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Estación Experimental de Cultivos Tropicales Yuto
Ruta Nac. 34. Km 1286. El Bananal. Yuto. Jujuy
Tel/Fax: 0388 - 4249600
[email protected]
FERTIRRIEGO DEL CULTIVO DE TOMATE
Ing. Agr. M.Sc. Victor Alfredo Mollinedo Ing. Agr. Arnaldo Cristian TAPIA ESTACIÓN EXPERIMENTAL DE CULTIVOS TROPICALES YUTO
INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGÍA AGROPECUARIA
I.N.T.A
Publicado en: FERTILIZACIÓN DE CULTIVOS Y PASTURAS. MELGAR, R. y M. DÍAZ ZORITA. 2° Edición
ampliada y actualizada, 2008. Editorial Hemisferio
Sur. 569 pp.
INDICE DE CONTENIDO
Bibliografía...............................................................................................................35
Cálculo de las soluciones fertilizantes..................................................................27
Estación Experimental de Cultivos Tropicales Yuto
Ruta Nac. 34. Km 1286. El Bananal. Yuto. Jujuy
Tel/Fax: 0388 - 4249600
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Introducción...............................................................................................................1
Requerimientos Edafoclimáticos.............................................................................2
El Fertirriego ..............................................................................................................4
El Agua .......................................................................................................................5
El Riego ......................................................................................................................8
Los Nutrientes .........................................................................................................10
Sinergismo y Antagonismo entre iones. ...............................................................15
Tasa de absorción de los nutrientes .....................................................................16
Relaciones iónicas ..................................................................................................18
El caso del Calcio....................................................................................................19
El Suelo ....................................................................................................................20
Los Fertilizantes ......................................................................................................22
Solución Fertilizante Ideal. .....................................................................................25
Monitoreo Del Fertiriego. ........................................................................................33
Instrumentos de medición......................................................................................34
1
"La tierra concibe por el sol y de él queda preñada, dando a
luz todos los años" (Copérnico)
INTRODUCCIÓN
El tomate es la hortaliza más difundida en todo el mundo
y la de mayor valor económico. Su demanda aumenta continuamente y con ella su cultivo, producción y comercio. El incremento anual de la producción en los últimos años se debe
principalmente al aumento en el rendimiento y en menor proporción al aumento de la superficie cultivada.
El tomate en fresco se consume principalmente en ensaladas, cocido o frito. En mucha menor escala se utiliza como
encurtido.
Tabla 1: Producción de tomate en diferentes países para el
año 2002.
Producción de tomate
País
año 2002 (toneladas)
China
25.466.211
Estados Unidos
10.250.000
Turquía
9.000.000
India
8.500.000
Italia
7.000.000
Egipto
6.328.720
España
3.600.000
Brasil
3.518.163
Rep. Islámica de Irán
3.000.000
México
2.100.000
Grecia
2.000.000
Federación de Rusia
1.950.000
Chile
1.200.000
Portugal
1.132.000
Ucrania
1.100.000
Uzbekistán
1.000.000
Marruecos
881.000
Nigeria
879.000
Francia
870.000
Túnez
850.000
Argelia
800.000
Japón
797.600
Argentina
700.000
Fuente: F.A.O.
2
REQUERIMIENTOS EDAFOCLIMÁTICOS
El manejo racional de los factores climáticos en forma
conjunta es fundamental para el funcionamiento adecuado del
cultivo, ya que todos se encuentran estrechamente relacionados y la actuación sobre uno de estos incide sobre el resto.
¾ Temperatura: El tomate es menos exigente en temperatura
que la berenjena y el pimiento. La temperatura óptima de
desarrollo oscila entre 20 y 30ºC durante el día y entre
10 y 17ºC durante la noche; temperaturas superiores a los
30-35ºC afectan la fructificación (por mal desarrollo de
óvulos), el desarrollo de la planta en general y del sistema radicular en particular. Temperaturas inferiores a
12-15ºC también originan problemas en el desarrollo de la
planta. A temperaturas superiores a 25ºC e inferiores a
12ºC la fecundación es defectuosa o nula. La maduración
del fruto está muy influida por la temperatura en lo referente tanto a la precocidad como a la coloración, de forma
que valores cercanos a los 10ºC así como superiores a los
30ºC originan tonalidades amarillentas. No obstante, los
valores de temperatura descritos son meramente indicativos, debiendo tener en cuenta las interacciones de la temperatura con el resto de los parámetros climáticos.
¾ Humedad: la humedad relativa óptima oscila entre un 60% y
un 80%. Humedades relativas muy elevadas favorecen el desarrollo de enfermedades aéreas, el agrietamiento del fruto, y dificultan la fecundación debido a que el polen se
compacta, abortando parte de las flores. El rajado del
fruto igualmente puede tener su origen en un exceso de
humedad edáfica o riego abundante tras un período de estrés hídrico. También una humedad relativa baja dificulta
la fijación del polen al estigma de la flor.
¾ Luminosidad: valores reducidos de luminosidad pueden incidir de forma negativa sobre los procesos de floración y
fecundación, así como en el desarrollo vegetativo de la
planta. En los momentos críticos durante el período vegetativo resulta crucial la interrelación existente entre la
temperatura diurna y nocturna, y la luminosidad.
¾ Suelo: El cultivo del tomate se adapta bien a cualquier
tipo de suelo, aunque prefiere los suelos fértiles, ricos
en materia orgánica. En cuanto al pH, los suelos pueden
ser desde ligeramente ácidos hasta ligeramente alcalinos.
El pH ideal está entre 6 y 7,5, niveles de pH más elevados
pueden producir deficiencias en la absorción de microelementos, con la consecuente reducción de producción y cali-
3
dad. En suelos con estas condiciones es importante aplicar
abonos que no incrementen el pH y que incluso, en la medida de lo posible, lo disminuyan. El tomate es la especie
cultivada en invernadero que mejor tolera las condiciones
de salinidad tanto del suelo como del agua de riego. Una
salinidad de 5,3 mS/cm produce una reducción del rendimiento del 50 %. La planta de tomate es sensible a la asfixia radicular, por lo que hay que evitar el encharcamiento del suelo. Principalmente en suelos pesados es conveniente mejorar el drenaje con labores profundas, realizar turnos de riego muy escasos y de caudal ligero, ante
todo en planta joven, más o menos hasta el cuajado del
primer racimo de flores. En estas condiciones lo más recomendable en los cultivos de tomate con instalación de fertirrigación, es retrasar el inicio de la fertirrigación de
tres a seis semanas. Los nutrientes necesarios hasta este
momento se pueden aportar como abonado de fondo. Este abonado permite independizar la fertilización del riego ya
que proporciona nutrientes al suelo durante más de 2 meses
por lo que permite dilatar el periodo de tiempo sin fertirrigar hasta el momento que se considere oportuno.
¾ Fertilización carbónica: Si bien en Argentina no se practica la fertilización con CO2, esta es una práctica que se
encuentra en amplia adopción en producciones de altos rendimientos y con alta tecnología. La aportación de CO2 permite compensar el consumo de las plantas y garantiza el
mantenimiento de una concentración superior a la media en
la atmósfera del invernadero; así la fotosíntesis se estimula y se acelera el crecimiento de las plantas. Para valorar las necesidades de CO2 de los cultivos en invernadero
necesitamos realizar, en los diversos periodos del año, un
balance de las pérdidas derivadas de la absorción por parte de las plantas, las renovaciones de aire hechas en el
invernadero y las aportaciones proporcionadas por el suelo
a la atmósfera del mismo. Del enriquecimiento con CO2 del
invernadero depende la calidad, la productividad y la precocidad de los cultivos. Hay que tener presente que un exceso de CO2 produce daños debidos al cierre de los estomas,
que cesan la fotosíntesis y pueden originar quemaduras. En
el cultivo del tomate las cantidades óptimas de CO2 son de
700-800 ppm. En cuanto a los rendimientos netos dan incrementos del 15-25% en función del tipo de invernadero, el
sistema de control climático, etc.
4
EL FERTIRRIEGO
El riego y la fertilización son los factores más importantes de manejo por medio de los cuales se puede controlar
el desarrollo de la planta, el rendimiento y calidad de los
frutos. La introducción del sistema de riego por goteo y la
fertirrigación abren nuevas posibilidades para controlar el
agua y el abastecimiento de nutrientes a los cultivos, manteniéndose con ello la concentración y distribución deseada de
iones y agua en el suelo.
Se conoce como fertirrigación (o fertigación) a la técnica de aplicar fertilizantes en los sistemas de riego presurizado, lo cual permite una dosificación racional en función de
la demanda del cultivo, características de suelo y agua, y
condiciones ambientales específicas. También permite hacer
frente a los problemas de contaminación que se pueden originar por un exceso transitorio de fertilizantes en el suelo
(Cadahia, 1998).
El manejo racional de la nutrición de los cultivos exige
un dominio de los principios fisiológicos y edáficos de la
nutrición y de los aspectos relativos a los sistemas de producción (Etchevers, 1997; Castellanos, 1997).
