Fertilizantes minerales.

1. Introduccin.

El mantenimiento de la fertilidad natural del suelo a un nivel adecuado para un nivel determinado de produccin agrcola requiere la reposicin de los elementos nutritivos que se pierden definitivamente del sistema suelo-planta, ya sea por lavado, volatilizacin o exportacin por las cosechas. El nivel de la restitucin ser mayor cuanto mayor sea el potencial productivo y la intensidad de la explotacin, que slo es elevada en suelos con un grado de fertilidad muy alto. Hasta la aparicin de los fertilizantes minerales en el presente siglo, la reposicin de los elementos nutritivos perdidos, provena bsicamente de la lenta meteorizacin de los minerales primarios del suelo, de la fijacin biolgica de nitrgeno y del aporte de materiales orgnicos diversos. Sin embargo la cantidad limitada de estos productos hace imposible recuperar la capacidad productiva de los suelos bajo agricultura intensiva. El desarrollo de la industria de los fertilizantes ha permitido, no slo restituir las prdidas anuales de elementos nutritivos, sino la recuperacin de los niveles de fertilidad perdidos e, incluso, llegar a mejorar, notablemente, la fertilidad natural de los suelos. A travs de los fertilizantes minerales, se pueden aportar al suelo los elementos nutritivos necesarios para los cultivos, de un modo rpido e eficaz. Ello no afecta, en absoluto, el importante papel que la materia orgnica desempea en la fertilidad y en las condiciones fsico-qumicas del suelo. Los fertilizantes minerales y la materia orgnica son elementos complementarios y necesarios para obtener elevados rendimientos en la explotaciones intensivas. En el presente capitulo se tratarn los principales fertilizantes que se usan actualmente, describiendo sus principales caractersticas, su aplicacin agronmica y algunos aspectos de sus fabricacin.

2. Clasificacin de los fertilizantes.

2.1. En relacin a su naturaleza qumica. Pueden ser divididos en fertilizantes minerales y orgnicos.

2.1.1. Los fertilizantes minerales estn constituidos de compuestos qumicos inorgnicos, tantos de origen natural como producidos industrialmente. La urea y los quelatos sintticos con micronutrientes, por ejemplo, a pesar de contener carbono, son considerados fertilizantes minerales o qumicos dado a su origen industrial. Los fertilizantes minerales, se pueden clasificar en :

Fertilizantes simples: Son aquellos que slo contienen uno de los tres elementos nutritivos principales; nitrgeno, fsforo o potasio. Segn el

elemento que incluyan se denominan nitrogenados, fosfatados o potsicos, respectivamente.

Fertilizantes complejos: Son fertilizantes que contienen ms de un nutriente, los cuales se producen a travs de una reaccin qumica que integra los elementos nutritivos en un solo grnulo. A modo de ejemplo se podran citar el nitrato de potasio, el nitrato simple de potasio y los fosfatos de amonio.

Fertilizantes mixtos o compuestos: Son el resultado de la mezcla de dos o ms fertilizantes simples o complejos. Los fertilizantes compuestos pueden ser binarios o terciarios, segn que en su composicin participen dos o tres elementos principales. Los terciarios, lgicamente contienen nitrgeno, fsforo y potasio, independiente de cualquier otro elemento nutritivo adicional. Los fertilizantes binarios, al tener solamente dos de los tres elementos pueden ser de tres tipos.

o Nitrogenados-fosfatados o binarios NP o Nitrogenados-potsicos o binarios NK o Fosfo-potsicos o binarios PK

Para definir el fertilizante compuesto basta indicar tres cifras que corresponden a la riqueza de los elementos, precisamente en el orden NPK. As, un abono compuesto 12-24-12, contiene 12 % de N, 24 % de P2O5 y 12 % de K2O.

2.1.2. Los Fertilizantes orgnicos, estn constituidos de compuestos de naturaleza orgnica, representados por residuos de origen vegetal, animal, agroindustrial y urbanos. Naturalmente, todos los productos orgnicos contienen cantidades variables de elementos nutritivos, dependiendo de la fuente utilizada. En general los niveles de los nutrientes primarios son bajos, razn por la cual, en algunas oportunidades se les adiciona un fertilizante mineral con el objeto de enriquecer le fertilizante orgnico. A este tipo de productos se les conoce como fertilizantes rgano-minerales.

2.2. En relacin a su naturaleza fsica. Pueden ser clasificados como slidos, lquidos y gaseosos. El nico fertilizante que se presenta en la forma gaseosa es el amonio anhidro, el cual requiere de cuidados muy especiales par su aplicacin.

El uso de fertilizantes lquidos o fertilizantes fluidos ha aumentado en los ltimos aos en todo el mundo. Entre los factores que han determinado su aumento en el consumo, se podran citar, entre otros aspectos, su menor costo de produccin, menor utilizacin de mano de obra en su aplicacin, mejor adaptabilidad a la fertirrigacin y por una mayor uniformidad de aplicacin.

3. Caractersticas de los fertilizantes minerales.

3.1. Caractersticas de naturaleza fsica.

3.1.1. Granulometra. Los fertilizantes minerales slidos pueden presentar forma de polvo, perlado o de grnulos. La granulometra de un fertilizante es importante, en la medida que afecta la superficie especfica o de contacto, y por lo

tanto aspectos tan importantes como la velocidad de reaccin y absorcin de agua o el grado de higroscopicidad de un fertilizante. Los fertilizantes muy solubles en agua, como la urea y los muy higroscpicos como el nitrato de amonio y nitrato de calcio, deben presentar una granulometra mas gruesa, es decir, en forma de grnulos. Por otro lado aquellos de muy baja solubilidad en agua, tales como los fosfatos naturales, deben preferirse a la forma de polvo.

