Minerales y oligoelementos en fertilizantes para uso en agricultura orgánica o natural.

Minerales y oligoelementos en fertilizantes para uso en agricultura orgánica o natural.

CONSIDERACIONES GENERALES

La tabla 72 presenta un listado de los elementos que los organismos mundiales competentes permiten utilizar de manera complementaria en la práctica de la producción orgánica.

Minerales y oligoelementos

ROCAS CALCÁREAS

Carbonato de calcio o cal agrícola

Es un compuesto químico de fórmula CaCO3. Se trata de un compuesto ternario que entra en la categoría de las oxosales. Es una sustancia muy abundante en la naturaleza, que forma rocas en todas partes del mundo y es el principal componente de conchas y esqueletos de muchos organismos (como moluscos y corales) o de la cáscara de huevo. Es la causa principal del agua dura. En forma natural se encuentra como piedra caliza o piedra de cal, con una riqueza en calcio del 70 % como mínimo.

Las calizas así como el carbonato de calcio se definen como una materia fertilizante que puede contener calcio y magnesio en forma de hidróxidos, óxido o carbonatos. Estos compuestos están destinados principalmente a mantener o elevar el pH del terreno además de mejorar sus propiedades.

A estos productos se les llama también correctores por tener la capacidad de modificar el pH. El control del pH del suelo de cultivo es fundamental para el correcto crecimiento de las plantas y la absorción de nutrientes.

La disponibilidad de nutrientes y la estructura del suelo así como la actividad de microorganismos y la humificación dependen en gran medida del pH del terreno por lo que es necesario tener un control exhaustivo de él.

El carbonato de calcio molido o en polvo es un material de una gran pureza, encalador, bueno, barato, fácil de almacenar y de manipular.

Caliza es el término que se aplica a los minerales constituidos en su mayor parte por CaCO3 o por CaCO3 y mgCO3. Cuando la cantidad de carbonato de calcio es considerable se llama caliza dolomítica.

Óxido de calcio o cal viva

Es la misma piedra caliza o carbonato de calcio calcinada o quemada en hornos. Se encuentra en el comercio en forma de terrones más o menos grandes. Para aplicarla al suelo es necesario molerla y pulverizarla. Inmediatamente después de la aplicación produce gránulos que se endurecen por la formación en su superficie de carbonato de calcio. En este estado puede permanecer en el suelo por largo tiempo.

Para su aplicación se recomienda tratarla con agua a fin de apagarla ya que sin este proceso se corre el riesgo de quemar las semillas y eliminar buena parte de la actividad microbiológica del suelo.

Hidróxido de calcio o cal apagada

El óxido de calcio es una sustancia blanca, ligera, cáustica y alcalina que en estado natural se halla siempre combinada con alguna otra. Es la misma cal viva después de haberla tratado y apagado con agua. Recibe en este estado el nombre de cal hidratada.

En contacto con el agua reacciona químicamente con desprendimiento de calor (cal apagada o muerta). Mezclada con arena forma la argamasa de mortero.

Carbonato de calcio y magnesio (dolomita)

Este material generalmente está compuesto por un 40 % de carbonato de calcio (CaCO₃) y entre un 8 y un 10 % de carbonato de magnesio (MgCO₃). La contribución de la cal dolomita a la práctica de la agricultura se detalla a continuación:

  • Corrige la acidez de los suelos neutralizando los ácidos producidos y elevando el pH.
  • Proporciona calcio (Ca) y magnesio (Mg), elementos esenciales para el crecimiento de las plantas.
  • Reduce la actividad de las sustancias tóxicas del suelo como el aluminio (Al) y el manganeso (Mn) aumentando la disponibilidad del fósforo (P), del nitrógeno (N) y del azufre (S).
  • Acelera la descomposición de la materia orgánica (MO) y la liberación de nutrimentos.

La toxicidad del aluminio (Al) es con frecuencia el factor más limitante para el desarrollo de los cultivos especialmente en suelos ácidos del trópico. Cada cultivo tiene una tolerancia distinta a la toxicidad producida por este elemento, lo que ayuda a determinar la cantidad óptima de dolomita que se debe aplicar. En la tabla 73 (página siguiente) se muestra el porcentaje de saturación de aluminio (Al) tolerable para algunos cultivos tropicales.

La aplicación de la dolomita se puede hacer en forma manual con la ayuda de herramientas de labranza o con una máquina dispensadora especial para distribuir el material de manera homogénea en el suelo y luego incorporarlo.

Se recomienda aplicar la primera mitad del material antes de la arada y la segunda después de la rastrillada. En los pastizales se sugiere encalar superficialmente.

En los cultivos anuales la aplicación debe realizarse por lo menos un mes antes de la siembra o trasplante. En cultivos perennes se puede aplicar durante la plantación y durante el desarrollo del cultivo.

Minerales y oligoelementos

La estimación de los volúmenes de dolomita que se deberán aplicar se puede realizar utilizando las siguientes modalidades:

  • Estimación de la cantidad de dolomita en función del pH del suelo y la saturación de aluminio (Al) tolerable para el cultivo (tabla 74, página siguiente).
  • Estimación de la cantidad de dolomita en función de la saturación de aluminio (Al) del suelo y del porcentaje de saturación de aluminio tolerable para el cultivo (tabla 75, página siguiente).

Minerales y oligoelementos

Minerales y oligoelementos

Efectos de la dolomita en los cultivos

Los efectos de la acción nutritiva o directa del calcio (Ca) y del magnesio (Mg) en los cultivos se detallan a continuación.

  • El calcio (Ca):

– Estimula el desarrollo de las raíces y de las hojas.

– Ayuda a reducir los nitratos en los tejidos de las plantas.

– Activa numerosos sistemas enzimáticos y neutraliza los ácidos orgánicos en las plantas.

  • El magnesio (Mg):

– Es constituyente de la clorofila involucrada en la fotosíntesis.

– Ayuda en el metabolismo de los fosfatos, la respiración y la activación de numerosos sistemas enzimáticos.

– Ayuda en la traslocación de los almidones en la planta.

– Remueve los compuestos tóxicos.

– Aumenta la asimilación de nutrimentos.

