525
Rev. Fac. Agron. (LUZ). 2021, 38-(3): 525-547. Julio-Septiembre.
DOI: https://doi.org/10.47280//RevFacAgron(LUZ).v38.n3.04 ISSN 2477-9407
Esta publicación cientíca en formato digital es continuación de la Revista Impresa: Depósito legal pp 196802ZU42, ISSN 0378-7818.
Recibido el 11-06-2020 . Aceptado el 03-09-2020.
*Autor de correspondencia. Correo electrónico: anagonzalez11@gmail.com
Mineralización de nitrógeno en suelos cultivados
con plátano (Musa AAB Subgrupo plátano cv.
Hartón), estado Zulia, Venezuela
Nitrogen mineralization in soils cultivated with plantain
(Musa AAB Subgroup plátano cv. Hartón), Zulia state,
Venezuela
Mineralização do Nitrogênio em solos cultivados com
plátano (Musa AAB Subgrupo plátano cv. Hartón), estado
Zulia, Venezuela
Ana Francisca
González-Pedraza
1,2*
y Juan Carlos Escalante
3
1
Universidad de Pamplona. Facultad de Ciencias Agrarias. Programa de Ingeniería
Agronómica. Campus Universitario, km 1 carretera vía a Bucaramanga. Pamplona,
Norte de Santander, Colombia. Código Postal: 5430.
2
Universidad Nacional Experimental
Sur del Lago “Jesús María Semrpum” (UNESUR). Programa Ingeniería de la Producción
Agropecuaria. Campus Universitario Hacienda La Glorieta. Santa Bárbara, municipio
Colón, estado Zulia, Venezuela. Código Postal: 5148. Correo electrónico: anagonzalez11@
gmail.com, .
3
Universidad de Pamplona. Facultad de Ciencias Agrarias. Programa
de Ingeniería Agronómica. Campus Universitario, km 1 carretera vía a Bucaramanga.
Pamplona, Norte de Santander, Colombia. Código Postal: 5430. Correo electrónico:
jcescalante1212@gmail.com,
Resumen
La principal fuente de nitrógeno (N) en el suelo es la materia orgánica,
por lo tanto, su disponibilidad depende de la cantidad y calidad de ésta, de la
actividad microbiana, de las características del suelo y del manejo. Una manera
ecaz de cuanticar el N disponible es mediante su mineralización como amonio
(N-NH
+
4
)y nitrato (N-NO ). Por lo tanto, en este estudio se determinó el N total
y disponible en muestras de suelos de 0-20 cm de profundidad provenientes de
dos lotes con plantas de plátano (Musa AAB subgrupo plátano cv. Hartón) con
alto y bajo vigor (AV y BV, respectivamente), en el Sur del Lago de Maracaibo,
Venezuela. El N total se determinó por el método Kjeldalh y la mineralización
3
.
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del N disponible mediante incubación bajo condiciones de laboratorio durante
10 semanas. Se calculó el N mineralizado acumulado (Nm), la tasa constante
de mineralización de (k) y el N potencialmente mineralizable (N0). Se aplicó un
análisis de la varianza de una vía, cuando resultó signicativo (p<0,05), se aplicó
una prueba de Tukey para comparaciones múltiples de medias. El N total fue
bajo (<0,025 %) y no presentó diferencias estadísticas (p<0,05) entre AV y BV.
El N-NO
3
mineralizado acumulado resultó estadísticamente (p<0,05) superior
(524,47 mg.kg
-1
) en BV, mientras que el N-NH
+
4
no presentó diferencias entre AV
y BV. k resultó estadísticamente mayor (0,07 ± 0,03; p<0,05) solamente en BV. La
nitricación fue el proceso que prevaleció especialmente en BV donde el carbono
orgánico fue mayor y además presentó un porcentaje de arena más alto.
Palabras clave: amonio, nitrato, incubación, suelos, vigor de plantas.
Abstract
The main source of N in the soil is organic matter; therefore, its availability
depends on its quantity and quality, microbial activity, soil characteristics and
management. An efcient way to quantify available N is by mineralizing it as
ammonium (N-NH
+
4
) and nitrate (N-NO
3
). Therefore, in this study, the total
and available N was determined in soil samples 0-20 cm deep from two plots
with plantain plants (Musa AAB plantain subgroup cv. Hartón) with high and
low vigor (AV and BV, respectively), in the South of Lake Maracaibo. Total N
was determined by the Kjeldalh method and the mineralization of available
N by incubation under laboratory conditions for 10 weeks. The accumulated
mineralized N (Nm), the constant mineralization rate of (k) and the potentially
mineralizable N (N0) were calculated. A one-way analysis of variance was
applied, when it was signicant (p<0.05), a Tukey test was applied for multiple
comparisons of means. Total N was low (<0.025 %) and did not present statistical
differences (p<0.05) between AV and BV. The accumulated mineralized N-NO
3
-
was statistically (p<0.05) higher (524.47 mg.kg
-1
) in BV, while the N-NH
+
4
did
not present differences between AV and BV. Only k was statistically higher (0.07
± 0.03; p<0.05) in BV. Nitrication was the process that prevailed especially in
BV where organic carbon was higher and presented a higher percentage of sand.
