inhibidores de la nitrificación

La importancia de los inhibidores de la nitrificación

Uno de los nutrientes de los que más abusamos y más efecto visual tiene sobre nuestras plantas es el nitrógeno. De ahí que hace unos cuantos años lleve desarrollándose una tecnología de inhibidiores de la nitrificación. 

Es por esto último que, a diferencia de otros muchos, es utilizado muchas veces sin medida y con cierto abuso. De ahí que muchas plantas tengan un crecimiento exageradamente rápido y con mucha formación de hojas y tallos pero esté descompensado con respecto al resto de nutrientes. 

En el equilibrio nutricional de una planta radica el éxito, y no siempre el “uso generoso” de un nutriente va a hacer que nuestros cultivos estén más fuertes o produzcan más.

+ La gran importancia del nitrógeno en las plantas

La distintas fases del nitrógeno

Cuando nosotros aplicamos materia orgánica a un suelo (sea animal o vegetal), junto con fertilizantes que contienen nitrógeno, estamos aplicando distintas fases de este elemento que tienen un comportamiento totalmente distinto en el suelo.

Es por ello que hay que saber gestionar qué fase del nitrógeno aplicar según la época en la que nos encontremos.

Uno de los conceptos que tradicionalmente tenemos es que las plantas sólo pueden asimilar la fase de nitrógeno conocida como nitrato (NO3-), una de las más sencillas de absorber dentro del catálogo de fertilizantes que aplicamos de forma exógena.

Sin embargo, hace tiempo que muchos estudios e investigaciones nos vienen a decir que la fase amoniacal también puede ser absorbida por la planta. De hecho, casi tan fácil (muchas veces por difusión pasiva) como la fase nítrica.

De hecho, un buen fertilizante starter, que favorezca un enraizamiento rápido y adecuado, incluiría una mezcla a partes iguales de la fase nítrica (NO3-) y amoniacal (NH4+).

El primero, la forma de nitrato (NO3-) favorece la elongación de las raíces laterales, aquellas que mejoran la asimilación de los nutrientes. Por otro lado, la forma amoniacal (NH4+), cuando es absorbida, favorece la formación de nuevas raíces.

La forma amoniacal es interesante porque, cuando es absorbida por las raíces, directamente pasa a formar parte del metabolismo de la planta. Por contra, el nitrato (NO3-) debe transformarse, en un proceso contrario, a forma amoniacal (NH4+).

El problema viene cuando la forma amoniacal se volatiliza en forma de amonio (NH3+) o se absorbe en gran cantidad, llegando a ser tóxico para las plantas cuando supera un umbral de absorción.

Se considera recomendable en agricultura convencional (en suelo), que la forma amoniacal no sobrepase el 20-30% del total del nitrógeno aportado. Sin embargo, todo depende de las condiciones de suelo, contenido en materia orgánica (presencia de bacterias nitrificantes, temperatura, etc.).

En hidropónico, esta cantidad se reduce aún más, no siendo recomendable trabajar con más del 10% en fase amoniacal, ya que en suelos inertes (fibra de coco, perlita, vermiculita, etc.), no se considera importante la nitrificación por baja presencia de organismos descomponedores.

Más que explicar las distintas fases de nitrógeno en el suelo y su comportamiento, ponemos una imagen.

ciclo biológico e inhibidores de la nitrificación

Al contrario de lo que se suele pensar, la transformación del nitrógeno en forma amoniacal (sulfato amónico, por ejemplo), no pasa directamente a forma de nitrato.

Es necesario una fase anterior, conocida como forma de nitrito (NO2-) antes de pasar a nitrato. Muchas veces ni hemos oído hablar de esta forma de nitrógeno y, de hecho, no es la más importante.

Eso ocurre porque el proceso de transformación del amonio (NH4+) a (NO2-) ocurre a la misma velocidad que de NO2- a NO3-. Por tanto, es constante en el suelo.

Lo que se entiende por inhibidores de la nitrificación es modificar el comportamiento de las bacterias que intervienen en el proceso de degradación de las distintas fases nitrogenadas.