La mejora del control bajo el sistema de riego por goteo
comparado con el de aspersión y la fertilización al suelo es
debido a diferentes factores:
•
Aplicación adecuada y uniforme bajo diferentes circunstancias
•
Aplicación de nutrientes solamente en la zona humedecida,
donde se encuentran concentradas las raíces más activas
•
Facilidad de adaptación de cantidades y concentraciones
de nutrientes específicos para el requerimiento del cultivo de acuerdo al estado fenológico y condiciones climáticas
•
El follaje del cultivo se mantiene seco, retardando con
ello el desarrollo de patógenos y evitando quemaduras de
las hojas
•
Uso conveniente de fertilizantes compuestos solubles y
fertilizantes líquidos balanceados con cantidades pequeñas de elementos menores los cuales son de otra forma muy
difícil a aplicar adecuadamente en el campo.
Para explotar al máximo las ventajas ofrecidas por los
sistemas de fertirrigación, se deben conocer dos factores que
definen la cantidad de nutrientes necesarios por la planta.
1. Tasa de consumo hídrico diario óptimo durante el ciclo del
cultivo lo que facilita que no se inhiba el proceso foto-
5
sintético por las plantas. La evapotranspiración depende
de las condiciones meteorológicas, características de la
planta, características del agua de riego y de la solución
fertilizante, y de algunas prácticas de manejo como ser la
utilización o no de acolchado en el suelo, sombreado del
cultivo, humidificación del ambiente dentro del invernadero, etc.
2. La tasa de producción de materia seca y la concentración
óptima de nutrientes en los tejidos definen en forma conjunta la tasa de consumo diario de nutrientes durante el
período de crecimiento que resulta en el máximo rendimiento y calidad del producto. Tal función determina la mínima
tasa de aplicación diaria de un determinado nutriente que
es requerido para mantener una concentración estable en el
suelo. Las dosis actuales de fertilización deben considerar el uso eficiente de fertilizantes por las plantas. Bajo buenas condiciones de manejo la eficiencia en el uso de
los fertilizantes debería superar el 80%. Es importante
destacar que el consumo diario de nutrientes está definido
por el tipo y la variedad seleccionada. Así por ejemplo no
es lo mismo el comportamiento de un cultivo de tomate de
crecimiento determinado que otro de crecimiento indeterminado; o el de un tomate redondo con respecto a un tipo
“cherry”; incluso deben considerarse dentro de un mismo
tipo los requerimientos de cada variedad.
EL AGUA
El agua constituye entre el 80 y el 90% del peso de los
tejidos vegetales y es vehículo fundamental para la circulación de todos los elementos nutritivos en el organismo de la
planta. El consumo de agua, que es la sumatoria del agua de
los tejidos más el agua que circula por la planta y es reciclada a la atmósfera en forma de vapor, llega a sumar entre
350 y 750 l por cada kilo de materia seca que produce la
planta.
Calidad química del agua de riego
Los parámetros fundamentales de calidad del agua de riego
son: su acidez o alcalinidad (valorada por su pH); el contenido total de sales (medido por la conductividad eléctrica
CE); el contenido en sodio y cloruros; la presencia de metales pesados; y la concentración de microorganismos.
Los problemas de calidad química suelen ser menos vistosos pero son, normalmente los más perjudiciales. Estos problemas están asociados a:
6
¾ pH: el pH es una medida de la concentración de iones H+ en
el agua. El pH afecta la solubilidad de las diferentes sales disueltas en ella. A medida que aumentan los iones bicarbonato y disminuye el H+, el pH del agua también aumenta
y se producen precipitaciones de sales de magnesio, calcio, sodio y potasio y bloqueo de nutrientes.
¾ Salinidad: Evalúa el riesgo de que el efecto osmótico cause disminución de rendimiento en los cultivos. La concentración de sales disueltas en el agua, la cual se mide indirectamente por la vía de la conductividad eléctrica
(C.E.) se expresa en mS/cm que es lo mismo que mmhos/cm.
Mientras más alto es el valor de C.E., más sales disueltas
contiene el agua (1 mS/cm equivale a 700-800 mg/l de sales, dependiendo de las características de cada sal). Si
el valor de CE es elevado, el agua puede salinizar el suelo o sustrato y perjudicar la producción.
¾ Sodicidad: Analiza el riesgo del deterioro de la estructura de los suelos por efecto del Na+. La permeabilidad del
suelo o sustrato influye notablemente en la definición de
la calidad del agua, por lo que es necesario considerar el
suelo para conocer el riesgo de salinidad y de sodio que
corresponde a cada agua de riego. Se recomienda considerar
el análisis del suelo y prever la interacción con el agua
de riego que, en definitiva, determinará la nutrición de
la planta.
¾ Toxicidad: Estudia el peligro de que algunos iones produzcan efecto negativo sobre el cultivo. Por ej Na+, Cl- y B-.
7
Tabla 2: Directrices para interpretar calidad de agua de riego (FAO; Riego y Drenaje)
Problema
Unidades
mS/cm
Salinidad (Ecw)
Permeabilidad
mS/cm
Índice de referencia
Nulo
Ligero
< 0,7
0,7 - 3,0
Severo
> 3,0
> 0,5
0,5 - 0,2
< 0,2
< 6
6,0 - 9,0
> 9,0
Ecw
Adj. RAS
Toxicidad iónica
Sodio (riego aspersión)
Cloruro (rieso aspersión)
adj. RAS
meq/l
Boro
Bicarbonatos (aspersión)
pH
meq/l
mg/l
< 3
< 4
3,0 - 9,0
4,0 10,0
< 0,7
0,7 - 2,0
< 1,5
1,5 - 8,5
Gama normal 6,5 - 8,2
> 9,0
> 10,0
> 2,0
> 8,5
Las diferentes sales que contiene el agua afectan la nutrición de los cultivos y la solubilidad de los nutrientes
que se inyectan a través del agua.
En el caso de los bicarbonatos, estos aumentan el pH, con
la consecuente problemática sobre los nutrientes en especial
calcio, hierro, magnesio, manganeso, cobre y zinc.
Cuando la cantidad de Bicarbonatos y sales del agua impide el normal uso de los nutrientes, generando elevado pH y
alta alcalinidad, se debe acidular el agua. Esto es válido
también cuando se usan fertilizantes foliares y agroquímicos
y existe el mismo problema de aguas duras.
La calidad del agua de acuerdo a la concentración de carbonatos es la siguiente:
Tabla 3: Calidad del agua de riego
Conc. de Bicarbonato en
el agua de riego
0–2 meq/l
(0-120 ppm)
2 – 3 meq/l
(120-180 ppm)
Clasificación del agua
Agua semi dura
Probable uso de ácidos si
el pH es mayor a 7,5
3-4 meq/l
(180-250 ppm)
Agua dura
Se debe usar ácidos en el
agua de riego y llevar el
pH cerca de 7
>4 meq/l
(>250 ppm)
Agua muy dura
Acidular el agua siempre
Agua blanda
Tipo de manejo del agua Tipo de manejo del fertilizante
Sin restricción
Sin restricción
Preferir fertilizatnes de
reacción ácida en mezcla
con los de reacción neutra
y alcalina
Principalmente fertilizantes de reacción ácida en
mezcla con fertilizantes de
reacción neutra
Idem anteriior
8
EL RIEGO
El establecimiento del momento y volumen de riego vendrá
dado básicamente por los siguientes parámetros:
¾ Tensión del agua en el suelo (tensión mátrica), que se determina mediante un manejo adecuado de tensiómetros, siendo conveniente regar antes de alcanzar los 20-30 centibares.
¾ Tipo de suelo (capacidad de campo, porcentaje de saturación).
¾ Evapotranspiración del cultivo.
¾ Eficacia de riego (uniformidad de caudal de los goteros).
¾ Calidad del agua de riego (a peor calidad, mayores son los
volúmenes de agua, ya que es necesario desplazar el frente
de sales del bulbo de humedad).
Métodos De Programación De Riego.
La programación del riego es un conjunto de procedimientos técnicos desarrollados para predecir cuánto y cuando regar.
Existen distintos métodos de programación del riego, la
gran mayoría se basa en los siguientes aspectos:
¾ Métodos basados en el contenido de agua del suelo.
El agua de riego se almacena en el suelo, como en un depósito, para luego ser usada por las plantas. El agua almacenada en el suelo y que puede utilizada por el cultivo (agua
total disponible), es la diferencia entre la cantidad de agua
almacenada a capacidad de campo y punto de marchitez permanente (Allen et al; 1998).
Los sensores que miden el contenido de agua en el suelo
permiten conocer cómo el cultivo va extrayendo el agua del
suelo, de forma que el riego puede programarse para mantener
el contenido de agua en el suelo entre dos niveles de humedad. El límite superior es fijado para evitar drenajes, y la
pérdida de fertilizantes, y el límite inferior representaría
el punto a partir del cual el cultivo sufre estrés hídrico.
Los sensores más utilizados para medir el contenido de
agua del suelo son:
• Tensiómetros.
• Watermark
• TDR (Time domain Reflectometry).
• EnviroScan.
9
• Sbib (Self Balance Impedance Bridge).
¾ Métodos basados en el estado hídrico del cultivo.
Estos métodos incluyen técnicas que miden directamente
las pérdidas de agua de una parte de la planta o de un grupo
de plantas, o miden características relevantes de las plantas, que facilitan la estimación de la transpiración. La
electrónica ha facilitado la implementación de la medición
del estado hídrico del cultivo y su adecuación a una programación del riego.
Los sensores más utilizados para medir el estado hídrico
son:
• Sensores de diámetro de fruto.
• Sensores de diámetro del tallo.
• Sensores de flujo de savia.
