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U

UNIVERSIDAD

AUTONOMA DE TAMAULIPAS

Facultad de ingeniería y ciencias.

Fertirrigacion

Aarón Isain Melendres Álvarez.

Aaron Isain Melendres Alvarez.

INDICE

SITIACION ACTUAL DE LA FETIRRIGACION

Situación actual y perspectiva del consumo de fertilizantes.

Estimación de consumo de fertilizantes en los próximos años.

Fertilizantes y medio ambiente.

Fertirrigacion racional de los cultivos. Fertirrigacion.

Bibliografía.

FERTIRRRIGACION ASPECTOS BASICOS

Situación actual del sistema de Fertirrigacion.

Ventajas e inconvenientes.

Hidroponía y Fertirrigacion.

Esquema del proceso de Fertirrigacion.

Temas básicos de la Fertirrigacion.

Interacción entre la solución fertilizante y agua de riego.

CÁLCULO Y PREPARACIÓN DE SOLUCIONES FERTILIZANTES

Cálculos de las cantidades de fertilizantes necesarias para preparar la disolución ideal u optimizada por

hidroponía teniendo en cuanta la calidad de agua de riego.

Preparación de la disoluciones con fertilizantes”a la carta”.

Problemas tipo de Fertirrigacion.

Manejo de fertilizantes simples, sólidos y ácidos.

Manejo de fertilizantes complejos.

Manejo de fertilizantes complejos líquidos concentrados.

Bibliografía


CABEZAL DE RIEGO

Filtrado.

Hidrociclones.

Filtros de mallas.

Filtros de arena.

Filtros de anillas.

Inyección de fertilizantes.

Tratamiento de las obturaciones.

Bibliografía

PROGRAMACIÓN DE RIEGO

Método del balance del agua del suelo.

Valores del agua del suelo.

Programación de riego.

Métodos basados en parámetros del suelo. Uso del tensiómetro para decidir los riegos.

Métodos basados en parámetros de planta.

Otras consideraciones.

Bibliografía.

FERTIRRIGACION EN FRUTALES

Fertirrigacion de cítricos.

Relación agua suelo planta.

Necesidades de agua.

Dosis de riego.

Frecuencia de riego.

Crecimiento y producción de los cítricos en relación con los déficits hídricos.

Riego con escasez de agua.

Bibliografía.


FERTIRRIGACION RACIONAL DE CÍTRICOS.

Calculo de las dosis anuales de abonado.

Optimización de la dosis recomendada.

Disoluciones fertilizantes de partidas.

Diagnostico de nutrición.

Diseño y formulación de las soluciones fertilizantes.


Introducción Hoy en día las superficie cultivadas son limitadas, tienden a reducir como

consecuencia del crecimiento de las zonas urbanas y del deterioro debido a la

salinidad, la erosión y la desertización, y desde un punto de vista de conservación

de nuestro hábitat, no podemos destinar mas superficie al cultivo en detrimento de

las grandes masas forestales.

Teniendo en cuentas estas delimitaciones, el aumento de la producción de

alimentos y fibras solo puede venir como consecuencia de una intensificación de

la agricultura, es decir, obtener un mayor rendimiento por unidad de superficie de

tierra cultivada.

Para obtener mejores rendimientos de los cultivos, y por lo tanto una mejora de la

producción de los alimentos y de su calidad, debemos utilizar mas eficientemente

los recursos naturales, como son la tierra, el agua y los nutrientes que podemos

extraer de la naturaleza, potenciando, al mismo tiempo, el estudio de nuevas

tecnologías que nos permiten desarrollar cultivos mas eficientes, y que al mismo

tiempo, nos permiten obtener productos agrícolas seguros y de calidad.

Sin embargo una aplicación mas eficientes en los recursos naturales, si bien

necesaria, no es suficiente ante el escenario descrito; necesidad de aumentar la

cantidad de alimentos asegurando su calidad y escasez de zonas destinadas a los

cultivos.

Es por ello por lo que desempeña un papel absolutamente importante

imprescindible, y lo hará aun con mas fuerza en el futuro, el sector de los

fertilizantes minerales. Sector que hace posible aumentar el rendimiento de los

cultivos sin tener que aumentar la superficie cultivable.

En definitiva, la producción de alimentos en las condiciones descritas, es decir, en

cantidad y calidad, y considerando la limitaciones de los recursos naturales y la


Superficie cultivable, requiere una fuente de nutrientes adicionales que los suelos

no poseen y que solo los fertilizantes minerales pueden proveer en las cantidades,

formas y épocas que las plantas requieren para el desarrollo de cada uno de los

estados fenológicos.

Por lo tanto, y partiendo de una absoluta necesidad de la aplicacipon de los

fertilizantes minerales en el futuro, la cuestión fundamental es su correcto empleo,

compaginando los esfuerzos para obtener altos rendimientos de alimentos con los

criterios de una agricultura sostenible, que sea respetuosa con el medio ambiente.


Fertirrigacion.

Fertirrigacion o fatigación, son los términos para describir el proceso por el cual los

fertilizantes son aplicados junto con el agua de riego. Este método es un

componente de los modernos sistemas de riego a presión como; aspersión, micro

aspersión, pivote central, goteo, exudación, etc. Con esta técnica, se puede

controlar fácilmente la parcialización, la dosis, la concentración y la relación de

fertilizantes.

En algunos países como USA, Israel, Holanda, Italia y España la Fertirrigacion es

una técnica generalizada, principalmente con el desarrollo de modernos sistemas

de irrigación y por la calidad de los fertilizantes. Además, las áreas agrícolas en

otros países desarrollados y en vías de desarrollo, las áreas agrícolas bajo riego a

presión son cada día más grandes e involucran cultivos que bajo otras condiciones

no hubiera sido posible desarrollar.


Evolución de la demanda de nutrientes.

A nivel mundial.

El consumo mundial de nutrientes en la campaña 2003/2004 fue superior a los 141

millones de toneladas, de los que 85 son de N, 33 son de P2O5 y 23 son de K2O.

como se puede ver en la fig. 1.1 hace 20 años el consumo total era de 115

millones de toneladas, lo que supones que el crecimiento global en dicho periodo

ha sido de un 22%, este fuerte incremento se debe, fundamentalmente, al

consumo de nitrógeno.


Si estudiamos el consumo mundial a lo largo de las décadas, veremos que

durante los años 60 y 70 hubo un paulatino aumento del consumo de todos los

nutrientes, mas agudizado en el nitrógeno. A fines de los 80 se empezó a frenar

esta demanda tan fuerte, llegando a producirse una continua disminución del

consumo que en los años 93-94 llego a un mínimo, para luego ir aumentando

hasta nuestro tiempos actuales, pero de la forma menos pronunciada que es en

las décadas anteriores.

A nivel de marcado mundial hay varios factores que influyen en los equilibrios

oferta/demanda de fertilizantes, el desfase actual entre producciones y consumo

interno de los países del este y el concreto Rusia, con influencia en los precios de

los nitrogenados, el marcado de china por su gran magnitud y por que en el se

están produciendo grandes cambios de orientación en cuanto al uso de materias

orgánicas y posibles tasa a las importaciones de fertilizantes, y el mercado de la

india, en el que se esta incentivando el uso de fertilizantes.

Si analizamos el consumo mundial en función del nivel de desarrollo de los países,

podemos decir que del consumo total de nutrientes, los países desarrollados *

consumen un 35 %, mientras que los países en vías de desarrollo** consumen un

65 ‘%.


Por otra parte, hay que destacar que en la actualidad china, que forma parte del

grupo de los países del este de Asia, consume casi el 28 % del consumo mundial

de nutrientes y consume el 77 % de los nutrientes totales de los países en vías de

desarrollo, al consumir en el año 2002/2003; 39 millones de toneladas de

nutrientes.

Como fuerte consumidos mundial en nutrientes de fertilizantes le sigue EEUU, con

un porcentaje cercano al 14 % (19 millones de toneladas ), a continuación india

con un 11 % (16 millones de toneladas), Europa occidental con otro 11 % (15.4

millones de toneladas), y Brasil con un 5.4 % ( 7.6 millones de toneladas).

Las previsiones globales para 2003/2004 prevén que el consumo de fertilizantes

fosfatados progresaran mucho mas rápidamente que la demanda de nitrogenados

y potásicos.


Si estudiamos el consumo en la campaña 2002/2003 por países europeos, Francia

es el mayor consumidor con 3,9 millones de toneladas nutrientes, seguido de

Alemania con 2,6 millones de toneladas y a continuación estaría España con 2,2

millones de toneladas, después le seguiría Reino Unido (1,8) y a continuación

Italia (1,6).

Pero más que el valor absoluto del consumo por países, lo que interesal ñar es el

consumo relativo por hectárea cultivada que evidencia el mayor o m uso que los

agricultores están haciendo de los fertilizantes. Es obvio que la comparación no es

homogénea por la distinta climatología de cada país, los diferentes

aprovechamientos y rendimientos desiguales de los cultivos, las variadas alterna

tivas, etc., pero sí proporciona una cierta orientación. España, como aparece e

tabla 1. 1, está por debajo de la media europea, mientras que hay países como Ho

da que se encuentra por encima de la media de consumo por superficie cultivada.


A nivel mundial

El pronóstico de la FAO relativo a la producción mundial de se cifra ahora en un

volumen sin precedentes de 2.042 millones de tn, un' 8,4% más que el año

anterior. De cumplirse las proyecciones, y aun teiiñdÓ1encuenta una mayor

utilización mundial de cereales prevista en 2004/2005* debería registrarse un

excedente importante por primera vez desde 1999/2000. Lo cual significa que las

reservas mundiales de cereales deberían aumentar al final de las campañas de

2004/2005, un dato positivo para la seguridad alimentaria mundial tras las

fuertes reducciones experimentadas en los últimos cuatro años. La reposición se

prevé principalmente entre los mayores exportadores de cereales de los países

desarrollados, cuyo porcentaje de existencias mundiales de trigo y cereales

secundarios alcanzará un nivel muy superior a la media de los últimos años.

Otro hecho positivo para la situación mundial de los cereales sería la disminución

prevista en la tasa de agotamiento de las reservas de China, debida

principalmente a una fuerte recuperación de la producción. En los últimos años la

gran reducción de las existencias registrada en China ha representado la mayor

parte del agotamiento de las existencias mundiales.

En términos generales, la FAO ha estimado un incremento en la producción de los

cultivos para el año 2030 de aproximadamente un 57 % respecto a la producción

1995/1997. Estos incrementos implican unas necesidades de fertilizantes

crecientes, que serán más altos en los países en vías de desarrollo que en los

países desarrollados. Los que están en vías de desarrollo deberán aportar para el


2030 el 72 % de la producción agrícola mundial en comparación con el 53 % que

ocupaban en 1961/1963.

En su previsión, la FAO cifra en 167 millones de nutrientes (N+P205 + K20) las

necesidades para el año 2015 y en 199 millones de nutrientes (N+P205 + K2O)

para el año 2030. Estos incrementos suponen crecimientos anuales de entre el 0,7

y el 1,3 %. Los mayores incrementos se esperan en el Sur y Este de Asia y en el

Norte y Sur de América.

El sector de los cultivos oleaginosos continuará creciendo en los países en

desarrollo, experimentando fuertes cambios estructurales y todo ello conducirá a

que siga intensificándose la agricultura en estos países, en los que se cultivará y

regará una superficie mayor y se obtendrán mayores rendimientos.

Fertilizantes y medio ambiente. Bockman et al. (1990)

El inicio del movimiento medioambiental, hace 30 años, ha tenido un profundo

impacto en el mundo. Cada vez son más las personas que están preocupadas por

las amenazas a la naturaleza, al medio ambiente, y, por último, contra el hombre

como consecuencia de las prácticas industriales y sociales.


Entre estas amenazas se incluyen la polución, la destrucción de hábitats, el

agotamiento de los recursos minerales y biológicos, los posibles cambios en los

patrones del tiempo ocasionados por la quema de los combustibles fósiles, el

efecto invernadero, la destrucción de la capa de ozono y las posibles conexiones

entre estos factores y el cáncer y otras enfermedades.

Tenemos serias razones para estar preocupados por el medio ambiente en

nuestro planeta. El extraordinario crecimiento de la población mundial durante los

últimos siglos (un crecimiento que continúa) y el aumento en el consumo per

cápita, están ejerciendo una gran presión sobre los recursos y el medio ambiente.

En la mayoría de los casos, los efectos son locales, pero hay signos de que la

totalidad del medio ambiente está cambiando debido a la acción del hombre.

La agricultura moderna es considerada por muchos como una de las principales

contribuidoras a las enfermedades medioambientales actuales. La agricultura se

considera una de las principales fuentes de contaminación (eutrofización de las

aguas dulces y marinas, incremento de las concentraciones de nitrato en las

aguas subterráneas y superficiales, y residuos de pesticidas en el suelo, el agua y

los alimentos).

Es cierto que los agricultores han sido menos conscientes en lo relacionado con el

medio ambiente que lo que se hubiera deseado, y se necesita una normativa

apropiada y cambios de las prácticas actuales.

La industria de los fertilizantes no ha escapado intacta del debate público sobre los

aspectos medioambientales de la agricultura moderna. Según algunas opiniones,

la utilización de fertilizantes minerales es la raíz de muchos problemas

medioambientales de la agricultura.

Y aún más, a menudo el público en general considera que las plantas de

fertilizantes son parte de las "industrias chimenea", lo que contribuye en gran

medida tanto a la contaminación local como a la global.

La industria de los fertilizantes ha estado tratando aspectos medioambientales

durante los últimos 25 años, y es mucho lo que se ha conseguido. De todas

formas, la industria tiene todavía una enorme tarea que llevar a cabo. Primero

debe tratar de resolver los problemas medioambientales todavía existentes

asociados con la producción de fertilizantes. En segundo lugar proporcionar

asesoramiento al sector agrícola sobre el uso correcto de los productos. Por

último, pero no por ello menos importante, debe presentar la realidad de la


agricultura moderna y del uso de los fertilizantes a las personas que toman las

decisiones y al público en general.

Los aspectos relacionados con la agricultura y el medio ambiente son muy

complejos. El conocimiento científico es muy amplio en este campo. El debate

público no siempre refleja estos estudios. Es de una importancia clave utilizar lo

que se conoce, e ir en busca de nuevos conocimientos cuando se necesiten. Las

acciones reguladoras basadas en estudios insuficientes pueden llevar a

situaciones en las que es peor el remedio que la enfermedad.

A continuación presentamos un breve análisis de parte del trabajo llevado a cabo

en Yara Iberian en estas áreas durante los últimos años. En el informe "Agricultura

y Fertilizantes" puede encontrarse una versión más completa del material relativo

a los aspectos medioambientales del uso de fertilizantes.

Misión de la industria de fertilizantes: alimentar a la población

La industria de los fertilizantes es a nivel mundial una gran industria en expansión.

Su tarea fundamental es proporcionar a la agricultura nutrientes para plantas, de

forma que las plantas puedan utilizarlos para desarrollarse (tabla 1.3). La Industria

hace esto mediante la fijación del nitrógeno en el aire para la producción de

amoniaco, la explotación de roca fosfatada y su conversión a fosfatos solubles y

potasa mineral.

Los nutrientes de plantas se suministran a la agricultura en varias formas físicas y

composiciones químicas, tabla 1.3, con un volumen total del orden de los 400

millones de toneladas/año.


Los fertilizantes, como contribución a la agricultura, son responsables de más del

40 % de la producción mundial de alimentos. Esta participación aumentará a

medida que aumente la población mundial (fig. 1.7), y se ponga límite a las nuevas

tierras para cultivos.


Retos medioambientales

Los retos medioambientales de la industria de los fertilizantes pueden clasificarse

en dos grupos: los relacionados con la producción de fertilizantes, y los

relacionados con el uso de fertilizantes en la agricultura.

. Producción de Fertilizantes. Plantas y Procesos

Los principales retos para la industria en este campo son los siguientes: •

Emisiones de las fábricas a la atmósfera y al agua.

• Contribución de la producción de fertilizantes al efecto invernadero global y a la

destrucción de la capa de ozono.

• Sostenibilidad de la producción de fertilizantes-confianza en recursos no

renovables.


. Emisiones a la atmósfera y al agua procedentes de las fábricas

En la fig. 1.8 se muestra una representación simplificada de la producción de

fertilizantes, y de cómo se relacionan entre sí las diferentes fases del proceso.

Es esencial para la Industria de los Fertilizantes, al igual que para otras industrias,

operar según los estándares aceptables en lo que respecte a emisiones a la

atmósfera y al agua. Hasta el momento la normativa ha sido nacional pero como

consecuencia de que los diferentes gobiernos son conscientes de que, desde el

punto

La industria de los fertilizantes ha estado trabajando intensamente durante los

últimos 20-30 años para hacer que sus unidades de producción sean razonables y

aceptables desde el punto de vista medioambiental. En países como Noruega, al

sustituir unidades antiguas por otras nuevas, las emisiones a la atmósfera y al

agua se han reducido en más del 90 % por unidad de fertilizante producida.

Un importante reto medioambiental asociado con la producción de fertilizantes que

contienen fosfato está relacionado con su extracción y las impurezas


(particularmente cadmio) en los alimentos (roca fosfatada) y la coproducción de

yeso en la producción de ácido fosfórico.

En la extracción de roca fosfatada, al igual que en cualquier operación minera, se

deben tomar medidas de seguridad satisfactorias para evitar la polución de las

aguas subterráneas. Además en el caso de la explotación a cielo abierto, la

recuperación de la tierra es obligatoria en muchas áreas y, a su debido tiempo,

probablemente esta recuperación será introducida en todos los lugares. Asimismo,

la correcta manipulación del yeso fosforado es esencial para evitar problemas

medioambientales. El yeso en sí mismo no es el problema. Es un mineral que

surge de forma natural, y un constituyente del agua marina. El problema estriba en

el drenaje de las aguas que contienen fosfato a las aguas subterráneas. En

occidente existe un contacto directo con los productores y las autoridades para

desarrollar una eliminación satisfactoria del yeso desde el punto de vista

medioambiental. La experiencia de la eliminación del yeso al mar está

desapareciendo, debido a la eutrofización de las aguas costeras.

Para las rocas ígneas, tales como fosfato de Kola, el nivel de impurezas no es un

problema. Para algunas de las rocas sedimentarias, que representan la mayor

parte de las reservas de fósforo, el contenido de cadmio puede ser muy alto (tabla

1.4). A muy largo plazo, desde la perspectiva de la agricultura económicamente

viable, el uso de estas rocas como fuente de P205 es considerado dañino, puesto

que el cadmio puede acumularse en el suelo, y en última instancia llega a ser un

peligro para la salud del hombre debido a su absorción por las plantas.

La industria de los fertilizantes es plenamente consciente de que debe

proporcionar productos que no contribuyan a la acumulación dañina de metales

pesados en el suelo.


En la actualidad, no existe en la práctica un proceso completo de eliminación del

cadmio. Sin embargo, estamos llegando a soluciones técnicas para este problema.

Lo que está claro es que tales esquemas de eliminación incrementarán

substancialmente el coste del P205. Las autoridades reguladoras Europeas están

contemplando la introducción de límites de cadmio en los fertilizantes.

La contribución de la producción de fertilizantes al efecto invernadero global

y la destrucción de la capa de ozono

Además de limitar las emisiones de nutrientes de las plantas a la atmósfera y al

agua, la industria se enfrentará a cuestiones referentes a su contribución al efecto

invernadero global y a la eliminación de la capa de ozono. La producción de

fertilizantes emite (CO2) (producción de amoniaco) y óxido nitroso (N20)

(producciones de ácido nítrico), ambos son gases "invernadero" (tabla 1.5).

Las emisiones de CO2 en la producción de amoniaco es algo inevitable con la

tecnología actual basada en productos petroquímicos. Sin embargo, el grado de

las emisiones de CO2 es algo que puede verse afectado por la elección de las

materias primas. Afortunadamente el gas natural, que es la materia prima más

común para la producción de amoniaco, es también la materia prima con la

producción más baja de CO2 por tonelada de amoniaco:


Además, el consumo de energía por tonelada de amoniaco se convierte en un

aspecto más importante, puesto que las emisiones de CO2 son directamente

proporcionales al consumo de energía (tabla 1.6).

En el consumo general de combustibles fósiles en el mundo, la producción de

fertilizantes supone alrededor de un 2 %. Sin embargo, debe tenerse en cuenta la

posición exclusiva de los fertilizantes: su habilidad para eliminar CO2 de la

atmósfera al promover el crecimiento biológico, y para mantener carbón orgánico

en el suelo.

Las emisiones de N20 asociadas con la producción de fertilizantes proceden

principalmente de la producción de ácido nítrico. El óxido nitroso es un derivado de

la oxidación del amoniaco, y se encuentra presente en el efluente del proceso.

Hasta hace poco, el N20 se consideraba un gas inerte no dañino, que se

encontraba de forma natural en el aire. En la actualidad se reconoce como un gas

de efecto invernadero, que también reacciona con la capa de ozono en la

estratosfera, donde causa tanto la destrucción de ozono como su formación. El

efecto neto no está muy claro. Aunque se encuentra presente en concentraciones

en el aire muy pequeñas, las propiedades de atrapar el calor del óxido nitroso son

aproximadamente 200 veces mayores que las del CO2, y el tiempo de destrucción

en la atmósfera es de alrededor de 150 años. Por lo tanto, existen razones para

explorar formas y medios de eliminar el N20 del proceso.


