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Los Fertilizantes Nitrogenados y la Acidificación del Suelo *

articulos
S.H. Chien, IFDC, M.M. Gearhart and D.J. Collamer Honeywell International 

* Efecto de diferentes fuentes de N amoniacal sobre la acidificación del suelo. Reporte de International Fertilizer Development Center (IFDC). Agosto del 2001. Adaptado por Ing. Ftal. Ana Maria Lupi

Al momento de decidir que fuente de fertilizante conviene utilizar es necesario considerar, entre otras cosas, las características del suelo, y las reacciones y transformaciones de los productos. Algunas fuentes de fertilizantes nitrogenados como las amoniacales generan un residuo que provoca cierta acidez al suelo. Es conocido el mayor efecto acidificante del sulfato de amonio respecto del nitrato de amonio y la urea. Sin embargo, no se puede generalizar sobre este efecto en todos los suelos, normalmente la capacidad amortiguadora de los suelos arcillosos hace que la acidez inducida por estos tres fuentes sea menor, particularmente en el caso del SA.

  

Por qué acidifican los fertilizantes nitrogenados?

Durante el proceso de nitrificación del NH4 del fertilizante a NO3 se liberan iones H+ que pueden producir acidez en el suelo. El grado de acidez que induce depende de la fuente de N que se utiliza. Entre los fertilizantes nitrogenados de uso mas frecuente se encuentran la urea, el nitrato de amonio (NA) y el sulfato de amonio (SA). Durante su transformación en el suelo, la reacción da como resultado la producción de igual cantidad de N con las tres fuentes, pero los protones liberados son mayores para el SA. Así, tenemos que por cada mol de SA se liberan 4 unidades (moles) de H+, mientras que cada unidad (mol) de urea y NA produce solo 2 moles de H+. Por lo tanto, si a un suelo le agregamos una cantidad determinada de N/ha con cada una de estas tres fuentes, la acidez inducida por la nitrificación del producto debería seguir el siguiente orden AS > urea = AN.

 

Cómo se comprobó el efecto

Para demostrar este proceso, se trabajó en condiciones de invernáculo con tres suelos de pH similares (suelo A: 6.60; suelo B: 6.62 y suelo C: 6.44), pero con un contenido de arcilla variable: un 64 % en el suelos A, 33 % en el suelo B y 17 % en el suelo C. Durante un periodo de 4 años se estableció una secuencia de cultivos trigo-maíz conducidos en condiciones óptimas de humedad y nutrición (Tabla 1). En cada cultivo se probó el efecto de la adición de N en cantidades iguales para cada fuente: sulfato de amonio, nitrato de amonio y de urea.

Tabla 1: Secuencia de cultivo y cantidad de N aplicado

Cultivo

Trigo Maíz Trigo Maíz Trigo

Año

1998-99 1999 1999-00 2000 2000-01

Cantidad de N aplicado (Kg/ha)

100 200 100 200 200

  

 

Efectos sobre el rendimiento

En todos los casos estudiados se encontró una respuesta significativa a la aplicación de las diferentes fuentes de N (Tabla 2).

 

Tabla 2: Rendimiento de trigo y producción de materia seca (M.S.) de maíz con diferentes fuentes de N.

Suelo

Fuente

Rendimiento de trigo (g/maceta)

Producción de M.S. de maíz (g/maceta)

Rendimiento de trigo (g/maceta)

Producción de M.S. de maíz (g/maceta)

Rendimiento de trigo (g/maceta)

 

 

98-99

99

99-00

00

00-01

Suelo A

Testigo SA
NA
Urea

56.0 C
75.8 A
69.5 B
68.7 B

82.8 B
197.1 A
185.7 A
191.4 A

7.7 C
30.9 A
30.9 A
26.9 B

18.4 C
207.7 A
205.6 AB
187.4 B

6.1 B
53.3 A
52.5 A
53.8 A

Suelo B

Testigo
SA
NA
Urea

46.7 C
65.8 B
68.7 AB
69.9 A

71.7 C
177.9 A
170.5 AB
156.3 B

14.6 C
31.7 B
32.8 B
34.4 A

33.5 B
179.1 A
190.1 A
183.5 A

20.8 B
63.0 A
63.3 A
64.4 A

Suelo C

Testigo
SA
NA
Urea

43.3 C
63.3 A
56.7 B
57.2 B

55.3 B
138.1 A
138.1 A
137.7 A

7.9 B
25.2 A
25.6 A
24.2 A

28.0 C
164.8 B
165.7 B
171.5 A

12.9 B
51.0 A
49.3 A
48.5 A

  

En cada suelo valores con la misma letra indican ausencia de diferencias estadísticamente significativas (P = 0.05). 