La desuniformidad del tamao de los grnulos al realizar una mezcla de fertilizantes simples produce una segregacin o separacin de los grnulos por orden de tamao, lo que se traduce en una distribucin irregular de los nutrientes en el campo. Para considerar que un producto es granulado, debe tener una composicin de partculas tal que el 90 % este comprendida entre 1 y 4 mm. Como es lgico, la granulacin es mas perfecta cuanto mas esfrica es la partcula.

Existen adems, productos compactados o aglomerados, que difieren de los granulados por ser de un tamao mucho mas desuniforme, y por tener una baja consistencia, lo cual genera muchas partculas finas por efecto del roce, generando serios problemas al incorporarlos en las mezclas fertilizantes. Este tipo de productos facilita la segregacin de la mezcla, el escurrimiento en la maquina sembradora y por lo tanto, altera la dosificacin de los nutrientes previamente establecida.

3.1.2. Consistencia. Esta referida a la resistencia de los grnulos a la ruptura o al roce. La consistencia de los grnulos puede ser aumentada con el uso de sustancias aglutinantes durante el proceso de granulacin. La desintegracin de los grnulos durante el transporte, almacenamiento y aplicacin provoca desuniformidad en las partculas, lo que genera segregacin, adems de aumentar la higroscopicidad por la reduccin en el tamao de los grnulos.

3.1.3. Densidad aparente. Corresponde al peso del fertilizante en un volumen dado, incluyendo en dicho volumen el aire existente entre sus partculas como asimismo al interior de las mismas. La densidad aparente de varios fertilizantes se presenta en el Cuadro 1.

Cuadro 1. Densidad aparente de diferentes fertilizantes, en kg/m3.

Fertilizante Densidad aparente (kg/m3) Nitrato de amonio prilado 850 - 975 Nitrato de sodio prilado 1.220 Complejo 15-0-14 1.290 Complejo NK 14-0-40 1.300 Complejo NK 13,5-0-44 1.300 Urea granulada 720 - 820 Superfosfato triple granulado 950 -1.200 Fosfato monoamnico granulado 900 -1.100 Fosfato diamnico granulado 875 -1.100 Roca fosfrica en polvo 1.200 -1.600 Cloruro de potasio cristalizado 1.075 -1.200 Cloruro de potasio grueso 1.050 -1.150 Sulfato de amonio granulado 785 -1.040 Sulfato de amonio cristalizado 1.000 -1.100 Sulfato de potasio granulado 1.150 -1.360 Sulfato de potasio y magnesio 1.520 -1.570 Boronat 32 AG 700 - 900

3.2. Caractersticas de naturaleza qumica.

3.2.1. Concentracin de nutrientes. Tanto los fertilizantes simples, como los complejos y compuestos, presentan una acentuada variacin en la concentracin de los nutrientes. En funcin de los costos de transporte y de la aplicacin, los fertilizantes, a travs del tiempo han aumentado su aporte de nutrientes.

En los fertilizantes slidos y lquidos, las concentraciones de nitrgeno, fsforo y potasio son expresadas, respectivamente, en porcentaje de N, P2O5 y de K2O. El azufre y los micronutrientes tambin se expresan en porcentaje del nutriente en forma elemental. Para calcio y magnesio, la expresin es en base al porcentaje de CaO y MgO, respectivamente.

3.2.2. ndice de acidez. Despus de reaccionar en el suelo, los fertilizantes, en funcin de la forma qumica de los nutrientes, pueden acidificar, alcalinizar o no alterar la acidez del suelo. Los fertilizantes nitrogenados son los que ms alteran la acidez del suelo, entre los cuales destaca el sulfato de amonio. A modo de ejemplo se podra indicar que la aplicacin de 100 kilos de N, aplicados a travs del sulfato de amonio, genera una acidez que requiere de 535 kilos de carbonato de calcio con un poder relativo de neutralizacin total (PRNT) de 100 %, para ser neutralizada.

A continuacin se presentan, a modo de ejemplo la reaccin de la urea, del nitrato de amonio y del nitrato de sodio y sus efectos sobre el pH del suelo.

Hidrlisis alcalina de la urea Hidrlisis neutra del nitrato de amonio CO (NH2)2 + 2H2O (NH4)2CO3 (NH4) 2 CO3 +H2O 2NH3 + CO2 + 2H2O 2 NH3 + 2 H2O 2 NH4+ + 2 OH-

NH4 NO3 + H2O NH4 OH + HNO3 HNO3 H+ + NO-3 NH4 OH NH+4 + OH-

Nitrificacin cida de la urea Nitrificacin cida del nitrato de amonio 2 NH4+ + 3 O2 2 NO-2 +2 H2O + 4 H+ 2 NO-2 + O2 2 NO-3

NH+4 + 1,5 O2 NO-2 + H2O + 2 H+ NO-2 + 0,5 O2 NO-3

Balance neto de la urea Balance neto del nitrato de amonio 2 OH - + 4 H+ 2H2O + 2 H+ 3 H + + OH- 2 H + + H2O

Alcalinidad fisiolgica Alcalinidad fisiolgica NO3 -+ Raz NO3 Raz + OH - NO3 -+ Raz NO3 Raz + OH -

El conjunto de las reacciones de hidrlisis y de nitrificacin producen un saldo neto de 2 H+. Lo anterior significa que una molcula de urea, que contiene 2 N, genera 2 H+, es decir genera 1 H+ por cada N como urea. Esto corresponde a la acidificacin mxima que puede generar el uso de la urea en el suelo, independientemente de otros procesos. Si se considera adems, el efecto de la alcalinidad fisiolgica de las races y asumiendo que un 50 % del NO3- es absorbido, el balance es ahora de 0,5 H+ por cada N como urea. Esto corresponde a la acidificacin mnima derivada del empleo de urea.

