agricultura, fertilización y medio ambiente
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9NAVARRA AGRARIA
B ajo este título genérico vana publicarse en la revistaNavarra Agraria una seriede artículos divulgativos,orientados al conocimiento
del uso de fertilizantes de maneraque permitan compatibilizar losobjetivos agronómicos ymedioambientales.
Se dedicará especial interés alNitrógeno (N) por sutrascendencia tanto como mediode producción como por sucapacidad de contami nación delas aguas, que en algu nas áreasgeográficas origina la declaraciónde Zona Vulnerable lo cualimplica restricciones en el uso delNitrógeno como fertilizante.
Agricultura,Fertilización
y MedioAmbiente
A lo largo de esta serie, van a analiza rse losdiversos aspectos relacionados con la
fertilización, los cultivos y el medio ambiente,que se desarrollarán en los siguientes
artículos:
I.- Importancia Agronómica yMedioambiental de la Fertilización.
II.- Valor agronómico de los abonosorgánicos.
III.-Fertilización con abonos minera les.Eficiencia abonado nitrogenado.
IV.- Necesidades nutritivas de losprincipales cultivos en ZonasVulnerables y ajuste de la fertilización(maíz, cereal invierno y bróculi).
V.- Zonas Vulnerables. Qué son.Aspectos agronómicos.
VI.- Zonas Vulnerables: aspectoslegales en Navarra.
1. IMPORTANCIAAGRONÓMICA
Todos los seres del reino ani-mal, incluidos nosotros los hu-manos, dependemos de lasplantas para obtener nuestrosalimentos. Sólo ellas, a través de lafotosíntesis, son capaces de formarmateria orgánica a partir del CO2 (dió-xido de Carbono), agua, los nutrientesdel suelo, aire y la luz solar. Estos ve-getales constituyen la fuente nutritivadirecta o indirecta de todo el mundoanimal.
Cuando los recolectamos, nos esta-mos llevando de la parcela los nutrien-tes que contiene la cosecha. En losterrenos agrícolas donde se repitencultivos año tras año, el suelo se vaagotando de determinados nutrientes,de manera que es necesario restituiral mismo los elementos que el cultivonecesita y el suelo no es capaz de su-ministrarle. De lo contrario, el sueloserá cada vez más pobre e irá dismi-nuyendo su capacidad de producción.
Hasta hace un siglo aproximadamen-te, solo se disponía de los abonos or-gánicos como medio de mantener lafertilidad del suelo. Como su disponi-
bilidad resulta limitada, la llegada delos abonos minerales, unido a otrosavances técnicos como la maquinaria,riego, la mejora genética de los culti-vos (variedades), etc, supuso un exce-lente impulso a las producciones obte-nidas por unidad de superficie. Estefenómeno, conocido como revoluciónverde, consiguió doblar la produc-ción alimentaria mundial entre 1950y 1975. (Gráfico 1)
Hoy en día, dada la población mundialque existe y la limitada disponibilidadde tierras de cultivo, parece imprescin-dible la utilización razonada de los me-dios de producción incluida la fertiliza-
ee n este artículo se pretende mostrar la necesidad del uso de fertilizantes para lograr unas produccionessuficientes que permitan la alimentación de la población mundial y, por otra parte, transmitir las
consecuencias medioambientales de su uso inadecuado, para ser conscientes de la granimportancia que tiene una buena gestión agrícola. En definitiva, se habla de la necesidad deemplear los fertilizantes de una forma racional para compaginar los objetivos agronómicos y
medioambientales, en beneficio de todos. Con información y responsabilidad ese equilibrio es posible.
10 NOVIEMBRE - DICIEMBRE 2010
JESÚS IRAÑETA; LUCÍA SÁNCHEZ; ANGEL MALUMBRES. (ITG AGRÍCOLA)
Importancia Agronómica yMedioambiental de la Fertilización
Agricultura, Fertilización y Medio Ambiente: artículo 1
ción orgánica y mineral, para lograr unas altas pro-ducciones que permitan satisfacer las necesidadesalimenticias.