Keywords: ammonia, nitrate, incubation, soils, plant vigor.
Resumo
A principal fonte de N do solo é a matéria orgânica, portanto, sua disponibilidade
depende de sua quantidade e qualidade, atividade microbiana, características do
solo e manejo. Uma maneira eciente de quanticar o N disponível é mineralizá-
lo como amônio (N-NH
+
4
) e nitrato (N-NO
3
). Portanto, neste estudo o N total
e disponível foi determinado em amostras de solo de 0-20 cm de profundidade
de dois lotes com plantas de plantain (Musa AAB subgrupo de plantain cv.
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Hartón) com alto e baixo vigor (AV e BV, respectivamente), no sul do Lago de
Maracaibo. O N total foi determinado pelo método de Kjeldalh e a mineralização
do N disponível por incubação em condições de laboratório por 10 semanas.
Foram calculados o N mineralizado acumulado (Nm), a taxa de mineralização
constante de (k) e o N potencialmente mineralizável (N0). A análise de variância
unilateral foi aplicada, quando esta foi signicativa (p<0,05), o teste de Tukey foi
aplicado para comparações múltiplas de médias. O % N total foi baixo (<0,025
%) e não apresentou diferenças estatísticas (p<0,05) entre AV e BV. O N-NO
3
mineralizado acumulado foi estatisticamente (p<0,05) maior (524,47 mg.kg-1) no
VB, enquanto o N-NH
+
4
não apresentou diferenças entre AV e BV. Apenas k foi
estatisticamente maior (0,07 ± 0,03; p<0,05) no BV. A nitricação foi o processo
que prevaleceu principalmente no BV onde o carbono orgânico foi maior e também
apresentou maior porcentagem de areia.
Palavras chaves: Amônio, nitrato, solos, vigor, plantas, pesquisa, incubação
Introducción
El nitrógeno (N) es un elemento
muy dinámico en los suelos tropicales
y además es requerido en grandes
cantidades para el crecimiento de las
plantas. Su eciencia se ha podido
evidenciar por la rápida tasa de
mineralización y la alta disponibilidad
en el suelo y en los restos vegetales
(Ju y Zhang, 2017). La mineralización
de nitrógeno consiste en una serie de
procesos mediados principalmente
por los microorganismos del suelo, a
través de los cuales los componentes
orgánicos son transformados a formas
inorgánicas (Masunga et al., 2016; Wu
et al., 2017). La mineralización de N
depende, entre otros factores, de la
cantidad y tipo de materia orgánica, de
la actividad de los microorganismos,
de las condiciones físicas y químicas
del suelo y del tipo de manejo dado a
los suelos (Dai et al., 2017; Campos et
al., 2019; Mahal et al., 2019).
Uno de los métodos que más ha
sido utilizado para estimar la tasa
Introduction
Nitrogen (N) is a very dynamic
element in tropical soils and is
required in large quantities for plant
growth. Its efciency is evidenced by
the rapid rate of mineralization and
high availability in the soil and plant
debris (Ju and Zhang, 2017). Nitrogen
mineralization consists of a series
of processes mediated mainly by
soil microorganisms, through which
organic components are transformed
into inorganic forms (Masunga
et al., 2016; Wu et al., 2017). The
mineralization of N depends, among
other factors, on the amount and
type of organic matter, the activity
of microorganisms, the physical and
chemical conditions of the soil and the
type of management given to the soils.
(Dai et al., 2017; Campos et al., 2019;
Mahal et al., 2019).
One of the methods that has been
used to estimate the mineralization
rate of N, as well as the amount of
N mineralized during a given time,
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de mineralización de N así como la
cantidad de N mineralizado durante un
tiempo determinado fue desarrollado
por Stanford y Smith (1972), a través
de la siguiente ecuación:
Nm= N0 (1
-
e
-k.t
)
Donde Nm: es la cantidad de
N mineralizado acumulado en un
período especíco de tiempo; N0: es el
N orgánico del suelo potencialmente
mineralizable; t: es el tiempo en
semanas y k es la constante de
velocidad de mineralización. El
N0 representa la cantidad de N
orgánico del suelo susceptible de ser
transformada a formas inorgánicas
solubles como amonio y nitrato, a
través de la biomasa microbiana
aerobia heterótrofa (Ju y Zhang, 2017).
La determinación del N0 constituye
una manera ecaz de cuanticar el
N disponible para las plantas, lo cual
permite realizar recomendaciones
sobre fertilización y estrategias de
manejo (Masunga et al., 2016).
La producción de plátano juega un
papel muy importante en la economía
y sostenibilidad alimentaria en
América Latina y el Caribe debido a
que constituye una signicativa fuente
de empleo e ingresos (Gutiérrez,
2010; 2020). En Venezuela, la región
del Sur del Lago de Maracaibo
presenta excelentes condiciones
agroecológicas para la producción de
Musáceas, en especial de plátano.
