Fertilizante con nitrogeno, lo que aún desconoce

Adquiere todo el conocimiento referente al Fertilizante con nitrógeno, porque es tan necesario para las plantas, su productividad y mucho mas en este articulo.

fertilizante con nitrógeno

Nitrógeno

El aire tiene un 78% de nitrógeno; El nitrógeno es, por lo tanto, muy abundante en la atmósfera. El nitrógeno es un gas inerte, es decir que no puede ser utilizado como tal por organismos vivos. En 1909, el químico alemán Fritz Haber logró transformar el nitrógeno gaseoso en amoniaco.

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El amoniaco es el compuesto activo de los fertilizantes, permite vivir miles de millones de seres vivos. De hecho, los fertilizantes nitrogenados permiten transformar las tierras estériles en campos fértiles y sucederse sin esperar a que el suelo se regenere naturalmente.

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Importancia

Gracias a la luz, ciertas plantas desarrollan su materia orgánica a partir de los elementos de la biosfera (agua, CO2, nitrógeno, fósforo y compuestos de azufre, K +, Ca2 +, Mg2 +). Aunque representa solo el 3% de la materia seca vegetal, el nitrógeno se utiliza en la fabricación de ácidos nucleicos, aminas, proteínas, clorofilas, sustancia de crecimiento. Que son moléculas esenciales para el crecimiento y desarrollo de las plantas.

La ausencia de nitrógeno impide el crecimiento de las plantas. Si no hay suficiente nitrógeno en las plantas, las plantas permanecen pequeñas, los órganos que generalmente son de color verde se tornan amarillo, y sus cultivos producen poco.Por el contrario, la presencia de nitrógeno permite que las plantas alcancen un tamaño grande y les da su tinte verde oscuro.

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Aunque el nitrógeno tiene efectos positivos sobre el crecimiento y la salud de la planta, si está presente en una cantidad demasiado grande, retrasa la madurez, disminuye la resistencia de los tallos y, finalmente, las plantas son más sensibles a enfermedades. ( Ver Articulo: Fertilizantes )

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Fertilizantes de Nitrógeno

Han pasado 150 años desde que se utilizó el fertilizante de nitrógeno. Originalmente, los fertilizantes nitrogenados provenían principalmente de subproductos vegetales y animales (estiércol, guano, abono verde). Pero desde que Fritz Haber y Carl Bosch han desarrollado un nuevo proceso, los fertilizantes nitrogenados se sintetizan industrialmente.

Para sintetizar nitrógeno, se utilizan moléculas de aire reducidas en amoniaco que se hacen reaccionar con metano y agua. Se obtiene nitrato de amonio, que es uno de los fertilizantes más utilizados en la agricultura.

Los llamados: “Fertilizantes Minerales Individuales” son fertilizantes que contienen solo un nutriente principal:

  • Nitrógeno: Amonitrato, Urea, solución de nitrógeno
  • Fosfatos: Fosfato Natural, Superfosfato
  • Potasio: Cloruro de Potasio, Sulfato de Potasio

Los fertilizantes simples de nitrógeno están hechos de amoníaco, obtenido por la combinación de nitrógeno del aire e hidrógeno del gas natural.

Alrededor del 80% del costo de producir amoniaco está relacionado con el uso de gas natural. Este porcentaje aumenta del 55 al 60% para los fertilizantes sólidos de amonitrato de amonio. Que representa más del 50% del nitrógeno mineral utilizado en el continente europeo. Las soluciones de nitrógeno y la urea sólida también dependen de esta materia prima.

El amoníaco es la materia prima básica para toda la industria de fertilizante con nitrógeno. En particular, sufre oxidación para convertirse en ácido nítrico y se combina con otros productos para dar lugar a otros fertilizantes nitrogenados.

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Se obtienen muchos elementos con estos procesos como:

Sulfato de amonio: que, cristalizado o granulado, da un fertilizante llamado sulfato de amonio a menudo dosificado hasta 21% de nitrógeno.

