Nitrógeno (N)

Las plantas necesitan nitrógeno en cantidades comparativamente altas para su crecimiento y desarrollo. Está presente en el suelo de diferentes formas y sujeto a diferentes procesos de transformación. El nitrógeno juega un papel fundamental como componente de las proteínas.

El nitrógeno se encuentra en el suelo de diferentes formas y está sujeto a una serie de procesos de transformación. Estos procesos determinan si las sustancias nutritivas son absorbidas directamente por las plantas y si pueden utilizarse para su crecimiento, si estarán disponibles  en una instancia posterior o si se perderán por erosión o en forma gaseosa.

• Absorción en la planta: La mayor parte de la absorción de nitrógeno en la planta se realiza en forma de iones de nitrato (NO₃^-), que están disueltos en el agua del suelo. El amonio (NH₄⁺) también está disponible para que las plantas lo absorban pero es menos móvil que el nitrato y forma uniones intercambiables con partículas del suelo (en su mayoría, minerales arcillosos y humus).
• Mineralización: Una gran parte del nitrógeno en el suelo está ligado a la sustancia orgánica (humus), por ejemplo, en forma de proteínas o subproductos de degradación. El nitrógeno allí contenido es degradado por microorganismos en el proceso de mineralización a formas de amonio y nitrato disponibles para las plantas.
• Lixiviación: Los iones de nitrato en el agua del suelo son muy móviles y pueden lixiviarse fácilmente. Especialmente en el invierno, cuando se producen altas precipitaciones y la evapotranspiración permanece, se producen pérdidas de nitrato por el traslado a profundas capas del suelo.
• Nitrificación: En la nitrificación, las bacterias nitrosomonas y nitrobacter oxidan al amonio, que se convierte en nitrito primero y luego en nitrato, respectivamente.
• Pérdidas de amoníaco: Al fertilizar con sustancias orgánicas, tales como estiércol o sustrato de fermentación, aunque también por la aplicación no homogénea de urea, se pueden producir pérdidas gaseosas de nitrógeno. De acuerdo con las condiciones (modo de aplicación, temperatura y humedad), una parte del nitrógeno aplicado puede escaparse en forma de amoníaco (NH₃). Esto se produce especialmente si el valor pH del suelo es alto.
• Desnitrificación: En caso de aguas estancadas, la desnitrificación se aplica en suelos ligeramente ácidos. Las bacterias absorben el oxígeno de los iones de nitrato para asegurar su suministro de oxígeno. Se producen nitrógeno molecular (N₂) y distintos enlaces gaseosos. Las consecuencias son pérdidas de nitrógeno al aire y, por ejemplo, al degradar óxido nitroso (N₂O), también se liberan gases en trazas con consecuencias climáticas.
• Inmovilización: El nitrato y el amonio disponibles en el agua del suelo son absorbidos por microorganismos y se incorporan como componentes de sus proteínas corporales. Esto se produce frecuentemente al incorporar residuos de cultivos con una amplia proporción de C : N, como paja de cereales. Recién después de una nueva mineralización, este nitrógeno queda disponible nuevamente para las plantas
• Fijación de nitrógeno: Determinados microorganismos permiten usar el nitrógeno molecular del aire (N₂), porque lo reducen a iones de amonio y lo incorporan a la proteína propia del cuerpo. En primer lugar, es importante la simbiosis de las bacterias fijadoras de nitrógeno (rhizobium) en las raíces de leguminosas, tales como guisantes, alfalfa o trébol.
   

Eficiencia del nitrógeno

Aplicar sustancias nutritivas lo más eficientes posibles es imprescindible para la agricultura. En caso del nitrógeno, actualmente las plantas solo absorben un 40 por ciento en término medio de la cantidad aplicada. Las pérdidas de sustancias nutritivas en esa medida no solo afecta al medio sino que también reducen la rentabilidad del cultivo. A eso se le deben sumar los requerimientos legales, como el reglamento de fertilizantes, que ejercen cada vez más presión para que el uso de nitrógeno y otras sustancias nutritivas sea eficiente.

La fertilización equilibrada es un aporte importante de optimización. Especialmente el potasio y el magnesio favorecen la buena absorción de nitrógeno y el uso óptimo de nitrógeno en la planta.

Las plantas necesitan relativamente grandes cantidades de nitrógeno para crecer y desarrollarse.

Funciones del nitrógeno en la planta:

• El nitrógeno es un componente de los aminoácidos, de los que se forman las proteínas. De esta manera, la fertilización de nitrógeno acorde a las necesidades permite un alto contenido de proteína del producto de la cosecha.
• El nitrógeno es fundamental para la clorofila y, consecuentemente, importante para la fotosíntesis.
• El nitrógeno forma parte de enzimas que desarrollan tareas importantes en el metabolismo de la planta.
• En los ácidos nucleicos (DNA, RNA) también hay nitrógeno.

La falta de nitrógeno se produce especialmente en suelos arenosos, pobres en humus o ácidos durante o después de fuertes precipitaciones invernales.

• Ante la falta de nitrógeno, se retrasa el crecimiento de las plantas (enanismo).
• Las poblaciones muestran un color verde claro a verde amarillento.
• Se produce clorosis, que primero se reconoce en las hojas viejas, porque el nitrógeno es móvil dentro de la planta y es transportado a los órganos de crecimiento. Esto es una característica distintiva importante de la falta de azufre, donde las clorosis primero aparecen en las hojas más jóvenes.
• Las clorosis comienzan en la punta de las hojas, frecuentemente, a lo largo de la nervadura.
• En las plantas con deficiencia de nitrógeno, es característico el denominado “Starrtracht-Habitus” de la nervadura y hojas. Estas están erguidas y cerca del tallo. Por el contrario, la falta de fósforo se observa en las puntas de las hojas levemente dobladas.
   

• Como activador de enzimas ATP-asas en los animales, un adecuado suministro de sodio es importante para la capacidad de mantener eficiente la producción del animal. Deficiencias de sodio conducen a perdidas de apetito, disminución de la producción de leche, perdidas de peso y tiene un impacto en la salud y fertilidad de los animales.
• Para cubrir las demandas diarias de sodio en vacas lecheras es necesario alrededor de 2 g Na kg^-1 masa seca (MS) en la ración básica.
• Según evaluaciones realizadas en la practica, los contenido de sodio promedio entre 0,1-1 g Na kg^-1 MS determinados en los pastos de muchas regiones están claramente por debajo de la cantidad necesaria para garantizar el suministro requerido por los animales.
• Fertilizantes que contienen sodio, como la Magnesia-Kainit, incrementan claramente los contenidos de sodio de las pasturas y garantizan el suministro de sodio que requieren los animales para alcanzar un alto rendimiento.
• Investigaciones y ensayos muestran, que además del incremento del suministro de sodio, desde el punto de vista de la nutrición no solo la palatabilidad de las pasturas es incrementada sino que se logro un aumento del 10 % del consumo de MS de la ración básica.