– Aumenta las actividades microbianas favoreciendo la nutrición.

Sulfato de calcio o yeso

El sulfato de calcio mejor conocido como yeso es un producto que se utiliza en la agricultura desde hace casi 3 siglos. Probablemente el uso más conocido es como acondicionador halomórfico de suelos, es decir para mejorar suelos con exceso de sales, de sodio o de ambos. Este producto también sirve para mejorar suelos ácidos y se lo puede emplear además como fertilizante por su contenido en azufre y en calcio.

Su formulación es CaSO₄ aunque técnicamente esta fórmula química corresponde a la anhidrita, ya que el yeso propiamente dicho es una combinación de esta molécula con otras 2 de agua, por lo que pasa a llamarse sulfato de calcio di-hidratado y su formulación sería CaSO₄•2H₂O. En estado natural el sulfato de calcio es una roca de color blanquecino.

El sulfato de calcio mejora la estructura del suelo permitiendo una mayor tasa de infiltración que posibilita un aprovechamiento más eficiente del recurso agua. En suelos pesados o con problemas de compactación el sulfato de calcio provee una eficaz solución actuando como acondicionador. Al mismo tiempo aporta más nutrientes esenciales para el correcto desarrollo de cualquier tipo de cultivo actuando como fertilizante.

Para el caso de suelos con altos valores de salinidad y pH elevado, se recomienda realizar correcciones con sulfato de calcio para lograr la recuperación de la capacidad productiva. En este caso el sulfato de calcio es utilizado como enmienda de suelos.

Todo cultivo puede beneficiarse con la adición de sulfato de calcio o yeso agrícola ya que también contiene azufre, elemento esencial para el desarrollo de cualquier vegetal. En cultivos de pasturas como la alfalfa se obtienen incrementos de hasta un 30 % en los rendimientos en lotes testigo.

Se aplica en dosis de hasta 6 toneladas/ha cuando es necesario corregir deficiencias físicas o químicas del suelo como compactación, salinización en invernaderos, baja permeabilidad, baja retención de humedad y exceso de boro.

Todas estas deficiencias se logran corregir en un solo lavado después de la incorporación del yeso ya que este mejora la estructura y se combina molecularmente con las sales que se quieren eliminar del suelo ayudando a drenarlas verticalmente. En suelos pesados, de difícil drenaje y con problemas de sodicidad, se consiguen resultados inmediatos eliminando los ojos de sal y emparejando el rendimiento de la superficie plantada.

En particular en lotes que han sido destinados a la ganadería y que han disminuido su rendimiento debido al pisoteo se pueden ver buenos resultados después de una enmienda con sulfato de calcio.

El efecto de estabilización es de acción prolongada ya que mientras el yeso se va disolviendo en el suelo, drena las sales perjudiciales y mantiene acotado el pH en valores neutros.

La mejora de la estructura que produce el yeso proporciona suelos mejor aireados y más preparados para un correcto desarrollo de las raíces. Si estas pueden expandirse tanto vertical como horizontalmente aprovechan de mejor manera los nutrientes presentes en el suelo así como aquellos aportados por la fertilización.

Si el suelo no necesita una enmienda correctiva al no presentar ninguno de los problemas antes citados, puede beneficiarse igualmente con una aplicación de yeso anual en bajas dosis, que le aportará azufre y calcio elementales en forma balanceada.

Una adecuada provisión de yeso promueve el desarrollo de lombrices de tierra que producen a su vez un “efecto arado” particularmente importante en sistemas de labranza cero.

Se recomienda la aplicación conjunta con enmiendas orgánicas como compost, bocashi o estiércol descompuesto ya que se produce una rápida mineralización de los nutrientes para que puedan ser asimilados por las plantas.

El yeso contribuye a controlar la erosión de los suelos y a ahorrar el agua de riego. Además impide la pérdida de nitrógeno por volatilización de amoníaco, común en los fertilizantes de síntesis, generando un aprovechamiento eficiente de las estrategias de fertilización tradicional.

Si bien ciertos tipos de suelo presentan una mejor respuesta a la aplicación de sulfato de calcio, cualquier suelo y cualquier cultivo se pueden beneficiar de una estrategia que incluya la adición de este producto.

El yeso es uno de los fertilizantes naturales por excelencia en los sistemas de agricultura orgánica, dada su triple acción (enmienda-acondicionamiento-fertilización) y su prolongado efecto.

La aplicación de yeso como fertilizante es ampliamente recomendada en la práctica de conservación del suelo y agricultura orgánica en cultivos tanto intensivos como extensivos.

Se trata de un producto natural de origen mineral que proviene de grandes depósitos de rocas cristalinas y metamórficas, muy numerosos en el país. Es ambientalmente seguro ya que evita contaminaciones de las napas freáticas y no produce toxicidad por exceso de dosificación, por lo que se lo puede utilizar en la producción orgánica.

ROCAS FOSFATADAS O FOSFÓRICAS

Fosforitas

La fosforita es una roca sedimentaria no detrítica que contiene altas cantidades de minerales fosfatados, que representan por lo menos 15–20 %, valores significativamente superiores al de una roca sedimentaria típica que contiene menos de un 0,2 %. Los fosfatos están presente como Ca5(PO4)3F típico en masas criptocristalinas (tamaños de grano < 1 μm), así como en forma de hidroxiapatita Ca5(PO4)3(OH), que a menudo se obtiene a partir de la disolución de los huesos de animales vertebrados. También se encuentran disueltos en rocas ígneas y metamórficas. A menudo existen depósitos de fosforita en capas extensas, que en conjunto cubren decenas de miles de kilómetros cuadrados de la corteza terrestre.

Como se señaló anteriormente, en Ecuador existen significativos afloramientos de rocas fosfatadas o fosfóricas (fosforitas) en la provincia de Napo, cuyas cualidades fueron evaluadas por Guachamin & Calvache (2001), habiéndose obtenido resultados satisfactorios con los niveles de 100 y 200 kg de P2O5/ha, aplicados sobre el suelo ácido de la localidad de Maldonado (Carchi) de características ándicas, alcanzando sus valores más altos, de 8,73% a los setenta y cinco días (42,49 % en su proyección anual) y 7,53 % (36,65 % en su proyección anual). Estos análisis deberán ser realizados y validados en otros cultivos, procurando establecer la granulometría adecuada, así como los medios y los tiempos de acidulación más apropiados, para que la fosforita pueda ser aprovechada adecuadamente al tiempo que se disminuyen los costos de producción cuando se trata de dotar al suelo especialmente de fósforo.

