Fertirrigación: tecnología del futuro

FERTIRRIGACION.- Es la aportación de nutrimentos a las plantas en las cantidades necesarias y momentos oportunos a través del sistema de riego (GOTEO).

Importancia del agua

Es importante la humedad en el suelo cercana a C. C. en la mayor parte del ciclo de la planta para lograr los máximos rendimientos. Del 100% del agua absorbida por la planta se pierde el 99% por evapotranspiración siendo esta utilizada para el transporte de los nutrientes absorbidos, redistribución de sustancias no indispensables, controlar la temperatura interna, humedecimiento exterior de las hojas, evitar deshidratación, etc., y el 1% restante es mantenido internamente formando parte de las células, cuando se baja la concentración de nutrientes en la savia y el K es uno de los más afectados ya que interviene en el control del potencial hídrico. A mayor concentración de agua tanto en el suelo como en la planta, existe mayor ionización de las sales y a menor contenido de ésta se tiene mayor formación de sales.

La absorción de agua por las raíces, el transporte y la evapotranspiración se realizan entre otros factores gracias a la diferencia de presión hídrica entre el suelo y el follaje de la planta, si el suelo tiene una presión hídrica de 3 bares, en los estomas de las hojas puede ser de 69 bares aproximadamente.

El agua de riego debe tener una C. E. de 0.2 y el suelo de 0.8 – 1.2, cuando la C. e. en el suelo o en el agua es alta, disminuye la absorción de agua por las plantas debido a una mayor concentración de sales y presión osmótica en la parte externa. Durante el llenado del fruto se recomienda subir la C. E. externa con la finalidad de crear un estrés hídrico artificialmente en la parte externa y restringir la entrada de agua mejorando la absorción de sólidos para lograr mayor firmeza y vida de anaquel de la fruta; la C. E. se puede incrementar con la aportación de KCl o NaCl o bien incrementar hasta cuatro veces la concentración de la solución nutritiva, en las primeras etapas de desarrollo de las plantas debe mantenerse una c. e. de l y al final (durante el llenado de fruto y la cosecha) la C. e. debe ser de 3 aproximadamente. Con la utilización de 2 gr. de KCl / Planta por día nos da un buen nivel de C. E., sin embargo, concentraciones mayores de 11 ppm de Cl en el agua no permite la aportación de Cl a la solución. En el suelo al inicio debe ser < 100 ppm de Cl y en la cosecha de 250-300 ppm.

Para agua rica en fierro ferroso se recomienda precipitarlo con Permanganato de Potasio y se evita el taponeo de tuberías, 1 ppm de Permanganato de Potasio precipita a 0.1 ppm de ferroso. Si el agua es rica en azufre se recomienda la aplicación de 10 ppm de Cl con el fin de evitar el crecimiento de bacterias sulfurosas que provocan taponeo en las tuberías.

Para evitar precipitaciones de PO4, Ca o Fe, se recomienda acidificar con H2SO4 a pH 2 y aplicar el riego y a las 48 horas repetirlo (la presión de la manguera debe ser de 1- a 15 Lbs) si hay plantas se sugiere aplicar el ácido y posteriormente dar el riego con agua normal.

Si el Ph del agua es alta y con concentraciones de Ca mayores a 100 ppm, se recomienda bajar el pH a 5 o 6 antes de la aportación de nutrientes, de lo contrario se tiene problemas con precipitaciones de elementos como el PO4 ocasionando taponeo en las tuberías. El pH puede bajarse con la portación de ácidos como H3PO4, HNO3, y H2SO4 / metro cúbico de agua. El ácido debe de aplicarse en la pila antes de la entrada al sistema de bombeo.

El contenido de Ca en el suelo debe ser de 1500 ppm y los suelos del noroeste, centro y norte de Sinaloa es de 3000 ppm generalmente, en suelos ricos en Ca no debe realizarse aplicaciones de mejoradores que contengan este elemento, lo ideal es solubilizar el que está presente mediante la adición de H2SO4 o HNO3.

En la medida que tengan mayores concentraciones de Ca deben de utilizarse fuentes de fósforo menos solubles como fertilización base al suelo, con el fin de evitar que en menos tiempo el PO4 sea inmovilizado por el Ca. Si por el contrario se requiere subir el pH del agua se puede utilizar KOH o NaOH.

Los niveles de C. E. que deben de manejarse en el extracto de la solución del suelo en diferentes etapas vegetativas de Tomate y Chile Bell Pepper son las siguientes.

