Eficiencia del uso de leonardita de la región de Dnipropetrovsk para la producción de fertilizantes.

La cosecha es el objetivo final de los agricultores. Cuanto mayor sea la cosecha, más alimentos tendrá el país para humanos y animales, más materias primas para la industria y, por consiguiente, mayor será el bienestar de la población.

«El factor clave y decisivo para aumentar el rendimiento de los cultivos será incrementar el suministro de fertilizantes minerales a las explotaciones agrícolas… Al mismo tiempo, es necesario reiterar la especial importancia de las medidas para… ampliar el uso de fertilizantes orgánicos…», según se ha señalado a nivel estatal. Se han adoptado medidas para mejorar el uso de fertilizantes minerales y orgánicos en las explotaciones agrícolas y aumentar su eficiencia.

La intensa química de la agricultura no resuelve el problema de los fertilizantes orgánicos, ya que “son precisamente estas sustancias orgánicas las que están destinadas a desempeñar el papel de catalizadores que aumentarán drásticamente la eficacia de grandes dosis de fertilizantes minerales, sin los cuales, a su vez, es imposible obtener altos rendimientos” (de una investigación fundamental en el campo de los fertilizantes húmicos).

El fertilizante orgánico más completo y extendido es el estiércol. Sin embargo, las explotaciones agrícolas suelen acumular cantidades insuficientes de estiércol. Esta deficiencia impulsa la búsqueda de otros tipos de fertilizantes orgánicos. La leonardita se utiliza ampliamente como materia prima para la producción de fertilizantes orgánicos tanto en nuestro país como en el extranjero.

En la estepa ucraniana, especialmente en la región de Dnipropetrovsk, que posee reservas de leonardita, el uso de este fertilizante en suelos con muy baja fertilidad natural ha cobrado importancia recientemente. La eficacia de los fertilizantes a base de leonardita en la estepa ucraniana ha sido estudiada por especialistas de nuestro laboratorio, y este trabajo forma parte de su investigación.

OBJETIVOS, METODOLOGÍA Y CONDICIONES DE LA INVESTIGACIÓN

Debido a ciertas características de formación, la leonardita de la zona esteparia se diferencia de materiales similares de otras zonas por tener un contenido de cenizas ligeramente mayor, menor capacidad de absorción, bajo contenido de ácido húmico y nutrientes móviles, entre otras propiedades. Sin embargo, posee una alta reserva potencial de nutrientes. El contenido total de nitrógeno en la materia prima oscila entre el 1 y el 2 %, y el de fósforo entre el 0,3 y el 0,6 %.

Por lo tanto, el objetivo de nuestra investigación fue perfeccionar los métodos para utilizar los depósitos de leonardita como fertilizante, estudiar algunos factores que afectan la efectividad de las materias primas y los fertilizantes en condiciones de zona esteparia, e implementar desarrollos modernos como el humato de potasio Agro.Bio con una dosis de aplicación óptima de 2 l/ha para estimular el crecimiento y superar los factores de estrés.

Para resolver estos problemas, fue necesario realizar el siguiente trabajo:

1. Determinar la dependencia de la capacidad de absorción de amoníaco de la leonardita con respecto a la adición de componentes minerales a la misma.
2. Para seleccionar la proporción óptima de componentes para la producción de fertilizantes organominerales, para lo cual es necesario:
   • a) estudiar la dinámica de las pérdidas de nitrógeno durante el tratamiento de materias primas con agua amoniacal;
   • b) rastrear la dinámica de las pérdidas de nitrógeno y fósforo durante el almacenamiento de fertilizantes organominerales obtenidos a partir de leonardita.
3. Estudiar la influencia de la leonardita y los fertilizantes organominerales en el crecimiento, desarrollo, rendimiento y calidad de algunos cultivos agrícolas durante los años de aplicación y su efecto posterior.