Sin embargo, como se puede ver en la imagen, hay 2 tipos diferenciados de bacterias o géneros de bacterias que modifican el nitrógeno.

1er paso: del amonio (NH4+) + nitrito (NO2-)

Este proceso de oxidación del nitrógeno está fomentado por bacterias del tipo nitrosomonas. Son bacterias conocidas como oxidantes del amoniaco.

En este proceso, es interesante ayudar a controlar la liberación de este elemento con inhibidores de la nitrificación.

2º paso: del nitrito (NO2-) a nitrato (NO3-)

En este paso se produce la oxidación del nitrito a nitrato, fomentado por bacterias del género Nitrobacter.

Ambos tipos de bacterias, nitrobacter y nitrosomonas, están bastantes diferenciadas y los inhibidores de la nitrificación actuarán de distinta forma.

Pérdidas en las distintas fases nitrogenadas

La gran demanda de los inhibidores de la nitrificación se basa en controlar el paso de la forma amoniacal a la forma nítrica definitiva (en varios pasos, como hemos visto), de forma que no se produzca de forma incontrolable y en cuestión de días o semanas, como sucede en muchos de los suelos que tenemos en España.

De primeras, podríamos pensar que lo que nos interesa es tener todo el nitrógeno que podamos en forma nítrica, pues es la forma que más se absorbe por las plantas. Sin embargo, desde el punto de vista químico tenemos un problema. 

Como sabes, el complejo arcillo-húmico presenta carga o afinida electrónica negativa. Es decir, todos los nutrientes que sean cationes quedarán atrapados en dicho complejo y ofrecerán una resistencia al lavado o lixiviación.

Lo podemos ver en la imagen siguiente:

Complejo arcillo-húmico, inhibidores de la nitrificación

Lo son el calcio, el magnesio, el potasio, el hierro, el zinc, el nitrógeno amoniacal (NH4+), etc.

Sin embargo, la forma nítrica (NO3-) tiene una carga negativa, por lo que no quedaría fijada en el complejo arcillo-húmico, lista para un futuro intercambio con las raíces, cuando éstas cedan hidrogenos (H+) para compensar las cargas eléctricas.

Al ser aplicado en fertirrigación, o cuando la forma amoniacal (NH4+) del nitrógeno se transforma a forma nítrica (NO3-) después de pasar por forma de nitrito (NO2-), quedaría irremediablemente a merced del agua de riego. 

De ahí que se diga que en la gestión del nitrógeno (nítrico), es esencial el control del riego al máximo. 

Por tanto, en cultivos extensivos, riegos a manta o zonas donde hay bastantes precipitaciones, la aplicación del nitrógeno amoniacal al suelo sería una auténtica lotería, ya que después de degradarse, en cuestión de días o semanas perderíamos todo el nitrógeno aportado.

De ahí que se usen herramientas a día de hoy que controlen o reduzcan el proceso de nitrificación.

Hablamos de los inhibidores de la nitrificación. 

¿Cómo actúan los inhibidores de la nitrificación?

Los inhibidores de la nitrificación han dado un salto cualitativo en la gestión del nitrógeno. Tanto que, en muchas zonas donde la lixiviación de la forma de nitrato (NO3-) es alta, se ha impuesto por ley y a decretazo la obligatoriedad de usar inhibidores de la nitrificación.

Pero, ¿cómo actúan los inhibidores de la nitrificación?

aplicación de inhibidores de la nitrificación DMPP

Como hemos comentado antes, en un suelo no se controla los niveles poblaciones de los generos nitrosomas y nitrobacter, encargados de transformar la forma amoniacal a la forma nítrica.

Los inhibidores de la nitrificación actúan reduciendo dichas poblaciones, como un bactericida o bacteriostático, de modo que la molécula de nitrógeno queda protegida por un agente que reduce dicho proceso.