Para lograr una absorción más rápida y un efecto residual más prolongado, la fosforita debe molerse finamente hasta alcanzar una granulometría del 90 % pasando por una malla 100. Por su alto contenido de calcio en forma de óxido de calcio (CaO) tiene una gran capacidad para neutralizar los suelos ácidos haciendo de esta manera que el fósforo aplicado o el fósforo contenido en el suelo sea asimilable.

La utilización de fosforita representa un doble beneficio cuando se aplica en suelos ácidos, ya que aporta simultáneamente fósforo y calcio al suelo. La fosforita aplicada aprovecha la acidez normal del suelo y produce una reacción lenta con el fósforo haciéndolo asimilable, evitando que sea fijado por las partículas del suelo para que pueda ser tomado por las plantas.

La roca fosfórica o fosforita debe aplicarse al suelo antes de la siembra o cuando se preparan abonos orgánicos para posibilitar su acidulación natural. Debido a su reacción lenta y por los altos contenidos de fósforo (22 a 30 %) este elemento se mantiene disponible para las plantas durante varias cosechas después de su aplicación.

Escorias básicas de desfosforación: escorias Thomas o calfos

Las escorias Thomas o calfos son un subproducto de la industria del acero. Poseen un contenido relativamente alto en fósforo (P₂O₅) de aproximadamente el 60 al 70 % y alrededor del 14 % de calcio (CaCO₂). Se aplican a los suelos más por el contenido de fósforo que como material de encalado. Su poder de neutralización las convierte en un material adecuado para ser aplicado en suelos ácidos deficientes en fósforo. También son fuente de magnesio.

AZUFRE ELEMENTAL

El azufre es un elemento químico de número atómico 16 y símbolo S (del latín  sulphur). Es un no metal abundante que posee un olor característico.

Se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas y en forma reducida en sulfuros y sulfosales, o bien en su forma oxidada como sulfatos. Es un elemento químico esencial constituyente de los aminoácidos cisteína y metionina y por consiguiente necesario para la síntesis de las proteínas presentes en todos los organismos vivos. Se usa principalmente como fertilizante pero también en la fabricación de fungicidas e insecticidas.

El azufre (S) es el décimo tercer elemento más abundante en la corteza terrestre. Es uno de los 9 macronutrientes por lo que es esencial para el crecimiento y el desarrollo de los organismos vivos, debido a su participación en la síntesis de proteínas. Se encuentra en el suelo en diferentes formas químicas: azufre como parte de compuestos orgánicos asociados con la Materia Orgánica del Suelo (MOS) o azufre inorgánico que forma principalmente sulfatos (disponible para los vegetales).

Del azufre total del suelo aproximadamente el 97 % se encuentra en formas orgánicas y el 3 % restante en formas inorgánicas.

Es necesario entonces que los suelos estén adecuadamente dotados de MO para que los procesos de descomposición de la misma entreguen a los vegetales las cantidades necesarias de azufre.

Es común asociar el nitrógeno con la MO y con los procesos de descomposición que lo transforman en mineral asimilable para las plantas. Este mismo proceso es válido para el azufre.

El contenido de azufre de los suelos es muy variable. Los valores más bajos se encuentran en suelos arenosos (a razón de 20 mg de S/kg de suelo) mientras que los más altos están en zonas de mareas donde el azufre tiende a acumularse (a razón de 35 000 mg de S/kg de suelo). Pero el rango normal en suelos agrícolas en regiones húmedas y semihúmedas es de 100 a 500 mg de S/kg de suelo lo que equivale a 225 a 1120 kg de este nutriente por hectárea.

SULFATOS

Sulfato de cobre

El sulfato de cobre también llamado sulfato cúprico (CuSO₄), vitriolo azul, piedra azul, caparrosa azul, vitriolo romano o calcantita, es un compuesto químico derivado del cobre que forma cristales azules solubles en agua y metanol y ligeramente solubles en alcohol y glicerina. Su forma anhídrida (CuSO4) es un polvo verde o grisblanco pálido, mientras que la forma hidratada (CuSO₄•5H₂O) es azul brillante.

Si se descubre una deficiencia de cobre en el suelo de cultivo se la puede corregir simplemente dispersando sulfato de cobre (aproximadamente 50 kg por hectárea) sobre la capa superior del suelo para que actúe como fertilizante o rociándolo sobre los cultivos de cereales diluido en agua. Los agricultores administran este tratamiento porque la deficiencia de cobre en los cultivos de cereales puede generar granos más pequeños.

Sulfato de hierro

El sulfato de hierro es un compuesto químico en forma de cristales blancos o azules verdosos. Su fórmula química es FeSO4 y se obtiene por la reacción de hidróxido ferroso y ácido sulfúrico. Es una oxisal formada por 1 átomo de hierro, 1 átomo de azufre y 4 átomos de oxígeno.

El sulfato de hierro aporta gran cantidad de nutrientes a los cultivos (azufre, hierro, manganeso) y ayuda a la reducción del pH tanto de la MO como del suelo, lo que permite mejorar la estructura de los suelos favoreciendo así la producción agrícola.

La MO enriquecida con hierro ejerce una completa acción físico-química en los suelos que mejora su regulación térmica, reduce los procesos erosivos, aumenta su capacidad de retención de agua y mantiene las condiciones hidrológicas generales, entre otros aspectos.

Sulfato de magnesio hidratado: sales de Epsom o kieserita

El sulfato de magnesio o sulfato magnésico, conocido también como sales de Epsom (o sal inglesa), es un compuesto químico que contiene magnesio cuya fórmula es MgSO₄•7H₂O.

