Algunos métodos para aumentar la eficiencia de los fertilizantes húmicos
La eficiencia de los fertilizantes está determinada por un conjunto de factores, entre los cuales ocupa un lugar importante la correspondencia de la composición del fertilizante con los requerimientos biológicos de los cultivos y la disponibilidad de los nutrientes del propio fertilizante.
Los fertilizantes húmicos han sido poco estudiados desde estas perspectivas. Por ello, al investigar esta cuestión, nos propusimos los siguientes objetivos:
- Encontrar la combinación óptima de elementos nutritivos utilizando el ejemplo de la papa.
- Establecer las vías de transformación y distribución de los nutrientes en el propio fertilizante.
El trabajo se llevó a cabo mediante la realización de experimentos de laboratorio, vegetativos y de campo.
Los experimentos vegetativos se establecieron en recipientes con una capacidad de 10 a 11 kg, con una repetición de 4 a 8 veces, principalmente con papas. Los experimentos de campo se realizaron en condiciones de riego en un campo experimental en la región de Jersón, principalmente con una sola variedad de cultivo. Los experimentos se diseñaron con una repetición de 3 a 5 veces. El área de las parcelas varió de 5 m² a 0,15 ha.
Los experimentos en el campo de control se llevaron a cabo según la metodología aceptada en la red de pruebas varietales: repetición cuádruple, área de las parcelas de 50 a 70 m².
La determinación del contenido de nutrientes en los fertilizantes estudiados, así como de los elementos minerales en las plantas, se realizó en una muestra promedio en dos análisis paralelos. El nitrógeno amoniacal se determinó según el método de Mamchentsev, el fósforo en las plantas según el método de Denigès, y en los fertilizantes por el método gravimétrico de molibdeno, el potasio según el método de Tananaev. Los ácidos húmicos y fulvicos se determinaron colorimétricamente utilizando un electrofotocolorímetro FEK-2, el pH se midió colorimétricamente y potenciométricamente.
Al diseñar los experimentos, partimos de las particularidades de la nutrición de la papa y de los principios de acción de los fertilizantes húmicos.
La papa, como se sabe, pertenece a los cultivos con un período de nutrición prolongado, es decir, consume los principales elementos minerales durante toda la vegetación. Gracias a esto, así como a su capacidad para acumular una gran masa orgánica, la extracción de elementos minerales por parte de la papa supera la de otros cultivos de campo. En consecuencia, la planta de papa presenta requisitos elevados para las condiciones de fertilidad del suelo.
En experimentos anteriores se obtuvieron datos que proporcionan una idea de la capacidad selectiva de la papa para absorber los principales elementos de la nutrición radicular a medida que crece la planta. De ellos se deduce que el consumo absoluto y relativo máximo de nitrógeno y potasio corresponde a una edad más joven de la planta, mientras que la absorción de ácido fosfórico ocurre de manera bastante uniforme durante todo el período de crecimiento.
Los laboratoristas, al estudiar el impacto de la deficiencia de nitrógeno, fósforo y potasio durante los primeros 15 días desde el inicio de la germinación de la papa, concluyeron que esta presentaba altos requerimientos de nutrición en esta primera etapa. Una nutrición insuficiente en este momento, según sus datos, perturba el metabolismo, inhibe todo el desarrollo posterior de las plantas y reduce drásticamente el rendimiento y su calidad. Consideran que, desde el inicio de la germinación, la papa necesita los tres elementos de nutrición mineral: nitrógeno, fósforo y potasio.
Basándonos en el principio de la acción fisiológica de los ácidos húmicos, que, como показали los trabajos de L. A. Jristeva, son especialmente efectivos al inicio del desarrollo de las plantas, y en las particularidades de la nutrición de la papa, nos propusimos como primera tarea determinar la composición del fertilizante húmico para la papa destinado a la aplicación en la siembra.
Proporción de nitrógeno, fósforo y potasio en los fertilizantes húmicos
Los fertilizantes húmicos se prepararon a partir de leonardita según la metodología propuesta por L. A. Jristeva (1951).