Sin embargo, uno de los factores que
afecta la producción de plátano es la
disponibilidad de nutrientes en los
suelos, entre ellos el nitrógeno, el cual
es requerido en grandes cantidades
was developed by Stanford and Smith
(1972), using the following equation:
Nm= N0 (1
-
e
-k.t
)
Where Nm = mineralized
N accumulated at time t; N0 =
potentially mineralizable N; t = time
in weeks and k = mineralization
constant. N0 represents the amount of
organic soil N forms that can become
soluble inorganic ammonium and
nitrate, through the heterotrophic
aerobic microbial biomass (Ju and
Zhang, 2017). The N0 determination
is an effective way to quantify
the N available to plants, which
allows making recommendations
on fertilization and management
strategies (Masunga et al., 2016).
Plantain production plays a very
important role in the economy and food
sustainability in Latin America and
the Caribbean because it constitutes
a signicant source of employment
and income (Gutiérrez, 2010; 2020).
In Venezuela, the southern region of
Lake Maracaibo presents excellent
agroecological conditions for the
production of Musaceae, especially
plantain. However, the main factors
that affect plantain production are
the availability of nutrients in the
soils, including nitrogen; which
is required in large quantities by
the plant. Additionally, nitrogen is
supplied through the indiscriminate
application of chemical fertilizers by
farmers, without considering not only
the costs of production, but also the
damage to health and the environment
(Aular and Casares, 2011).
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por la planta y es suplido a través
de la aplicación indiscriminada de
fertilizantes químicos por parte de los
productores, sin considerar no sólo los
costos de producción, sino el daño a la
salud y al ambiente (Aular y Casares,
2011).
Una alternativa para reducir
la cantidad de fertilizante químico
aplicado la constituye la determinación
de la cantidad de N que el suelo es
capaz de proveer a las plantas (Herrera
et al., 2017; Meya et al., 2020). Es por
ello que, en este estudio se planteó
evaluar la mineralización de nitrógeno
en suelos cultivados con plátano con el
n de orientar las estrategias de manejo
y realizar recomendaciones apropiadas
de fertilización.
Materiales y métodos
Área de estudio
El estudio se realizó en la Unidad
de Producción Agrícola Socialista
Bicentenario ubicada en Pueblo Nuevo,
municipio Francisco Javier Pulgar del
estado Zulia, Venezuela. Se trata de
una zona cuyos suelos se han formado
a partir de la deposición de sedimentos
provenientes de la Cordillera de los
Andes acarreados principalmente por el
río Chama. Esta condición ha permitido
el desarrollo de suelos relativamente
fértiles, pero con problemas de mal
drenaje asociado a la predominancia de
texturas nas (MARNR, 1978).
Los suelos de estudio fueron
descritos por González-Pedraza et
al. (2014) como ligeramente ácidos a
moderadamente ácidos, con porcentaje
de carbono orgánico medio, clase
textural franco limoso y franco en los
An alternative to reduce the
amount of chemical fertilizer applied is
the determination of the amount of N
that the soil is capable of providing the
plants (Herrera et al., 2017; Meya et
al., 2020). Due to this, it was proposed
to evaluate nitrogen mineralization
in soils cultivated with plantain in
order to guide management strategies
and make appropriate fertilization
recommendations.
Materials and methods
Study área
The study was carried out at the
Bicentennial Socialist Agricultural
Production Unit located in Pueblo
Nuevo, Francisco Javier Pulgar
municipality of Zulia state, Venezuela.
It is an area whose soil has been formed
from the deposition of sediments from
the Andes Mountains carried mainly
by the Chama River. This condition
has allowed the development of
relatively fertile soils, but with poor
drainage problems associated with
the predominance of ne textures
(MARNR, 1978).
The study soils were described
by González-Pedraza et al., (2014)
as slightly acidic to moderately
acidic, with average organic carbon
percentage, silty loam and loam
textural class in the plots of plants
with high vigor and low vigor,
respectively (table 1).
Design of the experiment and
soil sampling
An experiment was carried out
with a directed systematic random
design (Otzen and Manterola, 2017),
in which the treatments consisted of
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Cuadro 1. Determinación de algunas características físicas y químicas
en los suelos de lotes de plantas de plátano de alto y bajo vigor
en la Unidad de Producción Agrícola Socialista Bicentenario
ubicada en Pueblo Nuevo, municipio Francisco Javier Pulgar
del estado Zulia, Venezuela.
Table 1. Determination of some physical and chemical characteristics
in the soils of plots of high and low vigor plantain plants in the
Bicentennial Socialist Agricultural Production Unit located in
Pueblo Nuevo, Francisco Javier Pulgar municipality of Zulia
state, Venezuela.
Parámetro Vigor de las plantas
Alto vigor Bajo vigor
pH 6,12±0,69
a
5,87±0,60
a
Conductividad eléctrica (dS.m
-1
) 0,036±0,017
a
0,032±0,016
a
Carbono orgánico (%) 1,8±0,52
a
2,5±0,48
b
Humedad (%) 34,47±3,39
a
30,08±3,21
b
Arcilla (%) 11,19±4,05
a
10,20±3,37
a
Limo (%) 59,67±12,21
a
38,65±10,83
b
Arena (%) 29,13±13,54
a
51,15±13,17
b
Grupo textural Franco limoso Franco
a b
Valores promedios ± desviación estándar acompañados por letras minúsculas distintas indican
diferencias estadísticas (P<0,05) entre lotes de plantas de alto y bajo vigor (González-Pedraza et
al., 2014).
a b
Mean values ± standard deviation accompanied by different lowercase letters indicate statistical
differences (P <0.05) between plots of high and low vigor plants (González-Pedraza et al., 2014).
lotes de plantas de alto vigor y bajo
vigor, respectivamente (cuadro 1).
