Importancia del nitrógeno para la planta café

En la producción de café uno de los factores limitativos más comunes es el nitrógeno, y se debe corregir en forma oportuna de este nutriente en su forma asimilable. Al aplicar nitrógeno al suelo, tras su asimilación interviene en la estructura de la clorofila, y favorece una mayor actividad fotosintética por lo que incrementa el área foliar.

Las proteínas y ácidos nucleicos se encuentran en más del 50 por ciento en la planta, el resto de la porción soluble de nitrógeno está conformado por aminas, aminoácidos, amidas, NO3 - y NH4 + . Debido a su gran movilidad, tras una deficiencia las hojas adultas se vuelven cloróticas y antes de necrosarse caen. “Un exceso de nitrógeno se manifiesta por un exceso de follaje, con un rendimiento pobre en fruto .

Importancia del nitrógeno en el café

Las plantas de café exigen en mayor cantidad al nitrógeno. La extracción de nitrógeno del Cafeto es de 31 Kg N ± 12% por tonelada de café almendra (Humedad 11%) y 25 Kg N ± 12% por tonelada de café pergamino seco (Humedad 11%).

El nitrógeno es importante para floración y producción, se requiere para una floración exitosa pues aumenta el número de flores. La productividad del cafeto se ha asociado a la concentración foliar de nitrógeno hasta un 3% de MS .

Al aumentar la cantidad aplicada la producción aumenta, pero sólo hasta que el sistema está abastecido con suficiencia, … Si se usa en exceso la planta acumula una parte, desarrollando una mayor masa foliar pero no una mayor fructificación.Cox and Reisenauer (como se citó en Piedrahita, 2014) al utilizar en forma combinada nitrógeno nítrico y nitrógeno amoniacal. El NO3 - incorpora Ca2+, Mg2+ y K+ . El amonio incorpora P2O5 3- y SO4 2- .

“El nitrógeno disponible en el suelo puede ser correlacionado con la materia orgánica y ésta con el requerimiento de nitrógeno de la plantación” (Piedrahita, 2014, p.31). Para tener buena producción se recomienda aplicar entre 200 y 280 kg de nitrógeno, cuando la densidad es mayor a 7 500 plantas/ha se aplica hasta 300 kg .

Concentración de nitrógeno y otros elementos en la hoja del café

Zamora, Bustamante, Rodríguez, Camejo y Acebal (1988) quienes realizaron diferentes tratamientos de fertilización nitrogenada no encontraron diferencias significativas en la concentración foliar de nitrógeno. Sadeghian (2011) reporto, que al aplicar N en cafetales a pleno sol, el contenido de nitrógeno foliar se incrementa, sus resultados fueron: plantas con fertilización nitrogenada, la concentración foliar fue de 2,13 N (%), las plantas sin fertilización la concentración foliar fue 1,95 N (%).

Ciclo del nitrógeno

En la atmosfera el nitrógeno está presente en un 79 % en su forma elemental (N2), sin embargo para ser asimilada por las plantas superiores no está disponible metabólicamente, debido a que no poseen mecanismos para romper los enlaces covalentes. El ciclo del nitrógeno tiene cinco etapas.

Fijación.- Diversos microorganismos como bacterias y algas azules - verde tienen la enzima nitrogenasa, que convierte el N2 atmosférico a amonio (NH4 + ). Algunas de ellas están en asociación con plantas como Rhizobium y actinomicetos del género Frankia y otras como Azobacter viven en forma libre en los suelos. 

Nitrificación o mineralización.- Por acción de los microorganismos el amonio (NH4 + ) es convertido a nitrato (NO3 - ) por medio de la nitrificación. Este proceso depende de la temperatura del suelo, la conversión es más rápida en temperaturas por encima de 10º C y pH entre 5,5 – 6,5. En esta fase intervienen las bacterias del suelo Nitrosomonas y Nitrococcus convierten el amonio en nitrito (NO2 - ), luego el Nitrobacter, oxida el nitrito en nitrato. Este proceso les entrega energía a las bacterias .

Kessel y Reeves (2002) refieren que la mineralización del nitrógeno es afectada, por el pH. Arrieche, Ruiz y Sánchez (2009) determinaron que en suelos incubados con abono orgánico, la tasa de mineralización del nitrógeno está determinada por el pH, siendo bajo en suelo ácido y más alto en suelo alcalino, lo que implica mayor disponibilidad del nitrógeno en el segundo. 

Asimilación. Las plantas asimilan por medio de sus raíces, nitrato (NO3 - ) o amonio (NH4 - ). Luego estas moléculas son incorporadas a las proteínas y ácidos nucleicos de las plantas. Los animales al consumir los tejidos de las plantas, tras su digestión incorporan el nitrógeno en sus estructuras corporales .

Amonificación.- Las bacterias presentes en el suelo y agua, descomponen los desechos nitrogenados que producen los organismos como: la orine (urea), desechos de las aves (ácido úrico) y organismos muertos. Liberan el nitrógeno al medio, bajo la forma de NH3 posteriormente las bacterias 12 fijadoras llevan a cabo la digestión enzimática, por lo que el amonio se degrada a compuestos aminados, como proteosas, peptonas y al final, en aminoácidos .

Inmovilización.- Es el proceso opuesto a la mineralización, a través del cual el amonio y nitrato son transformadas a nitrógeno orgánico y, en consecuencia, no se asimilan 

Desnitrificación.- Este fenómeno se debe, a que en condiciones de mucha humedad en el suelo, la carencia de oxígeno exige a ciertos microorganismos a emplear nitrato a cambio de oxígeno en su respiración por lo que reducen los nitratos (NO3 - ) a nitrógeno gaseoso (N2), y amonio (NH4 + ) a amoniaco (NH3) .

El ciclo de nitrógeno en suelos agrícolas 

Las bacterias Nitrosomonas y Nitrobacter transforman el NH4 + a NO2 - y posteriormente a NO3 - , el proceso de nitrito a nitrato es rápido, las bacterias Nitrobacter en forma ávida transforman el NO2 - a NO3 - . Este evento es favorable debido a que los NO2 sontóxicos para las plantas (

En el suelo existen microorganismos que poseen un ciclo interno de N, inmovilizan el NO3 - para formar nuevamente sustancias orgánicas nitrogenadas. Las reservas de N orgánico alcanzan del 95 al 98 % de N en el suelo.

La planta absorbe al nitrógeno bajo la forma de amonio y nitrato, cuando se absorbe NO3 - a través de reacciones químicas se reduce a NH4 + , luego es utilizado para formar proteínas (Fassbender, 1993).

La capa intercambiable del suelo resulta de la interacción del catión amonio, el complejo de cambio, compuestos húmicos y los óxidos de Fe y Al; disponibles para las plantas hasta un determinado punto. Además, existe un equilibrio químico entre el NH4 + y el complejo de intercambio. En el momento en que la planta absorbe NH4 + , se libera del complejo coloidal NH4 + para compensar la pérdida, existiendo así una disponibilidad continua de NH4 + .

Cuando el coloide tiene carga positiva puede adsorber al NO3 - el cual ocurre cuando el pH tiene valores bajos. El pH influye en el incremento de la reserva de NO3 - y el NH4 + . El nitrógeno se pierde cuando se llega a un punto donde 13 las cargas negativas y positivas desaparecen entonces el NO3 - es lavado de forma rápida.