El magnesio es absorbido por la planta bajo la forma de MgO. En caso de deficiencia la fuente más utilizada para suplirla es el sulfato de magnesio que por su elevada solubilidad puede ser utilizado en fertirrigación, en el suelo o foliarmente.

La dosis recomendada es de 250 kg de producto por hectárea. Cuando se aplica el sulfato de magnesio al suelo se lo puede hacer mediante un solo abonado al momento de preparar el terreno. La dosificación será de 2,5 kg de sulfato de magnesio por surco. Una buena opción es dividir el abonado del producto y aplicarlo también al momento del aporque. Si se trabaja con riego tecnificado se podrá dividir la dosis 3 a 4 veces.

Sulfato doble de potasio y magnesio

El sulfato doble de potasio y magnesio es un fertilizante de origen natural que se somete a procesos de lavado y refinado. Es una excelente fuente de magnesio y de potasio en aquellos cultivos sensibles al agregado de cloruros, como algunos frutales.

Como se señaló anteriormente, una de las características importantes del sulfato doble de potasio y magnesio es que proviene de una fuente 100 % natural obtenida a partir de un material llamado lagbeinita depositado en el proceso de sedimentación natural hace millones de años. Es extraído de yacimientos ubicados en Nuevo México (Estados Unidos).

El proceso al que es sometido el material (lagbeinita) luego de su extracción es solamente físico: se realiza un lavado y una separación granulométrica de alta tecnología. Esto lo convierte en un fertilizante aceptado a nivel mundial como fuente natural aplicable a cultivos orgánicos o que requieran la utilización de insumos naturales que no sean producto de síntesis química.

El sulfato doble de potasio y magnesio aporta 3 nutrientes: potasio, magnesio y azufre, todos inmediatamente asimilables por parte de las plantas. A pesar de que la mayoría de los suelos contienen miles de kilogramos de potasio, solo una pequeña cantidad está disponible para la planta durante el ciclo de crecimiento (menos del 2 %). La fórmula del sulfato doble de potasio y magnesio es: 22 % óxido de potasio (K2O), 46,1 % de magnesio (Mg), 46 % de azufre (S), 2,5 % de cloro (Cl) y 0,3 % de humedad.

Es importante mantener niveles adecuados de potasio en el suelo. Al agregarse al suelo y disolverse, la sal disociará sus componentes. El potasio y el magnesio serán retenidos en los sitios de intercambio con la arcilla y la MO. En cambio los sulfatos serán absorbidos en la superficie disponible de las arcillas, inmovilizados por los microorganismos del suelo o eventualmente lixiviados a horizontes más profundos.

El sulfato doble de potasio y magnesio es una excelente fuente de potasio y magnesio solubles inmediatamente asimilables para la planta. Es un fertilizante de origen natural, apto para la producción orgánica. Puede aplicarse solo o con otros fertilizantes. Es adecuado para uso directo o como ingrediente de mezclas físicas.

El potasio es el nutriente esencial de la planta. Es uno de los 3 nutrientes principales junto con el nitrógeno y el fósforo. A diferencia de estos 2 últimos, no forma compuestos orgánicos en la planta. Es vital para la fotosíntesis, esencial para la síntesis de proteínas y muy importante en procesos que proveen energía a la planta para su crecimiento. Mejora la resistencia de las plantas a las enfermedades y heladas y es importante en la formación del fruto. Está involucrado en la activación de más de 60 sistemas enzimáticos que regulan las principales reacciones metabólicas de la planta.

Es también una fuente compatible con todos los demás productos para realizar mezclas físicas. Para fertirriego y aplicaciones foliares es preferible optar por su presentación cristalina. Como fuente de potasio en cultivos anuales puede ser utilizado en el momento de siembra o hasta un mes antes. Como abono de fondo para los cultivos leñosos, conviene realizar una fertilización antes de la plantación y posteriormente efectuar solo el abonado de mantenimiento un tanto antes de que inicie la brotación.

Las aplicaciones de sulfato doble de potasio y magnesio para hortalizas de fruto y de hoja van de 150 a 300 kg/ha (en siembra, trasplante o en línea) y para frutales de 0,2 a 0,5 kg/planta (antes de la brotación). También se puede utilizar para enriquecer los abonos sólidos y los abonos líquidos fermentados.

Sal potásica en bruto: kainita o silvinita

Se trata de un mineral de la clase de los minerales sulfatos. Fue descubierta en 1865 en Sajonia (Alemania). Su nombre proviene del término griego kainos que significa reciente o contemporáneo, en alusión a su reciente formación como mineral secundario. Algunos sinónimos, aunque poco usados son: caenita, cainita o cenita.

SILICIO

  1. Ruiz (2014) sostiene que el silicio es el único elemento que en cantidades excesivas no causa problemas a las plantas. Este elemento se deposita como una capa gruesa de 2,5 micras de espesor en el espacio inmediatamente inferior a la cubierta cuticular formando una doble capa de cutícula-silicio. Esta formación contribuye para que el silicio alivie el estrés biótico y abiótico. Este sería uno de los mecanismos que promueven la resistencia de las plantas a enfermedades e insectos. Las acumulaciones de sílice (SiO2)en los tejidos actúan como una barrera física a la penetración de las hifas de los hongos y en el caso de insectos les ocasionan daños en el aparato bucal. En el cultivo de banano reduce la velocidad de desarrollo de la sigatoka negra en las hojas.

En la agricultura el silicio tiene beneficios a nivel edáfico y vegetal. En el suelo las aplicaciones inciden de manera destacada en el estrés mineral. Este estrés puede consistir en una deficiencia o un exceso de elementos esenciales. Muchos reportes han mostrado los beneficios de aplicaciones de sílice en condiciones tanto de exceso de fósforo, sodio, manganeso, nitrógeno y aluminio así como de deficiencia de fósforo. A continuación se detallan algunos ejemplos de estas interacciones.

Cuando el suministro de fósforo (P) es muy alto el silicio lo regula limitando la absorción del fósforo inorgánico. Así, los excesos internos de fósforo inorgánico que causan la inactivación de otros nutrientes como el zinc se ven limitados. Se evitan de esta manera problemas fisiológicos como la inhibición de la actividad enzimática y una presión osmótica anormal.