Entre los distintos nutrientes que los cultivos necesi-tan, el Nitrógeno destaca por su efecto espectacularsobre el rendimiento y porque las cantidades que senecesitan son notablemente superiores a las de otroselementos. En el gráfico 2 se observa la respuestaproductiva de un cultivo a la fertilización nitrogenada.Del mismo modo las fotografías de esta páginamuestran el deficiente desarrollo de una parcela en-tera y un cultivo (maíz) sin aporte de Nitrógeno, don-de cabe esperar una importante merma de cosecha.
En resumen, el suelo agrícola es un recurso limi-tado del que depende la cantidad y calidad de losalimentos que produce. Por tanto se debe cuidar lacalidad y capacidad productiva del mismo. Los ferti-lizantes, orgánicos y minerales, constituyen unaexcelente herramienta para lograr ese objetivopuesto que suponen:
l Importante factor de producción.
l Herramienta para mantener la capacidad de pro-ducción del suelo.
2.IMPORTANCIAMEDIOAMBIENTAL
El uso de fertilizantes evidentemente también puedeprovocar consecuencias medioambientales nega-tivas, especialmente si se aportan en exceso. Eneste sentido, el Nitrógeno es el elemento que másproblemas presenta, seguido de lejos por el Fósforo.
El uso del Nitrógeno como fertilizante implica distin-tas afecciones medioambientales que se mencionan
más adelante, en el punto 3, al hablar del ciclo del Ny sus consecuencias. Cabe destacar, como una delas principales afecciones del uso del Nitrógeno, laposibilidad de contaminar las aguas subterráneascon nitratos, impidiendo que puedan utilizarse paraconsumo humano. Para comprender lo que ocurrecon el Nitrógeno en el suelo conviene conocer su ci-clo, es decir las distintas formas en que se encuentray los procesos en que se ve involucrado.
3.CICLO DEL NITRÓGENOEN EL SUELO
Como vamos a ver a continuación, en el suelo se en-cuentran grandes cantidades de Nitrógeno, la mayorparte formando parte de la materia orgánica y otrapequeña parte en forma de N mineral. Estas formasde Nitrógeno no son estables y permanentes sinoque están sujetas avarios procesos queoriginan cambios, semueven, este fenóme-no se conoce comoCiclo del Nitrógeno.
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En las imágenes, el trigo y el maíz menosdesarrollados son los que no han recibidoabonado nitrogenado.
Gráfico 1. Consumo de fertilizantes y producción de cereales enlos paises en desarrollo (millones toneladas). (Fuente: FAO)
Gráfico 2.
Elaboración propia ITG
Para comprender mejor su dinámica (los cambios quese producen), vamos a ver previamente las principalesformas en que se encuentra el Nitrógeno del suelo ylos cambios que se suelen dar.
z FORMAS DEL NITRÓGENO EN EL SUELO
Como ya se ha dicho se encuentra en diferen-tes formas, entre las que destacan:
Nitrógeno (N) orgánico: El suelocontiene importantes cantidades demateria orgánica, constituida porsustancias de origen vegetal, animalo mixto. Formando parte de esamateria orgánica se encuentran gran-des cantidades de Nitrógeno, denomi-nado N orgánico. Este no es utilizablepor las plantas directamente, sino que con-forme la materia orgánica se va descomponiendoese N orgánico pasa a forma inorgánica o mineral que-dando disponible para las plantas. Este proceso seconoce como mineralización.
Características del N orgánico:
l Se trata de N ligado a la materia orgánica, es decirconstituyendo moléculas con Carbono, propiedadcaracterística de la materia orgánica.
l Es muy estable y abundante. En general será pro-porcional al contenido del suelo en materia orgáni-ca.
l No es asimilable por los cultivos.
l No se producen pérdidas por lavado o evapora-ción.
l Se va descomponiendo lentamente, liberando nu-trientes disponibles para los cultivos.
