El Balance Nutricional en el Suelo o Sustrato

 

Autor: Ing. Fernando Hernández

Manejar la fertirrigación permite dosificar el agua junto con los nutrientes que necesitan los cultivos a lo largo de su ciclo productivo, decidir cuándo y cuanto fertilizar depende del conocimiento que tengamos del balance nutricional del suelo o sustrato, para ello debemos conocer la cantidad de cada  nutrientes que tiene el suelo o sustrato originalmente, y cuantificar las entradas en forma de fertilizaciones, así como las salidas en forma de extracción del cultivo. Este documento profundiza más sobre este tópico para ayudar a optimizar el fertirriego.

 

Balance Nutricional

En el agua de riego se aportan nutrientes al balance nutricional

 

Para no repetir conceptos, la definición de balance la realizamos en el artículo de balance hídrico, que recomendamos leer antes de leer este documento por ser varios aspectos presentes en ese artículo base de discusión de lo que trataremos en este escrito.

El balance nutricional no se diferencia mucho del balance hídrico, los fertilizantes suelen desplazarse con el agua y la dinámica del agua explica en gran medida la dinámica de los nutrientes con algunas excepciones que serán expuestas más adelante.

Si el balance nutricional se desarrolla para definir cuando y cuanto regar, el balance nutricional define con que, cuanto y cuando fertilizar, la combinación de los dos balances define con que, cuando y cuanto fertirrigar.

Las entradas de nutrientes ocurren por fertilización, aplicación de materia orgánica, sedimentación de suelo contenida en el agua desplazada de tierras más altas, el polvo que tiene el aire que puede contener nutrientes, también puede subir del suelo profundo cuando ocurre capilaridad (descrito en el artículo sobre balance hídrico) y finalmente por  nutrientes contenidos en el agua de lluvia y en el agua de riego.  

También hay que considerar como entrada la fijación biológica, tanto simbiótica como no simbiótica del nitrógeno que no será discutido en este documento.

Las salidas de nutrientes ocurren por consumo de los cultivos y las malezas, erosión tanto hídrica como eólica, lixiviación, fijación en las partículas de suelo y volatilización sólo en el caso del nitrógeno.

Entradas de nutrientes al balance nutricional del suelo

 La fertirrigación incorpora fertilizantes al agua que luego incrementan el saldo del balance nutricional

Como mencionamos anteriormente las entradas por fertilización ocurren tanto con abonos edáficos que se aplican al suelo, como por los fertilizantes que se incorporan al agua de riego en el proceso conocido como fertirrigación.

Si el fertilizante es aplicado al voleo en la superficie del suelo, no se debe considerar que el suelo recibe todo ese fertilizante, ya que pueden ocurrir pérdidas importantes, principalmente por los fertilizantes desplazados con el agua de escorrentía cuando ocurren lluvias intensas o cuando se maneja mal el riego por aspersión produciendo mucha agua de escrorrentía.

En el caso especial del nitrógeno ocurren pérdidas por volatilización, el caso más estudiado es con la urea que si se aplica al voleo  con el suelo seco o si hace mucho sol puede perderse casi en un 100%. También las pérdidas de urea son importantes si la aplicación es superficial y los suelos son de un pH superior a siete.

La aplicación de fertilizantes con el agua de riego en forma de fertirrigación, produce una eficiencia en el ingreso de los nutrientes al suelo casi del 100%, luego pueden ocurrir pérdidas de nutrientes en el suelo pero eso lo discutiremos mas adelante cuando discutamos las salidas de nutrientes en el balance hídrico.

La mejor forma, de aplicar fertilizantes al suelo en forma edáfica, es incorporándola al suelo, para ello, se puede aplicar al voleo, antes del último pase de rastra, o mejor aún, es usar técnicas como la sembradora abonadora de maíz, que entierra el fertilizante en un surco a 5 cm del hilo  donde siembra la semilla. En el caso del tabaco y muchas hortalizas se realiza un abonado antes de practicar un aporque al cultivo.

La materia orgánica que se aplica para mejorar las propiedades físicas del suelo, por lo general contiene nutrientes que estarán disponibles para las plantas, en la medida en que ocurra la mineralización de la materia orgánica.

Es por ello, que en climas fríos o sitios con mucha humedad, no están disponibles con facilidad los nutrientes del abono orgánico, en el mismo ciclo de cultivo en que se aplican al suelo y la técnica funciona más bien como una alcancía, que va liberando progresivamente los nutrientes.