El estrés por deficiencia de fósforo es un tema de vital importancia para los suelos dedicados al cultivo del banano. Debido a los componentes alofánicos de su constitución mineralógica o por sus altos contenidos de hierro y manganeso, estos suelos presentan una fijación de fósforo por lo que necesitan aplicaciones adicionales de fertilizantes fosforados.

La reacción mediante la cual el silicio ayuda a liberar el fósforo fijado por el hierro se detalla a continuación:

2FePO₄ + Si(OH)₄ + 2H = Fe₂SiO₄ + 2H₃PO₄

De esta reacción se desprenden 2 consideraciones importantes:

  1. para que la reacción ocurra, la aplicación de silicio debe realizarse al suelo por lo que se necesitan fuentes edáficas.
  2. además de ayudar a la liberación de fósforo para que este sea asimilable para las plantas, la aplicación de silicio también inactiva el hierro del suelo formando filosilicatos de hierro, compuestos muy estables que impiden la resolubilización de este elemento a fin de que pueda ser asimilado por las plantas.

Las aplicaciones de silicio han mostrado un efecto benéfico en cultivos bajo estrés salino. La traslocación de sodio a los nuevos brotes está parcialmente ligada a la transpiración y se ha establecido que el silicio disminuye la transpiración. Esto sugiere que los efectos benéficos de este elemento en condiciones salinas resulta del decrecimiento de la transpiración que reduce el flujo de sodio hacia la planta.

Los efectos benéficos del silicio en las plantas han sido reportados en una amplia gama de cultivos bajo estrés biótico y abiótico. En presencia de silicio, las hojas, tallos y panículas de arroz muestran un crecimiento erecto promoviendo una mejor distribución de luz en el dosel. En cucurbitáceas, la senescencia de las hojas se retarda haciendo que estas luzcan más verdes y tengan una mayor área foliar.

El silicio activa mecanismos de defensa en cucurbitáceas mostrando un incremento en la actividad de enzimas (quitinasas, peroxidasas, polifenol y oxidasas) y compuestos fenólicos. Es muy importante señalar que el principal constituyente de la pared celular del hongo Mycosphaerella fijiensis es la quitina por lo que un incremento en la actividad de la enzima quitinasa resultará en una respuesta de defensa del banano frente a la infección de ese hongo. Existen resultados sin publicar sobre el efecto positivo que tienen aplicaciones de silicio, principalmente al suelo, en el retardo de la velocidad de desarrollo de la sigatoka negra.

Sin embargo los efectos benéficos del silicio en la protección vegetal desaparecen al ser interrumpido su suministro, lo que conduce a una pérdida de resistencia aun si el silicio ha sido acumulado (Samuels y otros 1991). Este argumento contrarresta recientes publicaciones en medios de prensa que afirman que en cultivos como palma y banano apenas 2 aplicaciones al año han producido importantes incrementos en el rendimiento. La experiencia en el campo, específicamente en el cultivo de banano, refleja la necesidad de aportes continuos de este elemento y su indiscutible efecto benéfico en la producción.

Los estudios sobre los efectos del silicio en el banano han demostrado que la absorción de este elemento por parte de la planta se realiza de una forma pasiva, guiada por el consumo de agua. Esto hace que durante la época de crecimiento vegetativo los valores de silicio que se absorben puedan ser bastante altos. Se ha establecido que la traslocación de la molécula de silicio como H4SiO4 en la planta es altamente dependiente del flujo transpiratorio que lleva el elemento del sitio de absorción hacia los puntos de terminación de la transpiración, donde se acumula en forma de ópalo biogénico. Así, para obtener las ventajas que ofrece el silicio en las plantas y para que este elemento se deposite en las hojas, las aplicaciones deben realizarse específicamente al suelo para que pueda desplazarse a través de la planta mediante la transpiración.

ZEOLITA

Las zeolitas o ceolitas son minerales alumino-silicatos microporosos que se destacan por su capacidad de hidratarse y deshidratarse reversiblemente. Hasta octubre de 2012 se habían identificado 206 tipos de zeolitas según su estructura, de los cuales más de 40 se encuentran en la naturaleza y los restantes son sintéticos.

La zeolitas naturales son una familia de minerales con estructura cristalina tetraédrica, con poros generalmente llenos de agua enlazados de tal manera que forman canales, lo que les permite perder y ganar agua reversiblemente e intercambiar los cationes componentes de su estructura, sin alterarla.

Según Ezcurra & Pérez Domínguez (1989), las zeolitas son minerales del grupo de los alumino-silicatos hidratados que se presentan preferentemente en las rocas de origen volcánico donde se agrupan en cantidades industriales y constituyen yacimientos.

Debido a la alta capacidad de intercambio iónico de la zeolita y a su habilidad para absorber humedad ,es perfecta para incrementar la eficiencia de los fertilizantes y reducir la lixiviación y volatilización de los nutrientes.

En la agricultura se la conoce como el fertilizante inteligente ya que libera lentamente los nutrientes cuando las plantas lo requieren. Esto ocurre porque estas últimas se alimentan por medio del intercambio catiónico y la zeolita no suelta los nutrientes a menos que exista un intercambio iónico.

A continuación, se presentan algunos de los beneficios de la utilización de zeolita en la agricultura:

  • Retiene los fertilizantes en la zona de enraizamiento.
  • Previene la lixiviación y volatilización de los fertilizantes.
  • Mejora la capacidad del suelo para retener nutrientes.
  • Reduce costos de irrigación al retener humedad.
  • Absorbe gases de desecho.
  • Absorbe iones de metales pesados.
  • Mejora la nitrificación en el suelo.
  • Controla la acidez del suelo nivelando el pH.
  • Permite ahorrar recursos en fertilizantes, pesticidas y plaguicidas.
  • Aumenta los rendimientos de los cultivos.
  • Sirve de sustrato.

Al aplicar la zeolita directamente en los suelos o incorporarla a los abonos orgánicos se pueden observar los siguientes resultados:

  • Las raíces se fortalecen y brindan un perfecto soporte físico a la planta.
  • La necesidad de agua se reduce ya que esta se almacena en la zona de enraizamiento y la planta la puede utilizar cuando lo necesita.
  • El uso de fertilizantes se reduce ya que estos son capturados y liberados lentamente.
  • Las raíces tienen una mejor aeración.
  • La germinación y el crecimiento de las plantas son más ágiles.

