 248 a 159,5 a 2583 a 4326 a 60,5 a 262 a 145,1 a 2982 aSe 3327 b 56.4 a 188 b 155,8 a 2071 b 3225 b 61,7 a 205 b 127,7 b 2603 bR1 3789 a 57.0 a 217 a 158,1 a 2325 a 3933 a 61,5 a 242 a 138,0 a 2836 aR4 3775 a 58.0 a 219 a 157,2 a 2329 a 3718 a 60,6 a 225 b 134,8 b 2749 a
* ns * ns * * ns * * *ns ns ns ns ns ns ns * * nsns ns ns ns ns - - - - -ns ns ns ns ns ns ns ns ns nsns ns ns ns ns - - - - -ns ns ns ns ns - - - - -ns ns ns ns ns - - - - -
10.5 2.6 10.2 2.4 10.4 3.0 7.0 2.4 6.5
3784 a 57.6 a 218 a 155,2 a 2369 a 3751 a 61,0 a 228 a 136,4 a 2741 a3709 a 57.3 a 213 a 156,7 a 2294 a - - - - -3855 a 57.8 a 223 a 158,6 a 2359 a 3825 a 60,9 a 233 a 136,4 a 2792 a
ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns4.3 1.3 5.1 2.0 5.4 16.5 0.4 3.8 8.4 3.5
N en grano N en grano2002/03 2003/04
Promedio Agua
Promedio M
Análisis de varianzaAgua
MN
Agua * MM * N
Agua * NAgua * M * N
CV (%)Análisis de varianza incluyendo al testigo
CV (%)
03060N
Reinoculación en sojaTesis Nicolás Wolar 2001-2 y 2002-3
• Ensayo 1: Tratamientos testigo (T) e inoculado (I)
• Historia de tres inoculaciones: 1980, 1991 y 1998.
Sin déficit hídrico
• Ensayo 2: T, I, I+N80 (kg/ha) y N480 sin I (80
kg/ha en siembra, V4, V6-R1, R3, R5 y R6)
• Historia de inoculación: solo el año anterior. Sin
déficit hídrico (se regó)
10
Ensayo 1: Nº nódulos, rendimiento y
N (%) en grano de soja
0
20
40
60
80
100
120
V3 V6-R1 R3 R6
Nº
nódu
los/
pla
ta I T
0
50
100
150
200
250
300
kg N
en
gran
o
Kg N/haen grano
218 217
I T
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
Tratamientos
Ren
dim
ient
o (
kg/h
a)
Rto. 3343 3372
I T
Ensayo 2: Nº nódulos en dos momentos del
ciclo del cultivo de soja
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
V6-R1 R6
Nº
nódu
los/
plat
a
T I I+N80 N480
11
Ensayo 2: rendimiento y N acumulado en
grano de soja
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
Tratamientos
Ren
dim
ient
o (k
g/ha
)
Rto. 4707 4477 4433 4386
T I I+N80 N480 0
50
100
150
200
250
300
Kg
N/h
a en
gra
no
Kg N/ha engrano
288 272 268 279
T I I+N80 N480
33463710
4264 4316
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 70 140 210
Rend
imie
nto
(kg
ha-1
)
Lote "Tabare 2"
1836
35004019
4320
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 70 140 210
Dosis de N (kg ha -1)
Rend
imie
nto
(kg
ha-1
) Lote "La Victoria"
Respuesta
a N en
Soja no
nodulada
12
Factores que condicionan la FBN
• pH del suelo. Afecta al microorganismo y a la
planta. Variabilidad en la sensibilidad.
• Disponibilidad de nutrientes. Deficiencia de
Ca, P, Mo, Co, Fe y Cu. Exceso de N.
• La actividad fotosintética de la planta. Baja
T, agua, luz, defoliación, etc.