Hidrlisis neutra del nitrato de sodio Alcalinidad fisiolgica NO3- + Raz NO3- Raz + OH- NO3- + Raz NO3- Raz + OH-

La hidrlisis del nitrato de sodio produce igual cantidad de H+ y OH- y es por lo tanto de carcter neutro. En consecuencia, se produce como balance neto 1 OH- por cada N como nitrato de sodio. Si se asume, al igual que en el caso de la urea, que el 50 % del NO3- es absorbido por las races, se tiene que la magnitud del efecto alcalinizante es de 0,5 OH- por cada N del nitrato de sodio.

En base al balance neto de la urea, se le asigna un ndice de acidez negativo de 1,8. Este valor indica que la acidez generada por cada unidad de nitrgeno se neutraliza con 1,8 kilos de carbonato de calcio con un PRNT de 100 %. Como se analiz en el captulo de suelos cidos, este efecto de neutralizacin esta, en la prctica, fuertemente afectado por la velocidad de reaccin del carbonato de calcio, la cual es mucho ms lenta que la velocidad de reaccin del fertilizante nitrogenado.

En el cuadro 2, se presentan los ndices de acidez (-) y de basicidad de los principales fertilizantes.

Cuadro 2. Equivalente de acidez o basicidad de los principales fertilizantes minerales.

Fertilizante ndice acidez (-) o

basicidad (+) (kgCaCO3 puro/kg de nutriente)

Kg CaCO3/100 Kg producto

Sulfato de amonio - 5,40 110

Fosfato monoamnico - 5,40 54

Fosfato diamnico - 3,50 63

Urea - 1,80 83

Nitrato de amonio - 1,80 60

CAN 27 (Con CaCO3) - 1,07 29

Supernitro 25 - 0,14 4

CAN 22 0 0

Superfosfato simple 0 0

Superfosfato triple 0 0

Cloruro de potasio 0 0

Sulfato de potasio 0 0

Sulfato de calcio 0 0

Nitrato de calcio + 1,35 + 21

Nitrato de sodio + 1,80 + 29

Salitre potsico + 1,87 + 28

Nitrato de potasio + 2,00 + 27

3.3. Caractersticas de naturaleza fsico-qumica.

3.3.1. Solubilidad. La solubilidad de los fertilizantes es la capacidad de disolucin de la sal o molcula fertilizante en agua. Esta capacidad se relaciona con la composicin qumica y fsica de la molcula. Normalmente los fertilizantes nitrogenados y potsicos tienen una capacidad total de solubilizarse en agua, por lo que en qumica se denominan electrolitos fuertes. Esto significa que, en condiciones normales, se disocian completamente en agua, aunque a distinta velocidad. Los fosfatos, por su naturaleza mineralgica, tienen una solubilidad menor en agua, dado que parte de su contenido es slo soluble en cidos orgnicos. La alta solubilidad en agua de los fertilizantes fosfatados como los fosfatos de amonio y el fosfato monoclcico es una condicin favorable en suelos de pH neutro o alcalino. En suelos cidos altamente fijadores en fsforo, las fuentes solubles en agua son ms susceptibles de fijarse en el suelo. En los suelos cidos muy fijadores

en P, se pueden emplear fosfatos de baja solubilidad en agua como las rocas fosfricas o rocas fosfricas parcialmente aciduladas, productos que presentan menor fijacin en el suelo y mayor efecto residual.

En el cuadro 3 se indica la solubilidad en agua de los principales fertilizantes minerales.

Cuadro 3. Solubilidad en agua, a 20 C, de los principales fertilizantes minerales.

Fertilizante gr/lt

Nitrato de amonio 950

Complejo NK 13,5-0-44 316

Nitrato de sodio 580

Complejo NK 15-0-14 1.040

Nitrato de calcio 820

Urea 1.080

Sulfato de amonio 570

Sulfato de potasio 111

Cloruro de potasio 336

Sulfato de magnesio heptahidratado

356

Sulfato doble de potasio y magnesio

230

Superfosfato simple 20

Fosfato monoamnico 180

Fosfato monopotasico 227

Fosfato diamnico 340

Acido borico 500

Ultrasol inicial 580

Ultrasol desarrollo 513

Ultrasol crecimiento 799

Ultrasol produccin 410

Ultrasol multipropsito 712

3.3.2. Salinidad. El ndice salino o la salinidad de un fertilizante esta referida a su capacidad de aumentar la presin osmtica de la solucin del suelo. Si la presin osmtica de la solucin del suelo se eleva por sobre la de la clula vegetal, se produce eliminacin de agua de la clula vegetal a la solucin del suelo, lo que puede producir la muerte de la planta. Las semillas y las plantas en sus primeros estados de desarrollo son mucho ms sensibles a los efectos de la salinidad. Por esta razn se debe tener mucho cuidado con la aplicacin de fertilizantes con altos ndices salino, como por ejemplo, el cloruro de potasio, especialmente cuando son aplicados en el surco de siembra.

En el cuadro 4 se seala el ndice salino de los principales fertilizantes minerales.

Cuadro 4. ndice salino de algunos fertilizantes minerales, como valor relativo respecto al nitrato de sodio, al cual se le asigna un valor 100.

Fertilizante ndice salino

Nitrato de sodio 100

Nitrato de potasio 71

Nitrato de amonio 105

Sulfato de amonio 69

Nitrato calcreo (CAN 27) 61

Urea 75

Amonio anhidro 47

Fosfato monoamnico 30

Fosfato diamnico 34

Superfosfato simple 8

Superfosfato triple 10

Cloruro de potasio 116

Sulfato de potasio 46

El efecto salino de un determinado fertilizante depender de la textura, nivel de materia orgnica, del valor de la humedad del suelo, distancia de la aplicacin del fertilizante en relacin a la semilla o la planta y de la sensibilidad de la especie vegetal. Los efectos de la salinidad son ms drsticos en: suelos arenosos, con bajos niveles de materia orgnica, con escasa humedad de suelo, con plantas es su fase inicial de desarrollo y para las especies ms sensibles (Cuadro 5).