Se recomienda realizar aplicaciones de zeolita según las siguientes indicaciones:

  • Arroz: 125 kg/ha.
  • Maíz: 150 kg/ha.
  • Hortalizas de raíz: 250 kg/ha.
  • Hortalizas de frutos pendientes (tomate, pimiento, berenjena): 250 kg/ha.
  • Papa: 2 t/ha.

Las aplicaciones se pueden hacer de manera directa o mezcladas con abonos orgánicos sólidos (compost, bocashi o humus de lombriz).

En el país existen 3 yacimientos de zeolita ubicados en las provincias de Loja, Santa Elena y Guayas. Este último yacimiento es un afloramiento existente en los predios de la ESPOL en La Prosperina.

OLIGOELEMENTOS O MICROELEMENTOS

Los oligoelementos o microelementos son bioelementos que se encuentran en cantidades ínfimas (menos del 0,1 %) en los seres vivos. Su ausencia así como una concentración por encima de su nivel característico pueden ser perjudiciales para un organismo vegetal.

Ocho de los 17 nutrientes esenciales para las plantas constituyen el grupo de los oligoelementos o microelementos y en general son elementos por excelencia catalíticos ya que son esenciales en las reacciones redox a nivel biológico.

Los microelementos u oligoelementos aceptados como esenciales y cuya utilización es permitida en la práctica de la agricultura orgánica, ecológica o biológica son el boro (B), el cobalto (Co), el hierro (Fe), el manganeso (Mn), el molibdeno (Mo), el selenio (Se) y el zinc (Zn). Estos son tan importantes para la planta como los nutrientes primarios y secundarios a pesar de que son requeridos en concentraciones menores a 100 μg/g de masa seca.

Los elementos menores como el cobre, el zinc, el hierro y el manganeso se aplican en forma de quelatos mientras que el boro y el molibdeno se aportan en forma de sales.

Boro

El boro es un elemento químico de símbolo B, de número atómico 5 y peso atómico 10,811. Tiene 3 elementos de valencia y se comporta como no metal. Se clasifica como metaloide y es el único elemento no metálico con menos de 4 electrones en la carga externa. El elemento libre se prepara en forma cristalina o amorfa. La forma cristalina es un sólido quebradizo, muy duro. Es de color negro azabache a gris plateado con brillo metálico. Una forma de boro cristalino es rojo brillante. La forma amorfa es menos densa que la cristalina y es un polvo que va del café castaño al negro. En los compuestos naturales el boro se encuentra como una mezcla de 2 isótopos estables, con pesos atómicos de 10 y 11.

Es un nutriente esencial para el crecimiento y el desarrollo natural de plantas sanas. Los compuestos de boro se usan en pequeñas concentraciones como micronutrientes en los fertilizantes. Cuando se usan en grandes concentraciones funcionan como herbicidas, alguicidas y otros pesticidas.

El uso del boro en las plantas produce los siguientes beneficios:

  • Es esencial para mantener un equilibrio entre el azúcar y el almidón y ayuda con la traslocación del azúcar y los carbohidratos.
  • Es importante para la polinización y la producción de semillas.
  • Es necesario para la división normal de la célula, el metabolismo del nitrógeno y la formación de proteínas.

El boro es un elemento esencial para el desarrollo natural de las semillas, el crecimiento de las plantas y el rendimiento de la cosecha. Contribuye a la transferencia de agua y la alimentación de las plantas. Aunque los requisitos de boro son muy bajos en cantidad, el crecimiento de las plantas y los rendimientos de la cosecha se ven gravemente afectados cuando el suelo es deficiente en este elemento.

Generalmente se usa el ácido bórico en la industria agrícola como fuente de boro para fertilizantes líquidos. Estos están compuestos por un 10 % de boro y son utilizados para aplicaciones foliares y del suelo. En la agricultura orgánica se pueden añadir a los biopreparados tipo biol, té de estiércol y lactofermentos en dosis que fluctúan entre 1,25 gramos y 2,5 gramos por cada litro de preparación.

Se pueden aplicar boratos en forma sólida directamente al suelo donde, en condiciones húmedas, se disolverán fácilmente y serán absorbidos por las raíces de las plantas. Los productos típicamente usados para esta aplicación son bórax pentahidratado granular y ulexita granular. Se los puede aplicar directamente pero son utilizados más comúnmente como parte de una mezcla de nutrientes que contiene otros componentes fertilizantes. La cantidad que se deberá aplicar al suelo varía según la clase de planta, el método de aplicación, la cantidad de lluvia y de cal y el contenido de material orgánico del suelo.

También se pueden rociar los productos de boro sobre las hojas de la planta. Esta aplicación es ventajosa para plantas que tienen una mejor absorción foliar. El producto preferido para la pulverización foliar es el tetrahidratado octaborato disódico elaborado especialmente para aplicaciones agrícolas porque tiene mejor solubilidad en comparación con los productos convencionales de boro, como el bórax decahidrato y el bórax pentahidratado, y tiene además un contenido de boro más elevado que el ácido bórico.

Otros productos utilizados en fertilizantes incluyen el bórax decahidrato y el bórax pentahidratado. Debido a su buena solubilidad se pueden aplicar directamente los boratos de sodio al suelo o rociarlos sobre las plantas. La ulexita, que es un borato de calcio de origen natural, es preferida para las tierras arenosas debido a su baja solubilidad. Esta característica le permite permanecer en el suelo por más tiempo que los boratos de sodio.

Cobalto

El estado del cobalto en su forma natural es sólido (ferromagnético). Es un elemento químico de aspecto metálico con tono gris y pertenece al grupo de los metales de transición. El número atómico del cobalto es 27 y su símbolo químico Co. Su punto de fusión es de 1768 grados K o 1495,85 °C y el de ebullición de 3200 grados K o 2927,85 °C.

