Autores: Carlos Vela1, William Carrasco2 y Carlos Gómez1
1. Universidad Nacional Agraria La Molina, Grupo cambio climático y Ganaderia
2. Instituto Nacional de Innovación Agraria, Cajamarca
Dinámica del Nitrógeno en el sistema pastoril
Un sistema es un conjunto de componentes que están organizados para un determinado propósito. Por lo tanto, un sistema pastoril sería todos los componentes que están asociados al pastoreo (propósito), como el componente suelo, planta y animal. Cada uno de estos elementos, constantemente interactúan entre sí, ¿Qué quiere decir esto? La pastura (planta) depende del estado nutricional del suelo, un suelo pobre en nutrientes o en estado degradación (suelo poco productivo, en erosión, etc.), afectará el crecimiento y producción de hojas.
Esto es semejante para el caso de forrajes, como consecuencia, el animal (bovinos u otra especie de rumiantes) tendrá poco alimento, reduciendo su producción lechera, así como ganancia de peso. El nitrógeno (N) se puede fijar e incorporar al suelo y al agua mediante la acción de las descargas eléctricas de los rayos, la acción simbiótica de las bacterias fijadoras y la incorporación de N por la descomposición de la materia orgánica (residuos de plantas, animales muertos, excretas de animales en pastoreo y por la aplicación de fertilizantes nitrogenados al suelo (Vieira, 2017).
El N forma parte de los compuestos orgánicos del suelo y alrededor del 98% se encuentra en forma orgánica. El contenido total de N en la capa superficial (0 a 20 cm) del suelo está entre 0,05 y 0,5%, lo que equivale a 1000 y 10000 kg/ha de N respectivamente (Campos, 2004).
El N que entra al sistema es utilizado por las pasturas o forrajes, para su crecimiento, formación de hojas, formación estructural de la clorofila, etc. Los animales en pastoreo a través de su metabolismo transforman el N contenido en el forraje consumido, de esta forma el N sale del sistema a través de los productos generados como carne, leche y otros (cuero, lana en caso de ovinos, etc.(. La aplicación de fertilizantes nitrogenados al sistema, sin considerar los requerimientos de la planta, N disponible en el suelo, y características físicas del suelo, puede ser perdido de diversas formas y cantidades a medida que ingresa y cambia entre los sistemas de cultivo y ganadería (Leip et al., 2015).
A nivel mundial, alrededor del 50% del N de los fertilizantes y de la excreta de animales en pastoreo (estiércol y orina) se pierde en el aire, mediante la emisión de amoníaco) y óxido nitroso (N O), o (NH 3 2 lixiviación de nitratos (NO ) hacia las 3- aguas subterráneas y posteriormente a los ríos y otros cuerpos de agua (Coskun et al., 2017). El mal uso de fertilizantes nitrogenados, además de causar impactos negativos al medio ambiente, afecta la rentabilidad del sistema pastoril, debido que eleva los costos de producción.
Estrategias para aumentar la eficiencia del uso del N en el sistema pastoril
Desde hace varias décadas se han buscado estrategias para minimizar los efectos causados por la nitrificación (proceso que transforma ” en nitrato “NO ”)
el amonio “NH 4+ 3- excesiva del suelo. Las estrategias existentes, tienen como fin aumentar la eficiencia del N que entra al sistema, reduciendo en lo posible el exceso de nitrato en el suelo, debido a que dicho elemento es el precursor para la formación O a través del proceso de del N2 desnitrificación (proceso que transforma el NO en N O). 3- 2 Hay varias formas de controlar este proceso, desde el uso de inhibidores biológicos y sintéticos, y el uso de prácticas de manejo (corrección del pH del suelo, cambio de la estructura del suelo, uso de cultivos de cobertura, etc.) las cuales describimos brevemente.
Uso de inhibidores de la nitrificación Los inhibidores de la nitrificación retardan la conversión microbiana del nitrógeno amónico en nitrógeno nítrico, lo que reduce el riesgo de pérdida de nitrógeno por lixiviación o desnitrificación, lo que aumenta la eficiencia del uso de nitrógeno de los fertilizantes.