Dependiendo de la composición y la proporción de nutrientes que queríamos lograr en el fertilizante húmico, la secuencia de tratamiento de la leonardita con reactivos químicos variaba. En algunos casos, la leonardita se humedecía primero con agua amoniacal, y luego la reacción del fertilizante se ajustaba a un pH de 7,2 mediante superfosfato o ácido ortofosfórico. Esto permitía obtener un fertilizante húmico con una cantidad específica de nitrógeno. En los casos en que era necesario tener un fertilizante con un contenido determinado de fósforo, la leonardita se trataba primero con fertilizantes fosforados, y luego la reacción se ajustaba al valor deseado con agua amoniacal. Los fertilizantes potásicos se añadían en cantidades que correspondían aproximadamente a la proporción de elementos en la planta. La reacción de los fertilizantes húmicos nitrogenados-potásicos y fosfóricos-potásicos Adept Agro.Bio se ajustaba a un pH de 7,2 con hidróxido de potasio.
Los fertilizantes preparados de esta manera se probaron en experimentos vegetativos y de campo.
Experimentos vegetativos de 2012
El primer experimento vegetativo se estableció en 2012 en cultivo de suelo. La siembra se realizó el 29 de abril y la cosecha el 2 de julio. Este experimento perseguía dos objetivos: comparar la eficacia de los fertilizantes húmicos de diferente composición mineral y determinar el límite superior de su saturación con fertilizantes minerales.
| Composición mineral del fertilizante húmico | Contenido de sustancia activa (%, extracto 0,5 N H₂SO₄) | Rendimiento por recipiente, g | Aumento del rendimiento |
|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | K₂O | |||
| NP + humato de potasio | 0,68 | 1,04 | — | — | — |
| NK | 0,68 | — | 0,92 | — | — |
| PK | — | 0,96 | 0,90 | — | — |
| NPK + Totem Agro.Bio | 0,74 | 1,10 | 0,90 | — | — |
| Tipo de fertilizante | Contenido de sustancia activa (%, extracto 0,5 N H₂SO₄) | Rendimiento por recipiente, g | Aumento del rendimiento |
|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | K₂O | |||
| Humato de potasio | 0,68 | 1,04 | — | — | — |
| Totem Agro.Bio 1 | 0,54 | 0,46 | 0,44 | — | — |
| Totem Agro.Bio 2 | 0,74 | 1,10 | 0,90 | — | — |
| Totem Agro.Bio 3 | 1,56 | 3,08 | 2,80 | — | — |
| Totem Agro.Bio 4 | 2,48 | 4,40 | 4,10 | — | — |
En este experimento, el aumento mínimo del rendimiento se obtuvo en la variante en la que se aplicaron fertilizantes húmicos de forma fosfórica-potásica. Cabe señalar que se obtuvo el mismo resultado en un experimento con maíz, que durante los primeros 15 días se cultivó con diferentes formas de fertilizantes húmicos, y luego todas las variantes se equilibraron con sales minerales hasta la norma completa de la mezcla de Prianishnikov. Dado que los datos de ambos experimentos coinciden, se puede concluir que la forma fosfórica-potásica del fertilizante húmico no es prometedora. En consecuencia, posteriormente estudiamos solo fertilizantes que contenían nitrógeno.
La tabla 2 muestra que aumentar hasta cierto límite el contenido de componentes minerales en los fertilizantes húmicos afecta positivamente su calidad, más allá del cual la eficacia de los humatos se acerca a la de los fertilizantes minerales. Esta saturación límite se determina por un contenido total de nitrógeno, fósforo y potasio del 11%.
Las observaciones mostraron que en dichos preparados, la solubilidad de los ácidos húmicos disminuye drásticamente, y en esencia dejan de ser fertilizantes húmicos. La disminución de la solubilidad se explica por el efecto coagulador del ion calcio, que se introduce en grandes cantidades con el superfosfato.