Cuadro 5. Tolerancia relativa de algunas especies vegetales a la salinidad.

Tolerantes

(8 -12 mmhos/cm)

Moderadamente tolerantes

(6 - 8 mmhos/cm) Moderadamente

sensibles (4 - 6 mmhos/cm)

Sensibles

(0 - 4 mmhos/cm) Algodn Betarraga azucarera Pasto bermuda Palma datilera Cebada Colza Remolacha

Arveja Brcoli Cebada Centeno Soja Sorgo Betarraga Esprrago Espinaca Vid

Alfalfa Arroz Patata Maz Repollo Tomate Pimientos Naranjo Avena Ballica Trigo Girasol Haba Zanahoria Tomate Maz dulce

Pia o anan Cebolla Frejoles Zanahorias Lechuga Fresa Frambueso Palto Trbol blanco Apio Limonero Manzano Pomelo Almendro Ciruelo Fresa Naranjo

3.3.3. Higroscopicidad. Referida a la tendencia que presentan los fertilizantes a absorber agua desde la humedad de la atmsfera. La higroscopicidad de un fertilizante suele expresarse en trminos de su humedad relativa crtica. Esta es la humedad relativa de la atmsfera por encima de la cual el fertilizante comienza a absorber humedad desde la atmsfera. La humedad relativa crtica depende principalmente de la composicin qumica del fertilizante y de la temperatura del aire. Mientras ms bajo es el valor de HRC, antes el fertilizante comienza a humedecerse. En el cuadro 6 se indica la humedad relativa crtica de los principales fertilizantes.

Cuadro 6. Humedad relativa crtica en % para diferentes fertilizantes y en combinacin con otros fertilizantes minerales a 30 C.

Fertilizantes 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.Nitrato de calcio * 47* 24 --- 38 --- --- --- 22 31 53 46 76 2.Nitrato de amonio 55 55 --- 18 55 55 55 60 55 50 55 3.Nitrato de amonio clcico 55 --- 45 55 55 55 --- 60 55 60 4.Nitrato de sodio 72 46 --- --- 67 65* 64 68 73 5.Urea 70 55 50 50 65* 55 60 50 6.Sulfato de amonio 75 70 70 69* 70 70 70 7.Fosfato diamnico 70 65 --- 70 75 65 8.Cloruro de potasio 70 79* 65 65 75 9.Nitrato de potasio * 91* 60* 88* 88* 10.Fosfato monoamnico 70 89 65 11.Superfosfato triple >80 75 12.Sulfato de potasio 75 Fuente: IFDC. 1998. Fertilizer manual; IFDC. 1979. Fertilizer manual.

Sales puras del producto.

3.3.4. Compatibilidad en mezclas. Para la mezcla de fertilizantes granulados, adems de buena compatibilidad fsica, dada por el tamao de los grnulos, estos deben tener una buena compatibilidad qumica. No se deben producir prdidas gaseosas, ni compactacin por causas qumicas o por higroscopicidad. En el Cuadro 7se indican las compatibilidades de los principales fertilizantes para mezclas.

Cuadro 7. Compatibilidad fsica y qumica de los principales fertilizantes minerales, para mezclas fsicas.

FERTILIZANTES 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 1. NAM - L N N N M M M M M M M M M M M L M M M M M 2. SAM M - N L N M M M M M M M M M M M L M M M M M 3. UREA N L - N N M M M N M M M M M M M M L M M M M 4. FOSFONITRATO M L N - N M M M M M M M M M M M M L M M M M 5. CaNO3 N N N N - N N N N N N N N N N N N N N N N N 6. SFS M M M M N - M M M M M M M M M M M M M M M M 7. MAP M M M M N M - M M M M M M M M M M M M M M M 8. DAP M M L M N M M - L M M M M M M M M M M M M M 9. SFT M M M M N M M M - M M M M M M M M M M M M M 10. SPO M M M M N M M M M - M M M M M M M M M M M M 11. SPO 40 M M M M N M M M M M - M M M M M M M M M M M 12. KCl M M L M N M M M M M M - M M M M M M M M M M 13. Kmag M M M M N M M M M M M M - M M M M M M M M M 14. SOP-G M M M M N M M M M M M M M - M M M M M M M M 15. SPO-S M M M M N M M M M M M M M M - M M M M M M M 16. SULF. K M M M M N M M M M M M M M M M - M M M M M M 17. SULF. Fe N L L L N M M M M M M M M M M L - M M M M M 18. SULF. Mg M M M M N M M M M M M M M M M M M - M M M M 19. SULF. Mn M M M M N M M M M M M M M M M M M M - M M M 20. SULF. Zn M M M M N M M M M M M M M M M M M M M - M M 21. SULF. Cu M M M M N M M M M M M M M M M M M M M M - M 22. BORONAT M M M M N M M M M M M M M M M M M M M M M -

M = Mezcla compatible L = Mezcla limitada a uso inmediato N = No debe mezclarse

4. Principales fertilizantes nitrogenados.

4.1. Sulfato de amonio. El sulfato de amonio es un subproducto de la industria metalrgica, el que se produce directamente de la reaccin del amonio con cido sulfrico.

