Adaptarse a la nueva etapa de la globalización
Columna de opinión de Felipe Ruiz Saldivia, Economista Senior de Bci Estudios.
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El fósforo es el elemento clave para el crecimiento de los seres vivos, pues forma parte de la molécula de Adenosín Tri Fosfato (ATP), responsable de la transferencia y almacenamiento de energía. Las diversas formas de fósforo del suelo se pueden clasificar como ortofosfatos solubles, fosfatos orgánicos insolubles e inorgánicos insolubles. Estos últimos pueden estar […]
El fósforo es el elemento clave para el crecimiento de los seres vivos, pues forma parte de la molécula de Adenosín Tri Fosfato (ATP), responsable de la transferencia y almacenamiento de energía.
Las diversas formas de fósforo del suelo se pueden clasificar como ortofosfatos solubles, fosfatos orgánicos insolubles e inorgánicos insolubles. Estos últimos pueden estar precipitados en minerales primarios (apatitas), adsorbidos en arcillas y óxidos de Fe y Al, o formando compuestos secundarios con el Fe, Mn y Al, en suelos ácidos o Ca, en suelos alcalinos (Figura 1). El contenido medio de P en el suelo es de casi 0,05% (p / p), siendo las dos formas principales el P inorgánico (Pi) y el P orgánico (Po). Sin embargo, solo alrededor del 0,1% del P total puede ser utilizado por las plantas, lo que hace que el P disponible sea un factor restrictivo para el crecimiento de las plantas.
El principal aporte de P inorgánico en el suelo agrícola es a través de la aplicación de fertilizantes fosfatados, los cuales naturalmente tienen una baja eficiencia de recuperación (Figura 1). Así, aproximadamente el 70 al 90% del P aplicado al suelo se fija mediante distintos mecanismos con diferentes grados de reversibilidad. Normalmente el P soluble precipita como fosfato de calcio (Ca3(PO4)2) o magnesio o calcio en suelos alcalinos y con Al3+, Fe3+ y Mn3+ en suelos ácidos para formar variscita (AlPO4·2 H2O), strengita (FePO4.2H2O) o fosfato de manganeso trivalente (MnPO4.1.5H2O). Estas son formas de baja solubilidad y, por lo tanto, no disponibles para las plantas. Estos fosfatos acumulados en los suelos agrícolas serían suficientes para mantener los rendimientos máximos de los cultivos en todo el mundo durante unos cien años, si pudieran movilizarse y convertirse en formas disponibles de P. Sin embargo, numerosos microorganismos pueden mejorar la nutrición del fósforo de las plantas solubilizando fosfatos insolubles o mineralizando las formas orgánicas de P.
Dada la gran reactividad de los iones ortofosfato con numerosos componentes del suelo, el P se convierte en formas orgánicas e inorgánicas no disponibles y, por tanto, la eficiencia de utilización de P, aportado desde los fertilizantes químicos, en la mayoría de las especies es muy baja, variando entre 5 y 30%. Esto conduce a un enriquecimiento de P en el suelo, en formas no disponibles. Esta situación y la mantención de programas de manejo convencionales de manejo del suelo y la nutrición han provocado un aumento en la tasa de utilización de P fertilizante, el cual es considerado un recurso limitado ya que se obtiene principalmente de la minería de yacimientos de roca fosfórica. Por otra parte, la erosión de los suelos arrastra consigo el P retenido en sus partículas causando problemas de contaminación de aguas superficiales.
Sumado a lo anterior, existen otras amenazas potenciales que limitan el suministro global de P que incluyen la restricción de acceso o clasificación errónea de yacimientos que, teóricamente, aportarían P por los próximos 600 años. Sin embargo, las consecuencias socioeconómicas y políticas siguen siendo dramáticas, ya que las reservas de P recién descubiertas están restringidas a una pequeña región del Sahara Occidental y Marruecos.
La literatura reciente es controvertida en cuanto a si el suministro de P de las reservas de rocas en las próximas décadas representa una escasez física real o si estará limitado por restricciones económicas y técnicas, además de la vulnerabilidad socioeconómica (por ejemplo, acceso a fertilizantes) o ambientales (por ejemplo, contaminación del agua), resultantes de los patrones de consumo y producción de P actuales y futuros.