Pérdidas de N
• Pérdidas por volatilización de amoníaco
• Pérdidas por desnitrificación
• Pérdidas por lixiviación de nitratos
13
Pérdidas por volatilización de
amoníaco: urea
Hidrólisis de la urea por la ureasa
(NH2)2CO + 2 H
2O ----------- (NH
4)2CO
3
CO=3+ H
2O ------------------HCO-
3+ OH- pH 9-10
NH4+ + OH- ----------------- H
2O + NH
3
Ej. Balcarce pastura y Pergamino agrícola 44 y 14 mg N kg-1 h-1
Activ. ureasa (mg N kg-1 h-1) = 1,3 * CIC r2 = 0,97
Activ. ureasa (mg N kg-1 h-1) = 12,2 * CO r2 = 0,90
Equilibrio del amonio y amoníaco en las fases del suelo
NH+4ad---- NH+
4sol---- NH
3sol---- NH
3gas sue---- NH
3gas atm
Pérdidas por volatilización de
amoníaco: fertilizantes ácidos
• La volat. es < cuando se emplean fertilizantes ácidos
NO3NH
4, SO
4(NH
4)2, PO
4H
2NH
4y el ClNH
4
• En suelos calcáreos el SO4(NH4)2 es desaconsejado
SO4(NH
4)2+2CO
3Ca+2H
2O = 2NH
4++2HCO
3-+Ca+2+2OH-+SO
4Ca
NH4+ + HCO
3- = NH
3+ CO
2+ H
2O
14
Pérdidas por volatilización de NH3
NH4+ + OH- H2O + NH3
Volatilización de NH3:tasas de pérdida desde distintas fuentes de N
aplicadas bajo SD en V6 al voleo en Balcarce
0
1
2
3
4
5
6
7
0 1 2 3 4 5 6 7
Días desde la fertilización
Pér
dida
s de
N-N
H3
(kg
ha
-1)
TestigoUrea 60NUAN 60NCAN 60NUrea 120NUAN 120NCAN 120N
20 mm
02468
1012141618
Urea60N
UAN60N
CAN60N
Urea120N
UAN120N
CAN120N
Tratamientos
Pé
rdid
as
de N
-NH
3 (k
g ha
-1) a
bbb
b
b
15
Volatilización de NH3:tasas de pérdida desde distintas fuentes de N
aplicadas bajo SD en V6 al voleo en Rafaela
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Sep. Oct. Nov. Dic.
Meses
N-N
H3
vol
atili
zado
(%
)
Urea
U.A.N.
CAN
b)
Fontanetto (1999)
Pérdidas por volatilización de NH3 en maíz
0
5
10
15
20
70 S 140 S 70 V6 140 V6
Nitrógeno aplicado (kg/ha)
N-N
H3 v
olat
iliz
ado
(%)
(kg/ha)
% del N aplicado
Balcarce, S=siembra, V6=seis hojas
16
Pérdidas por volatilización de NH3 en función de la temperatura
0
1
2
3
4
5
6
7
0 5 10 15 20 25 30Temperatura ( 0C)
N-N
H k
g ha
día
N-NH3=-1,54+0,24X
r2= 0,82
Inhibidores de la actividad ureasa y de la nitrificación
•(NH2)2CO
•(NH4)2CO 3
•NH+4
•NO-2
•NO-3
Productos inhibidores de la actividad ureasa
Productos inhibidores de la nitrificación
17
Pérdidas por volatilización de NH3
• Factores del suelo:
– pH
– capacidad buffer (CIC)
– actividad ureásica
• Factores del ambiente:
– Temperatura
– Contenido de agua
– Intercambio de aire
• Factores de manejo
– fuente y dosis de fertilizante
– método de aplicación
– presencia de residuos
– modificaciones del fertilizante
Pérdidas por desnitrificación
• Proceso biológico que ocurre en condiciones de falta
de oxígeno en el suelo
• Realizado por bacterias que utilizan el nitrato y el
nitrito como aceptor de electrones
• Bacterias heterótrofas (Pseudomonas y Bacillus) y
algunas autótrofas (Thiobacillus)
NO3- ------- NO2
- ------- NO ------- N2O ------- N
+5 +3 +2 +1 0
18
Actividad microbiana en función del
contenido de agua en el suelo
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
% de poros llenos con agua
% d
e la
máx
ima
activ
idad
mic
robi
al
Nitrificación
AmonificaciónDesnitrificación
Evolución de las pérdidas de N por desnitrificaciónen maíz bajo SD en Balcarce
0
200
400
600
800
1000
1200
0 25 50 75 100 125 150 175
Days after planting
N2O
-N (
g ha
-1 d
-1)
0-N70 (P)
210 (P)
70 (V6)
210 (V6)
* **
1998/99
V6