En el momento en el que se pierde este inhibidor, el nitrógeno irá transformándose en forma nítrica más rapidamente, pero ya habrá dado tiempo a que el cultivo se desarrolle adecuadamente y podrá obtener una mayor reserva nitrogenada en el futuro.

Aunque hay un volumen alto de materias activas que se utilizan como inhibidores de la nitrificación, estos son los más importantes. Algunos de ellos son sintéticos (los que mejor funcionan) y otros son naturales.

Inhibidores de la nitrificación, capas cerosas

El mero hecho de incorporar un retardante en la liberación de los fertilizantes ya supone una forma natural de reducir la nitrificación cuando los fertilizantes son amoniacales. Las bacterias no están en contacto directo con el nitrógeno y sólo podrán actuar cuando la capa cerosa se degrade.

Normalmente deja un margen de varias semanas o incluso meses hasta que los cuerpos cerososo liberan por completo el fertilizante. Éstas se degradan por acción del Sol directo y el agua incorporada en el sistema de riego o la lluvia.

Por contra, no sólo el nitrógeno queda “encarcelado” si no que otras formas nutricionales (fósforo, potasio, azufre, etc.) también quedan limitados en su absorción si están dentro de la bola cerosa.

Inhibidores de la nitrificación, DMPP y DCD

nhibidores de la nitrificación

Efecto de distintos fertilizantes con Inhibidores de Nitrificación sobre
la lixiviación de nitratos NO3- en un cultivo de espinacas realizado en el Centro de Investigación en Limburgehof- BASF en 1999. (adaptado Zerulla et al., 2001).

Estos inhibidores de la nitrificación son los más usados e incorporados abiertamente en multitud de campos, cultivos y países.

3,4DMPP (3,4 3,4 dimetil Pirazol Fosfato) es una fórmula patentada y protegida por BASF (Alemania) y es actualmente uno de los inhibidores de la nitrificación más eficientes.

El DMPP tiene la capacidad de inhibir el desarrollo de las bacterias y actuar como bactericida.

DCD (diciandiamida), otro inhibidor de la nitrificación, no tiene efecto bactericida sino bacteriostático, por lo que es una forma de reducir la transformación del nitrógeno pero con menos éxito que el DMPP.

En este caso, DCD tiene un efecto sobre nitrosomonas spp. El problema es que es un elemento bastante soluble y se lixivia facilmente cuando hay un exceso de agua (riego a manta, lluvia, etc.).

El primer inhibidor de la nitrificación mencionado, DMPP, es relativamente inmóvil por la planta y no se absorbe a través de las raíces, por lo que no se corre el riesgo de posible fitotoxicidades.

Inhibidores de la nitrificación, nitrógeno orgánico

El nitrógeno orgánico procedente de materia orgánica (compost, extractos húmicos, estiércol, aminoácidos, etc.) tiene la ventaja de que por sí es un inhibidor de la nitrificación. No literalmente hablando, pero sí es una forma de liberar nitrógeno lentamente según se va  transformando en nitrógeno amoniacal y éste en nítrico.

La velocidad con la que lo hace será dependiente de la relación C/N del suelo, que a su vez mide la actividad de los microorganismos descomponedores de la materia orgánica.

Inhibición de la transformación de la urea

Aunque no forma parte de los inhibidores de la nitrificación, también hay formas de reducir la transformación de la urea a la forma amoniacal.

Esta transformación suele ocurrir a velocidades vertiginosas en pH de suelos alcalinos y con presencia de la enzima ureasa. 

Por lo tanto, los inhibidores van encaminados a reducir o limitar la enzima ureasa para que no se produzca dicha transformación.

  • Triamida N-(n-butil) tiofosfórica (NBPT).
  • N-(2-nitrofenil) triamida de ácido fosfórico (2-NPT)
  • Monocarbamida dihidrógeno sulfato (MCDHS)

Entre estos tres inhibidores de la ureasa, el primero (NBPT) es actualmente el más utilizado, con una capacidad de mantener estable la urea hasta 14 días desde el momento de su aplicación.

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