2NH3 + H2SO4 ( NH4) SO4

Las ventajas de este producto es su estabilidad qumica, baja higroscopicidad y la presencia de 24 % de azufre. Sus desventajas estn relacionadas con su baja concentracin de N (20 %), lo que incide en el costo de transporte y a su alto poder de acidificacin. Su aplicacin superficial en suelos con pH superiores a 7,5 o con exceso de carbonatos, puede producir prdidas importantes de nitrgeno por volatilizacin del amonio, a travs de la siguiente reaccin:

NH4+ + OH- NH3 + H+ (NH4)2 SO4 + CaCO3 (NH4)2 CO3 + CaSO4

(NH4)2 CO3 + HOH NH3 + CO2

4.2. Urea. Es el primer compuesto orgnico en ser sintetizado a partir de sustancias inorgnicas, a travs de la siguiente reaccin:

2NH3 + CO2 CO(NH2)2 + H2O

Se hidroliza a partir de la enzima ureasa, abundante en el suelo, estando presente en los microorganismos, en los residuos de las plantas o en el propio suelo, por ser muy estable al asociarse con las arcillas y materia orgnica. La urea no debe ser aplicada o dejada en la superficie del suelo, especialmente en aquellos con presencia de residuos vegetales. Por lo tanto, no es indicada como fertilizante para ser aplicada en cobertera, en siembras directas con residuos. La forma correcta de aplicacin es incorporar el fertilizante en el suelo o aplicarlo sobre ste, despus de una lluvia que garantice una buena humedad. La principal ventaja es su alta concentracin de nitrgeno, su alta solubilidad, su bajo poder corrosivo, lo que permite su uso en fertirrigacin. Las desventajas son su alto poder de acidificacin del suelo, su fitotoxicidad sobre semillas y plntulas por la formacin de amoniaco y la presencia de biureto (NH2 CO NH-CO NH2), un contaminante altamente txico para las plantas. En Brasil, la legislacin exige que la concentracin de biureto sea menor al 1,5 % para aplicaciones directas al suelo y de 0,3 % par aplicaciones foliares. Los ctricos y pias o anans son especies muy sensibles al biureto, en aplicaciones foliares.

4.3. Nitrato de amonio. El nitrato de amonio se obtiene al hacer reaccionar cido ntrico con amoniaco anhidro. La reaccin bsica para el nitrato de amonio es :

HNO3 + NH3 NH4NO3

Contiene 33 a 33,5 % de N, con la mitad a la forma ntrica y la otra a la forma amoniacal. En suelos de baja tasa de nitrificacin como los suelos arenosos con

bajos niveles de materia orgnica, es una buena alternativa por presentar iguales cantidades de amonio y nitrato. Las principales desventajas del nitrato de amonio es su alta higroscopicidad, su alto ndice salino y su alta explosividad. Para reducir algunos de los problemas del nitrato de amonio puro, se le agrega carbonato de calcio o dolomita en diferentes proporciones, bajando la concentracin de N a 27 y 22 %. Bajo esa forma se le reduce su ndice de acidez, su explosividad, pero mantiene los altos niveles de higroscopicidad.

4.4. Nitrato de sodio. El nitrato de sodio (NaNO3), con una concentracin de 16 % de N, conocido tambin bajo los nombres de salitre sdico, nitrato natural de Chile o simplemente salitre, es el fertilizante nitrogenado mineral, de origen natural, de mayor antiguedad en el mundo y el ms utilizado durante el siglo XIX. Se obtiene a partir de un mineral llamado caliche, por la va de la molienda, lavado con agua, concentracin, purificacin y granulado (prilado), sin participacin de ningn elemento qumico adicional. La forma de nitrgeno es muy soluble y de disposicin inmediata para la planta, que absorbe la mayor parte del nitrgeno necesario a la forma de ion nitrato (NO3-). En consecuencia este fertilizante es de accin rpida y, por lo tanto, muy apropiado para los casos en los que se detecta insuficiencia de nitrgeno en un momento crtico y es necesaria su correccin lo antes posible. Como contrapartida, su solubilidad acenta el riesgo de lavado en el suelo, por lo que para obtener su mxima eficacia o recuperacin del nitrgeno aplicado, debe parcializarse su aplicacin y realizarla cercana a las etapas fenolgicas de mayor absorcin del N. Su uso a disminuido, a causa de sus sustitucin por productos de mayor concentracin de N, ms econmicos por unidad de elemento fertilizante. Actualmente se ha transformado en un producto de especialidad dado a sus excelentes caractersticas agronmicas para muchos cultivos especficos como tabaco, remolacha, caf, algodn, hortalizas, flores y especies frutales, como tambin por su notable efecto productivo en suelos acidificados, debido a su claro efecto de alcalinidad sobre el suelo.

4.5. Nitrato de potasio. El nitrato de potasio producido en Chile, con 13 % de nitrgeno y 44 % de K2O, se obtiene a partir del NaNO3 + KCl. Todo su nitrgeno es a la forma ntrica y no contiene cloro. Dada su alta solubilidad en agua y la presencia de los dos nutrientes ms utilizados por las plantas, puede ser utilizado en aplicaciones al suelo, como en pulverizaciones foliares y en fertirrigacin, en cultivos de alto valor comercial, como hortalizas como tomate, pimiento, esprragos; en especies frutales como los ctricos, vides, manzanos, kiwi y en cultivos como la papa, remolacha azucarera y en la produccin de tabaco de alta calidad.

4.6. Salitre potsico. Es un fertilizante que se obtiene a partir del nitrato de sodio y nitrato de potasio. Aporta un 15 % de nitrgeno a la forma ntrica, un 14 % de K20 y un 18 % de Na. Rene todas las cualidades del nitrato de sodio y del nitrato de potasio, incluyendo su capacidad de recuperacin de suelos acidificados. Por su relacin de N:K , prcticamente 1:1 y su compatibilidad en mezclas con una amplia gama de productos fosforados y potsicos, es posible utilizarlo en el establecimiento de una amplia gama de cultivos, como en aplicaciones en cobertera.

4.7. Nitrato de calcio. Contiene 15,5 % de N y un 26 % de CaO y se fabrica a travs de la reaccin de HNO3 con CaCO3 . Dada su alta solubilidad y alta concentracin de calcio, es muy utilizado en aplicaciones foliares y fertirrigacin, en particular en especies exigentes en calcio como por ejemplo el tomate y los manzanos. Su mayor desventaja es su alta higroscopicidad, lo que lo hace incompatible en mezclas con la mayora de los fertilizantes minerales slidos.