En paralelo a la crisis alimentaria mundial de 2007-2008, la demanda de roca fosfórica y fertilizantes superó la oferta, y los precios aumentaron un 400% en un período de catorce meses, lo que demuestra la sensibilidad de este mercado (Figura 2). En países como India, que dependen totalmente de las importaciones de fosfato, la escasez nacional de fertilizantes ha traído consecuencias de hambre y mayor pobreza. La creciente demanda de fertilizantes fosfatados a nivel mundial ha provocado un aumento en el costo del fosfato de roca desde aproximadamente USD 80 por tonelada en 1961 a USD 700 por tonelada en 2015 (con grandes fluctuaciones de un año a otro, en especial en este 2021- Figura2).
Según un reciente estudio de la Universidad de Basilea (Suiza), publicado en Nature, 2020 (Alewell et al., 2020), se determinó que en América del Sur existe un balance de fósforo negativo de 6,1 kg P ha-1 año-1, producto de las pérdidas de P debidas a la erosión del suelo (-8,9 kg P ha-1 año -1) y al mal manejo de P orgánico (-8,7 kg P ha-1 año-1),a pesar del elevado aporte actual de fertilizantes químicos de 11,4 kg P ha-1 año-1 (26 kg P2O5 ha1 año-1). Esto nos lleva a pensar, que, sin tener depósitos geológicos importantes de P en el continente y dado el elevado impacto ambiental de la actividad minera, continuar con las altas tasas de aplicación de fertilizantes fosfatados para equilibrar las pérdidas de P en el suelo, no solo es irrealista sino también insostenible. Sin embargo, en esta parte del continente sería posible utilizar las siguientes estrategias:
• Aprovechar la capacidad de producción de biomasa y hacer una mejor gestión del P orgánico: residuos de cosecha o de packing, desechos animales – estiércoles / rumen / pescado / crustáceos y biodigestatos, compost, vermicompost constituyen fuentes importantes de P orgánico.
• Implementar prácticas de manejo de suelo y protección de la erosión: agricultura de conservación, uso y aumento de cobertura vegetal, cultivos intercalados, manejo de la tierra adaptado a la topografía.
• Movilizar el P insoluble a través del manejo integrado de suelos donde además de prácticas como la aplicación de materia orgánica y encalado (en suelos ácidos), se apliquen o estimulen los microorganismos fosfato solubilizadores. El resultado será un aumento de forma eficiente y simultánea de la salud del suelo, la disponibilidad de nutrientes, la capacidad de retención de agua, así como la disminución del impacto ecológico negativo sobre las aguas dulces y oceánicas debido a la contaminación por P que produce eutrofización e hipoxia.
El suelo es un medio basal natural para el crecimiento microbiano. En promedio, un gramo de suelo fértil contiene entre 101 a 1010 bacterias y su peso vivo puede superar los 2000 kg ha-1. Entre toda la población microbiana en el suelo P, las bacterias solubilizadoras comprenden del 1 al 50% mientras que los hongos solubilizadores de P solo alcanzan entre 0,1 al 0,5% de la población total respectiva. Los MFS son ubicuos y sus cifras difieren de un suelo a otro. La mayoría de las MFS se han aislado de la rizosfera de varias plantas, donde se sabe que son metabólicamente más activas (Tabla 1).
Los microorganismos solubilizadores de fosfato utilizan diversos mecanismos que ayudan en la solubilización del fósforo fijado o no disponible en el suelo. Por años, se han formulado microorganismos solubilizadores de fosfato potenciales como biofertilizantes, con efectos positivos en la promoción de crecimiento vegetal. Adicionalmente, la propiedad de la solubilización del fosfato también ha encontrado una tremenda aplicación en el campo de la fitorremediación.