La naturaleza de los inhibidores de la nitrificación puede ser sintética (mediante el uso de productos químicos) o biológica (sustancias extraídas de las plantas, como exudados de raíces, aceites, etc.; Norton & Ouyang, 2019). Prácticas de manejo: la mayoría de los fertilizantes nitrogenados aplicados al suelo se encuentran en forma amoniacal, incluyendo la urea (57%) la cual está sujeta a procesos de nitrificación luego de su aplicación. Actualmente hay muchas tecnologías disponibles para reducir la nitrificación, las emisiones de gases de efecto invernadero y las pérdidas de nitrógeno, lo que quizás sea un incentivo que algunos agricultores deberían adoptar (Robertson et al., 2013). Por ejemplo, la fertilización nitrogenada puede ser aplicada de forma fraccionada de acuerdo al consumo de planta considerando cada etapa fisiológica (crecimiento y floración; Ábalos et al., 2019).
El nitrógeno se vuelve más eficiente si es aplicado durante el período de crecimiento, antes del momento de máxima tasa de absorción de la planta, en comparación con antes de plantar el cultivo (Sawyer et al., 2006).
Fertilizantes nitrogenados de liberación lenta
Los fertilizantes de liberación lenta o controlada se utilizan para ajustar mejor la liberación de nutrientes y la utilización y demanda de la planta. Por ejemplo, la urea es altamente soluble y los recubrimientos se usan para retrasar su liberación en el suelo y limitar su solubilidad y retrasar la hidrólisis y la nitrificación de la urea.
Los recubrimientos utilizados en la urea están formados por polímeros orgánicos y recubrimientos inorgánicos como el azufre, entre otros (Naz & Sulaiman, 2016). Esto no esta aun disponible en el Peru. Uso de plantas de cobertura: usar cultivos de cobertura son útiles porque permiten “equilibrar” la relación C:N (se refiere al contenido de carbono y nitrógeno de la planta) del cultivo de cobertura, lo que aumenta la probabilidad de que el nitrógeno esté disponible en el momento de mayor demanda de cultivos.
En las mezclas de cultivos de cobertura, la acumulación potencial de nitrógeno y la posterior liberación dependen de la composición de especies. Una mezcla en la que dominan las gramíneas como el ryegrass (Lolium multiflorum) tendrá una relación C:N más alta (mayor contenido de carbono) que una mezcla en la que dominan las leguminosas como la vicia (Vicia sativa). Una mezcla de cultivos de cobertura con una relación C:N moderada de aproximadamente 25:1 logra un equilibrio entre la prevención de la pérdida de nitrógeno y la inmovilización del nitrógeno del suelo a largo plazo.
Utilización de isótopos para contribuir a la mejora de la utilización del nitrógeno en pasturas N El N tiene dos isótopos estables, 14 (ligero, con una abundancia del 98% en la atmosfera) y 15N (pesado, con una abundancia de 0.3663%). La composición de nitrógeno isotópico de una muestra (p. ej., tejido biológico) se expresa convencionalmente mediante la notación δ (δ N), que 15 denota la proporción de isótopos pesados a ligeros (15N/14N) en una muestra en relación con un estándar internacional. El N15 (15N) se utiliza para determinar la eficiencia del uso de fertilizantes nitrogenados en producción de cultivos para la ganadería, mediante el uso de fertilizantes marcados con el isótopo 15N, siendo la urea marcada la más utilizada, para este propósito.
El N15, también es utilizado, para cuantificar la cantidad de N que las pasturas pueden adquirir de la atmósfera a través de un proceso conocido como fijación biológica de nitrógeno, desarrollado especialmente por plantas de la familia de las leguminosas. Esta última técnica es conocida como abundancia natural de N15, que es un método que usa la concentración del N (0.3663%) en el N atmosférico 15 2 y el N del suelo. Así que el N del suelo tiene más abundancia de 15N que el N atmosférico, se espera 2 que plantas no-fijadoras de N, cuya fuente primaria de este elemento es el suelo, deberían tener más 15N que plantas fijadoras que toman el N2 de la atmósfera y del suelo (Valles de la Mora & Cadisch, 2010).
En cooperación con el Organismo Internacional de Energía Atómica (IAEA, sigla en inglés) en el marco del proyecto Mejora de la producción de pastos a través del mejor manejo de los nutrientes del suelo para promover
la producción ganadera sostenible, se trabaja ahora en el Instituto Nacional de Innovación Agraria-INIA, Baños
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