¿Qué significa fertilizante? ¿Cuáles son los usos de los fertilizantes? Información sobre fertilizantes vegetales, orgánicos (naturales) y químicos (sintéticos).
FERTILIZANTE, cualquier sustancia añadida al suelo para proporcionar uno o más de los elementos químicos esenciales para la nutrición de las plantas. Las sustancias naturales, como los excrementos de animales y la paja y otros materiales vegetales, se han utilizado como fertilizantes durante miles de años y, desde la época romana, la marga y otros materiales de encalado se han utilizado para aportar calcio y reducir la acidez del suelo. Estas sustancias fueron los únicos fertilizantes en uso hasta principios del siglo XIX, cuando los huesos comenzaron a usarse y los depósitos de nitrato de sodio se utilizaron por primera vez como fertilizantes químicos. Hoy en día, los fertilizantes naturales y sintéticos están disponibles en una variedad de formas. Aproximadamente 58 millones de toneladas (52,2 toneladas métricas) de fertilizantes sintéticos (expresados como nitrógeno, ácido fosfórico y potasa) se utilizan en todo el mundo cada año.
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Los tres nutrientes vegetales más importantes que proporcionan los fertilizantes son el nitrógeno, el fósforo y el potasio. Por lo general, el contenido de nutrientes de un fertilizante fabricado se expresa en términos de nitrógeno (N), pentóxido de fósforo (P2O5) y potasa (K2O). Aunque algunos fertilizantes comerciales suministran solo un nutriente, otros son mezclas, suministrando dos, tres o incluso más. La composición de un fertilizante mixto generalmente se indica mediante un conjunto de números en el contenedor de fertilizante. El primer número indica el porcentaje de nitrógeno, el segundo es el porcentaje de pentóxido de fósforo y el tercero es el porcentaje de potasa. Por lo tanto, un fertilizante mixto marcado con 5-10-10 contiene 5% de nitrógeno, 10% de pentóxido de fósforo y 10% de potasa.
NUTRIENTES VEGETALES
A excepción del carbono, el hidrógeno y el oxígeno, que son suministrados por el aire y el agua, todos los demás nutrientes esenciales para las plantas generalmente provienen del suelo. Los nutrientes requeridos en las mayores cantidades son calcio, magnesio, nitrógeno, fósforo, potasio y azufre. Estos elementos generalmente se requieren en cantidades que varían de 10 a 400 libras por acre (11.2 a 440 kg por hectárea). Las plantas también necesitan pequeñas cantidades de boro, cloro, cobalto, cobre, hierro, manganeso, molibdeno y zinc; estos son los micronutrientes o oligoelementos. Generalmente se requieren en cantidades de aproximadamente un quinto de onza por acre (6 gramos por hectárea) de molibdeno a 10 onzas por acre (280 kg por hectárea) de hierro y manganeso.
Síntomas de deficiencia.
Cuando las plantas no reciben suficiente cantidad de un nutriente esencial, a menudo muestran ciertos síntomas de deficiencia. Por ejemplo, con muy poco potasio, las hojas se vuelven amarillas o se queman en los bordes. El magnesio es un componente esencial de la clorofila y una deficiencia hace que las hojas de las plantas se vuelvan de color verde pálido entre las venas. Las plantas con deficiencia de fósforo a menudo se vuelven violáceas. Estos y otros síntomas indican una deficiencia grave que, si no se corrige, da como resultado una mala cosecha.
Reservas de suelo.
La mayoría de los suelos contienen reservas de nutrientes vegetales. Los agricultores que eligen fertilizantes para sus cultivos basan sus decisiones en parte en pruebas químicas que miden las reservas de fósforo, calcio, potasio y magnesio disponibles en el suelo y en parte en los resultados de experimentos que prueban los efectos de los fertilizantes en el rendimiento de los cultivos. Además, la composición química de las plantas que crecen en la tierra refleja su estado nutricional, y los análisis de partes de plantas seleccionadas se utilizan para orientar los programas de fertilización para hortalizas, caña de azúcar, piña y otros cultivos.
Los estudios químicos también se utilizan para cultivos arbóreos. Casi toda la reserva permanente de nitrógeno se combina con la materia orgánica del suelo. Parte de ella está siendo liberada y convertida continuamente por bacterias fijadoras de nitrógeno en formas que las plantas pueden usar. La tasa de esta acción microbiana depende de la temperatura y la humedad del suelo. A menos que los cultivos absorban nitrógeno inorgánico añadido como fertilizante, normalmente se pierde por la acción de lixiviación del exceso de lluvia. Desafortunadamente, no existe un método químico satisfactorio para medir el nitrógeno del suelo potencialmente disponible para las plantas.