Nitrógeno (N) Mineral o inorgánico: Es el que seencuentra disponible para los cultivos. Comprende elN en forma Amoniacal (NH4: N ligado al Hidrógeno) yel N en forma Nítrica (NO3: N ligado al Oxígeno).
- N amoniacal:. Es asimilable por los cultivos, aunqueen general el N absorbido en esta forma no suele lle-gar al 20 % del total.
Características:
l No es muy abundante.
l Poco estable, tiende a pasar a forma nítrica conhumedad y temperatura.
l No se lava.
l Puede sufrir pérdidas por volatilización, evapora-ción, si está en superficie. Se trata del fenómenoconocido como volatilización del amoniaco.
- N nítrico: Su característica principal es que se en-cuentra disuelto en el agua del suelo y constituye laforma de Nitrógeno inmediatamente asimilable por loscultivos.
Otras características:
l Es la forma más abundante del Nitrógeno mineral.
l Fácilmente asimilable por los cultivos.
l Al ser soluble en agua, si hay drenaje es arrastra-do con el agua hacia las capas profundas de
suelo. Este fenómeno se conoce como lixi-viado o lavado de nitrato y origina la conta-minación de las aguas subterráneas pornitratos. Cuando la concentración en ni-trato (NO3) del agua subterránea superalos 50 mg/litro origina la declaración por
parte de la administración competente deZona Vulnerable, lo que se traduce como
zona con aguas subterráneas en peligro deser contaminadas por nitratos.
l Se acumula en los tejidos vegetales de algunoscultivos hortícolas cuando la planta consume másde lo que necesita. Su exceso puede ser nocivopara la salud.
Para hacernos una idea de la cantidad de Nitrógenoque supone cada una de estas formas, diremos lo si-guiente: Si consideramos un suelo de 30 cm de profun-didad, con un contenido medio en materia orgánica entorno a un 1,7%, esto quiere decir que contiene alrede-dor de 60 toneladas de materia orgánica; lo que implicaen torno a 3.000-4.000 kg/ha de N orgánico. El N mine-ral puede suponer en torno a 100 kg/ha, de los cualessólo un 20% será N amoniacal y el 80% N nítrico.
z CICLO DEL NITRÓGENO EN EL SUELO
A continuación se muestra, con un ejemplo, comofunciona el Nitrógeno en el suelo, las entradas, sali-das y los cambios entre una y otra forma del mismo.Se trata de una serie de fenómenos relativamentecomplejos que se han simplificado para facilitar sucomprensión. (Gráfico 3)
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FERTILIZACIÓN
Cuando se aporta Nitrato AmónicoCálcico del 27 % (NAC 27%) el 50 %del N está en forma Amoniacal (NH4)y el 50 % en forma Nítrica (NO3). Co-mo se ha visto anteriormente, estasformas son asimilables por las plan-tas, especialmente la segunda. Ade-más, la forma nítrica (Nitrato: NO3) essusceptible de ser lavada o lixiviadahacia las aguas subterráneas provo-cando su paulatina contaminación.
Por otra parte ese suelo contiene unaimportante cantidad de materia orgá-nica en distintos estados de descom-posición, desde restos relativamentefrescos de la cosecha precedente amateria orgánica muy descompuesta,cuyo Nitrógeno no puede ser utilizadopor las plantas. Sin embargo, estamateria orgánica se va descompo-niendo lentamente liberando nutrien-tes que dejan de estar ligados al Car-bono (forma orgánica) y pasan a for-ma mineral, disponibles para las plan-tas. Este fenómeno se conoce comomineralización.