Los rendimientos de trigo y la producción de materia seca total del maíz (granos+marlos+tallos) fueron significativamente mas bajos en el testigo sin N que con cualquiera de las fuentes. Si bien en el primer cultivo de trigo, el SA fue la fuente de N más efectiva, a partir del segundo cultivo esta diferencia desaparece mostrando una eficiencia similar al NA. Hacia el final del experimento no se encontraron diferencias entre las fuentes de N utilizadas en cada suelo, indicando que la disponibilidad de N fue similar en los tres suelos. Esto es lo que se comprobó cuando se analizó el promedio de rendimiento de trigo y la producción de materia seca de maíz para cada fuente de N, independientemente del tipo de suelo (Tabla 3). Las pequeñas variaciones en los rendimientos, entre los tratamientos, confirman que la efectividad de cada fuente nitrogenada fue similar.

 

Tabla 3: Rendimiento de trigo y producción de materia seca (M.S.) de maiz (grano + tallo+ marlo) para cada fuente de N

Fuente Rendimiento de trigo (g/maceta) Producción de M.S. de maíz (g/maceta) Rendimiento de trigo (g/maceta) Producción de M.S. de maíz (g/maceta) Rendimiento de trigo (g/maceta)
Año 98-99 99 99-00 00 00-01
SA
NA
Urea
68.3
64.9
65.2
171.0
164.7
161.8
29.2
29.7
28.5
183.8
187.1
180.8
55.7
55.0
55.5

 

El rendimiento no...pero el pH....

En el primer cultivo de trigo no se encontraron variaciones significativas del pH entre el testigo y alguna de las fuentes de N (Tabla 4). Solo en el suelo arenoso (C), el SA fue la fuente que provocó una caída notable del pH en relación al testigo, y al NA y la urea. Aunque las diferencias fueron pequeñas, estas pueden explicarse por la baja capacidad reguladora dado el bajo contenido de arcilla del suelo, donde el SA tiene un mayor poder de acidificación. A partir del segundo cultivo (maíz 1999) los tres suelos que recibieron alguna fuente de fertilizante mostraron un pH significativamente inferior al testigo. El efecto acidificante del SA se acentuó con el tiempo, dependiendo del tipo de suelo. En el segundo cultivo, en el suelo B y C la caída del pH ocasionada por el SA fue de mayor magnitud comparado con las restantes fuentes, pero a partir del tercer cultivo (trigo 99-00) el SA fue la fuente más acidificante independientemente del tipo de suelo. En otras palabras, el efecto de acidificación en el suelo arcilloso (A) se manifiesta de manera retardada respecto de los otros dos suelos, más arenosos. También debe notarse que en el suelo A, la aplicación de solo 100 kg N/ha de SA en el tercer cultivo produjo un descenso mayor del pH, que en el caso del NA y la urea .

 

Tabla 4. Valores de pH obtenidos con diferentes fuentes de N, medido luego de cada cultivo en una secuencia de trigo-maíz.

Suelo

Fuente

pH en CaCl2

 

 

98-99

99

99-00

00

00-01

Suelo A

Testigo
SA
NA
Urea

5.63 A
5.55 AB
5.51 B
5.54 AB

5.41 A
5.22 BC
5.19 C
5.27 B

5.44 A
5.22 C
5.33 B
5.31 B

5.43 A
4.99 C
5.20 B
5.20 B

5.73 A
4.99 C
5.29 B
5.28 B

Suelo B

Testigo
SA
NA
Urea

6.67 A
6.52 B
6.56 AB
6.53 B

6.52 A
6.13 C
6.36 B
6.35 B

6.69 A
6.37 C
6.61 AB
6.59 B

6.87 A
6.36 C
6.68 B
6.67 B

6.98 A
6.34 C
6.82 B
6.77 B

Suelo C

Testigo
SA
NA
Urea

6.03 A
5.83 C
5.95 A
5.96 A

5.83 A
5.38 C
5.68 B
5.70 B

5.96 A
5.42 C
5.83 B
5.82 B

6.06 A
5.25 C
5.74 B
5.72 B

6.06 A
5.05 C
5.77 B
5.77 B

Valores en cada suelo con la misma letra no son estadísticamente diferente (P = 0.05).

