1. NITRÓGENO

2. Reservorios de N en el ambiente de la Tierra

6. ✔ Dinámica regulada por procesos microbiólog.: – N orgánico ----mineralización ---> N mineral ✔ Grandes efectos de disponibilidad de N en el crecimiento vegetal ( verdor y juventud )

8. Formas de N disponibles para las plantas ✔ El N disponible está en forma mineral: – NO3 (Nitrato) – NH4+ (Amonio) ✔ Otra forma mineral: – NO2 - (Nitrito) : Tóxico para las plantas

9. Formas minerales de N en el suelo: ✔ NO3- Cantidad varía de 5 a 100 ppm de N en los 0-20 cm del suelo (1 ppm ≡2.5 kg/ha) (Normalmente hay menos de 20 ppm) ✔ NH4+ su cantidad varía de 1 a 100 ppm Normalmente hay menos de 10 ppm ✔ NO2- = menos de 2 ppm

10. Ciclo del N en el sistema suelo-planta/animales-ambiente Mineralización Amonificación Inmovilización N de amonio N de nitrato N en la MO Absorción “ El conocimiento de las transformaciones y dinámica del N en el sistema suelo-planta-ambiente es esencial para realizar un manejo eficiente de los fertilizantes nitrogenados con el fin de maximizar la productividad de los cultivos y minimizar el impacto negativo de la fertilización sobre el ambiente.” Gases atmosféricos de nitrógeno: principalmente N 2 con trazas de NO, NO 2 , N 2 O y NH 3 Fijación por combustión Fijación eléctrica Fijación industrial Fertilizantes Abonos Alimentos Fijación biológica Algas y Actinomicetes Azospirillum Clostridium Azotobacter Rhizobium Residuos Exportado en productos Lavado Desnitrificación N 2 N 2 O NO Volatilización NH 3 Erosión

13. Compartimientos de la materia orgánica del suelo M.O. Activa -Biomasa viva. -Detritos veg. parcialmente transformados. -Polisacáridos. -Prot. de origen microbiano. -Ac. Fúlvicos. 10-20% de la M.O. M.O. pasiva -Humus físicamente protegido. -Humina. -Ac. húmicos. -60-90% de la M.O. NH 4 + NH 4 + NH 4 + NH 4 + NH 4 + NH 4 +

14. Compuestos nitrogenados orgánicos en el suelo

16. Contenidos promedio de M.O en suelos de la región pampeana y extrapampeana. Sainz Rozas y Echeverría (2008).

17. Ingresos, salidas y ciclado de N en agroecosistemas Ingresos: Fijación biológica, fertilizantes, deposiciones, abonos animales, residuos de cultivos Salidas: Productos agrícolas, desnitrificación, lavado de nitratos, volatilización. Ciclado de N (sin ganancia o pérdida): Inmovilización, mineralización y nitrificación.

19. Estimación de los aportes de distintos compuestos de N desde la atmósfera.

20. Fijación simbiótica de N por distintas leguminosas

22. Balance de N para suelos cultivados con soja para dos valores de fijación biológica de N . Adaptado de Havlin et al. (1999). 21 -74 Parte de la Planta MS NTA N derivado FBN N exportado del suelo por el grano N derivado de la FBN retornado en el residuo Balance 40% 90% 40% 90% 40% 90% 40% 90% ---------------------------------------------------- kg ha -1 --------------------------------------------------------- Grano 2100 151 61 136 90 15 - - - - Residuo 3424 40 16 36 - - 16 36 - Total 5524 191 77 172 - - - -

24. Lavado de NO 3 - según dosis de N y cantidad de agua de percolación. Adaptado de Walters y Malzer (1990) y Sainz Rozas et al. (2004).

25. Cantidad de NO 3 - en el perfil con presencia o no de cultivo (en el hemisferio norte)

26. Fertilización de maíz y NO 3 - disponibles para lavado N disponible a partir del fertilizante y de la mineralización N en el suelo en el tejido vegetal (kg/ha) N en el tejido vegetal N disponible a partir del fertilizante y de la mineralización N en el suelo en el tejido vegetal (kg/ha) N en el tejido vegetal Aplicación a la siembra Aplicación en V6 Aplicación a la siembra Aplicación en V6 según análisis

27. El proceso de desnitrificación

29. Estimación de pérdida de N por desnitrificación para distintos suelos

30. Pérdidas de N-N 2 O en cultivos de trigo bajo SD y LC. Adaptado de Aulakh et al. (1984).

31. Pérdidas de N-N 2 O en cultivos de maíz fertilizados a la siembra o al estadío de seis hojas. Adaptado de Sainz Rozas et al. (2001).

32. Volatilización Desde urea: Desde SO4(NH 4 ) 2 ( NH 2 ) 2 CO + H + + 2 H 2 O ------------- 2NH 4 + + HCO 3 - NH 4 + + OH - --------NH 3 + H 2 O NH 4 + ad-----NH 4 + sol-----NH 3 sol-----NH 3 gas s----NH 3 gas atm Ureasa

35. Efecto de la capacidad buffer del suelo sobre las pérdidas de N por volatilización.

36. Pérdidas por volatilización para cultivos de maíz en SD en Balcarce y centro de Santa Fe. Echeverría y Sainz Rozas et al. (1999).