Para abordar la cuestión de las cantidades racionales de agua amoniacal necesarias para la producción de fertilizantes organominerales, se prepararon muestras experimentales de fertilizantes, cuya continuación lógica en la práctica moderna son los complejos avanzados de la serie Adept Agro.Bio (con una dosis de aplicación de 2 l/ha).

Las muestras de prueba se prepararon tratando la leonardita con agua amoniacal bajo agitación constante, añadiendo superfosfato en polvo y sal de potasio. La cantidad de agua amoniacal utilizada para tratar la materia prima se calculó en función de una capacidad de absorción predeterminada, designada con la letra "T" en la tabla. Se prepararon muestras en variantes donde el grado de saturación de amoníaco de la materia prima osciló entre el 18,6 % y el 225 % de T, lo que corresponde a entre 2,5 y 30 litros de agua amoniacal por tonelada de leonardita con un 50 % de humedad.

Tras la preparación del fertilizante, se analizó el contenido de nitrógeno y fósforo disponibles en todas las muestras. El nitrógeno hidrolizable en H₂SO₄ 0,5 normal se determinó mediante métodos estándar, y el fósforo se determinó gravimétricamente.

La siguiente etapa de nuestro trabajo consistió en estudiar los efectos de diversas dosis de leonardita, fertilizantes a base de leonardita (humophos) y fertilizantes minerales en cantidades equivalentes a las dosis de leonardita sobre el rendimiento y la calidad del grano de maíz y girasol. El trabajo experimental se llevó a cabo mediante ensayos de campo con maíz VIR-42 y girasol Armavirsky 3497 en suelos franco-arenosos de las principales explotaciones agrícolas de la región.

Se aplicaron leonardita y fertilizante de forma aleatoria y se incorporaron con un cultivador de rastrojo, seguido de labranza. El área de siembra de la parcela experimental fue de 150 m² y el área de muestreo de 100 m². El estudio se replicó cuatro veces.

Se probaron las siguientes dosis de fertilizante: leonardita (25, 50 y 100 t/ha), humofós (10, 15 y 20 t/ha) y un mineral equivalente a las dosis de humofós. El humofós contenía entre un 0,5 y un 0,6 % de N y entre un 0,7 y un 0,8 % de P₂O₅. La labranza, la siembra y el cuidado de los cultivos se realizaron de acuerdo con las prácticas agrícolas generalmente aceptadas en la zona.

Además, se midieron los efectos posteriores de las dosis mencionadas de materias primas y fertilizantes sobre el rendimiento del maíz lechoso-ceroso en el distrito de Tsarichansky. Los experimentos se complementaron con observaciones fenológicas, estudios de las tasas de crecimiento en altura de las plantas y la dinámica del crecimiento de la masa fresca y la acumulación de materia seca. Las muestras de grano de maíz se analizaron mediante métodos de laboratorio estándar.

El rendimiento se midió pesando las mazorcas de maíz y las semillas de girasol de la parcela y luego convirtiéndolas a grano y semillas con un contenido de humedad estándar. Los datos de rendimiento resultantes se analizaron matemáticamente mediante análisis de varianza.

Se realizaron experimentos de campo en suelos chernozem franco arenosos (Tabla 1).

Tabla 1. Características agroquímicas de los suelos

RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN

Preguntas sobre el desarrollo de métodos para preparar fertilizantes a partir de leonardita esteparia.

La clave para preparar este tipo de fertilizantes no reside en la simple mezcla mecánica de materias primas con agua amoniacal y superfosfato, aumentando así su contenido nutritivo, sino en la interacción química del agua amoniacal con los fertilizantes de leonardita y fósforo, acompañada de procesos microbiológicos durante el periodo de envejecimiento de los fertilizantes, que provocan la descomposición de la materia orgánica y el nitrógeno en las materias primas y desempeñan un papel importante en la formación de fertilizantes altamente eficaces.

