Ciencia del Suelo (Dec 2011)
Nitrógeno residual y lixiviado del fertilizante en el sistema suelo-planta-zeolitas Residual and leached nitrogen in soil plant zeolite systems
Abstract
La eficiencia de uso del N en agroecosistemas es considerada baja principalmente a causa de las pérdidas atribuidas a procesos entre los cuales se cuenta la lixiviación de los nitratos. Dichas pérdidas podrían ser mitigadas por modificación de la matriz del suelo incorporando zeolitas naturales en las formulaciones con fertilizantes nitrogenados. El objetivo principal de este trabajo fue evaluar el efecto de las zeolitas naturales en formulaciones con fertilizantes nitrogenados sobre los niveles de N residual y lixiviado en un suelo cultivado con maíz. Se hipotetizó que la zeolita aplicada con el fertilizante nitrogenado, provocará la reducción de los niveles de N residual y lixiviado aunque también afectando la disponibilidad de N para la planta. Un ensayo en condiciones controladas fue realizado entre los meses de febrero y abril de 2009. Se sembró maíz (Zea mays L.) en macetas cuyo nivel de humedad fue mantenido en capacidad de campo. La zeolita y el fertilizante nitrogenado (Urea: [(NH2)2CO], sólida granulada, 46-0-0) fueron incorporados como mezcla física seca, al inicio del ensayo. Los tratamientos aplicados fueron T: testigo, Z1: 120 kg zeolita ha-1, Z2: 200 kg zeolita ha-1, N: 200 kg N ha-1, NZ1: 120 kg zeolita ha-1 + 200 kg N ha-1, NZ2: 200 kg zeolita ha-1 + 200 kg N ha-1. En el estado de floración femenina (R1) se tomaron muestras de suelo para la determinación del N residual (N-NO3 y N-NH4) y planta para la cuantificación de la materia seca (MS) y el N absorbido. La eficiencia de uso de N (EUN) fue evaluada en cada tratamiento. Finalmente, se realizó una lixiviación forzada con el fin de cuantificar el N lixiviado. Los datos obtenidos muestran que la aplicación conjunta del fertilizante con la menor dosis de zeolita (NZ1) incrementó significativamente el nivel de N absorbido por el maíz, la materia seca y la EUN respecto del tratamiento N. Estos resultados se explican por el efecto favorable de las zeolitas sobre la mineralización de nitrógeno y la retención de humedad. El mayor nivel de N absorbido en NZ1 se correspondió con un descenso en el N residual significativamente inferior al tratamiento N mientras que el N lixiviado resultó similar. En cambio, cuando la dosis de zeolitas fue mayor (NZ2), el nivel de N absorbido por el maíz fue similar al del tratamiento N, mientras que el N lixiviado se incrementó significativamente respecto de los tratamientos N y NZ1 evidenciando una liberación más tardía del N a la solución del suelo. Estos resultados sugieren que la sincronización entre el patrón de liberación de N del sistema suelo-fertilizante-zeolita y el de absorción del maíz dependió de la dosis de zeolita que acompañó al fertilizante. Mientras que en NZ1 dicha sincronización mejoró la performance del fertilizante, en el tratamiento NZ2 el N retenido por las zeolitas no estuvo disponible para el maíz, siendo detectado como lixiviado al fin del experimento.The N use efficiency in agroecosystems is considered low mainly because of N losses by processes such as nitrate leaching. These losses could be mitigated by incorporating natural zeolites to the N fertilizer formulations. The main objective of this study was to evaluate the effect of natural zeolites additions to formulations with N fertilizers on the contents of residual N and leached N in a soil under maize crop. The hypothesis of this study was that zeolite addition to N fertilizer could reduce the residual and leached N levels but could also affect the plant N availability. A greenhouse experiment was conducted under controlled conditions from February to April 2009. Corn was planted (Zea mays L.) in pots which were maintained at field capacity. Zeolite and nitrogen fertilizer (Urea [(NH2)2CO], solid granules, 46-0-0) were added together as a dry physical mixture, at the beginning of the experiment. The treatments were T: control, Z1: 120 kg ha-1 zeolite, Z2: 200 kg ha-1 zeolite, N: 200 kg N ha-1, NZ1: 120 kg ha-1 zeolite + 200 kg N ha-1, NZ2: 200 kg ha-1 zeolite + 200 kg N ha-1. At the maize silking (R1 stage,) soil samples were taken to determine the residual N (NO3-N and N-NH4) and plant samples were obtained to measure dry matter (DM) and N absorbed by the plant. The N use efficiency (NUE) was also evaluated in each treatment. Finally, a forced leaching was applied in all treatments. The results showed that the application of N fertilizer with lower rates of zeolites (NZ1) significantly increased the N absorbed by maize, dry matter and NUE compared to the N treatment. These results can be explained by the favourable effect of the zeolites on nitrogen mineralization and soil water retention. The higher absorbed N levels in NZ1 corresponded with a significant residual N decrease compared to the N treatment while the leached N remained the same. Nevertheless, when the applied zeolites rate was higher (NZ2), the absorbed N by maize was similar to the N treatment while the leached N increased significantly compared to the N and NZ1 treatments, thus showing a late release of N to the soil solution. These results suggest that the synchronization between the pattern of N release from the soil-fertilizer-zeolite system and the N absorption by maize depended on the zeolite rate. While in NZ1 such synchronization improved the performance of the nitrogen fertilizer, in the NZ2 treatment the retained N by the zeolites was not available to maize, being detected as leached N at the end of the experiment.