En los climas cálidos, con suelos manejados con buen balance hídrico, se  pueden tener disponibles los nutrientes muy rápido, incluso en el mismo ciclo de cultivo.

 Para efectos de cálculos del balance nutricional, no se considera como ingreso los nutrientes del abono orgánico, hasta tanto no haya ocurrido la mineralización y estén disponibles para ser absorbidos por las raíces.

Si se desborda un río que contiene sedimentos estos van a incrementar el balance nutricional del suelo que recibe el agua desbordada, es por ello que los suelos de vega son muy fértiles.

El polvo traído por el aire tiende a traer nutrientes, actualmente se acepta que la selva amazónica, desarrolló gran exuberancia, por los nutrientes que durante siglos trajeron los vientos provenientes del desierto del Sahara en África, al ser el suelo árido y estar desnudo en el desierto, se crean tormentas de viento que levantan las arcillas del suelo y que después de un largo viaje, tienden a caer con la lluvia en la selva suramericana, aportando todos los nutrientes que tenían los suelos del Sahara, que terminaron siendo dunas de arena, que al ser más pesadas, no pueden viajar largas distancias con el viento.

La capilaridad, como se describió en el artículo sobre el balance hídrico, ocurre cuando el suelo tiende a secarse en su superficie y sube el agua de las profundidades del suelo en forma capilar, en ese flujo el agua, puede arrastrar nutrientes que previamente estaban disponibles en el subsuelo, pasando a estar disponibles para las plantas. El caso extremo ocurre cuando en lugares muy áridos, el agua capilar arrastra gran cantidad de sales a la superficie del suelo, produciendo gran salinidad, que impide el desarrollo de los cultivos.

El agua de lluvia y el agua de riego, por lo general contienen nutrientes, esto está descrito en el artículos sobre las fuentes de agua, el aporte de nutrientes del agua de riego, debe considerarse para hacer el balance nutricional del suelo o sustrato.

Como anécdota citamos el caso de unos invernaderos, atendidos en nuestro programa de asistencia técnica, que por causas que no discutiremos, se quedó sin flujo de caja, posteriormente  se le acabó el inventario de nitrato de calcio y no pudo reponer el inventario, en consecuencia estuvo meses regando sin aplicar nitrato de calcio. Lo normal es que se presentará un gran problema por deficiencia de calcio en los tomates que son muy susceptibles a falta de ese nutriente, la sorpresa es que no hubo ningún problema en ese sentido.

Deficiencia de calcio en fruto por pocas entradas al balance nutricional

La razón es que el agua de riego proveniente de un pozo, contenía suficiente calcio para atender los requerimientos del cultivo, más aún que el problema del inventario de fertilizantes se presentó en la época seca cuando la demanda de agua era muy alta, en consecuencia se aportaba mucho calcio con el agua de riego. Cuando empezó la época de lluvias y disminuyó la demanda de agua, empezó a presentarse la deficiencia de calcio en frutos, pero por suerte la empresa había resuelto su problema de flujo de caja y pudo adquirir rápidamente el fertilizante necesario.

Otro caso presentado en nuestro programa de asistencia técnica se presentó con unos invernaderos regados con agua rica en magnesio, en el primer ciclo no hubo problemas y el rendimiento fue muy bueno, posteriormente el magnesio fue acumulándose en el sustrato y empezó a afectar el tamaño de los frutos, y la productividad se fue abajo, la solución al final fue cambiar el sustrato.

Lo descrito anteriormente es que los nutrientes contenidos en el agua de riego pueden ser una diferencia entre tener una gran productividad o tener perdidas en el cultivo y debe prestarse atención a los nutrientes contenidos en la fuente de agua que se acumulan odisminuyen del balance nutricional del suelo a lo largo del tiempo si aún habiendo pequeños deficits o excesos.

Salidas de nutrientes del balance nutricional del suelo o sustrato.

 

El consumo de nutrientes de  los cultivos depende de la edad y de la productividad esperada,  parte de esos nutrientes se  consumen para producir hojas, ramas y raíces, por otra parte los nutrientes se consumen  para producir frutos.