Los microorganismos (hongos y bacterias) solubilizadores de fosfato (BFS/HFS) convierten el P no disponible (tanto Pi como Po) en P disponible para satisfacer los requerimientos de las plantas mediante la mineralización y solubilización de compuestos minerales secundarios. Los PSB se pueden dividir en dos clases:
– Microorganismos solubilizadores de Pi que secretan ácidos orgánicos, ácidos inorgánicos y excreción de H+, exopolisacáridos y sideróforos para disolver compuestos de Pi (Figura 3).
– Microorganismos de mineralización de Po que secretan enzimas como fosfatasas, fitasas y C-P liasas que participan en la mineralización del fosfato orgánico.
La aplicación de estas estrategias produce una disminución del pH en la rizosfera, formando una micro área donde se hace disponible el P y otros nutrientes, mejorando consecuentemente el suministro de P para la planta y fortaleciendo la actividad de otros microorganismos beneficiosos, como Rhizobium y Trichoderma. solubilización de fósforo inorgánico.
El principal mecanismo de solubilización del P es la disminución del pH del suelo mediante la producción microbiana de ácidos orgánicos o la liberación de protones, fenómenos dependientes de la materia orgánica disponible en el suelo. En suelos alcalinos, el fosfato puede precipitar para formar fosfatos de calcio, incluido el fosfato de roca (fluorapatita y francolita), que son insolubles en el suelo. Su solubilidad aumenta con la disminución del pH del suelo. Los MFS aumentan la disponibilidad de P al producir ácidos orgánicos que reducen el pH del suelo o creando acidez por desprendimiento de CO2, debido al aumento de la actividad biológica, como se observa en la solubilización de fosfatos de calcio.
• Efecto de ácidos orgánicos
Los MFS pueden liberar varios ácidos orgánicos (Tabla 2). Estos ácidos orgánicos son producto del metabolismo microbiano, principalmente por respiración oxidativa o por fermentación cuando usan carbono soluble o fuentes simples de C como fuente de energía. La eficacia de la solubilización depende de la fuerza y la naturaleza de los ácidos y el tipo y la cantidad de ácido orgánico producido difieren según los diferentes organismos. Además, los ácidos tricarboxílicos y dicarboxílicos son más efectivos en comparación con los ácidos monobásicos y aromáticos, y los ácidos alifáticos también son más efectivos en la solubilización de fosfatos en comparación con los ácidos fenólico, cítrico y fumárico.
Los ácidos orgánicos que solubilizan fosfatos son principalmente ácido cítrico, láctico, glucónico, 2-cetoglucónico, oxálico, glicónico, acético, málico, fumárico, succínico, tartárico, malónico, glutárico, propiónico, butírico, glioxálico y adípico. De estos, el ácido glucónico y los ácidos 2-cetoglucónicos parecen ser el agente más frecuente de solubilización del fosfato mineral.
El ácido glucónico es el principal ácido orgánico producido por bacterias solubilizadoras de fosfato como Pseudomonas sp., Erwinia herbicola y Burkholderia cepacia. Otro ácido orgánico identificado en cepas con capacidad para solubilizar fosfatos es el ácido 2-cetoglucónico, que está presente en Rhizobiumleguminosarum, Rhizobium meliloti y Bacillus firmus. También se ha reportado que cepas de Bacillus licheniformis y Bacillus amyloliquefaciens producen mezclas de ácidos láctico, isovalérico, isobutírico y acético.
• Quelación:
Los ácidos orgánicos e inorgánicos producidos por MFS disuelven los fosfatos insolubles del suelo por quelación de cationes y compiten con el fosfato por los sitios de adsorción en el suelo. Los grupos hidroxilo y carboxilo de los ácidos quelan los cationes unidos al fosfato, convirtiéndolo así en formas solubles (Figura 4). Estos ácidos pueden completar sitios de fijación de óxidos insolubles de Al y Fe, al reaccionar con ellos y estabilizarlos. El ácido 2-cetoglucónico es un poderoso quelante del calcio. Igualmente, la producción de ácidos inorgánicos, tales como ácido sulfhídrico, ácido nítrico y carbónico, facilita la solubilización del fosfato de calcio.