¾ Métodos basados en parámetros climáticos.
Estos métodos se basan en el uso de parámetros climáticos, que a partir de expresiones matemáticas permiten estimar
el volumen de agua consumido por el cultivo. La información
que proporcionan los sensores climáticos no puede utilizarse
directamente en la gestión del riego y exige que previamente
se establezcan relaciones entre el consumo de agua del cultivo, los parámetros climáticos y el estado de desarrollo del
cultivo.
El método más empleado para estimar el consumo de agua de
los cultivos es el recomendado por la FAO (Doorenbos y
Priutt).
ETc = Kc * ET0
Kc = Coeficiente de cultivo, dependiente de factores climáticas, tipo de cultivo, momento de transplante, duración
del ciclo, y en especial de la fase de crecimiento (Fereres,
1981; Doorenbos y Pruitt, 1986).
ET0 = evapotranspiración de referencia
Existen en el mercado y disponible para los productores
una serie de softwares, para calcular las necesidades de riego de los cultivos a partir de datos climáticos, como el USDA
(Jensen,1969), CIMIS (Zinder, 1985), CROPWAT(,Smith, 1992).
Actualmente se comercializan estaciones meteorológicas
que cuentan con un software que permite la determinación de
las necesidades de cultivo (Groweather, Methos, etc).
¾ Modelo del tanque evaporimétrico tipo “A”.
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El modelo FAO-Tanque permite cálculos bastante precisos
en invernaderos, pero tiene el inconveniente de que requiere
datos de humedad relativa, velocidad del viento, y cobertura
vegetal. Para el cálculo de ETo, se necesita ajustar con un
coeficiente de tanque (Ktan).
¾ Modelo de FAO-radiación.
Este modelo requiere datos medidos de radiación solar,
temperatura y un conocimiento general de la humedad relativa
y la velocidad del viento.
Se establece que existe una relación lineal entre ETo y
la radiación solar con el día del año, eliminando así el
efecto de la temperatura y simplificando de esta forma el modelo FAO-Radiación.
¾ Modelo de Penmam-FAO.
Este modelo requiere de datos de radiación solar, temperatura, velocidad del viento y humedad relativa.
¾ Coeficientes de cultivo.
El coeficiente de cultivo (Kc) integra los efectos de
tres características primarias que diferencian un cultivo de
una pradera de gramíneas; altura del cultivo, resistencia, y
albedo de la superficie suelo-cultivo (Jensen et al, 1990).
Los valores de Kc dependen del cultivo y del manejo. Aunque
existen Kc estimados para los diferentes cultivos (Doorenbos
y Pruit, 1977), los mismos deben ser verificados según las
zonas de cultivo. Los cultivos de porte alto (tomate, chaucha, pimiento de invernadero, pepino y melón) tienen valores
más altos de Kc, con respecto a aquellos cultivos de porte
bajo.
Trabajos realizados en Almería (Fernández, et al.2001),
establecen que para cultivos de ciclo largo (tomate, pimiento
y berenjena), cuyo ciclo se inicia en el verano y finaliza en
primavera, pueden presentar valores de 0,2, luego 1,3 y descender hasta 0,9 en el momento de temperaturas bajas, para
luego mantenerse constante hasta la finalización del ciclo
productivo.
LOS NUTRIENTES
Funciones de los nutrientes en las plantas
¾ Nitrógeno (N)
Es el mineral más importante en la nutrición de las plantas. Es fundamental en el crecimiento y producción. Forma
parte de todas las proteínas, de la clorofila que da el color
verde a las plantas y de muchas enzimas.
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Síntomas de deficiencias: se detiene la producción de
clorofila, que deriva en un amarillamiento general (clorosis). Los síntomas se inician en las hojas más viejas y luego
en tallos y frutos.
Excesos y toxicidad: una alta disponibilidad de nitrógeno, en especial si un cultivo es bien regado, estimula un
crecimiento vegetativo muy vigoroso y disminuye la producción. Cuando se aplican dosis de fertilizantes nitrogenados
muy altas se produce toxicidad rápidamente: las hojas aparecen quemadas en el borde y entre las nervaduras, y antes de
secarse el tejido se pone fláccido como si estuviera cocido.
Además cantidades excesivas de nitrógeno causan un desbalance
en la planta, que la predispone al ataque de enfermedades
bacterianas.
¾ Fósforo (P)
Funciones: participa en la acumulación y transferencia de
energía; estimula la brotación de los meristemas de toda la
planta, en especial de raíces; promueve la formación de semillas y aporta energía durante la fotosíntesis y transporte de
carbohidratos.
Síntomas de deficiencia: las hojas toman un color verde
oscuro a gris, en algunos casos rojizos y los tallos son más
cortos. Las venas se tornan rojizas y púrpuras. En general el
crecimiento es menor y producen menos raíces, yemas, hojas,
flores y frutos.
¾ Potasio (K)
Funciones: es el nutriente más importante en la nutrición, tanto en cantidad como en calidad de la producción.
Tiene tres funciones claves en las plantas: a) en la activación de más de 60 complejos enzimáticos; b) en la regulación
de la apertura y cierre de los estomas, por lo que contribuye
a la economía de agua y c) en el transporte de carbohidratos
desde las hojas a los frutos y en la síntesis de proteínas.
Síntomas de deficiencia: la planta luce marchita. Las
hojas más viejas se ponen amarillas en los bordes y pueden
ondularse hacia arriba. Disminuye la producción de flores y
frutos. Los frutos pierden consistencia, tienen menor calibre
y menor resistencia mecánica.
¾ Azufre (S)
Función: participa en la síntesis de aminoácidos azufrados. Es muy importante en crucíferas (repollo, coliflores,
etc.) y leguminosas (alfalfa, porotos, lentejas, etc.). Es
vital en la formación de los haces vasculares (vasos conductores de la savia): xilema y floema.
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Síntomas de deficiencia: la planta queda chica y amarilla
(clorosis), porque tiende a acumular nitrógeno no proteico en
forma de nitrito (NH2-) y nitrato (NO3-). La clorosis es similar a la falta de nitrógeno.
¾ Calcio (Ca)
Función: nutriente esencial en la cementación (unión) de
las células a través de los pectatos de calcio. Ayuda a la
estructura y a la permeabilidad de las membranas celulares y
a la división y elongación celular. Es de baja movilidad en
el xilema (conductor de savia bruta, es decir de agua y nutrientes) y aún menor en el floema (conductor de savia elaborada). En el suelo es de baja movilidad y de baja absorción
por los cultivos.
Síntomas de deficiencia: muerte de ápices de raíz y
hojas, especialmente de hojas nuevas, las que se caen. Los
tallos se debilitan, las frutas sufren desórdenes (blossom
end rot).
¾ Magnesio (Mg)
Función: la más importante es que forma parte de la molécula de clorofila, por lo que participa activamente en la fotosíntesis. También interviene en la síntesis de xantofilas y
caroteno. Interviene además en la síntesis de varias enzimas,
en especial en las que activan el metabolismo de carbohidratos y proteínas. Contribuye además a mantener la turgencia de
las células.
Síntomas de deficiencia: en las hojas viejas se inicia un
amarillamiento entre las venas. En etapas avanzadas las venas
también se ponen amarillas. Las hojas se tornan café y mueren. El exceso de calcio, amonio y potasio pueden causar deficiencias de magnesio. También la presencia de carbonatos en
suelos y agua.
¾ Zinc (Zn)
Función: activador enzimático que participa en la síntesis de triptofano, aminoácido precursor del ácido indolacético, hormona del grupo de las auxinas, vital en el crecimiento de brotes, hojas y frutos.
Síntomas de deficiencia: acortamiento de entrenudos,
hojas arrosetadas y chicas, áreas de las hojas muy claras,
casi blancas, entre las venas, en especial en hojas viejas,
las cuales se caen. Los frutos quedan chicos y también caen.
¾ Hierro (Fe)
Función: sus funciones principales tienen que ver con el
rol que juega en la síntesis de clorofila en la respiración y
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en el metabolismo del nitrógeno. Es inmóvil en la planta, especialmente en las hojas.
Síntomas de deficiencia: debido a su inmovilidad, su deficiencia genera clorosis que se inicia en las hojas nuevas.
En general mientras más alto sea el pH del suelo o del agua,
la probabilidad de deficiencia es mayor, especialmente sobre
pH 7,5.
¾ Cobre (Cu)
Función: es un activador y cofactor enzimático. Posee una
gran afinidad para activar algunas enzimas que intervienen en
la elaboración de lignina.
Síntomas de deficiencia: se presenta daño en el ápice de
las hojas nuevas, que crecen achaparradas. Las deficiencias
son mayores en suelos de pH altos. Cuando la deficiencia es
grave, los síntomas son similares a la falta de potasio.
¾ Manganeso (Mn)
Función: esencialmente es un activador de enzimas que intervienen en la fotosíntesis, la respiración y el metabolismo
del nitrógeno. También ejerce una función reguladora sobre la
permeabilidad de la membrana celular.
Síntomas de deficiencia: es un elemento poco móvil en la
planta, por lo que los primeros síntomas de deficiencia se
presentan en las hojas nuevas. Se produce una clorosis intervenal. En suelos ácidos aumenta su solubilidad, y puede provocar toxicidad, especialmente en leguminosas.
¾ Cloro (Cl)
Función: es un agente osmótico que ayuda a mantener el
turgor celular de la planta. Participa en la evolución del
nitrógeno en la fotosíntesis.