F PM
Sainz Rozas, et al., 2001
19
Pérdidas acumuladas de N por desnitrificación en maíz bajo SD en Balcarce
0
5
10
15
0 70 140
Dosis de N (kg/ha)
Den
itrifi
caci
ón (
kg/h
a)
FS FV6
Relación entre las tasas de desnitrificación y el contenido de humedad
0
200
400
600
800
1000
1200
0 20 40 60 80 100 120
WFPS (%)
N2O
-N (
g ha
-1 d
-1)
0-N
70 (P)
210 (P)
70 (V6)
210 (V6)
1998-99
If WFPS? 81? N2O-N= 20
If WFPS>81? N2O-N= -4650+56.9xWFPS
r2= 0.76
20
Relación entre las tasas de desnitrificación y el contenido de humedad, y de nitratos en el suelo
N2O-N (TF) = -5329+66.3 x WFPS
r2 = 0.46
N2O-N (0-N) = -2020+25.5 x WFPS
r2 = 0.26
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
80 82 84 86 88 90 92 94
WFPS (%)
N2O
-N (g
ha
-1 d
-1)
0-N
TF
0
200
400
600
800
1000
1200
40 60 80 100 120
WFPS (%)
N2O
-N (g
ha-1
d-1
)
Pérdidas de N-N2O acumuladas durante el ciclo del trigo bajo SD y LC, con y sin N, y sin y con 3000 kg ha-1 de residuos de trigo
0
5
10
15
20
25
LC SD
Sistema de labranza
Pér
dida
s de
N-N
2O (
kg h
a-1)
0-N0-N + res100-N100-N + res
Aulakh y col. (1984).
21
Desnitrificación: efecto de la presencia de plantas
• Balcarce, Argiudoltípico, maíz regado
• Tasas de desnitrificación– método de inhibición por
acetileno, 6 muestras sin disturbar/parcela.
• Tratamientos– Con y sin plantas de maíz
– 0 y 210 kg N/ha como urea (voleo en V6)
Sainz Rozas, et al., 2004
0
20
40
60
80
100
0 25 50 75 100 125 150
Días desde la siembra
PLA
(%)
0N SPL0N CPL210 SPL210 CPL
Evolución de nitratos y tasa de desnitrificacióncon o sin plantas de maíz y fertilización con N
0
20
40
60
80
0 25 50 75 100 125 150
Días desde la siembra
N-N
O3
- (m
g kg
-1)
0N SPL0N CPL210 SPL210 CPL
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 25 50 75 100 125 150
Días desde la siembra
Tas
as d
e em
isió
n de
N2O
-N (
g ha
-1 d
-1)
0N SPL0N CPL210 SPL210 CPL
22
Relaciones entre las tasas de desnitrificación y los poros llenos con agua y el contenido de nitrato
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0 20 40 60 80 100
PLA (%)
Ta
sas
de d
esn
itrifi
caci
ón (
Log1
0 g
ha-1
d-1
)
0N SPL 0N CPL
210N SPL 210N CPL
y= 0,031x - 0,47r2= 0,51
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
0 20 40 60 80 100
N-NO3- (mg kg -1)
Ta
sa r
ela
tiva
de d
esn
itrifi
caci
ón
Desnitrificación: efecto de la presencia de plantas
• La presencia de plantas de maíz reducen el contenido de humedad y de nitratos en el suelo, disminuyendo la desnitrificación
• Las pérdidas de N por desnitrificación bajo SD pueden ser elevadas durante los periodos de barbecho
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 210
Dosis de N (kg/ha)
Pér
dida
acu
mul
ada
(N k
g/ha
) S/p ta C/p ta
23
Desnitrificación
• contenido de humedad del suelo
• concentración de nitratos
• disponibilidad de carbono
• pH y temperatura del suelo
Pérdidas por lixiviación de nitratos
• N: dosis, momento, fuente y método de aplicación
• Uso de inhibidores de la nitrificación
• Absorción de N por el cultivo
• Características del suelo que afectan el
movimiento del agua
• Cantidad y distribución de las precipitaciones,
cantidad y oportunidad de aplicación de riego
suplementario
24
Medición del lavado de nitrato• Muestreo de suelo en solum: Medición del nitrato en el perfil o
en la solución drenante con capsulas cerámicas (Zamora et al., 2005).