El cobalto es necesario para la fijación del nitrógeno en las leguminosas yes un mineral esencial para los rumiantes por ser un componente central de la vitamina B12. Se ha demostrado que en ambientes pobres en cobalto la fijación del nitrógeno es escasa. En leguminosas el cobalto está ligado a la nodulación y a la consecuente fijación del nitrógeno, por lo que su deficiencia se refleja en falta de nitrógeno. La disponibilidad del cobalto aumenta en medios ácidos y disminuye con la presencia de óxidos cristalinos de manganeso.

Cobre

El cobre es un elemento químico que pertenece al grupo de metales de transición y su aspecto es metálico, rojizo. Su número atómico es el 29 y su símbolo químico Cu. El estado del cobre en su forma natural es sólido (diamagnético). Su punto de fusión es de 1357,77 grados K o 1085,62 °C y el de ebullición de 3200 grados K o 2927,85 °C.

Las plantas con deficiencia de cobre presentan marchitamiento de las hojas jóvenes debido a dificultades en el transporte del agua por una insuficiente lignificación en las células del xilema.

El cobre es importante en la fotosíntesis por lo que su deficiencia resulta en bajas tasas fotosintéticas y por lo tanto bajos niveles de carbohidratos. La falta de cobre ocasiona hojas deformes en los girasoles y en las rosas, hojas cloróticas y botones marchitos. En los crisantemos se observa necrosis marginal de las hojas las mismas que se deforman así como láminas foliares y peciolos curvados. En el tomate los frutos se agrietan antes de madurar.

Un gran número de especies tiene un desarrollo óptimo en un medio con pH entre 5 y 7. Es necesario considerar que el cobre a pH básico se precipita formando hidróxidos insolubles que no son disponibles para la planta.

La MO cumple una función importante para que el cobre soluble pueda estar presente en el suelo. Las necesidades son pequeñas y el contenido de este elemento debe ser de 4 a 6 ppm para suelos minerales y de 20 a 30 ppm para suelos orgánicos. Como la lixiviación de este microelemento es insignificante una sola aplicación solucionará todas las necesidades de cobre de las plantas durante muchos años.

Hierro

El hierro es un elemento perteneciente al grupo de metales de transición y su aspecto es metálico brillante con un tono grisáceo. Su número atómico es el 26 y su símbolo químico Fe.

La deficiencia de hierro se caracteriza porque las plantas desarrollan una clorosis intervenal pronunciada. Debido a que este elemento es poco móvil dentro de la planta, los síntomas de deficiencia aparecen en las hojas jóvenes de la parte superior. Las plantas de rosa son particularmente sensibles a esta deficiencia que puede ser inducida por el exceso de nitratos en la rizósfera y generar clorosis severas en las hojas.

En el sistema de riego el hierro puede ocasionar taponamiento de los métodos por goteo. Cuando el agua proviene de pozos profundos ricos en este mineral, al llegar a la superficie este forma Fe(OH)3 que se precipita y es insoluble. Tal formación es lenta por lo que es posible tomar medidas correctivas a fin de evitar daños en el sistema.

Manganeso

El manganeso es un elemento perteneciente al grupo de metales de transición. Su estado en forma natural es sólido (generalmente no magnético). Su aspecto es plateado metálico. Su número atómico es 25 y su símbolo químico Mn. El punto de fusión del manganeso es de 1517 grados K o 1243,85  °C y el de ebullición de 2235 grados K o 1962,85 °C.

Este elemento se absorbe sobre todo como catión manganeso (Mn⁺²), aunque en el suelo también puede existir como Mn⁺³o Mn⁺⁴, óxidos insolubles y quelatos. Es soluble a pH ácidos y en suelos encharcados. Su solubilidad se reduce en suelos alcalinos o ácidos con alto contenido de materia orgánica. Es importante en el proceso fotosintético ya que junto con el cloro participa en la fotólisis del agua. Por otra parte, la presencia de este elemento en el fotosistema II favorece la fotofosforilación, la reducción tanto del CO2 como del nitrito y del sulfato. Además, parece ser constituyente estructural de los ribosomas. Por tal razón, su deficiencia, aunque poco común, podría ocasionar una fuerte reducción de la tasa fotosintética. Es pues importante tener en cuenta que es un elemento poco móvil en la planta y su deficiencia se manifiesta primero en las hojas jóvenes. Al respecto, se ha identificado una sintomatología foliar para monocotiledóneas y dicotiledóneas: en el primer caso se manifiesta en forma de puntos de color gris verdoso, y en el segundo por la presencia de puntos amarillos. En fases avanzadas únicamente las nervaduras y las zonas adyacentes se mantienen verdes. La presencia de carbonatos y altos contenidos de fósforo disminuyen la disponibilidad de este micronutriente. Asimismo, un desbalance a favor del Fe, Cu y Zn disminuyen la absorción de este elemento por parte de la planta.

  • Función 

El manganeso es uno de los elementos que más contribuye al funcionamiento de varios procesos biológicos de las plantas, incluyendo la fotosíntesis, la respiración y la asimilación de nitrógeno. También interviene en la germinación del polen, el crecimiento del tubo polínico, el alargamiento celular en la raíz y su resistencia a patógenos.

  • Deficiencia

Los síntomas de deficiencia de manganeso son: clorosis intervenal (hojas amarillas con venas verdes) en las hojas jóvenes y en ocasiones manchas bronceadas hundidas en las áreas cloróticas intervenales. El crecimiento de las plantas puede verse disminuido y retrasado.

La deficiencia de manganeso puede surgir cuando el pH del sustrato de cultivo es superior a 6,5 pues en esas circunstancias el elemento es fijado y pierde disponibilidad para su absorción. Asimismo la deficiencia puede presentarse debido a bajos índices de aplicación de fertilizante, al empleo de fertilizantes para usos múltiples (cuyo contenido de micronutrientes normalmente es menor), a la lixiviación excesiva o a demasiadas aplicaciones de quelato de hierro.

