Summary: The continuous use of excessive nitrogenous fertilizers generates environmental risks by increasing nitrate accumulation, volatilization and leaching in soil, which causes losses and low efficiencies in the use of nitrogen (N). The objective of the present study is to evaluate the application of nitrogenous nanocomposites (NCN) as a slow-release fertilizer (SRF) in soil and its effect on growth of the lettuce crop. The NCN was prepared by sorption of a cationic surfactant on a bentonite clay. The study was performed in soil columns; the evaluated treatments were ratios of NCN and conventional fertilizer (FC) 25/0, 50/0, 75/0 and 100/0, 0/100, 25/75, 50/50 and 75/25. The variables evaluated were: fresh weight, dry biomass, leaf area, electrical conductivity, NO3- concentration in leachate and leaf, soil plant analysis development (SPAD) and normalized difference vegetation index (NDVI) units, as well as NCN release in deionized water. The results obtained indicate that the NCN treatments equaled the control after 40 days except for the 25/0 treatment that reduced the fresh weight variables by 20% and leaf area by 18% with respect to the 0/100 control. The SPAD and NVDI values did not have significant differences between treatments. The NCN/FC 0/100, 50/50 and 75/25 ratios increased nitrate concentration in leaves by 19%. The 100/0 treatment increased total dry biomass with 48%, 87% root volume and 73% root dry biomass. The results of the release in deionized water confirmed that NCN gradually releases nitrates and in higher amounts than those calculated. Finally, to conclude the nanocomposite material has the potential to be used as a slow-release fertilizer when growth increases. Therefore, nanocomposites could be an alternative to reduce the use of conventional fertilizers and nitrogen losses in soil.
Resumen: El uso continuo de fertilizantes nitrogenados en exceso genera riesgos ambientales al aumentar en el suelo la acumulación, volatilización y lixiviación de nitratos, que provocan pérdidas y baja eficiencia en la utilización de N. En este estudio, el objetivo fue evaluar la aplicación de nanocompuestos nitrogenados (NCN) como fertilizante de liberación lenta en el suelo y su efecto en el crecimiento del cultivo de lechuga. El NCN se preparó por la sorción de un surfactante catiónico en una arcilla de bentonita. El estudio se realizó en columnas de suelo, los tratamientos evaluados fueron relaciones de NCN y fertilizante convencional (FC) 25/0, 50/0, 75/0 y 100/0, 0/100, 25/75, 50/50 y 75/25. Las variables evaluadas fueron: peso fresco, biomasa seca, área foliar, conductividad eléctrica, concentración de NO3 - en lixiviado y hoja, unidades SPAD y NDVI, además de la liberación del NCN en agua desionizada. Los resultados obtenidos indican que después de 40 días los tratamientos con NCN igualaron al control excepto el tratamiento 25/0 que redujo las variables peso fresco 20% y el área foliar 18% con respecto al control 0/100. Los valores de SPAD y NVDI no tuvieron diferencias significativas entre tratamientos. Las relaciones NCN/FC 0/100, 50/50 y 75/25 aumentaron 19% la concentración de nitratos en hojas. El tratamiento 100/0 aumentó biomasa seca total con 48%, 87% el volumen radical y 73% la biomasa seca de raíz. Los resultados de la liberación en agua desionizada confirmaron que el NCN libera gradualmente nitratos y en mayor cantidad que lo calculado. Finalmente, se concluye que el material nanocompuesto tiene el potencial de usarse como fertilizante de lenta liberación al aumentar crecimiento, por lo que podría ser una alternativa para reducir el uso de fertilizantes convencionales y disminuir las pérdidas de nitrógeno en suelo.