• Muestreo de suelo en profundidad Medición del nitrato en la zona insaturada arriba de acuíferos, permite estimar el peligro de contaminación de fuentes de agua potable (Costa et al., 2002).
• Muestreo de agua de drenaje de cuencas o áreas confinadas. permite una medida integral del lavado de nitrato. Válido en sitios con subsuelo impermeable.
• Lisímetro: Medición cuantitativa de nitrato y agua drenada en un volumen de suelos. Tres tipos: Bloques de suelos no disturbados.Tanques en los que el suelo ha sido removido para la instalación del mismo. De tensión. Se coloca un plato de succión debajo de la superficie del suelo. No tienen paredes.
El suelo no es un medio poroso homogéneo y
eléctricamente neutro
Repulsión-atracción aniónica
Movimiento por macroporos (by pass)
Convección,
difusión
dispersión
Exclusión
aniónicaAdsorción
aniónica
Lavado por
macroporo
Macroporo
bypass
25
Predicción del lavado de nitratos
• Modelo empírico (de Burns 1974). Divide al suelo en capas con sus
características. Cuando las precipitaciones exceden la evaporación, el exceso de agua es adicionado a la capa subsuperficial del suelo y si esta cantidad supera al contenido de agua a capacidad de campo, el exceso de agua se mueve al horizonte inferior arrastrando una determinada cantidad de solutos. Apto para suelos arenosos.
• Modelo determinístico (LEACHM Jemison et al., 1994). Predice el
movimiento de NO3- a través de la ecuación de convección-dispersión y a su
vez calcula el flujo de agua, flujo de calor, evapotranspiración, volatilización, desnitrificación y absorción de N por el cultivo. No tiene en cuenta el movimiento del agua a través de los macroporos
• Hall (1993) desarrolló un modelo para suelos bien estructurados en el cual
el agua se divide en tres compartimentos: el agua que se mueve a través de los macroporos, de lento y rápido desplazamiento y el agua inmóvil. La humedad en volumen correspondiente al agua móvil e inmóvil es determinada de la curva característica de humedad. Se ha logrado una adecuada predicción del movimiento de Br- y Cl- en suelos de textura fina
Cambio en la distribución de nitratos según el modelo de Burns
-250
-200
-150
-100
-50
0
0 10 20 30 40 50 60 70
N-NO3 (kg/ha)
PR
OF
UN
DID
AD
(cm
)
INICIAL Lluvia(mm) 50 Lluvia(mm) 100
26
0
20
40
60
80
100
0 100 200
Dosis de N (kg ha -1)
N (k
g ha
-1)
Balcarce Tres Arroyos
Costa et al., 2003
Evaluación de pérdida de nitrato en
monocultivo de maíz en Tres Arroyos
• Tres dosis de N: 0, 100 y 200 kg N ha-1
• Cápsulas de porcelana porosa (Lord & Shepherd,
1993)
• El volumen de agua drenada se estimó con el modelo
LEACHM versión LEACHW (Wagenet & Hutson,
1989)
LN = D*C
donde LN es el nitrato lavado por debajo de la zona
radical, D es el volumen de agua drenada y C es la
concentración de nitratos en la solución del suelo.