Síntomas de deficiencia: clorosis en hojas nuevas. Las
plantas se marchitan y toman un color plateado. Su déficit es
poco frecuente, ya que las plantas lo requieren en muy poca
cantidad y es muy soluble.
Toxicidad: niveles elevados de cloruros pueden causar
toxicidad, la que se manifiesta en los bordes de las hojas
como una quemadura. En algunas especies comienza en el ápice
de las hojas y avanza hacia abajo generalmente por el borde.
Estos síntomas pueden ser confundidos con los de deficiencia
de potasio, toxicidad de boro y toxicidad por fertilizantes
nitrogenados aplicados en exceso.
¾ Boro (B)
Función: agiliza la germinación del polen y el posterior
desarrollo del tubo polínico por lo que es determinante en la
producción. Interviene en la absorción y metabolismo de los
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cationes, especialmente del calcio, en la formación de las
pectinas de las paredes celulares, en la síntesis de ácidos
nucleicos y en el transporte de carbohidratos en el floema.
También participa en los procesos de división y elongación
celular en los puntos de alta actividad metabólica (ápices de
brotes y de raíces).
Síntomas de deficiencia: por su baja movilidad, los síntomas aparecen primero en las hojas nuevas, las cuales quedan
pequeñas y deformes, descoloridas y bronceadas. Los brotes
nuevos crecen achaparrados y los entrenudos se alargan. Los
riegos insuficientes, el exceso de calcio en el suelo o en la
fertilización pueden gatillar la deficiencia de boro en los
cultivos (tomate, manzano, remolacha).
Toxicidad: los síntomas de toxicidad de boro son similares a los que provoca el exceso de cloruros, la deficiencia
de potasio e incluso del mismo boro. Los signos más característicos son una clorosis intervenal y una necrosis en todo
el borde de las hojas. En vid y kiwi se presenta este último
síntoma y a veces aparece en la lámina como puntos oscuros.
Las hojas en crecimiento dejan de crecer por los bordes y se
doblan hacia arriba o hacia abajo.
¾ Molibdeno (Mo)
Función: componente de la enzima nitrato reductasa, interviene en el proceso de absorción de hierro.
Síntomas de deficiencia: mala nodulación en leguminosas.
El follaje se vuelve azulino plateado.
¾ Sodio (Na)
Función: nutriente esencial en plantas halófilas que deben acumular sales en los tejidos para mantener su turgencia.
Es beneficioso en muchos cultivos.
Síntomas de deficiencia: la remolacha es una gran consumidora de sodio, sobre 90 unidades en 70 toneladas. En praderas mejora la palatabilidad y calidad del forraje.
¾ Silicio (Si)
Función: componente enzimático de la pared celular. Está
asociado a la sanidad de la planta. Evita la toxicidad de microelementos como hierro, aluminio y manganeso. Ayuda a tolerar la sequía y participa en la conversión de carbohidratos.
Síntomas de deficiencia: las hojas se fraccionan y quedan
necróticas en parte alta del follaje.
Sinergismo y Antagonismo entre iones.
Entre iones se genera sinergismo (ayuda mutua) y antagonismos (inhibición mutua) que influyen en la absorción por
las plantas. Los más importantes se indican en la tabla 4.
15
En la competencia entre cationes, por lo general los cationes de amonio (NH4+) y potasio (K+) son más hábiles que los
de calcio (Ca+2) y magnesio (Mg+2). Sin embargo el antagonismo
más importante es el que ejerce el catión NH4+ sobre los cationes de Ca+2, Mg+2 y K+. Por este motivo, el uso masivo y
desbalanceado de fertilizantes amoniacales, puede ser pernicioso para los cultivos.
En los antagonismos entre aniones, el ión cloruro (Cl-),
abundante en fertilizantes en forma de cloruro de potasio,
afecta la absorción de iones tan relevantes para la nutrición, como el nitrato (NO3-), el fosfato (H2PO4-) y el sulfato
(SO4-2). Aunque el cloro es esencial para las plantas, las
cantidades requeridas son mucho menor y un exceso puede desequilibrar la nutrición (Cadahía, 1988).
En este sentido cuando se va a elegir un fertilizante es
necesario reconocer el rol que juega el ión acompañante del
nutriente que se desea aplicar y la cantidad en que está presente.
16
Tabla 4: Sinergismo y antagonismo entre iones
Sinergismo
Catión
Anión
+
K
NO3Cationes y aniones que se
+2
Mg
NO3ayudan mutuamente para entrar
+
NH4
NO3a las plantas.
Ca+2
NO3Antagonismo
Catión
Anión
+2
Ca
HPO4-2
Cationes y aniones que produ+2
Ca
SO4-2
cen precipitados insolubles
Mg+2
SO4-2
por una alta afinidad de carZn+2
HPO4-2
gas.
+2
Ca
BO3-2
Catión
Catión
K+
Ca+2
Na+
Mg+2
+
NH4
K+
Cationes que compiten entre
+
NH4
Ca+2
si para entrar a la planta.
NH4+
Mg+2
K+
Mg+2
Ca+2
Mg+2
Anión
Anión
Cl
H2PO4Cl
NO3Aniones que compiten entre si
Cl
SO4-2
para entrar a la planta.
SO4-2
NO3Tasa de absorción de los nutrientes
En cada etapa de su ciclo la planta de tomate tiene necesidades nutritivas diferentes por lo que es necesario aplicar
un abono que contenga las cantidades adecuadas y con la relación de equilibrio requerida.
La absorción de nutrientes es muy baja en los primeros
estadios de desarrollo, período que dura entre 45 y 60 días,
hasta el cuajado del primer racimo, y en el que la planta absorbe un 15 % del total de los nutrientes. A partir de ese
momento y hasta el final del ciclo absorbe el restante 85 %,
período que dura entre 90 y 105 días.
En la primera etapa es importante evitar la aplicación de
cantidades demasiado elevadas de nutrientes (tanto de materia
orgánica como de abonos nitrogenados) ya que puede conducir a
un excesivo desarrollo vegetativo en detrimento de la producción de fruto.
El nitrógeno es el elemento que más influye sobre el desarrollo vegetativo y productivo, y al mismo tiempo es el
elemento de más difícil manejo, ya que en su forma más habitual en el suelo (nítrica) es muy susceptible de perderse por
17
lavado a capas del suelo no alcanzables por las raíces, pudiendo producirse pérdidas de hasta el 60%.
En cuanto a la nutrición, cabe destacar la importancia de
la relación N:K a lo largo de todo el ciclo de cultivo, que
suele ser de 1:1 desde el trasplante hasta la floración, cambiando hasta 1:2 e incluso 1:3 durante el período de recolección. En el cultivo del tomate en racimo el papel del potasio
en la maduración del tomate es esencial, pudiéndose emplear
en forma de nitrato potásico, sulfato potásico, fosfato monopotásico o mediante quelatos.
El fósforo juega un papel relevante en las etapas de enraizamiento y floración, ya que es determinante sobre la formación de raíces y sobre el tamaño de las flores. En ocasiones se abusa de él, buscando un acortamiento de entrenudos en
las épocas tempranas en las que la planta tiende a ahilarse.
Durante el invierno hay que aumentar el aporte de este elemento, así como de magnesio, para evitar fuertes carencias
por enfriamiento del suelo.
El calcio es otro macroelemento fundamental en la nutrición del tomate para evitar la necrosis apical (blossom end
rot), ocasionado normalmente por la carencia o bloqueo del
calcio en terrenos generalmente salinos o por graves irregularidades en los riegos.
Entre los microelementos de mayor importancia en la nutrición del tomate está el hierro, que juega un papel primordial en la coloración de los frutos, y en menor medida en
cuanto a su empleo, se sitúan manganeso, zinc, boro y molibdeno.
La tasa de absorción diaria de nutrientes que resulta en
un óptimo rendimiento y calidad del producto es especifico
para cada cultivo y depende de las condiciones climáticas. A
continuación se presenta en forma referencial la tasa de consumo óptimo de N, P y K vs función de tiempo para un cultivo
de tomate en invernadero obtenida en condiciones óptimas (Tabla 5)
18
Tabla 5: Consumo diario de N, P y K en un cultivo de tomate
para consumo en fresco, bajo un sistema de riego por
goteo, según el tiempo desde la emergencia (rendimiento = 127 t/ha).
kg x ha-1 x día-1
Días desde la DIAS
1/(N:P)
1/(N:K)
emergencia
N
P
K
10
0,30
0,01
0,40
0,03
1,33
1 a 10
10
0,30
0,02
0,50
0,07
1,67
11 a 20
10
0,30
0,03
0,50
0,10
1,67
21 a 30
10
0,40
0,03
0,50
0,08
1,25
31 a 40
10
0,40
0,03
0,55
0,08
1,38
41 a 50
10
0,45
0,04
0,55
0,09
1,22
51 a 60
10
0,50
0,04
0,60
0,08
1,20
61 a 70
10
1,70
0,18
2,20
0,11
1,29
71 a 80
10
2,80
0,22
4,80
0,08
1,71
81 a 90
10
1,30
0,10
2,90
0,08
2,23
91 a 100
10
2,70
0,30
5,70
0,11
2,11
101 a 110
10
4,60
0,60
7,80
0,13
1,70
111 a 120
10
3,90
0,45
7,00
0,12
1,79
121 a 130
20
2,70
0,17
2,00
0,06
0,74
131 a 150
TOTAL
150
250,50
23,90
380
0,09
1,52
kg/t de fruta
1,97
0,19
2,99
El desconocimiento de las variaciones temporales en la
tasa de absorción puede conducir a una sobre fertilización y
consecuentemente a un incremento de la salinidad, una reducción en la absorción de otros nutrientes y la contaminación
del medio ambiente. Un abastecimiento sub-óptimo resulta en
una disminución de nutrientes en el suelo y una inadecuada
tasa de absorción, con la consecuente disminución en los rendimientos comerciales.
