Por: Ing. Alfredo zúñiga.
Bacterias nitrificantes y fertilizantes
nitrogenados (sulfato de amonio, nitrato
de amonio y urea)
La
fertilización química es la práctica más usada hoy en día, debido a su aporte
específico de determinados nutrientes en forma de sales, que son asequibles
para la absorción de las plantas caso particular para los sulfatos
y nitratos de amonio. La urea discrepa de estos ya que esta reacciona de diferente manera como se
explicara más adelante. Es muy importante saber que los fertilizantes
nitrogenados van acompañados de procesos biológicos en el suelo debido a una
porción de la vida edáfica como los microorganismos nitrificantes (nitrobacter y nitrosomonas), los cuales juegan un papel fundamental
en el ciclo del nitrógeno. Estas son bacterias no esporuladas gram (-) que oxidan
el amoníaco y los nitritos para sus necesidades (Quimiolitotroficas) y fijan el
dióxido de carbono para cumplir sus requisitos de carbono por ende son aerobias y sensibles al poco
oxigeno disuelto, no son móviles y siguen determinados rangos de pH y Tempe.
Las
nitrosomonas transforman el amonio NH4 por oxidación en el ion nitrito NO-2,
su crecimiento es óptimo a 25-30 CO decreciendo este a temperaturas
inferiores, el rango de pH es de 7.5-8.0 y se inhibe por debajo de 6. Por otro
lado las nitrobacter transforman el ion NO-2 en ion
nitrato NO-3, su pH optimo está entre 7.0-7.5. El crecimiento de las nitrosomonas es mucho
más acelerado por ende el proceso de nitrificación depende de los nitrobacter,
esto vuelve la nitrificación un proceso relativamente tardío.
Las
plantas toman nutrientes de manera general en forma de sales como nitrato (NO3),
sulfato (SO4) y si la planta lo toma directo, nitrógeno en amonio
(NH4)
y como se verá este pasa por determinadas transformaciones.
Conocer
la composición de los fertilizantes, la manera como estos reacciona, que
producen, qué condiciones y que material debe existir es fundamental ya que
hace parte del manejo y el buen uso de estos
Composición de fertilizantes.
La
formula molecular de estos son, urea
(CO (NH2)2)
contiene cerca de 46% de nitrógeno,
nitrato
de amonio (NO3NH4)
con un 34% de nitrógeno amoniacal y sulfato de
amonio ((NH4)2SO4) con un 20% de nitrógeno amoniacal.
Reacción en el suelo.
Para
el caso de los fertilizantes con amonio (NH4) en su contenido, al llegar
al suelo se disocian liberando este, pero esta forma de nitrógeno se convierte por
medio de un proceso de oxidación biología (nitrificación) en nitrato (NO3)
mediado por nitrobacter y nitrosomonas cuya ecuación de oxidación es la siguiente:
Nitrosomonas:
2NH+4 + 3O 2 → 2NO-2
+ 4H+ +2 H2O
Nitrobacter:
2NO-2 + O 2
→ 2NO-3
La urea (CO (NH2)2)
posee un proceso bioquímico muy diferente. Una vez esta llega al suelo es
atacada por la enzima ureasa que cataliza la reacción de hidrólisis del granulo
a dióxido de carbono CO2 y amoniaco NH3, la ureasa es de origen
microbiano y puede existir como una enzima extracelular absorbida por el
complejo arcillo del suelo retenida en el.
En la primera reacción se tiene como
intermediario el carbamato de amonio H2NCOONH4,
esta eleva el pH a 8 en los alrededores del granulo en este medio alcalino el carbamato
de amonio se descompone a una velocidad elevada a amoniaco y
dióxido de carbono.
El amoniaco es una gas y se volatiliza
muy fácilmente de la superficie del suelo corriendo el riesgo de perderse nitrógeno
a la atmosfera, este en contacto con el agua se convierte en amonio, en esta forma permanece en
el suelo por lo que es recomendable aplicar la urea en el suelo directamente.
La reacción general de hidrólisis de
la urea es la siguiente:
(CO
(NH2)2) + H2O → H2NCOONH4
H2NCOONH4 → 2(NH3)
↑ + CO2↑
Nota: El amonio (NH4)
formado después de la hidrólisis de la urea pasa por la misma oxidación
biológica o nitrificacion.
Que efectos producen en el suelo
Debido
a las reacciones la oxidación bilógica o nitrificación se produce un exceso de
hidrogeno, es bien sabido que la modificación del pH del suelo está
directamente relacionada con la concentración de iones H+ en el suelo, por lo anterior la fertilización es una
práctica modificante de acidez del suelo.
El
uso indiscriminado de fertilizantes nitrogenados podría traer excesos de
nitrógeno en el suelo y es atribuido a que la transformación de la parte
amoniacal es un proceso tardío. Como consecuencia se podría tener una fuente de
contaminación de las fuentes hídricas debido al barrido de estos excesos por
las lluvias y las practicas de riego.
Qué condiciones y que debe existir
Ya
que se está hablando de un proceso en términos biológico acoplado es importante
saber que en el suelo deben existir ciertas condiciones para que estos procesos
se realicen de buena manera, este debe tener una alta actividad biológica, es
decir un contenido alto de microorganismos ya que estos son los encargados de
la síntesis de enzimas y mineralización de material orgánico que produce amonio a su vez pasando al proceso de
nitrificación.
Como
se menciono anteriormente las bacterias nitrificantes tienen cierto pH en los
que son óptimas y si no hay control pueden existir deficiencias en la
nitrificación. Y pH superiores a 8 favorecen la volatilización de amonio NH4 en amoniaco (NH3) ↑.
Es
importante tener un suelo con buena aireación y buen contenido de humedad, ya
que la nitrificación es un proceso oxidativo que requiere de oxigeno
constantemente y algunas reacciones de fertilizantes requieren de agua como el
caso de la urea, también es indispensable el contenido de esta para evitar
pérdidas de nitrógeno a la atmosfera.
Una pequeña reflexión…….
Las prácticas hoy en día del hombre sobre los cultivos
de producción masiva han establecido un desequilibrio en la vida edáfica, la
composición parental de los suelos y los ecosistemas. El implemento de las
buenas prácticas es un buen paso que podemos dar para llegar a una agricultura
limpia y sostenible donde restablezcamos el equilibrio con nuestras amigas las
plantas que en estos momentos limpian nuestro planeta, nos dan vida y
alimentos. Pero más importante aun protegemos y consentimos a nuestra MADRE
TIERRA
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