. Sostenibilidad de la producción de fertilizantes

Un motivo de queja sobre la industria de los fertilizantes es que está basada en

fuentes no renovables. Es importante sin embargo, presentar al público la visión

de este tema:

• Que la producción del nitrógeno en la actualidad supone solamente el 2 % del

consumo anual de hidrocarburos, y que el amoniaco puede obtenerse de otras

formas.

• A muy largo plazo el nitrógeno puede, a gran escala, conseguirse de forma

biológica para satisfacer la necesidad de alimentos. La comunidad científica utiliza

activamente con este fin las nuevas técnicas biotécnicas.

• Que el P es uno de los elementos más comunes en la superficie de la tierra y

que hay una gran reserva de P.

Sin embargo, es igualmente importante para la sociedad el promover el reciclaje

de los nutrientes de plantas. La cuestión no es, por ejemplo, si el fertilizante es

mejor que el estiércol o el fango de las aguas residuales. Todos los nutrientes

contienen residuos que pueden ser reciclados, siempre que sea posible. A largo

plazo, las tecnologías apropiadas para el reciclaje de residuos de trientes para la

agricultura se desarrollarán y se colocarán en el lugar que les corresponde.

Agricultura, el uso de fertilizantes y el medio ambiente

El debate público sobre el uso de fertilizantes y el medio ambiente en los p ses

occidentales dura ya varios años. Los participantes en este debate pertenec a

todas las clases sociales, y representan puntos de vista diferentes.

Los aspectos principales son:

• Escorrentía de los campos, eutrofización de las aguas interiores y coster • Nitrato

en el agua potable.

• Nitrato y salud.

• Acumulación de metales pesados en el suelo.

• Continuidad de la agricultura basada en la utilización de fertilizantes.


• Emisiones de óxidos nitrosos y emisiones de amoniaco de la agricultura.

En las primeras fases, el debate estuvo dominado por aquellos que sostenían que

los fertilizantes eran productos químicos venenosos que destruían el medio

ambiente y envenenaban los alimentos y por lo tanto deberían prohibirse.

La Comunidad Agrícola (y la Industria de los Fertilizantes) salieron a la defensiva

en este debate. Se encontró poco apoyo en las instituciones académicas y las

estaciones de investigación que están relacionadas con la agricultura. En muchos

aspectos, algunos consideraban a los expertos parte de la agricultura moderna,

por lo tanto no confiaban en ellos.

Hoy en día la discusión es, por lo general, más equilibrada y se discuten 1 temas

relevantes con más conocimiento y menos pasión. A continuación, prese taremos

brevemente nuestra visión sobre algunos de estos temas.

La necesidad de fertilizantes. Eliminación de nutrientes de las plantas con

cosecha. El simple listado de los nutrientes de las plantas que se eliminan con

cosecha pone de manifiesto la necesidad de fertilizantes. La fertilización apropiada

es el mantenimiento de los niveles óptimos de nutrientes en el suelo a largo plazo.

Sostenibilidad. Efectos del uso de fertilizantes a largo plazo (fig. 1.9). H quien

afirma que el suelo se "cansa" y pierde su fertilidad con el paso del tiempo por el

uso de fertilizantes. Los experimentos a largo plazo en el Reino Unido (150 años)

y en Alemania, muestran la continuidad de la fertilidad del suelo c el uso de

fertilizantes.


Desarrollos globales en la cosecha de grano y el origen de los nutrientes (fig.

1.10). La eficacia de la agricultura moderna queda demostrada por el aumento de

las cosechas. Hay muchas razones para que esto suceda, siendo las principales el

aumento de la fertilización y el desarrollo de las plantas. Si el fin de la agricultura

es alimentar a la población en el futuro, este desarrollo debe continuar. La

disponibilidad de agua es una cuestión clave.

La disponibilidad de tierra para la agricultura está disminuyendo. La mayoría de las

reservas están en las regiones de las selvas tropicales, y el estado natural de

éstas debería preservarse por razones ecológicas.

El destino de los fertilizantes (tabla 1.7). Las filtraciones de nitrato por la

agricultura son un tema fundamental para el medio ambiente y la salud, en

particular en lo que respecta al uso de estiércol y fertilizantes. El debate en la

actualidad no se centra en si se deberían tomar medidas para prevenir el deterioro

de los recursos de agua, sino qué medidas son las apropiadas cuando se toman

en cuenta los efectos y los beneficios.

La filtración de nitrato depende de muchos factores aparte del índice de

fertilización, por ejemplo, suelos, cosechas, rotaciones, topografía y modelos

climatológicos. La aplicación de principios de sentido común (que son parte de lo

que a veces denomina "buenas prácticas agrícolas" en los Estados Unidos y

Europa), reduce las filtraciones de nitrato a un mínimo. Algunos de estos principios

se listan a continuación:


Los cultivos como los cereales tienen sistemas radiculares profundos y grandes,

que consumen el nitrógeno soluble del suelo. Los análisis de suelo muestran muy

poca o ninguna presencia de nitrógeno soluble al final de la estación de

crecimiento. Las medidas de lixiviados en la tierra cultivada se muestran en la fig.

1.11 Se debería apreciar que el grado óptimo de cosecha coincide con la cantidad

mínima de nitrato lixiviado por unidad de cosecha producida.

Casi todo el nitrato lixiviado en otoño e invierno procede de la mineralización de

los productos orgánicos en el suelo.

En el estiércol, parte del nitrógeno está en forma soluble, principalmente en urea y

amonio. Actuará de la misma forma que el nitrógeno fertilizante. Sólo puede

disponerse de nitrógeno orgánico después de una mineralización gradual. Esto se

extenderá a lo largo de muchas estaciones de cultivo. La aplicación de nitrógeno

como estiércol debe, por lo tanto, ser mayor que la de nitrógeno fertilizante de

forma que se obtengan las mismas cosechas, fig. 1.12. Parte del nitrógeno


orgánico residual se mineralizará en otoño y correrá el riesgo de ser lixiviado

durante el invierno.

La principal causa de la pérdida de fosfato es la erosión. La filtración de fosfatos

inorgánicos es insignificante. La migración de fosfatos por debajo del perfil del

suelo se muestra en la fig. 1.13. Apenas pudo apreciarse enriquecimiento bajo la

capa de arado. Si se evita la erosión y se siguen las "buenas prácticas agrícolas",

los fosfatos inorgánicos no representan un problema medioambiental.


Nitrato en el agua potable/Nitrato y salud

Existe una gran preocupación por el contenido de nitrato en el agua potable. Se

cree que la ingestión de nitratos causa "bebés azules" y cáncer. Sólo pretendemos

apuntar que la metahemoglobinemia (bebés azules) ha desaparecido casi por

completo en Europa Occidental y en los Estados Unidos y que, en 1985, la OMS

concluyó: "No hay evidencia de la relación entre el cáncer gástrico y el consumo

de agua potable que contenga niveles de nitrato hasta un máximo de 10 mg N/l

(45 mg NO3/1). No se ha encontrado tampoco una evidencia epidemiológica clara

que relacione el cáncer gástrico y el agua potable con niveles más altos de nitrato,

pero no se puede desechar una relación debido a lo inapropiado de los datos

disponibles. El cáncer gástrico está reduciéndose en la mayoría de los países y el

riesgo debido al nitrato, si es que lo hubiera, aparecería restringido a individuos

con condiciones asociadas con una baja acidez gástrica, más que a la población

en general. Hay muy pocos estudios que hayan considerado que los cánceres

humanos que no sean los gástricos tengan relación con los nitratos, y ninguno de

estos estudios da evidencia convincente de que la ingestión de nitrato influencie la

incidencia de cáncer de otro tipo".

El nitrato se encuentra presente en la comida y en la bebida. Como fuente

principal de nitrato tenemos a las verduras. Por término medio, en el mundo

occidental, un adulto tiene una ingestión de nitrato de unos 70 mg de nitrato/día a

través de verduras; los vegetarianos toman aproximadamente tres veces más.

Además, el cuerpo humano produce alrededor de 30-60 mg/día de nitrato como

parte del metabolismo normal.

Es esencial mantener el agua que consumimos tan pura como sea posible, pero

deberíamos recordar que el nitrato no es extraño al hombre. El límite actual de 50

mg/1 de nitrato en el agua potable (OMS y CEE) debería representar un

considerable margen de seguridad.

El consumo de energía en la producción de fertilizantes, la agricultura y el sector

de alimentación (tablas 1.8 y 1.9). Una de las objeciones contra los fertilizantes es

el alto consumo de energía en su producción. Como se puede apreciar en estas

figuras, la utilización de energía en la producción de fertilizantes supone alrededor

del 10-20 % de la energía utilizada en el sector de alimentación.


Oxidos nitrosos y emisiones de amoniaco de la agricultura. El óxido nitroso en la

atmósfera procede principalmente de procesos microbianos en el suelo. El

cómputo anual era de unos 10 millones de toneladas de N, que en este siglo ha

aumentado en unos 5 millones de toneladas/año. La contribución esperada de

este aumento al calentamiento global es del orden de un 5-10 %.

No se conocen las fuentes del óxido nitroso extra. La utilización de fertilizantes

aumenta las emisiones en el suelo; pero la mayoría de las mediciones realizadas

encuentran menos de 1 % del N aplicado perdido como N20. Una pérdida del 1 %

implica una contribución del 15 % aproximadamente a las emisiones

antropogénicas globales.

Se sabe que las emisiones de óxido nitroso del suelo dependen de la forma en

que se trabaje, por ejemplo: cultivo, administración del agua, abono con cal y

utilización de residuos de la cosecha y estiércol. Los conocimientos actuales son


demasiado incompletos como para permitir la formulación de directrices para la

práctica correcta.

El amoniaco en bajas concentraciones (340 ppbv) es un constituyente natural del

aire; las plantas toman y emiten amoniaco. Antes se pensaba que ésta era la

fuente principal del nitrógeno de las plantas, ahora se sabe que es una fuente

mínima. Pero la volatilización del amoniaco y su deposición son una parte

importante del ciclo del nitrógeno. Las emisiones están aumentando,

especialmente en las regiones que se especializan en la ganadería. Más del 80 %

del amoniaco en el aire en Europa procede de los animales y del estiércol animal.

La emisión directa e indirecta de amoníaco por la aplicación de fertilizantes es una

fuente menor del amoniaco atmosférico en Europa. La parte que procede de los

fertilizantes puede ser mayor en otras partes del mundo, donde la urea es el tipo

de fertilizante dominante. La urea es el fertilizante más propenso a la pérdida de

amoniaco.

Fertilización racional de los cultivos.

La agricultura intensiva e incluso, en algunos casos, la extensiva se está

polarizando hacia condiciones de cultivo cada vez más controladas, con el fin de

aumentar los rendimientos. Se utilizan nuevos sustratos con propiedades

hidrofísicas óptimas, fertilizantes de liberación lenta o semicontrolada y nuevas

tecnologías para la aplicación de fertilizantes que permiten sincronizar las

exportaciones diarias del cultivo con los aportes de nutrientes. En esta situación, el

sistema denominado fertirrigación ha experimentado un desarrollo exponencial

paralelo a los sistemas de riego localizado, aunque lamentablemente las

normativas de la aplicación de fertilizantes por dicho sistema van notablemente

más retrasadas que las alternativas de riego. Paradójicamente en muchos casos

se están aplicando los fertilizantes con las ideas tradicionales y con los sistemas

de riego más avanzados.

Por otra parte, es necesario utilizar al máximo posible los recursos naturales

como: fijación biológica del Nitrógeno, aprovechamiento de residuos de cosechas,

etc., y complementar las necesidades de nutrientes de los cultivos con una

aplicación adecuada de fertilizantes. Esta aplicación se debe realizar en base a un

correcto diagnóstico de suelos, plantas y aguas de riego y, por otra parte, se

deben utilizar las nuevas tecnologías que permiten un fraccionamiento de los


fertilizantes. Estas nuevas tecnologías presentan su máxima eficacia cuando se

sustituye el suelo por sustratos alternativos. Estos sustratos se fabrican con unas

propiedades físicas óptimas que permiten un buen control de nutrición con

disoluciones fertilizantes adaptadas a las necesidades de cada cultivo. Este

sistema de cultivo con sustratos puede evitar la contaminación de los suelos si se

logra la recirculación de las disoluciones fertilizantes.

Además, los nuevos productos como los fertilizantes de liberación lenta, tanto

orgánicos como minerales, y las disoluciones concentradas fertilizantes para hacer

un abonado "a la carta", pueden facilitar una fertilización racional que evite

excesos, desequilibrios y contaminaciones.

En primer lugar, hay que considerar los conceptos básicos de la fertilidad y de la

química del suelo para poder razonar una fertilización. El papel de los coloides del

suelo, las características de la disolución del suelo, los conceptos de pH y

potencial redox y la dinámica de nutrientes se deben utilizar en cada caso para dar

una buena recomendación de abonado al agricultor. El diagnóstico de suelos,

aguas de riego y plantas lleva consigo una serie de determinaciones analíticas que

permiten recomendar enmiendas y abonados de fondo para mejorar los índices de

fertilidad, y los abonados de cobertera para un cultivo determinado, según sus

necesidades específicas, y en relación a un sustrato y unas condiciones climáticas

definidas.


En el esquema de la fig. 1.14 se indica el método a seguir para realizar una

fertilización racional de los cultivos. Destaca la nueva tecnología para el abonado

de cobertera denominada fertirrigación.

En primer lugar debe realizarse la toma de muestras según las correspondientes

normativas oficiales puesto que en este paso se cometen los errores más altos en

todo el proceso para la recomendación de abonado.

El análisis de suelo debe interpretarse en función de su interacción con el análisis

de agua de riego y planta, según se explica en el capítulo 5 de la presente obra.

Según el diagnóstico resultante del suelo, agua y planta, estamos en condiciones

de seleccionar los cultivos más adecuados en base a su tolerancia a diferentes

características del sustrato o suelo y a los diferentes parámetros nutritivos

considerados.

Antes de iniciar la fertilización de fondo hay que mejorar algunas características

del suelo para lograr la máxima eficacia del abonado, como, por ejemplo,

corrección del pH, eliminación de salinidad y sodio, mejora de la estructura y

textura del suelo, etc.

La fertilización de fondo se realizará para la corrección de los índices de fertilidad

y creación de reservas en el suelo, a ser posible en dosis bajas de unidades

fertilizantes y fundamentalmente de P y K.

La utilización de fertilizantes de liberación lenta u organominerales en cantidades

relativamente bajas nos puede solucionar la fertilización de fondo evitando

excesos y contaminaciones. Con todo lo anteriormente expuesto, se procederá a

realizar las denominadas enmiendas previas a la fertilización.

Para realizar una fertilización racional es imprescindible ajustar la fertilización de

cobertera a las necesidades de los cultivos. Por el método tradicional es necesario

seleccionar adecuadamente los fertilizantes, dosificarles según las exportaciones

reales del cultivo conociendo los rendimientos medios de varios años y los

contenidos de nutrientes en el fruto y elegir bien las épocas de aplicación en cada

caso.

Es indudable que para considerar todo lo que hemos comentado en el presente

capítulo respecto al medio ambiente y al código de buenas prácticas agrícolas es

mucho más lógico realizar el abonado de cobertera por el sistema de fertirrigación

siempre que las condiciones del cultivo lo permitan.


La posibilidad de fraccionar la fertilización de cobertera en todos y cada uno de los

días del ciclo de cultivo y adaptar la dosis diarias a las condiciones ambientales,

momentos fenológicos, etc., nos permitirá acercarnos a un sincronismo entre las

aplicaciones de fertilizantes y las exportaciones de las plantas.

En resumen, el sistema de fertirrigación es la solución óptima para completar una

fertilización racional, incluso aprovechando simultáneamente los recursos

naturales dentro de la denominada agricultura sostenible.

En los capítulos que siguen se exponen numerosos datos que intentan explicar la

compleja casuística de la fertirrigación en base a la experiencia de más de 30

años de diversos profesionales especialistas en los diferentes capítulos en que se

ha dividido la obra que presentamos. Se comienza por los conceptos básicos, y se

continúa con los materiales fertilizantes, disoluciones fertilizantes, diagnóstico,

programación del riego y sustratos. En los apéndices de la obra se citan los datos

experimentales originales obtenidos por los autores en once cultivos hortícolas,

frutales y ornamentales con una amplia casuística de sustratos, aguas de riego y

condiciones ambientales.

Por último se presenta información sobre disoluciones fertilizantes para la

fertirrigación de un considerable número de cultivos.


Bibliografía

Bockman, O. C.; Kaarstad, O.; Lie, O. H. y Richards, 1. (1990). Agriculture and

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2004. www.fao.org.

Goss, M. J. (1990). "The effects of soil and crop management on the leaching of

nitrates". En ed. R. Calvet. Nitrates, Agriculture, Eau. INRA, París.


FERTIRRIGACIÓN. ASPECTOS BÁSICOS

Situación actual del sistema de fertirrigación

El riego localizado presenta numerosas ventajas respecto al sistema de riego

tradicional en relación a la utilización de aguas salinas y al ahorro de agua. Sin

embargo, en los últimos años se ha demostrado que las mayores posibilidades de

este sistema de riego se centran en su utilización como vehículo de una

dosificación racional de fertilizantes. Es decir, que ofrece la posibilidad de realizar

una fertilización día a día, en función del proceso fotosintético y exactamente a la

medida de un cultivo, un sustrato y un agua de riego determinados y para unas

condiciones ambientales definidas.

Por otra parte, la dosificación de fertilizantes distribuida durante todos los días del

ciclo de cultivo permite hacer frente a los posibles problemas de contaminación

que pueden originarse por un exceso transitorio de fertilizantes en el suelo o

sustrato.

El sistema de fertirrigación es, hoy por hoy, el método más racional para realizar

una fertilización optimizada y respetando el medio ambiente dentro de la

denominada Agricultura Sostenible. Actualmente, en España la fertirrigación no

sólo se está aplicando a los cultivos de invernadero (más de 50.000 ha) sino

también a cultivos extensivos como: olivar, algodón, viña, cte., e incluso está muy

avanzada su aplicación en cultivos ornamentales. Por otra parte, se está utilizando

en Comarcas Agrícolas del norte de España donde la cantidad y la calidad del

agua de riego no son problemas importantes y en las que el riego localizado se

aplica fundamentalmente como vehículo para dosificar de forma racional los

fertilizantes. Se estima una superficie total fertirrigada de más de 1 millón de ha

(año 2005). Una estimación de la distribución global de dicha superficie de

fertirriego corresponde a: 350.000 ha para el olivo, 150.000 ha para la vid, 175.000

ha para cultivos hortícolas y ornamentales, 200.000 ha para cítricos y 125.000 ha

para otros frutales (figura 2.1).

El impacto del sistema de fertirrigación en nuestras relaciones agrarias con la

Unión Europea se puede deducir considerando algunas cifras ilustrativas de

Comarcas Agrícolas cuyas producciones se venden aprovechando un ventajoso

desfase de mercados. Por ejemplo, en la Comarca Agrícola de Almería, con más

de 35.000 ha de cultivos hortícolas protegidos se utiliza el riego localizado y el

sistema de fertirrigación en la práctica totalidad de dicha superficie. Sus


exportaciones de pimiento, tomate, sandía, melón, pepinos y judías son la base de

su economía.

En la Comarca Agrícola de. Huelva donde se exporta: fresón, cítricos, nectarinas,

etc., se utiliza el sistema de fertirrigación para dosificar los fertilizantes de forma

sistemática.

En las Comunidades Valenciana y Murciana está muy desarrollado el sistema de

fertirrigación para el cultivo de cítricos y diversos cultivos hortícolas con un gran

impacto en los mercados de la UE.

Podríamos citar otros ejemplos de Comarcas Agrícolas exportadoras a la UE

como: Canarias y Cataluña en las que el sistema de fertirrigación va in crescendo

de forma exponencial en los últimos años. El reto para el futuro reside en la mejora

de las metodologías de fertirrigación para los cultivos en los que se aplica

actualmente, prodigando la investigación I+D y divulgando los resultados

obtenidos por los especialistas en el tema considerado. El objetivo de la presente

obra es precisamente el de dar a conocer los resultados obtenidos en nuestros

propios trabajos desarrollados en treinta años de experiencia profesional.

Por fin, son dignos de mención los cultivos en sustratos con el sistema de

fertirrigación, dado el enorme desarrollo de un considerable número de materiales

utilizados como sustrato de cultivo que actualmente se manejan y que requieren

metodologías distintas al suelo. Pero los datos más destacados en los últimos

años corresponden a los cultivos de vid y olivo, en los que se ha alcanzado una

superficie de fertirriego de 150.000 y 350.000 ha respectivamente. Esto ha

originado una notable demanda de información por los agricultores.


Ventajas e inconvenientes

Entre las ventajas del sistema de fertirrigación podemos citar: - Dosificación

racional de fertilizantes.

- Ahorro considerable de agua.

Utilización de aguas de riego de baja calidad.

- Nutrición optimizada del cultivo y por lo tanto aumento de rendimientos y calidad

de los frutos.

- Control de la contaminación.

Mayor eficacia y rentabilidad de los fertilizantes.

- Alternativas en la utilización de diversos tipos de fertilizantes: simples, complejos

cristalinos y disoluciones concentradas.

- Fabricación "a la carta" de fertilizantes concentrados adaptados a un cultivo,

suelo o sustrato, agua de riego y condiciones climáticas durante todos y cada uno

de los días del ciclo de cultivo.

- Automatización de la fertilización.