Experimentos de campo de 2012
En un experimento de campo realizado en la primavera de 2012, se determinó que las formas prometedoras de fertilizantes húmicos en suelos castaños bajo condiciones de riego podrían ser las formas nitrogenada-fosforada y nitrogenada-fosforada-potásica.
| Composición de los fertilizantes húmicos | Rendimiento promedio por parcela, kg | Rendimiento, c/ha | Aumento del rendimiento, c/ha |
|---|---|---|---|
| Sin fertilizantes | 7,5 | 188 | — |
| NP + humato de potasio | 8,7 | 217 | 29 |
| NK | 8,3 | 208 | 20 |
| PK | 8,2 | 206 | 18 |
| NPK + Totem Agro.Bio | 10,0 | 250 | 62 |
Ambas formas de fertilizantes húmicos se compararon con fertilizantes locales y minerales.
| Variante del experimento | Aplicado en la siembra en el nido, g | Rendimiento, c/ha | Aumento del rendimiento, c/ha | Contenido de almidón, % | Peso comercial promedio del tubérculo, g |
|---|---|---|---|---|---|
| Sin fertilizante | — | 153 | — | — | 14,3 |
| NPK sustancia activa (1:1:1) | 3 | 180 | 27 | 17,6 | 14,5 |
| Estiércol | 300 | 208 | 55 | 35,9 | |
| Leonardita | 50 | 183 | 30 | 19,6 | 14,7 |
| Humato de potasio | 50 | 200 | 47 | 30,7 | 14,9 |
| Totem Agro.Bio | 50 | 228 | 75 | 49,0 | 15,1 |
Como se observa en la tabla, Totem Agro.Bio resultó ser más eficaz que el humato de potasio, el estiércol y un conjunto de fertilizantes minerales. Además, junto con el aumento del rendimiento, contribuye a incrementar el contenido de almidón y el peso de los tubérculos comerciales.
Experimentos de 2013-2014
Los resultados alentadores de los experimentos realizados nos motivaron a continuar buscando la mejor variante de preparados húmicos para su aplicación en la papa. Con este propósito, en 2013-2014 se fabricaron fertilizantes con diferentes proporciones de nitrógeno, fósforo y potasio, que se probaron en experimentos de campo y vegetativos.
En 2013 se prepararon muestras de humatos en las que el contenido de fósforo permanecía estable, mientras que el nitrógeno y el potasio aumentaban alternadamente. Los fertilizantes húmicos en el experimento vegetativo se aplicaron localmente antes de la siembra a razón de 50 g por recipiente. Dos semanas después de la aparición de los brotes, todas las variantes se equilibraron con sales minerales hasta la mezcla completa de Prianishnikov.
| Variantes del experimento | Porcentaje de contenido de sustancia activa (extracto 0,5 N H₂SO₄) | Proporción N:P:K | Rendimiento por recipiente, g | Aumento respecto al control mineral correspondiente |
|---|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | K₂O | ||||
| Humato de potasio | 0,80 | 2,39 | — | 1:3 | — | — |
| Totem Agro.Bio 5 | 0,80 | 2,39 | 1,80 | 1:3:2 | — | — |
| Totem Agro.Bio 6 | 1,25 | 2,39 | 1,80 | 1:2:1,5 | — | — |
| Totem Agro.Bio 7 | 1,25 | 2,39 | 3,60 | 1:2:3 | — | — |
| Totem Agro.Bio 8 | 1,45 | 3,45 | 5,34 | 1:2,5:3 | — | — |
| Variantes del experimento | Aplicado en la siembra en el nido, ml | Rendimiento, c/ha | Aumento del rendimiento, c/ha |
|---|---|---|---|
| Sin fertilizante | — | 68 | — |
| Estiércol | 500 | 77 | 19 |
| Humato de potasio | 50 | 76 | 8 |
| Totem Agro.Bio 5 | 50 | 84 | 16 |
| Totem Agro.Bio 6 | 50 | 91 | 23 |
| Totem Agro.Bio 7 | 50 | 94 | 26 |
| Totem Agro.Bio 8 | 50 | 74 | 6 |
Los experimentos realizados muestran que la proporción más favorable de nitrógeno, fósforo y potasio en el fertilizante húmico para la papa es de 1:2:1,5–3. Sin embargo, la forma de fertilizante Totem Agro.Bio nº8, cercana a la proporción óptima, dio el rendimiento absoluto más bajo y el menor aumento. Esto se explica, como en el experimento anterior, por una saturación excesiva con sales minerales, que representan en total más del 10%.