Diseño del experimento y toma
de muestras de suelos
Se realizó un experimento con un
diseño aleatorio sistemático dirigido
(Otzen y Manterola, 2017), en el cual
los tratamientos consistieron en dos
lotes, un lote con plantas de alto vigor
y otro lote con plantas de bajo vigor, en
una supercie de 4 ha cada uno y cuyas
características de suelos se mencionan
en el cuadro 1. Cada lote fue dividido en
cuatro parcelas de aproximadamente 1
two plots, a lot with high vigor plants
and another lot with low vigor plants,
in an area of 4 ha each one and whose
soil characteristics are mentioned in
table 1. Each lot was divided into four
plots of approximately 1 ha each and
within each plot a subplot of 1 000
m
2
corresponding to the repetitions
was delimited. Within each subplot,
two transects were drawn on which
3 simple soil samples were taken (6
samples for each subplot) at a depth
of 0-20 cm for a total of 24 simple soil
samples per lot or treatment.
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ha cada uno y dentro de cada parcela
se delimitó una subparcela de 1.000
m
2
correspondiente a las repeticiones.
Dentro de cada subparcela se trazaron
dos transectas sobre las cuales se
tomaron 3 muestras simples de suelo
(6 muestras por cada subparcela) a una
profundidad de 0-20 cm para un total
de 24 muestras simples de suelos por
lote o tratamiento.
Vigor de las plantas
Para seleccionar las plantas de
alto y bajo vigor se siguió el criterio
propuesto por Rodríguez y Rodríguez
(1998), quienes señalan que las plantas
con alto vigor son las plantas madres
con una circunferencia del pseudotallo
de 76 cm, tomada a 1 m desde la base
del tallo, mientras que las plantas con
valores inferiores serían de bajo vigor.
En cada subparcela (1.000 m
2
) se
marcaron 20 plantas que estuvieran
a tres semanas de ser cosechadas,
aproximadamente.
Posteriormente, a cada planta
madre se le midió la circunferencia
del pseudotallo a un metro de altura
sobre la supercie del suelo, se contó
el número de manos por racimo y se
midió la altura del hijo de sucesión
(medida desde el nivel del suelo hasta
la inserción del pseudopecíolo de la
última hoja candela expandida).
La densidad de plantas por hectárea
en cada subparcela se determinó
multiplicando el número total de plantas
presentes por 10 para relacionarlo a
una hectárea. Los resultados del vigor
de las plantas de este estudio fueron
reportados por González-Pedraza et al.
(2014) (cuadro 2).
Plants vigor
To select high and low vigor plants,
was followed the criterion proposed by
Rodríguez and Rodríguez (1998), who
point out that mother plants with high
vigor are those that have a pseudostem
circumference of 76 cm (taken from 1
m of the base of the stem at ground
level), while plants with lower values
are considered low vigor. In each
subplot, (1000 m
2
) 20 plants were
marked, with approximately three
weeks remaining before harvested.
Subsequently, the circumference
of the pseudostem of the mother
plant was measured at a height of
one meter from the plant base at
ground level, the number of hands per
bunch was counted and the height of
the successional son was measured
(measured from the ground level to
the insertion of the pseudopeciole of
the last expanded candle leaf).
The density of plants per hectare
in each subplot was determined
by multiplying the total number of
plants present by 10 to relate it to
one hectare. González-Pedraza et
al. (2014) reported the results of the
plants vigor in this study (table 2).
Percentage of total nitrogen
(N)
The percentage of total N was
determined in the soil samples of
each lot of high and low vigor of the
plants, with the Kjeldalh method,
which is based on the digestion of the
soil sample in concentrated sulfuric
acid and oxidation with peroxide of
hydrogen (H
2
O
2
) (Fleck and Munro,
1965).
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Cuadro 2. Parámetros de productividad en los lotes de plantas de plátano
con alto y bajo vigor en la Unidad de Producción Agrícola
Socialista Bicentenario ubicada en Pueblo Nuevo, municipio
Francisco Javier Pulgar del estado Zulia, Venezuela.
Table 2. Productivity parameters in the plots of plantain plants with
high and low vigor in the Bicentennial Socialist Agricultural
Production Unit located in Pueblo Nuevo, Francisco Javier
Pulgar municipality of Zulia state, Venezuela.
Parámetro Vigor de las plantas
Alto Bajo
Número de manos por racimo 6,44±0,97
a
4,94±0,90
b
Circunferencia pseudotallo (cm) 80,95±5,65
a
65,68±5,45
b
Altura del hijo (m) 2,61±0,39
a
1,50±0,38
b
Densidad (plantas.ha
-1
) 1.410 1.400
a b
Valores promedios ± desviación estándar acompañados por letras minúsculas distintas indican
diferencias estadísticas (p<0,05) entre las plantaciones de alto y bajo vigor (González-Pedraza et
al., 2014).
a b
Mean values ± standard deviation accompanied by different lowercase letters indicate statistical
differences (P <0.05) between plots of high and low vigor plants (González-Pedraza et al., 2014).
