FERTILIZACION NITTROGENADA

1. Jesús Arévalo Zarco
Uso eficiente de nitrógeno
en la agricultura

2. Temas del día
¿Por qué aplicar Nitrógeno?
¿Por qué no aplicar de más?
¿Cómo se pierde el N que aplicamos?
Estrategias para dosificar correctamente
los requerimientos de N y usarlo
eficientemente

3. Porcentaje de sitios con alta probabilidad de
respuesta en 7,000 muestras de suelo de
México
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
de
respuesta
potencial

4. Formas de absorción de Nitrógeno
Nutrimento Forma Fuente
Nitrógeno (N) NO3
-, NH4
+, NO2
-, N2,
NH3, NH2-CO-NH2,
aminoácidos
solución nutritiva, atmósfera
Adaptado de Bennet,
1993; Salisbury y Ross,
1993; Fernández et al,
1999; Marschner, 2003.

5. Importancia del Nitrógeno (N)
Funciones principales:
• Existe en todos los compuestos vitales, tales como la
clorofila, ácidos nucleicos, enzimas y fitohormonas.
• Afecta numerosos procesos de biosíntesis en plantas tales
como biosíntesis de azúcares (fotosíntesis), fitohormonas
(citoquininas especialmente)
• El control de absorción y el transporte de iones y
compuestos
• Entre el 1 hasta el 5% de la materia seca total de la planta
consiste en N

6. Principales beneficios para Plantas
• Aumenta el contenido de proteínas de las
plantas y mejora la absorción y transporte de
nutrientes
• Promueve el crecimiento de las raíces, las
hojas y los órganos generativos (flores, frutos,
semillas ...) que requieren alta cantidad de
nitrógeno.
• Mantiene altos niveles de fitohormonas y
fotoasimilados

7. Síntomas asociados con aplicaciones
deficientes
• El lento crecimiento, plantas raquíticas y
deficiencias graves en la expansión de la hoja
• La clorosis de las hojas a partir de los más viejas
debido a la alta movilidad del nitrógeno en las
plantas. Las hojas son pequeñas.
• Poco amacollamiento en los cereales.

8. ABASTO NUTRIMENTAL EN MAIZ DESARROLLADO EN UN
SUELO FERTIL (Tisdale et al, 1990)
NUTRIMENTO CANTIDAD
ABSORBIDA
(kg/ha)
PORCENTAJE SUMINISTRADO POR
F. MASAS DIFUSIÓN I. RADICAL
N
P
170
35
99
6
0
94
1
8

9. FLUJO DE MASAS
Ocurre cuando los nutrimentos son
llevados pasivamente en el flujo de
agua a través del suelo hacia la raíz.
Depende de:
a) La tasa de flujo de agua a través de la
planta (transpiración, T)
b) La concentración (C) de nutrimentos en
la solución del suelo
FM = TxC
Considerando una transpiración de 1.5 L/planta y una
concentración de 6 meq/L de NO3, ¿cuánto llegará por
FM la raíz?
FM NO3 = (1.5 L) (372 mg/L) = 558 mg/planta

10. NO3
-
NH4
+
HCO3
- H+
Efecto de la absorción de N en el pH del suelo,
debido al balance eléctrico que mantiene la planta
OH-
H
+
, Ca
2+
,
K
+
, Mg
2+
Célula radical Célula radical
Aniones,
H2PO4
-

11. Un exceso de amonio es tóxico y reduce
el rendimiento
El amonio no puede ser almacenado en
las células
El nitrato puede ser almacenado en las
células
Las plantas prefierennitratos
N-NO3
-
N-NH4
+
Efectos en la absorción de nitratos y amonio

12. Deficiencia de N en cereales
Maíz
Trigo

13. Color amarillo comienza en la
punta de la hoja y pasa por el
nervio central.
Deficiencia de nitrógeno

14. Deficiencia de N
en hortalizas
Pepino Tomate

15. Deficiencia de N en frutales
Piña
Aguacate
Banano

16. Cítricos
Fotografías:
(Rodrigo Boaretto)

17. Deficiencia de N
Arándanos
Nogal pecanero
Caña de azúcar

18. Nogal
Foto: L. Lombardini

20. Deficiencia de N en
algodonero
Foto: IPNI

21. ¿Por qué no aplicar Nitrógeno
en exceso?
Contaminación ambiental
Desperdicio económico
Mayor incidencia de plagas y enfermedades
por exceso de aminoácidos en las hojas
Toxicidad por Nitrógeno
Salud (Verduras con exceso de nitratos)

22. Dólares
/
Tonelada
Fuente: Green markets, 2008
Precios Urea, FOB Golfo México (USA),
US Dolls/ton
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900

23. ¿Por qué estos incrementos?
Fuente: Mortvedt, et al, 1999.
Gas
natural Amoniaco
Amoniaco
Oxígeno
CO2
Ácido
fosfórico
N2
del aire
Nitrato
de amonio
Fosfato
de amonio
Urea
Ácido
nítrico
Nitrato chileno

24. Síntomas asociados con aplicaciones excesivas
• Excesos de nitrógeno resulta en reducción de la
calidad (alto riesgo NO3 en vegetales de hoja) y
aumenta la susceptibilidad a los patógenos.