Zamora et al., 2005
27
Precipitaciones mensuales y temperatura
media mensual para el período analizado
Precipitaciones (mm)
E F M A M J J A S O N D Total
2000 151 34 55 240
2001 62 70 111 233 130 68 62 98 80 139 74 35 1162
2002 76 65 79 - 62 1 85 197 60 110 200 33 968
2003 7 51 31 13 53 4 38 35 28 197 80 - 537
1980-1999 90 72 83 80 68 41 38 45 56 73 86 94 826
T media (ºC)
2000 12,7 16,1 20,5
2001 23,2 22,9 18,9 13,4 10,8 8,5 6,3 10,5 10,7 14,8 16,9 20,9
2002 22,6 20,9 17,6 13,6 11,6 6,3 7,2 9,4 11,1 15,5 17,9 21,4
2003 23,7 21,8 20,0 12,8 11,5 9,2 7,0 7,9 12,1 15,1 17,4
1938-1999 22,8 21,8 19,0 14,7 11,2 8,0 7,5 9,0 11,4 14,5 17,8 20,9
Las barras grises representan el drenaje acumulado y los cuadrados, triangulos y
circulos corresponden a la concentración de nitratos en la solución del suelo a 1 m de
profundidad para las dosis de 0, 100 y 200 kg N ha-1
1,0 m.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
23/0
6/0
1
29/0
8/01
24/1
0/0
1
23/1
1/01
15/0
5/0
2
21/0
8/0
2
17/1
0/0
2
12/1
1/0
2
21/1
1/0
2
22/1
0/0
3
19/1
1/0
3
Dre
na
je a
cum
ula
do d
esd
e la
últ
ima
me
dic
ión
(m
m)
-1
0
1
2
3
4
5
Ln
co
nce
ntra
ció
n d
e n
itra
tos
en
el a
gu
a (
mg
l-1
)
28
Drenaje estimado a 1 m por el modelo
LEACHW para cada campaña y momento de
ocurrencia (periodo de cultivo o barbecho).
0
50
100
150
200
250
2000/01 2001/02 2002/03
Dre
naje
(mm
)
Cultivo Barbecho
0
40
80
120
160
Dosis de N (kg ha-1)
Pér
dida
por
lava
do (
kg N
ha
-1)
Kg N ha-1 38 119 140
0 N 300 N 600 N
Pérdida de nitrato en monocultivo
de maíz en Tres Arroyos
Kg N ha-1
% Kg N ha-1
% Kg N ha-1
%
0 N 23,9 - 6,9 - 7,4 -
100 N 67,8 44 20,8 14 30,3 23
200 N 77,1 27 21,7 7,5 41,6 17
2001/02 2002/03
Trat
2000/01
17%27%
29
Lixiviación de nitrato• Estación y clima: Generalmente las pérdidas son bajas en el verano.
Lluvias intensas pueden producir lavado debido al flujo por macroporos. Dependerá del momento de aplicación del fertilizante. Lluvias otoñales e invernales pueden lavar el NO
3- residual debido a la recarga del perfil y a
la baja absorción de NO3-.
• Características del suelo: Las pérdidas son mayores en suelos Ar o con mayor potencial de mineralización de N, que en suelos de textura fina o bajos en potencialidad de liberación.
• Manejo: Menores pérdidas en ecosistemas naturales (bosques 3-4 kg ha-1
y-1. Los sistemas pastoriles extensivos, principalmente a base de gramíneas, pierden muy poco NO
3-. La labranza y la longitud del
barbecho aumenta la mineralización y puede incrementar las pérdidas. Riegos adecuados pueden disminuir las pérdidas al aumentar la demanda de nitrato. Riegos excesivos incrementan las pérdidas.