Entre los posibles inconvenientes del sistema de fertirrigación podemos citar: -

Coste inicial de infraestructura.

- Obturación de goteros.

Manejo por personal especializado.

Las grandes ventajas que aporta el sistema de fertirrigación compensan

sobradamente los inconvenientes citados que, por otra parte, pueden tener una

solución relativamente simple. El coste inicial se puede amortizar en poco tiempo y

la obturación de goteros se puede evitar si se sigue una tecnología de

fertirrigación adecuada según se indica en diversos capítulos de la presente obra.

El problema de formación del personal se puede resolver mediante cursos de

formación y obras de divulgación escritas por los especialistas que puedan

informar de sus propias experiencias.


Hidroponía y fertirrigación

La idea básica para el estudio de la fertirrigación en diferentes sustratos parte de

la hidroponía según el esquema de la figura 2.2. Para conseguir que la planta

tome los nutrientes de forma óptima es necesario que éstos se encuentren en

concentraciones y relaciones adecuadas en la disolución fertilizante. De esta

forma se evitan fenómenos negativos como efectos osmóticos y antagonismos

que perturban la absorción de nutrientes por la planta. Estos son los fundamentos

de la hidroponía que además permite desarrollar un cultivo sin los factores limitan-

tes de un suelo o un sustrato. En la figura 2.3 se expone el esquema del sistema

hidropónico que hemos empleado en los estudios correspondientes para la

optimización de las disoluciones fertilizantes.

La disolución obtenida por el sistema hidropónico, denominada disolución ideal, se

puede aplicar sobre un material poroso e inerte o, según las circunstancias, sobre

un material poroso y activo que interacciona con los nutrientes de la disolución

fertilizante.

En este caso es necesario hacer un seguimiento de estas interacciones para que,

como consecuencia de ellas, se llegue a una disolución ideal obtenida por

hidroponía. El seguimiento se puede hacer controlando el sustrato, la disolución

que éste contiene y la propia planta. La disolución fertilizante así obtenida se


adaptará, por fin, a las condiciones climáticas de cada Comarca Agrícola y a los

momentos fenológicos de cada cultivo. De esta forma se deducirán las diferentes

composiciones de la disolución fertilizante a lo largo del cultivo, diluciones a

realizar en base a la evapotranspiración y lavados correspondientes para evitar

acumulaciones salinas.

Con el sistema de trabajo descrito globalmente podremos optimizar la disolución

fertilizante en cada momento del cultivo y aprovechar al máximo las ventajas del

sistema de fertirrigación antes descritas. Desgraciadamente las ideas expuestas

no se consideran en muchos casos y, utilizando el riego localizado, se siguen

aplicando los fertilizantes en base a una dosificación en kg/ha y considerando

exclusivamente, en el mejor de los casos, la EC y pH de las disoluciones

fertilizantes, parámetros que son insuficientes para conocer la composición de las

disoluciones expresada en concentraciones de nutrientes y relaciones entre ellos

.

Para los cultivos leñosos como olivo y vid las disoluciones fertilizantes ideales de

partida se deducen de las exportaciones de nutrientes y volúmenes de riego de la

bibliografía.


Esquema del proceso de fertirrigación

Para centrar el tema de la problemática de fertirrigación es necesario describir

previamente el proceso completo.

En primer lugar, hay que preparar adecuadamente el sustrato del que debe

nutrirse la planta para que la aplicación de fertilizantes en el riego tenga la máxima

eficacia, incluso con encalados para corregir el pH.

Por otra parte, desde que se fabrica una disolución madre concentrada en un

cabezal de riego hasta que la planta toma los nutrientes de la disolución del

sustrato, resultado de la interacción entre la disolución fertilizante que llega a los

goteros y dicho sustrato, transcurren una serie de etapas en el proceso de

fertirrigación que pueden provocar un gran número de problemas.

El esquema del proceso se indica en la figura 2.4.

El cabezal de riego consta de diferentes módulos, distribuidos según una

secuencia lógica de mezcla de fertilizantes y agua de riego. En primer lugar están

los tanques de fertilizantes y de lavado, de los que se extraen, mediante un

inyector, las disoluciones concentradas de fertilizantes y la de ácido nítrico diluido

para operaciones de lavado. En cada caso hay que establecer un programa de

tiempos y diluciones con el agua de riego. Normalmente las diluciones con el agua

de riego se realizan entre las proporciones de 11100 a 1/1.000, controlando al

menos el pH y EC adecuados. Así se obtiene la disolución fertilizante que después

de filtrada llega a la red de goteros. Esta disolución reacciona con el sustrato y da

lugar a la definitiva disolución nutriente de la que realmente se alimenta la planta.

Destaca la utilización de tres disoluciones concentradas de fertilizantes. La A

contiene los macronutrientes, excepto el Ca, en medio ácido y la B las sales de Ca

exclusivamente para evitar problemas de precipitación. En el depósito C se suelen

incluir los micronutrientes. En otro depósito se almacena el ácido nítrico cuya

misión es, fundamentalmente, la de desobturar goteros cuando sea necesario. La

posibilidad de mezclar en el depósito B las sales de Ca y los micronutrientes no es

recomendable por la competencia de los nutrientes por los quelantes. En cualquier

caso, la utilización de un depósito para los micronutrientes es más seguro para la

estabilidad de los correspondientes quelatos.


Temas básicos de la fertirrigación

En base a nuestra experiencia desarrollada en diversas Comarcas Agrícolas

podemos describir los diferentes temas que hay que afrontar como problemática

para poder aplicar con conocimiento de causa el sistema de fertirrigación. Se

expondrán según una clasificación convencional de fertirrigación propiamente

dicha, riegos y lavados, diagnóstico y problemas específicos.

Fertirrigación propiamente dicha

Los temas de trabajo fundamentales pueden resumirse de la forma siguiente:

- Calidad de las aguas de riego. Salinidad, salinidad específica, aporte de

nutrientes.

- Concentraciones y relaciones óptimas de nutrientes en las disoluciones

fertilizantes. Cálculos y preparación de disoluciones.

- Elección de los fertilizantes más adecuados. Nuevos fertilizantes. Fertilizantes

simples y complejos solubles y líquidos concentrados.


- Estabilidad y compatibilidad de fertilizantes en las disoluciones concentradas de

los cabezales de riego.

- Interacciones entre las sales del agua de riego y las disoluciones fertilizantes.

Efectos antagónicos y sinérgicos.

- Interacciones de las disoluciones fertilizantes (incluida la salinidad del agua) y las

diferentes alternativas de sustratos (sustratos y suelos).

- Fórmulas de fertilizantes más adecuadas para cada cultivo y sustrato. "Abonado

a la carta".

- Exportaciones durante el cultivo para definir las variaciones de las disoluciones

fertilizantes, según el momento fenológico.

- Concentración de la disolución fertilizante en función de la evapotranspiración.

Aplicación en el riego localizado, junto a los fertilizantes, de sustancias húmicas,

aminoácidos, reguladores de crecimiento y plaguicidas sistémicos.

Frecuencia e intensidad de riegos y lavados Los temas fundamentales son:

Volumen y frecuencia de riegos. Cálculo de la evapotranspiración y utilización del

tensiómetro.

Volumen y frecuencia de lavados con agua o disolución fertilizante según el tipo

de sustrato y tolerancia del cultivo a la salinidad. Control de drenajes para

sustratos inertes y del extracto de saturación para sustratos activos o suelos.

Lavados ácidos para evitar obturación de goteros.

Diagnóstico de nutrición

El diagnóstico se realizará en función de tres apartados fundamentales:

- Normas para realizar el seguimiento del sustrato y del cultivo con el fin de

deducir correcciones en la disolución fertilizante que optimicen la nutrición.

Niveles de referencia de nutrientes para cada sustrato, cultivo y condiciones

climáticas. Indices de reserva.

Estudio estadístico del análisis de planta según el sistema DRIS.


Problemas específicos

Comprenden una casuística muy amplia. Según nuestra experiencia, podríamos

citar los siguientes:

Dosificación de abonos orgánicos y organominerales. Control de contaminantes,

abonado de fondo combinado con la fertirrigación.

Dosificación de fertilizantes de liberación lenta (abonado de fondo). - Incidencia de

la salinidad en la absorción de nutrientes por la planta.

- Antagonismos del Cl con N y P. Antagonismo del Mg con el Ca (podredumbre

apical en suelos calizos).

- Distribución de concentraciones de nutrientes en el bulbo de humedad en cada

gotero.

Alternativas de la nutrición nitrogenada en la fertirrigación.

Problemas de fijación del P y fraccionamiento en fondo y cobertera del fertilizante

fosfórico.

Relaciones catiónicas óptimas K/Ca, K/Mg y Ca/Mg correspondientes a cada

disolución fertilizante de cada cultivo y sustrato.

Deficiencia de micronutrientes. Fundamentalmente Fe, Mn y B. Estabilidad y

eficacia de quelatos para cada suelo o sustrato. Frecuencia de la aplicación de

micronutrientes.

- Movilización de micronutrientes en el sustrato por las sustancias húmicas. -

Distribución de raíces en el sustrato.

- Eliminación de algas en los depósitos de disoluciones fertilizantes.

- Estudio de problemáticas específicas para diferentes sustratos: turba, lana de

roca, arena, perlita, fibra de coco, enarenado y suelo.

- Puesta a punto de ensayos de laboratorio, invernadero de investigación e

invernadero comercial con el fin de normalizar en cada caso el proceso de

fertirrigación.

2.6. Correcciones de los sustratos y abonado de fondo


A pesar de que, en principio, la fertirrigación puede ser suficiente para realizar una

fertilización correcta, es conveniente hacer un abonado de fondo para prever

períodos de lluvias que no permitan fertirrigar o para establecer una reserva de

seguridad que permita paliar errores o carencias en la fertirrigación.

Correcciones de los sustratos y abonado de fondo

A pesar de que, en principio, la fertirrigación puede ser suficiente para realizar una

fertilización correcta, es conveniente hacer un abonado de fondo para prever

períodos de lluvias que no permitan fertirrigar o para establecer una reserva de

seguridad que permita paliar errores o carencias en la fertirrigación.

En la figura 2.5 se indica cómo deben combinarse el abonado de fondo y la

fertirrigación.

La línea gris nos indica el comportamiento de un abonado de fondo tradicional que

incorpora al suelo cantidades de nutrientes elevadas al comienzo del cultivo,

cuando menos los necesita la planta, con la consiguiente contaminación del

medio. Sin embargo, los nutrientes se agotan bastante antes del final del cultivo.


La línea negra representa el comportamiento de un fertilizante de liberación lenta,

que aporta bajo nivel de nutrientes cuando la planta exporta menos y presenta un

efecto residual muy importante para cumplir con los cometidos antes señalados.

La fertirrigación está representada por la línea azul que va complementando los

aportes del fertilizante de liberación lenta según el ritmo de exportaciones del

cultivo.

Una vez que los análisis correspondientes de suelo, sustrato y agua de riego nos

han permitido diagnosticar, según se indica en el capítulo 5, estamos en

condiciones de realizar las enmiendas antes señaladas en el capítulo 1 y un

abonado de fondo que nos permita corregir los índices de fertilidad hasta niveles

normales según la referencia de la bibliografía correspondiente. Por otra parte, en

función del cultivo seleccionado, se harán algunas correcciones de dichos niveles

de referencia en base a sus necesidades específicas.

Para suelos arenosos y para sustratos a base de turba o de arena el abonado de

fondo puede resolverse con los denominados fertilizantes de liberación lenta.

La idea se centra en aplicar un fertilizante que sirva de fuente de nutrientes en las

primeras semanas (normalmente de cuatro a ocho semanas) para cubrir las

necesidades de la planta en los primeros estadios de su desarrollo y, a

continuación, cuando el seguimiento del sustrato lo aconseje, iniciar la aplicación

de fertilizantes en un proceso de fertirrigación que se ajuste al perfil de las

necesidades del cultivo.

Las dosis de fertilizantes de liberación lenta que normalmente se emplean son del

orden de los 400 a 600 kg/ha. Estas dosis suelen ser suficientes para producir un

efecto residual de 4 a 12 meses que pueden compensar o paliar las anomalías

que se suelen producir en la fertirrigación por problemas de abastecimiento o

dosificación insuficiente.

También es recomendable realizar el abonado de fondo, combinado con un

sistema de fertirrigación en cobertera, con un producto organomineral, con niveles

mayores de un 12 % de N+P+K, en dosis de unos 3.000 kg/ha de abono con baja

humedad y que tenga la mayor parte del N como nitrógeno orgánico lábil. Es el

caso de combinaciones de estiércoles de gallina, cerdo y vaca convenientemente

fermentados, desecados, enriquecidos y peletizados que contienen

aproximadamente un 10 % de humedad.


Si la materia orgánica del suelo es del orden de 1 a 1,5 % y la textura es fuerte,

siempre que el drenaje y la aireación del suelo sean aceptables, no es necesario

complementar la dosis de organomineral antes indicada con más abono orgánico

que eleve la materia orgánica del suelo, pues la disolución fertilizante puede estar

suficientemente retenida en el suelo. En estos casos se suele comenzar a

fertirrigar a los dos meses del trasplante aproximadamente para cultivos

herbáceos.

Si la materia orgánica es menor de 1,5 % pueden aplicarse unos 20.000 a 30.000

kg de turba por ha, cada dos o tres años, al suelo según su textura. También

pueden aplicarse otros abonos orgánicos siempre que cumplan los siguientes

requisitos:

- Productos bien definidos en sus características nutricionales y parámetros

físicos.

- Materiales bien compostados con ausencia de malas hierbas y patógenos.}

Interacción entre la disolución fertilizante y el agua de riego

La composición del agua de riego incide en la disolución fertilizante tanto por los

nutrientes que contiene como por su salinidad y por el nivel de bicarbonatos que

en su mayor parte conviene destruir para ajustar el pH.

En la tabla 4.4 del capítulo 4 se expone un ejemplo de cómo hay que fabricar la

disolución fertilizante considerando la composición del agua de riego. A los

aportes previstos hay que añadir los elementos que contiene el agua en niveles

excesivos como Cl, Na, Mg, etc., y considerar los equilibrios K/Ca, NO37CY,

Ca/Mg y Ca/Salinidad, para adecuar los niveles de NH4, NO3, H2PO4, K, Mg2 y

Ca +2 a partir de los de referencia para el cultivo considerado.

Interacción entre la disolución fertilizante y el suelo o sustratos alternativos

En la fig. 2.6 se expone el esquema que explica la intervención del suelo o

sustrato en la composición de la disolución que realmente nutre a la planta y el

sistema de seguimiento que permite realizar las correcciones correspondientes.

Los fertilizantes y el ácido añadidos al agua de riego constituyen la disolución

fertilizante. Esta, al llegar al sustrato, a través de los goteros, reacciona con los

componentes de dicho sustrato y constituye la que podríamos llamar disolución


nutriente. El control analítico del extracto de saturación y de los elementos de

reserva del sustrato junto con la respuesta de la planta al medio nutritivo, nos

permite estudiar la interacción entre el sustrato y la disolución fertilizante fabricada

a partir del agua de riego correspondiente y la disolución ideal propia del cultivo.

El seguimiento descrito nos informa sobre los cambios que hay que realizar en la

disolución fertilizante para que al reaccionar con los componentes del sustrato

resulte una disolución nutriente lo más aproximada a la disolución ideal.

Cuando exista salinidad en el sustrato la determinación de la conductividad en los

drenajes nos permitirá fijar diariamente el porcentaje de drenaje para el control de

dicha salinidad.

En muchos casos el análisis del extracto de saturación nos permite definir un

régimen de lavados del suelo o sustrato para controlar junto con los drenajes la

acumulación salina, como por ejemplo, en el caso de los enarenados de la

Comarca Agrícola de Almería, donde la salinidad del agua de riego suele ser muy

elevada. En suelos y sustratos activos, además de los niveles de P y K en el

extracto de saturación, hay que conocer las reservas de ambos nutrientes que

corresponden fundamentalmente al P y K de cambio.

Las determinaciones que se realizan en cada material de referencia se indican en

el apartado 2.9.


Análisis de los materiales de referencia e información que proporciona cada

uno de ellos. Seguimiento de la fertirrigación

En las tablas 2.1 a 2.3 se indican las determinaciones que pueden realizarse en

aguas de riego, disoluciones fertilizantes, suelos, sustratos alternativos y plantas.

Se incluyen los objetivos que se persiguen con dichas determinaciones.

Conociendo las características de las aguas de riego se puede adecuar su pH

neutralizando bicarbonatos, dosificar los fertilizantes de acuerdo con sus

contenidos y considerar los elementos en exceso para paliar su efecto negativo

modificando adecuadamente los niveles de algunos nutrientes. Por otra parte,

puede preverse la incidencia de su composición en la permeabilidad del suelo en

función de parámetros como su textura y capacidad de fijación de sodio.

El análisis de la disolución fertilizante debe realizarse en las muestras recogidas

en los goteros para comprobar que todos los procesos de disolución, dilución y

adecuación de pH y EC se han hecho correctamente.

El análisis de suelo o sustratos nos permite realizar las enmiendas previas para

hacer más eficaz la fertirrigación, determinar el abonado de fondo que normalice

los índices de fertilidad del suelo, seleccionar sustratos alternativos al suelo y

conocer los niveles de reserva, fundamentalmente de P y K.

El extracto de saturación del sustrato o del suelo nos informa sobre la

disponibilidad real de nutrientes para la planta junto a los niveles de reserva de P y

K determinados en dicho suelo o sustrato. De los datos correspondientes

podremos deducir las correcciones a efectuar en la disolución fertilizante. Por otra

parte, las sales disueltas en el extracto de saturación nos permitirán recomendar


un régimen de lavados en cuanto a su frecuencia y cuantía. Es recomendable

realizar el extracto de saturación en el laboratorio saturando el suelo o sustrato

con la propia disolución fertilizante, puesto que ésta, en la práctica, se aplica todos

los días y la interacción se debería estudiar después de regar con la disolución y

no con el agua de riego. Al menos los resultados estarán más próximos a la

realidad.


La determinación de la EC en la disolución de drenaje en sustratos y sobre todo

cuando hay condiciones salinas, nos permite controlar la salinidad cambiando los

porcentajes de disolución fertilizante recogida en dichos drenajes. Este sistema se

lleva a cabo fundamentalmente en sustratos inertes como perlita, arena, lana de

roca, etc.

El análisis foliar (tabla 2.3) informa sobre la respuesta de la planta a la nutrición y

confirma las correcciones necesarias para optimizar el proceso de fertirrigación.

Sirve, asimismo, como índice de referencia comparativo de nutrición.

El análisis de savia nos permite conocer el ritmo de nutrición mediante la

respuesta rápida de la planta a los nutrientes contenidos en el sustrato saturado

con la disolución fertilizante. La evaluación rápida de la respuesta de la planta

permite efectuar correcciones y optimizar la nutrición durante el ciclo de cultivo.

Por otra parte, se deben considerar para cultivos leñosos, los índices de reserva

representados por el N de aminoácidos y proteínas, K y la concentración de

azúcares en la savia correspondiente al jugo extraído de tejidos conductores.


Bibliografia

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Cadahía, C. (2004). Curso de Especialización en Fertilizantes y Medio Ambiente.

Universidad Autónoma de Madrid. Departamento de Química Agrícola.


Fertilizantes utilizados en fertirrigación

Características generales de los fertilizantes utilizados en fertirrigación

1. En primer lugar, la característica lógica y esencial de los fertilizantes usados en

fertirrigación es que sean solubles en agua, con el fin de obtener en disolución los

elementos contenidos por los mismos. Por lo tanto, los fertilizantes sólidos para

fertirrigación deben llevar especificado en sus etiquetas las denominaciones

"cristalino soluble" o "soluble para fertirrigación". Su solubilidad en agua evitará

obturaciones a lo largo de las tuberías y goteros. Por ello, quedan descartados

aquellos fertilizantes que contengan aditivos para mejorar su conservación o para

hacer más lenta su liberación. Hay que tener en cuenta la compatibilidad con otros

fertilizantes y con el propio agua de riego. En las tablas 3.2, 3.3 y 3.4, se

proporcionan datos sobre la solubilidad y compatibilidad de algunos de los

fertilizantes más utilizados. Al considerar las tablas citadas, hay una serie de

factores que se deben tener en cuenta:

a) La tabla proporciona valores para disoluciones saturadas a una temperatura de

20 °C. Aunque esta solubilidad será considerablemente mayor en medio ácido,

propiedad que se aprovecha para fabricar disoluciones muy concentradas.

b) Al aumentar la concentración de iones iguales a los del producto en cuestión,

disminuye la solubilidad (efecto del ión común).

c) Las incompatibilidades indicadas en la tabla 3.3 nos indican la necesidad de

fabricar dos disoluciones concentradas de macronutrientes en el cabezal de riego,

en una las sales de calcio y en otra el resto de los productos fertilizantes.

2. Se debe tener en cuenta que los fertilizantes son sales que elevan la

concentración salina inicial del agua de riego (modificando su conductividad

eléctrica CE), por lo que no se deben utilizar cantidades excesivas que superen

los valores críticos de salinidad de cada cultivo.

3. Los fertilizantes, al mezclarse con el agua de riego, modifican el pH de la

disolución resultante, con las consecuencias que ello representa. Así, si el

fertilizante aumenta el pH habrá riesgos de precipitaciones de Ca pues en este

caso el catión tiene menor solubilidad. Si el fertilizante disuelto baja el pH se

evitarán obstrucciones de los goteros y servirá para limpiar la instalación. No

obstante debe comprobarse que esta acidez va a permitir que en la disolución de


goteros (disolución concentrada del cabezal de riego diluida con el agua de riego)

se obtenga un pH entre 5,5 y 6,0.