El otro mecanismo de solubilización del P del suelo es la mineralización. En este proceso, el fosfato presente en la materia orgánica es transformado por bacterias y hongos en formas disponibles. Los restos vegetales y animales, que contienen una gran cantidad de compuestos orgánicos de fósforo como ácidos nucleicos, fosfolípidos, azúcares fosfatos, ácido fítico, polifosfatos y fosfonatos son degradados por acción de enzimas específicas permitiendo la liberación los compuestos fosforados (Figura 5).
Los MFS mineralizan el P orgánico del suelo mediante la producción de enzimas como fosfatasas y fitasa que hidrolizan formas orgánicas de compuestos de fosfato, liberando así fósforo inorgánico que será inmovilizado por las plantas o microorganismos. Las fosfatasas son activas dependiente del pH del suelo y se clasifican en fosfatasas alcalinas y ácidas, utilizan fosfato orgánico como sustrato para convertirlo en forma inorgánica.
Asimismo existen numerosos grupos de microorganismos de suelo y rizósfera capaces de degradar el fitato. La forma más común de los fitatos es un éster de ácido fosfórico e inositol denominado ácido fítico o ácido hexafosfórico de mio-inositol (Reddy et al., 1982). Además del fósforo, los fitatos interactúan con otros minerales como el calcio, zinc, fierro y magnesio, y proteínas formando complejos fitato-minerales-proteínas. El resultado de esta interacción es fósforo inmovilizado, efecto que se observa en granos, por ejemplo, reduciendo la la digestibilidad del fósforo.
Diferentes especies de hongos y bacterias como Aspergillus sp., Penicillium sp., Pseudomonas sp., Bacillus y Streptomyces spp, Bacillus y Streptomyces spp. son capaces de mineralizar fosfatos orgánicos complejos mediante la producción de enzimas extracelulares como fosfoesterasas, fosfodiesterasas, fitasas y fosfolipasas. Los cultivos mixtos de MFS (Azotobacter, Azospirillum, Bacillus, Streptomyces y Pseudomonas) son más eficaces para mineralizar el fosfato orgánico en comparación a cepas individuales.
Además de participar en la solubilización o mineralización de P, muchos de los microorganismos reportados presentan también la capacidad de restaurar la productividad de suelos agrícolas degradados poco productivos e improductivos. El uso de MFS mejora la eficiencia de absorción de P de las plantas, lo que da como resultado un mejor rendimiento del cultivo, con la ventaja adicional de funcionar para varios hospederos sin alta especificidad por cultivo.
Igualmente, los MFS pueden establecer relaciones estratégicas con hongos de micorriza quienes forman una red extendida alrededor del sistema radicular, que permite transportar el P soluble desde lugares distantes a la raíz, con efectos sobre la altura de la planta, la producción de biomasa y el contenido de fósforo en las plantas. La inoculación de Glomus fasciculatum y Azotobacter resultó en una mejora significativa en la absorción de P, K y N a través de la hoja de morera (Morus alba L.) en comparación con las plantas no inoculadas (Baquall and M. F. Das, 2006), mejor absorción de fósforo y un aumento del rendimiento de grano de trigo después de la inoculación de especies de Pseudomonas y Bacillus que solubilizan fosfato (Walpola and M. Yoon, 2012). Igualmente, estos efectos han sido descritos en sistemas hortofrutícolas incluidos nogal, manzano, tomate, ají, así como en maíz, arroz, mostaza, berenjena, soja, trigo, remolacha azucarera, caña de azúcar, garbanzo, maní y legumbres, entre otros (Matias et al., 2009; Sharma et al., 2017).
Otro efecto recientemente demostrado de la inoculación de BFS rizosféricas y endofitas es la reducción del estrés salino y el incremento de la fertilidad del suelo en trigo y tomate, mejorando la disponibilidad de P y, simultáneamente, produciendo osmoprotectores, exopolisacáridos (EPS), enzimas captadoras de especies reactivas de oxígeno (ROS) y transportadores especiales, que aumentan la tolerancia de la planta a la salinidad.