Relaciones iónicas
Uno de los principales problemas planteados en la nutrición de cultivos como tomate y pimiento, se refiere a las relaciones catiónicas (Ca+2, Na+, K+ y Mg+2) y aniónicas (NO3-,
SO4-2 y PO4H2-) contenidos en la disolución. Steiner realizó un
planteamiento para los aniones y cationes.
• Las plantas absorben iones selectivamente.
• Las plantas nunca seleccionan un ión en particular.
• Las plantas absorben los cationes de acuerdo a relaciones mutuas. (K+, Ca++ y Mg++).
• Las plantas absorben aniones de acuerdo a relaciones
mutuas. (NO3-, PO4H=, SO4=)
19
Triángulo de Steiner
El caso del Calcio.
Respecto al desbalance de nutrimentos y su efecto sobre
la calidad de los frutos, el síntoma más evidente que se produce es el conocido como podredumbre apical de los frutos o
“blossom end rot” (BER), el que se manifiesta como una mancha
marrón, más o memos amplia, con aspecto húmedo, de color oscuro, deprimida, y que aparece siempre en las inmediaciones
de la parte apical del fruto (Valverde et. al, 1998).
La ocurrencia de BER afecta tanto a la calidad como a los
rendimientos (Jaume and Tizio, 1982). El BER produce pérdidas
por descarte de frutos en valores que oscilan entre el 10 y
el 50% en pimiento (Miller, 1961; Sonneveld and Voogt, 1981 y
Hamilton and Ogle, 1962, citados por Winsor y Adams, 1987) y
hasta del 87% en tomate (Adams, 1993). Si bien la calidad del
fruto está determinada por varios parámetros, la podredumbre
es el único que no se admite en ninguno de los grados comerciales citados por las normas de tipificación en tomate (Liberotti et. al).
Esta perturbación fisiológica puede ser debida a la limitada capacidad de las plantas para regular la distribución
interna de Ca, en particular el flujo hacia órganos con baja
tasa transpiratoria y rápido crecimiento (Franco et. al,
1994), tales como los frutos. También está relacionada a factores ambientales que afectan tanto la absorción y distribución de Ca en la planta, como la tasa de crecimiento de los
frutos (temperatura ambiente, humedad relativa e intensidad
lumínica)(Adams, 1993; Pardosi et. al, 1987).
El Ca es relativamente inmóvil dentro de la planta, por
lo que los síntomas típicos de deficiencias se presentan primero en tejidos jóvenes (Hopkins, 1995).
20
En hojas, todas las plantas mantienen bajas concentraciones de Ca+2 libre en el citosol (menores a 1 µM). La mayor
parte del calcio en las plantas se encuentra en la vaculoa,
frecuentemente como cristales insolubles de oxalatos, y en
muchas plantas como carbonatos, fosfatos y sulfatos insolubles y en la pared celular (pectatos)(Salisbury y Ross,
1991). Probablemente esta sea la razón por la que no se ha
podido correlacionar la concentración de Ca en hojas con la
ocurrencia de BER en los frutos de tomate y pimiento (Franco
et. al, 1994).
El Ca es absorbido pasivamente por las raíces (Martí y
Mills, 1991), es por eso que también se asocia la ocurrencia
de BER al movimiento del agua en la planta, siendo acentuado
por todos los factores que tiendan a disminuir la absorción
de Ca por la planta o a dificultar la distribución del mismo
dentro de ella, tales como: soluciones salinas, estrés hídrico, baja humedad relativa junto con altas temperaturas, alta
tasa transpiratoria, diferencias entre cultivares, etc.
(Barker and Ready, 1994; Franco et. al, 1994; Ganmore-neuman
and Kafkafi, 1980).
Otros factores que pueden mencionarse son: altos contenidos de K, N y Mg suministrados en forma de cationes (NH4+, K+
y Mg+2); baja relación N-NO3-:N-NH4+; alta relación K+:Ca+2.
Por otra parte, la utilización de fertilizantes con Ca
y/o Mg y aspersiones foliares con Ca+2 reducen el número de
frutos afectados con BER en tomate (Franco et. al, 1994; Halterlein and Lamberth, 1975; Jaume and Tizio, 1982).
EL SUELO
Poder amortiguador del suelo
El papel del suelo en la fertirrigación, es más importante desde el punto de vista de su composición física que química, pues está comúnmente aceptado que la actividad del complejo arcillo-húmico en fertirrigación es mucho menor que en
los otros sistemas de riego y abonado. Sin embargo, antecedentes o propiedades químicas como contenido de caliza activa, contenido de materia orgánica y su relación carbononitrógeno, además del contenido de fósforo total y de los cationes de intercambio (Ca+2, Mg+2, K+ y Na+) son importantes al
momento de definir una estrategia de riego y nutrición para
un cultivo.
El suelo tiene un poder amortiguador por el cual, al
aplicarle ácidos o bases, éste no varía en gran medida su pH.
Este poder amortiguador está relacionado, por un lado, con la
existencia de coloides en su composición, y así aquellos sue-
21
los con mayor contenido coloidal, tendrán mayor capacidad de
amortiguación del pH y por otro, está relacionado con su capacidad de intercambio, cuanto mayor sea ésta, mayor poder
amortiguador tendrá el suelo.
La capacidad de amortiguación es distinta según el tipo
de suelo:
Suelos húmicos>suelos arcillosos>suelos francos>suelos arenosos.
En cuanto a sus propiedades físicas de retención de agua
y nutrientes, estas dependen principalmente del tipo de textura, y esta a su vez de la granulometría del suelo o sustrato (Ing. Agr. Ms. Santiago Cabezas Sepúlveda - AGRIQUEM AMÉRICA S.A.)
Importancia del suelo para los vegetales.
A continuación se realizan algunas consideraciones que
deben ser tenidas en cuenta antes de proceder a la fertilización de los cultivos. Ellas son:
¾ Las plantas obtienen la mayor parte de sus nutrientes
esenciales del suelo: El suelo es el medio natural para el
desarrollo de las plantas y es la fuente de 13 de los 16
nutrientes esenciales. El aire y el agua proveen los otros
3 nutrientes esenciales (carbono, hidrógeno y oxígeno).
¾ Los minerales y la materia orgánica en el suelo son la
fuente de los nutrientes: Las plantas toman los nutrientes
que necesitan del suelo. Sin embargo, no toman partículas
o materia sólida del suelo. La mayoría de los minerales
son poco solubles en agua por lo que solo una pequeña porción de estos se encuentra en forma disuelta en un momento
dado.
¾ Los nutrientes cuya concentración en el suelo es frecuentemente deficiente incluyen el nitrógeno, fósforo y potasio: Debido a que las plantas necesitan grandes cantidades
de estos tres nutrientes, estos son constantemente aplicados en forma de fertilizantes.
¾ Hablando en términos prácticos, un nutriente es deficiente
si su aplicación como fertilizante producirá resultados
deseados en los cultivos: El fertilizante se usa para corregir las deficiencias de la planta.
22
Analisis De Suelos.
El análisis del suelo tiene por objetivo conocer aspectos
relacionados con la; fertilidad física, y química. Todos
ellos se traducen en prácticas de manejo del suelo y del cultivo, tratando de obtener los mayores beneficios (Balcaza, L.
2003).
A continuación se exponen los valores medios recomendados. Es necesario destacar que estos se modifican de acuerdo
al tipo de suelo, y al método de extracción (especialmente el
Fosforo).
Las prácticas de fertilización de cultivos hortícolas,
son generalmente incrementadoras, es decir que con el tiempo
los valores del suelo inicial van aumentando, y en algunos
casos, como consecuencia de un mal manejo, se modifican sustancialmente los valores de pH, CE y contenido de nutrientes
(Fósforo y Potasio).
Tabla 6: Valores considerados normales en un análisis de suelo
Dato
valor medio
pH (pasta)
5,8-6,7
C.E: (dSm)
< 2
Materia orgánica
2,0-4,0
Nitrógeno (%)
0,15-0,25
Fosforo asimilable (ppm)
60-80
C.I.C. (meq/100g)
20-30
Potasio (meq/100g)
0,5-0,75
Calcio (meq/100g)
10-20,0
Magnesio (meq/100g)
2,5-5,0
Sodio (meq/100g)
< 2
% Sodio en la CIC
< 5
% Potasio en la CIC
2,0-3,0
% Calcio en la CIC
70-80
% Magnesio en la CIC
2,5-5
Relación C/N
9,0-11,0
Fuente: Balcaza, 2003
LOS FERTILIZANTES
Fertilizantes en fertirrigación.
Los fertilizantes a usar en fertirrigación deben de ser
totalmente solubles, de alta concentración y de composición
química sencilla, y por tanto, con el proceso más corto posible de fabricación (Cadahía C., 1998).
