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Después del carbono, el nitrógeno (N) es el elemento requerido en mayores cantidades por las plantas: alrededor del 1-5% de la materia seca total de la planta consiste en N, que es un constituyente integral de las proteínas, ácidos nucleicos, clorofila, coenzimas, fitohormonas y metabolitos secundarios, aunque en las primeras etapas de su desarrollo estas requieran niveles bajos de nitrógeno, la demanda incrementa conforme crecen y disminuyen conforme lleguen a su etapa de madurez (Bedoya y Rendón, 2014). El nitrógeno es uno de los nutrientes más importantes para las plantas y a la vez uno de los más escasos en el suelo (Mengel, 2000).

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Rodríguez et al., (2014) mencionan que la importancia del nitrógeno para la planta se debe a las numerosas funciones en las cuales interviene este nutriente, entre las cuales destacan las siguientes:

 Forma parte de aminoácidos, proteínas y ácidos nucleicos.  Es un componente fundamental en la síntesis de clorofila.

 Es un componente de vitaminas, derivados de azucares, celulosa, almidón y lípidos.  Forma parte de las coenzimas y enzimas.

 Alarga las fases del ciclo de cultivos.

La importancia de N es tal que una deficiencia de esta sustancia limita la división y expansión celular y el desarrollo de los cloroplastos, lo que produce plantas débiles y enanas, con crecimiento lento, que maduran precozmente, y con rendimiento y calidad significativamente bajos. Los síntomas iniciales y más severos se pueden observar en las hojas más antiguas, donde las proteínas se hidrolizan y el N es trastocado de aminoácido de los tejidos viejos a las porciones de la planta que están en activo crecimiento. La proteólisis resulta en un colapso de los cloroplastos, con una disminución en el contenido de la clorofila y el amarillamiento de las hojas (Marschner, 1995).

2.10.1 Absorción y asimilación de nitrógeno

El N llega a las raíces de la planta a través del proceso denominado "flujo masal", o transporte en la solución del suelo siguiendo un gradiente hídrico (el N es llevado por el flujo transpiratorio de la planta). A mayor contenido de agua en el suelo, concentración del nutriente en la solución, tasa transpiratoria de la planta y temperatura del suelo y aire, mayor será la absorción de N por la planta. La planta puede absorber N tanto bajo la forma de nitrato (N03-) como de amonio (NH4+). Estos iones llegan en primera instancia al

espacio libre de la raíz (paredes celulares) y luego atraviesan las membranas entrando en las células vegetales. La absorción de nitrato se realiza contra un gradiente electroquímico (las raíces tienen carga negativa al igual que el ión nitrato, y la concentración de este último es mayor en las células de la raíz que en el suelo que la circunda), implicando, por lo tanto un gasto de energía metabólica (ATP). La absorción de amonio se realiza a través de mecanismos pasivos, sin gasto de energía (Novoa y Loomis, 1981).

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2.10.2 Fertilización nitrogenada en el cultivo de maíz

El nitrógeno es el macronutriente fundamental para el crecimiento vegetativo del cultivo de maíz (Zea mays L.). Se considera, además, el nutriente limitante para el desarrollo de la planta, ya que cuantitativamente es el que se requiere en mayor cantidad.

Dos factores son determinantes para la producción del maíz forrajero, la densidad de población (reta et al., 2000) y la dosis de fertilización nitrogenada (muchow, 1988). La importancia de precisar la demanda de nitrógeno radica en incrementar la eficiencia en el uso de nitrógeno sin hacer aplicaciones excesivas que aumenten el riesgo de contaminación por lixiviación de nitratos (cox et al., 1993).

La respuesta productiva del maíz a distintas aplicaciones de fertilizante nitrogenado se ha estimado en múltiples ocasiones, casi siempre para localidades y condiciones ambientales específicas ya que el objetivo más generalizado para el cultivo de maíz es el de lograr buen crecimiento y altos rendimientos, para lo cual, a igualdad de otros factores de crecimiento, es necesario un adecuado y balanceado suministro de nutrientes. Cubiertos los requerimientos de fósforo, el nitrógeno es el nutriente más importante para la producción del cultivo de maíz debido a las elevadas cantidades requeridas y a la frecuencia con que puede limitar los rendimientos.