Urea: obtenida al combinar amoníaco y dióxido de carbono formados durante la síntesis de amoníaco. Puede ser perlado o granulado y valorar hasta 46% de nitrógeno.

El nitrato de amonio: obtenido por reacción entre el amoníaco y el ácido nítrico:  esto, mezclado con urea, permite obtener soluciones de nitrógeno (la solución estándar de 30% de nitrógeno). de azufre (sulfato de amonio, tiosulfato de amoniaco) se obtienen soluciones de nitrógeno azufre cuyos valores N y SO 3 son situaciones agronómicas adecuadas.

El nitrato de amonio produce nitrógeno, se obtienen a partir de amonio con la adición de más o menos el nitrato de una carga inerte (carbonato de calcio o dolomita dolomita).

Contienen del 21 al 33.5% del nitrógeno total, 50% del cual es nitrógeno amoniacal y 50% de nitrógeno nítrico. El uso de un material de alimentación que contiene azufre (sulfato de calcio y magnesio) se obtienen amonitratos azufre cuyos valores N y SO 3 son situaciones agronómicas adecuadas (que siempre contienen 50% de nitrógeno nítrico).

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Producción y Consumo en el mundo

El aire compuesto de 78% de nitrógeno N 2 constituye en todas las partes del mundo un recurso casi ilimitado de nitrógeno N. Se necesita una fuente de hidrógeno H 2 para obtener la síntesis de amoníaco NH 3 , precursor del principal fertilizantes nitrogenados en el mundo, el gas natural CH 4 se utiliza porque tiene la mejor eficiencia de producción en hidrógeno pero otras fuentes son posibles (nafta, carbón en China) y se puede prever en el futuro (electrólisis del agua, gasificación del material orgánico).

La producción francesa cubre alrededor de un tercio de los requerimientos de nitrógeno de la agricultura. Los países cercanos (Bélgica, los Países Bajos, Alemania) tienen unidades de producción significativas y suministran el 23% de la oferta.

Los nuevos Estados miembros de la UE (Lituania, Polonia, Rumanía, Bulgaria) tienen una participación del 18% del nitrógeno entregado. Un total del 76% del nitrógeno utilizado por la agricultura francesa proviene de Francia y la Unión Europea y el 24% se importa principalmente en forma de solución de urea y nitrógeno proveniente principalmente de Rusia, Egipto y Trinidad. y muchos otros orígenes.

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El uso de Amonitrato, fertilizante de referencia por su eficiencia agronómica y ambiental, es una peculiaridad del mercado europeo.

En todo el mundo, las nuevas capacidades industriales que se abren en Asia, África del Norte y Medio Oriente, prefieren producir urea, un fertilizante sólido concentrado al 46% N, más barato de producir y más fácil de transportar. para almacenar. En 2011-2012, más del 60% del nitrógeno mineral utilizado como fertilizante en el mundo es urea.

La Unión Europea es ligeramente superada en amonitratos mientras que importó 4.1 millones de toneladas de urea en 2010-11 (es decir 1.89 Miles de toneladas de N representa el 17% de consumo total de nitrógeno) principalmente de Egipto, Rusia y Ucrania. Las nuevas unidades en Egipto en el delta del Nilo y Argelia utilizan el recurso local de gas natural para producir urea.

La competencia con las producciones europeas es fuerte en un mercado muy abierto para las importaciones de sus puertos.

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Fertilizante con Nitrógeno Fósforo y Potasio

El nitrógeno (N), el fósforo (P) y el potasio (K) son los principales elementos minerales que las plantas consumen en grandes cantidades. Es por eso que todos los fertilizantes que encuentre en el comercio se definen de acuerdo con las proporciones contenidas de estos tres elementos.

Los fertilizantes NPK son una fórmula clásica de fertilizante que corresponde a la abreviación de los elementos químicos que los componen, a saber nitrógeno, fósforo, potasio.