Los fertilizantes ácidos deben ser manejados siguiendo escrupulosamente las

normas de seguridad que se indiquen en la etiqueta de cada producto, esto debe

tenerse en cuenta, sobre todo, para fertilizantes ácidos que se suelen utilizar para

combatir las obturaciones de goteros y ajustar el pH de las disoluciones

fertilizantes.

Tipos de fertilizantes y características específicas

Macronut rientes. Fertilizantes sólidos cristalinos simples y complejos, ácidos y

líquidos simples y complejos

En fertirrigación se pueden utilizar fertilizantes tanto sólidos como líquidos. Los

fertilizantes sólidos, suelen ser sales puras cristalinas de solubilidad muy elevada.

El principal inconveniente del empleo de fertilizantes sólidos es la necesidad de

una solubilización previa en agua, que debe ser total para aseguramos que la

concentración añadida sea la que se desea. Dentro de los sólidos encontramos los

simples cristalinos y complejos. Los fertilizantes simples son aquellas sales

binarias que aportan uno o dos elementos nutritivos. Los fertilizantes complejos

contienen dos o más elementos fertilizantés y proceden de reacciones químicas.

Por esto, todas y cada una de las partículas tienen la misma composición.


Los fertilizantes líquidos pueden ser también simples (disolución N-32, ácidos

nítrico y fosfórico concentrados), binarios, NPK ácidos y NPK neutros. Pueden

adquirirse con el equilibrio adecuado para el cultivo ya preparado en fábrica

(fertilizantes "a la carta") o bien preparados a partir de fertilizantes sólidos solubles

con unos equilibrios definidos. El líquido resultante, que se denomina "disolución

madre", es el que se inyecta en la red donde se mezcla con el agua de riego.

Para la preparación de las disoluciones fertilizantes es imprescindible saber

calcular las cantidades de cada uno de los distintos fertilizantes necesarios para

conseguir la concentración adecuada de cada uno de ellos (capítulo 4). Asimismo,

se deben tener en cuenta las posibles incompatibilidades entre los fertilizantes

añadidos entre sí (tabla 3.3) y con los elementos presentes en el agua de riego, e

incluso las reacciones que va a sufrir el producto cuando se ponga en contacto

con el sustrato de cultivo. La incompatibilidad más importante se produce cuando

los fertilizantes mezclados dan lugar a precipitados. Así, por ejemplo, sales que

aportan Ca son incompatibles con las que aporten SO42 o H2PO4 (tabla 3.3).

En las tablas 3.2 a 3.7 se representa una breve descripción de algunos de los

fertilizantes más utilizados en fertirrigación (simples cristalinos, ácidos fertilizantes,

complejos cristalinos sólidos, líquidos simples, líquidos NPK ácidos y NPK

neutros).


Cálculo y preparación de disoluciones fertilizantes.

Introducción

El objetivo de este capítulo es proporcionar un método para calcular la cantidad de

fertilizantes que se deben utilizar para llevar a cabo una buena fertirrigación. Para

ello es necesario conocer en primer lugar las disoluciones nutritivas de referencia

u optimizadas, denominadas disoluciones ideales, adecuadas para el cultivo que

se quiere fertirrigar. No obstante, hay que tener en cuenta que un mismo cultivo

puede tener diferentes disoluciones ideales en función del agua de riego, el suelo

o sustrato que se maneje y de las condiciones ambientales correspondientes. La

composición de las disoluciones ideales se citan en los apéndices

correspondientes a los diferentes cultivos.

La composición de macronutrientes de las disoluciones nutritivas optimizadas

viene representada normalmente en milimoles/litro o en miliequivalentes/litro, que

son dos formas de expresar la concentración. La expresión miliequivalentes/litro

(meqil) es la que normalmente se utilizará en el texto para la preparación de la

disolución de macronutrientes, también se denomina milimoles de carga por litro

(mmoljl). Se indicará el método para pasar de estas unidades de concentración a

la forma más sencilla de gramos por litro (gil) y a % de N:P205:K20. Para la

disolución de micronutrientes la forma de expresión más común es la de mg/1 o lo

que es lo mismo en partes por millón (ppm).

Para calcular la composición de la disolución, será necesario definir en primer

lugar los moles y equivalentes. El número de moles se calcula dividiendo el

número de gramos por el peso molecular. El peso molecular es la suma de los

pesos atómicos (en gramos) de todos los átomos de la fórmula química de una

sustancia. Los pesos atómicos de los elementos de interés para nuestros cálculos

se enumeran, redondeando a una cifra decimal, en la tabla 4.1. El número de

equivalentes, también denominados moles de carga, se obtiene dividiendo el peso

de la sustancia en gramos por su peso equivalente. El peso equivalente se

calcularía a su vez dividiendo el peso molecular por la valencia. Finalmente el

número de miliequivalentes, que será la unidad de concentración utilizada en las

disoluciones de macronutrientes es igual a mil veces el número de equivalentes

(tabla 4.1).


Para preparar una disolución fertilizante determinada serán necesarios los

productos fertilizantes correspondientes que se han descrito en el tema anterior.

En la tabla 4.2 se indican las composiciones químicas, los pesos moleculares, las

valencias y los pesos equivalentes de dichos productos fertilizantes. En la tabla los

pesos moleculares de los quelatos de hierro se han estimado, considerando que

tienen impurezas. Los ácidos se dan como ácidos puros al 100 % (tabla 4.2). Esto

nunca sucede, pues contienen también agua. Los cálculos correspondientes a

diferentes porcentajes se indican en la tabla 3.4 (cap. 3).

Cálculo de las cantidades de fertilizantes necesarias para preparar la

disolución ideal u optimizada por hidroponía teniendo en cuenta la calidad

del agua de riego.

Las disoluciones nutritivas obtenidas por hidroponía para cada cultivo sirven de

referencia para intentar aplicar en la fertirrigación la disolución más próxima a la

ideal, considerando los numerosos factores que influyen en cada caso para cada

cultivo como: calidad del agua de riego, cultivar, sustrato, condiciones climáticas,

etc. En los apéndices 1, 2 y 3 se exponen las disoluciones nutritivas para los


cultivos estudiados y en función de nuestra propia experiencia personal,

considerando diferentes sustratos.

El agua de riego contiene iones que corresponden a los elementos esenciales

para la planta como Ca2, Mg2, SO42 y B. Al fabricar la disolución fertilizan te se

tendrán en cuenta, y en caso de estar contenidos en concentraciones superiores a

las ideales se considerarán equilibrios entre iones antagónicos.


También el agua de riego contiene elementos nocivos para los cultivos por existir

en cantidades superiores a las ideales como Ci y Na que pueden originar un

aumento de la salinidad del agua e incluso producir fenómenos de salinidad

específica como las interacciones C1-INO3 o Na/propiedades físicas, que se

considerarán en los diferentes casos que se exponen en los apéndices de esta

obra.

Por último las aguas de riego contienen CO32 y HCO3 que se neutralizarán con

los ácidos correspondientes para llegar al pH más adecuado, normalmente entre

5,5 y 6,0 y que corresponde al punto de inflexión de la curva de neutralización del

agua.

El cálculo de las cantidades de fertilizantes necesarias para preparar la disolución

fertilizante lo podemos separar en dos apartados: El primero consiste en calcular

la composición de la disolución de macronutrientes. En este caso hay que

considerar que los fertilizantes aportan siempre dos o más componentes, ya que el

aporte de un elemento (catión) siempre va acompañado de otro elemento (anión).

Por ejemplo, si añadimos KNO3 para aportar potasio (K), debemos tener en

cuenta que aportamos el mismo número de equivalentes de K que de NO3. El

segundo apartado corresponde a la preparación de la disolución de

micronutrientes, que es más fácil de calcular ya que los componentes del

fertilizante que acompañan al micronutriente en cuestión no afectan en absoluto a

la composición de macronutrientes. En este caso, la dificultad estriba en la

elección del producto de micronutrientes más adecuado para las condiciones de

pH y Ca del agua y del suelo, ya que la estabilidad y eficacia de los diferentes

quelatos varían en función de estos parámetros según se indicó en el capítulo 3.

Como hemos visto con el ejemplo del KNO3, en un fertilizante simple o binario

existirá un equilibrio entre iones (aniones y cationes). Lo mismo sucede en la

disolución fertilizante. Este equilibrio no se calcula en base al peso de cada

fertilizante, sino en función del peso equivalente.

Una disolución nutritiva puede considerarse como una disolución acuosa de iones.

La composición química de la misma se determina por las proporciones relativas

de cationes, aniones, la concentración total de los iones y por el pH.

Un ejemplo de disolución nutritiva sería la disolución de Hoagland n.° 2

(considerando sólo macronutrientes), cuya composición es la siguiente (tabla 4.3).


Se puede observar que en la disolución de la tabla 4.3 aparecen todos los

elementos nutritivos denominados macronutrientes. Como ya se ha dicho, el agua

de riego contiene ya iones macronutrientes como SO42, Ca 2t Mg2t Estos iones

que contiene el agua serán utilizados por las plantas y por lo tanto deben

descontarse de la disolución nutritiva ideal.

Aunque el HCO3 no se considera como nutriente (la fuente fundamental de

C es el CO2), se debe tener en cuenta para los cálculos. Esto es debido a que su

presencia en grandes concentraciones en el agua incrementa el pH

significativamente. Por ello debe ser neutralizado con ácidos. Al adicionarse

ácidos (normalmente nítrico y fosfórico aunque a veces también se puede usar

sulfúrico) se neutralizan estos bicarbonatos presentes en el agua.

Por lo tanto, para preparar la disolución nutritiva se debe tener en cuenta la

concentración de nutrientes en el agua de riego. Por ello, el primer paso para

diseñar una disolución fertilizante será disponer de un análisis fiable de la

composición del agua de riego. Una vez que se conocen los nutrientes que el

agua aporta por sí sola se deben restar a los proporcionados por la disolución

nutritiva ideal. La diferencia entre ambos nos proporcionará los aportes previstos.

A partir de la disolución base de la tabla 4.3 expresada en mM y en meq/l de cada

nutriente, se va a explicar en los apartados sucesivos diferentes opciones de cómo

se puede preparar en la práctica.


Preparación de la disolución con fertilizantes simples cristalinos y ácidos

fertilizantes.

En las tablas 3.3 a 3.6 del capítulo 3 se indican los ácidos y fertilizantes simples

que normalmente se emplean en fertirrigación.

Vamos a considerar el caso de la disolución de la tabla 4.3 en una finca que tiene

un agua de riego con la composición en miliequivalentes/litro (meq/l) de la tabla

4.4.

La disolución que va a nutrir al cultivo estará formada por los iones pres tes en el

agua más los nutrientes que se van a aportar al cultivo con los fert zantes. Los

aportes de fertilizantes previstos en meq/l serán por lo tanto la di rencia de las

concentraciones de nutrientes de la disolución ideal menos los agua de riego

como se indica en la tabla 4.4.

Una forma de expresar estos aportes de fertilizantes sería en meq/1 de sal

binarias. Esto, que va a ser útil para posteriores cálculos, se hace en forma de tal:

de doble entrada, en la que en un eje figuran los aniones y en el otro los cation La

suma total de aniones en miliequivalentes y la de cationes en miliequivalent será la

misma (18 meq/l totales) (tabla 4.5). Una vez incluidos en las celdas it meq/l

totales de cada ion, el siguiente paso consiste en deducir las concentraci nes en

las casillas internas de forma que la suma de cada fila y de cada columr coincidan

con los totales expresados en la tabla 4.5.

Los fertilizantes que tendremos que aportar serán por lo tanto las combiru ciones

de sales binarias que nos den los meq/l totales de la tabla anterior (lógica mente

no consideramos como fertilizantes los cloruros (Cl) ni el sodio (Na) Una

posibilidad es la que aparece en la tabla 4.6 (Posibilidad 1).

El camino a seguir en general y para este caso en concreto es: l.°) Se incluyen los

H como HNO3.

2. °) El Ca como Ca(NO3)2.

3. °) El NH4 como NH4NO3.

4. °) El K como KNO3.

5. °) El P como KH2PO4 (también podría haberse aplicado como H3PO4 y mi

caso excepcional como NH4H2PO4).


6. °) El resto del K como K2SO4.

7. °) El Mg21 como MgSO4.

Es decir, la disolución fertilizante la prepararíamos utilizando los gramos de sales

fertilizantes correspondientes a los meqll que aparecen en la tabla anterior (los

pesos equivalentes (Peq) de cada sal se indican en la tabla 4.2).

Para neutralizar los 3,5 meq/l de HCO3 añadimos 3 meq/l de HNO3, dejando 0,5

meq/l de HCO3 sin neutralizar. Como norma general se dejan 0,5 meq de HCO3

para prever ligeros errores en la aplicación de ácido.

El cálculo de los ml de HNO3 que hay que añadir se haría de la siguiente forma:

HNO3: 3 meq/l . Pe(HNO3) (mg/lmeq). l/3 (mIIg). 100/ %R. lg/1.000 mg


Si la densidad del HNO3 es por ejemplo: 8 = 1,41 g/ml y la riqueza es del 70 %,

los ml de ácido a añadir serían: 3.63.111,41.100/70. 1/1.000 = 0,19 ml de HNO3/I.

Para el resto de las sales los cálculos serían:

KNO3: 4 meq/l Peq (KNO3) (mg/1 meq). lg/l.000 mg = 4 101,1 111.000 = 0,404 g/l

Ca(NO3)2: 6 meq/l Peq (Ca(NO3)2 . 4H20)• 111.000 = 6 118. 1/1.000 = 0,708 g/l

N114NO3: 1 meq/l Peq (NH4NO3). 1g/1.000 mg = 1 .80. 1/1.000 = 0,08 g/l

K2SO4: 1 meq/l Peq (K2SO4)• 1/1.000 = 1 •87,2• 1/1.000 = 0,087 g/l M9SO4: 2

meq/l Peq (MgSO4 7H20). 1/1.000 = 2.123,2- 1/1.000 = 0,246 g/l KH2PO4: 1

meq/l . P (KH2PO4). 1/1.000 = 1 136,1 . 1/1.000 = 0,136 g/l.

Tanto el Ca(NO3)2 como el MgSO4 contienen agua de cristalización que hay que

tener en cuenta en los pesos del fertilizante.

Existen otras posibilidades para aplicar los miliequivalentes de esta disolución

utilizando otros productos fertilizantes. La elección de una posibilidad u otra

vendrá condicionada por la disponibilidad, compatibilidad, solubilidad y precio de

los fertilizantes.

Por ejemplo, se podría preparar esa misma disolución iónica con las sales

siguientes (Posibilidad 2) (tabla 4.7):

Es decir, cambiando 1 meq/l de NH4NO3 por 1 meq/l de NH4H2PO4 y en vez de 1

meq/l de KH2PO4 añadir 1 meq/l más de KNO3. Este cambio implicaría la

utilización de NH4H2PO4, más soluble que el KH2PO4 (según tabla 3.2), aunque

el NH4H2PO4 puede ser más difícil de conseguir.


Los gramos de sales fertilizantes por litro en esta segunda opción serían:

Para neutralizar los 3,5 meq/l de HCO3 añadimos 3 meqfl de HNO3 igual que en

el caso anterior, es decir, 0,19 mIll si usamos un HNO3 del 70% y 8 = 1,42 g/ml. El

H3PO4 también se podría utilizar, pero como de H2PO4 sólo necesitamos 1 meqll,

no podríamos añadir más de 1 meq/l de ese ácido, lo cual no bastaría para

neutralizar la alcalinidad de los HCO3 y necesitaríamos además añadir 2 meq/l de

HNO3.

KNO3: 5 meq/l Pe

q (KNO3) (m9/1 meq). 1 g/1 .000 mg = 0,505 gIl Ca(NO3)2: 6 meq/l Pq (CaNO3 .

4H2O) 1/1.000 = 0,708 g/l

K2SO4: 1 meq/1 . P (K2SO4) . 1/1.000 = 0,087 g/l

M9SO4: 2 meq/l Peq (MgSO4. 7H20). 1/1.000 0,246 g/l

NH4H2PO4: 1 meq/I Peq ( 4H2PO4) 1/1.000 0,115 g/l

La disolución fertilizante resultante contendrá además 1 meq/I de Cl y 1,5 meq/1

de Na que contenía el agua.

Además del pH, es necesario controlar la CE de la disolución y considerar su

incidencia en el cultivo correspondiente según su sensibilidad a las sales.

El método de análisis de la CE se basa en la medida directa con un

conductivímetro. De forma aproximada se puede calcular dividiendo el número de

miliequivalentes de cationes o aniones por 10 ó 12 (10 para conductividades bajas

y 12 para las altas) (García Lozano et al., 1993), o bien los gil de sales se dividen

por 0,7 ó 0,9 para los dos casos considerados anteriormente. El resultado se

expresa en mS . cm' o en dS m'.

En los problemas 4.6.2.1 a 4.6.2.4 se explican varios ejemplos siguiendo esta

metodología.


Preparación de la disolución con fertilizantes complejos sólidos

Como se ha visto en el capítulo anterior, existen en el mercado fertilizantes sólidos

complejos que contienen dos o más elementos fertilizantes que proceden de

reacciones químicas por lo que todas las partículas de fertilizante tienen la misma

composición. Existen en el mercado diferentes productos de este tipo que

presentan diferentes equilibrios N:P205:K20:Ca0:MgO en unidades fertilizantes. El

problema en este caso sería saber qué equilibrio en UF se aproxima más al

equilibrio en meqil, que es la unidad de concentración utilizada para las

disoluciones ideales. Para ello, la serie de cálculos necesarios, equivalentes a los

del problema 4.6.11, sería la siguiente:

Considerando la disolución ideal: N(NO3): 14 meq/l; N(NH4): 1 meqil; P(H2PO4): 1

meqil; K: 6 meq/1; Ca: 6 meq/I y Mg: 2 meq/l. Se calcularía:

En primer lugar, pasar los meq/l de los nutrientes a g del nutriente en 100 g de

producto considerando que se van a disolver 1 g de dicho producto en 1 litro de

agua.

N(NO3): 14 meq/g producto. PeqN (mgilmeq). ig/1.000 mg. 100 g = 19,6 g N/100 g

producto

N(NH4): 1 meq/g.PeqN. 1/1.000.100 = 1,4% N(NH4) P(H2PO4): 1 meq/g PP•

1/1.000. 100 = 3,1 % P = 7,1 % P205 K: 6 meq/g PeqK 1/1.000. 100 = 23,4 % K =

28,2 % K20 Ca: 6 meq/g . PeqCa 1/1.000. 100 = 12 % Ca = 16,8 % CaO Mg: 2

meq/g Peq Mg.1/l.000. 100 = 2,4% Mg = 4% MgO

Necesitaremos por lo tanto un fertilizante con una riqueza N:P205:K20 igual a

21:7,1:28,2 (un equilibrio 1:0,34:1,34).

Lo complicado, en este caso, sería encontrar un fertilizante complejo que

cumpliera exactamente este equilibrio. Esto, como puede verse es un

inconveniente de los fertilizantes complejos sólidos. No existen en el mercado

productos complejos sólidos "a la carta" que nos proporcionen todos los nutrientes

que deseamos y en la relación adecuada. Normalmente, los fertilizantes complejos

comerciales se suelen utilizar en función de los equilibrios de los tres nutrientes

mayoritarios, esto es NPK. Algunos complejos incluyen, además de este NPK, los

otros nutrientes Ca, Mg, S e incluso suelen llevar también oligoelementos. Desde

el punto de vista práctico, para hacer la disolución descrita con fertilizantes


complejos comerciales, deberemos buscar el producto que más se aproxime al

equilibrio NPK y que proporcione la relación NO37NH4 más cercana a la deseada.

Así, podremos usar todo fertilizante sólido complejo que presente un equilibrio

NPK proporcional a 1:0,34:1,34. Para este ejemplo un 93% del N total debe estar

en forma de NO3 - y un 7 % en forma de NH4

Encontramos en el mercado un fertilizante complejo sólido que presenta un

equilibrio 21:7:28 con un 20 % de N-NO3 y un 1 % de N-NH4t Los miliequivalentes

por gramo de producto se calcularía así:

N: 21 g de N 11100 g - leq/14g. 1.000 meq/eq = 15 meq/g de N

N-NO3: 19,6 g de N-NO3. 1/100. 1/14. 1.000 = 14 meqlg de N-NO3 N-NH4: 1,4 g

de N-NH4. 1/100. 1/14. 1.000 = lmeqlg de N-NH4 P: 7 g de P205. 1/100. 1/71

1.000 = 0,99 meq/g de P

K: 28 g de K20. 1/100. 1/47. 1.000 = 5,9 meq/g de K

Es decir, si añadimos 1 g por litro de agua de este fertilizante sólido complejo

21:728, logramos obtener una disolución con una concentración de N (14 meq/l de

NO3 y 1 meq/l de NH4), P (0,99 meq/l) y K (5,9 meq/l), que es la que se desea

preparar. Si no se encuentra un equilibrio igual al que queremos utilizaríamos una

combinación de 2 fertilizantes sólidos complejos (ver problema 4.6.3.3). Si se

encuentra un producto con el mismo equilibrio N-P-K pero diferente riqueza, se

determinarán los gramos de producto fertilizante dividiendo el % deseado de uno

de los nutrientes por el % encontrado en el comercio.