• Fertilización; Dosis que excedan los requerimientos incrementan las pérdidas. Momento: aplicaciones en presiembra y única aumenta la pérdida. Tipo de fertilizante: de lenta liberación disminuye la pérdida.
Transformaciones de N en el suelo
• Mineralización-inmovilización bruta y neta
• Factores
– Tamaño del sustrato orgánico lábil (No = MO
liviana o jóven)
– Temperatura del suelo
– Humedad del suelo
30
Ciclo Interno del N
N Orgánico NH3 NH4+ NO2
- NO3-
amonificación nitrificación
Mineralización
Inmovilización
Degradación de proteínas y péptidos
Proteínas
Péptidos
Amino ácidos NH3Amino ácido deshidrogenasa
y oxidasa
Mineralización - inmovilización
Etapa 2 Nitrobacter
NO2- + ½ O2 NO3
- + 76 kJ energía
Nitrito Nitrato
Etapa 1 Nitrosomonas
NH4+ + 1 ½ O2 NO2
- + 2H+ + H2O + 275 kJ energía
Amonio Nitrito
Mineralización
+ 2H2O +O2 + 1/2 O2
R---NH2 OH- + R----OH + NH4+ 4 H+ + energía + NO2
- energía + NO3-
- 2 H2O -O2 -1/2 O2
Inmovilización
31
FRACCIONAMIENTO FÍSICO DE LA MO
Tamizado en seco o en húmedo de muestras de suelo permite separar fracciones dediferente tamaño
A.- Fracción humificada, vieja o ligada a la fracción
mineral < 0,05 mm C/N 10,7 a 14,8
B.- Fracción joven, más lábil y compuesta residuos en
descoposición y algo de MO humificada. De 0,05 a 0,15 mm C/N 12,8 a 21.5
C.- MO de material grueso (MO grosera), proveniente de
residuos vegetales. >0,15mm C/N 19,4 a 27,1
La MO grosera es relativamente más lábil, mientras que la asociada a la fracción de menor tamaño (As), es más
resistente al ataque microbiano.
La MO de tamaño entre 2 y 0,2 mm es definida como MACRO (MOM)
La MO de 0,2 a 0,05 es definida como PARTICULADA (POM)
FRACCIONAMIENTO BIOLÓGICO
Diferentes criterios.
Fácilmente disponibles para la degradación Moderadamente disponibles para la degradación
Lentamente disponibles para la degradación (recalcitrante)
MO activa MO pasiva
ETAPAS DE DESCOMPOSICIÓN MICROBIANA DE RESIDUOS ORGANICOS EN EL SUELO
CANTIDAD INICIAL DE RESIDUO
M. MINERAL
BM
BM BM
BMBM
CO2
CO2CO2CO2
CO2CO2
1 ° ETAPA
2 ° ETAPA
4 ° Y SUCESIVAS ETAPAS
32
• Relación C/N microbiano promedio = 8/1
• 2/3 del C metabolizado evoluciona como CO2 y 1/3
es asimilado
• Relación C/N > 24/1 implica que deberán tomar N
del suelo (C les sobra). Si no hay N en el suelo, la
descomposición de residuos se frena.