  • Toxicidad

La toxicidad del manganeso se manifiesta con la quemadura de las puntas y los bordes de las hojas más viejas o bien con la aparición de manchas de color rojizo a castaño. Cuando es severa, las manchas pueden aumentar en número y en tamaño formando parches. Con niveles de pH por debajo de 5,5 el manganeso se vuelve altamente soluble y es probable que las plantas muestren síntomas de toxicidad. Esto ocurre particularmente con el geranio zonal, la caléndula y el lisianthus. La toxicidad del manganeso ocurre también cuando el índice de aplicación de fertilizantes es excesivo.

En la producción agrícola el manganeso interviene en el metabolismo del fósforo y el nitrógeno, aumenta la disponibilidad del fósforo y del calcio, desempeña un papel directo en la fotosíntesis y ayuda a la síntesis de la clorofila, acelera la germinación y la madurez y es fundamental para la calidad de los frutos. Así como el hierro también es necesario para la formación de la clorofila, la reducción de nitratos y la respiración. En algunos procesos metabólicos actúa como catalizador.

En la agricultura orgánica el manganeso se puede incluir en la preparación de fertilizantes líquidos tipo biol, té de estiércol o lactofermentos. Durante el proceso fermentativo este elemento se liga con las moléculas orgánicas y se quelata por lo que está disponible para ser asimilado principalmente a través de los haces foliares de las plantas que son tratadas con este tipo de biopreparados. Se recomienda incorporar entre 0,6 y 1,25 gramos de manganeso por litro de preparado.

Molibdeno

El molibdeno se encuentra en cantidades importantes en el agua de mar en forma de molibdatos (MoO₄⁻²) y los seres vivos pueden absorberlo fácilmente de esta forma. Tiene la función de transferir átomos de oxígeno al agua.

Este micronutriente es absorbido bajo la forma de oxianión molibdato (MoO⁻²). Su absorción por parte de las raíces puede ser afectada por la presencia del ion SO₄⁻² porque los mecanismos que controlan la absorción de este ion también pueden afectar la remoción de MoO₄⁻².

La importancia del molibdeno radica en que es un constituyente esencial de las enzimas responsables de la Fijación Biológica de Nitrógeno (FBN) y de la reducción de nitrato a amonio. Estas enzimas son la nitrogenasa y la nitrato reductasa respectivamente. La deficiencia de molibdeno está correlacionada con el metabolismo del nitrógeno. La coliflor y el repollo son sensibles a la deficiencia de este elemento presentando como síntoma la “cola de látigo” que se caracteriza por una nervadura central con un área foliar mínima. La falta de este elemento puede presentarse en suelos ácidos con presencia de óxidos de hierro y aluminio, los cuales adsorben el molibdeno. Su disponibilidad aumenta por factores como el incremento del pH y la presencia de fósforo. El magnesio aumenta la toma de molibdeno por parte de la planta.

La deficiencia de molibdeno suele darse en suelos arenosos y en suelos orgánicos y minerales ácidos, lo que significa que está muy influenciada por la acidez y la lixiviación.

Selenio

El dióxido de selenio es un catalizador adecuado para la oxidación, hidrogenación y deshidrogenación de compuestos orgánicos.

Este elemento es absorbido por las plantas como anión SeO₄⁻² y forma proteínas al igual que el azufre, pero estas no son funcionales. Existen plantas acumuladoras de selenio en miembros de la familia Cruciferae, como el brócoli, pero la mayoría de las plantas cultivadas no acumulan este nutriente.

En el género Astragalus, cuyas plantas acumulan este mineral, se encontró que el selenio previene la absorción excesiva de fosfatos a niveles tóxicos. Pese a que no se reportan otros beneficios, este es un elemento esencial para animales y humanos.

Zinc

El estado del zinc en su forma natural es sólido (diamagnético). Es un elemento químico de aspecto azul pálido grisáceo y pertenece al grupo de los metales de transición. Su número atómico es 30 y su símbolo químico Zn. Su punto de fusión es de 692,68 grados K o 420,53 °C y el de ebullición de 1180 grados K o 907,85 °C.

El zinc es absorbido por las plantas como catión divalente (Zn⁺²) o quelato vía radical o foliar. Este es un elemento transportado vía xilema y relativamente poco móvil al interior de la planta. Es importante porque es constituyente de la enzima anhidrasa carbónica que cataliza la formación de ácido carbónico a partir de CO₂ y agua. Esta enzima está localizada tanto en los cloroplastos como en el citoplasma. Este micronutriente es necesario además para el mantenimiento de las biomembranas en las que forma complejos con grupos fosfolípidos y sulfidrilos protegiendo los lípidos de la membrana y las proteínas frente a daños oxidativos, por lo que su deficiencia ocasiona un aumento de la permeabilidad de las membranas.

Otra función importante del zinc es que forma parte del aminoácido aromático triptófano, precursor de las auxinas. En plantas de tomate con deficiencia de zinc hay retardo en la elongación del tallo lo que está correlacionado con una disminución de la síntesis de ácido indol acético (AIA).

La deficiencia de zinc comienza en las hojas jóvenes que presentan un amarillamiento progresivo y una disminución de su tamaño. En las rosas la deficiencia de este nutriente se manifiesta con la muerte de los puntos de crecimiento y la consecuente aparición de brotes laterales por lo que se presentan desarrollos vegetativos en forma de roseta.

La disponibilidad de este nutriente aumenta con la disminución del pH y la presencia de sulfato, mientras que su disponibilidad disminuye a pH básico. Otros factores, como la interacción con cobre, hierro o manganeso y suelos con alta disponibilidad de fósforo, reducen la absorción de zinc.

En la agricultura el zinc es importante para el crecimiento y la producción de los cultivos. Influye en gran medida en el tamaño de los entrenudos, es fácilmente absorbido vía foliar y actúa en el crecimiento de las plantas por su participación en la formación del AIA.

En las siguientes tablas se presentan los contenidos nutrimentales presentes en las sales cuyo uso está permitido en la agricultura orgánica, ecológica o biológica: sales procedentes de fertilizantes minerales primarios (tabla 76) y sales naturales (tabla 77).

Minerales y oligoelementos

Minerales y oligoelementos


Fuente: Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca del Ecuador.

Autor: Manuel B. Suquilanda Valdivieso.

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Minerales y oligoelementos en fertilizantes para uso en agricultura orgánica o natural
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