Investigan reciclaje de nitrógeno en sistema suelo-planta-animal en un Andisol del sur de Chile

Magdalena Ramírez, Doctora en Ciencias Agrarias de la UACh, está trabajando en INIA Remehue, centro de investigación agropecuaria líder en temas de ganadería y medioambiente.

“Reciclaje del nitrógeno en un sistema suelo-planta-animal de una pradera en un Andisol del sur de Chile”, es el título de la tesis doctoral de Magdalena Ramírez Sandoval, quien obtuvo su grado tras cursar el Doctorado en Ciencias Agrarias y Alimentarias de la Universidad Austral de Chile y quien actualmente, está trabajando en el Centro Regional de Investigación INIA Remehue.  

La ingeniera agrónoma de profesión, efectuó esta investigación con el apoyo y guía del Dr. Dante Pinochet (profesor patrocinante) del Instituto de Ingeniería Agraria y Suelos; el Dr. Oscar Balocchi y el Dr. Rodrigo Arias, ambos del Instituto de Producción Animal de la Facultad de Ciencias Agrarias y Alimentarias.  

El objetivo general de trabajo fue evaluar la disponibilidad de corto plazo de nitrógeno proveniente de los parches de orina y bostas excretadas por el ganado bovino sobre una pradera del sur de Chile. Determinando, así, patrones de concentración y su distribución en cada parche, el efecto de la concentración de nitrógeno en la absorción de la pradera y sobre las pérdidas de N2O y N2 del sistema suelo-planta en un Andisol del sur de nuestro país.  

 Pero ¿Cómo se explica la relación sistema suelo-planta-animal?  

 El Nitrógeno (N) es un macronutriente primario que usualmente es el más requerido en fertilización para obtener la mayor productividad de las plantas: “Cuando un animal en pastoreo consume la pradera, el nitrógeno que la compone sólo es aprovechado entre un 10 y un 40% para producir leche/carne y para la mantención de su peso vivo. El otro 60-90% es excretado, principalmente, en forma de orina y bostas”, explica la Dra. Ramírez. 

Explica que la diferencia entre ambas excretas es que el nitrógeno presente en las bostas está, principalmente, en forma orgánica y no está inmediatamente disponible para la absorción de las plantas. En cambio, el nitrógeno que compone la orina está en forma de urea, y en el momento en que se deposita en el suelo, ésta comienza a transformarse de inmediato en formas disponibles de nitrógeno que son absorbidas rápidamente por la planta, aclara la profesional.   

“El problema es que la pequeña superficie que cubre la orina depositada en el suelo (parche de orina) es muy pequeño y, adicionado a las altas concentraciones de nitrógeno que la componen la dosis de este gas localizada puede alcanzar hasta 1000 kg de N/ha, lo que excede ampliamente la capacidad de absorción de las plantas”, aclara la científica.  

Sostiene que el exceso de nitrógeno que no es absorbido, generando, por ejemplo, desnitrificación, donde se encuentra el óxido nitroso (N2O), que es un gas efecto invernadero 298 veces más contaminante que el dióxido de carbono (CO2), y el nitrógeno gaseoso (N2), que es un gas benigno, ya que compone el 78% de los gases de la atmósfera terrestre.  

 “Normalmente – explica Magdalena- se piensa que la distribución de un parche de orina en el suelo es homogénea. Sin embargo, en la investigación se determinó que el patrón de su distribución en la superficie y a través, del perfil de un suelo volcánico es irregular. Es decir, la concentración de N es variable desde zonas sin N hasta zonas de muy alta concentración varió según la humedad del suelo y disminuyó a medida que aumenta su profundidad”.  

 Algunos aportes de la investigación   

 Este trabajo es el primero que se ha hecho en este tipo de suelos volcánicos en el sur de Chile. En ese sentido, el Dr. Dante Pinochet, Profesor Titular del Instituto de Ingeniería Agraria y Suelos de la Facultad de Ciencias Agrarias y Alimentarias de la UACh, señala que es muy importante para determinar la forma de cómo podemos manejar las pérdidas de N en el futuro.    

“El ideal es transformar todo el N excretado y desnitrificado en N2 gaseoso, que no posee efecto invernadero.  De esta forma, evitaremos pérdidas que aumenten el cambio climático.   Hay que tener conciencia que pérdidas gaseosas siempre va a haber, ya que la atmósfera contiene un 78% de N y es el mayor reservorio de Nitrógeno.  Por lo tanto, es fuente y depósito de N y es natural que vuela a allí, pero debe ser como N2 gaseoso y no como N2O”, destaca el académico de la UACh.  

Para él es necesario “continuar con los estudios en esta área e investigar cómo a través de los manejos adecuados podemos favorecer aquello que es menos dañino al medio ambiente.  En este contexto, el trabajo de la Dra. Magdalena Ramírez hace un aporte muy significativo”, subraya.   

 Asimismo, Magdalena indica que “lo más relevante de este estudio fue que, independiente de las condiciones de humedad del suelo, alrededor del 40% del volumen de suelo afectado por la orina aplicada presentó dosis equivalentes entre 500 a 3000 kg N/ha, encontrado, principalmente, en la capa superficial del suelo”.  

Estos resultados condujeron a investigar las pérdidas por desnitrificación (N2O + N2) en estos suelos, bajo altas dosis equivalentes a partir de diferentes concentraciones de nitrógeno de un parche de orina, y se determinó que las pérdidas en forma de estos gases pueden llegar sólo al 5% del nitrógeno total aplicado, donde el N2 fue el protagonista, representando el 80% de la desnitrificación total.    

“Los datos obtenidos son muy importante porque nos indica que los suelos volcánicos del sur de Chile presentan un alto potencial de desnitrificación completa, es decir, hacia un gas que no contamina, como el N2. Considero que las futuras investigaciones deberían enfocarse en estudiar que los sistemas de pastoreo sean eficientes en conducir lo más posible hacia pérdidas nitrogenadas en forma de N2, evitando así que nuestra agricultura contribuya al calentamiento global”, enfatiza Magdalena Ramírez.  

Desde el doctorado al medio  

“Creo que mi tesis doctoral es de gran relevancia, debido a la imperiosa necesidad de establecer mejores políticas de fertilización de praderas permanentes, que eviten la contaminación ambiental y que maximicen la productividad ganadera en los agroecosistemas chilenos”, expresa Magdalena.  

Como parte de este estudio, la Doctora en Ciencias Agrarias, realizó en Inglaterra en 2019 una pasantía de 10 meses en Rothamsted Research North Wyke, en donde investigó parte de los resultados descritos en su tesis, gracias a una tecnología que solo existía en ese país.  

La Dra. Ramírez, espera continuar con investigaciones de estas características, que de un sello de manejo sustentable a la producción agropecuaria desarrollada en suelos volcánicos del sur de Chile.