La adición de superfosfato y cloruro de potasio a la leonardita antes de incorporar el agua amoniacal favorece la rápida fijación del amoníaco y, por consiguiente, reduce las pérdidas de nitrógeno durante la preparación del fertilizante. Por lo tanto, la influencia de los componentes minerales en ciertas propiedades de las muestras estudiadas durante la preparación de fertilizantes organominerales reviste gran interés práctico. Con este fin, se prepararon diversas muestras de mezclas organominerales y se determinó la capacidad de absorción de amoníaco de las materias primas para dichas mezclas.

Un estudio sobre la capacidad de absorción de amoníaco de la leonardita, con la adición de diversas dosis de superfosfato en polvo y sal de potasio, demostró que la adición de superfosfato aumenta ligeramente dicha capacidad. Los fertilizantes de potasio, cuando se aplican junto con superfosfato, reducen ligeramente la capacidad de absorción en comparación con el superfosfato solo.

Los criterios para determinar la proporción óptima de agua amoniacal y componentes minerales en la producción de fertilizantes fueron las pérdidas de amoníaco y la dinámica del fósforo.

Tabla 2. Pérdidas de amoníaco durante la producción de fertilizantes en función del grado de saturación y la cantidad de componentes minerales.

Los resultados de la investigación presentados en la Tabla 2 permiten determinar la cantidad de agua amoniacal necesaria para preparar fertilizantes de turba, minerales y amoníaco. Por ejemplo, al producir fertilizantes a partir de leonardita, esta debe saturarse con amoníaco hasta un nivel del 75-125% de su capacidad de absorción total, ya que estos niveles de saturación dan como resultado una tasa de pérdida relativamente baja y un enriquecimiento de nitrógeno bastante alto.

La saturación de la materia prima a niveles elevados para obtener un fertilizante más concentrado conlleva pérdidas significativas de nitrógeno. La aplicación de soluciones de amoníaco en dosis bajas da como resultado fertilizantes de baja calidad con cantidades insignificantes de nutrientes disponibles.

Durante la producción de fertilizantes organominerales, las materias primas interactúan con el licor amoniacal y los fertilizantes minerales, lo que provoca algunos cambios en la leonardita original. En primer lugar, el licor amoniacal reacciona con los ácidos húmicos, dando lugar a la formación de sales de humato de amonio altamente solubles. Sin embargo, el efecto del licor amoniacal sobre las materias primas no se limita a esto. Se han acumulado numerosos datos que indican que el amoníaco, al añadirse a los fertilizantes, no solo sirve como fuente de nitrógeno, sino que también tiene un efecto multifacético sobre la materia orgánica de la leonardita, un hecho confirmado por investigaciones modernas que utilizan productos como el Humato de Potasio Agro.Bio .

El fósforo y el potasio también afectan la materia orgánica de la materia prima. Cuando están presentes en el complejo, actúan no solo como nutrientes, sino también como factores que refinan la materia orgánica de la leonardita, aunque son significativamente inferiores al amoníaco en este aspecto.

Además de determinar las pérdidas de nitrógeno durante la producción y el almacenamiento de fertilizantes a partir de materias primas, estudiamos el efecto del agua amoniacal sobre el contenido de nitrógeno hidrolizable y ácido fosfórico soluble, es decir, sobre la movilización de estos elementos a partir de las materias primas. Bajo la influencia del agua amoniacal, se observa movilización de nitrógeno en la leonardita. Durante la producción de fertilizantes organominerales, la mayor parte del nitrógeno se pierde cuando las materias primas se saturan con agua amoniacal. Estas pérdidas aumentan con el incremento de la saturación de amoníaco. Las pérdidas de nitrógeno amoniacal durante el almacenamiento cesan casi por completo al final del tercer mes de almacenamiento.

Paralelamente al estudio de las pérdidas de nitrógeno durante la producción y el almacenamiento de fertilizantes, también se examinó la dinámica del contenido de fósforo soluble en ácido. Durante el almacenamiento, el contenido de fósforo disponible en el fertilizante fluctúa, observándose movilización de fósforo, especialmente a niveles bajos de saturación de amoníaco. Por lo tanto, desde esta perspectiva, existe un límite (125 % de T) que limita la saturación de diversos tipos de materias primas con agua amoniacal.