Porcentaje de nitrógeno (N)
total
El porcentaje de N total se
determinó en las muestras de suelo
de cada lote de alto y bajo vigor de las
plantas, a través del método Kjeldalh,
el cual se basa en la digestión de la
muestra en ácido sulfúrico concentrado
y oxidación con peróxido de hidrógeno
(H
2
O
2
) (Fleck y Munro, 1965).
Proceso de mineralización de
nitrógeno
El proceso de mineralización se
realizó en condiciones controladas de
laboratorio siguiendo la metodología
propuesta por Stanford y Smith (1972).
Para ello, de cada una de las muestras
de suelo por lote de alto y bajo vigor,
se pesaron 5 g de suelo a humedad de
campo, sin tamizar y se colocaron en
Nitrogen mineralization pro-
cess
The mineralization process
was carried out under controlled
laboratory conditions following the
methodology proposed by Stanford
and Smith (1972). For this, of each
soil samples per lot of high and low
vigor, 5 g of soil were weighed at eld
humidity, without sieving and were
placed in 50 mL plastic centrifuge
tubes. The initial inorganic N present
in the soil samples was washing
with 33.3 mL of a 0.01 M calcium
chloride (CaCl
2
) solution. After the
initial N extraction process, 5 mL of
a N-free nutrient solution with the
following concentrations was added
to each tube: CaSO
4
.2H
2
O 0.002 M;
MgSO
4
0.002 M; Ca(H
2
PO
4
)
2
.H
2
O
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tubos plásticos de centrifuga de 50 mL.
El N inorgánico inicial presente en las
muestras fue eliminado mediante un
lavado con 33,3 mL de una solución
de cloruro de calcio (CaCl
2
) 0,01 M.
Posterior al proceso de extracción
inicial del N, se le agregó a cada tubo 5
mL de una solución nutritiva libre de
N con las siguientes concentraciones:
CaSO
4
.2H
2
O 0,002 M; MgSO
4
0,002
M; Ca(H
2
PO
4
)
2
.H
2
O 0,005 M y K
2
SO
4
0,0025 M, con la nalidad de asegurar
los nutrientes necesarios para el
mantenimiento de la actividad de las
poblaciones microbianas (Stanford y
Smith, 1972).
Cada tubo con las muestras de suelos
fue cubierto con una película de papel
paralm (American Nacional Can,
Greenwich, CT) a la que se le hicieron
pequeños oricios para permitir el
intercambio de gases y mantener un
sistema aerobio. Antes de colocar
los tubos dentro de la incubadora,
fueron pesados y posteriormente
agitados durante 5 minutos para
prevenir la sedimentación de las
partículas, evitando así un posible
efecto de endurecimiento de los suelos.
Inmediatamente los tubos se colocaron
en una incubadora a 35 ºC, óptima
para que el proceso de mineralización
de nitrógeno. El control de peso de
los suelos se realizó cada 3 días con
el n de reponer la humedad pérdida
durante el tiempo de incubación.
Al cabo de dos semanas de
incubación se procedió a sacar los
tubos de la incubadora para realizar
la primera extracción del nitrógeno
mineralizado (amonio y nitrato)
usando para ello una solución de
CaCl
2
0,01 M. Una vez realizada la
0.005 M y K
2
SO
4
0.0025 M, in order
to ensure the necessary nutrients for
the maintenance of the activity of
microbial populations (Stanford and
Smith, 1972).
Each tube with the soil samples
was covered with paralm paper
(American National Can, Greenwich,
CT) in which small holes were made
to allow gas exchange and maintain
an aerobic system. Before placing
the tubes inside the incubator, they
were weighed and subsequently
shaken for 5 minutes to prevent the
sedimentation of the soil particles,
thus avoiding a possible hardening
effect of the soils. The tubes were
immediately placed in an incubator
at 35ºC, the optimum temperature for
the nitrogen mineralization process.
The soil weight control was carried
out every 3 days in order to replace the
moisture lost during the incubation
time.
After two weeks of incubation, the
tubes were removed from the incubator
to carry out the rst extraction of the
mineralized nitrogen (ammonium and
nitrate) using a solution of CaCl
2
0.01
M. After the rst nitrogen extraction
to the soil samples, the nutritive
solution was added again following
the methodology described above,
then the tubes were again covered
with perforated paralm paper and
placed inside the incubator at the
same temperature of 35 ° C. Successive
extractions were carried out every
2 weeks until week ten, following
the same procedure previously
described. According to Stanford and
Smith (1972), this incubation time
is sufcient for the N mineralization
potential of soils occurs.
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primera extracción a las muestras
de suelo se le adicionó de nuevo
la solución nutritiva siguiendo la
metodología antes descrita, luego los
tubos fueron nuevamente tapados con
el papel paralm perforado y colocados
dentro de la incubadora a la misma
temperatura de 35 °C. Se realizaron
extracciones sucesivas, siguiendo el
mismo procedimiento previamente
descrito cada 2 semanas hasta la
semana diez. Según Stanford y Smith
(1972), ese tiempo de incubación
es suciente para que ocurra la
mineralización potencial del N de los
suelos.