Otro problema tipo sería: a partir de un complejo sólido de una riqueza

determinada, fabricar una disolución en meq/l. Se pasaría de % en peso a meq/g y

se compararían los meq/1 que se desean con los meq/g que tenemos. Dividiendo

meqll: meq/g se obtienen los g/litro para fabricar la disolución deseada (problema

4.6.3.2).


Preparación de la disolución con fertilizantes complejos líquidos

concentrados

Para preparar la misma disolución fertilizante del ejemplo, se pueden utilizar

fertilizantes líquidos concentrados ya descritos en el capítulo 3. Existen en el

mercado con diferentes equilibrios NPK. Para obtener la disolución fertilizante

adecuada utilizando estos productos debemos tener en cuenta los datos

siguientes:

1) Riqueza de nutrientes del producto (se suele expresar en % en peso).

2) Densidad del producto (suele expresarse en g/ml).

3) pH del producto (normalmente entre pH 1 y 2).

En la descripción de fertilizantes líquidos concentrados del capítulo anterior ya nos

referimos a los NPK claros ácidos, que suelen ser los más utilizados, los NPK

claros neutros y las diferentes diluciones que se pueden comercializar.

El cálculo de los volúmenes de dichos fertilizantes necesarios para preparar la

disolución fertilizante del ejemplo sería:

Partimos de un fertilizante líquido 5:2:7 (% en peso) con una densidad () de 1,20

g/ml y un pH de 1,2. El 4,7 % es de N(NO3) y el 0,3 % de N(NH4). Las

concentraciones de N, P y K en meq/l serían las siguientes (equivalentes al

problema 4.6.4.1):

N: 5 g/100 g 1,2 g/ml leq/14 g - 1.000 meq/eq 1.000 ml/l = 4.286 meqll N-NO3: 4,7

g/100 g• 1,2 g/ml• leq/14 g - 1.000 meq/eq• 1.000 mi/l = 4.029 meq/l N-NH: 0,3

gIlOOg. 1,2 g/ml• leq/14 g - 1.000 meq/eq 1.000 mI/l = 257 meq/1 P205: 2 g/1 00

g• 1,2 g/ml. 1171 1.000. 1.000 = 338 meq/l

K20: 7 g/100 g• 1,2 g/ml. 1/47. 1.000• 1.000 = 1.787 meq/l

Queremos obtener una disolución con 15 meq/1 de N, de los cuales 14 serán de

NO3 y 1 de NH4-'-. Los ml del producto 5:2:7 que necesitamos tener en 1 litro de

agua para proporcionar esos meq/l de N se calcularían utilizando la regla de las

diluciones:

Concentración inicial Volumen inicial = Concentración final Volumen final

y. C = V' C'


N: 4286 meq/l. VmJ (de 5:2:7) = 15 meq/l. 1.000 ml

Luego los ml que hay que añadir de ese producto para obtener 15 meq/l de N

serán 3,5 ml (3,5 ml llevados a 1.000 ml con agua).

Con esos 3,5 ml de producto obtendremos:

L N-NO3: 4.029 meq/13,5 ml C meq/l N(NO3)• 1.000 mi; C meqll N(NO3) 14,1

meq/1

N-NH4t 257 meq/l .3,5 ml = C meq/l N(NH4). 1.000 mi; C meq/l N(NH4) = 0,9

meq/1

P: 338 meq/l de P.3,5 ml = C meq/l P. 1.000 mi; C meq/l P = 1,2 meq/l K: 1.787

meq/l de K3,5 ml = C meq/l K• 1.000 mL; C meq/l K= 6,2 meq/l

Es decir, con este producto comercial nos aproximaríamos suficientemente a los

requerimientos de NPK que deseamos. De la misma forma con los fertilizantes

sólidos complejos deberemos suplementar con algún producto que nos aporte las

necesidades de Ca, Mg, S, ya que en el mercado no existen todos los equilibrios

posibles para todos los nutrientes.

Otro factor importante será comprobar que la adición del producto fertilizante al

agua no acidifica la disolución fertilizante de goteros a pH demasiado ácidos. No

conviene, salvo en suelos con pH elevado y capacidad tampón elevada, utilizar

disoluciones con pH inferiores a pH de 5,5 a 6,0.

Otras variantes de problemas que se nos han presentado en la práctica, a partir

del dato de riqueza de un líquido concentrado, se indican en los ejemplos

4.6.4.2.1, 4.6.4.2.2, 4.6.4.23, 4.6.4.2.4, 4.6.4.3.1 a 4.6.4.3.3 y 4.6.4.4.

Si la adición del complejo líquido al agua no es suficiente para neutralizar los

bicarbonatos se añade la cantidad complementaria correspondiente de H3PO4

oHNO3.

Si no se encuentra en el comercio el fertilizante líquido que se desea respecto a la

riqueza, aunque sí con el mismo equilibrio, se determinarán las cantidades del

complejo líquido a utilizar dividiendo el % de riqueza de un nutriente del producto

deseado por el % encontrado.


Preparación de la disolución con fertilizantes "a la carta"

Como ya se ha comentado, con los fertilizantes complejos sólidos y líquidos, es

complicado conseguir con un producto comercial el equilibrio perfecto de todos los

nutrientes, siendo necesario añadir otras formulaciones de fertilizantes para

compensar los nutrientes que no son aportados suficientemente. Lo ideal es

conseguir un equilibrio NPK lo más próximo posible.

No obstante, algunas fábricas de fertilizantes producen, siempre dentro de los

márgenes de solubilidad y compatibilidad de las materias primas fertilizantes, un

equilibrio adecuado para todos los nutrientes. Estos serían los denominados

"fertilizantes a la carta" que permiten aproximarse lo más posible a los

requerimientos nutritivos del cultivo que queremos fertirrigar.

Se trata de pedir a la fábrica una disolución en base a los meq/l de nutrientes,

correspondientes a la disolución optimizada, con los que se confeccionará un

complejo líquido equivalente. Se tendrá en cuenta el agua de riego y se producirá

un fertilizante complejo de la máxima concentración posible y a un pH ácido (0,5 a

2).

La fábrica de fertilizantes "a la carta" es capaz de diseñar, a partir de fertilizantes

líquidos base y ácidos una disolución concentrada (% en peso), que tras ser

diluida en el cabezal nos proporcione exactamente las concentraciones que

queremos obtener en los goteros.

Un ejemplo se cita más adelante en el problema 4.6.4.5.

Preparación de la disolución de micronutrientes

Lo más importante a tener en cuenta para preparar la disolución es la forma en la

que se encuentran los micronutrientes, fundamentalmente el Fe y el Mn. Es

siempre recomendable la utilización de quelatos para estos dos elementos, y

utilizar siempre el quelato más estable en las condiciones de pH en que nos

encontremos (capítulo 3).

Normalmente la forma de expresar la concentración de estos micronutrientes es

en mg/1 o, lo que es lo mismo, en partes por millón (ppm). No obstante en la tabla

4.2 se encuentran los pesos moleculares aproximados de los fertilizantes de

micronutrientes más comunes para resolver los correspondientes cálculos cuando

estén expresados en milimolesll (mM) o imoles/l (siM).


La aplicación de estos micronutrientes se puede realizar bien de forma

individualizada utilizando quelatos y sales por separado o bien añadiendo un

producto fertilizante de oligoelementos en el que se encuentren todos los

micronutrientes esenciales.

Así, si queremos tener una concentración de oligoelementos como la que

apa 1 rece en la primera columna de la tabla 4.8, podríamos utilizar las

cantidades calculadas en dicha tabla, con sales sólidas individuales o con

fertilizantes complejos líquidos de oligoelementos o micronutrientes.

Preparación de la disolución madre concentrada

(Disolución del cabezal de riego)

En la práctica se prepara una disolución concentrada en los tanques del cabezal

de riego de forma que al mezclarse con el agua de riego en las dosis que marque

el inyector nos proporcione en el gotero las concentraciones que deseamos. A esa

disolución concentrada la denominaremos disolución "madre".

Los cabezales de riego inyectan las disoluciones madre concentradas en función

de 3 criterios:

a) En forma proporcional, esto es, el inyector se gradúa en %. Este porcentaje

quiere decir: el % con respecto al caudal nominal máximo de la bomba (que sería

el 100 %); o bien la dilución correspondiente, por ejemplo, para un 0,5 % se

inyectan 0,5 litros de disolución madre y se mezclan con 100 litros de agua de

riego (la disolución madre aproximadamente se diluiría 200 veces).


b) Según el caudal de agua, el inyector se gradúa en JJh. En este caso debe

conocerse el caudal de agua de riego en lib que pasa por la tubería. Así, con un

caudal de 2000 l/h de agua de riego, tendríamos que ajustar el inyector a 10 llh

para diluir una disolución madre 200 veces concentrada.

c) Según los parámetros de pH y de CE. Estos inyectores están asociados a

sondas de pH y de CE. Suelen ir asociados a inyectores eléctricos que

proporcionan volúmenes variables de disolución madre hasta llegar a conseguir el

valor de pH y CE prefijados en el programador de riego. En este caso es

imprescindible conocer la contribución de cada una de las sales a la CE, lo cual

complica la obtención de la disolución de goteros que queremos fabricar, sobre

todo si tenemos en cuenta que la misma CE se puede obtener con diferentes

concentraciones de los distintos fertilizantes que componen la disolución nutritiva.

Por lo tanto el control de pH y CE no es suficiente para definir dicha disolución

nutritiva.

No obstante, existe un gran número de sistemas de inyección que proporcionan un

control por ordenador de todos y cada uno de los fertilizantes y ácidos que no

siempre son los más adecuados para cada explotación agrícola. En el capítulo 6

se da una información básica y concreta de los módulos del cabezal de riego.

La preparación de las disoluciones madre con los diferentes fertilizantes se haría

de la siguiente forma:

Para preparar 1 m3 de disolución madre que va a inyectarse al 0,5 % (es decir 0,5

1 de disolución madre por cada 100 1 de agua de riego), vamos a tener que

concentrar 200 veces (v.c.), pues el inyector del cabezal va a diluir esa disolución

en la misma proporción. Por lo tanto, las cantidades de sales fertilizantes que se

necesitan si utilizamos sales binarias y ácidos se obtendrán para el ejemplo citado

en 4.2.1, multiplicando por el factor 200.

HNO3: 3 meq/l -P,q (HNO3)(gleq). l/S HNO3(m1/9). lOO/%R. 1 eq/1 .000 meq

1.000 1 . 200 v.c. = 38 1/tanque de 1 m3

KNO3: 4 meq/l Peq (KNO3). 1/1.000. 1.000 1 . 200 v. c. = 80,8 kg/tanque

Ca(NO3)2: 6 meq/l eq (Ca(NO3 )2.4H20 ' 1/1.000. 1.000 1 . 200 v.c. = 142

kg/tanque

N114NO3: 1 meq/l Peq (NH4NO3) g/leq. leq/1.000 meq 1.000 1200 v.c. = 16

kg/tanque


K2SO4:1 meq/1 1eq (K2SO4). 1/1.000. 1.000 1 200 v.c. 17,4 kg/tanque

MgSO4: 2 meq/l. Peq (MgSO4). 1/1.000. 1.000 1. 200 v.c. = 49,2 kg/tanque

KH2PO4: 1 meq/l P (KH2PO4). 1/1.000. 1.000 1 . 200 v.c. = 27,2 kg/tanque

Para unir los fertilizantes dentro del mismo tanque habrá que consultar en primer

lugar las posibles incompatibilidades entre ellos (tabla 3.3). Así, la aplicación en el

mismo tanque de Ca(NO3)2 y de cualquier fosfato o sulfato es incompatible. Por lo

tanto, ya que las sales cálcicas son problemáticas, la mejor solución es

introducirlas en un tanque por separado. Si se dispone de un cabezal básico con

tres tanques de concentrados, la distribución será la siguiente:

TANQUE A con mezclas fertilizantes, excepto los de Ca, en medio ácido TANQUE

B con fertilizantes cálcicos. Puede ser ácido o neutro TANQUE C con

micronutnentes en medio neutro

Si preparamos la disolución madre con fertilizantes sólidos complejos según el

ejemplo del apartado 4.2.2 añadiríamos 1 g/l (21:7:28). 1.0001.200 v.c. = 200.000

g (200 kg) de dicho producto en el tanque de concentrados.

Si preparamos la disolución madre con fertilizante NPK líquido ácido debemos

añadir, según el apartado 4.23: 3,5 ml (5:2:7 ácido). 1.000 1 200 v.c. = 700.000 ml

= 700 1 de 5:2:7 en el tanque de 1.000 litros.

La preparación de la disolución madre de micronutrientes se haría de forma

similar. Según los datos de la tabla 4.8 para preparar 1 m3 200 veces concentrado

(v.c.) tendríamos que disolver en el tanque C las siguientes sales:

EDDHA Fe (5 % Fe): 100 mg/l. 1.000 1. 200 v.c. 1 kg/106 mg = 20 kg

EDTA Mn (15 % Mn): 13,3 mg/l. 1.0001.200 v.c. 1 kg/106 mg = 2,7 kg

CuSO4 5H20: 0,79 mg/1. 1.000 1. 200 v.c. 1 kg1106 mg = 0,16 kg

ZnSO4 7H20: 1,32 mg/l. 1.000 1 200 v.c. - 1 kg/106 mg 0,26 kg

H3B03: 2,29 mg!!. 1.0001.200 v.c. 1 kg/106 mg = 0,46 kg

(NH4)6Mo7024 4H20: 0,37 mg!!. 1.000 1 . 200 v.c. 1 kg/106 mg = 0,07 kg


Si se utiliza el fertilizante complejo de oligoelementos de la tabla 4.8 añadiríamos

0,06 ml/l• 1.000 1. 200 v.c. 11/1.000 ml = 12 1.

45. Ejemplos de preparación. Hojas de cálculo

Los datos anteriormente expuestos se pueden ordenar en una hoja de cálculo que

se presenta en dos partes, la primera para obtener los aportes de iones al agua de

riego y la segunda para el cálculo de la disolución de goteros, mediante el factor

correspondiente, y la concentrada en el cabezal de riego (tablas 4.9.1 y 4.9.11).

En las tablas 4. 10.1 y 4. 10.11 se explica un ejemplo para preparar una disolución

fertilizante para tomate en condiciones muy salinas. El resultado nos indica que

para preparar 1 m 3 200 veces concentrado tendríamos que añadir: 48 litros de

HNO3, 200 kg de KNO3, 96 kg de Ca (NO3)2 y 56 kg de K112PO4. Los 96 kg de

Ca(NO3)2 se disolverían en un tanque separado del resto de fertilizantes.


1.0) Los meq/1 se consideran, en principio, meq/g de complejo sólido, aunque

pueden corresponder a una fracción de gramo o a un número de gramos

determinado. Lo que se deducirá mediante el cálculo que se expone.

2. °) Los meq/g se pasan a % en peso de producto y de este % a un equilibrio N-

P-K-X

3. °) Seleccionar el equilibrio entre la oferta de los catálogos comerciales y anotar

el % en peso correspondiente.

4. °) Comparar el % del producto encontrado con el % de la disolución calculada

para deducir el peso de producto a emplear que se encuentra en el comercio. Se

divide el % calculado por el % del peso encontrado.


Caso 2. °) Hoja de cálculo 4.11.B

Si partimos de un sólido de una riqueza determinada y se desea pasar a meq/l de

disolución:

1.0) Se calculan los meq/g correspondientes al % en peso mediante la

operación señalada en la tabla 4.11.B.

Cálculo y preparación de disoluciones fertilizantes 155

2. ° Se comparan los meq/g (columna F) con los meq que queremos obtener en 1

litro. Se deducen los g de producto necesarios que se disolverán en un litro.

3. ° Se considera el volumen total a fabricar y las veces que se desea concentrar

la disolución.

4. ° Si no coinciden los gramos de producto para todos los nutrientes se

completará la disolución con fertilizantes simples. La tabla sirve para calcular la

disolución nutritiva para un nutriente y como consecuencia los demás.


En los dos casos estudiados, se calculan los micronutrientes según las

concentraciones de éstos en el complejo sólido.

Para el cálculo con fertilizantes complejos líquidos se proporciona también otra

hoja de cálculo para solucionar problemas básicos: tabla 4.12.

Un ejemplo podría ser el siguiente:

Dada la riqueza en % en peso y la densidad del fertilizante líquido concentrado,

calcular los meq/l correspondientes y los ml de producto por litro de disolución

para obtener una disolución fertilizante expresada en meq/1. Los pasos a dar se

indican en la propia hoja de cálculo.

Se puede concentrar X veces y se puede fabricar un volumen determinado.

Asimismo, se considerarán los micronutrientes que tiene cada producto.


CABEZAL DE RIEGO

Introducción

Un cabezal de riego es el conjunto de dispositivos situado aguas arriba de toda

instalación de riego localizado, con las misiones de medir el agua, incorporar

elementos fertilizantes, filtrar, regular presiones y llevar a cabo los programas de

riego establecidos. En la figura 6.1 se muestra un esquema genérico, incluyendo

automatización.

Las electroválvulas son necesarias para la automatización de limpieza de filtros,

comienzo y final del ciclo de inyección de productos químicos, cambio de sector de

riego, etc. Para regulación manual de caudales o presiones son aconsejables las

válvulas de compuerta, excepto cuando han de ser atravesadas por productos

químicos que ataquen al metal.


Filtrado

Trata de prevenir los efectos perjudiciales inherentes al uso de aguas con

partículas sólidas en suspensión, orgánicas o minerales, que pueden obstruir los

conductos estrechos de un emisor, la sección de las tuberías al sedimentarse y

dañar otros dispositivos con elementos móviles. Las precipitaciones a partir de las

sustancias disueltas en el agua y de las aportadas por los fertilizantes son, a

veces, causantes de una obstrucción lenta y continua de graves consecuencias

que debe eliminarse con tratamientos periódicos. Algas y bacterias, especialmente

las primeras, son otra importante causa de obstrucción.

La obstrucción lleva asociada la disminución de caudales, del coeficiente de

uniformidad y, por tanto, de la eficiencia del riego.

El tipo de filtros a instalar depende de las partículas a eliminar y sus

características filtrantes del diámetro mínimo de paso del emisor.

En situaciones con aguas muy cargadas de sólidos en suspensión debe recurrirse

a un desbaste antes de que el agua llegue al cabezal. Si las partículas a eliminar

son minerales puede recurrirse a su separación por sedimentación en un

decantador. Si los componentes son orgánicos (flotantes), la instalación de rejillas

con la luz adecuada o filtros del tipo utilizado en la depuración de aguas residuales

son las soluciones más adecuadas.


Los filtros a instalar son, en general, de tres tipos: hidrociclones, filtros de arena y

filtros de malla o anillas.

Hidrocidones

Son dispositivos, figura 6.2, sin elementos móviles, que eliminan hasta el 98 % de

partículas con peso específico superior al agua, es decir, minerales, y de diámetro

superior a 0,1 mm. Tienen la gran ventaja de producir unas pérdidas constantes e

independientes de la concentración de impurezas en el agua. Se deben instalar a

la entrada del cabezal.

Su poder de separación disminuye al aumentar el diámetro nominal y las pérdidas

aumentan con el caudal. Por ello interesa utilizar una batería de hidrociclones en

paralelo, más que un solo hidrociclón de mayor diámetro.

El diámetro nominal, D, en función del diámetro de las partículas a separar se da

en la tabla 6.1 y las dimensiones que definen un hidrociclón y sus relaciones,

basadas en la experiencia, son las siguientes:

1 = (0,33 a 0,50) D para D <4'

L = (5 a 8) . D

D0 = (0,15 a 0,30) Dc

0<450


1 = (0,15 a 0,25) D para D, > 4"

Di =(0,15 aO,33) •Dc

Du= (0,15 a 0,20). Dc

Filtros de malla

Sólo retienen partículas sólidas no elásticas y deben instalarse aguas abajo del

punto de inyección de fertilizantes. La mayoría consta, figura 6.3, de una carcasa

exterior (metálica o de plástico) y del elemento filtrante que a su vez está

compuesto por la malla y el soporte.

A cada malla corresponde un número de mesh, M, definido como el número de

orificios por pulgada lineal contados a partir del centro de un hilo, es decir:


En caso de orificios rectangulares, d es la dimensión mayor.

El número de mesh debe elegirse en función del diámetro mínimo de paso del

emisor, de tal manera que la malla retenga todas aquellas partículas de tamaño

superior a 1/8 de dicho diámetro. Los normalmente utilizados están entre 50 y200

mesh (tabla 6.2).

Además de los requerimientos del número de malla, el filtro debe cumplir otras

condiciones.

a) Evidentemente, el soporte disminuye el área de filtrado, reduciendo la superficie

total del elemento filtrante a un área de filtrado, Af. A su vez, los hilos de la malla

disminuyen el área de filtrado reduciéndola a un área neta de filtrado o área vacía,

A, que es del orden del 40 % de la anterior, en mallas de hasta 120 mesh. Para

valores superiores de M, la relación se sigue manteniendo en mallas metálicas y

disminuye en las de nylon.

b) El área neta de filtrado debe ser como mínimo, para cada filtro, 2,5 veces la

correspondiente a su diámetro nominal.

c) La velocidad de filtración a filtro limpio debe estar comprendida entre 0,4 y 0,8

m/s, siendo 0,6 m/s un valor muy aceptable.

ci) Por último, las pérdidas con filtro limpio no deben superar los 2 m, debiendo

limpiar el filtro cuando éstas alcancen los 5 m.