El fósforo y el potasio, a diferencia del nitrógeno, no se lixivian del suelo. Cualquier cantidad que no sea utilizada por un cultivo se combina con los componentes del suelo y puede ser utilizada por cultivos posteriores. Los iones de calcio y magnesio, así como otros cationes, se retienen electrostáticamente en el complejo coloidal cargado negativamente formado por arcilla y materia orgánica. Sin embargo, si a la tierra se le dan más de estos elementos de los que se pueden mantener de esta manera, el excedente se pierde por lixiviación.
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ABONOS NATURALES
Los fertilizantes naturales son materiales derivados de plantas y animales. Generalmente, se dividen en dos grandes grupos: fertilizantes orgánicos y abonos orgánicos.
Fertilizantes organicos.
Los fertilizantes orgánicos incluyen guano, que contiene aproximadamente 12% de nitrógeno y 12% de pentóxido de fósforo; sangre seca y harinas de cuernos y pezuñas, que contienen de 12% a 14% de nitrógeno; tanque de animales (desperdicios de matadero) y harinas de carne y huesos, que contienen de 6% a 10% de nitrógeno y de 10% a 18% de pentóxido de fósforo; y harinas de huesos, que contienen de 1% a 4% de nitrógeno y de 22% a 28% de pentóxido de fósforo.
Todos los fertilizantes orgánicos aportan nitrógeno y fósforo, pero son más caros que los fertilizantes sintéticos y, por lo tanto, se utilizan muy poco en la agricultura moderna. Sin embargo, a menudo son preferidos por los cultivadores de hortalizas y flores porque actúan un poco más lentamente y, dado que la mayoría son insolubles en agua, no dañan las semillas en germinación, las plantas jóvenes o el césped.
Abonos orgánicos.
Los abonos orgánicos son más voluminosos que los fertilizantes orgánicos y contienen cantidades relativamente menores de nutrientes vegetales. El más conocido de los abonos orgánicos es el abono de granja, el excremento del ganado junto con la paja u otros materiales de cama. La composición del estiércol de granja depende del tipo de animales que lo produjeron y de cómo se mantuvieron y alimentaron. Por lo general, se necesita una sola tonelada (0,9 toneladas métricas) de estiércol de ganado, caballos o cerdos para suministrar aproximadamente 10 libras (4,5 kg) de nitrógeno, 5 libras (2,2 kg) de pentóxido de fósforo y 10 libras de potasa. Los abonos de pollo, que son más secos y ricos, suministran aproximadamente tres veces más nitrógeno y fósforo por tonelada que otros abonos, pero solo aproximadamente la misma cantidad de potasio. Los abonos orgánicos también contienen micronutrientes, y una aplicación de 10 toneladas (9 toneladas métricas) en un acre (0,4 hectáreas) puede proporcionar suficiente boro, cobre, hierro, molibdeno, manganeso y zinc para varios cultivos plantados en sucesión. Cuando se utilizan abonos orgánicos con regularidad, las deficiencias de micronutrientes son raras y aumenta la materia orgánica del suelo.
Los lodos de depuradora y otros desechos urbanos se proponen a menudo como abonos orgánicos, generalmente para ayudar en su eliminación. Los lodos generalmente contienen de 1% a 2% de nitrógeno y pentóxido de fósforo e incluso menos potasa, pero los lodos especialmente tratados son más ricos y más útiles para los cultivos. Los polvos y la basura pulverizada de las ciudades son más pobres en nitrógeno y fósforo y tienen poco valor como abono. Un peligro grave con todos los lodos y materiales de desecho es que a menudo contienen suficientes metales como plomo, cobre y zinc para ser tóxicos para las plantas.
FERTILIZANTES SINTÉTICOS
Los fertilizantes sintéticos están disponibles en dos formas básicas: líquido y sólido. La mayoría de los fertilizantes químicos sólidos se encuentran en forma de gránulos, a menudo de aproximadamente 0,078 pulgadas (2 mm) de diámetro. Los gránulos se almacenan bien y son fáciles de manipular y aplicar. Anteriormente, los fertilizantes químicos se elaboraban principalmente en forma de polvos, pero a menudo eran demasiado polvorientos o demasiado higroscópicos (absorbían la humedad) para ser utilizados convenientemente. En los últimos años, los fertilizantes líquidos se han vuelto cada vez más populares, proporcionando aproximadamente una quinta parte del fertilizante nitrogenado que se utiliza en todo el mundo.
