La urea (46-0-0) representa más del cincuenta por ciento de los fertilizantes nitrogenados del mundo. [1] Se encuentra en forma granular o en gránulos , lo que permite que la urea se almacene, transporte y aplique fácilmente en entornos agrícolas. También es la forma más barata de fertilizante nitrogenado granulado. Dado que la urea no es un oxidante a temperatura y presión estándar, es más segura de manipular y presenta menos riesgos de seguridad que otros fertilizantes nitrogenados comunes, como el nitrato de amonio . Sin embargo, si se aplica urea a la superficie del suelo, una fracción significativa del nitrógeno del fertilizante aplicado puede perderse en la atmósfera en forma de gas amoníaco; esto solo ocurre en determinadas condiciones.
Para que las plantas absorban el nitrógeno de la urea, primero debe descomponerse:
[2]
La ureasa es una enzima natural que cataliza la hidrólisis de la urea para formar ácido carbámico inestable . La descomposición rápida del ácido carbámico ocurre sin catálisis enzimática para formar amoníaco y dióxido de carbono. [2] [3] Es probable que el amoníaco escape a la atmósfera a menos que reaccione con agua para formar amonio (NH 4 + ) de acuerdo con la siguiente reacción:
Esto es importante porque el amonio es una fuente de nitrógeno disponible para las plantas , mientras que el amoniaco no lo es. [4] Además, la formación del ion hidróxido puede hacer que los suelos alrededor de la partícula de urea aplicada tengan un pH de alrededor de 9,0, lo que aumenta la volatilización del amoniaco. Esta área también es altamente tóxica debido a la elevada concentración de amoniaco durante varias horas, por lo que se recomienda que los fertilizantes a base de urea no se apliquen ni se junten con las semillas plantadas a una tasa que exceda los 10-20 kg/ha, según la especie de cultivo. [5] Es importante que haya una humedad adecuada porque hasta el treinta por ciento del nitrógeno disponible se puede perder a través de la volatilización atmosférica dentro de las setenta y dos horas posteriores a la aplicación. [6]
La volatilización del amoníaco reduce la eficiencia económica de los sistemas de cultivo agrícola. O bien se reducirá el rendimiento o se incurrirá en costos adicionales por la fertilización nitrogenada adicional. La cantidad de volatilización del amoníaco depende de varios factores ambientales, incluidos la temperatura, el pH y el contenido de agua del suelo. Además, la cantidad de residuos superficiales y el tiempo entre la aplicación de urea y la precipitación también son críticos. En términos generales, la volatilización será menor cuando la urea se aplica durante las condiciones más húmedas y frescas que generalmente ocurren a principios de la primavera (marzo y abril). Sin embargo, el secado del suelo superficial y el aumento de las temperaturas a medida que avanza la primavera aumentan la probabilidad de volatilización del amoníaco. [1] Idealmente, un gerente debería intentar aplicar nitrógeno inmediatamente antes de un evento de lluvia moderada (0,1 pulgada), lo que permite que la urea se disuelva y se mueva hacia el suelo. Sin embargo, esto no siempre es posible. El pH del suelo también tiene un fuerte efecto en la cantidad de volatilización. Específicamente, se ha demostrado que los suelos altamente alcalinos (pH ~8,2 o superior) aumentan la hidrólisis de la urea. Un estudio ha demostrado que la hidrólisis completa de la urea se produce en el plazo de dos días desde su aplicación en dichos suelos. En suelos ácidos (pH 5,2), la urea tardó el doble en hidrolizarse. [7] Los residuos superficiales, como la paja y los rastrojos de las plantas, presentan una mayor actividad de la ureasa. Los suelos con un alto contenido de materia orgánica también tienden a tener mayores concentraciones de ureasa. Una mayor concentración de ureasa produce una mayor hidrólisis de la urea y una mayor volatilización del amoníaco, en particular si la urea no se absorbe en el suelo. [8]
Los fertilizantes se aplican a menudo cuando las condiciones del campo no son óptimas, en particular en operaciones a gran escala. La mayoría de los estudios, [1] [9] indican que las pérdidas de nitrógeno se pueden reducir en estas situaciones cuando se aplica un inhibidor de la ureasa al fertilizante. Los inhibidores de la ureasa evitan que la enzima ureasa descomponga la urea. Esto aumenta la probabilidad de que la urea se absorba en el suelo después de un evento de lluvia en lugar de volatilizarse en la atmósfera. Esto hace que se produzca una hidrolización posterior debajo de la superficie del suelo y disminuye las pérdidas atmosféricas. El uso de inhibidores también disminuye las zonas localizadas de pH alto comunes con la urea sin tratar. [10]
