“La forma del nitrógeno en nitrato es móvil en el suelo, que en condiciones de precipitación o riego, aumenta el riesgo de movimiento vertical, lo que podría provocar su llegada a las aguas superficiales o profundas contaminándolas”.

Por: Rodrigo Osorio,

Carla Cáceres,

José Ignacio Covarrubias,

Artículo del Journal of Soil Science and Plant Nutrition

La nutrición del nitrógeno en el arándano ha sido estudiada por algunos autores. Sin embargo, el efecto de los fertilizantes de N-nitrato o N-amoniaco con inhibidores de nitrificación en el crecimiento de las plantas y la fisiología no se conocen aun. El objetivo de esta investigación fue estudiar la efectividad e implicaciones fisiológicas de los fertilizantes amoniacales con o sin inhibidores de nitrificación en el arándano.

El experimento se realizó con arándanos “Emerald” (esmeralda) de 1 año, cultivados en macetas de plástico de 20 litros. Nuestros datos indican que los fertilizantes que contienen amonio, promueven el crecimiento vegetativo, aumentan la concentración de nitrógeno en las hojas y el intercambio de gases en las plantas, posiblemente debido a una mayor absorción de la raíz de nitrógeno en comparación con el nitrato.

Por otro lado, la fertilización con amonio con nitrificación, aumenta el inhibidor de la concentración de clorofila en la hoja en comparación con la adición de amonio sin un inhibidor de nitrificación y nitrato. Sin embargo, el suministro de amonio disminuye la concentración de calcio y potasio en las hojas. Nuestros datos sugieren, por primera vez, esa fertilización con amonio acompañada de un inhibidor de nitrificación, que es una estrategia efectiva para mejorar el estado de nitrógeno y promover el desarrollo de la planta en arándano "Esmeralda".

En los últimos años, el cultivo del arándano (Vaccinium spp.) ha aumentado significativamente, debido a la alta demanda del consumidor para esta baya en todo el mundo. Entre otras propiedades, el arándano es caracterizado por una alta concentración de compuesto antioxidante en su piel, lo que contribuye significativamente a la prevención de varias enfermedades humanas. Los arándanos crecen en suelos con alta concentración de materia orgánica y pH ácido (<5.5), que se cultivan con frecuencia en camas elevadas cubiertas con aserrín. Además, el arándano es un pequeño arbusto que produce frutas de bajo peso en comparación con otros cultivos, que lo hacen un cultivo caracterizado por una baja nutrición.

Sin embargo, de todos los nutrientes minerales esenciales para las plantas, el nitrógeno (N) es el más absorbido por esta especie. De hecho, el N extraído de un huerto de arándanos es de aproximadamente 1 a 2kg por tonelada de fruta eliminada, lo que justifica la necesidad de emplear el manejo de la fertilización en varios sistemas agrícolas.

El nitrógeno influye significativamente en el desarrollo de las plantas como ningún otro nutriente mineral, ya que juega un papel crucial como componente estructural de varias moléculas fundamentales como aminoácidos, proteínas, enzimas, sistemas de energía vegetal (por ejemplo, ATP), amidas, péptidos, hormonas y metabolitos secundarios.

En cultivos de bayas, el estado de N afecta fuertemente la longevidad del huerto, la productividad, tasa de crecimiento de raíces, brotes y calidad de bayas. En la mayoría de los suelos agrícolas, nitrato (NO3-) y amonio (NH4+) son las fuentes de N más comunes disponibles para las plantas.

A pesar de la primera fuente de N mineral en el suelo derivada de materia orgánica y atmósfera siendo NH4+, NO3- es con frecuencia la fuente primaria de N presente en el suelo.

De hecho en ambientes mediterráneos, el NH4+ promedio más la concentración, es frecuentemente 10–1000 veces menor que NO3-, rara vez excede los 50 μM. Esto ocurre porque NH4+, una vez en el suelo, se oxida rápidamente a nitrito (NO2-) por dos grupos de microorganismos: amoníaco y bacterias oxidantes de nitrito.