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En las regiones donde las lluvias o las heladas ligeras en invierno limitan las pérdidas en el agua de drenaje, los fertilizantes se pueden aplicar en el otoño, pero con mayor frecuencia se aplican en la primavera. Las aplicaciones posteriores, o apósitos, para promover un crecimiento adicional cuando se necesita durante la temporada de crecimiento, generalmente son con sólidos, pero a veces se usan rociadores de fertilizantes líquidos a mitad de temporada. Siempre que se aplica fertilizante, a menudo se esparce o se esparce ampliamente por el suelo. Para algunos cultivos, sin embargo, puede colocarse en bandas cerca de las raíces de las plantas. Cuando se aplican fertilizantes líquidos volátiles, se inyectan en hendiduras profundas en el suelo.
Fertilizantes nitrogenados.
Hay varios tipos de fertilizantes nitrogenados ampliamente utilizados. Uno, el amoníaco, se usa como líquido. Los demás son en su mayoría sólidos y generalmente están hechos de amoníaco. Todos los fertilizantes nitrogenados, excepto el nitrato de calcio, el nitrato de sodio y el nitrato de potasio, acidifican el suelo, pero esta acidez se puede corregir fácilmente mediante el encalado regular.
Amoníaco.
El amoníaco, que contiene un 82% de nitrógeno, es un gas a temperaturas ordinarias y, cuando se licua, debe transportarse y manipularse a presión. El amoníaco se combina fácilmente con el suelo y, cuando se usa directamente como fertilizante, se inyecta a unas 6 pulgadas (15,2 cm) debajo de la superficie para evitar que se filtre.
El amoníaco acuoso se obtiene disolviendo gas amoníaco en agua y contiene entre un 20% y un 28% de nitrógeno. Al tener poca presión de vapor, es más fácil de manipular que el amoníaco líquido y no necesita inyectarse tan profundamente en el suelo.
Nitrato de amonio.
Al oxidar el amoníaco para dar ácido nítrico y combinarlo con más amoníaco se obtiene nitrato de amonio, que contiene de 32% a 33,5% de nitrógeno. Es un fertilizante ampliamente utilizado y tiene éxito en la mayoría de cultivos. Sin embargo, una excepción es el arroz con cáscara. En los campos inundados, un proceso de desnitrificación microbiana convierte el nitrato en gas nitrógeno, que luego se pierde. El nitrato de amonio se vende en forma granulada y granulada y también se vende como una mezcla con piedra caliza.
Sulfato de amonio y cloruro de amonio.
El sulfato de amonio, con aproximadamente un 21% de nitrógeno y un 25% de azufre, se obtenía anteriormente principalmente como subproducto de la coquización del carbón, pero ahora está hecho principalmente de amoníaco sintético. El sulfato de amonio se está volviendo relativamente menos importante como fertilizante porque no está tan concentrado como otros fertilizantes nitrogenados, pero aún se prefiere en los trópicos porque no es demasiado higroscópico y se maneja bien. Además, es muy adecuado para arroz con cáscara.
El amoníaco combinado con ácido clorhídrico da cloruro de amonio, que contiene aproximadamente un 28% de nitrógeno. Al igual que el sulfato de amonio, es adecuado para el arroz con cáscara.
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Urea.
La urea, que contiene entre un 45% y un 46% de nitrógeno, es el fertilizante de nitrógeno sólido más concentrado. Se elabora combinando amoniaco con dióxido de carbono a presión. En el suelo se hidroliza rápidamente a carbonato de amonio, que es inestable y libera gas amoniacal que puede dañar las raíces delicadas o escapar al aire. Por lo tanto, la urea no se coloca cerca de semillas o plantas jóvenes.
Otros.
Otras formas de fertilizantes nitrogenados solo son importantes en unos pocos lugares y para cultivos especiales. El nitrato de sodio (16% de nitrógeno), el nitrato de potasio (13,5% de nitrógeno, 44% de potasa) y el nitrato de calcio (15,5% de nitrógeno) son muy solubles y actúan rápidamente. Se utilizan principalmente para cubrir cultivos en hileras, tabaco y hortalizas.