Análogamente al caso de los hidrociclones es preferible instalar filtros más

pequeños en paralelo para espaciar más las limpiezas, disminuir normalmente las

pérdidas de carga y porque la probabilidad de avería simultánea de dos filtros es

menor que la de uno solo.


Filtros de arena

Son depósitos metálicos o de plástico reforzado, figura 6.4, parcialmente llenos de

un medio poroso en el que, por adherencia, se fija la materia orgánica y quedan

retenidas en sus poros las partículas minerales. Es el primer elemento que debe

instalarse en el cabezal tras el hidrociclón. Pueden almacenar grandes cantidades

de contaminantes antes de que haya que limpiarlos, invirtiendo el sentido del flujo.

Esquema en la página siguiente.


Resistencia al ataque ácido

No debe tolerarse una pérdida importante por ataque ácido, debiendo ser inferior

al 20 %, tras 24 horas en contacto con una solución de C1H al 20 %.

Condiciones de funcionamiento

El caudal que deben tratar estos filtros debe estar en tomo a 60 m3/h. m2. Una

velocidad aparente (referida a toda la sección) de 60 m/h permite la retención de

partículas de tamaño 1/7 del d10. Las pérdidas de carga a filtro limpio no deben

superar los 3 m y hay que realizar su limpieza cuando alcanzan los 6 m, en caso

contrario aparte de disminuir mucho el caudal filtrado, se corre el peligro de

"perforación del lecho".

Por último, debe dejarse un espacio vacío de longitud entre el 15 % y el 20 % de la

del lecho, para permitir la expansión de la arena en el lavado, para el que se utiliza

un caudal, QL del orden de:

Filtros de anillas

Se han extendido mucho, pues combinan los efectos de los filtros de malla y de

los de arena.

Están formados por un elevado número de discos de material plástico, en contacto

unos con otros y comprimidos y en cuyas caras se han practicado ranuras a las

que corresponde un número de mesh.

1 El agua entra en dirección axial por el orificio central de los discos y sale en

sentido radial por lo que pueden definirse como un filtro de malla con un espesor

del elemento filtrante muy grande. Su limpieza se realiza con agua a presión una

vez sueltos los discos.


Inyección de fertilizantes

Se realiza en el cabezal, antes de los filtros de malla o en cabeza de las unidades,

cuando se riegan simultáneamente distintos cultivos.

La fertirrigación debe terminar, al menos, 15 minutos antes que el agua de riego

deje de salir por el emisor más alejado, con el fin de lavar los productos químicos y

evitar su precipitación. Los métodos actuales de inyección son tres:

1. Venturi.

2. Tanque de fertilización.

3. Bomba de inyección, accionada eléctrica o hidráulicamente.

Al igual que los filtros de malla o anillas, por ejemplo, son dispositivos ya

existentes en el mercado sin ninguna posibilidad de diseño al proyectar una

instalación, cabiendo únicamente elegir su modelo en función de las necesidades

de abonado, tipo y cantidad de energía disponible, necesidad de automatización y

caudal de inyección necesario. Por ello se exponen sus ventajas e inconvenientes

y las principales características de funcionamiento y manejo.

Venturi

Su esquema de funcionamiento e instalación se muestra en la figura 6.6. En un

Venturi se distinguen tres partes: tobera, garganta y difusor. La segunda es de un

diámetro pequeño de manera que el agua alcanza una velocidad tan elevada que

la presión se hace negativa. Se crea así una diferencia de presión entre la

atmosférica y la establecida en la garganta, causante del flujo de solución

fertilizante entre el depósito y la garganta. La presión en la garganta, para una

presión de entrada dada, es tanto menor cuanto mayor es el caudal.


Es el sistema de inyección más barato; pero el que más pérdidas produce, nunca

inferiores a un 30 % de la presión de entrada, por lo que la presión de

funcionamiento de los emisores será más baja cuando está conectado y su caudal

sea menor. El problema se minimiza utilizando emisores compensantes, y si no

fuera así, debe aumentarse el tiempo de riego en el valor calculado de la siguiente

manera: Si q es el caudal del gotero sin inyección y q cuando funciona el Venturi

durante un tiempo t, el déficit de agua aportada es: (q - q) . ti; que debe añadirse

en un tiempo adicional At, de manera que (q - q) . ti = q At y de donde At = (q - q1 /

q) . t.

Tanque de fertilización

Son depósitos herméticamente cerrados, figura 6.7, metálicos o de plástico

reforzado con fibra de vidrio, en los que se introduce la solución fertilizante. El

depósito se conecta en paralelo a la red de manera que sólo circula por él una

fracción del caudal, tanto mayor cuanto mayores son las pérdidas introducidas.

Los caudales entrante y saliente son idénticos.

Durante la fertirrigación, la cantidad de abono que sale del tanque por unidad de

tiempo, en el instante t, depende del caudal saliente y de la concentración en ese

instante. Como esta última va disminuyendo con el tiempo, también lo hará la

cantidad de abono, problema grave cuando en cada riego se atiende a más de un

sector.


La evolución de la concentración con el tiempo se halla representada en la figura

6.8 y en ella se observa que el tiempo necesario para aplicar todo el fertilizante es

muy grande. No es práctico tratar de aplicar más del 98 % del fertilizante inicial,

por lo que:

Debiendo ser el caudal de entrada al tanque, si el tiempo de inyección es t:


Aunque las pérdidas que introduce son inferiores a las del Venturi, también debe

corregirse el tiempo de riego de la misma manera.

Bomba de inyección

Es el sistema más preciso y más caro de los tres; pero en caso de accionamiento

eléctrico (no siempre posible) no se altera el funcionamiento del sistema al no

consumir energía hidráulica, lo que sí ocurre con las bombas accionadas

hidráulicamente.

Todos los tipos de bomba son de desplazamiento positivo, siendo un émbolo o

una membrana quienes con un movimiento de vaivén inyectan la solución.

En las accionadas eléctricamente, figura 6.9, el caudal inyectado se regula,

normalmente, variando el recorrido del elemento impulsor y con ello el volumen

inyectado en cada ciclo (ida y vuelta).

Las accionadas hidráulicamente, figura 6.10, extraen la energía para su

funcionamiento de la red, que debe tener un valor mínimo dependiente del

modelo, figura 6.11. Además su funcionamiento se verá afectado por las posibles

fluctuaciones de presión.

Su regulación, figura 6.12, se consigue variando la velocidad del émbolo con

mayor o menor caudal de entrada, en definitiva modificando el número de ciclos

por unidad de tiempo. La variación de caudal inyectado no es tan rápida y exacta

como en las bombas de inyección eléctricas.

Para aprovechar mejor el volumen del depósito con la solución madre, las palas

del agitador deben lanzar el líquido hacia el fondo, como se indica en las figuras

6.9 y 6.10. En caso contrario se vierte solución al exterior con el depósito lleno. El

número de éstos depende de los productos a aplicar, de que puedan mezclarse o

no y del programa de aplicación.


En la instalación del depósito de solución madre y el agitador es importante tomar

dos precauciones. Por una parte, el depósito debe situarse a una cierta altura

sobre el suelo de manera que pueda instalarse en su fondo una válvula de vaciado

para facilitar las labores de limpieza. En segundo lugar, todo el volumen del

depósito se aprovecha mucho mejor si el agitador gira de una manera que lance la

solución hacia el fondo del depósito.


Si la agitación de la solución madre se realiza con aire, mediante un soplan- te,

aquél debe introducirse, lógicamente, en el fondo.

Tratamiento de las obturaciones

Aun con un filtrado adecuado a las características del agua y del emisor, hay

riesgo de obturación de origen químico y físico debido a precipitaciones y

desarrollo de colonias bacterianas, respectivamente, aparte de que el filtrado

nunca será perfecto.

Estas obturaciones se combaten con dos tipos de tratamientos: preventivos y

curativos. Los primeros tratan de evitar el fenómeno, los segundos eliminarlo

cuando se ha producido. La eliminación de las obstrucciones es difícil, haciéndose

aquí también bueno el dicho más vale prevenir que curar.

Tratamientos preventivos frente a precipitaciones

Los precipitados son fundamentalmente carbonatos, de color blanco, o de hierro,

manganeso y azufre, al oxidarse desde su estado reducido y disuelto.


La precipitación de carbonatos se impide disminuyendo el pH del agua de riego

hasta 5,5 ó 6 acidificando con HNO3.

La prevención de los precipitados de hierro, manganeso y azufre en el interior del

sistema consiste en provocar esa precipitación antes del cabezal y retener los

sólidos generados en el sistema de filtrado o en la aplicación continua de

antioxidantes.

Tratamientos preventivos frente a bacterias y algas

Las aguas superficiales y, en general, las expuestas a la luz solar son un medio

adecuado para el desarrollo de las algas que, a su vez, llegan a ser alimento de

bacterias. Eliminar en lo posible la acción de la luz solar reduce este foco de

obstrucción, complementando con la adición de productos alguicidas.

La acción directa contra las bacterias se consigue con la aplicación de biocidas,

siendo el Cl el más utilizado, en forma gaseosa o como hipoclorito sódico,

inyectándose antes de los filtros de arena.

Tratamientos de limpieza

En cualquier caso, sean necesarios o no los tratamientos preventivos debe

procederse a una limpieza anual de la instalación, preferiblemente al finalizar la

campaña de riego, con objeto de eliminar precipitados, microorganismos y

sedimentos sólidos que atravesaron los filtros.

El tratamiento consiste en mantener llena la instalación durante una hora con agua

a pH 2 mediante la inyección de ácido, normalmente nítrico. Transcurrido este

tiempo se somete la red a la mayor presión posible y se abren los extremos de las

tuberías primarias hasta que el agua salga limpia. Cerrándolas se sigue con el

mismo procedimiento con el resto de tuberías hasta llegar a las de último orden

(laterales).

El caudal a inyectar de ácido depende de su concentración y de las características

del agua, por lo que es necesario proceder a su valoración, consistente en

determinar la concentración de ácido necesaria para obtener un determinado pH.

La figura 6.13 muestra la valoración de un agua con nítrico.

Si la cantidad de ácido en el agua de riego para llevar su pH a 2 es e (gil) y se

utiliza un ácido comercial de concentración C (%, en peso) y densidad p (g/cm); el


caudal q con que debe inyectarse el ácido comercial en el caudal Q (l/h) de la red,

es:

Bibliografía

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Karmeli, D. y otros (1985). Irrigation systems. Design and operation. Oxford

Un¡versity Press. Oxford.


PROGRAMACIÓN DEL RIEGO

Introducción

Se exponen y comentan en este capítulo las bases teóricas y los medios

materiales para fijar el momento del riego y la cantidad de agua a utilizar. Es lo

que habitualmente se expresa como cuándo y cuánto regar y en ello consiste la

programación del riego. 1

La programación puede basarse en la evolución de la humedad del suelo, de

diversos parámetros de planta y/o microclima del medio circundante.

Tradicionalmente, el seguimiento de la humedad del suelo ha sido el método

empleado para programar los riegos. Recientemente, las relaciones suelo-

aguaplanta se contemplan de un modo mucho más dinámico, como un sistema

más unificado en el que todos los procesos son interdependientes y denominado

el continuo suelo-planta-atmósfera. En este continuo, la disponibilidad de agua en

el suelo no sólo es función de éste sino del conjunto suelo-planta-clima.

Los modernos sistemas de riego (localizado de alta frecuencia: goteo,

exudación...) permiten, hoy día, conseguir condiciones de humedad próximas a las

óptimas para la absorción del agua por las raíces, al poder suministrar agua al

medio radicular en la cantidad y frecuencia deseadas, con costes asequibles, lo

que era impensable en sistemas convencionales de riego por gravedad.

El concepto de disponibilidad del agua del suelo ha sido durante años el criterio

básico para la programación del riego. Inicialmente, se admitía que la

disponibilidad del agua para la planta era similar en todo el rango de contenidos de

agua del suelo hasta alcanzar el punto de marchitez; sin embargo, hoy se sabe

que la disponibilidad disminuye con el contenido de agua en el suelo y que las

plantas pueden sufrir estrés hídrico, que afecta a su crecimiento y cosecha, mucho

antes de llegar al punto de marchitez.

Por ello se ha definido el umbral de humedad del suelo, por encima del cual no

hay estrés hídrico para el cultivo mientras que, por debajo, disminuyen crecimiento

y producción. Al inducir estrés hídrico, se reduce la transpiración y, en

consecuencia, la fotosíntesis. Este umbral es el déficit de humedad admisible

(DHA) y es quien determinará la frecuencia y dosis de riego.


Es sabido que el suelo puede retener, como máximo, una determinada cantidad

de agua y acaba de comentarse que la planta necesita que en el suelo haya una

cantidad mínima para poder extraerla sin merma de la cosecha.

El contenido de agua en el suelo agrícola debe estar siempre entre estos valores.

Si el máximo se sobrepasa de una manera permanente habrá que drenar; si por el

contrario no se alcanza el mínimo, hay que regar.

Establecer el momento del riego y la dosis, exige controlar el agua existente a

nivel radicular sin permitir que el contenido descienda por debajo del límite

mínimo. Los métodos más empleados para programar los riegos son tres: método

del balance de agua en el suelo, métodos basados en parámetros del suelo y

métodos basados en parámetros de planta.

Métodos basados en parámetros del suelo.

Uso del tensiómetro para decidir los riegos

La medida del contenido volumétrico de agua en suelo, puede emplearse en

programación de riegos, utilizando sonda de neutrones o mediante el método

gravimétrico (conociendo la densidad aparente del suelo). Pero el primero es muy

caro y complejo de uso y el segundo muy laborioso; su empleo está limitado a

trabajos experimentales. Por otra parte, en riego por goteo la variabilidad espacial

del contenido de agua en el suelo dificulta y limita su empleo.

La evaluación del contenido volumétrico de agua en suelo empleando técnicas de

reflectometría (TDR; time-domain reflectometry) resulta poco operativa y muy cara.

En goteo y sistemas similares, las propiedades físicas del suelo pierden

importancia al perder éste relevancia como almacén de agua y adoptar una

función prevalente de soporte de la planta. La pregunta de ¿cuándo regar? reduce

su importancia en estos sistemas de riego respecto a los convencionales, pues

debe regarse frecuentemente, incluso a diario (o varias veces al día en cultivos

sofisticados sin suelo, ver apartado 7.5.1). La mayor frecuencia implica una mayor

precisión en los procedimientos de medida que en riegos convencionales, para

conseguir una adecuada eficiencia.


En la práctica la medida de la tensión del agua en el suelo (que es igual al valor

absoluto del potencial matricial) es el procedimiento más asequible. El empleo de

bloques de yeso se ha difundido poco, entre otras razones por precisar de una bue

na calibración dependiendo de la composición de la solución del suelo. Los

tensiómetros, en cambio, se han extendido y su uso es hoy normal en los riegos

localizados de alta frecuencia. Un tensiómetro (etimológicamente, medidor de

tensión) mide la presión con que el suelo retiene al agua. Dicha tensión será

mayor cuanto menor sea el contenido de agua en suelo y variará con el tipo de

suelo. La planta, para succionar el agua del suelo, debe vencer esa presión

(tensión del agua del suelo).

Un tensiómetro, figura 7.3, no es más que un tubo lleno de agua cerrado

herméticamente por uno de sus extremos y teniendo en el otro una cápsula de

material cerámico poroso que es la que se pone en contacto con el suelo. Junto al

extremo cerrado se coloca un medidor de presión que normalmente es un

vacuómetro, para medir presiones inferiores a la atmosférica (depresiones). Esta

cápsula porosa permite que la succión del suelo se transmita al agua del

tensiómetro y la depresión es leída por el vacuómetro. La medida del vacuómetro

se da en centibar (1 cbar 0,10 m de columna de agua) y su escala está graduada

de O a 100. Una lectura cero indica que el suelo no ejerce ninguna succión sobre

el agua por lo que estará saturado o sobresaturado.

Realmente el vacuómetro no llegará a marcar nunca 100 pues alrededor de unos

80 cbar como máximo (en suelos de textura gruesa el límite es aún menor y

además siempre disminuye con la altitud), al estar el tensiómetro herméticamente

cerrado por su extremo superior cuando su depresión interior alcanza este límite

comienza a entrar aire desde el suelo, desapareciendo la continuidad entre el

agua del suelo y la del tubo, siendo erróneas las lecturas. La presión acusada por

el manómetro aumenta y por tanto disminuye la lectura.

En tensiómetros de gran longitud deberá introducirse una corrección que tenga en

cuenta la presión transmitida por la columna de agua.

Para tener un buen índice del contenido de agua en el suelo a través de las

lecturas del tensiómetro, es necesario seguir unas normas en su instalación y

manejo.


. Normas de instalación

Las normas de instalación vienen con el tensiómetro que se compra; pero

conviene recalcar algunas que son fundamentales:

a) Previo a su instalación debe llenarse con agua hervida, para eliminar la mayor

cantidad de aire posible, y mantener la cápsula sumergida en el mismo líquido

unas 12 horas para conseguir la saturación de la cerámica. Una vez en el campo

habrá probablemente que rellenarlo. Puede ser aconsejable añadir al agua de

relleno algún fungicida y bactericida para preservar la permeabilidad de la cápsula

porosa.

b) Para la realización del agujero en el suelo, algún fabricante ofrece un punzón

provisto de martillo dirigido que se introduce en el suelo por percusión. Este

dispositivo no es aconsejable por dos motivos: produce una compactación del

suelo alterando su estructura junto a la cerámica y, además, es de difícil manejo

dadas sus dimensiones y peso. Es más seguro preparar el agujero de la siguiente

manera:

Si el suelo es de textura gruesa, el tensiómetro se introduce empujándolo

directamente hasta la profundidad deseada. Si la textura es otra o la longitud del

tensiómetro puede poner en peligro su integridad, se perfora el agujero con una

barrena del mismo diámetro o ligeramente inferior. Por si el suelo fuera gravoso y,

en general, para evitar un mal contacto suelo-cerámica, una vez hecha la

perforación puede introducirse una mezcla de agua y suelo en una altura de unos

10 cm sobre el fondo del agujero. Tras introducir el tensiómetro debe sellarse bien

junto a la superficie para evitar la entrada directa de agua.


c) El suelo alrededor del tensiómetro debe mantenerse en condiciones normales,

evitando pisar en su proximidad para no producir compactaciones que alteren la

velocidad de infiltración y faciliten el almacenamiento en superficie. Ello es grave

en tensiómetros instalados a poca profundidad.

d) El número y situación de los tensiómetros depende del cultivo, del suelo y del

método de riego. Para cada cultivo hay que instalar, al menos, un tensiómetro. Si

la textura, estructura y profundidad son variables, se requiere un instrumento por

cada una de estas variables.

e) En riego por goteo, los tensiómetros deben colocarse cerca del gotero (de 10 a

40 cm, según el tipo de suelo y a dos profundidades, dependiendo de la geometría

del bulbo húmedo y de la profundidad de enraizamiento (10 a 20 cm y 30 a 50 cm

de profundidad en hortalizas). Si se desea conocer el movimiento del agua en

profundidad con detalle, habrá que colocar otro tensiómetro más profundo. La

disposición de goteros debe determinar dónde colocar los tensiómetros.

Los valores óptimos de tensión matricial variarán para cada cultivo según el tipo

de suelo, sistema de riego, manejo, etc.

La notable influencia de la disponibilidad hídrica en la calidad de los frutos (cuyo

contenido en agua supera del 90 % al 95 %, en la mayoría de las especies) resalta

la importancia de una frecuencia de riego idónea.

La decisión final en este aspecto debe tomarse teniendo en cuenta que la zona

donde se colocan los tensiómetros sea representativa de las condiciones

climáticas medias del invernadero que son las que determinan la ETc.

f) Los tensiómetros son especialmente adecuados para suelos de textura gruesa y

media y cultivos que exigen altos niveles de humedad.

Normas de manejo

a) La lectura del tensiómetro debe tomarse a primera hora de la mañana, aunque

es mejor en la madrugada puesto que entonces la extracción de agua por la planta

es muy pequeña.

b) Con el tiempo pueden aparecer burbujas de aire. Lo más probable es que

provengan del suelo a través de la cápsula, por lo que el tensiómetro debe

extraerse y restaurarse. Si la entrada de aire se produce con lecturas de hasta 30

cbar, normalmente será debido a un mal contacto suelo c) Los tensiómetros


profundos indicarán el estado del agua en el suelo, precisamente donde se extrae

menos; pero es importante mantener estas zonas con niveles de humedad

suficientemente altos para que los nutrientes puedan ser extraídos. Por otra parte

estos tensiómetros indican si ha habido una adecuada penetración del agua

después del riego.

d) Debe tenerse en cuenta, por último, que los suelos no pasan de saturación a

capacidad de campo inmediatamente tras el riego, por lo que los tensiómetros

más profundos no indicarán aumento de humedad hasta un cierto tiempo después

del riego.

e) Debido a las sales en la solución del suelo, los poros de la cápsula se van

obstruyendo lentamente por precipitación de aquéllas. Mientras que la obstrucción

no es total la presión se seguirá transmitiendo, aunque los tiempos de respuesta

irán aumentando. Habrá casos en que será necesario cambiar el tensiómetro o

sólo la cápsula, si es posible.

La interpretación de las lecturas del tensiómetro, según el Servicio de

Conservación de Suelos de Estados Unidos, se ofrece en la tabla 7.6. Sin

embargo, en cultivos de hortalizas en invernadero, los umbrales para el riego por

goteo son inferiores a los que en ella se indican, dependiendo del tipo de suelo (10

a 30 cbares).