Los primeros grupos (por ejemplo, Nitrosomonas spp. y Nitrosococcus spp.) inician el proceso de nitrificación oxidando amoníaco (NH3) a hidroxilamina (NH2OH), que es catalizada por el NH3 enzima monooxigenasa y luego oxida NH2OH a nitrito (NO2-) a través de la enzima hidroxilamina oxidorreductasa. El segundo grupo (por ejemplo, Nitrobacter spp.) completa el proceso produciendo NO3- a través de NO2– enzima oxidorreductasa. Más recientemente, se ha observado que otros microorganismos como la bacteria "commamox" del género Nitrospira, también puede realizar ambos pasos oxidativos. Además, algunos factores, como el pH del suelo, determina fuertemente la disponibilidad de NO3- y NH4+ para plantas. Por un lado, NO3- está altamente disponible en ambas condiciones de suelos ácidos y alcalinos. De lo contrario, NH4+ está disponible principalmente en pH ácido del suelo, porque a medida que aumenta el pH, se vuelve más propenso a los procesos de volatilización y nitrificación, que son estrechamente determinados por la actividad de las bacterias sensibles a la temperatura, la disponibilidad de O2 y la acidez del suelo.

En cuanto al arándano, se han observado algunos patrones relacionados con la absorción de N por las raíces. En este contexto, algunos Vaccinium spp., comúnmente utilizados para fines comerciales, como los arándanos highbush (Vaccinium corymbosum L.), tienden a preferir NH4+ en lugar de NO3-. Esto se ha atribuido a mayor NH4+ disponible en suelos ácidos con pH que está muy extendido en aquellas áreas donde el origen de este grupo de genotipos ha sido descrito. Algunos autores han tratado de explicar el efecto de diferentes fuentes de N en variables vegetativas y fisiológicas en arándano. Sin embargo, todavía no hay un acuerdo claro entre las conclusiones resultantes de cada experimento.

En este sentido, algunas investigaciones indican que el arándano reacciona mejor a NH4+ como fuente principal de N en el suelo o soluciones en cultivo hidropónico. Por el contrario, otros autores han informado que el crecimiento de brotes y raíces, así como la actividad fotosintética está influenciada positivamente por la aplicación de NO3- en comparación con NH4+.

La condición edafoclimática del área de origen del genotipo, puede influir en su respuesta a la fuente de N. Por ejemplo, Vaccinium arboreum, una especie que evoluciona en un pH del suelo cercano a 6.5, tiene mayor acumulación de materia seca cuando se fertiliza con NO3-, en comparación con NH4+. Por otra parte, la vacuna corymbosum L., predominantemente adaptado a suelos más ácidos pH, mostró un mejor comportamiento en presencia de NH4+ en el suelo. Sin embargo, la información científica relacionada con el efecto de diferentes fuentes de N, sobre variables fisiológicas de arándano como la fotosíntesis, el estado mineral de plantas o concentración en la hoja de clorofila es muy escaso en la literatura disponible. Aunque una fracción significativa de plantas absorbe adecuadamente y metaboliza NO3-, gracias a varios NH4+, con ventajas como fuente de N para la nutrición de las plantas: (1) debido a el NH4+ propiedades químicas (un ion poliatómico positivo), es más estable y menos susceptible a la lixiviación en el suelo en comparación con NO3-. De hecho, en un suelo de arrozal de carga permanente, NH4+ marcado con 15N+ el sulfato era propenso a lixiviarse nueve veces menos de NO3-, siendo 8,2% y 78% de 15N agregado, respectivamente. (2) NH4+ facilita la absorción de otros minerales por las raíces (Fe, Zn, Cu), desde NH4+ la absorción induce una acidificación en la rizosfera debido a la excreción de protones a través del H+ -ATP, favoreciendo la reducción de Fe+3, Zn+3 y Mn+4 a formas más solubles. (3) NH4+ requiere menos energía para ser metabolizado a nivel celular, ya que el costo de energía para reducir NO3- a NH4+, dentro de la célula vegetal consume alrededor del 12–26% de los reductores generado fotosintéticamente. Algunos estudios realizados en condiciones de campo e hidropónicas en especies frutales como el aguacate y vid respectivamente, demostraron algunos beneficios de N-NH4+ nutrición comparada con N-NO3- en variables vegetativas y fisiológicas, tales como crecimiento de brotes, concentración de clorofila en las hojas, estado nutricional e intercambio de gases en la hoja. Sin embargo, para mejorar la efectividad de los efectos positivos inducidos por NH4+ en algunas plantas, puede ser importante emplear estrategias enfocadas sobre el mantenimiento del NH4+, con concentración en el suelo a niveles medios a bajos al ralentizar la oxidación de NH4+, detalla un contexto, al uso de inhibidores de nitrificación aplicados al suelo.

Recientemente se ha convertido en el foco de iniciativas de investigación intensiva. Algunos de estos inhibidores, incluidos nitrapyrina, diciandiamida, 2-amino-4-cloro-6- metilpirimidina y el altamente específico 3,4-, el fosfato de dimetilpirazol (DMPP), se ha utilizado para suprimir el NH4+ nitrificación en un experimento realizado en fresa con NH4.