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Sus componentes

Wilhelm KNOP, un químico agrícola alemán, determinó en 1861 los requerimientos de nutrientes precisos de las plantas verdes necesarias para su crecimiento. Hubo 4 elementos correspondientes a las letras de su apellido:

  1. K: potasio
  2. N: nitrógeno
  3. O: oxígeno
  4. P: fósforo.

Además del oxígeno, los 3 componentes se han convertido en la base de los fertilizantes químicos en forma de sales solubles directamente asimilables, lo que permite obtener altos rendimientos pero con importantes riesgos de lixiviación a aguas subterráneas y ríos.

El nitrógeno (N) promueve principalmente el crecimiento de partes de plantas verdes (tallos y hojas), precocidad y el desarrollo.

El fósforo (P) juega en la formación de flores y semillas y desarrollo de las raíces. Refuerza la resistencia natural de las plantas a cualquier tipo de ataque.

El potasio (K) permite la floración y fruta desarrollo y todos los órganos de almacenamiento tales como raíces y tubérculos. Se mejora la coloración de flores y frutos, así como la resistencia a las enfermedades.

El fertilizante más versátil tiene una dosificación idéntica para los 3 valores (10-10-10) mientras que un fertilizante fuerte será más bien 20-10-10, correspondiendo para cada uno de los componentes al porcentaje de la masa.

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Los límites de NPK

Los fertilizantes químicos que solo incluyen NPK son incompletos, carece de los macroelementos (magnesio, azufre, calcio) que la planta necesita y oligoelementos que corresponden a muchos minerales (zinc, boro, selenio).

Para tener un fertilizante completo, y para permanecer en un paso ecológico responsable, es necesario utilizar fertilizantes orgánicos (sangre seca, cuerno triturado, guano) y enmiendas orgánicas (compost, estiércol). Especialmente dado que esta fertilización hace que los errores de dosificación y los desequilibrios en el suelo y en la planta sean más improbables. Por otro lado, la acción es más lenta pero más sostenida en el tiempo. ( Ver Articulo: Fertilizantes Organicos )

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Efectos en el medio Ambiente

Nocivo para el medio ambiente: El fertilizante de nitrógeno puede ser dañino para el medio ambiente cuando se aplican en exceso. De hecho, hay una falta de asimilación de gran parte del nitrógeno, que se libera en la atmósfera, los ríos y los océanos.

Para los ríos: este es el fertilizante lixiviado en el suelo por la lluvia que se acumula en los ríos, lagunas, estuarios, donde promueven la proliferación de algas verdes y el agua se agota en oxígeno, lo que resulta en la muerte de los peces y la vida acuática. Estas se llaman zonas muertas o eutroficación de ríos.

La filtración por el agua de lluvia también causa la contaminación del agua subterránea . De hecho, la deposición de nitrógeno en la atmósfera conduce a concentraciones significativas de nitratos en los subsuelos, lo que lleva a la no potabilidad del agua subterránea: la concentración máxima aceptable de nitrato en el suelo en el agua potable es 45 mg / L.

La contaminación del aire es causada por la liberación inadvertida de varias sustancias a la atmósfera, como NO2 (dióxido de nitrógeno), NH4 (metano) y CO2 (dióxido de carbono). Estos elementos son en gran parte responsables de los trastornos climáticos, como las olas de calor, los monzones más importantes.

Además, el nitrógeno contribuye a la erosión de la biodiversidad, es decir que desde hace 3,8 mil millones de años, la Tierra ha experimentado varias crisis de extinción, la última de las cuales, actualmente en curso, es relacionado con la expansión de la especie humana. Esta pérdida de biodiversidad resulta, entre otras cosas, de la contaminación causada por los fertilizantes nitrogenados.

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Nocivo para los humanos: Los peligros para el medio ambiente están obviamente relacionados con problemas de salud humana. De hecho, el exceso de nitrógeno también puede dañar a los seres humanos, debido a la efusión de nitrógeno en las plantas (verduras, frutas) comúnmente consumidas por los seres humanos.