37. Ciclo del N en el sistema suelo-planta/animales-ambiente Mineralización Amonificación Inmovilización N de amonio N de nitrato N en la MO Absorción Gases atmosféricos de nitrógeno: principalmente N 2 con trazas de NO, NO 2 , N 2 O y NH 3 Fijación por combustión Fijación eléctrica Fijación industrial Fertilizantes Abonos Alimentos Fijación biológica Algas y Actinomicetes Azospirillum Clostridium Azotobacter Rhizobium Residuos Exportado en productos Lavado Desnitrificación N 2 N 2 O NO Volatilización NH 3 Erosión

38. Mineralización-Inmovilización-Reciclaje Mineralization-Immobilization-Turnover (MIT) Biomasa microbiana N orgánico Lábil N orgánico Estable N en residuos N mineral CO 2

40. Evolución del contenido de NO 3 - en el suelo al aportar materiales carbonados (ejemplo 60 C:N) Emisión de CO 2 Relac. C:N del material Concentración de NO 3 - en solución Aporte de material carbonado Inmovilización neta Mineralización neta 60 - 40 - 20 - Tiempo

41. Relaciones C:N de distintos materiales

42. Inmovilización-mineralización para dos tipos de residuos CO 2 emitido C:N del residuo NO 3 - en solución Depresión de NO 3 - Relación C:N CO 2 o NO 3 - Tiempo C:N del residuo CO 2 emitido NO 3 - en solución Adición de residuos Relación C:N CO 2 o NO 3 -

43. Comportamiento de trigo sobre antecesores con distinta calidad de residuo Studdert et al., 2000 U NIVERSIDAD N ACIONAL DE M AR DEL P LATA F ACULTAD DE C IENCIAS A GRARIAS F ERTILIDAD Y M ANEJO DE S UELOS Unidad 5: Nitrógeno Cursada 2010

44. Descomposición de dos residuos de distinta calidad en dos posiciones (a campo)

45. Descomposición de dos residuos de distinta calidad en dos posiciones (en inveráculo)

46. Mineralización-Inmovilización-Reciclaje Mineralization-Immobilization-Turnover (MIT) Biomasa microbiana N orgánico Lábil N orgánico Estable N en residuos N mineral CO 2

47. Paso 1. Amidización Paso 2. Amonificación Mineralización del N R-NH 2 + H 2 O NH 3 + R-OH + Energía NH 4 + + OH - + Bact. Hong. H 2 O NH 2 H NH 2 NH 2 Aminoácidos Aminas Urea C-COOH R-NH 2 C=O Proteínas + + CO 2 E +

51. Relación entre el contenido de N en la M.O activa y el N potencialmente mineralizable (adaptado de Curtin y Wen, 1999).

52. Cambios en el contenido de MO con los años de agricultura bajo tres sistemas de labranza Adaptado de Lamb et al, 1985

53. Estimación del N mineralizado en función del agua disponible para distintos N o Adaptado de Echeverría y Bergonzi, 1995 Cultivos de Verano Cultivos de Invierno

54. Mineralización de N del suelo a lo largo del año y su relación con la demanda por N de trigo y maíz Mes

55. Mineralización de N en suelos del sudeste bonerense Adaptado de Echeverría y Bergonzi, 1995 -1

56. FERTILIZANTES NITROGENADOS

57. Fertilizantes nitrogenados Estiércol de vacunos, porcinos, aves, etc. Compost Sintéticos Orgánicos Urea Nitrato de amonio calcáreo. Amoníaco anhidro (gas). Solución de NO 3 NH 4 + Urea (UAN sol).

58. Producción de fertilizantes nitrogenados sintéticos Reacción de Haber-Bosch Una casa promedio consume entre 1.5 y 2 m 3 por día 3H 2 + N 2 2NH 3 Catalizador, 1200 0 c 500 amt de presión

59. Tipos y características de fertilizantes nitrogenados NH 3

61. NO 3 NH 4 Contenido de N= 35% Densidad= 850-975 kg m -3 Humedad crítica relativa (30°C)= 40% Solubilidad en agua (20°C)= 194 g 100 ml-1. NO 3 NH 4 CO 3 Ca Contenido de N= 27% Densidad= 975-1100 kg m -3 Humedad crítica relativa (30°C)= 55% Solubilidad en agua (20°C)= 194 g 100 ml -1 . Reacción en el suelo NH 3 + 3O 2 2HNO 3 + NH 3 NH 3 NH 4 (sol) Cat+temp+H2O 2NH 4 + + 3O 2 2NO 2 - + 2H 2 O + 4H + 2NO 2 - + O 2 2NO 3 -

62. Contenido de N= 21% Contenido de S= 23.7-24% Densidad= 785-1040 kg m -3 Humedad crítica relativa (30°C)= 75% Solubilidad en agua (20°C)= 75.4 g 100 ml -1 . SO 4 (NH 4 ) 2 Reacción en el suelo 2NH 4 + + 3O 2 2NO 2 - + 2H 2 O + 4H + 2NO 2 - + O 2 2NO 3 -

63. Fertilizantes líquidos Como se determina la dosis de UAN si por ejemplo quiero aplicar 46 kg N ha -1 ?

64. Otros fertilizantes líquidos Fertilizante Cont de N % P/P Cont de S % P/P Densidad g L -1 Temp de cristalización SOLPLUS 12 26 1.32 2 0 C SOLMIX 30 2.6 1.32 -2 0 C FOLIARSOL (urea en sol) 20 - 1.1 3 0 C

66. Consumo aparente de fertilizantes (importación+producción-exportación) y evolución del consumo de fertilizantes nitrogenados. Adaptado de Melgar (2005). Consumo ha -1 (P+N)= (127 kg ha -1 ) Aprox 48% es N Rta a N Rta a P Se exporta aprox el 30%

67. Consumo aparente de fertilizantes (serie 1987-2007). FUENTE: Dirección de Agricultura sobre la base de datos de CIAFA y Fertilizar Asociación Civil

68. Extracción en grano y aplicación de nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K) y azufre (S) para girasol, soja, trigo y maíz en la campaña 2006/07. FUENTE: Elaborado a partir de información de SAGPyA, Fertilizar A.C. e IPNI Cono Sur por Ciampitti I y F. García, 2008.