Por: I.Q. Carol Ivonne Ortiz Rodríguez
Jefe Control de Calidad Laboratorio 
Doctor Calderón Asistencia Técnica Agrícola Ltda.

La agricultura moderna ha evolucionado hacia una mayor productividad, ya sea por avances genéticos o por mejoras en la nutrición de los cultivos, al aplicar productos como fertilizantes, que proporcionan nutrientes necesarios para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Entre los beneficios del uso intensivo de los fertilizantes se encuentran:

  • Mejoran la calidad del cultivo, obteniendo resultados satisfactorios y visiblemente sobresalientes y aumentando los rendimientos en la producción. 
  • Aumentan el crecimiento de partes de la planta como hojas, frutos y raíces.
  • Aumentan la fertilidad del suelo; brindan nutrientes que son deficientes y restauran en poco tiempo características fisicoquímicas de suelos que han sido explotados intensamente.

De acuerdo con la revista Dinero, para el año 2019 se espera un incremento del 20% al 30% de consumo de fertilizantes respecto a los años anteriores, debido a los fenómenos de sequía y lluvias que se presentan en el país, temporadas en las cuales es necesario subsanar los daños presentados por los cambios climáticos. Es así como estos productos son cada vez más imprescindibles en actividades agrícolas. 

Teniendo en cuenta que existe una gran variedad de fertilizantes, a continuación se mencionan generalidades de estos para lograr un máximo aprovechamiento.

Antes de seleccionar qué tipo de fertilizante se va a usar es necesario conocer el estado fenológico de la planta (vegetativo, floración, etc.) complementado con un análisis de suelos y/o foliar para determinar las necesidades nutricionales específicas en cada cultivo, pues un exceso de cualquier elemento puede generar toxicidad en la planta, dañando la cosecha o contaminando las fuentes hídricas por lixiviación excesiva. 

Seguido a la identificación anterior se seleccionan los nutrientes a aplicar en las dosis requeridas. 

Nutrientes mayores: Nitrógeno, Potasio, Fósforo, que son elementos vitales para la planta. El nitrógeno (N) es absorbido en forma de Ion Nitrato y Amonio, ayudando al crecimiento de la hoja y su coloración verde en el proceso de la fotosíntesis; el Fósforo (P), es necesario para el aporte de energía en todo el proceso de ciclos vitales y de crecimiento, el Potasio (K) favorece el transporte de azúcares al fruto, mejorando el tamaño y producción de la cosecha e incrementa la absorción de Calcio, Nitrógeno y Sodio. 

Nutrientes secundarios: Calcio (Ca), Magnesio (Mg) y Azufre (S), con funciones de regulación de absorción de nutrientes, producción de clorofila, formación de proteínas, entre otros. 

Micronutrientes, o elementos menores: Fe, Cu, Zn, B, Mn, Mo, Co, entre otros, necesarios en pequeñas concentraciones para la función de membranas celulares. Proveen resistencia además de otros beneficios. Estos nutrientes pueden encontrarse en cualquiera de las tres clases de fertilizantes: Fertilizante Mineral, Fertilizante Orgánico, Fertilizante Orgánico-Mineral y, a su vez, cada clase viene en diferentes presentaciones, todo lo cual permite diversas formas de aplicación:

  1. Aplicación edáfica: Es directa al suelo, donde los minerales son cedidos de forma progresiva y son aprovechados desde la raíz. Puede aplicarse en forma de voleo a grandes áreas de cultivo, o localizadas en una zona establecida.
  2. Aplicación por fertirrigación: Se aprovecha el agua de riego para introducir los nutrientes necesarios formando una solución fertilizada y disminuyendo los costos de operación. Se usan igualmente las soluciones fertilizadas para cultivos hidropónicos, donde se desarrollan las plantas sobre sustrato inerte como medio de nutritivo.
  3. Aplicación foliar: Directa a las hojas, se usa como complemento de la fertilización edáfica o para obtener resultados más rápidos y cubrir deficiencias específicas. Es importante además que el producto a usar tenga registro ante el ICA (Instituto Colombiano Agropecuario), encargado del control técnico-científico para cualquier disposición relacionada con fertilizantes, bioinsumos, coadyuvantes, plaguicidas y cualquier producto usado en la agricultura.