El experimento vegetativo también indica que la adición mecánica de potasio al humato de potasio para obtener un fertilizante completo puede incluso conducir a un resultado negativo. Así, para que Totem Agro.Bio fuera más eficaz que el humato de potasio, tuvimos que aumentar simultáneamente el contenido de nitrógeno al aplicar la sal de potasio.
Experimentos de campo de 2014
En 2014, esta cuestión se estudió específicamente. Según la metodología habitual, se prepararon cuatro tipos de humatos en los que, manteniendo estable el contenido de fósforo y potasio, se varió la cantidad de nitrógeno. Además, se planteó la tarea de preparar un fertilizante de menor porcentaje con el objetivo de reducir el consumo de productos químicos en la producción y disminuir su costo.
| Variantes del experimento | Contenido de sustancia activa (%, extracto 0,5 N H₂SO₄) | Proporción N:P:K | Rendimiento, c/ha | Aumento del rendimiento |
|---|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | K₂O | ||||
| Sin fertilizante | — | — | — | — | — | — |
| Humato de potasio | 0,43 | 1,62 | — | 1:4 | — | — |
| Totem Agro.Bio 9 | 0,43 | 1,62 | 1,37 | 1:4:3 | — | — |
| Totem Agro.Bio 10 | 0,65 | 1,62 | 1,37 | 1:2,5:2 | — | — |
| Totem Agro.Bio 11 | 0,84 | 1,62 | 1,37 | 1:2:2,5 | — | — |
| Totem Agro.Bio 12 | 0,97 | 1,62 | 1,37 | 1:1,5:1,4 | — | — |
Los datos de este experimento muestran que la eficacia de los humatos aumenta si, junto con la adición de potasio, se incrementa el contenido de nitrógeno mediante la aplicación adicional de agua amoniacal. En cuanto a la reducción del contenido total de nutrientes en los humatos, los aumentos absolutos de rendimiento ligeramente mayores obtenidos este año indican que la preparación de fertilizantes húmicos menos concentrados es completamente admisible.
Dado que es técnicamente posible otra opción —reducir la dosis de potasio—, en 2014 se probaron muestras en las que, manteniendo estable el contenido de fósforo y nitrógeno, se varió la cantidad de potasio móvil.
| Sustancia activa | Fertilizantes para siembra de primavera | Fertilizantes para siembra de verano |
|---|---|---|
| Humato de potasio | Totem Agro.Bio 13 | |
| N | 0,47 | 0,52 |
| P₂O₅ | 1,32 | 1,32 |
| K₂O | — | 1,46 |
El experimento se llevó a cabo en la región de Chernígov durante la siembra de primavera y verano.
| Variantes del experimento | Siembra de primavera | Siembra de verano |
|---|---|---|
| Rendimiento, c/ha | Aumento del rendimiento, c/ha | Rendimiento, c/ha | Aumento del rendimiento, c/ha | |
| Sin fertilizante | 102 | — | — | — |
| P | 108 | 6 | — | — |
| NP | 117 | 15 | — | — |
| NPK | 118 | 16 | — | — |
| Humato de potasio | 122 | 20 | — | — |
| Totem Agro.Bio 13 | 109 | 7 | — | — |
| Totem Agro.Bio 14 | 111 | 9 | — | — |
| Totem Agro.Bio 15 | — | — | — | — |
| Totem Agro.Bio 16 | — | — | — | — |
Nota: Los fertilizantes húmicos se aplicaron localmente mediante el método de nido, los fertilizantes minerales se calcularon en base a N20P20K20.
La comparación de los resultados de ambos experimentos da motivos para considerar que, al reducir la dosis de potasio sin alterar el contenido de nitrógeno, también se puede obtener un buen fertilizante húmico completo. Es interesante señalar que la adición de potasio, tanto en la composición de fertilizantes minerales aplicados en la siembra como en la de Totem Agro.Bio, reduce el contenido de almidón en los tubérculos de papa. Esto no se observa solo en un fondo elevado de nitrógeno.