Los frutos se venden y salen del sistema agrícola, por lo que es una pérdida neta de nutrientes que debe ser repuesta, por otro lado si las hojas y ramas son incorporadas al suelo al finalizar el cultivo, esos nutrientes estarán nuevamente disponibles cuando ocurra la descomposición y mineralización de esa materia orgánica, de lo contratio tambien se produce una perdida de nutrientes por la eliminación de ramas y hojas.

En el estado Guárico en Venezuela, es común meter ganado  a pastar en los lotes, después de cosechar el maíz o el sorgo, en este caso la perdidas de nutrientes ocurren por venta de maíz y por venta de ganado, para estimar las salidas no debe considerarse sólo el consumo de los animales ya que parte de esos nutrientes son devueltos al suelo con las excretas de los animales, la perdida de nutrientes ocurre en el animal que se va para la venta, esto hace que debamos considerar niveles de fertilización más intensos que si solo producimos maíz o sorgo.

En el caso de los invernaderos es común retirar todo el follaje y en algunos casos las raíces del medio de cultivo, por lo que eso representa una pérdida neta de nutrientes. En la agricultura orgánica se busca reciclar este material extraído y se vuelve a introducir al sistema una vez descompuesto por compostaje, cría de lombrices, etc.

En el caso de la agricultura convencional en invernaderos, deben reponerse todos los nutrientes extraídos en la venta de la cosecha y la eliminación del follaje mas raíces.

En el caso de la agricultura ecológica, deben reponerse los nutrientes extraídos por la cosecha, los cuales son vendidos y salen del inventarios nutricional del sistema, esto nos indica que no son sistemas cerrados autosustentables, siempre debemos agregar nuevos nutrientes provenientes del exterior, al sistema, para que el mismo mantenga su balance nutricional. Esta reposición no se hace con fertilizantes inorgánicos sintéticos, más bien se prefieren estiércoles o material compostado.

La salida por consumo de nutrientes por el cultivo se puede estimar a lo largo del ciclo productivo, tal como se describe en el artículo sobre fases de desarrollo y en el caso de hacer la fertirrigación se puede hacer coincidir las entradas con las salidas para mantener el balance estable, siendo esta la principal salida del sistema en un cultivo bien conducido, por eso debemos ir aumentando progresivamente la cantidad de fertilizante que se le aplica al cultivo a lo largo de su vida.

Las malezas también consumen fertilizante y compiten con el cultivo, ideal es mantenerlas bajo nivel de incidencia de malezas, en el artículo sobre el factor limitante se describe que una forma de mantener las malezas controladas, la cual consiste en hacer un abonado justo para el cultivo, para que las malezas no consigan nutrientes para producir un crecimiento exuberante. El uso de herbicidas y métodos manuales o mecánicos  de control también son útiles para que las malezas no se consuman los nutrientes del cultivo produciendo mermas en el rendimiento.

La erosión tanto hídrica como eólica, producen perdidas de nutrientes de los suelos, induciendo a la desertificación, todas las medidas que se puedan tomar para evitar esos problemas, en especial en suelos con mucha pendiente, son convenientes, en todo caso mantener el suelo cubierto de vegetación, es la mejor forma de frenar la erosión. Posteriormente, haremos un artículo sobre este tema. Volviendo al balance nutricional, indicamos que esta es una importante pérdida de nutrientes para suelos de cultivos  a campo abierto y es despreciable para cultivo en invernaderos.

 

La lixiviación, se produce cuando hay riegos en excesos o lluvias prolongadas, el agua tiende a infiltrar y saturar de agua el perfil del suelo, llenando los macro y microporos de agua. Cuando el suelo tiene buena porosidad, el agua profundiza hasta las capas profundas del suelo, quedando fuera del alcance de las raíces,  en ese movimiento del agua se desplazan nutrientes disueltos que salen del sistema y dejan de estar disponibles para la planta, bajando el saldo del balance nutricional.

Hay nutrientes, como el nitrógeno en forma de nitratos, los más propensos a ser desplazados, luego iones como el potasio y finalmente el calcio y el magnesio.

Cuando la lixiviación es muy intensa se producen suelos ácidos ricos en aluminio que es el elemento mas difícil de desplazar en la lixiviación. La lixiviación en cultivos de campo abierto contamina las aguas profundas en el subsuelo.

