Environmental impacts of nitrification and nitrate adsorption in fertilized andisols in the Valle Central of Costa Rica

A major scientific challenge for modern agriculture is control of off-site effects on the water resource. In the Valle Central of Costa Rica, coffee plantations may leach fertilizer-derived (Equation presented) to groundwaters, as a result of high fertilization rates (annually ~270 kg/ha as N), highly permeable and well structured Andisols, and high rates of annual runoff (>1000 mm). The objective of this study was to examine several aspects of the nitrification and (Equation presented) adsorption that control (Equation presented) leaching from these highly productive soils. Monthly collections from four Andisols indicated that soil (Equation presented) varied seasonally, with (Equation presented) accumulating to about 280 kg/ha in the upper meter of soil during the 5-month dry season. Soil (Equation presented) was reduced during wet season months, even though fertilization was confined to the wet season. During these months, soil (Equation presented) averaged about 140 kg/ha as N in the upper meter of soil, apparently reduced by wet season leaching, root uptake, and, possibly, dentrification. Field and laboratory incubations at different soil moisture and temperature regimes demonstrated how soil microflora mineralized N and nitrified (Equation presented) at relatively high rates, even at low water potentials, e.g., 1000 mm). El objetivo de este estudio fue examinar varios aspectos de la nitrificación y (Ecuación presentada) adsorción que controlan (Ecuación presentada) la lixiviación de estos suelos altamente productivos. Las recolecciones mensuales de cuatro Andisoles indicaron que el suelo (Ecuación presentada) varió estacionalmente, con (Ecuación presentada) acumulando alrededor de 280 kg/ha en el metro superior del suelo durante la estación seca de 5 meses. El suelo (ecuación presentada) se redujo durante los meses de la estación húmeda, aunque la fertilización se limitó a la estación húmeda. Durante estos meses, el suelo (Ecuación presentada) promedió alrededor de 140 kg/ha como N en el metro superior del suelo, aparentemente reducido por la lixiviación de la estación húmeda, la absorción de raíces y, posiblemente, la desnitrificación. Las incubaciones de campo y de laboratorio a diferentes regímenes de humedad y temperatura del suelo demostraron cómo la microflora del suelo mineralizaba el N y nitrificaba (ecuación presentada) a tasas relativamente altas, incluso con potenciales hídricos bajos, por ejemplo, <−1,5 MPa. Durante la estación seca, las incubaciones de campo sugirieron que las tasas de nitrificación eran de alrededor de 30 kg/ha por mes como N en los 20 cm superiores del suelo. Contenidos relativamente grandes de (Ecuación presentada) pueden ser adsorbidos por estos andisoles alófanos, especialmente a pH bajo (hasta alrededor de 5 cmol/kg a pH