26. Pérdidas de N del suelo
 Desnitrificación
a. Presencia de NO3 + Carbono orgánico
+ exceso de humedad
Volatilización amoniacal
a. Urea > NH4(2SO4) > Nitrato
b. Fertilizante sin incorporar
c. Elevado pH y alto contenido de Carbonatos
 Lixiviación
a. Suelos arenosos con riego excesivo

27. Factores que afectan Síntomas de la deficiencia
• Las adiciones de alta cantidad de materia orgánica
(estiércol, residuos de cultivos ..) inmovilizar nitrógeno en el
suelo (debido a las relaciones muy altas de C/N)
• La lixiviación de nitrato puede mover N fuera de la zona de
raíces.
• Excesos de humedad del suelo (saturación del suelo)
provoca la desnitrificación (pérdida de nitrógeno en forma de
gas).
•Baja temperatura del suelo limita la mineralización del
nitrógeno de la materia orgánica.
• Las plantas que crecen en suelos con alta capacidad de
fijación-NH4 o sobre-fertilizado con potasio puede tener
deficiencia de nitrógeno.

28. Año 2010 2011 2012 2013
No. de
muestras 1,174 3,807 3,249 1,391
N 13 25.6 21.3 11.35
P Bray 36.6 42.7 47.8 60.1
P Olsen 27 27.6 33.5 40.8
K 469 528 562 569
Niveles promedio de nutrientes en suelos del Bajío
mexicano a lo largo de 4 años

29. Definición de la dosis de
fertilización de nitrógeno
Dosis de N =
- Suministro
Eficiencia
Demanda

30. Determinación de dosis de N
𝑫𝑵 =
[ 𝑴𝑹 𝒙 𝑵𝒆 − 𝑵𝒎 + 𝑵𝒊 + 𝑵𝒓 + 𝑵𝒐 𝑬𝒇𝒏 ]
𝑬𝒇𝒇
Dónde:
MR = Meta de rendimiento (t/ha).
Ne = Extracción de N por el cultivo (kg/t).
Nm = Nitrógeno mineralizado de la M.O (kg/ha).
Ni = Nitrógeno inorgánico o N-NO3 (kg/ha).
Nr = Aporte o extracción del cultivo anterior (kg/ha).
No = N aportado por enmiendas orgánicas (kg/ha).
Efn = Factor de eficiencia en el uso del N (0.6-0.8)
Eff = Factor eficiencia del método de fertilización (0.6-0.9)

31. Cultivo
Rango común de
rendimientos (ton/ha)
Bajo Alto
Maíz grano 7.5 18.0
Sorgo 5 15
Frijol 2 6
Cebolla 20 80
Lechuga 15 50
Espárrago 4 12
Aguacate 10 70
Limón 5 40
Banano 45 105
Caña de azúcar 80 250
Fresa 20 60
MR. Meta de rendimiento

32. Ne. Extracción.
Variación entre especies.
Para producir 1 tonelada de producto cosechado se
requiere que la planta absorba (kg):
MAÍZ: 20 N, 20 K, 5.8 Mg, 4.8 P, 3.7 Ca, 2.9 S.
CAÑA DE AZÚCAR: 2.70 K, 1.72 N, 0.52 Ca,
0.45 Mg, 0.40 S, 0.32 P.
SOYA: 87 N, 39 K, 15 Ca, 8.0 P, 8.0 Mg, 7.0 S.
Curso de fertilidad se dan más de 40 cultivos

33. El 5% aprox. de la MO es N
1,500 – 3,000
N-orgánico 25 a 50 kg
N- Inorgánico
(NH4 ,NO3)
Solo del 1.25 (arcilla) a 1.75% (arena) del N
orgánico, se mineraliza cada ciclo
Nm. Nitrógeno mineralizado de la MO

34. Alfalfa + 120 Girasol + 40 Sorgo-cero 0
Banano + 30 Lenteja + 30 Soya + 30
Brocoli + 60 Maíz-inc -40 Tomate rojo + 40
Cacahuate + 40 Maíz-cero 0 Frijol + 25
Coliflor + 70 Platano + 40
Nr. Aporte de N de cultivos anteriores
(Castellanos, 2000)

35. No. Nitrógeno de los Abonos
orgánicos
Kg N/
ton
Mineralización
%
Abono
Orgánico (%N)
USEPA, (1979)
Composta (1.0) 10 1
Estiércol viejo (1.5) 20 3
Estiércol nuevo (2.5) 30 6
Gallinaza nueva (4) 75 30

36. Factor Eficiencia (0.5 - 0.8)
 Residuos con alta C/N
 Altas y desuniformes láminas de riego
 Fuentes inadecuadas
 Época de aplicación inadecuada
 Sistema radical del cultivo