En los sustratos de los invernaderos,  la lixiviación sale en forma de agua de drenaje, que tiende a contaminar ríos, lagos y mares, recomendamos leer el artículo sobre impacto ambiental de los invernaderos donde se discute ese tema a profundidad. Muchos nutrientes costosos utilizados en los invernaderos, se pierden por esta vía y reducir la lixiviación es una forma de mejorar la rentabilidad de los invernaderos. Por otro lado producir lixiviación a propósito, es una forma de corregir desbalances nutricionales, por diferencias en la tasa de absorción de nutrientes.

La fijación de nutrientes por las partículas de suelo es un tema que le interesa a los estudiosos de la edafología, que no describiremos en este documento, por considerarlo poco relevante al tema que estamos tratando.

La volatilización si es importante conocerla, porque ocurre en tres escenarios, el primero fue descrito cuando hablábamos de la urea aplicada como fertilizante, las otras dos ocurren dentro del suelo o sustrato.

Un suelo o sutrato con pH alto, puede transformar los nitratos en amonio y posteriormente en amoníaco perdiéndose por volatilización, para prevenir esas pérdidas hay que controlar el pH del suelo o sustrato, mantenerlo entre 6 y 7 en el caso del suelo o sustratos orgánicos y mantenerlo entre  5,5 y 6 en el caso de sustratos inertes como el aserrín de coco o la perlita.

La segunda perdida dentro del suelo o sustrato, ocurre en condiciones de exceso de agua y falta de oxigeno, en esos casos los microorganismos reducen el nitrato a nitrito y posteriormente a nitrógeno molecular, que se volatiliza perdiendo la disponibilidad de este nutriente en el suelo. El riego por goteo, tanto fuera como dentro de los invernaderos es relevante ese problema, especialmente en la zona del bulbo húmedo, que permanece totalmente saturado de agua.

El balance nutricional y el software de fertirriego.

 

El software de fertirriego desarrollado por Agro tecnología tropical, considera aspectos relevantes del balance nutricional, para gerenciar el fertirriego de los cultivos, no consideramos todos los factores, por lo descrito en el artículo sobre modelos matemáticos que recomendamos visitar, por lo que este modelo tiene posibilidades de error, que deben ser corregidos por evaluaciones del agricultor en el campo, pero que los mismos son mínimos, en comparación a hacer los cálculos en forma manual o por estimaciones visuales.

Entre las grandes ventajas, es almacenar los abonos edáficos aplicados y descontarlos de los requerimientos de los cultivos a lo largo del ciclo de cultivo, para indicar cuándo empezar a aplicar abonos vía fertirriego.

Un abono orgánico puede ser analizado por un laboratorio y  al introducir esa información al sistema, el software estimará cuanto está disponible para el cultivo a lo largo del ciclo.

El balance hídrico de lixiviación versus ascenso capilar tiene influencia en el balance nutricional.

El aporte del agua de riego es descontada de los requerimientos de fertilización, cuando hay excesos, es decir que la cantidad de un nutriente contenido en la fuente de agua de riego es superior a la demanda del cultivo emite un alerta y almacena ese excedente para consumos posteriores, si supera cierto umbral emite alertas de riegos excedentarios para inducir lixiviación.

En el riego por aspersión acumula la demanda de nutrientes en los dias en que usted no riega, esperando el punto óptimo de humedad para regar y luego le indica cuanto consumió el cultivo en ese período, para que usted reponga ese deficit vía fertirriego, sin dejar aumentar mucho la conductividad eléctrica del agua de riego, para no producir quemado en el follaje. Si usted no logra incorporar todos los nutrientes y se llega a un umbral crítico, el software le sugiere hacer una fertilización edáfica para reponer todo el fertilizante que no se incorporó vía fertirriego.

Cuando hay excesos de nitrógeno en el balance nutricional, se estiman perdidas por volatilización y desnitrificación.

Para conocer mas sobre el software de fertirriego puede visitar le siguiente link:

http://www.agro-tecnologia-tropical.com/software_fertirriego.html

Si desea ayuda para gerenciar el balance nutricional y el balance hídrico de sus cultivos puede visitar nuestro programa de asistencia técnica por internet, si tiene una duda puntual puede escribirnos a nuestro correo electrónico comentarios@agro-tecnologia-tropical.com

 

Advertencia: este texto ha sido escrito para dar información a los agricultores, por lo tanto  los estudiantes, profesores y científicos deben visitar el artículo sobre extensión agrícola para ver el alcance de nuestra página web

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