Determinación del N mineralizado
como amonio (N-NH
+
4
)
Del extracto obtenido
anteriormente se tomó 1 mL de cada
muestra y se transrió a un tubo
de ensayo. Luego a cada tubo se le
adicionó 5 mL de un reactivo preparado
con una mezcla de 34 g de salicilato
de sodio, 25 g de citrato de sodio,
25 g de tartrato de sodio y 0,12 g de
nitroprusiato de sodio en 1 L de agua.
Luego de 15 minutos se adicionaron 5
mL de un reactivo alcalino preparado
con 30 g de hidróxido de sodio en 750
mL de agua destilada,10 mL de una
solución de hipoclorito de sodio y se
aforó a un litro con agua destilada.
Finalmente, luego de mezclar bien
las muestras y los reactivos, se dejó
desarrollar completamente el color
por una hora y se midió la absorbancia
a una longitud de onda de 655 nm.
Los patrones se prepararon con una
solución de sulfato de amonio con
una concentración de 100 μg.mL
-1
N-NH
+
4
. La concentración de N-NH
+
4
de las muestras y los blancos
Determination of mineralized N
as ammonium (N-NH
+
4
)
From the extract obtained above, 1
mL of each sample was transferred into
a test tube. Then, to each tube, 5 mL of
a reagent prepared with a mixture of 34
g of sodium salicylate, 25 g of sodium
citrate, 25 g of sodium tartrate and 0.12
g of sodium nitroprusside in one liter of
distilled water. After 15 minutes, 5 mL
of an alkaline reagent prepared with
30 g of sodium hydroxide in 750 mL
of distilled water, 10 mL of a sodium
hypochlorite solution and it was made
up to one liter with distilled water.
Finally, after the extracts and
reagents were mixed, the color was
allowed to develop completely for
one hour and the absorbance was
measured at a wavelength of 655 nm.
The standards were prepared with
an ammonium sulfate solution with
a concentration of 100 μg.mL
-1
N-NH
+
4
. Concentration of N-NH
+
4
of the
samples and blanks was obtained by
plotting their absorbance value against
the concentration of the standards
and subtracting the mean of the blank
from the sample. Then the mineralized
ammonium was calculated as follows:
N-NH
+
4
(μg.g
-1
suelo) = C*V/W
Where:
C = concentration (μg.mL
-1
)
V = volume of extract (mL)
W = weight of sample (g)
Determination of mineralized
nitrogen as nitrate (N-NO
3
)
N-NO
3
was determined in the
same extracts obtained from the
sample with the 0.01 M CaCl
2
solution.
0.5 mL of the samples were placed into
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se obtuvo gracando su valor de
absorbancia contra la concentración
de los patrones y restando la media
del blanco de la muestra. Luego el
amonio mineralizado se calculó de la
siguiente forma:
N-NH
+
4
(μg.g
-1
suelo) = C*V/W
Donde:
C= concentración (μg.mL
-1
)
V= volumen del extracto (mL)
W= peso de la muestra (g)
Determinación de nitrógeno
mineralizado como nitrato (N-NO
3
)
El N-NO
3
se determinó en los
mismos extractos obtenidos de la
muestra con la solución de CaCl
2
0,01
M. Se tomaron 0,5 mL de las muestras
y se colocaron en tubos de ensayo a
los cuales se les adicionó 1 mL de
una solución de ácido salicílico (5 g
de ácido salicílico mezclados con 95
mL de ácido sulfúrico concentrado), se
mezcló bien y luego de 30 minutos se
adicionaron 10 mL de una solución de
hidróxido de sodio 4M. Se mezcló y se
dejó desarrollar el color durante una
hora. La absorbancia fue medida a
una longitud de onda de 410 nm. Para
construir la curva patrón se realizó el
mismo procedimiento que aplicado a
las muestras.
El patrón se preparó partiendo
de una solución de nitrato de potasio
(KNO
3
) con una concentración de
50 μg.mL
-1
, de la cual se tomaron 0,
2, 4, 6, 8 y 10 mL y se colocaron en
matraces volumétricos de 50 mL. El
volumen se completó con la misma
solución extractora de CaCl
2
0,01
M. La concentración de N-NO
3
se
determinó gracando la absorbancia
test tubes to which 1 mL of a salicylic
acid solution was added (5 g of salicylic
acid mixed with 95 mL of concentrated
sulfuric acid), it was mixed well and
after 30 minutes 10 mL of a 4M sodium
hydroxide solution were added. It was
mixed and the color was allowed to
develop for one hour. The absorbance
was measured at a wavelength of 410
nm. To construct the standard curve,
the same procedure as applied to the
samples was carried out.
The standard was prepared starting
from a solution of potassium nitrate
(KNO
3
) with a concentration of 50
μg.mL
-1
, from which 0, 2, 4, 6, 8 and 10
mL were placed in volumetric asks
of 50 mL. The volume was completed
with the same extracting solution of
CaCl
2
0.01 M. The concentration of
N-NO
3
was determined by plotting the
absorbance of the standards against
the respective concentration of each
sample. Then the mineralized N as
NO
3
was calculated as follows:
N-NO
3
(μg.g
-1
) = C*V/W
Where:
C = concentration (μg.mL-1)
V = volume of extract (mL)
W = weight of sample (g)
Kinetics of N mineralization
The net mineralization of N (Nm),
the potentially mineralizable organic
N (N0) and the mineralization rate
constant (k) were calculated according
to the methodology developed by
Stanford and Smith (1972). The Nm
was
calculated as the sum of the N-NH
+
4
y
N-NO
3
at each incubation interval.