5. Ventajas de los nitratos.

5.1. El nitrato no sufre prdidas por volatilizacin. En condiciones de baja humedad, pH alcalino y temperaturas del aire superiores a 18 C, se producen prdidas importantes de nitrgeno por volatilizacin de los fertilizantes amoniacales y de la urea. El ion nitrato no se volatiliza aunque este expuesto a altas temperaturas, a suelos secos y a pH alcalino. En la figura 1 se presentan prdidas promedio de nitrgeno producto de la volatilizacin del amonio proveniente de la urea y otros fertilizantes amoniacales.

Figura 1. Grfica de volatilizacin del amonio, proveniente de la urea y otras fuentes, segn la temperatura del aire.

5.2. Rapidez de aprovechamiento. La principal forma de absorcin de nitrgeno por los cultivos es el nitrato. Se estima que sobre el 80 % de la absorcin de nitrgeno de las plantas es a la forma de nitrato y la diferencia es como amonio. La mayor eficacia frente a la urea y el amonio es evidente en suelos fros, suelos secos y clidos, hmedos, compactados o con limitaciones por pH para la

nitrificacin. En todas estas condiciones debe existir una participacin mayor al 50 % de nitrato respecto del amonio en la dosis de N aplicada a los cultivos. En la medida que la temperatura de los suelos es ms baja y disminuye el pH, el proceso de nitrificacin del amonio es menor, afectndose la disponibilidad de nitrato. Bajo esas condiciones las aplicaciones de nitratos favorecen el crecimiento y produccin de los cultivos. En las figuras 2 y 3 se presentan resultados que relacionan la temperatura ambiente sobre la nitrificacin y el pH sobre la absorcin del nitrato y el amonio.

Figura 2. Nitrificacin del amonio (% del total aplicado al suelo) en funcin de la temperatura ambiente.

Figura 3. Efecto del pH en la respuesta productiva de cultivos al nitrato

pH 6,8

39%

50% 51%

61%

50% 49%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

% de

a

bso

rci

n de

N

O3-

/NH

4+

N H 4+ 5,4 32,3 34,9

N O3- 8,6 32,7 33,6

To tal 14,0 65,0 68,5

rem o lach a p ap a ceb ad a

pH 4,0

26%

38% 38%

74%

62%62%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

% de

a

bso

rci

n de

N

O3-

/NH

4+

N H 4+ 2,1 23,6 26,9

N O3- 6,0 39,1 43,0

To tal 8,1 62,7 69,9

rem o lach a p ap a ceb ad a

- Al dism inuir e l pH de l sue lo aum enta la absorcin de NO3-.- La a bsorcin tota lde N, en a lgunos cultivos dism inuye significa tivam ente a l dism inuir e l pH.

5.3. Los nitratos neutralizan la acidez del suelo. En suelos cidos, el nitrato de sodio, el nitrato simple de potasio y el nitrato de potasio elevan el pH del suelo debido a la alcalinidad fisiolgica y por el incremento de las bases potasio y sodio. Una aplicacin de 100 kg de nitrgeno con nitrato simple de potasio se logra un efecto equivalente a 187 kilos de carbonato de calcio puro con 100 % de PRNT.

5.4. Los nitratos promueven la absorcin de bases. La absorcin del NO3-, genera a nivel radicular, la liberacin de grupos OH- y de iones HCO3- con el objeto de mantener un equilibrio de carga de la clula vegetal. La liberacin de estos compuestos a la rizosfera, genera un incremento del pH y un mayor nmero de cargas negativas, favoreciendo de esta manera la absorcin y transporte a las parte de area de cationes como el calcio, potasio, magnesio y sodio. La absorcin del ion NH4+, se traduce en la liberacin de un H+ a la zona de la rizosfera, lo que junto con acidificar el suelo dificulta la absorcin de los cationes.

6. Principales fertilizantes fosfatados.

Los depsitos de fosfato mineral son la fuente bsica de todos los materiales fosfatados. Estos depsitos pueden ser de origen gneo o sedimentario; estos ltimos constituyen la mayor parte de los depsitos que existen en el planeta. El mineral fosfatado que predomina en la mayora de los depsitos es la francolita, una fluorapatita carbonatada que se representa mediante la frmula Ca10F2(PO4)6CaCO3. El proceso de refinamiento de la materia prima, adems de su extraccin, consiste en tamizado en hmedo, hidroseparacin y concentracin mediante flotacin. El producto obtenido se seca y puede calcinarse o molerse para su posterior procesamiento, que bsicamente consiste en convertir la fluorapatita en formas ms solubles que puedan ser utilizadas por las plantas. A partir de esta materia prima, la cual se puede utilizar directamente como fuente fosfatada en suelo cidos, es posible obtener superfosfato simple, superfosfato triple y los fosfatos de amonio.

6.1. Superfosfato simple. El superfosfato simple se obtiene al hacer reaccionar el cido sulfrico concentrado con fosfato mineral finamente molido. La reaccin bsica es la siguiente:

Ca 10(PO4)6F2 + 7H2SO4 3 Ca(H2PO4)2 + 7 CaSO4 + 2 HF

El superfosfato simple, es por lo tanto, una mezcla de fosfato monoclcico con yeso o sulfato de calcio. Este producto representa un 50 % en peso. El superfosfato simple contiene 20 a 22 % de P2O5 soluble en cido ctrico al 2 %, de lo cual cerca del 90 % es soluble en agua. Adems contiene cerca de 12 % de S y 28 % de CaO.

