Efecto de diferentes dosis de nitrógeno de orina de vaca y diferentes condiciones de humedad sobre la mineralización de nitrógeno en un andisol del sur de chile

Una gran proporción del nitrógeno (N) ingerido por el ganado en pastoreo se devuelve al suelo a través de las excretas, particularmente a través de la orina. Un parche de orina puede afectar una pequeña área de 0.2 a 0.5 m² , y dependiendo del manejo del pastoreo la dosis puede alcanzar los 1000 kg N ha^-1 (Whitehead, 2000). En Chile no hay estudios sobre la mineralización y nitrificación del N urinario debido a las concentraciones de N urinario en el suelo y a las condiciones de humedad del suelo sobre ambos procesos hacia amonio (NH₄⁺ ) y N oxidado total (TON; nitrato principalmente, NO₃ ^- ) través del tiempo en suelos volcánicos del sur de Chile. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de distintas dosis de N urinario bajo diferentes condiciones de humedad sobre la mineralización dinámica del N en un suelo volcánico.

El estudio se llevó a cabo con muestras de andisol del sur de Chile, recolectada de una pradera polifítica natural, a una profundidad de 0 a 10 cm. El diseño experimental consistió en un diseño factorial donde los factores fueron cuatro diferentes dosis de N de orina y tres diferentes condiciones de humedad. Se aplicaron 9 ml de orina con una micropipeta en cada núcleo de 4.5 cm de diámetro y 7.5 cm de altura conteniendo suelo tamizado a < 2 mm y una densidad aparente de 0.65. La orina de vaca recolectada en período de ordeña fue ajustada con adición de urea en polvo o diluida con agua desionizada: Bajo N, Medio N y Alto N, alcanzando concentraciones equivalentes a 247, 461 y 921 kg N ha^-1, respectivamente incluido el tratamiento Control (0 kg N ha^-1), en tres repeticiones. Los cuatro tratamientos de N estuvieron sujetos a diferentes condiciones de humedad: humedad constante (CM) al 85% del espacio poroso lleno de agua (WFPS), ciclos sucesivos de secado-rehumectación (DRW) cada 7 días, humectación y secado del suelo (DS) hasta el final de la incubación que duró 35 días. La incubación se llevó a cabo en la oscuridad a 20°C. Cada muestra de suelo fue analizada para NH₄ ⁺ , TON y pH CaCl₂. Se utilizó ANOVA de dos vías para evaluar el efecto de los niveles de concentración de N en la orina y las condiciones de humedad del suelo sobre la concentración de NH₄ ⁺ , TON y pH CaCl₂ para cada día de muestreo.

El efecto de las diferentes dosis de N sobre la mineralización fue significativo durante todo el período de incubación, mientras que el efecto de las diferentes condiciones de humedad fue variable en el tiempo. Las concentraciones máximas de NH₄ ⁺ estuvieron entre los días 1 y 8 de muestreo en todas las dosis de N, siendo las más altas en Alto N con valores de 662 ± 65, 591 ± 16 y 495 ± 23 mg N kg^-1 el día 1 de muestreo para las condiciones de humedad CM, DRW y DS, respectivamente, para luego caer a valores hasta diez veces menores que los peaks en condiciones CM y DRW. En el Control y en todas las dosis de N, las concentraciones de NH₄ ⁺ en la condición DS disminuyeron hasta el día 22, aumentando nuevamente hasta el final de la incubación alcanzando valores similares a los observados el día 15. La concentración de TON comenzó a aumentar a partir del día 8 en todos los tratamientos de N, donde la concentración máxima ocurrió el último día del experimento en N Alto en las condiciones de humedad CM y DRW con 264 ± 13 y 268 ± 12 mg N kg^-1 , respectivamente. El porcentaje de N que se mineralizó en el tiempo, en relación con la dosis de N aplicado, mostró el valor más alto en Medio N, alcanzando un máximo de 35%, y entre un 5 y un 12% en Bajo N y Alto N en las últimas 3 semanas de incubación (Figura 1). La menor mineralización de Alto N podría deberse a que un exceso de acumulación de NH3 en el suelo por altas dosis de N aplicados podría inhibir la nitrificación (Somers et al., 2019).

Figura 1. Variación del N mineral total en el período de incubación como porcentaje del total del N aplicado, para Bajo N (a), Medio N (b), y Alto N (c), bajo humedad constante a 85% WFPS (CM), ciclos de secado-rehumectación (DRW) y secado de suelo (DS). Barras de error representan Error Estándar de las medias (n=3). Diferentes letras indican diferencias significativas entre los tratamientos para cada día de muestreo (p< 0.05).

La dosis de N fue el factor más determinante en la transformación del N urinario en NH₄⁺ y TON durante toda la incubación. Este efecto fue mayor que los efectos producidos por las diferentes condiciones de humedad, en tanto que una probable alta acumulación de NH₃ debido a una alta dosis de N, podría haber significado la inhibición parcial de la mineralización en Alto N.