Fertilizantes minerales

Los fertilizantes minerales suelen presentarse en forma de granulados, polvo, compactados, suspensiones concentrados y líquidos. Se obtienen de diferentes fuentes naturales o procesos químicos en los que al reaccionar las materias primas forman el compuesto deseado, como es el caso de la síntesis de urea donde se combina amoniaco con dióxido de carbono formando carbamato de amonio, que al deshidratarse forma la urea. Se elaboran diferentes productos con composición variada pudiendo tener todos micronutrientes y nutrientes secundarios. Estos se clasifican así:

a) Fertilizante simple: contienen uno o dos nutrientes mayores garantizados. Se encuentran, entre otros, el nitrato de amonio, urea, sulfato de magnesio, etc.

b) Fertilizante compuesto: contienen al menos dos de los nutrientes mayores, aunque usualmente llevan tres (productos N-P2O5-K2O, llamados N-P-K). Dependiendo de su obtención pueden ser:

Fertilizantes complejos:  se obtienen de procesos de reacción química o mezclas liquidas. 

Fertilizantes mezclados: se obtienen por mezclas en seco.

c) Fertilizantes con base en micronutrientes: garantizan por lo menos un nutriente menor, no necesitan contener elementos secundarios o mayores garantizados.

d) Fertilizantes con base en elementos secundarios: contienen al menos un nutriente secundario garantizado con función de nutrición. No contienen elementos mayores garantizados.

De aplicación edáfica son conocidos los granulados N-P-K con diferentes grados dependiendo el cultivo. Para transitorios como la papa, la cebada y las hortalizas se utilizan fertilizantes compuestos tales como 15-15-15, el 10-30-10, el 13-26-6, entre otros. En algunos fertilizantes se tiene adicionalmente una cuarta cifra, la cual indica el contenido de magnesio reportado como óxido (MgO). Cuando sea azufre o calcio se debe reportar adicionalmente sus expresiones (S ó CaO). Las unidades reportadas son porcentajes peso a peso %p/p. En cultivos de café, palma de aceite y banano se utiliza universalmente el 17-6-18-2.

 
Imagen 1. a) Fertilizante mineral compuesto mezclado 20-20-20, b) Fertilizantes líquidos minerales, c) Fertilizante compuesto mezclado 22-0-28-1.2.

A nivel de laboratorio los parámetros fisicoquímicos que se analizan son principalmente humedad (sólidos), pH, conductividad eléctrica, densidad y su composición nutricional de acuerdo con las materias primas usadas para el proceso de elaboración. Existen niveles de tolerancia para cada elemento dispuestos en la NTC 1061 Abonos o fertilizantes. Tolerancias. 2012.

La tabla 1 de la norma en mención indica las deficiencias permitidas de nutrientes de fertilizantes a base de N, P, K con porcentajes desde menos de 4 hasta 32 o más. De acuerdo con esos datos se obtienen las ecuaciones descritas en la ecuación 1.

Ecuación 1. Determinación de deficiencias, donde %N: porcentaje nitrógeno, %P2O5: porcentaje fósforo garantizado; %K2O: porcentaje de potasio garantizado. NTC 1061. Abonos o Fertilizantes. Tolerancias. 2012.

Igualmente se indican tolerancias para los nutrientes secundarios y menores dependiendo de si su estado es sólido o líquido. Recopiladas en la tabla No. 1.

Tabla 1. Tolerancias permitidas de los nutrientes secundarios y menores en fertilizantes. NTC 106. Abonos o Fertilizantes. Tolerancias. 2012.

Además de la fertilización mineral, existen otras fuentes que son usadas para nutrición de las plantas. Es el caso del aprovechamiento de residuos o subproductos orgánicos que son transformados por proceso de compostaje (biooxidación aerobia de materiales orgánicos hasta estabilización), Lombricompost (obtenido de la degradación que realizan las lombrices), biodigestores, entre otros, llamados fertilizantes o abonos orgánicos.

Fertilizantes o Abonos Orgánicos y Orgánicos-Minerales

Residuos como estiércoles de animales, residuos vegetales, cascarillas, residuos sólidos urbanos, lodos de PTAR son usados como materias primas para la elaboración de abonos orgánicos realizando procesos de compostaje donde se alcanzan temperaturas de 60 a 65 °C y se obtienen humedades del 20 al 30% y productos libres de patógenos. Además de ofrecer nutrientes, mejoran la estructura al suelo, aportan materia orgánica para el crecimiento y mantenimiento de su actividad microbiana (algunos con bacterias solubilizadoras de fósforo, bacterias fijadoras de nitrógeno atmosférico, hongos filamentosos, y levaduras), disminuyen costos de producción y contribuyen a reducir la contaminación ambiental. Se encuentran en presentación granular, sólidos, polvo y líquidos. Algunos abonos orgánicos son complementados con minerales para aumentar nutrientes, principalmente N, P y K, por lo cual se denominan abonos orgánicos minerales; se realizan adiciones de urea, DAP, cales, rocas fosfóricas entre otros, mejorando propiedades nutritivas del abono.