Un resumen de los Institutos Americanos de Salud sugiere que las altas concentraciones de nitratos en el agua potable son en parte responsables de las patologías, incluido el cáncer. La contaminación del aire con nitrógeno aumenta la incidencia de enfermedades cardíacas y respiratorias, así como la mortalidad.

Las técnicas agrícolas actuales están teniendo un impacto inevitable en el medio ambiente, incluidos los cambios en los entornos. Estas técnicas agrícolas conducen a la degradación ambiental o contaminación. Por ejemplo, el arado profundo en la dirección de la pendiente, el desmonte masivo o el pastoreo excesivo han sido la causa de quebradas en áreas extensas de algunos países como los Estados Unidos, Australia.

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Esto también ha causado la extensión de cultivos en áreas secas que ha promovido la desertificación. Además, el riego extensivo en estas áreas ha llevado a problemas de salinidad del suelo. Por lo tanto, el uso masivo de fertilizantes contamina el medio ambiente, debido a la liberación en la naturaleza de cantidades astronómicas de sustancias a veces peligrosas, que luego se encuentran en el aire y principalmente en las aguas.

Por lo tanto, esta contaminación de origen agrícola es difícil de controlar debido a las fuentes dispersas en la naturaleza, estos peligros a continuación, ponen de manifiesto la preocupación por encontrar los medios de la agricultura sostenible.

Por lo tanto, podemos decir que hay presiones sobre la protección del medio ambiente. De hecho, el hombre es cada vez más consciente del impacto del uso masivo de fertilizantes de nitrógeno en el medio ambiente. Estamos buscando nuevas técnicas para modificar de manera favorable.

Estamos presenciando la aparición de nuevas preocupaciones ambientales que consisten cada vez más en proponer técnicas que son menos intensivas, más preocupadas por el respeto al medio ambiente y la demanda del consumidor. Esto se refleja en el desarrollo de otras agriculturas como la agricultura sostenible y orgánica.

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Ciclo del Nitrógeno

El nitrógeno atmosférico (78% por volumen de volumen de aire) es la principal fuente de nitrógeno en el planeta. NH3 amoniaco y óxidos de nitrógeno (N2O, NO2, NO) también se pueden encontrar en la atmósfera, pero en cantidades muy pequeñas.

El amoníaco y los óxidos de nitrógeno son productos de humos industriales, incendios forestales y actividad volcánica. Los organismos vivos, las plantas y los animales también pueden liberar pequeñas cantidades de NH3 a la atmósfera. Solo una cantidad muy pequeña del nitrógeno astenosférico se lleva al suelo, de una forma u otra, por precipitación. Otra parte del nitrógeno proviene de la fijación del nitrógeno molecular por microorganismos.

El nitrógeno que es asimilado por las plantas se devuelve al suelo. Después de la descomposición de materia vegetal y animal por bacterias, hongos y protozoos, el nitrógeno regresa al suelo. La mineralización es la transformación del nitrógeno orgánico del suelo en nitrógeno mineral a través de microorganismos. Los compuestos orgánicos nitrogenados degradados se utilizan como fuente de energía.

El carbono y el nitrógeno que no son utilizados por los microorganismos generalmente se liberan como NH4 + amoníaco. La liberación de nitrógeno en los suelos depende de los residuos orgánicos y las condiciones climáticas, incluida la temperatura. El sistema que permite que el nitrógeno se transforme en una u otra de sus formas se denomina “ciclo del nitrógeno”.

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En el Suelo

Las partículas de arcilla del suelo retienen reversiblemente el amonio liberado. Un perfil de suelo limoso , por ejemplo, puede contener hasta 20 kilogramos de nitrógeno en forma de NH4 + por hectárea. El NH4 + es entonces absorbido por las plantas y los microorganismos, o se oxida a los nitratos por las bacterias del suelo.

Este proceso, que tiene lugar en aeróbico, se llama nitrificación. Pero a bajas temperaturas y en suelos ácidos, el proceso se ralentiza. Las partículas del suelo de la misma carga no retienen el nitrato cargado negativamente. El nitrato que es muy soluble también puede lavarse; y esta filtración de nitrógeno es la fuente de contaminación del agua subterránea.