The accumulated net mineralization
of N was linearly related to the square
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de los patrones contra la respectiva
concentración de cada muestra. Luego
el N mineralizado como NO
3
se
calculó como sigue:
N-NO
3
(μg.g
-1
) = C*V/W
Donde:
C= concentración (μg.mL
-1
)
V= volumen del extracto (mL)
W= peso de la muestra (g)
Cinética de la mineralización
de N
Se calculó la mineralización neta de
N (Nm), el N orgánico potencialmente
mineralizable (N0) y la constante de la
tasa de mineralización (k) de acuerdo
con la metodología desarrollada por
Stanford y Smith (1972). El Nm fue
calculado como la suma del N-NH
+
4
y N-NO
3
en cada intervalo de
incubación. La mineralización neta
acumulada de N fue linealmente
relacionada con la raíz cuadrada del
tiempo, a través de las diez semanas
de incubación. El N0 y la k para
el período de incubación de siete
semanas fueron obtenidos usando la
ecuación propuesta por Stanford y
Smith (1972):
Nm = N0 (1
-e-kt
).
Donde:
Nm = cantidad de N mineralizado
en un tiempo determinado (mg.kg
-1
)
N0 = N potencialmente
mineralizable (mg.kg
-1
)
k = tasa constante de mineralización
de primer orden (semanas
-1
)
t = tiempo de incubación (semanas)
Análisis estadístico
Se aplicó un análisis de la varianza
root of time, through the ten weeks of
incubation. N0 and k for the seven-week
incubation period were obtained using
the equation proposed by Stanford and
Smith (1972):
Nm = N0 (1
-
e
-kt
).
Where:
Nm = amount of mineralized N in a
given time (mg.kg
-1
)
N0 = potentially mineralizable N
(mg.kg
-1
)
k = constant rate of rst order
mineralization (weeks
-1
)
t = incubation time (weeks)
Statistical analysis
A one-way analysis of variance
(ANOVA) was applied based on
compliance with the assumptions of
normality, homogeneity of variance
and independence of the samples, to
the data of total nitrogen, mineralized
nitrogen (ammonium and nitrate)
during each incubation period (weeks
2, 4, 6, 8 and 10). When the ANOVA
was signicant (p <0.05), a Tukey test
was applied for multiple comparisons
of means with a probability of 95%. To
relate variables in the sites of interest,
a simple linear regression analysis
was used, considering as dependent
variables the parameters associated
with the vigor of the plants and,
independent variables total nitrogen,
mineralized nitrogen (ammonium
and nitrate) every two weeks, the
parameters derived from the kinetics of
N mineralization, namely mineralized
nitrogen accumulated during the 10
weeks of incubation (Nm), the constant
rate of nitrogen mineralization (k)
and the potentially mineralizable
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de una vía (ANOVA) tomando como
base el cumplimiento de los supuestos
de normalidad, homogeneidad de
varianza e independencia de las
muestras, a los datos de nitrógeno
total, nitrógeno mineralizado (amonio
y nitrato) durante cada período
de incubación (semanas 2, 4, 6, 8
y 10). Cuando el ANOVA resultó
signicativo (p<0,05), se aplicó una
prueba de Tukey para comparaciones
múltiples de medias con una
probabilidad de 95 %. Para relacionar
variables en los sitios de interés, se
utilizó un análisis de regresión lineal
simple considerando como variables
dependientes los parámetros
asociados al vigor de las plantas y
variables independientes el nitrógeno
total, el nitrógeno mineralizado
(amonio y nitrato) cada dos semanas,
los parámetross derivados a partir
de la cinética de la mineralización
de N, a saber nitrógeno mineralizado
acumulado durante las 10 semanas
de incubación (Nm), la tasa constante
de mineralización de nitrógeno
(K) y el nitrógeno potencialmente
mineralizable (N0)
El análisis estadístico fue realizado
utilizando el paquete estadístico
STATISTICA para Windows 6.0
(STATISTICA, 2001).
Resultados y discusión
Nitrógeno total
El porcentaje de N total de
los suelos no presentó diferencias
signicativas (p<0,05) entre los lotes
de alto y bajo vigor de las plantas de
plátano (gura 1).
nitrogen (N0). Statistical analysis was
performed using the STATISTICA
statistical package for Windows 6.0
(STATISTICA, 2001).
Results and discussion
Total nitrogen
The total N percentage of the soils
did not present signicant differences
(p <0.05) between the high and low
vigor plots of the plantain plants
(gure 1).
These values are particularly low
when compared with reference data
for soils of alluvial origin and similar
textural characteristics (Rodríguez
et al., 2004). It is probable that
factors such as the percentage of
relatively low organic carbon (1.8 ±
0.52 in soils with high vigor plants
and 2.5 ± 0.48 in soils with low vigor
plants) coupled with pH (6.12 ± 0.69
and 5.87 ± 0.60 in the high and low
vigor plant plots, respectively) are
affecting the concentration of N in
these soils. Organic matter is the
main source of N in soils and when
it is low, microorganisms have little
available substrate. Additionally, the
microbial populations responsible
for N mineralization are especially
sensitive to low pH in soils.