23
Los fertilizantes de uso más extendidos son los abonos
simples en forma de sólidos solubles (nitrato de calcio, nitrato de potasio, nitrato de amonio, fosfato monopotásico,
fosfato monoamónico, sulfato de potasio, sulfato de magnesio)
y en forma líquida (ácido fosfórico, ácido nítrico), debido a
su bajo costo y a que permiten un fácil ajuste de la solución
nutritiva, aunque existen en el mercado abonos complejos sólidos cristalinos y líquidos que se ajustan adecuadamente,
solos o en combinación con los abonos simples, a los equilibrios requeridos en las distintas fases de desarrollo del
cultivo.
El aporte de microelementos, que años atrás se había descuidado en gran medida, resulta vital para una nutrición adecuada, pudiendo encontrar en el mercado una amplia gama de
sólidos y líquidos en forma mineral y en forma de quelatos,
cuando es necesario favorecer su estabilidad en el medio de
cultivo y su absorción por la planta.
La clorosis férrica es característica de especies que
crecen en suelos calizos. La deficiencia en hierro acorta el
ciclo vital de las plantas, los rendimientos disminuyen y los
frutos son de peor calidad. El quelato férrico, es una de las
mejores soluciones para combatir la clorosis férrica, pero
tienen un elevado precio, por ello si se disminuyen las cantidades de quelato que se aplican se reducirían costos y aumentarían los beneficios.
También se dispone de numerosos correctores de carencias
tanto de macro como de micronutrientes que pueden aplicarse
vía foliar o riego por goteo, aminoácidos de uso preventivo y
curativo, que ayudan a la planta en momentos críticos de su
desarrollo o bajo condiciones ambientales desfavorables, así
como otros productos (ácidos húmicos y fúlvicos, correctores
salinos, etc.), que mejoran las condiciones del medio y facilitan la asimilación de nutrientes por la planta.
Las sustancias húmicas complejan la mayoría de los metales presentes en el suelo, aumentando su disponibilidad en
las plantas. Los aminoácidos también juegan un papel importante en la captación de nutrientes.
En los productos formulados se indica la CE y el pH para
diferentes diluciones, para los productos simples existen tablas de solubilidad, en las que se hace una relación con la
temperatura, CE y pH. (Sepúlveda S., 1999).
24
Tabla 7: Solubilidad de fertilizantes en agua a diferentes
temperaturas (g/L), Conductividad eléctrica y pH en
solución de 1 g/L a 20º C (pH)
Fertiliz.
MATERIA PRIMA
KNO3
KCl
K2SO4
KH2PO4
NH4NO3
(NH4)2 SO4
(NH4)2 HPO4
NH4H2PO4
Ca(NO3)2- 4H2O
CaCl2- 6H2O
MgSO4- 7H2O
Nitrato de K
Cloruro de K
Sulfato de K
Fosfato monopotasico
Nitrato de amonio
Sulfato de amonio
Fosfato Diamonico
Fosfato monoamónico
Nitrato de calcio
Cloruro de calcio
Sulfato de magnesio
hept.
Nitrato de magnesio
Cloruro de sodio
Urea
Ácido fosfórico 85%
Ácido bórico
Mg(NO3)2- 6H2O
NaCl
CO (NH2)2
H3PO4
H3BO3
Solubilidad gr/l a distintas temperaturas
°C.
0
20
40
100
133
316
639
2452
282
342
403
562
75
111
148
241
143
227
339
1185
1877
2830
704
754
812
1020
575
686
818
227
368
567
1740
1010
1294
1960
603
745
356
454
C.E.
pH
1,3
1,9
1,4
0,75
1,6
1,8
0,8
1,2
7,0
6,6
7,0
4,1
5,5
5,5
4,1
4,9
6,5
0,8
5,6
639
359
670
701
364
1080
818
392
1670
0,5
2,0
0,015
1,8
6,0
270
500
870
2510
5,8
2,5
Adaptado de: Wolf et al. (1985).
De esta tabla se desprende que los fertilizantes solubles
cambian su solubilidad con relación a la temperatura. La mayoría de los fertilizantes, además, tienen una reacción endotérmica al solubilizarse en agua. La dilución de ácido fosfórico en cambio produce una reacción exotérmica. Por esto conviene agregar primero ácido fosfórico para aprovechar el aumento de la temperatura y así facilitar la disolución de los
fertilizantes agregados a continuación (Lupin et al, 1996).
Compatibilidad de los fertilizantes.
Un aspecto importante en fertirrigación es conocer la
compatibilidad de los fertilizantes solubles cuando se van a
mezclar. Para ello existen tablas que indican el grado de
compatibilidad entre los distintos fertilizantes. La compatibilidad dice relación con los precipitados que se producen al
hacer ciertas mezclas, por ejemplo los fertilizantes fosfatados en mezcla con fertilizantes cálcicos.
25
Tabla 8: Compatibilidad entre los fertilizantes solubles.
COMPATIBILIDAD ENTRE LOS FERTILIZANTES SOLUBLES (ROMÁN, C.S.S. 2001)
Fertilizante
UREA
UREA
NITRATO
AMONIO
SULFATO
AMONIO
C
C
C
FOSFATO
MONO
AMONICO
FOSFATO
MONO
POTASICO
C
C
C
C
C
C
NITRATO DE NITRATO DE
POTASIO
CALCIO
C
C
L
C
C
L
NITRATO DE
MAGNESIO
SULFATO
DE
POTASIO
C
C
C
C
C
C
C
C
C
FOSFATO MONO
AMONICO
C
C
C
FOSFATO MONO
POTASICO
C
C
C
C
NITRATO DE
POTASIO
C
C
L
C
C
NITRATO DE CALCIO
C
C
I
I
I
C
NITRATO DE
MAGNESIO
C
C
C
I
I
C
C
SULFATO DE
POTASIO
C
C
L
C
C
C
I
I
SULFATO DE
MAGNESIO
C
C
C
I
C
C
I
I
L
ACIDO FOSFORICO
C
C
C
C
C
C
I
I
C
CLORURO DE
POTASIO
C
C
C
C
C
C
C
C
L
NITRATO AMONIO
SULFATO AMONIO
C
SULFATO DE
ACIDO
CLORURO
MAGNESIO FOSFORICO DE POTASIO
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
I
I
C
C
C
C
C
I
I
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
I
I
I
C
I
I
I
C
C
C
L
C
C
C
C
C
C
C
Compatible ©
Limitada (L)
Incompatible (I)
El uso de dos o más tanques de fertilización permite separar a los fertilizantes que interactúan, separando el calcio, magnesio y microelementos, del fósforo y el sulfato,
evitando así la formación de precipitados.
Generalmente se usan dos soluciones concentradas de fertilizantes:
El tanque "A" con NPK
El tanque "B" con N, K, Ca, SO4 y micronutrientes.
Un tercer tanque "C" con una solución de ácido (generalmente nítrico), cuya función es ajustar el pH de la solución
nutritiva.
Se recomienda el uso de fertilizantes de reacción ácida
y/o la inyección periódica de ácido en el sistema de fertirriego para disolver los precipitados y destapar los goteros.
La inyección de ácido en el sistema de riego remueve también
bacterias y algas. (Sneh, 1995).
El principal problema es con el fósforo: aguas con altas
concentraciones de calcio y magnesio y pH alcalino provocan
la precipitación de fosfatos de Ca y Mg. Estos precipitados
se van depositando sobre las paredes de las tuberías y en los
orificios de los emisores, causando su obturación. También se
ve afectado el aporte de fósforo a la planta, ya que éste se
encuentra precipitado y no en la solución nutritiva. Se recomienda elegir fertilizantes fosfatados ácidos (ácido fosfórico o fosfato monoamónico) cuando se riega con aguas duras y/o
alcalinas.
SOLUCIÓN FERTILIZANTE IDEAL.
La denominada solución fertilizante ideal para cada cultivo se puede estudiar por un sistema hidropónico que nos informe sobre las exportaciones de nutrientes y de agua en los
26
diferentes momentos fenológicos. A partir de dicha solución
se efectúan las correcciones mencionadas en función de la
composición del agua de riego. En muchos casos no se dispone
de datos obtenidos por cultivos hidropónicos, pudiéndose utilizar las informaciones disponibles de las exportaciones de
nutrientes en cada momento fenológico y del volumen de agua
correspondiente optimizada en función de parámetros fisiológicos de la planta. Dividiendo dichas exportaciones por los
volúmenes de riego estudiados obtenemos una orientación sobre
la solución fertilizante ideal para cada cultivo. Esta solución se mejorará después del seguimiento del cultivo.
El pH de la solución nutritiva, que se aportará a los
cultivos, se ajusta al valor que permite obtener en el medio
radicular los valores óptimos deseados para la absorción de
nutrientes, este pH se encuentra en el rango 5,5 – 6,5. En
cualquier caso deben evitarse valores de pH en la solución
nutritiva inferiores a 5 (a pH = 4 se daña la raíz de los
cultivos).