Métodos basados en parámetros de planta

La medida del potencial hídrico de la hoja ha sido empleado como indicador de la

frecuencia en riegos de superficie. En riego localizado de alta frecuencia su

empleo, que es además complejo y costoso (exige el uso de la bomba de presión),

no parece de interés en los rangos de potencial propios de este riego.

Otros métodos sofisticados, basados en medidas del flujo de savia, diámetros de

tallo u otros órganos de la planta, etc., están hoy limitados a trabajos

experimentales.

La temperatura del cultivo, que aumenta con su déficit hídrico, puede hoy medirse

con sensores de radiación infrarroja. Ello ha llevado al empleo del método del

CWSI (Crop water stress index, o índice de estrés hídrico en planta), que se basa

en la temperatura del cultivo (corregida en función, también, de otras variables

climáticas) para fijar la frecuencia del riego. Su empleo está en fase de

experimentación.

Otras consideraciones

Los cultivos sin suelo

En cultivos en sustrato (o sin suelo) la frecuencia de riego es de varias veces al

día, fraccionando las necesidades diarias en función de la demanda evaporativa y

de las características del substrato (retención de agua, porosidad...). En una

primera aproximación, la evolución de la radiación solar (que determina la

demanda evaporativa) a lo largo del día, es empleada para programar los riegos.


Existen diversos automatismos para fijar el momento de riego y la cantidad de

agua a aportar. Unos están basados en mantener un mínimo nivel de agua en el

substrato empleado, por ejemplo, electrodos para arrancar el riego o tensiómetros

adecuados al rango de medidas de tensión propias de los substratos (inferiores a

las convencionales); mientras que otros emplean una balanza (sobre la que están

colocadas varias plantas representativas) para reponer el agua evapotranspirada.

El método más simple es programar la frecuencia y el tiempo (o volumen) de

riego. Las conductividades Y PH del agua de riego y de drenaje se emplean para

ajustar la dosis y frecuencia, así como el volumen del agua de drenaje.

En los cultivos sin suelo del área mediterránea el empleo de sistemas cerrados

(que reemplean la solución, recirculándola) está limitado a trabajos de

experimentación, en la actualidad.

Eficiencia de uso del agua

La creciente escasez del agua de riego resalta el interés de optimizar su empleo

mediante riegos adecuados (que disminuyan el déficit hídrico a nivel radicular) y

eficientes (que maximicen la fracción del agua aplicada que queda almacenada en

el perfil del suelo enraizado y es utilizable con posterioridad por el cultivo) para

obtener las máximas producciones. El cambio de sistemas de riego

convencionales a sistemas de goteo debería suponer un notable incremento de la

eficiencia en el uso del agua. Un riego eficiente implicará una fertinigación

eficiente, de interés no sólo desde el punto de vista económico, sino también por

limitar el impacto ambiental por lixiviación de nutrientes. Es necesario mantener

una buena uniformidad de riego, lo que exigirá un adecuado diseño y manejo de

los sistemas de riego localizado.

Las limitadas disponibilidades de agua han impulsado en las últimas décadas el

desarrollo de riegos deficitarios, especialmente en cultivos leñosos y con sistemas

de riego localizado de alta frecuencia. La reducción del consumo de agua, al

limitar los aportes (respecto a los óptimos) en los momentos no críticos del ciclo,

ha resultado económicamente de interés en algunos cultivos.


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FERTIRRIGACIÓN DE FRUTALES

Fertirrigación de cítricos

En España se cultivan unas 300.000 ha de cítricos, prácticamente todas bajo

regadío, y de las cuales cerca del 67 % radica en la Comunidad Valenciana.

A pesar de la intensa selección genética realizada para adaptar los patrones y

variedades a las zonas áridas y semiáridas, los cítricos todavía conservan una

serie de características derivadas de su origen que hacen que el riego sea la

práctica de cultivo más importante para obtener producciones y calidad adecuadas

en la mayoría de las zonas citrícolas. Dichas características se pueden resumir en

una fuerte competencia entre el crecimiento vegetativo y el fructificativo y en una

gran área foliar acompañada, sin embargo, de un sistema radical relativamente

poco profundo y desarrollado.

Las hojas de los cítricos tienen los estomas en su parte inferior (el envés) con una

densidad que varía entre los 300-900 estomas/mm2. Los estomas tienden a evitar

las pérdidas excesivas de agua y a cerrarse cuando aumenta la diferencia de

humedad (o más correctamente de presión de vapor) entre la hoja y el aire. Esta

es una de las razones de que los cítricos sean capaces de altas producciones con

igual o menos agua que otras especies frutales.

Los principales métodos de riego utilizados en las plantaciones de cítricos son el

riego a manta en tablares (o amelgas), los riegos localizados (fundamentalmente

goteo seguido de microaspersión y exudación) y en menor medida el riego por

aspersión.

Relación agua-suelo-planta

El objetivo del riego es mantener el suelo en unas condiciones adecuadas de

humedad para que la planta pueda absorber el agua que necesita para la

transpiración y mantener un grado suficiente de humedad en sus tejidos. El grado

de hidratación de la planta viene determinado por el balance entre las pérdidas de

agua por las hojas, mediante la transpiración, y la absorción del agua por las

raíces.

El flujo de agua se produce porque al evaporarse el agua en las hojas se crea en

las mismas una tensión (presión negativa) que "tira" de la columna líquida que va


sin interrupción desde la hoja hasta el suelo a través de todo el sistema de

conductos o xilema de la planta. El agua, en el sistema suelo-planta está sometida

a tensión, al contrario que en una tubería de riego, y se mueve desde los puntos

de menos tensión hacia los de más tensión. Así, al disminuir la humedad del suelo

la tensión del agua en el mismo aumenta y, por tanto, para que la transpiración no

disminuya hace falta que la tensión del agua en las hojas aumente también. Si

esta tensión es excesiva, los estomas tienden a cerrarse y esto perjudica el

funcionamiento normal de las hojas.

A fin de que el riego mantenga el suelo y la planta en un grado adecuado de

humedad que permita una producción y calidad de la cosecha adecuadas hace

falta información sobre la evapotranspiración, dosis y frecuencia de riego, relación

déficit hídrico/producción y calidad de la fruta y finalmente la salinidad del

suelo/tolerancia por el cultivo.

Necesidades de agua

Los cítricos son plantas perennes y por tanto transpiran durante todo el año. La

cantidad de agua que las plantas necesitan para su adecuado crecimiento y

producción es la suma de la evaporación de agua del suelo y de la transpiración

por las hojas, o evapotranspiración del cultivo (ETa).

La evapotranspiración depende fundamentalmente de dos grupos de factores: los

climáticos (temperatura y humedad del aire, radiación solar y viento) y los

derivados de la planta (área foliar o fracción de suelo sombreado por el cultivo y

características aerodinámicas y de regulación estomática de dicha área foliar).

La influencia del clima es compleja y se ha intentado resumir en fórmulas

empíricas más o menos simplificadas que, utilizando datos tales como

temperatura y humedad de aire, radiación solar y viento, predicen la demanda

evaporativa potencial o de referencia, ET0 (o necesidades de agua de un cultivo

de referencia que suele ser una pradera de gramíneas de 8-15 cm de altura sin

déficit de agua).

Las necesidades reales del cultivo, ETC, están relacionadas mediante un factor

corrector denominado coeficiente de cultivo, K, de tal forma que ET = EI X ET0

(ver apartado 7.2.2.1 del capítulo 7).

La FAO (Doorenbos y Pruitt, 1977) recopiló los datos existentes en una amplia

gama de climas y cultivos y calibró los métodos más usuales de predicción de


ET0. En la actualidad (Allen et al., 1998) se propone como método estándar de

cálculo de la ET0 la formulación de Penman-Monteith, que requiere datos

climáticos completos (temperatura y humedad del aire, radiación solar y viento).

En la Comunidad Valenciana, así como en otras, se han establecido en los últimos

años redes de estaciones meteorológicas automatizadas con las que se realiza el

cálculo de la ET0 y en distintas comunidades la información está disponible a

través de internet (http://www.ivia.es/estacion en la C. Valenciana).

Cuando no se dispone de estaciones meteorológicas próximas y representativas

de la finca se recomienda el uso del evaporímetro o cubeta clase A (apartado

7.2.2.1). El IVIA en colaboración con el Servicio Metereológico de Levante inició

en 1988 el establecimiento de una red de evaporímetros en la C. Valenciana, que

en la actualidad está complementada con la red de estaciones meteorológicas

automatizadas a cargo del Servicio de Tecnología del Riego (STR). En la tabla

A3.72 se indican los valores medios de E. disponibles en algunas zonas.


El único método directo de medida de la ET es el de los lisímetros, en el que el

agua consumida por un árbol plantado en el campo dentro de un gran recipiente

se mide por pesada. Hacia finales de 1989 se instaló un lisímetro de pesada

grande (4 X 4 X 1,5 m) en la finca del IVIA en Moncada, al cual se trasplantó un

árbol de cuatro años de edad y con el que se han obtenido valores de ET y K de

mandarinos regados por goteo desde 1991 (Castel, 1991 y 1997).

Para naranjos adultos Salustiana y Washington Navel regados por inundación, con

prácticas de cultivo habituales de !a zona costera de Valencia, se determinó la ET

por balance de agua en el suelo con sonda de neutrones y se calcularon los

valores de K (Castel et al., 1987), cuya validez para riego localizado se comprobó

en Salustiana (Castel y Buj, 1993) y Washington Nave! (Buj etal. 1990). Dichos

valores de K (tabla A3.73) son de un 10 a un 20% inferiores a los propuestos por

FAO. Estos valores representan una ET mensual máxima de unos 3,1 mmldía en

los meses de julio-agosto y una media anual de 700-800 mm/año.


En Sevilla, Martín Aranda y Muriel (1973) citaron un consumo de agua (riego +

lluvia) de 946 mm/año en una plantación de naranjo amargo variedad sevillano

con alta producción. Los aportes recibidos en el período de abril a octubre

representaron aproximadamente el 56 % de la evaporación de cubeta clase A.

Para limoneros en la zona de Santomera (Murcia), León et al. (1982) estimaron

una ET media anual de 850 mm.

El otro factor importante que determina Kc es el área foliar de los árboles, la cual

se expresa de forma simplificada mediante el % de área sombreada, PAS

(cociente entre el área que sombrea el árbol a mediodía solar y el marco de

plantación). En la figura A3.120 se presenta la relación encontrada entre estos

parámetros para los cítricos (Castel, 2001).


Las necesidades de agua de cítricos adultos son a efectos prácticos las mismas

con independencia del método de riego, pero suelen ser diferentes en el caso de

plantaciones jóvenes en sus primeras fases de desarrollo cuando el área

sombreada por el cultivo es pequeña. En este caso la evaporación del suelo, E5,

puede ser una parte importante del agua total evapotranspirada y en comparación

a un método de riego que moje toda o casi toda la superficie (inundación,

aspersión) el riego localizado puede producir un ahorro de agua por reducción de

la E5. Algunos autores (Dasberg y Bresler, 1985) estiman que este ahorro puede

llegar al 20-40 % para huertos de frutales. Así, en Clementina de Nules en suelo

franco-arcillo-arenoso, regada por goteo, se encontró (Castel, 2001) que la E5

representaba casi un 40 % de la ET en los primeros años de la plantación y que su

contribución al total disminuía conforme crecían los árboles (tabla A3.74). La

evaporación del suelo se ajustó bien al PAS mediante la ecuación: E = F . ET0

(exp_0021'As) [1], donde F, es la fracción de suelo mojada por el riego (en nuestro

caso, con 4-6 goteros por planta, era de unos 2,5 m2 o 13 % del marco de

plantación). Durante períodos de lluvia toda la superficie del suelo se moja y por

ello Fw=1.


Dosis de riego

Un buen manejo del riego permite optimizar en lo posible la eficiencia de las

aplicaciones, entendiendo por tal la fracción del agua aplicada que es consumida

por el cultivo como ETC. Para ello es preciso minimizar las pérdidas por

escorrentía y sobre todo por percolación profunda. Esto se puede conseguir

utilizando caudales y tiempos de riego adecuados a las características de

infiltración del suelo y con una buena nivelación en los riegos a manta o evitando

las obturaciones y descompensaciones de presión mediante un adecuado

mantenimiento de las instalaciones en los riegos localizados. No obstante, en la

mayoría de los casos siempre hay alguna falta de uniformidad en el riego (que se

suele expresar mediante la eficiencia de aplicación, Ea), que unida a la necesidad

de lavar las sales que el agua aporta al suelo hacen que la dosis real o bruta de

riego (Rb) deba ser la ET aumentada en una fracción proporcional a la Ea o a las

necesidades de lavado, LR, en caso de salinidad elevada del agua. Es decir, Rb =

(ETa - Pe)/Ea (1 - LR) [21 (ver apartado 7.2.3 del capítulo 7).

En términos generales, para instalaciones de riego localizado bien mantenidas y

agua de riego "no salina", el aumento que representa el denominador se puede

cifrar en un 15-20 % (tabla A3.75).

Sin embargo, los datos de eficiencia del riego a manta obtenidos en huertos

adultos de cítricos en la Comunidad Valenciana (Castel et al., 1987) indicaron

valores del 50 al 80 % con media del 65 %. Análogamente, en el caso de riegos

localizados, los valores de eficiencia de aplicación medidos en plantaciones

representativas de cítricos (Castel, 1985) fueron de 60-75 %, muy por debajo de

los valores máximos alcanzables con un buen mantenimiento de las instalaciones.

En el numerador de la ecuación [21 la ET viene minorada por la aportación real de

la lluvia o precipitación efectiva, Pe. Esta depende de multitud de parámetros

(características de la lluvia: intensidad, duración, frecuencia; del suelo: capacidad

de retención, infiltración, pendiente, contenido de humedad previo a la lluvia, etc.),

por lo que las estimaciones suelen ser bastante imprecisas, como ya se comentó

en el apartado 7.2.2.2 del capítulo 7. A título orientativo para riego localizado el

STR en la C. Valenciana considera útiles sólo las lluvias superiores a 3 mm y de

ellas que sólo el 25 % es efectivo en verano, mientras que durante el resto del año

la precipitación efectiva puede alcanzar el 75-80 % de la lluvia caída.


En la zona de Levante, en años de pluviometría normal, la lluvia aporta

aproximadamente el consumo de agua de los cítricos desde octubre a mediados

de marzo, por tanto las necesidades netas de agua (ETa - Pe) para la temporada

habitualmente seca (finales de marzo a septiembre) serían de unos 450-550 mm,

que para una eficiencia del 65 % en riego a manta representa una dosis de riego

bruta de 7.000 a 8.500 m3lha/año. Estos valores son comparables con los

medidos en el riego por tablares de cítricos adultos (Castel et al., 1987) que

oscilaron entre 5.600 y 8.900 m3lha/año. En caso de riego localizado, asumiendo

una buena uniformidad (eficiencia de aplicación del 85 %) la dosis bruta necesaria

sería de 5.300-6.400 m3/ha/año.


Frecuencia de riego

Los cítricos no responden directamente al método de riego ni a su frecuencia, sino

al régimen de humedad (potencial o tensión de agua) en el suelo a que son

realmente sometidos. Dicho régimen es función del manejo del riego (frecuencia,

dosis y uniformidad), de las características del suelo (capacidad de retención y

profundidad), de la demanda evaporativa y de la salinidad del agua de riego.

La tensión de agua en el suelo a la que se recomienda regar los cítricos oscila

entre 60-100 cbar, en el riego por inundación, y entre 20-30 cbar en los riegos

localizados. En el primer caso, los tensiómetros se deben instalar en la zona de la

periferia del árbol, a unos 50-60 cm de profundidad, mientras que en los riegos

localizados la instalación adecuada es en el bulbo de humedad y a una

profundidad algo menor (30-40 cm).

Los riegos localizados, sobre todo si están automatizados, permiten altas

frecuencias de riego sin casi incremento de costos. En la mayoría de los

experimentos de riego localizado realizados con cítricos y otros cultivos en

diversos tipos de suelo no se encontraron diferencias entre regar diariamente,

cada 2-3 días o incluso en suelos más retentivos regando cada semana. Por ello,

la frecuencia de riego deja de ser un parámetro clave en los riegos localizados y

se puede decir que son riegos diarios o todo lo más semanales. No obstante,

cuanto menores sean la capacidad de retención de agua del suelo (suelos muy

arenosos o pedregosos), la profundidad del suelo, el volumen mojado y mayores

la demanda evaporativa o la salinidad del agua, tanto más importante pasa a ser

la frecuencia de riego para obtener una producción y calidad adecuadas. Los

resultados obtenidos en pomelos adultos en Israel (tabla A3.76) ilustran este

punto. Se observa que la frecuencia de riego por goteo (cada 7 frente a cada 3

días) no tuvo efecto negativo sobre la producción cuando el volumen del suelo

mojado era del 40 %, pero mojando sólo el 30 % hubo una reducción próxima al 8

% al regar cada 7 frente a 3 días (ambos con el 100 % de la dosis requerida) o al

regar con sólo el 80 % frente al 100 % (ambos cada 3 días).


Así pues, cuanto menor es el volumen de suelo mojado la falta de agua por

causas diversas (roturas del sistema, obturaciones, aplicación de menos agua de

la necesaria) conduce más rápidamente a las plantas a situaciones de déficit. En

el otro extremo, en suelos con problemas de aireación puede ser más conveniente

regar cada varios días en lugar de diariamente con el fin de evitar problemas de

asfixia radicular.

La frecuencia de riego no tiene por qué ser constante a lo largo de todo el año. A

fin de mantener las dimensiones de los bulbos y la profundidad mojada lo más

constantes posibles es preferible variar la frecuencia de riego conforme va

variando la ET a lo largo del año que variar la duración del riego.

Crecimiento y producción de los cítricos en relación con los déficits hídricos

Los déficits hídricos en las plantas se producen principalmente por dos razones: 1)

porque el contenido de agua en el suelo es bajo, y 2) porque la demanda

evaporativa del aire es alta (aire seco y temperatura elevada), como ocurre en las

épocas de poniente. En algunas ocasiones se pueden presentar déficits hídricos

debido a condiciones en el sistema radical tales como falta de aireación (suelos

muy arcillosos con mal drenaje), baja temperatura y enfermedades (tristeza,

psoriasis, etc.) que reducen su conductividad hidráulica. También pueden

presentarse déficits hídricos cuando el agua de riego tiene un contenido excesivo

en sales.


El efecto de los déficits hídricos sobre la cosecha suele ser mayor en

determinados períodos que se denominan "críticos". En general, el período de

máxima sensibilidad es el de floración y cuajado de los frutos, seguido del que

comprende las fases de crecimiento inicial de los frutos hasta la caída de junio. El

período de maduración de los frutos suele ser el menos sensible. Esto se ha

puesto de manifiesto en experimentos en distintas zonas citrícolas, tales como

Arizona en naranjos Valencia (Hilgeman, 1977) y Valencia en Clementina de Nules

(Ginestar y Castel, 1996), donde se estudió el efecto de la supresión total del riego

por goteo en distintos períodos fenológicos (tabla A3.77).

De forma similar, en Arizona, en un suelo franco arenoso profundo, se estudió

durante 20 años el efecto del estrés hídrico producido por distintos manejos del

riego por surcos en la producción, calidad y crecimiento de naranjos Valencia. Los

resultados (Hilgeman, 1977) mostraron que un período de estrés en las épocas de

floración y cuajado produjeron una importante reducción de cosecha por

disminución del número de frutos por árbol, no siendo afectado el tamaño de los


que quedaron. Cuando el estrés ocurrió en agosto sólo o en agosto y octubre,

meses en que tienen lugar las fases de mayor crecimiento y maduración,

respectivamente, se produjo una reducción del tamaño de los frutos en todos los

años estudiados. El número de frutos, sin embargo, no fue consistentemente

afectado. El estrés sólo en octubre (últimas fases de maduración) no afectó

significativamente ni al número ni al tamaño de los frutos. En el conjunto de los 20

años (tablaA3.78) el riego más infrecuente durante todo el año (tratamiento C)

redujo un 30 % la producción, afectando también al desarrollo de las raíces y de la

copa. Sin embargo, regando frecuentemente de marzo a julio (floración, cuajado y

crecimiento rápido de los frutos) y más infrecuentemente en adelante (tratamiento

E) produjo árboles de copa más pequeña pero con igual producción que los más

regados. Otro efecto del estrés hídrico, que ha sido también observado en muchos

otros experimentos de riego (Kriedemann y Barrs, 1981), fue el aumento de los

sólidos solubles totales, fundamentalmente azúcares (tabla A3.78).

En las condiciones climáticas de Valencia se estudió el efecto de diferentes

tratamientos de riego por goteo, durante siete años, sobre la producción y calidad

de la fruta de árboles adultos de Salustiana (Castel y Buj, 1993). Los principales

resultados promediados a los siete años del estudio (tabla A3.79) fueron:


1) Cuando se aplicó a lo largo de todo el año un 20 % menos agua que las

necesidades (20-T), hubo una reducción en la producción del 8 %. Cuando

se aplicó un 40 % menos que las necesidades (40-T), la producción

disminuyó un 22 %.

2) Cuando en el período de abril a finales de junio el agua aplicada fue un 40

% menos de las necesidades y el resto del año se regó sin limitación (40-

P), la disminución de producción fue del 8 %. Cuando ese mismo déficit de

agua se aplicó en los meses de septiembre a marzo (40-0), entonces la

producción disminuyó sólo un 4 %.