CUADRO

No debe aplicarse más de 2 gr. de sales por litro de solución y para calcular la concentración de sales en la solución se emplea la siguiente fórmula:

Concentración de Sales (Gr./Litro) = 0.64 x C. E.

La presión osmótica en la solución nutritiva a C. C. es de 0.5 – 1 bar, a continuación se da un ejemplo de absorción de nutrientes por las plantas a dos niveles diferentes de presión osmótica.

De acuerdo con los datos anteriores, se observa como disminuye considerablemente la absorción de nutrientes a medida que los contenidos de humedad en la sup. Externa disminuyen, también se deduce que el Ca es un elemento que la planta absorbe más en estas condiciones para nivelar la presión osmótica interna con la externa y evitar la salida de agua al medio exterior.

Colocación de la cintilla o manguera

En los suelos ricos en arcilla y con alto nivel de C. I. C. las líneas pueden ser colocadas más profundas debido a que el agua puede moverse fácilmente por capilaridad y tener una buena área de mojado y disminuyendo la pérdida de agua por evapotranspiración y volatilización de fertilizantes gaseosos (NH3).

En los suelos arenosos las líneas deben ser colocadas sobre la superficie, con boquillas de mayor gasto y menos espacio entre ellas, con la finalidad de lograr mayor rapidez en el mojado y mayor aprovechamiento del agua.

En suelos pedregosos o terrenudos, las líneas se colocan sobre la superficie para evitar daños, bloqueos y taponeos de líneas con las mismas piedras y existe poco movimiento del agua hacia arriba.

En terrenos de mínima labranza, se recomienda colocar las líneas de 10 a 15 cm. y dar riegos sub-superficiales para evitar rajaduras en el suelo, el equipo dura más, se tienen menos pudriciones de tallos, menos incidencia de malas hierbas y menos pérdidas por evaporación.

En suelos altos en sales y C.E. las mangueras deben colocarse en la superficie con el fin de mover las sales hacia abajo.

Las cintillas pueden trabajar de 10 – 11 lbs. de presión y las mangueras de 16 – 18 lbs., lográndose mejores riegos sin roturas de líneas.

El movimiento y concentración de sales y fertilizantes se da de acuerdo a la colocación y movimiento del agua de riego, lo que puede afectar en gran medida el desarrollo y producción de los cultivos. En riego por goteo el espesor del suelo con mayor índice de absorción radicular es de 0 a 45 cms.

Movimiento del agua y sales en los diferentes tipos de riego

Después de una lluvia pesada con acumulación de agua en el fondo del surco puede tenerse acumulación de sales en el lomo del mismo. Los niveles de sales y fertilizantes también pueden abatirse considerablemente después de ocurrir este fenómeno, o bien de ocurrir efectos de dilución (ppm) y a medida de bajar la humedad se incrementa la concentración de los nutrimentos.

En terrenos de barrial de alta capacidad de trasporo se recomienda riegos intermitentes o a pulsos en lugar de dar riegos pesados, proporcionando riegos de 4 a 6 hrs. para dar el siguiente riego, esto es con la finalidad de dar oportunidad a que el agua se mueva por capilaridad y se empareje el área de mojado, lográndose mayor eficiencia en el agua y los fertilizantes, evitando pérdidas por percolación, mejorar flujo de masas, con mejor aereación, difusión, etc.

La capacidad de inyección del equipo de goteo debe ser de 2,000 a 3,000 litros de agua por hora.

Lámina de riego

Para calcular la lámina de riego en goteo, es lo mismo que la obtención de una lámina de lluvia. Ejemplo:

1mm = 1 Litro / m3 = 10 m3 / Ha.

L. de R. = Gasto por gotero (1.8 Lts/Hr.) x No. de goteros / Ha x No de Hrs. de riego

Para determinar la frecuencia de los riegos por goteo, se deben tomar en cuenta las etapas vegetativas del cultivo, la temperatura y los datos de los tensiómetros.

Datos indicativos de los tensiometros (centibares) para la aplicación de riegos en tomate y chile bell-pepper

CUADRO

Objetivos a lograr con el manejo de los riegos

1. Establecimiento (Transplante) o enraizamiento 0 – 7 días (Riego inicial).
2. Formar la cama de nutrientes de N y P que puede ser del 7º al 5º día (Riego de 8 a 10 Hrs).
3. Obligar el enraizamiento de la planta, provocando un estrés hídrico en el suelo sin aportar riego del 15º al 35º – 40 día (de 20 a 25 días sin regar).
4. Favorecer el crecimiento vegetativo con riegos periódicos de 6 hrs. 1 día y 4 días no.
5. Estimular el desarrollo de frutos con 1 día de riego y 3 días no.
6. Mejorar el período de cosecha dando riego 1 día si y otro no.