Los MFS juegan un rol fundamental en el manejo sustentable de la nutrición fosfatada en agroecosistemas, pues mejoran la disponibilidad de P para los cultivos, permitiendo hacer uso del P nativo o acumulado vía fertilización en forma de fósforo orgánico e inorgánico, no disponibles para las plantas.
El uso de MFS debe hacerse dentro del contexto de un manejo integrado del suelo y la nutrición, junto a otras prácticas necesarias como la aplicación de materia orgánica o enmiendas de pH (cal), cuando corresponda, además del control de erosión, entre otras.
La aplicación de inoculantes con MFS debe hacerse considerando aspectos como funciones esperadas (solubilización vs mineralización de P), concentración de MFS deseada en el suelo y concentración de MFS en el producto inoculante.
Además de mejorar la disponibilidad de P, la utilización de MFS provoca otros beneficios para los cultivos, tales como mejoramiento en la disponibilidad de otros nutrientes y aumento de la tolerancia a estrés abiótico como salinidad y muchos de estos microorganismos son considerados promotores de crecimiento vegetal (PGPM).
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Columna de opinión de Felipe Ruiz Saldivia, Economista Senior de Bci Estudios.
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El fósforo en la agricultura Actualmente en la agricultura es imposible pensar en obtener un buen rendimiento sin aplicar la cantidad de fósforo adecuado al cultivo. Nos hemos vuelto sumamente dependientes de este elemento, y es lógico que sea así; el fósforo es uno de los macronutrientes en la nutrición vegetal y, como es sabido, […]
El fósforo en la agricultura
Actualmente en la agricultura es imposible pensar en obtener un buen rendimiento sin aplicar la cantidad de fósforo adecuado al cultivo. Nos hemos vuelto sumamente dependientes de este elemento, y es lógico que sea así; el fósforo es uno de los macronutrientes en la nutrición vegetal y, como es sabido, tiene múltiples funciones dentro de las plantas, entre ellas la más importante, el transporte y almacenamiento de energía obtenida de la fotosíntesis, con ello el metabolismo de los carbohidratos. Sin embargo, existe un problema con los fertilizantes fosforados:
Origen
Los fertilizantes fosforados tienen su origen en la explotación de minerales ricos en fósforo. Si bien se presentan en variadas concentraciones, la principal fuente de este mineral es la apatita. Minas de apatita se encuentran distribuidas en todo el mundo, pero cerca del 80% de los mayores depósitos son explotados en China, Marruecos, África y los EE.UU.
Las apatitas o rocas fosfóricas cálcicas destacan por su escasa solubilidad en agua, por lo que estas son sometidas a varios procesos de purificación y concentración para fabricar fertilizantes fosforados como el superfosfato triple (TSP) y finalmente el ácido fosfórico. La purificación de la roca fosfórica resulta de la aplicación de ácido sulfúrico. El ácido permite la extracción de las altas concentraciones de calcio que existen naturalmente en la roca como sulfato de calcio. Esta inyección de ácido sulfúrico se realiza reiteradas veces hasta obtener el mayor grado de pureza de roca fosfórica quedando como ácido fosfórico. Luego, a partir de este pueden fabricarse otros fertilizantes fosforados como los son: fosfato monoamónico y fosfato diamónico.
El superfosfato triple es uno de los primeros resultados de atacar la roca fosfórica con ácido sulfúrico. Una que quitado gran porcentaje de calcio se inyecta con ácido fosfórico puro, lo que produce un concentrado fosfórico más enriquecido en fósforo y prácticamente sin aporte de azufre. En cambio, el fosfato monoamónico y fosfato diamónico se fabrican a partir de ácido fosfórico puro más agua amoniacal concentrada, es por esto que ambos fertilizantes poseen índices de acidez.
Déficit de yacimientos/fertilización excesiva
La alta demanda por fósforo va en camino a encontrarse con la próxima escasez de depósitos de roca fosfórica en el mundo. Estudios estiman que el máximo “peak” de extracción se dará en el año 2035 (2010, Cordell, D.) y luego de eso, la oferta no podrá suplir a la demanda. Lo anterior es tan drástico que se estima que dentro este mismo siglo no quedarán yacimientos de roca fosfórica para explotar.