Se trata de un fenómeno natural quese produce en todos los suelos. Esllevado a cabo por los microorganis-mos que van descomponiendo la ma-teria orgánica. Este fenómeno pre-senta una intensidad variable que seve favorecida por distintos factores co-mo:
> Cantidad de materia orgánica y suestabilidad. Un resto vegetal delcultivo anterior generalmente sedescompone rápidamente, mien-tras que un compost maduro lo ha-ce con lentitud.
> Temperatura, humedad y oxigena-ción del suelo que favorecen la ac-tividad de los microorganismos.
z CONSECUENCIAS MEDIOAM-BIENTALES DEL USO DEL NITRÓ-GENO COMO FERTILIZANTE.
Los principales efectos medioambien-tales que el uso del Nitrógeno comofertilizante puede provocar son los si-guientes:
l Derivados de las pérdidas que seproducen en el suelo:
> Lixiviado o lavado del N nítrico (ni-trato) hacia las aguas subterráneas.
> Volatilización del amoniaco haciala atmósfera. Se produce cuandoel Nitrógeno en forma amoniacalqueda en la superficie del suelo, yse ve favorecida con clima seco yventoso. El amoniaco en la atmós-fera puede provocar lluvia ácida.
> Desnitrificación:Pérdidas hacia laatmósfera de óxi-dos nitrosos(NOx). Se ve fa-vorecida en sue-los saturados deagua. Este tipode gases poseenun alto efecto in-vernadero.
l Derivados del coste energético dela fabricación de abonos nitrogena-dos.
Los abonos nitrogenados que utiliza-mos procedentes de la industria defertilizantes, tienen como origen co-mún la síntesis del amoniaco. Por es-te proceso industrial se obtiene de laatmósfera que respiramos, rica en Ni-trógeno, el amoniaco que es la fuentede todos los abonos inorgánicos quese fabrican. Para obtener este produc-to final se requiere mucha energía, yaque se precisan 500º C de temperatu-ra y 300 atmósferas de presión. Pue-de observarse en el gráfico 4 como lafertilización supone un alto coste ener-gético en la producción de los cultivos,este coste se debe principalmente a lafabricación de abonos nitrogenados.
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Gráfico 3. Ciclo simplificado del Nitrógeno en elsuelo.
Gráfico 4. La fabricación de abonos nitrogenados supone unimportante consumo energético. (Fuente: Ciemat)
El nitrato (N nítrico) es susceptible deser lavado, provocando lacontaminación de las aguas.
Elaboración propia ITG
Visto el ciclo del Nitrógeno (N), resulta obvioque el cultivo debe disponer de una determi-nada cantidad de N nítrico cuando lo necesite.Pero si éste no se consume porque es excesivo oporque en ese momento el cultivo no tiene necesida-des, ese nitrato puede ser lavado por el agua de llu-
via o riego hacia las aguas sub-terráneas, contaminándolas.
Por tanto, debe ajustarse la fertiliza-ción nitrogenada para compaginar los
objetivos agronómicos y medioam-bientales, de manera que puedan apro-
vecharse las ventajas agronómicas del usode fertilizantes minimizando el negativo impactomedioambiental derivado de una mala utilización,ya sea por dosis excesivas o momentos inadecua-dos de aplicación, porque el cultivo no lo necesita.
Para realizar ese ajuste con precisión, debe consi-derarse por una parte las necesidades del cultivoen cada momento de su desarrollo vegetativo y porotra parte la disponibilidad en nutrientes del suelopara aportar con abonos minerales todo lo que seanecesario y sólo lo que sea necesario.
Se muestra en el gráfico 5 como aumenta el N lava-do o lixiviado, a partir de las dosis que superan el óp-timo económico (máxima rentabilidad para el agricul-tor). Si no se sobrepasa esa dosis las pérdidas porlavado se mantienen a niveles muy reducidos.
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AL
Gráfico 5. Típicas curvas de respuesta productiva ylavado al aporte de distintas dosis de Nitrógeno.
Conclusión: Necesidad deajustar la fertilización.
Elaboración propia ITG