Fertilizantes húmicos como fuente de nutrición mineral y estimulantes del crecimiento
Con el objetivo de estudiar la naturaleza de la alta eficacia de los fertilizantes húmicos, realizamos experimentos vegetativos en los que estos fertilizantes se estudiaron como fuentes de nutrición mineral y como estimulantes del crecimiento. En este último caso, se compararon con preparados ucranianos similares: Mind Extra y timohidroquinona.
| Sustancia activa | Amino Energy | Humato de potasio | Totem |
|---|---|---|---|
| N | 0,15 | 0,22 | 0,50 |
| P₂O₅ | — | 0,20 | 1,10 |
| K₂O | — | — | — |
| Ácido húmico (extracto 0,1 N KaOH en frío) | 6,7 | 5,2 | 4,6 |
| Variantes del experimento | Peso seco de las hojas de plantas de dos semanas de 4 recipientes | Extracción de elementos minerales (mg por recipiente) | Extracción (% respecto a la mezcla completa) |
|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | |||
| Mezcla nutritiva completa | 10,90 | 408 | 63 | — |
| Totem Agro.Bio I | 17,85 | 467 | 156 | — |
| Totem Agro.Bio II | 25,50 | 668 | 190 | — |
| Totem Agro.Bio III | 21,70 | 875 | 235 | — |
| Totem Agro.Bio IV | 23,62 | 817 | 221 | — |
Nota: La ausencia de datos para K₂O en la variante Totem Agro.Bio I se debe a la ausencia de potasio en la composición del fertilizante.
Como se observa en los experimentos realizados, los fertilizantes húmicos son una excelente fuente de nutrientes y superan a los fertilizantes minerales. Una cierta reducción en la extracción para Totem Agro.Bio IV se explica probablemente por una alta saturación con sales minerales y una disminución en la movilidad de los ácidos húmicos.
Es importante destacar que la magnitud de la extracción de nitrógeno, fósforo y potasio en el preparado Totem Agro.Bio supera la del humato de potasio, aunque el contenido de nutrientes era equivalente (el humato de potasio se aplicó con un fondo de potasio). Esto confirma la idea de que, en la producción de fertilizantes húmicos para la papa, es necesario introducir potasio en la composición del fertilizante.
Fertilizantes húmicos Amino Energy, Totem Agro.Bio y Adept Agro.Bio como estimulantes del crecimiento
Ahora presentemos los datos de los experimentos en los que una gama de preparados listos para usar se aplicaron como estimulantes del crecimiento. En estos casos, se probaron fertilizantes húmicos complejos: Amino Energy, Totem Agro.Bio y Adept Agro.Bio, junto con timohidroquinona. Los fertilizantes se aplicaron a razón de 0,15 ml de ácido húmico soluble por recipiente.
| Variantes del experimento | Peso seco de las hojas de plantas de dos semanas de 4 recipientes | Porcentaje de contenido en las hojas | Extracción de elementos (mg por recipiente) |
|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | ||
| Sin fertilizante | 4,17 | 4,20 | 0,76 | — | — |
| Mezcla nutritiva completa (fondo) | 10,90 | 5,37 | 0,87 | — | — |
| Fondo + Amino Energy | 16,32 | 4,35 | 0,80 | — | — |
| Fondo + humato de potasio + NPK | 22,05 | 5,73 | 0,92 | — | — |
| Fondo + Totem Agro.Bio + NPK | 23,00 | 5,86 | 0,96 | — | — |
| Fondo + Mind Extra | 17,65 | 5,14 | 0,80 | — | — |
| Fondo + timohidroquinona | 18,75 | 5,37 | 0,66 | — | — |
| Fondo + Adept Agro.Bio | 24,80 | 4,84 | 0,87 | — | — |
Nota: Adept Agro.Bio se aplicó en forma líquida.
La tabla 12 muestra que el ácido húmico y fúlvico ejerce un claro efecto estimulante en la papa, lo que aumenta el peso de las hojas y la extracción de nutrientes. Estas plantas utilizan los nutrientes del entorno externo de 2 a 3 veces mejor.
Conclusiones
Todos los datos presentados indican que, al modificar la composición de los fertilizantes húmicos, se puede lograr un aumento en su eficiencia. Esto sugiere que los fertilizantes estudiados son fertilizantes de acción compleja, y regular su composición de acuerdo con las necesidades de la planta es un método prometedor para aumentar su eficacia.