El nitrógeno también puede reducirse a óxido de nitrógeno o nitrógeno gaseoso por microorganismos; es el fenómeno de la desnitrificación (de las bacterias que atacan a los nitratos y los descomponen al liberar su nitrógeno en estado gaseoso). Esta desnitrificación tiene lugar de forma anaeróbica y, por lo tanto, requiere la presencia de materia orgánica y carbono, que constituyen una fuente de energía.

Procesos

Humidificación: La humificación del nitrógeno proviene de restos de plantas (protones con moléculas grandes) y da humus (moléculas protins inicialmente pequeñas y luego polimerizadas).

Amonización: Es la transformación del nitrógeno orgánico, de origen vegetal o de origen animal, en nitrógeno amoniacal. La amonización o formación de amoníaco a partir de materia orgánica es un fenómeno microbiano.

Nitrificación: Es la transformación de compuestos amoniacales en nitratos. El agua de amoníaco atraviesa la tierra y adquiere nitratos. La aparición de nitratos se debe a organismos vivos. ( Ver Articulo: Fertilizantes de Urea )

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Conclusión

En los últimos 50 años, la población se ha más que duplicado y la producción de cereales se ha triplicado a 2.500 millones de toneladas. Sin el uso de fertilizantes nitrogenados, la cosecha mundial solo alcanzaría el 50% de este nivel.

La selección de variedades y el progreso en el uso de fertilizantes y productos fitosanitarios han sido los factores de éxito de la revolución verde, pero está encontrando límites en todo el mundo: uso intensivo de recursos hídricos, dependencia de los combustibles fósiles, contaminación del agua y pérdida de biodiversidad como resultado de la especialización de las granjas.

La agricultura orgánica es una alternativa, pero va acompañada de una caída en la productividad de cultivos importantes como el trigo, la cebada, la colza y, por lo general, mayores costos de producción. El nitrógeno es un factor limitante importante orgánico porque los fertilizantes orgánicos utilizados no son tan efectivos como los fertilizantes nitrogenados inorgánicos que no están permitidos.

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Es por esto que la exploración de otras formas como la agricultura razonada. Intenta desarrollar nuestro conocimiento de las interacciones bióticas, en particular plantas-plantas y plantas-microorganismos, dentro de los agrosistemas es necesario encontrar respuestas que reconcilien el desempeño económico y ambiental.

El razonamiento de la fertilización pretende aprovechar el progreso continuo en la mejora de las variedades al enfatizar la efectividad de todos los aportes de nutrientes (fertilizantes, productos de desecho orgánicos).

A escala europea, la mejora del 0,3% anual en la productividad de los cultivos herbáceos sería necesaria para compensar la disminución de la superficie agrícola y aumentar la seguridad alimentaria calculada en términos de superficie del saldo de importaciones y exportaciones de Europa.

En primer lugar, la agricultura ecológica se basa en normas estrictas que prohíben el uso de fertilizantes de la industria química, incluidos los fertilizantes nitrogenados.

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De hecho, los criterios necesarios para obtener una etiqueta de “agricultura ecológica” por parte de un producto están establecidos por la normativa comunitaria y deben ser respetados en Europa. Sin embargo, dependiendo de los países europeos, hay diferentes enfoques.

Algunos paises son más exigente que sus otros países vecinos, que son más productivistas. La cuestión de preservar el medio ambiente es importante en este momento.

Estos objetivos sugieren entonces un desarrollo de la agricultura orgánica en años por venir. Por el momento, las áreas en agricultura orgánica representan solo el 2%. La agricultura orgánica se está expandiendo.

Pero, ¿podemos asegurar una producción alta mientras protegemos el medioambiente?

Existen sustitutos de los fertilizantes nitrogenados (minerales) pero no son suficientes para cubrir las necesidades alimentarias. Además, el bajo contenido de nutrientes de estos productos y su forma plantean problemas de almacenamiento y transporte insuperables a escala mundial.