Equilibrios químicos en fertirrigación

Para realizar el cálculo de un equilibrio químico por cultivo, se requiere saber los requerimientos nutrimentales de cada cultivo, durante la diferentes etapas vegetativas de importancia en relación con el contenido de materia seca, tomando en cuenta los resultados iniciales de los análisis de suelos y agua. Todo depende de lo que se busca y qué resultados se quieren.

CUADRO Ejemplo. Cultivo de tomate de vara

Los niveles de Nitrógeno se mantienen estables durante todo el ciclo del cultivo, en las primeras etapas es importante la presencia de PO4 por su acción en el estímulo del desarrollo radicular y de los tallos.

CUADRO Interpretación de los análisis de suelos

De acuerdo con los datos del análisis de suelos, se realizan las siguientes consideraciones:

1. Los niveles altos de Ca puede ocasionar bloqueos con el Fe, sugiriéndose la aplicación de acidificantes para contrarrestar el problema, el ácido a utilizar puede ser H2SO4 o HNO3, no pudiéndose utilizar H3PO4 porque precipita el Ca.
2. Los altos contenidos de Mg bloquean la asimilación de K, en este caso también la presencia de k es alta, lo que contrarresta el problema por lo que nos se sugiere la aplicación de ninguno de los dos elementos. En casos donde el K baje su nivel en relación de Mg debe aportarse este elemento hasta un 50% más de lo normal para asegurar su asimilación.
   • La relación K2O/MgO es de 0.2 es normal, existiendo disponibilidad tanto de K como de Mg.
   • Cuando la relación K2O/MgO es mayor de 0.4 existe deficiencia de Mg.
   • Cuando la relación K2O/MgO es menor de 0.2 existe deficiencia de K.
   • En este caso la relación de K2O/MgO se considera aceptable.
3. Es necesario subir los niveles de Nitrógeno en el suelo.
4. No se recomienda la aplicación de Cu para subir los niveles ya que este se aplica comúnmente como funguicida.
5. Después de la acidificación realizar aplicaciones de PO4 para mantener su nivel óptimo.

La relación de K2O/CaO es de 1/12.

CUADRO Interpretación del análisis de agua

De acuerdo con los datos anteriores se realizan las siguientes observaciones.

Los niveles altos de CO3, HCO3 y Mg pueden precipitar y realizar tapones en tuberías, se sugiere:

1. Los niveles altos de CO2, CO3 y Mg, pueden precipitar y realizar taponeos en tuberías, se sugiere acidifirar el agua con HNO3 para disolverlos y por tener mucho azufre, se descarta el uso de H2SO4 que contiene azufre o bien utilizar H3PO4 si este no precipita. Como tengo un pH normal en el agua y no quiero modificarlo, se recomienda la aplicación de fertilizantes de acción alcalina al suelo y si mi suelo es alcalino no se requiere de la aplicación de este tipo de fertilizantes.
2. Determinar los sólidos totales en el agua
   • S. T. = 0.64 x C. E.
   • S. T. = 0.64 x 1.47 = 0.47 gr.
   • Como solamente puedo aplicar 2gr. de S.T./Lt. de solución, únicamente puedo agregar 1.08 gr. de sales restantes.
3. Los niveles de Bo4 son altos, por lo que se requiere de aplicaciones extras.
4. Si deseo conocer las cantidades de nutrientes aportados por el agua, se requiere conocer la Lámina de Riego, por ejemplo:
   • Para una lámina de 4000 = 4000 M3/Ha.
   • Para Ca: 4000 x 63 gr/M3 = 152 Kg/Ha de Ca.
   • Para NO3: 4000 x 1.5 gr/Ha de NO3

Cálculo de fertirrigación para un ciclo completo de tomate

Para la realización de este tipo de programas se deben considerar aspectos como:

1. Exigencias nutricionales del cultivo.
2. Etapas fenológicas definidas.
3. Necesidades de agua.
4. pH
5. Requerimientos de M. O. (Ejemplo: La sandía requiere 2%).
6. Equilibrios químicos.
7. Clima.
8. Tipo de suelos
9. Eficiencia de los fertilizantes

CUADRO Equilibrio químico

Para cálculos en chile Bell, se recomienda subir los niveles de N en etapas tempranas en relación al tomate.

Determinar las necesidades nutrimentales del tomate y hacer los cálculos para una población de 12,500 plantas/Ha y una posible producción de 160 ton/Ha.