6.2. Superfosfato triple. Para la obtencin de este fertilizante, la roca fosfrica es tratada primero con un alta cantidad de cido sulfrico, lo que da como resultado cido fosfrico y sulfato de calcio. Este ltimo producto se acumula como un subproducto, en tanto que el cido fosfrico es separado por filtracin, para ser utilizado en la fabricacin de superfosfato triple. Las reacciones bsicas para la obtencin del superfosfato triple, se indican a continuacin:

Ca10(PO4)6F2 + 10H2SO4 + 20 H2O 10CaSO4 2H2O + 6H3PO4 + 2HF Ca10(PO4)6F2 + 14H3PO4 + 10 H2O 10 Ca(H2PO4)2 H2O + 2HF

Se obtiene un fertilizante con 46 % de P2O5 soluble en cido ctrico, y 90 % soluble en agua. A pesar de su alto contenido de fsforo, el superfosfato tiene la desventaja de no incluir azufre y presentar un menor contenido de CaO (20 %), respecto al superfosfato simple.

6.3. Fosfatos de amonio. Son fertilizantes que se obtienen por la reaccin de amoniaco con cido fosfrico, producindose fosfato monoamnico (MAP) o fosfato diamnico (DAP), segn las reacciones que se presentan a continuacin:

NH3 + H3PO4 NH4H2PO4 (MAP) 2NH3 + H3PO4 (NH4)2HPO4 (DAP)

El MAP contiene 11 % de N y 51 % de P2O5 soluble en cido ctrico al 2 %, en tanto que el DAP contiene un 18 % de N y un 46 % de P2O5 soluble en cido ctrico al 2 %. Ambos tienen sobre el 98 % del fsforo soluble en agua, razn por la cual se les utiliza en la preparacin de fertilizantes fluidos y en fertirrigacin. Hay que tener mucho cuidado con la aplicacin de DAP en suelos con pH elevados, pues el amoniaco que se forma es fitotxico para las semillas y las plntulas. Adems hay que tener presente que al solubilizarse el DAP, genera alrededor del grnulo valores de pH cercanos a 9,0, lo que favorece la acumulacin localizada de amoniaco, y por lo tanto, fitotoxicidad al cultivo.

7. Fertilizantes potsicos.

7.1. Cloruro de potasio. El cloruro de potasio se extrae directamente de depsitos naturales, con diferentes grados de pureza y con presencia de sulfato de sodio, magnesio y calcio. A travs de diferentes procesos industriales de purificacin y concentracin se obtiene el cloruro de potasio con un 60 % de K2O, de una alta solubilidad en agua. Es un producto ampliamente utilizado en todo el mundo. Su desventaja esta relacionada con su ndice salino y con la presencia cloruro, que afecta la produccin de algunos cultivos.

7.2. Sulfato de potasio. El sulfato de potasio contiene 50 % de K2O y un 18 % de azufre. Es un fertilizante de menor solubilidad que el KCl, y por su costo, su uso se restringe a ciertos cultivos como el tabaco, papa y ctricos, en que el cloruro de potasio no es recomendable.

7.3. Nitrato de potasio y salitre potsico. Ambos productos fueron descritos en la seccin de los fertilizantes nitrogenados. Por su adecuada reaccin de nitrgeno y potasio, y por ser fuentes potsicas libres de cloro, se les puede utilizar en una amplia gama de cultivos y suelos, ya sean alcalinos y con alto contenidos de sales, como en suelos cidos, por su claro efecto alcalinizante.

En el Cuadro 8, se resumen las principales caractersticas de los fertilizantes que aportan NPK.

Cuadro 8. Caracterizacin de los principales fertilizantes granulados NPK.

Fertilizante

Frmula N

(%) P2O5 (%)

K2O (%)

CaO (%)

MgO (%)

Na (%)

N-ntrico

(%) Nitrato de sodio NaNO3 16 26 100 Complejo NK 15-0-14 NaNO3-KNO3 15 14 18 100 Supernitro monograno NaNO3+CO(NH2)2 25 18 50 Urea CO(NH2)2 46 Sulfato de amonio (NH4)2SO4 21 Nitrato de amonio NH4NO3 33 50 Nitrato de amonio clcico CAN 27 NH4NO3 + CaCO3 27 14 50 Nitrato de amonio clcico magnsico CAN 22 NH4NO3 + Ca(Mg)CO3 22 10 7 50 Nitrato de amonio clcico magnsico CAN 27 NH4NO3 + Ca(Mg)CO3 27 6 4 50 Superfosfato simple Ca(H2PO4)+CaSO4 22 28 Superfosfato triple Ca(H2PO4)H2O 46 20 Fosfato monoamnico NH4H2PO4 11 50 2 Fosfato diamnico (NH4)2HPO4 18 46 Cloruro de potasio KCl 60 Complejo NK 13,5-0-44 KNO3 13 44 100 Sulfato de potasio K2SO4 50

8. Fertilizantes con elementos minerales secundarios.

El aporte de calcio va fertilizante puede ser suministrado a travs del superfosfato simple (28 % CaO), superfosfato triple (20 % CaO), nitrato de calcio (26 % CaO), sulfato de calcio o yeso (28-32 % CaO).

El magnesio puede ser aplicado con el sulfato doble de magnesio y potasio que aporta un 18 % de MgO, 22 % de S y 22 % de potasio, o utilizando sulfato de magnesio con 25 % de MgO y 20,0 % de S. En menor concentracin y con materias primas de menor calidad se puede suministrar magnesio con los nitratos de amonios fabricados con carbonato doble de calcio y magnesio, con aporte que varan entre un 4,0 a 7,0 % de MgO (Cuadro 9).

El azufre puede ser aportado por el sulfato de magnesio, sulfato de calcio, sulfato doble de potasio y magnesio y utilizando azufre elemental el cual puede alcanzar concentraciones de 99 % de S. La desventaja de este producto es que al oxidarse a sulfato, acidifica el suelo.

Cuadro 9. Caracterizacin general de algunos fertilizantes con aporte de calcio, magnesio y azufre.