37. Eficiencia en el uso del nitrógeno en ajo
(Larios, 2001)
Riego
Dosis de
N
Eficiencia
%
Goteo 150 72
Gravedad 150 45
Goteo 300 72
Gravedad 300 44
Goteo 450 70
Gravedad 450 39

38. Eficiencias
Riego x Goteo = 71 % Eficiencia de N
Riego x Gravedad = 42 % Eficiencia de N
Con estas eficiencias, para una dosis de
300 kg de N/ha:
En goteo se pierden 87 kg de N
En gravedad se pierden 174 kg de N

39. Semanas % de NO3
1 27
2 80
3 100
Velocidad de nitrificación (NH4 NO3) a
temperaturas normales
Efecto del amonio sobre
la acidez del suelo
NH4
+ +2 O2 NO3 + H2O + 2H+

40. Efecto de la Fuente de N en
el pH de Suelo No Calcáreo
Fuente pH
Testigo (N-) 6.7
Urea 5.9
Solución N 32 % 5.7
NH4NO3 5.5
(NH4)2SO4 4.7

41. Fuentes nitrogenadas
Fertilizante N - P – K $ / t $ / Kg N
Amoniaco 82-00-00 8,565 10.40
UREA 46-00-00 6,300 13.69
Fosfonitrato 31-04-00 6,640 21.41
UAN-32 (Liq) 32-00-00 7,360 23.56
S. Amonio 20.5-00-00-24 3,400 16.58
Precios Guanajuato, Octubre 2014

42. Cálculo de costos
en fertilizantes mixtos
Ejemplo:
Fosfato diamónico (18% de N y 46% de P2O5)
La tonelada cuesta $ 7,700.00 pesos
El costo del Nitrógeno es de $13.69 por kilo de nutrimento
(Como urea), entonces el costo del fertilizante como fuente
de fósforo (P2O5)
P2O5 = 7,700-(180 x 13.69) = $ 5,235.8
El costo por kilogramo de P2O5 usando 18-46-00 es de
(5,235.8 / 460) = $11.38

43. Aplicación del fertilizante

45. Datos del análisis de suelo que
influyen en el suministro de
nitrógeno

46. Ejemplo MAIZ
Suelo-----------------------------
Materia orgánica--------------
N mineral------------------------
Cultivo anterior---------------
Cultivo a establecer---------
Meta de rendimiento---------
Uso de abonos orgánicos-
Factor de eficiencia----------
pH----------------------------------
Cond. Hidráulica--------------
Franco (Dap = 1.2)
2 %
5 ppm de N-NO3
Trigo con residuos retirados
Maiz
10 ton/ha
Sin aplicación
0.80
7.0
3 cm/h

47. Ejemplo
 MR = 10 t/ha
 Ne = 19.7 kg N/ton
 M.O. = 2%  Nm = 54 kg N/ha
 Ni = 5 ppm N-NO3 = 18 kg N/ha
 No = No adición enmienda orgánica
Por sustitución en la formula
DN= [(MR x Ne) - ((Nm + Ni + Nr + No)*Ef)]/Ef
DN= [(10 x 19.7) – (( 54 + 18 + 0)*0.7)]/0.7
DN= 209 Kg de N/ha

48. + -
Uso de rizobacterias
Validación del uso de Azospirilum en Atlalaquia, Eloxochitlán, Puebla.
Cepa desarrollada por el Dr. Caballero
durante su estanciaen la BUAP.

49. Mejorar eficiencia de uso del nitrógeno (NUE) de los cultivos
representa un desafío global. El NUE tiene gran impacto en la
reducción de costos de producción y mitiga las consecuencias
ambientales perjudiciales asociadas con la pérdida y el traslado
de fertilizante nitrogenados al medio ambiente.
Eficiencia del Uso del Nitrógeno
Se estima que más de 100 millones de toneladas de fertilizante
de N se utiliza en la producción agrícola a nivel mundial. Sin
embargo, sólo el 40% del N aplicado es utilizado por los cultivos,
y el restante es lixiviando a aguas subterráneas o se traslada a
agua superficiales y se pierde a la atmosfera como emisiones
gaseosas.
En términos de lograr grandes beneficios ambientales y
mejorar el uno eficiente del N por los cultivos, también, es de
gran importancia aumentar los beneficios de los agricultores.

50. Relación entre rendimiento, N en tejido y
clorofila en etapa V8 en maíz irrigado
N
en
hoja,
%
Dosis de N, kg / ha
Rendimiento,
t
/
ha
60
50
40
30
20
Lecturas
de
Clorofila
0
3
6
9
12
0 75 150 225 300
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Clorofila
Rendimiento
N en hoja
Schepers et al, (1992)

51. Monitoreo de nitrógeno

52. ¡ GRACIAS !
REDUCIENDO LA BRECHA ENTRE LA
CIENCIA Y EL AGRICULTOR