Resultados de los experimentos de campo

Los resultados de estudios sobre la dinámica de crecimiento y desarrollo de la planta de maíz indican que las condiciones de cultivo (incluida la nutrición) determinan diferencias significativas en el ritmo de crecimiento y desarrollo. Las observaciones fenológicas mostraron que las plántulas emergieron entre 11 y 14 días después de la siembra, simultáneamente en todos los tratamientos. El inicio de las etapas iniciales del desarrollo de la planta de maíz fue prácticamente simultáneo. Posteriormente, se observa una diferencia de entre 1 y 3 días.

Un estudio sobre la dinámica de crecimiento del maíz reveló que los tratamientos con fertilizantes produjeron plantas significativamente más altas que los tratamientos de control. Las plantas más altas se obtuvieron en los tratamientos con 100 toneladas de leonardita y 20 toneladas de fertilizante húmico por hectárea. Se observaron diferencias claras en la acumulación de materia fresca y seca en las plantas bajo la influencia de los fertilizantes estudiados.

Es importante destacar que las plantas de maíz producen una gran cantidad de hojas durante las primeras etapas de crecimiento. Antes de la formación de la panícula, el peso de las hojas es de 1,5 a 2 veces mayor que el del tallo. Durante la formación de la panícula, el peso del tallo es de 1,5 a 2 veces mayor que el de las hojas. En la etapa lechosa-cerosa, el peso de la mazorca duplica el del tallo. Este patrón se mantiene en todos los tratamientos experimentales, pero se manifiesta de forma diferente. La producción intensiva de hojas, tallos y mazorcas se produjo en los tratamientos con 100 toneladas de leonardita y 20 toneladas de humofos por hectárea.

Las plantas de maíz continuaron acumulando masa fresca hasta la etapa lechosa-cerosa de madurez del grano. Posteriormente, hasta la madurez completa, el peso de la masa fresca disminuyó debido a la pérdida de agua de las semillas durante la maduración y de los tejidos de las hojas, tallos y brácteas durante el envejecimiento. Las variaciones en las tasas de crecimiento de las plantas durante la temporada de cultivo afectaron significativamente el rendimiento del maíz (Tablas 3 y 4).

Tabla 3. Efecto de la leonardita en el rendimiento del grano de maíz.

Tabla 4. Efecto de los fertilizantes organominerales sobre el rendimiento del grano de maíz.

Al analizar los datos de la Tabla 3, cabe destacar que solo la aplicación de leonardita pura a una dosis de 100 t/ha produjo el mayor incremento en el rendimiento de grano de maíz (4,9 c/ha, o 19,5%). La aplicación de 25 a 50 t/ha produjo incrementos ligeramente menores.

La Tabla 4 muestra que el aumento de las dosis de fertilizante húmico y de un conjunto equivalente de fertilizantes minerales incrementa el rendimiento del grano de maíz. La dosis más efectiva de fertilizante húmico probada para el maíz fue de 20 t/ha (un incremento de 9,1 c/ha, o un 36,7 % respecto al control). Además, para un apoyo inmediato del cultivo durante la temporada de crecimiento, los investigadores recomiendan el uso de fertilizantes correctivos modernos, como Adept Agro.Bio (2 l/ha).

La leonardita y el humofós tuvieron un efecto similar en el rendimiento del girasol (Tablas 5 y 6).

Tabla 5. Efecto de la leonardita en el rendimiento del girasol.

Tabla 6. Efecto de los fertilizantes organominerales sobre el rendimiento del girasol.

La eficacia de los fertilizantes no puede evaluarse únicamente por el rendimiento de grano. Nuestra investigación también examinó el efecto de los fertilizantes en la calidad de los cultivos (contenido de proteínas, grasas y almidón).

