Distribución de Nutrientes en Fertilizantes Húmicos en Relación con su Composición Fraccional
La composición y la proporción de sustancias minerales pueden determinar el grado de idoneidad de los fertilizantes húmicos para su aplicación en un cultivo u otro. Sin embargo, cabe señalar que la caracterización de las diferentes formas de fertilizantes húmicos, de las que se ha hablado, se basó en el análisis de muestras promedio.
Al mismo tiempo, se sabe que la leonardita, de la cual se elaboran actualmente estos fertilizantes, no es homogénea en cuanto a su composición mecánica, sino que representa una masa orgánica compuesta por partículas de turba de diferentes diámetros.
Composición Fraccional de la Leonardita
Tabla 20. Composición Fraccional de la Leonardita
| Indicador de Calidad de la Leonardita por Fracciones | Tamaño de Partículas, mm | Muestra Promedio de Leonardita | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10–7 | 7–6 | 5–3 | 3–2 | 2–1 | 1–0,5 | <0,5 | ||
| Composición de Fracciones, % | 3,9 | 7,3 | 17,6 | 26,7 | 23,5 | 11,3 | 9,7 | 100,0 |
| Capacidad de Absorción por Azul de Metileno, % | 1,8 | 1,8 | 2,5 | 3,5 | 3,9 | 5,3 | 5,9 | 3,8 |
| Cenizas, % | 19,9 | 20,7 | 20,2 | 20,6 | 19,9 | 20,5 | 32,9 | 21,5 |
Dado que las máquinas utilizadas para aplicar agua amoniacal y componentes minerales en polvo no producen una trituración significativa adicional de la materia prima, el fertilizante húmico terminado no diferirá en su composición fraccional del estado inicial.
Sin embargo, como se puede ver en la Tabla 20, la composición fraccional debería tener un impacto significativo en la calidad del fertilizante, ya que, dependiendo del mayor o menor contenido de partículas con alta capacidad de intercambio catiónico, variará la distribución de sustancias minerales en el fertilizante terminado. Por lo tanto, nos propusimos la tarea de determinar la naturaleza de la distribución de los componentes minerales en la masa de leonardita durante su procesamiento con químicos.
Además, dado que se esperaba que este procesamiento resultara en fracciones cualitativamente distintas, era necesario determinar los tamaños óptimos de los gránulos tanto por su contenido de nutrientes como por su impacto en la planta.
Preparación y Análisis del Humato de Potasio
Para abordar estas cuestiones, se prepararon dos tipos de humato de potasio:
- Primer tipo: la leonardita se trató con agua amoniacal, luego el exceso de amoníaco se neutralizó con superfosfato hasta un pH de 7,2.
- Segundo tipo: en lugar de superfosfato, el exceso de amoníaco se neutralizó con ácido ortofosfórico, previamente diluido en agua para un mejor humedecimiento de la masa.
De esta manera, el uso de superfosfato y ácido ortofosfórico permitió comparar la efectividad del procesamiento de la leonardita con fósforo en forma líquida.
Tras la preparación, los fertilizantes se separaron en fracciones y las muestras promedio se enviaron para análisis. El nitrógeno y el fósforo se determinaron en un extracto de 0,5 N H₂SO₄. Los ácidos húmicos y fúlvicos se extrajeron en frío.
Tabla 21. Contenido de Nutrientes en el Humato de Potasio por Fracciones (en %)
| Nombre del Análisis | Humato de Potasio, Neutralizado con Superfosfato | Humato de Potasio, Neutralizado con P₂O₅ | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Muestra Promedio | Fracciones, mm | Muestra Promedio | Fracciones, mm | ||||||||||||||
| 7–10 | 5–7 | 3–5 | 2–3 | 1–2 | 0,5–1 | <0,5 | 7–10 | 5–7 | 3–5 | 2–3 | 1–2 | 0,5–1 | <0,5 | ||||
| N | 1,23 | 0,87 | 1,13 | 1,27 | 1,40 | 1,42 | 1,24 | 1,06 | 1,54 | 1,10 | 1,38 | 1,47 | 1,60 | 1,56 | 1,72 | 1,86 | |
| P₂O₅ | 3,27 | 1,25 | 1,68 | 2,21 | 3,04 | 3,91 | 5,36 | 5,15 | 2,94 | 1,50 | 2,03 | 2,74 | 3,23 | 3,19 | 3,09 | 3,58 | |
| Relación P₂O₅:N | 2,6 | 1,4 | 1,5 | 1,7 | 2,2 | 2,7 | 4,3 | 4,8 | 1,9 | 1,4 | 1,5 | 1,8 | 2,0 | 2,0 | 1,8 | 1,9 | |
| Ácido Húmico, Soluble en KOH 0,01 N | 0,37 | 0,27 | 0,32 | 0,22 | 0,21 | 0,10 | 0,04 | 1,38 | 0,62 | 0,89 | 1,16 | 1,41 | 1,59 | 1,96 | 1,87 | ||
| Ácido Húmico, Soluble en KOH 0,1 N | 7,45 | 7,76 | 8,86 | 7,51 | 7,32 | 4,60 | 0,78 | 16,02 | 15,37 | 14,74 | 18,10 | 16,72 | 16,59 | 16,70 | 12,96 | ||
| Humedad | 22,1 | 37,4 | 41,9 | 44,8 | 46,7 | 45,6 | 38,3 | 44,0 | 18,4 | 25,6 | 44,4 | 47,5 | 48,7 | 40,6 | 25,9 | ||
| pH del Extracto Acuoso | 6,5 | 6,7 | 6,9 | 7,0 | 7,1 | 7,2 | 7,0 | 7,0 | 6,6 | 6,7 | 6,8 | 6,9 | 7,1 | 7,2 | 7,4 | ||
Como muestra el análisis, la composición cualitativa de las fracciones de leonardita es heterogénea, y, independientemente del método de neutralización, la mayor parte del nitrógeno y fósforo aplicados se acumula en los gránulos de turba más pequeños, de 5 mm o menos.