• NO3 = 62 Kgs / Ha = 300 Kgs como NH4 SO4
• PO4 = 107 Kgs / Ha = 267 Kgs como H3PO4 al 40%
• K2O = 565 Kgs / Ha

La cantidades de fertilizantes depende de las concentraciones del elemento (Fuentes) de acuerdo con el análisis de suelos y agua, no se requiere de la aportación de K por lo menos en las etapas iniciales, para las aportaciones de PO4, se debe tomar en cuenta los contenidos de este en el agua normal de riego.

Para efecto de este ejemplo, no se tomarán en cuenta los análisis de suelos y agua, tomándose las tasas normales de requerimientos.

El contenido total de NO3 (63 Kgs) requerido por el cultivo, se distribuye de acuerdo con las necesidades de cada etapa fenológica la duración del N° de días de las misma.

CUADRO Esto varía de acuerdo con el tipo de cultivo.

Distribuir los niveles nutrimentales por aplicar en las diferentes etapas fenológicas basándose en los equilibrios químicos, resultados de análisis y los % nutrimentales por etapa

CUADRO

Ejemplos:

1. Obtener el 8% de NO3 de la etapa 1
   • 62 Kg NO3 —> 100%
   • X —> 8%
   • X = 4.46 Kgs de NO3/Ha
2. Multiplicar el 8% x 2 para determinar el % de P2O5 de la etapa 1
   • 8 x 2 = 16% de P2O5
   • 107 Kgs P2O5 —> 100%
   • X —> 16%
   • X = 17.12 Kg de P2O5 x Ha
3. Multiplicar el 10% del N x 1 8 para determinar el % de P2O5 de la etapa 2
   • 10 x 1.8 = 18% de K2O
   • 107 Kgs de K2O —> 100%
   • X —> 18%
   • X = 19.26 Kg de P2O5 x Ha
4. Multiplicar el 10% de N x 0.5 para determinar el % de K2O de la etapa 2
   • 10 x 0.5 = 5% de K2O
   • 107 Kgs de K2O —> 100%
   • X —> 18%
   • X = 28.25 de K2O x Ha.

Como las distribuciones son estimativas, las cantidades totales resultantes de P2O5 y K2O no cierran en las cantidades iniciales de 107 y 565 respectivamente. Es posible que la aplicación de PO4 se termine en la etapa 6 y la de K2O en la etapa 7. Estos niveles pueden variar de acuerdo con el comportamiento de la planta en base al clima, suelo, y plagas, etc. Y el cálculo de fertirrigación por ciclo solamente es una base al cual se le realizan ajustes de acuerdo a las necesidades presentes.

Para determinar las cantidades por aplicar de fertilizantes en Gr/planta/día, se siguen los siguientes pasos:

1. La etapa 1 tiene una duración de 21 días y se debe aplicar 4.96 Kg. de NO3.
2. Determinar la fuente de N por utilizar, ejemplo: (NH4)2SO4 y la cantidad del mismo
   • 20.5% de N —> 100 Kg (NH4)2SO4
   • 6 Kg de N —> X
   • X = 24.19 Kg de (NH4)2SO4
3. Determinar el nº de riegos en 21 días de la etapa 1 para distribuir los 24.19 Kg. de (NH4)2SO4 por los 21 días y esto dividirlo por el nº de plantas/Ha. (12,500 plantas/Ha)
   1. 24.19 entre 21 = 1.15 Kg./día.
   2. 1.15 entre 12,500 = 1150 Gr./12,500 = 0.09 Gr./planta/día.

Cuando las poblaciones de plantas sean el doble, es decir, en lugar de manejar 12,500 que sean 23,000 se sugiere subir la fertilización de 30-50 % y no al doble, esto se debe a que a mayor población existe mayor influencia de raíces en el área de mojado y la eficiencia del fertilizante se incrementa.

Si se plantea obtener una producción mayor a 160 Ton./Ha. hay que considerar los niveles nutrimentales necesarios para producir 1 Ton. de fruta y los nutrientes contenidos en la misma.

CUADRO Como fuente de nutrimientos se pueden usar diferentes fertilizantes en fertirrigación:

Existen tres tipos de H3PO4 que se pueden utilizar:

1. GRADO AGRÍCOLA.- Es de color verde al 65% de pureza y 52% de P2O5, no es el ideal por tener contaminantes del Al (1.4%) y Pb, que permanecen en el fruto pudiendo ser rechazado en las pruebas realizadas para productos de exportación.
2. GRADO INDUSTRIAL.- Es de color ámbar al 85% de pureza y 65% de P2O5 es el ideal por calidad y precio.
3. GRADO ALIMENTICIO.- Es de color claro (de alto precio).