El suelo juega un papel fundamental para conseguir la
máxima eficacia en el proceso de fertirrigación. La textura
junto a la aplicación de fertilizantes orgánicos nos proporciona las propiedades físicas adecuadas. Los contenidos de
nutrientes en el suelo son importantes como reservas de seguridad en periodos de lluvia o por diferentes problemas que
surgen durante el proceso de fertirrigación. El estudio de
las complejas reacciones del suelo en contacto con la solución fertilizante de riego como: intercambios iónicos, precipitaciones, disoluciones, etc., conocer la magnitud del proceso de nutrición, nos permitirá aproximarnos a la solución
ideal en cuanto a concentraciones y relaciones entre nutrientes. De esta forma para cada agua de riego y suelo tendremos
lo que podríamos denominar una fertirrigación “a la carta”.
Sin embargo:
“De la misma forma que no existe un sustrato ideal, la formulación de la solución ideal tampoco existe, puesto que hay
muchos factores que condicionan las necesidades nutritivas.
Cada explotación o finca requiere un seguimiento específico
para aplicar la mezcla ajustada.”
Partir de una solución nutritiva adaptada a la especie,
variedad, sustrato, agua de riego, condiciones climáticas
prevalecientes y sistema de cultivo (recirculante o a solución perdida, entutorado o rastrero, etc.) es lo más conveniente, y posteriormente será el propio cultivo el que nos
irá orientando sobre como ir ajustando la composición de la
solución nutritiva en base a:
¾ Controles diarios: pH, CE, drenaje, etc.
27
¾ Análisis químico periódico de la solución de riego, de
drenaje y del suelo.
¾ Sintomatología de la plantación
¾ Condiciones climáticas predominantes
¾ Estado fenológico del cultivo
¾ Intereses comerciales que lleven a forzar o retener el
cultivo según mercado
Cálculo de las soluciones fertilizantes.
La solución que va a nutrir al cultivo estará formada por
los iones presentes en el agua más los nutrientes que se van
a aportar al cultivo con los fertilizantes. Los aportes de
los fertilizantes previstos en meq/l serán por lo tanto la
diferencia de las concentraciones de nutrientes de la solución ideal menos el aporte de los nutrientes presentes en el
agua de riego y en el suelo.
La absorción de nutrientes y por lo tanto las recomendaciones son completamente diferentes según el destino del cultivo (tomate para industria o tomate de mesa) y según el sistema de cultivo (a campo abierto o protegido). Por ejemplo,
el tomate cultivado en invernadero alcanza un rendimiento mayor a 100 t/ha versus 40-70 t/ha cuando es cultivado a campo
abierto; de ahí que el consumo de los nutrientes se duplica o
triplica, con respecto a la forma tradicional de cultivo.
Estas recomendaciones proporcionan la formulación de fertilizantes más adecuada (incluyendo los nutrientes básicos
NPK y los micronutrientes) de acuerdo al tipo de suelo, a la
etapa fisiológica, clima, variedades y otros factores agrotécnicos.
Existen distintas formas de cálculo de fertilización. La
mayoría se basa en:
¾ Métodos basados en el rendimiento estimado de fruta.
¾ Métodos basados en tasa de extracción diaria.
¾ Métodos basados en etapas fenológicas.
¾ Métodos basados en la producción de materia seca.
¾ Métodos para soluciones nutritivas en sustratos.
Métodos basados en el rendimiento estimado de fruta.
Este permite conocer las cantidades totales de fertilizantes para el cultivo, de acuerdo a las estimaciones del
28
rendimiento. Las limitaciones de este método se deben a que
en tomate, la planta absorbe cantidades distintas, según diferentes situaciones y niveles de rendimiento del cultivo
(Tabla 9).
Tabla 9: Extracción de nutrientes de un cultivo de tomate para distintos niveles de rendimiento, según diferentes autores.
Extracción total (kg/ha)
Rto
(t/ha)
Investigador
N
P
K
Ca
Mg
40
110
13
133
JACOB
40
110
11
125
PENNINGSFELD
46
277
12
158
BUREAU Y ACOSTA
50
250
34
224
HORTA SICILIA
60
135
24
192
ANSTELT
70
250
75
374
VAN DE KLOES
80
273
30
499
BESFORD
99
375
59
537
209
117
CASTILLA(1985)
100
360
52
581
HORTA SICILIA
110
285
135
492
255
35
ZUANG
113
428
77
656
BAR-YOSEF
125
460
74
747
393
60
ZUANG(1982)
145
400
71
797
LEFEVRE
166
480
111
714
BAR-YOSEF
200
675
70
1162
644
96
ZUANG(1982)
Recopilado: SEGARRA (1989)
Método basado en la tasa de extracción diaria:
En este se asume que las plantas toman los distintos nutrientes de acuerdo a una curva que se aproxima al crecimiento que estas manifiestan. De los datos observados en tomate,
la mayor extracción sucede a los 80-90 días de ciclo.
29
Tabla 10: Tasa de extracción de nutrientes en tomate para diferentes etapas del cultivo.
Intervalo(
dias)
0 – 15
16 – 30
31 – 40
41 – 50
51 – 60
61 – 70
71 – 80
80-90
90-100
100-110
110-120
120-130
130-140
140-150
150-160
Tasa de extracción (en kg/ha. Día)
N
P205
K20
CaO
0,2
0,46
1
1,5
2
2,5
3
3,5
3,5
3
3
2,5
2
1,75
1,5
0,06
0,33
0,13
0,66
0,3
1,5
0,5
2
0,6
3
0,7
3,5
0,8
4
0,8
4,5
0,8
4,5
0,8
4,5
0,8
4
0,8
4
0,7
3,5
0,6
3
0,5
2
fuente: S.I.A.M-1999
0,13
0,33
1
1,5
1,8
1,8
2
2
2
1,75
1,75
1,75
1,5
1
0,8
MgO
0,06
0,2
0,5
0,5
0,6
0,6
0,7
0,7
0,7
0,7
0,5
0,5
0,5
0,4
0,2
Método basado en las etapas fenológicas.
Esta forma de cálculo divide el ciclo de crecimiento del
cultivo según las etapas fenológicas y se definen las diferentes concentraciones o cantidades de nutrientes a aplicarse, con sus respectivas relaciones. Por ejemplo en tomate se
consideran 4 etapas: establecimiento-floración, floracióncuajado de frutos, maduración-1ra cosecha, e inicio de cosecha
a fin de ciclo. En cada etapa, las concentraciones de N y K
van aumentando, y la relación N:K va disminuyendo, ya que el
potasio es absorbido en gran cantidad durante la etapa reproductiva del cultivo (Zaidan y Avidan, 1997).
Tabla 11: Porcentajes medios de extracciones realizadas en
diferentes estados fenológicos de tomate. (Rodríguez
del Rincón, 1985).
ETAPA
Plantación-Inicio floración
Inicio Florac-- 1º Frutos cuajados
1º Fr. Cuajados-- Inicio Maduración
Inicio Cosecha-- Fin de ciclo
N
8%
18%
30%
44%
P2O5
K2O
6%
16%
25%
53%
6%
23%
19%
52%
Método basado en la producción de materia seca.
Pilatti y Favaro, proponen el cálculo de la fertilización
de acuerdo a la curva de producción de materia seca. Esta
puede ser realizada teniendo los valores mensuales de cosecha
30
de tomate. Los datos necesarios son; Rendimiento esperado
(t.), Indice de cosecha, y el %MS.
PRODUCCION ESTIMADA (t/ha) =
% M.S. FRUTO =
kg M.S. FRUTO (t/ha) =
INDICE DE COSECHA (%) =
BIOMASA TOTAL (t/ha) =
Litros de agua consumidos por kg de MS. =
CURVA BIOMASA :
(t MS/ha)
120
4,8
5,76
50
11,52
300
Mar
0,58
Híbrido:
Fa- 593
Abr
1,15
May
2,07
Jun
4,03
Jul
6,34
Ago
8,06
Sep
10,37
Oct
11,52
14
12
10
8
6
4
2
0
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
A continuación se muestra un ejemplo en plantación de tomate en invernadero. Nótese
las variaciones mensuales que
sufren el índice de cosecha de cultivo, y el contenido
de
N%.
Prod tomate fresco Tn/ha
MS frutos kg/ha
IC
MS planta kg/ha
%N
Kg N/ha demandado
Marzo
Abril
200
4,6
9
500
4,6
23
Mayo Junio Julio Agosto setiembre octubre
35
80
110
140
1750 4000
5500
7000
0,42 0,46
0,5
0,55
1000 2000 4167 8695
11000
12727
4,6
4,6
4
3
2,8
2,2
46
92 164
261
308
318
Fuente: Favaro-Pilatti- (2003).
Método basado en soluciones nutritivas.
(Está recomendado para cultivos sin suelo o suelos con muy
baja C.I.C.)
En soluciones nutritivas se consideran dos formas de cálculo; solucones nutritvas de parámetros fijos (Coic-Lesaint o
Sonnenveld), y la solucion de parámetros variables (Steiner,
A.). En ambos casos los valores se expresan en meq/l (Cadahía, C.1998).
Esto, que es útil para posteriores cálculos, se hace en
forma de tabla de doble entrada, en la que en un eje figuran
los cationes y en el otro los aniones. La suma total de aniones en miliequivalentes y la de cationes en miliequivalentes
será la misma. Una vez incluidos en las celdas los meq/l totales de cada ión, el siguiente paso consiste en deducir las
concentraciones en las casillas internas de forma que la suma
de cada fila y de cada columna coincida con los totales. Los
fertilizantes que tendremos que aportar serán por lo tanto
las combinaciones de sales binarias que nos den los meq/l to-
31
tales de la tabla anterior, lógicamente no consideraremos como fertilizantes los cloruros (Cl-) y el sodio (Na+).