La elección del componente fosfórico tiene un impacto significativo solo en la movilidad de los ácidos húmicos, fúlvicos y ulmínicos en el fertilizante. Así, el tratamiento con superfosfato reduce en general la producción de ácidos húmicos solubles en álcali, y esta reducción es mayor cuanto menor es el tamaño de los gránulos en la fracción. La disminución en el contenido de ácidos húmicos de fracciones más grandes a más pequeñas ocurre en paralelo con un aumento en el contenido de ácido fosfórico y se explica por el mayor enriquecimiento de las fracciones pequeñas con superfosfato en polvo.
En contraste con el superfosfato, el uso de ácido ortofosfórico no reduce la producción de ácidos húmicos. Por el contrario, en este caso se observa un aumento en el contenido de ácidos húmicos por fracciones, en paralelo con un aumento en el nitrógeno y el fósforo.
Experimento Microvegetativo
Las fracciones de los tipos mencionados de humato de potasio se probaron en un experimento microvegetativo para determinar su efectividad como fuentes de nutrición mineral para las plantas. El experimento se llevó a cabo en placas de Koch en cultivo de arena. La cantidad de arena en el contenedor fue de 400 g. Se aplicaron 1,5 ml de fertilizante por contenedor, y se sembraron 50 semillas de cebada. Diez días después de la emergencia, la cebada fue cosechada, y se determinó el contenido de nitrógeno y fósforo, para luego calcular la extracción.
Tabla 22. Efectividad de las Fracciones de Humato de Potasio como Fuentes de Nutrición (Neutralización con Superfosfato) (Experimento Microvegetativo 2016, Cebada)
| Fracción de Humato de Potasio, mm | Peso Seco de 50 Plantas, g | Contenido, % | Extracción Total del Contenedor, mg | Tomado de los Fertilizantes por Contenedor, mg | Aplicado al Contenedor, mg | Utilizado del Aplicado, % | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | ||
| Muestra Promedio | 0,52 | 4,15 | 0,643 | 21,6 | 3,33 | 9,4 | 2,16 | 18,4 | 49,1 | 50,8 | 4,4 |
| 10–7 | 0,55 | 3,51 | 0,441 | 19,3 | 2,42 | 7,1 | 1,25 | 13,1 | 18,7 | 54,2 | 6,7 |
| 7–5 | 0,54 | 4,48 | 0,536 | 24,2 | 2,91 | 12,0 | 1,74 | 16,9 | 25,2 | 71,0 | 6,9 |
| 5–3 | 0,57 | 5,31 | no disponible | 30,3 | no disponible | 18,1 | no disponible | 19,1 | 33,1 | 94,7 | no disponible |
| 3–2 | 0,57 | 4,15 | 0,466 | 23,6 | 2,68 | 11,4 | 1,51 | 21,0 | 45,6 | 54,0 | 3,3 |
| 2–1 | 0,56 | 4,15 | 0,625 | 23,2 | 3,47 | 11,0 | 2,30 | 21,3 | 58,6 | 51,6 | 3,9 |
| 1–0,5 | 0,54 | 4,06 | 0,536 | 21,9 | 2,91 | 9,7 | 1,74 | 18,6 | 80,4 | 52,1 | 2,2 |
| <0,5 | 0,54 | 2,03 | 0,682 | 11,0 | 3,67 | 1,2 | 2,50 | 15,9 | 77,2 | no disponible | 3,2 |
| Sin Fertilizantes | 0,45 | 2,71 | 0,264 | 12,2 | 1,17 | no disponible | no disponible | no disponible | no disponible | no disponible | no disponible |
Nota: La ausencia de datos para P₂O₅ en la fracción 5–3 se debe a su falta en el original.