Fertilizante Frmula Qumica CaO (%)

MgO (%)

S (%)

K (%)

Sulfato de magnesio Mg SO4 - 25 20 - Sulfato de calcio CaSO42H2O 32 - 18 - Sulfato de potasio y magnesio 2MgSO4-K2SO4 - 18 22 22 Azufre elemental S - - 99 - Nitrato de amonio clcico CAN 27 NH4NO3 + CaCO3 14 - - - Nitrato de amonio clcico magnsico CAN 22 NH4NO3 + Ca(Mg)CO3 10 7 - - Nitrato de amonio clcico magnsico CAN 27 NH4NO3 + Ca(Mg)CO3 6 4 - -

9. Fertilizantes con aporte de micronutrientes.

9.1. xidos, cidos y sales. Los xidos, cidos y sales con micronutrientes son los fertilizantes ms usados para la fertilizacin con micronutrientes, como

fertilizantes simples y para el uso en mezclas fertilizantes. En el cuadro 10 se caracterizan los principales fertilizantes que aportan micronutrientes.

Cuadro 10. Principales xidos, cidos y sales con micronutrientes utilizados como fertilizantes simples.

Fertilizante Frmula Concentracin (%) Solubilidad Acido brico H3BO3 17 S Borax Na2B4O7 5H2O 11 S Solobur Na2B4O75H2O+Na2B10O1610H2O 20 S Colemanita Ca2B6O115H2O 10 I Ulexita Na2O2CaO5B2O316H2O 8 I Boronat 32 AG NaCaB5O9 8H2O 10 I Sulfato de cinc ZnSO4H2O 35 S Sulfato de cinc ZnSO47H2O 20 I Oxido de cinc ZnO 78 I Carbonato de cinc ZvCO3 52 I Fosfato de cinc Zn3(PO4)2 51 I Sulfato ferroso FeSO4 7H2O 19 S Sulfato frrico Fe2(SO4)3 4H2O 23 S Oxido ferroso FeO 69 I Oxido frrico Fe2O3 69 I Fosfato ferroso amoniacal Fe(NH4)PO4 H2O 29 S Sulfato de manganeso MnSO4 4H2O 26 S Oxido manganoso MnO 41 I Cloruro de manganeso MnCl2 17 S Sulfato de cobre CuSO4 H2O 35 S Sulfato de cobre CuSO4 5H2O 25 S Oxido cuproso Cu2O 89 I Oxido cprico CuO 75 I Molibdato de sodio Na2MoO4 2H2O 39 S Molibdato de amonio (NH4)6Mo7O24 2H2O 54 S Solubilidad en agua: S = soluble; I = insoluble.

La solubilidad en agua es una caracterstica importante, ya que esta relacionado con la posibilidad de aplicaciones va aspersiones foliares o va fertirrigacin, con las prdidas por lixiviacin en el suelo y con la posibilidad de producir fitotoxicidad. Por ejemplo, en el caso del boro se tiene que el cido brico es ms soluble que el brax, lo que sera una ventaja en aplicaciones va agua o para una accin ms rpida en el suelo. Sin embargo, el cido brico es ms susceptible a prdidas por lixiviacin y presenta mayor potencial fitotxico. A su vez el Solobur tambin es ms soluble que el brax, pero menos soluble que el cido brico. La colemanita, dada su baja solubilidad es una buena fuente para suelos arenosos, a objeto de reducir las prdidas por lixiviacin. Sin embargo, existe el riesgo que la entrega de boro no sea lo suficiente rpida para las especies de rpido crecimiento como los cultivos anuales y hortalizas. En tal caso, el Boronat 32 grado agrcola, sera la fuente de boro ms adecuada para aplicaciones al suelo, por tener una mayor solubilidad que la colemanita. Boronat 32 es una combinacin de borato de sodio y borato de calcio, con lo cual rene en un mismo producto, una fraccin de entrega rpida (borato de sodio) y otra con mayor efecto residual (borato de calcio), restando as la posibilidad de desarrollar fitotoxicidad de las fuentes ms solubles.

9.2. Quelatos. La presencia de agentes quelantes o complejantes, generados por la descomposicin de la materia orgnica, de exudados radiculares o producidos por lo microorganismos, en la solucin del suelo aumenta la

disponibilidad de micronutrientes catinicos, al reducir reacciones de precipitacin con grupos OH y formar as hidrxidos. La industria qumica ha desarrollado diferentes productos sintticos que han permito mejorar la absorcin de los micronutrientes. Los quelatos son compuestos solubles en agua y pueden ser aplicados, con alta eficiencia, tanto al suelo como va foliar. La desventaja de estos productos es su elevado costo. En la Cuadro 11, se caracterizan los principales quelatos que aportan micronutrientes.

Cuadro 11. Principales quelatos sintticos usados como fertilizantes con micronutrientes catinicos.

Fertilizante Concentracin Solubilidad en agua Na Fe EDTA 5 14 S Na Fe HEDTA 5 9 S Na Fe EDDHA 6 S Na Fe DTPA 10 S Na2 Zn EDTA 14 S Na Zn NTA 13 S Na Zn HEDTA 9 S Na2 Cu EDTA 13 S Na Cu HEDTA 9 S Mn EDTA 5 12 S

Bibliografa.

CFA. Californio Fertilizer Association.1995. Manual de Fertilizantes para Horticultura. UTEHA Noriega Editores. Domnguez, V A. 1993. Fertirrigacin. Mundi Prensa. Madrid Domnguez, V A. 1989. Tratado de Fertilizacin. 2 Edicin. Mundi Prensa. Havlin, J.K., Beaton, J.D., Tisdale, S.L., Nelson, W.L. 1999. Soil fertility and fertilizers. Prentice Hall IFA. International Fertilizer Industry Association. 1992. World Fertilizer Manual. IFDC. International Fertilizer Development Center. 1998. Fertilzer Manual. Kluwer Academic Publishers. Romn C, S., Taladriz T L., Araos F J. Agenda del Salitre 2000. Sociedad Qumica y Minera de Chile. Ribeiro F., Aparecido de Aquino G., Guimaraes L. 1995. Manejo da fertilidade do solo. Universidade Federal de Lavras.