N mineralization
The mineralized N during the 10
weeks that the experiment lasted was
only statistically (p <0.05) different in
the nitrate form and the highest value
corresponded to the low vigor plots of
the plants. The plots with high vigor of
the plants did not present differences
in the mineralized available ammonia
(gure 2).
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Figura 1. Nitrógeno total (%) en suelos de lotes de plantas de plátano
alto vigor y bajo vigor en la Unidad de Producción Agrícola
Socialista Bicentenario ubicada en Pueblo Nuevo, municipio
Francisco Javier Pulgar del estado Zulia, Venezuela. AV:
Alto vigor; BV: Bajo vigor. Valor promedio±desviación estándar
acompañados por letras minúsculas distintas señalan diferencias
signicativas (p<0,05) entre AV y BV.
Figure 1. Total nitrogen percentage in soils of plots of high vigor and low
vigor plantain plants in the Bicentennial Socialist Agricultural
Production Unit located in Pueblo Nuevo, Francisco Javier
Pulgar municipality of Zulia state, Venezuela. AV: High vigor;
BV: Low vigor. Mean value ± standard deviation accompanied by
different lowercase letters indicate signicant differences (p <0.05)
between AV and BV.
Estos valores son particularmente
bajos cuando se comparan con datos de
referencia para suelos de origen aluvial
y características texturales similares
(Rodríguez et al., 2004). Es probable
que factores como el porcentaje de
carbono orgánico (1,8 ± 0,52 en los
suelos con plantas de alto vigor y 2,5 ±
0,48 en los suelos con plantas de bajo
vigor) relativamente bajo, aunado al
pH (6,12 ± 0,69 y 5,87 ± 0,60 en los
lotes de planta de alto y bajo vigor,
In the soils of the BV plots, the
N mineralization process that was
favored was nitrication. Additionally,
it is pertinent to mention that in BV
a signicantly higher percentage
of organic carbon was found (table
1), which may be being used by soil
microorganisms for their metabolic
processes, which would also explain
the higher concentration of N-NO
3
in
these soils.
respectivamente) estén afectando la
concentración de N en estos suelos. La
materia orgánica es la principal fuente
On the other hand, these soils
are heavily fertilized several
times throughout the year with
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Figura 2. Nitrógeno mineralizado como amonio y nitrato durante las
10 semanas de incubación en lotes de alto y bajo vigor de
las plantas de plátano en la Unidad de Producción Agrícola
Socialista Bicentenario ubicada en Pueblo Nuevo, municipio
Francisco Javier Pulgar del estado Zulia, Venezuela. Valor
promedio ± desviación estándar acompañados por letras minúsculas
distintas señalan diferencias signicativas (p<0,05) entre lotes de alto
y bajo vigor.
Figure 2. Nitrogen mineralized as ammonium and nitrate during the 10
weeks of incubation in high and low vigor plots of plantain
plants in the Bicentennial Socialist Agricultural Production
Unit located in Pueblo Nuevo, Francisco Javier Pulgar
municipality of Zulia state, Venezuela. AV: High vigor; BV: Low
vigor. Mean value ± standard deviation accompanied by different
lowercase letters indicate signicant differences (p <0.05) between AV
and BV.
de N de los suelos y cuando esta es
baja los microorganismos tienen poco
sustrato disponible. Adicionalmente,
las poblaciones microbianas
responsables de la mineralización del
N son especialmente sensibles a el pH
bajo en los suelos.
chemical sources, such as urea. In
different studies, it has been shown
that the application of fertilizers
signicantly affects the cycling of
N in soils (Campos et al., 2019; Dai
et al., 2017). In this respect, Dai et
al. (2017) found that the long-term
Mineralización de N
El N mineralizado durante las
10 semanas que duró el experimento
solamente resultó estadísticamente
application of nitrogen fertilizers
did not signicantly affect the crude
ammonium immobilization rate,
but did accelerate the nitrication
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(p<0,05) diferente en la forma de
nitrato y el valor más alto correspondió
a los lotes de bajo vigor de las plantas.
Los lotes con alto vigor de las plantas
no presentaron diferencias en el
amonio disponible mineralizado
(gura 2).
En los suelos de los lotes de BV el
proceso de mineralización de N que
se vio favorecido fue la nitricación.
Adicionalmente, es pertinente
mencionar que en BV se encontró
un porcentaje de carbono orgánico
signicativamente más alto (cuadro
1), el cual puede estar siendo usado por
los microorganismos del suelo para sus
procesos metabólicos, lo que explicaría
también la mayor concentración de
N-NO
3
en estos suelos.
Por otro lado, estos suelos son
fuertemente fertilizados varias veces al
año con fuentes químicas, como la urea.
En diferentes estudios se ha demostrado
que la aplicación de fertilizantes afecta
signicativamente el ciclaje de N en
los suelos (Campos et al., 2019; Dai et
al., 2017). A este respecto, Dai et al.
(2017), encontraron que la aplicación de
fertilizantes nitrogenados a largo plazo
no afectó signicativamente la tasa
bruta de inmovilización de amonio, pero
si