Para obtener el equivalente a una tonelada de fertilizante de nitrógeno, se deben transportar 40 toneladas de compost. El manejo del nitrógeno de la fertilización orgánica resulta más difícil que con los fertilizantes minerales debido a que su nitrificación se extiende a lo largo de varios años, a medida que la acción de los microorganismos del suelo.

Algunos fertilizantes minerales se usan en la agricultura orgánica para complementar otras fuentes de fertilización. De hecho, todos los agricultores necesitan fertilizantes y enmiendas, independientemente del método de producción (orgánico, razonado, tradicional) que elijan.

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Por lo tanto, la agricultura orgánica aún no proporciona suficientes cultivos para alimentar a los hombres.Por lo tanto, se puede decir que no hay diferencia entre los elementos derivados de los fertilizantes orgánicos y los que se traen directamente a la planta mediante fertilizantes minerales.

El uso de fertilizantes nitrogenados parece necesario para alimentar a los hombres. Este uso no es dañino para el medio ambiente, ni para los hombres siempre que los fertilizantes se usen en las proporciones adecuadas en el momento correcto, es decir, que no estén presentes en cantidades demasiado grandes en el suelos.

De hecho, para la fertilización nitrogenada como para otras técnicas agrícolas, es necesario adaptarse a cada parcela. El cálculo de la dosis de nitrógeno se basa en el principio de un balance simplificado: NECESIDADES = RECURSOS. Al elegir las dosis adecuadas de nitrógeno y el fraccionamiento adaptado al suelo, se garantiza el rendimiento así como la participación en la protección del medio ambiente (aguas subterráneas,).

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Los fertilizantes con nitrógeno son, por el momento, necesario para garantizar un rendimiento suficiente y para poder alimentar a los hombres. Por lo tanto, no podemos prescindir del fertilizante con nitrogeno en todo el mundo; sin embargo, existen técnicas que utilizan fertilizantes minerales, por ejemplo, agricultura orgánica, que solo son posibles a muy pequeña escala.

La opinión pública con demasiada frecuencia ignora los beneficios derivados de la fertilización mineral y orgánica para la seguridad alimentaria, la fertilidad del suelo y no está informada acerca de la investigación y los desarrollos a favor de productos y técnicas más amigables con el medio ambiente.

Mejora de la tecnología de producción de fertilizantes combinado con el progreso constante de la fertilización incluida una mejor gestión de los efluentes del ganado ha permitido en los últimos años una reducción significativa de las emisiones en el aire y el agua.

Se espera que otras vías de progreso maximicen los beneficios de la fertilización y reduzcan su impacto sobre el medio ambiente. La investigación debe mejorar el estado de nuestro conocimiento para permitir el debate constructivo. Porque la fertilización merece un mejor reconocimiento de su papel para una agricultura sostenible que cumpla con las expectativas de nuestra sociedad.

Casero

Los fertilizantes minerales nitrogenados se producen en su mayor parte a partir de Amoníaco (NH 3 ) obtenido por síntesis de nitrógeno del aire (N) e hidrógeno (H) a partir del gas natural. Uno de los canales de producción consiste en oxidar el amoniaco por combustión y luego absorber en el agua el dióxido de nitrógeno formado para obtener ácido nítrico (HNO 3 ) .

La reacción directa entre el amoníaco y el ácido nítrico conduce al nitrato de amonio (NH 4 NO 3 ) que, después de la granulación y la adición de una carga, para estabilizar el producto y hacerlo menos higroscópico, permite la fabricación los nitratos de amonio .

El nitrato de amonio también es una materia prima para otros fertilizantes con nitrogeno simples y para fertilizantes minerales compuestos. La otra línea de producción consiste en la síntesis de amoníaco y dióxido de carbono (CO 2 ) a partir de la fabricación de amoníaco para obtener Urea CO (NH 2 ) 2, el fertilizante mineral más altamente fertilizado, nitrógeno (46%). ( Ver Articulo: Fertilizantes Inorgánicos o Químicos )

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