El aporte de nitrógeno al suelo mediante el abonado, tiene que ser suficiente para no limitar la producción y al mismo tiempo no ser excesivo para no aumentar las posibilidades de contaminación de las aguas subterráneas por nitratos. Debe estar bien provisto en cantidad para asegurar un óptimo estado fisiológico, en floración, por ser el momento alrededor del cual, se define un número de granos por unidad de superficie y en parte el rendimiento del cultivo. La deficiencia de nitrógeno afecta la expansión foliar reduciéndola (Fernández et al., 1996; Van Delden, 2001), la fotosíntesis (Ciompi et al., 1996; Lu et al., 2001), la síntesis y acumulación de materia seca, así como el rendimiento del cultivo (Dev y Bhardwaj, 1995). Paralelamente, la deficiencia de nitrógeno afecta a la cantidad de ramificaciones de las raíces, limitando la captación de otros nutrientes. Por otro lado, el exceso de nitrógeno provoca una baja eficiencia de uso del nutriente, encareciendo los costos de producción y poniendo en peligro la calidad del ambiente. El exceso de abono puede llegar a ser tóxica para el cultivo u ocasionar desequilibrios entre algunos nutrientes (Oyarzun, 2010).

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a. Asimilación del nitrógeno en el maíz

El maíz es una planta C4, ello implica una elevada eficiencia en la actividad fotosintética lo que implica su rápido crecimiento y sus elevados rendimientos respecto a otros cereales, pero por el contrario es muy exigente en lo referente a agua y abonado, especialmente al abonado nitrogenado.

b. Síntoma de deficiencia de nitrógeno

 Los síntomas de las deficiencias de nitrógeno pueden ser más o menos severos dependiendo del estado vegetativo de la planta en el que se hayan presentado tales deficiencias, los síntomas visuales en maíz suelen detectarse a partir de las 6 hojas desarrolladas

 Generalmente se produce una disminución progresiva del área foliar de hasta el 60 %, además las hojas se mantienen verdes durante menos tiempo, lo cual implica un menor periodo de tiempo durante el cual se acumula nitrógeno en las partes vegetativas (cordi et al., 1997).

 Las plantas deficientes de nitrógeno son más pequeñas de lo normal, los tallos son finos y entrenudos más cortos, aunque no suele afectar el número de hojas producidas, si bien estas presentan un menor desarrollo.

 Se puede producir un desfase entre la polinización y aparición de estigmas, lo que produce una mayor tasa de mazorcas abortadas.

 Clorosis en las hojas adultas, con distintas tonalidades de verde, dependiendo de las variedades del maíz (el nitrógeno se transporta de hojas adultas a hojas jóvenes debido a su alta movilidad).

 Disminución de tamaño celular y disminución de síntesis de proteínas, lo que hace que los granos presenten menos materia seca, se puede reducir el peso de grano en hasta un 30 % debido a un menor periodo de llenado.

 Las plantas son más sensibles a heladas.

 El crecimiento se hace lento e incluso puede paralizarse

c. Exceso de nitrógeno

Rodríguez et al., (2014) indicaron que un exceso de nitrógeno en el suelo, conlleva a un gasto innecesario en fertilizantes y daños medio ambientales, que perjudican al sector agrícola en particular.

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Cuando este exceso de nitrógeno se encuentra en forma de nitratos, debido a su alta movilidad en el perfil del suelo, se lixivian hacia aguas subterráneas imposibilitando su aprovechamiento por las plantas. Estos nitratos en el agua provocan graves daños medio ambientales, entre los que destacan la contaminación del acuífero, la incorporación de nitratos y nitritos (formado por la reducción de los nitratos) cancerígenos a la cadena trófica y eutrofización de las aguas subterráneas.