Los fertilizantes nitrogenados sintéticos que liberan su nitrógeno lentamente se están desarrollando como alternativas a los fertilizantes orgánicos naturales. Los más conocidos son los productos de reacción de la urea con formaldehído, que pueden contener hasta un 38% de nitrógeno, dos tercios del cual es insoluble en agua y actúa lentamente. Estos fertilizantes son relativamente caros y se utilizan principalmente para plantas ornamentales y céspedes.
Los fertilizantes nitrogenados líquidos sintéticos se elaboran disolviendo nitrato de amonio y urea en agua o agua amoniacal. Algunas de estas soluciones no contienen amoníaco y son fáciles de manipular y aplicar.
Fertilizantes fosfatados.
Todos los fertilizantes de fosfato sintético están hechos de depósitos de fosfato de roca, principalmente fosfatos de calcio. Una pequeña proporción de fosfato de roca se utiliza en formas finamente molidas sin tratar en suelos ácidos. Sin embargo, casi toda la roca extraída se disuelve en ácidos para producir fosfato soluble en agua.
Superfosfatos.
El llamado superfosfato ordinario, que se fabricó por primera vez en Europa en la década de 1840, se obtiene haciendo reaccionar fosfato de roca con ácido sulfúrico. Contiene de 16% a 22% de pentóxido de fósforo (que es soluble en agua) y yeso. Al tratar el fosfato de roca con más ácido sulfúrico y filtrar el sulfato de calcio, se obtienen soluciones fuertes de ácido fosfórico. Al tratar el fosfato de roca con este ácido fosfórico, se obtiene superfosfato concentrado o triple. El superfosfato concentrado tiene de 44% a 50% de pentóxido de fósforo, que es casi totalmente soluble en agua. Algunos de los superfosfatos concentrados se aplican solos, pero la mayoría se utilizan para hacer fertilizantes mixtos o para hacer mezclas a granel.
Los superfosfatos amoniacados se obtienen tratando el superfosfato ordinario o concentrado con amoniaco. Gran parte de su solubilidad en agua se pierde cuando el fosfato monocálcico se convierte en fosfato dicálcico y sales más básicas.
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Escoria básica.
La escoria básica, o escoria Thomas, es un subproducto de la fabricación de acero. En los Estados Unidos, las escorias contienen entre un 8% y un 10% de pentóxido de fósforo y se utilizan sólo en cantidades limitadas. En Europa, donde las escorias contienen entre un 10% y un 20% de pentóxido de fósforo, se utilizan más ampliamente como fertilizantes. Todas las escorias deben estar finamente molidas para que sean eficaces.
Otros. La reacción de amoníaco con ácido fosfórico produce varios compuestos importantes, incluido el fosfato monoamónico (o MÀP), que comúnmente tiene 11% de nitrógeno y 48% de pentóxido de fósforo, y fosfato de diamonio (o DAP), con 16% de nitrógeno y 48% de pentóxido de fósforo o 18% nitrógeno y pentóxido de fósforo al 46%. En los últimos años se han desarrollado fertilizantes derivados de sales de ácido metafosfórico, ácido pirofosfórico y polifosfatos. El fertilizante de metafosfato de potasio contiene un 56% de pentóxido de fósforo y un 38% de potasa.
Fertilizantes de potasio.
Todos los fertilizantes de potasio son solubles en agua. Las diferencias en su valor y usos dependen del tipo de ion que acompaña al potasio.
El fertilizante de potasio más común es el cloruro de potasio, que se vende como «muriato de potasio» y tiene de 60% a 63% de potasio. El sulfato de potasio, con 48% a 52% de potasio, está hecho de cloruro de potasio. Cuesta más por libra de potasa, pero se prefiere para cultivos hortícolas y para tabaco y papas, que pueden dañarse con el cloruro. El nitrato de potasio, con 13% de nitrógeno y 44% de potasio, también se prepara a partir de cloruro de potasio y también cuesta más. Se utiliza para frutas, verduras y tabaco.
Las sales de potasio, también conocidas como sales de estiércol, son sales de potasio brutas con 25% o 30% de potasa. También contienen cloruro de sodio, que es especialmente útil para la remolacha azucarera y cultivos relacionados. La kainita, con 15% a 20% de potasa, es una sal doble que también aporta magnesio.