Imagen 2. Análisis de carbono orgánico presente en fertilizantes orgánicos.

“La materia orgánica del suelo es el componente de los suelos minerales que hace posible el cultivo exitoso de la mayoría de las plantas” (Labnews. Serie 1. Agosto, 1995). La materia orgánica en el suelo es esencial para el desarrollo de la actividad biológica, mejora propiedades físicas de estructura, estabilidad y agrega capacidad de retención de humedad e intercambio catiónico evitando problemas como la erosión “En algunas partes del mundo se ha comprobado que la pérdida de productividad debida a la perdida de la estructura del suelo es seis veces más grande que aquella debida a la salinidad” Labnews. Serie 1. agosto 1995.

Los productos líquidos orgánicos son enriquecidos. Se llaman fertilizantes o abonos orgánico-minerales. En estos el contenido de carbono orgánico oxidable total debe ser mínimo 20 g/L de N total, P2O5, ó K2O mínimo 15 g/L analizados solubles en agua. Los demás parámetros se encuentran indicados en la NTC 5167. Productos para la industria agrícola. Productos orgánicos usados como abonos o fertilizantes y enmiendas o acondicionadores de suelo. 2011.

Esta norma detalla los análisis que se deben realizar a los productos orgánicos y los criterios de clasificación del producto, así como parámetros a garantizar. Se menciona que además del análisis fisicoquímico para productos que contengan algún material orgánico y de origen no pedogenético deben realizarse análisis microbiológicos de patógenos que garanticen la sanidad del material, principalmente de Salmonella spp, coliformes totales, huevos de helminto viables, fitopatógenos tales como hongos y nematodos. Estos requerimientos varían de acuerdo con las materias primas usadas y el análisis de metales pesados. Los límites máximos se encuentran establecidos en partes por millón (mg/Kg). Ver tabla No. 3.

Tabla 2. Límites máximos de metales pesados de acuerdo con la NTC 5167. 2011.
Imagen 3. Análisis de Arsénico en fertilizante orgánico. Método Absorción atómica -Horno de grafito.

Fertilizantes para hidroponia, fertirriego y aplicación foliar 

Pueden ser orgánicos, minerales u orgánico-minerales. Los fertilizantes usados, generalmente sales, se disuelven en agua teniendo en cuenta su solubilidad (cantidad que permanece en solución), y comportamiento químico para evitar precipitaciones. En la imagen 4 se identifican las materias primas compatibles, restringidas e incompatibles para la preparación de soluciones de fertilización.

Tabla 3. La solución nutritiva, nutrientes comerciales, formulas completas. Fuente: Dr. Calderón. Asistencia Técnica Agrícola Ltda.

Los contenidos de elementos en este tipo de soluciones nutritivas se expresan en partes por millón mg/L (ppm) y para fertilizantes solubles de altos contenidos en porcentajes (%p/p para sólidos y g/L para líquidos). Usualmente se analizan los nutrientes garantizados solubles en agua, y otros parámetros como la densidad, humedad (sólidos) y solubilidad para sólidos determinando la cantidad que es soluble sin precipitaciones en 100 ml de agua, así como el pH, dado que las plantas toman los elementos en un rango de 5,0 y 7.0. 

También la conductividad eléctrica (C.E), que mide la concentración de sales presentes, permite regular la formulación dependiendo de la etapa fenológica de la planta. Así, para plántulas se usa una C.E más baja que para plantas en floración. Hay que tener en cuenta que una C.E por encima de cierto nivel recomendado para determinado cultivo puede afectar la absorción de agua generando daños en la hoja y una C.E por debajo del nivel recomendado provoca plantas deficientes. Por lo tanto, es importante que cada fertilizante certifique siempre mediante análisis fisicoquímicos los parámetros mencionados para cada clase de fertilizantes, pues de esta forma se conoce en su totalidad qué producto se está aplicando y cómo se debe manejar su dosificación.

Imagen 4. Compatibilidad de materias primas usadas para la elaboración de soluciones nutritivas. El color azul indica compatibilidad, el color amarillo que es restringida, el color rojo que es incompatible. Laboratorio Dr. Calderón Asistencia Técnica Agrícola Ltda. F. Calderón. 

Se concluye entonces que para obtener un cultivo productivo eficiente y rentable se deben, primero, conocer los requerimientos nutricionales; segundo, establecer la forma de cultivo; tercero, definir la forma de aplicación y; cuarto, escoger la clase de fertilización (orgánica, orgánica-mineral, mineral), todo esto ligado al cumplimiento normativo y de control de calidad. 

Bibliografía