Tabla 23. Efectividad de las Fracciones de Humato como Fuentes de Nutrición (Neutralización con Ácido Ortofosfórico) (Experimento Microvegetativo 2016, Cebada)
| Fracción de Humato, mm | Peso Seco de 50 Plantas, g | Contenido, % | Extracción Total del Contenedor, mg | Tomado de los Fertilizantes por Contenedor, mg | Aplicado al Contenedor, mg | Utilizado del Aplicado, % | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | ||
| Muestra Promedio | 0,54 | 3,90 | 0,776 | 21,1 | 4,21 | 8,9 | 3,04 | 23,1 | 44,1 | 38,6 | 6,9 |
| 10–7 | 0,55 | 3,17 | 0,549 | 17,4 | 3,02 | 5,2 | 1,85 | 16,5 | 22,5 | 31,5 | 8,2 |
| 7–5 | 0,55 | 3,61 | 0,682 | 19,8 | 3,74 | 7,6 | 2,57 | 20,7 | 30,4 | 36,7 | 8,4 |
| 5–3 | 0,56 | 3,82 | 0,703 | 21,4 | 3,92 | 9,2 | 2,75 | 22,1 | 41,1 | 41,6 | 6,7 |
| 3–2 | 0,52 | 4,48 | 0,703 | 23,3 | 3,64 | 11,1 | 2,47 | 24,0 | 48,4 | 45,8 | 5,1 |
| 2–1 | 0,56 | 4,13 | 0,608 | 23,1 | 3,42 | 10,9 | 2,25 | 23,4 | 47,8 | 46,6 | 4,7 |
| 1–0,5 | 0,59 | 3,71 | 0,776 | 21,9 | 4,60 | 9,7 | 3,43 | 25,8 | 46,3 | 37,6 | 7,4 |
| <0,5 | 0,54 | 3,71 | 0,682 | 20,0 | 3,67 | 7,8 | 2,50 | 27,9 | 53,7 | 27,9 | 4,6 |
| Sin Fertilizantes | 0,45 | 2,71 | 0,264 | 12,2 | 1,17 | no disponible | no disponible | no disponible | no disponible | no disponible | no disponible |
Análisis de Resultados
Los datos obtenidos en este experimento permiten concluir que la parte más valiosa del humato son las fracciones intermedias. Los gránulos con tamaños superiores a 7 mm de diámetro son una fuente deficiente tanto de nutrición nitrogenada como fosfórica para las plantas, por lo que, sin duda, deben descartarse durante la producción de fertilizantes.
Probablemente sería recomendable hacer lo mismo con la fracción polvorienta de <0,5 mm, que consiste principalmente en partículas de leonardita poco humificadas y materia mineral.
En cuanto al tamaño óptimo de los gránulos, a juzgar por la extracción de nitrógeno, su efectividad depende de la forma del componente fosfórico. Así, cuando se utiliza superfosfato, se debe dar preferencia a los gránulos de 3–5 mm, mientras que al preparar fertilizantes con ácido ortofosfórico, el tamaño óptimo de las partículas está en el rango de 1–3 mm.
Conclusiones
- Los estudios realizados mostraron que la efectividad de los fertilizantes húmicos puede mejorarse mediante la selección de la composición y proporción óptima de componentes minerales para cada cultivo o grupo de cultivos, así como el tamaño adecuado de los gránulos y la reacción del fertilizante.
- La saturación de un fertilizante húmico (para aplicación en la siembra) con componentes minerales hasta un cierto límite aumenta su efectividad. Este límite de saturación está determinado por un contenido total de nitrógeno, fósforo y potasio del 11%. La efectividad de los fertilizantes húmicos más concentrados se asemeja a la de las sales minerales.
- La adición de potasio al humato para obtener un fertilizante húmico de composición mineral completa generalmente debe ir acompañada de un enriquecimiento adicional del fertilizante con agua amoniacal.
- De los tipos de preparados estudiados, los más efectivos fueron aquellos en los que por cada parte de nitrógeno hay 1,5–2 partes de fósforo y 1,5–3 partes de potasio.
- El contenido de ácidos húmicos móviles en agua, solubles en agua sin calentamiento, en dichos fertilizantes debe estar en el rango de 0,17–0,19 por ciento.
- Durante el procesamiento de la leonardita con químicos en la producción de fertilizantes húmicos, la distribución de sustancias minerales por fracciones de leonardita es desigual. El nitrógeno del agua amoniacal y el superfosfato son absorbidos principalmente por las fracciones de 5 mm y menores.
- El experimento vegetativo mostró que la parte más valiosa de los humatos son las fracciones intermedias: 1–5 mm. Los gránulos de más de 7 mm de diámetro son una fuente deficiente de nutrición tanto nitrogenada como fosfórica para las plantas, y los de tamaño <0,5 mm son una fuente deficiente de nutrición nitrogenada.