   

El pH en agua mostró un comportamiento muy similar. Al cabo de los 5 cultivos el suelo recibió un total de 800 kg N/ha como SA, NA o urea. En el suelo arcilloso (Figura 1), todas las fuentes de fertilizantes provocaron un continuo decrecimiento del pH comparado con el testigo. El SA fue la fuente que más acidez generó, bajando el pH de 5.82 a 5.09; mientras que la urea y el NA presentaron un comportamiento muy parecido entre si. El suelo arenoso mostró un patrón similar al anterior (Figura 2). El SA una vez más presentó un mayor efecto acidificante, bajando el pH de 6.14 hasta 5.13. El NA y la urea en este caso, a pesar de mostrar la misma tendencia, el efecto fue de menor magnitud.

 

 

Figura 1: Variaciones en el pH en agua en un suelo arcilloso sin N (Testigo) y con tres fuentes de N.

  

Figura 2: Variaciones en el pH en agua en un suelo arenoso sin N (testigo) y con tres fuentes de N.

  

Si se comparan las variaciones del pH en cada suelo para cada fuente respecto del testigo (pH Urea, SA o NA - pH testigo) se observa que las menores alteraciones se presentaron en el suelo arcilloso. Comparando las Figuras 1 y 2 se advierte que en el caso particular del SA, el suelo arenoso comienza a manifestar los cambio desde el primer cultivo con el agregado de 100 kg N/ha. En cambio en el suelo arcilloso, las diferencias más notables comienzan a darse a partir del segundo cultivo con el testigo, y desde el tercer cultivo con las restantes fuentes de fertilizantes. En síntesis, todas las fuentes bajaron el pH del suelo después de los cultivos y la acidificación dependió de la textura

 

Cual es el índice de acidez?

Teóricamente el SA produce una acidificación que es el doble de la provocada por el NA y la urea. La Asociación Oficial de Químicos Agrícolas (AOQA) en EEUU establece que la acidez residual inducida por el SA es tres veces mayor que las dos fuentes restantes. Para cuantificar esta característica se ha definido un índice de acidez (IA) donde se compara la acidez inducida por el SA en relación al NA o de la urea. Por lo tanto a la AOQA el valor oficial de este índice es 3.

Para comprobar este valor se continuó con el estudio tomando las muestras de los tres suelos luego del segundo cultivo de maíz (1999) y del último cultivo de trigo (2000-01). Las muestras fueron valoradas con hidróxido de sodio (OHNa) en una solución de acetato de Ca a pH 8.0. La cantidad de NaOH usado en la valoración se utiliza para calcular el índice. El valor del IA del SA con respecto al NA y a la urea se calcula con de la siguiente ecuación


Donde V de NaOH usado para valorar las muestras de suelo con SA, NA, urea y testigo

Los valores medios que para el cultivo de maíz destacan que el efecto acidificante de la urea y del NA es similar (Tabla 5). En el suelo arcilloso (A) el IA de SA/urea y del SA/NA es 1.55, esto es, el SA es un 55% mas ácido que la urea y el NA. Este valor es más bajo que el valor teórico (IA = 2) y que el valor "oficial" de las tablas de AOQA (IA = 3). En el suelo B y C (más arenosos) los valores medios de IA fueron 2.11 y 2.08. Sin duda que estos valores son cercanos al valor teórico de IA= 2 pero muy inferior a lo indicado por AOQA de 3.

 

Table 5. Índice de acidez para el SA con respecto a la urea y al NA

 

IA %

 

Maíz (1999) Trigo (00-01)
Suelo SA/Urea SA/NA Media SA/Urea SA/NA Media
Suelo A 1.55 1.54 1.55 1.60 1.64 1.62
Suelo B 2.08 2.14 2.11 2.16 1.92 2.04
Suelo C 2.22 1.95 2.08 2.39 2.52 2.45

 

Cuando se calculó el IA luego del último cultivo de trigo (Tabla 5), en el suelo arcilloso (A) el SA fue un 62% mas ácido que la urea y el NA. En el suelo B el valor encontrado fue de 2.04, cercano al hallado para el cultivo de maíz. En el suelo arenoso el IA de SA/NA y SA/urea fue 2.45, mas alto que el valor encontrado para maíz.

Luego de dos cultivos se desprende que la magnitud del efecto residual acidificante del SA es mayor. Este efecto depende de la textura del suelo; el SA fue una vez a una vez y media más ácido que la urea y el NA en el suelo arcilloso; mientras que en el más arenoso fue el doble de ácido. En conclusión, este trabajo refuta la magnitud del efecto acidificante que AOQA asignó al SA en 1934 y que se ha considerado como "oficial" desde aquel entonces.

  

 


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