Inhibidores químicos de la nitrificación:

Han sido estudiados cerca de 64 compuestos químicos que afectan bacteriostáticamente las poblaciones de microorganismos encargadas de la nitrificación, de ellos solo tres han tenido resultados notables y aceptación por parte del productor (principalmente por razones de costos y eficiencia): el 2-Cloro-6 triclorometil piridina (Nitrapyrina), la Diciandiamina (DCD) (19) y el 3,4-Dimetilpirazol fosfato (DMPP) (70).

La Nitrapiryna ha dado excelentes resultados inhibiendo las emisiones de N2O en campo,

como los reportados por Chen et al. (71), que, en condiciones de laboratorio en Australia, mostró una inhibición promedio del 90% de N2O en diferentes condiciones de temperatura

y humedad de suelo, mientras que Parkin et al. (72), con un cultivo de maíz en Estados Unidos, reportan una reducción del 50% de emisiones y un incremento productivo del 10% en grano seco comparado al control. Comparado con otros inhibidores, Zhang et al. (73) realizando muestreos durante dos años, observaron una reducción del 16,5% de N2O y un

incremento del 12,6% en la eficiencia del uso del nitrógeno con el uso de nitrapyrina en una rotación de siete cultivos agrícolas en China, mientras que el tratamiento con DCD no resultó significativo. Es comercialmente conocida como N-Serve®. El inconveniente de este químico es que demanda un manejo complejo debido a su alta volatilidad, tanto así, que requiere maquinaria especial para ser aplicado en el suelo, además que posee una alta retención por las arcillas y resulta corrosivo, explosivo y tóxico para las plantas cuando se maneja inadecuadamente (33).

La diciandiamida (C2H4N4) (DCD) es un compuesto soluble en agua, no volátil y con un

efecto bacteriostático específico para el género Nitrosomonas, con el cual las bacterias no resultan muertas, sino que interfiere con la citocromo-oxidasa en el sistema de transporte

de electrones en la respiración de las mismas (74), generando una ralentización de sus procesos metabólicos (19), comercialmente es conocida como Eco-N®.

Es un químico ampliamente estudiado por su efecto como inhibidor de la nitrificación, demostrando sus efectos en la reducción de emisiones de N2O en campo, que van desde

un 40% (75) hasta un 70% a menos de 12°C de temperatura ambiental (76).

Estos resultados demuestran que el efecto de la DCD es afectado por condiciones medioambientales; debido a su solubilidad al agua, suelos con alta precipitación tienen un efecto menor ante el inhibidor, Luo et al. (77) lo comprobaron al mostrar que en un suelo neozelandés con precipitación media (1100 mm/año), el porcentaje de inhibición fue del 35%, en comparación con un suelo con precipitación alta (2200 mm/año), con un 18% de inhibición, trabajando los mismos tratamientos durante el experimento (control, orina y orina + DCD). Por otra parte, la DCD es afectada también por la temperatura ambiental; Kelliher et al. (78), a través de análisis de datos, observó que a mayores temperaturas (con incremento de 2 a 4°C, llegando a un máximo de 15,7°C), la vida útil promedio del inhibidor se reducía 46 días; de otro lado, Puttanna et al. (79) mostraron que, en condiciones de laboratorio, a 30°C la DCD reducía su efecto inhibitorio un 14%; todo esto permite concluir que el uso de este químico es más recomendable para climas fríos.

La liberación lenta y controlada de N en el suelo permite una mayor absorción de este por las plantas, esto se ve reflejado en un incremento en la producción de biomasa forrajera. Experimentos realizados en Chile (80) demostraron que con el uso del inhibidor se incrementó la producción en materia seca un 6% en comparación con el tratamiento con fertilización nitrogenada, valor similar al demostrado por O’Connor et al. (81), con un incremento del 7% de MS.

A pesar que el DCD ha demostrado ser un buen inhibidor de la nitrificación, se han reportado estudios que muestran fito-intoxicaciones (70, 82). Reeves et al. (83), evaluando el químico en cultivos de algodón, maíz y sorgo, observaron clorosis y posterior necrosis en algunos de sus tratamientos, especialmente en el sorgo y algodón. Posteriormente, Zerulla et al. (70) reportaron síntomas de fitotoxicidad en cultivos de lechuga, al igual que Macadam et al. (82) con trébol. Se ha asumido que esta ocurrencia se debe al efecto inhibitorio de la nitrificación del químico, fomentando el incremento de amonio edáfico en lugar del nitrato y obligando su absorción por parte de las plantas, sin poder transformarlo posteriormente. Por último,

recientes estudios en Nueva Zelanda han detectado residuos traza de este inhibidor en la leche bovina y leche en polvo, poniendo en riesgo a la población que ingiera estos alimentos (84). Por ello, “actualmente la investigación en praderas y cultivos para el uso de este inhibidor de la nitrificación sigue adelante a nivel mundial, pero su comercialización y aplicación por productores está detenida” (Alfaro 2017, comunicación personal).

El DMPP (3,4-Dimetilpirazol fosfato) es un inhibidor de relativa novedad que se ha establecido en los mercados a cambio de la DCD, pues ha mostrado algunas ventajas comparativas como una mayor eficiencia en la inhibición de la nitrificación, resultando en una menor concentración de aplicación; la dosis recomendada de este primero es de 0,5 a 5 kg/ha para asegurar una inhibición por un periodo de 4 a 10 semanas (dependiendo de las características climáticas y de suelo) (70, 85, 86), mientras que para la segunda la dosis es de 10 kg/ha, manejando el mismo periodo de tiempo de inhibición (77, 87, 88). Comercialmente es conocido como ENTEC®, pudiéndose encontrar en Colombia bajo el nombre de Novatec®.

Al inhibir la nitrificación, el DMPP ha demostrado repetidamente su funcionalidad como mitigador químico de las emisiones de N2O en suelo, que van del 48% (89) hasta 68,8%

(90), manejándolo a temperaturas ambientales bajas.

Por último, al igual que la DCD, el empleo del DMPP incrementa las producciones de biomasa, reportándose en cultivos agrícolas con un incremento del 32% en algodón (comparándolo con el tratamiento con fertilización nitrogenada) (86), del 7 y 4% para cultivos de lechuga y coliflor respectivamente (90) o 6 y 13% para trigo y maíz respectivamente (91).