Existen métodos prácticos de tanteo de soluciones nutritivas (Marfá,O. 1993).
El tipo de ácido a utilizar depende del tipo de agua. Por
ejemplo cuando hay cantidades importantes de NO3, es conveniente agregar ácido fosfórico.
El Fósforo restante podría aplicarse como fosfato monoamónico.
Se debe considerar el contenido de Ca en el agua de riego, y de faltar se puede usar nitrato de calcio.
El magnesio puede ser agregado como Nitrato de magnesio o
como Sulfato de magnesio. Cuando la cantidad de N ya ha quedado cubierta con los pasos 1,2 y 3 se emplea Sulfato de magnesio.
Comprobar el N aportado hasta el momento y relacionándolo
con el K. Si falta más NO3 que K, se agrega el potasio restante en forma de NO3K, y el resto de N como NO3NH4. Si ocurre lo contrario agregar todo el N como NO3K, y el resto de K
cómo SO4K2.
Finalmente confrontar los totales con la fórmula prevista
y en caso de un desajuste modificar por tanteo hasta llegar a
la formulación deseada.
Preparación de la disolución fertilizante.
Obtención de los aportes de iones.
CULTIVO:
FINCA:
FECHA:
tomate en invernadero
marzo del 2002
ANIONES
NO3 H2PO4 SO4 HCO3 Cl
Agua de riego
Disolución ideal
Aportes previstos
Σiones=
5,62
8
8
2
2
-5,62
19,3
1,68
0,5
-1,18
meq/lts.
CATIONES
NH4
12
-12
0
K
Ca
Mg
Na
pH
C.E.
0,7
7
6,3
19,3
2,6
5
2,4
2
3
1
14
7,18
6,5
0,29
<2,5
-14
meq/lts.
Lo que tiene signo (-) no se agrega
En la tabla se esquematiza un modelo de cálculo de soluciones nutritivas, para la etapa de crecimiento en tomate.
(Tapia, A. 2003)
32
Cálculo de las disoluciones fertilizantes
A
meq/L.
B
P.eq.
C
δ
D
Riqueza
Cálculo
meq/L.
E
(A-f)
0
63
1,42
70
0,063
0,000
H3PO4
1
98
1,7
85
0,068
0,068
KNO3
4
101
0,101
0,404
Ca(NO3)2.4H2O
2
118
0,118
0,236
NH4NO3
2
80
0,08
0,16
K2SO4
2
87
0,087
0,174
MgSO4.7H2O
1
123
0,123
0,123
NH4H2PO4
0
115
0,115
0
KH2PO4
0
136
0,136
0
Mg(NO3)2.6H2O
0
128
0,128
0
Fe
2
420
Mn
2
B
0,35
Mo
0,1
Macronutrientes
HNO3
MICRONUTR.
cm3(quel Fe)
Macronutrientes
HNO3
Expresado en mg/L. o ppm.
Cu
Zn
0,15
0,15
Preparación de la solución madre concentrada
E
F
G
Adición p/ Volumen
Veces
Añadir
Tanque al
1 L.
lts.
Concentr.
(L o Kg)
que se añade
mg o gr.
10500
1
E*F*G/1000
0,000
0,00
Tanque A
H3PO4
0,068
0,71
Tanque A
KNO3
0,404
4,24
Tanque A
Ca(NO3)2.4H2O
0,236
2,48
Tanque B
NH4NO3
0,160
1,68
Tanque A
K2SO4
0,174
1,83
Tanque A
MgSO4.7H2O
0,123
1,29
Tanque A
NH4H2PO4
0,000
0,00
Tanque A
KH2PO4
0,000
0,00
Tanque A
Mg(NO3)2.6H2O
0,000
0,00
Tanque A
Micronutrientes
Tanque C
Tanque A: N,P,K en medio ácido.
Tanque B: Fertilizantes cálcicos.
Tanque C: Micronutrientes.
Lo marcado con celeste son datos ingresados de acuerdo al productor.
33
MONITOREO DEL FERTIRIEGO.
El monitoreo del volumen, pH, CE y concentración de los
nutrientes en la solución lixiviada permite determinar si se
están aplicando los fertilizantes y el agua en exceso o en
deficiencia, y por lo tanto permite ir corrigiendo el régimen
de fertiriego.
Se recomienda recolectar y analizar la solución lixiviada
y la solución que sale por los goteros y compararlas diariamente (Avidan, 1998). Los kits portátiles permiten un diagnóstico in situ del pH, CE y del contenido aproximado de nitratos en las soluciones. En la actualidad existen sistemas
automáticos que miden el pH y la CE de ambas soluciones y corrigen automática y continuamente la solución de acuerdo a
los valores óptimos que se entran a la computadora de antemano.
En el monitoreo es importante analizar los siguientes parámetros:
Volúmenes de lixiviación muy pequeños indican que la
planta absorbe casi toda el agua que se le proporciona, por
lo tanto se deberá incrementar la lámina de agua aplicada.
Concentraciones de nitratos muy bajas en la solución
lixiviada indican que la planta absorbe casi todo el nitrógeno que se le proporciona, por lo tanto se deberá incrementar
la concentración de fertilizante en la solución nutritiva.
Un valor de CE y/o de cloro más alto en la solución lixiviada que en la solución aplicada indica indica una acumulación de sales en la zona radicular. La presencia de sales en
el bulbo de suelo humedecido por el gotero es contraproducente para las raíces, por eso se aplica siempre un exceso de
agua para drenar el cloro y las sales. Este exceso varía de
10-50% según la conductividad hidráulica del sustrato la cual
determina el potencial de drenaje del mismo (Rhoades y Loveday, 1990).
El régimen de fertiriego (lámina de agua e intervalo de
riego) deberá ajustarse de acuerdo al gradiente de CE y cloro
entre la solución de riego y la de drenaje, para mantener así
las sales por debajo de la zona radicular activa.
El valor óptimo del pH de la solución de riego es de 66,5 y el pH de la solución de lixiviación no más de 8,5. El
pH del agua de riego se ajusta mediante la inyección de ácido. Cuando el pH del agua de lixiviación es más alcalino que
8,5, esto indica que el pH en la zona radicular alcanza valores que provocan la precipitación de fósforo y menor disponibilidad de micronutrientes. El ajuste es por medio de la relación NH4/NO3 de la solución de riego: si el pH se hace demasiado alcalino, se debe aumentar la proporción de NH4 con
respecto al NO3 en la solución nutritiva y viceversa. El por-
34
centaje de amonio no debe superar el 20% del total del nitrógeno aportado (Zaidan y Avidan, 1997).
INSTRUMENTOS
DE MEDICIÓN
¾ Caudalímetros. Permiten saber el volumen de agua que ingresan a la red de riego. De acuerdo a la cantidad de agua
que ingresa al sistema y los gramos de fertilizantes que
se emplean, podemos estimar mediante cálculos los valores
de pH y CE de la solución de riego.
¾ pH; Miden la acidez o alcalinidad de la solución.
¾ Conductímetro; miden la CE en ds/m. o mmhos/cm.
¾ Extractómetros; Extraen la solución del suelo y sirven para las determinaciones de pH, CE y nutrientes en la solución del suelo.
¾ Tensiómetros; permiten medir el estado hídrico del suelo.
(potencial mátrico).
¾ Riegómetro; Adaptación que permite en forma práctica medir
el pH, CE y caudal de riego por emisor (Duimovic,A.1994).
¾
Muestreadores de suelo; permiten la extracción de muestras de suelo, en donde se puede determinar pH, CE , y nutrientes.
35
¾ Análisis foliares; Para un mejor control del programa de
fertirrigación, será necesario realizar muestreos de hojas
de tomate, con el propósito de ahondar con mayor precisión
de los cálculos de los fertilizantes empleados. Los valores medios se muestran a continuación.
E LE M E N T O
N %
P %
K %
C a%
M g%
C u (p p m )
Z n (p p m )
M n (p p m )
F e (p p m )
In d ic e d e r e fe r e n c ia s d e a n a lis is fo lia r e s ( C a d a h ía 1 9 8 8 )
E x c e s iv o
A lto
N o rm a l
M e d io
B a jo
>6
5 ,5 -6
4 ,5 -5 ,5
3 ,1 -4 ,4
< 3 ,0
>1
0 ,8 1 -1
0 ,3 -0 ,8
0 ,1 7 -0 ,1 9
< 0 ,1 7
>6
5 ,1 -6
3 ,1 -5 ,5
2 ,5 -3
< 2 ,5
>6
4 ,1 -6
2 ,5 -4
1 ,6 -2 ,4
< 1 ,5
> 0 ,9
0 ,6 -0 ,9
0 ,4 -0 ,6
0 ,3 -0 ,4
< 0 ,3
>20
1 5 -2 0
8 a 15
4 a 7
<4
>100
8 0 -9 9
20 a 79
15 a 19
<15
>500
3 5 1 -5 0 0
6 0 -3 5 0
4 1 -6 0
<40
>500
3 0 1 -5 0 0
1 2 0 -3 0 0
6 1 -1 1 9
<60
Fitomonitoreo; es un sistema de monitoreo bastante completo que permite analizar el estado hídrico del cultivo, pH,
CE, flujo de savia, diámetro del tallo y diámetro del fruto.
(Arciniega,G. 2003).
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