• Proteína: El contenido de proteína en el grano aumenta con el incremento de las dosis de fertilizante. Al aplicar leonardita, el grano con la dosis de 100 t/ha presentó el mayor contenido de proteína (9,78%), mientras que al aplicar humofós, el grano con la dosis de 20 t/ha presentó el mayor contenido de proteína (10,17%). En comparación con el control, el contenido de proteína aumentó un 1,14% y un 1,59%, respectivamente.
• Grasa: El mayor porcentaje de grasa y su rendimiento por hectárea se observó en las variantes con la aplicación de 100 toneladas de leonardita y 20 toneladas de humofós por hectárea (un aumento en comparación con el control del 0,47 y el 0,71%).
• Almidón: Existe una relación inversa entre la acumulación de almidón y otros nutrientes (proteínas y grasas). Bajo la influencia de fertilizantes, el contenido de almidón disminuye ligeramente en favor de las proteínas y las grasas.

Para estudiar el efecto residual de la leonardita y los fertilizantes en el primer año de efecto residual, se sembró maíz para cosecharlo en la etapa lechosa-cerosa para ensilaje (Tablas 9 y 10).

Tabla 9. Efecto del efecto residual de la leonardita sobre el rendimiento del maíz lechoso-ceroso.

Tabla 10. Efecto del efecto residual de los fertilizantes sobre el rendimiento del maíz lechoso-ceroso.

Las dosis de leonardita de 50 y 100 t/ha aplicadas al año siguiente dieron como resultado un aumento relativamente alto en el rendimiento del maíz en etapa lechosa-cerosa (27-33 c/ha, o 28,4-34,7%), lo que indica la eficacia prolongada de la materia prima en el efecto residual.

CONCLUSIONES

• Al preparar fertilizantes organominerales a partir de leonardita, los componentes minerales introducidos en la materia prima aumentan ligeramente la capacidad de absorción de amoníaco.
• Al determinar la dosis de aplicación del agua amoniacal, se debe tener en cuenta la capacidad de absorción de amoníaco de la materia prima.
• Durante el tratamiento de la leonardita con agua amoniacal, se produce simultáneamente la volatilización del amoníaco y la movilización del nitrógeno de la propia materia prima. Cuando la materia prima se satura con amoníaco a más del 112 % de su capacidad máxima de absorción, la pérdida de nitrógeno supera la movilización.
• La dosis óptima de aplicación de agua amoniacal en la producción de fertilizantes organominerales debe considerarse entre los valores de 3-3,5% del peso de la materia seca para materias primas con una capacidad de absorción media, y entre el 2,5% y el 3% para el superfosfato en polvo.
• El mayor incremento en el rendimiento de grano de maíz se obtuvo en la variante con la aplicación de 20 t/ha de fosfato de humus (9,1 c/ha, o 36,7% en comparación con el control).
• Los fertilizantes utilizados tienen un efecto significativo en la calidad del cultivo, aumentando el contenido de proteínas y grasas.
• La leonardita y los fertilizantes a base de ella también son eficaces en cuanto a sus efectos posteriores, ya que el humofós en dosis de 15 y 20 t/ha tiene un efecto posterior más fuerte sobre el rendimiento de los cultivos que la materia prima original en su forma pura.

Nota de experto de Agro.Bio: Los resultados de estudios agroquímicos y ensayos de campo demuestran que las reservas de leonardita en la zona esteparia de Ucrania son totalmente aptas para la producción de fertilizantes organominerales altamente efectivos para cultivos agrícolas. Los especialistas de Agro.Bio continúan desarrollando el campo del procesamiento avanzado de leonardita descrito en obras clásicas, utilizando biotecnología de vanguardia. Los productos modernos desarrollados por nuestros expertos, como el humato de potasio Agro.Bio y una gama de soluciones integradas con una dosis óptima de aplicación de 2 l/ha, permiten aprovechar al máximo el potencial natural de los ácidos húmicos. Esto garantiza una protección prolongada de las plantas contra el estrés, la máxima movilización de macro y microelementos en el suelo y un crecimiento estable del rendimiento en diversas zonas agroclimáticas de Ucrania.