3) En la mayoría de los años, los tratamientos de riego deficitario disminuyeron

el peso medio del fruto en comparación a los de los árboles bien regados, y

apenas afectaron el número de frutos por árbol.

4) El riego deficitario durante todo el año (40-T) produjo un aumento de los

azúcares del fruto tanto mayor cuando mayor fue el déficit hídrico. Este efecto

no se observó cuando los déficits ocurrieron sólo durante el período de

floración-cuajado o durante el período de maduración.


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FERTIRRIGACIÓN RACIONAL DE CÍTRICOS

Introducción

En España existen unas 300.000 ha dedicadas al cultivo de cítricos. De ellas unas

200.000 disponen de riego localizado. Es lógico pensar que la aplicación de

fertilizantes ha de hacerse disueltos en el agua de riego. Como ya se ha indicado

dicha aplicación requiere una tecnología basada en los conceptos que se han

expuesto para frutales en general.

La optimización del volumen de agua y la programación de riegos ha sido

estudiada por diversos especialistas y se dispone de datos que nos permiten

evaluar las necesidades hídricas con bastante exactitud. Sin embargo, las

normativas de la aplicación de fertilizantes han sido muy poco estudiadas, incluso

es difícil conseguir información en la bibliografía de investigadores españoles.

Afortunadamente disponemos de un considerable número de datos sobre la

nutrición de los cítricos que puede servir de base para la puesta a punto de una

tecnología como la que exponemos en el presente capítulo, basada

fundamentalmente en los trabajos del equipo de Nutrición del Dto. de Citricultura y

otros Frutales del IVIA.

El objetivo del abonado es incrementar la fertilidad natural del suelo con el fin de

obtener un aumento del rendimiento de la producción y una mejora de la calidad

del fruto.

Por tanto, el conocimiento de las necesidades nutritivas anuales de las plantas

para el crecimiento y el desarrollo de nuevos órganos, así como los momentos en

que se producen éstas, es esencial para efectuar un abonado racional.

El desarrollo vegetativo y las cosechas extraen los principios nutritivos contenidos

en el suelo y ocasionan una disminución considerable de su fertilidad. Con el

abonado se trata de restituir al suelo, al menos en parte, las extracciones de

elementos que se realizan anualmente. Para ello se ha de tener en cuenta que el

aporte de nutrientes siempre sea superior a este consumo anual de las plantas, ya

que al aplicar los fertilizantes se origina un porcentaje de pérdidas por causas

diversas . Entre otras podemos citar: la fijación transitoria de los nutrientes en los

coloides del suelo, cuyo aprovechamiento depende de las reacciones de

intercambio iónico y precipitaciones de casi nulo aprovechamiento, además de los

antagonismos que reducen la eficacia de la absorción de nutrientes incluso


estando éstos en forma soluble en la disolución del suelo. Estos aspectos de la

química del suelo,

junto con otros como la destrucción de quelatos por competencia entre iones o por

el pH del suelo, aconsejan estudiar durante el abonado, sobre todo por

fertirrigación, las reacciones de interacción entre las disoluciones fertilizantes y el

suelo.

Por otra parte, los suelos en muchos casos contienen los elementos que las

plantas necesitan en cantidad suficiente para abastecerlas durante mucho tiempo.

Sin embargo, a veces éstos no se encuentran en forma asimilable.

Para planificar la fertilización es conveniente, por tanto, disponer del análisis de

suelo, a fin de evaluar la riqueza en elementos asimilables y conocer aquellas

características que pueden ser desfavorables o limitantes para el desarrollo del

cultivo, así como para estudiar las interacciones antes citadas. También es muy

conveniente disponer del análisis del agua de riego, con objeto de conocer el

contenido en elementos nutritivos, así como la presencia de iones tóxicos para la

planta. Por último, el conocimiento del estado nutritivo de la plantación por medio

del análisis foliar es otra información que se precisa para realizar una buena

planificación de la fertilización.

Cálculo de las dosis anuales de abonado

Para aportar una dosis razonable de abono a una plantación de cítricos hemos de

considerar, en primer lugar, la cantidad de nutrientes que consume el cultivo

anualmente y, por otro lado, la eficiencia o proporción de elementos que

aprovecha el arbolado cuando se aplican los fertilizantes. La gran ventaja del

método de fertirrigación es que, por el sistema muy fraccionado de dosificación de

fertilizantes durante el ciclo de cultivo, las cantidades que se aplican de nutrientes

no son estimadas sino reales en función de la demanda del cultivo. Estas

cantidades se obtienen en función de los volúmenes reales de riego y las

concentraciones de las disoluciones fertilizantes.


Necesidades nutritivas anuales

Las necesidades nutritivas se definen como la cantidad de elementos nutritivos

consumidos por la planta durante un ciclo vegetativo anual. En la determinación de

éstas se incluye el consumo en el desarrollo de nuevos órganos (vegetativos y

reproductivos) y en el crecimiento de los órganos viejos permanentes.

A efectos de considerar los órganos viejos que participan en el balance global de

exportación de nutrientes a órganos en crecimiento y la recuperación posterior de

los elementos exportados a partir de los fertilizantes aplicados, se distinguirá entre

hojas viejas y órganos viejos permanentes (troncos, ramas y raíces). Estos últimos

exportan, durante la brotación-floración de primavera, una proporción muy

considerable de su contenido en nutrientes móviles y, en condiciones favorables

para la absorción, pueden recuperar del medio su nivel inicial en nutrientes; por

ello estos órganos no se tendrán en cuenta en este balance. Sin embargo, las

hojas de ciclos anteriores (hojas viejas) sí se deben considerar como fuente de

nutrientes, ya que al principio del ciclo vegetativo retranslocan, hacia los nuevos

órganos, una proporción muy considerable de su contenido en elementos móviles

y, cuando las condiciones del medio y de la planta les permiten recuperar parte de

los elementos exportados, una parte de estas hojas ya se ha desprendido del

árbol.

Por otro lado, el proceso de floración-fructificación consume una cantidad

importante de nutrientes. De ésta, una parte es extraída por la cosecha y el resto

es restituido al suelo, con la caída de botones florales, pétalos y frutos pequeños.

Parte de los elementos contenidos en estos órganos y en las hojas viejas

desprendidas pueden ser reabsorbidos por la planta a medio y largo plazo.

Los valores del consumo anual de nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), magnesio

(Mg) y hierro (Fe) por plantas de cítricos de diferentes edades se exponen en la

tabla A3.82. Asimismo, se muestran que parte de estos nutrientes son aportados

por las reservas contenidas en las hojas viejas. Con respecto al hierro, dada su

escasa movilidad en la planta, su translocación desde las hojas viejas hacia los

nuevos órganos en desarrollo puede considerarse inapreciable. Las diferencias

entre ambos valores constituyen las necesidades anuales netas de estos

elementos.


Determinación de las dosis anuales

Partiendo de los datos expuestos en la tabla A3.82 y aplicando un incremento de

nutrientes en función de la eficiencia media de los fertilizantes más utilizados en

riego a goteo, se obtienen las recomendaciones de abonado en función de la edad

de la plantación, del diámetro de copa y de la densidad de plantación. Las dosis

por árbol se establecen, preferentemente, de acuerdo con el diámetro de copa, ya

que el porte del arbolado en relación con la edad puede variar considerablemente

según el vigor de la combinación variedad/patrón y de las condiciones de cultivo.

En el momento que los árboles alcanzan el diámetro de copa que les permite su

marco se aplicará la dosis máxima. Esta se continuará suministrando con

independencia de la edad de la plantación.

La dosis de abonado en riego a goteo se calcula del modo siguiente:

Dosis anual = Necesidades anuales netas (tabla A3.82) X F1 X F2

Siendo:

F1=100/Porcentaje eficiencia en la utilización de los fertilizantes en riego a goteo.

F2 Factor de conversión de elementos nutritivos en unidades fertilizantes.

En las tablas A3.83 a A3.85 se presentan las dosis recomendadas de N, P205 y

K2O. Para la obtención de las dosis de MgO (tabla A3.86), además del consumo

anual y la eficiencia del uso de los fertilizantes, se ha tenido en cuenta que la

relación K/Mg (expresados en meq/100 g suelo) en el bulbo debe mantenerse en

un rango óptimo del 0,16 al 0,35 (Legaz y col., 1997). Para no afectar este

equilibrio catiónico del suelo se ha considerado que ambos fertilizantes se deberán

aplicar en una relación, expresada en meq, aproximadamente igual al límite

superior del rango (0,35).


En la tabla A3.87 se exponen las dosis de hierro (Fe) equivalentes a las

necesidades anuales (tabla A3.82). La mayor parte de los suelos contienen

cantidades considerables de hierro suficientes para atender las necesidades de

los cultivos durante muchos años. Sin embargo, los estados deficitarios de hierro

en los cítricos son, en la mayor parte de los casos, inducidos por las condiciones

del suelo que favorecen la transición de los iones de hierro solubles a compuestos

que no pueden ser absorbidos por la raíz. Sólo en los casos en los que el Fe esté

en forma no asimilable por las plantas se deberán aportar las dosis

recomendadas.

Optimización de las dosis recomendadas

En la obtención de las dosis expuestas en las tablas de la A3.83 a la A3.87 se ha

considerado que los niveles foliares son óptimos y la concentración de nitrato en el

agua de riego es inferior a 50 mg/l. Por tanto, con el fin de corregir, por exceso o

defecto, las cantidades indicadas en las tablas A3.83 a A3.87, es muy conveniente

disponer de la información proporcionada por el análisis foliar, del suelo y del agua

de riego.

Corrección según el análisis foliar

El análisis foliar es el método más adecuado para diagnosticar el estado nutritivo

del arbolado, ya que informa sobre la absorción real de los nutrientes por la planta,

muestra la presencia de estados carenciales o excesivos e indica la existencia de

antagonismos entre nutrientes. Además, permite evaluar las reservas disponibles

de aquellos elementos que son móviles en la planta. Las tablas A3.88 y A3.89

muestran los valores foliares estándar del estado nutritivo de diferentes cítricos

establecido por Legaz y Primo-Millo (1988) y Legaz y col. (1995).

Si las concentraciones foliares de N, P y K (tabla A3.88) no se encuentran en el

rango óptimo, se deberán realizar las correcciones correspondientes con el factor

asignado a cada estado nutritivo del arbolado como se indica en la tabla A3.90.


En el caso del Mg, para concentraciones foliares superiores al óptimo (tabla

A3.88) no se realizará ninguna aportación de abonados magnésicos (tabla A3.90).

Sólo se corregirá para valores foliares bajos o muy bajos del mismo.


En el caso del Fe, para niveles normales, bajos o muy bajos (tabla A3.89), se

aplicarán las cantidades recomendadas en la tabla A3.87, corregidas en función

de los coeficientes expuestos en la tabla A3.90. El resto de microelementos se

aplicaran únicamente vía foliar en los estados nutritivos bajos o muy bajos.

Los factores indicados en la tabla A3.90 se corresponden con los extremos de

cada uno de los rangos foliares; por ello, para valores foliares intermedios se

aplicarán coeficientes proporcionales a ellos.

w Por último, los incrementos o disminuciones de las aportaciones de fertilizantes

son sólo aproximados, ya que valores más exactos sólo pueden conseguirse con

el uso de funciones complejas. Sin embargo, se considera que estas

aproximaciones son suficientes para el cálculo práctico de las necesidades de

fertilización en los cítricos en riego a goteo.

Ejemplo práctico de corrección de la dosis de abonado

En la tabla siguiente se expone el resultado de un análisis foliar de un naranjo

adulto de 12 años y la corrección de las dosis de abono a aportar:


Corrección según el análisis de suelo

El análisis del suelo aporta una valiosa información sobre la disponibilidad de

elementos asimilables por la planta. Aunque con fertirrigación en riego localizado

la fertilidad del suelo pierde, en términos relativos, la importancia que tiene en el

caso de los métodos de abonado tradicional, ya que la fertilización pasa de ser un

complemento de aporte de nutrientes a ser un suministro continuo de éstos. De

todos modos, es conveniente disponer de aquellas características del suelo que

puedan ser desfavorables o limitantes para el desarrollo del cultivo, tales como el

pH, contenido de calcio total y activo, conductividad eléctrica, etc. Como antes se

ha comentado para el proceso de fertirrigación es fundamental conocer las

características del suelo para estudiar las reacciones de interacción con las

disoluciones fertilizantes y, por tanto, adecuar éstas a cada caso.

Corrección según el análisis de agua

Este análisis nos indica el contenido de sales minerales que incorporadas al suelo

pueden actuar como fuente de elementos para la planta. Otro aspecto importante

es su calidad, ya que debe mantenerse un control de la misma, tanto más riguroso

cuanto peor sean las características de ésta. Este control es especialmente

necesario en fertirrigación, ya que pueden producirse insolubilizaciones e

incrustaciones en las tuberías y goteros, y, sobre todo, porque los contenidos de

elementos en el agua influyen en el diseño de las disoluciones fertilizantes.

Disoluciones fertilizantes de partida

Para el estudio de las disoluciones fertilizantes de partida hemos utilizado los

volúmenes de riego mensuales recomendados (Legaz y Primo-Millo, 2000) y las

exportaciones de nutrientes expresadas en kg/ha y mes en función del abonado

máximo anual y los % mensuales exportados por el cultivo. De ambos datos

obtenemos unos valores teóricos mensuales expresados en meq/l de nutrientes.

Hemos agrupado dichas disoluciones de forma que proponemos dos

concentraciones diferentes, una a partir de la brotación-floración de primavera

hasta el final del cuajado del fruto (final de junio), relativamente alta en nitrógeno, y

otra, con un nivel de nitrógeno más bajo y una elevación en la concentración de

potasio, desde el mes de julio coincidiendo con la fructificación y hasta octubre

(inicio del letargo).


En las tablas A3.92 y A3.93 se exponen los volúmenes mensuales de riego con

aportación de fertilizantes y el % de distribución mensual de nutrientes respecto a

la dosis total, según Legaz y Primo-Millo (2000).

En la tabla A3.94 se indican las exportaciones en kg/ha/mes resultantes de los

datos anteriores.


En la tabla A3.95 se indican los cálculos teóricos de disoluciones de partida

expresados en concentraciones mensuales de disoluciones

fertilizantes/mes/nutriente.


Consideramos que para hacer viable la fertirrigación no es necesario utilizar una

disolución fertilizante por mes. Como punto de partida y para después optimizarlas

por el seguimiento correspondiente, podría ser suficiente el empleo de dos

disoluciones, una desde el comienzo de la fertirrigación y la segunda a partir de la

fructificación de la brotación de primavera.

En resumen, y considerando valores medios, se proponen las disoluciones: 6-0,54

meq/1 de N, P205 y K20 a partir del mes de marzo, y 4,5-0,54,5 meq/l a partir de

julio.

Las disoluciones fertilizantes de partida propuestas se deben fraccionar en todos

los riegos. Si no es así, en los riegos con agua exclusivamente estaremos

diluyendo la disolución del suelo y acumulando nutrientes en los acuíferos como

contaminantes. Por otra parte, las aplicaciones con cantidades excesivas de

nutrientes en un reducido número de riegos no permitirán la absorción por la

planta de nutrientes en condiciones idóneas. Esta aplicación fraccionada es

fundamental para conseguir sincronizar las exportaciones del cultivo con las

aplicaciones de nutrientes y, por tanto, aprovechar las ventajas del sistema de

fertirrigación respecto al sistema tradicional de fertilización. El seguimiento durante

el ciclo de cultivo de las interacciones suelo/disoluciones fertilizantes y la

consideración de la composición del agua de riego nos permitirá adecuar la

fertirrigación a cada caso (fertirrigación "a la carta"). De esta forma podremos


optimizar las disoluciones fertilizantes para cada momento fenológico e iniciar el

siguiente ciclo de cultivo sin depender básicamente de los kg/ha que anualmente

se "estima" que va a absorber la planta.

Para suelos pobres y suelos salinos se ensayarán incrementos de las

concentraciones.

Durante el verano es conveniente diluir las concentraciones para compensar el

efecto de concentración por la elevación de temperaturas.

Si el suelo y el agua de riego no contienen Ca, se incluirá en el abonado nitrato de

calcio.

Se tendrá en cuenta la composición del agua de riego para el cálculo de las

aportaciones de fertilizantes y el estudio de las interacciones con el suelo nos

permitirá realizar las correcciones correspondientes.

El seguimiento del extracto saturado del suelo y de la planta nos permitirá

optimizar las disoluciones fertilizantes.

Diagnóstico de nutrición

Se recomienda diagnosticar la nutrición del cultivo utilizando los niveles de

nutrientes de referencia en planta correspondientes a la Comarca Agrícola. Si no

hay datos disponibles pueden utilizarse los niveles de referencia recomendados

por F. Legaz (tablas A3.88 y A3.89).

Diseño y formulación de las disoluciones fertilizantes (Cadahía y col. 2000)

El diseño y formulación de las dos disoluciones fertilizantes antes indicadas se

puede realizar con tres tipos de fertilizantes: simples, complejos sólidos y líquidos

concentrados, según se ha indicado en el capítulo 4.° de la presente obra. A

continuación se exponen a título de ejemplo los tres métodos de formulación.


Formulación con fertilizantes simples cristalinos y ácidos

Se expone un ejemplo para las dos disoluciones propuestas y realizando el diseño

según se indicó en el capítulo 4 (tablas A3.96-A3.10l). En las tablas A3.96, A3.97 y

A3.98 se indican los cálculos para obtener los aportes de nutrientes en el agua de

riego, el diseño de la disolución fertilizante y la preparación de la disolución en el

cabezal de riego.


En resumen, la primera disolución se fabricará con 36 litros de ácido nítrico de

densidad y riqueza indicadas en las tablas; 48 kg de nitrato cálcico, 8 kg de nitrato

amónico, 10 kg de sulfato potásico y 14 kg de fosfato monopotásico. Cantidades

que se llevan a 1 m3 con agua para obtener en el cabezal de riego una disolución

200 veces concentrada.

La segunda disolución se fabrica con 30 litros de ácido nítrico, 8 litros de ácido

fosfórico, 48 kg de nitrato de calcio y 28 kg de sulfato potásico. Se llevan a 1 m3

con agua.

A14.2.6.2. Formulación con fertilizantes sólidos complejos y ácidos Disolución 6-

0,54 meq/l de N, P2 05 y K20 con 3 meq/l de HNO3.

Cálculo del HNO3: Para un ácido, por ejemplo, del 56 % de riqueza y una

densidad 1,35:

Es decir: 1 meqfl 0,083 mI/l. Por lo tanto, 3 meq/l corresponden a 0,249 mi/L

Cálculo de un complejo equivalente a 3-0,54 meq/1 (3 meq de N se han aplicado

como ácido):

Se buscan los % en peso de los tres nutrientes y para una disolución de 1 gramo

de complejo/litro de disolución:

N: X/100 1/14• iO = 3 meq de N/l; X = 4,2%.

P205: X/100 1/71. 103 = 0,5 meq de P205 /l; X = 3,6%. K20: XII 00. 1/47- 103 = 1

meq de K2011; X = 4,7%. De forma similar se calcularía la disolución: 4,5-0,54,5.

A partir de los datos expuestos se pueden calcular las cantidades del complejo y

de ácidos necesarios para fabricar un volumen mayor y con una concentración


determinada. Por ejemplo, si queremos fabricar 1 m3 de disolución 200 veces

concentrada, serían necesarios 200 kg del complejo y 49,8 litros de ácido.

Formulación con fertilizantes líquidos concentrados y ácidos

Consideramos el caso en el que disponemos de los siguientes líquidos

concentrados:

12-0-0 (ácido de 54 % de riqueza y d = 1,35 g/ml).

17-0-0-12,3 (nitrato de calcio y amonio neutro y d 1,5 g/mI). 0-20-8 (fosfato

monopotásico y d = 1,4 g/ml).

0-0-15 (Sulfato potásico y d = 1,16 g/ml).

Disolución de 6-0,5-1 meq/l de N, P205 y K20, con 3 meq/l de HNO3.

Los 3 meq/I de ácido se formulan con el 12-0-0. Los cálculos son los mismos que

en el ejemplo anterior. Los 3 meq corresponden a 0,27 mi del 12-0-0 que se llevan

a 1 litro con agua.

Los 3 meq/l restantes de N se formulan con el 17-0-0: = 18.214 meq/l.

Si un litro contiene 18.214 meq, 3 meq corresponderán a 0,165 mi, que llevados a

1 litro corresponderán a 3 meq/i de N.

Con el 0-20-8 se aplica el P y parte del K:

1 litro corresponde, haciendo cálculos similares al N, a 3.549 meq de P205.

Por lo tanto, 0,5 meq corresponden a 0,14 ml. Como consecuencia se aplican, en

los 0,14 mi, 0,3 meq de K20. Es decir, faltan 0,7 meq de K20 que se aplican con el

0-0-15.

1 litro de 0-0-15 contiene 3.702 meq/l de K20. Para 0,7 meq tomaremos 0,19 ml.


En resumen: 1 litro de disolución 6-0,54 se fabricará con 0,27 ml de 12-0-0, 0,165

ml de 17-0-0, 0,14 ml de 0-20-8 y 0,19 ml de 0-0-15.

En el cabezal, para 1 m3 200 veces concentrado se utilizarán: 54 litros de 12-0-0,

33 litros de 17-0-0, 28 litros de 0-20-8 y 38 litros de 0-0-15. Se completará con

agua a 1 m3.

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