MO del suelo en función de temperatura
y precipitación
33
Producción de NO3- por incubación de (NH4)2SO4,
con contenidos variables de O2
Mineralización–inmovilización en función de la concentración de N en el residuo
34
Tasas de descomposición de varios
cultivos de cobertura
35
Mineralización de N
• Proporción del N total en el suelo
– 1 al 5% del N total
• Balance de N para el tratamiento testigo
• Modelos de mineralización
• Métodos bioquímicos
Estimación de la mineralización de N en base a un tratamiento testigo
Nmin = Nacumulado + Nfinal - Ninicial
4333
10797
42
25
91
74
0
20
40
60
80
100
120
140
Ninorg (ini) Ninorg (fin) Nacum N min
N (
kg h
a-1
)
0N-LC0N-SD
*
Echeverría et al., 2001
36
Modelo para estimar la mineralización de N (Nmin)
Nm = No (1 - e-k35ºC)
Nm = N mineralizado al tiempo t (mg N kg-1 suelo)
No = N potencialmente mineralizable (mg N kg-1 suelo) a CC
K35ºC = constante de mineralización (0,0071 día -1)
t = tiempo (días)
0
50
100
150
200
250
300
0 50 100 150 200 250
Tiempo (d)
NO
- 3 (
mg
kg
-1)
B past.
B agric.
TA agric.
D agric.
Efecto de la temperatura sobre la constante de mineralización
Nm = No (1 - e-kt) y kt=10 (6,2703-2580/(273 + C))
Nm = N mineralizado al tiempo t (mg N kg-1 suelo)
No = N potencialmente mineralizable (mg N kg-1 suelo)
kt = constante de mineralización
t = tiempo (días)
37
Efecto de la humedad sobre la mineralización de N
Suelo de Balcarce
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30 40
Contenido de agua (%)
N m
iner
aliz
ado
(mg
kg-1
)
AH
PMP
CC
Suelo de Tres Arroyos
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30 40
Contenido de agua (%)N
min
eral
izad
o (m
g kg
-1)
AH
PMP
CC
Agua útil = CC – PMP
Wmax - Wo
Corrección por humedadY = (4,7 + 93 X)/100
r2 = 0,88
En donde el contenido relativo de humedad (X) es:
X = (W - Wo)/(Wmax - Wo)W=humedad del período a evaluar
Wo = humedad a PMP -4MPa
Wmax= humedad a CC -0,01 Mpa
Nm = No (1 - e-kt) . YNmin: producción de N en un período de
tiempo dado
No es el N potencialmnte mineralizable
kt es la constante de mineralización afectada por temperatura
y = 93x + 4,7R2 = 0,88n = 157
0
20
40
60
80
100
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Proporción del rango de agua útil
Pro
porc
ión
del
N m
iner
aliz
ado
m
áxim
o
38
Valores de No (mg kg-1) y k 35 ºC (d-1) para algunos suelos de la región pampeana
0.007806.22.05AgriculturaAnguil
0.0081805.92.97PasturaAnguil
0.0061806.05.02AgriculturaBalcarce
0.0103006.87.91PasturaBalcarce
0.0061906.32.77AgriculturaParaná
0.0102706.33.51PasturaParaná
0.0101306.42.57AgriculturaRafaela
0.0091956.03.75PasturaRafaela
Kº35NopH (1:2.5)MO (%)ManejoLocalidad
Variables de entrada del modelo
No
k ºC
Wmax = contenido de humedad a límite máximo
Wo = contenido de humedad a mínimo
Profundidad (cm) y densidad aparente (g/cm3).
Promedio de temperatura semanal de suelo
W = promedio de humedad semanal de suelo
39
Mineralización de N en cultivos de verano
0
50
100
150
200
250
300
0 25 50 75 100
Contenido de agua (%)
N m
ine
raliz
ado
(kg
/ha)
No=300No=180
No=120
No=60
Echeverr ía y Bergonzi, 1995
Métodos bioquímicos
• Utilización de diferentes extractantes que
estiman fracciones lábiles de la MO
• Aminoazúcar (ISNT)
• Incubaciones de corta duración (Nan)
40
ACE
ISNT
Combinación de parámetros geoposicionados
ISNT (illinois soil nitrogen test) y ACE (área de cuenca específica)
Relación entre N potencialmente mineralizable (No) y N anaeróbico (Nan)
y = 1,37 Nan + 83,17
R2 = 0,65
0
100
200
300
400
0 50 100 150 200
Na (mg kg -1)
No
(mg
kg-1
)
1994-97
Echeverría et al. 2000