Fertilización de fondo

En el manejo de nutrición por fertirrigación, en ocasiones es necesario realizar una fertilización inicial al suelo antes de establecimiento del cultivo, la realización de ésta y su forma, depende de los problemas presentes en el suelo como: Suelos pobres, deficientes de elementos como N, P, K, Mg, etc.

CUADRO Ejemplo:

Manejo de nutrimentos en fertirrigación

NITRÓGENO
El Nitrógeno es un elemento muy soluble y altamente móvil en el suelo, las formas asimiladas por las plantas es de NO3 y NH4, en fertirrigación, la proporción ideal de la aportación total es de ¾ como NO3 y ¼ como NH4, de acuerdo con el clima se debe aportar en frío como NH3 y con calor como NH4, a temperaturas altas en 3-4 días al NH4 se nitrifica.

Es deseable mantener una concentración de NO3 arriba de 500 ppm en solución para cultivos exigentes y antes de 30 días mantenerla en los extractores y conservarla durante el desarrollo y floración del cultivo, si durante la cosecha se tiene menos de 250 ppm de NO3se pierde calibre de los frutos y se reduce el ciclo de cultivo, a 500 ppm de NO3se presenta rajeteo de frutos, para evitar esto se puede manejar dando uno o dos riegos sin NO3 y el 3º riego aplicar, al jugar con esto se evita el rajeteo por ser de deliberación lenta de N en relación a los de absorción rápida que provocan rajeteo. A menores temperaturas requieren menos N las plantas.

FÓSFORO

Este elemento es inmóvil en el suelo y las formas asimiladas por las plantas es de H2PO4 y H PO4 siendo la forma H2 PO4 la más fácilmente absorbida, es un elemento que se debe tener cuidado en su manejo ya que precipita con Ca, Fe, Zn, Al, etc. pasando a formas no asimilables y provocando tapones en tuberías. El PO4 es importante en las primeras etapas del cultivo para raíz y tallo, con una deficiencia del elemento se tiene alargamiento del pedúnculo floral. Con el método de análisis Bray-P1 se determina la cantidad de PO4 total, y el Bray-P2 es un indicativo del fósforo disponible, este último se toma como base para darnos una idea de la capacidad del suelo para atrapar el PO4 y el Fósforo disponible es el punto de partida para la adhesión del elemento.

Si el PO4se coloca por el gotero sobre la superficie de un suelo calcáreo no hay respuesta de las plantas al mismo por ser inmovilizado.

POTASIO

El potasio es un elemento de movilidad media en el suelo, pudiéndose mover de 60 a 90 Cm./ciclo de irrigación siendo en forma elemental K asimilado por las plantas. Su importancia se tiene a partir del amarre y llenado de frutos, con él se puede incrementar las tasas de transpiración y respiración de las plantas, pero esto provoca una reducción en el ciclo vegetativo a medida que se tienen un incremento en las temperaturas se requiere de más potasio.

En el inicio del ciclo con concentraciones de 25 a 35 ppm en la solución son suficientes y en cosecha debe incrementarse de 40 a 80 ppm.

Las aportaciones de potasio son preferentemente como KNO3 y KCI, siendo recomendables una combinación como sigue:

CUADRO

Las ventajas de utilizar el KCI es con el fin de incrementar la C. E. durante el desarrollo de frutos y cosecha, pero si no es necesario incrementar la C. E. es mejor no usar el KCI, en este caso se puede emplear KNO3 en forma total o bien combinarlo con K2SO4.

Elementos menores

El manejo de los elementos menores dependen de las necesidades del cultivo por los mismos, condiciones del suelo y de las etapas vegetativas, recomendándose realizar análisis foliares y de savia periódicamente generalmente después de cada riego, lo que nos puede indicar las necesidades de aportación de estos.

Se recomienda realizar aportaciones periódicas de la siguiente manera:

• 10 Kg. de sulfato ferroso + 15 Kg. de Zinc cada 15 días desde un inicio hasta el amarre de frutos.
• 15 Kg. de sulfato ferroso + 7.5 de Zinc cada 15 días durante fructificación y cosecha.

La aplicación de nutrimientos se realiza al inicio o al final del riego de acuerdo con su grado de movilidad el suelo.

Ejemplo:

• 3 horas con agua pura + 2 horas con H PO4 + 3 Horas de N y K + 1 hora de agua.
• No es recomendable hacer aportación de PO4 con Ca. Fe, y Zn, al mismo tiempo para evitar precipitaciones.

CUADRO Proporción de num. de átomos de nutrimentos por planta