El problema está en que las fuentes de fósforo no son renovables y no pueden sintetizarse artificialmente lo que pone en riesgo el futuro de la producción agrícola. Por otro lado, las dosis de fósforo que se utilizan comúnmente a nivel país están sobrestimadas, esto porque ya sea en suelos alcalinos del norte o ácidos del sur el fósforo es fijado por los iones de calcio, aluminio, hierro y manganeso quedando insoluble e indisponible para las plantas. La forma química que toma el fosfato una vez en el suelo está muy condicionada por el pH (Gráfico 1). Es así como las plantas prefieren absorber P en la forma de orto fosfato primario (H2P04–) que se encuentra a pH 5.5 pero que a la vez quedaindisponible ya que se forman precipitados con aluminio (Gráfico 2).
Gráfico 1. Distribución de las formas fosfatadas en función del pH. Fuente: Lemaire et al. 1989 / De Rijck y Schrevens, 1997
Gráfico 2. Fósforo fijado en el suelo por distintos elementos según pH.
Otra característica del fósforo es que es absorbido mayoritariamente por intercepción con los pelos radiculares, por lo que necesita estar en contacto con las raíces para ser absorbido y esto aumenta la ineficiencia de la fertilización fosforada ya que, al formar precipitados de aluminio u calcio, el fósforo no puede moverse a mayores profundidades quedando disponible solo en los primeros centímetros de suelo.
ULTRASOL PRO-P®: Una tecnología de eficiencia
Ultrasol Pro-P® es el nuevo fertilizante fosforado de SQMC de alta eficiencia. Este fertilizante ha sido tratado con un biopolímero sintético patentado de gran tamaño molecular, con carga eléctrica negativa y alta capacidad de intercambio catiónico. El gran tamaño y carga negativa de la molécula del ProP ®, se adhiere a las moléculas con carga positiva del suelo como el calcio, aluminio o manganeso, generando una barrera entre estos elementos y el fosfato. Esto permite que el nutriente P esté más disponible para la absorción por parte de la planta en crecimiento, aumentando la eficiencia del nutriente en el suelo. Por otro lado, mejora y potencia la disponibilidad y absorción de otros cationes como calcio, potasio y magnesio.
“La molécula del ProP® es biodegradable, no tóxico para humanos, animales, plantas acuáticas y terrestres.”
Ejemplos del efecto de Ultrasol Pro-P® en el suelo:
El grafico 3. Muestra como Pro-P® aumenta la disponibilidad de fósforo como P Olsen. En este experimento se utilizó un suelo pobre el P Olsen (4 ppm) como testigo para luego poder comparar el efecto de una fertilización fosforada normal y una protegida con Pro-P®. Se aplicaron 73 U de P2O5 como fosfato monoamónico y como Pro-P®. La aplicación de fosfato monoamónico, logró un incremento de 2,4 ppm de P Olsen vs la aplicación de Pro-P® que aumentó en el suelo 5,8 ppm de P Olsen. Esto genera 50% mayor contenido de P-Olsen respecto a la aplicación de fosfato monoamónico.
Gráfico 3: Disponibilidad de P-Olsen en un suelo trumao con P inicial bajo y alta fijación de P (Fuente Irrifer, 2018).
Ultrasol Pro-P® mejora la movilidad de fósforo en el suelo. Esto permite aumentar el nivel de fósforo a distintas estratas de suelo, ya que normalmente el fósforo aplicado es rápidamente fijado en los primeros centímetros de suelo, por lo tanto, Pro-P® permite mayor contacto con la masa radicular más profunda.
En el caso del gráfico 4. se evaluó la disponibilidad de fósforo a distintas profundidades. Se aplicó 73 U de P2O5 como fosfato monoamónico y como Pro-P® a un suelo pobre en P Olsen (4 ppm) pero esta vez se aplicó una columna de agua constante permitiendo un drenaje de 30%. Los resultados muestran que Ultrasol Pro-P® permite que el fósforo en solución se mueva a través del perfil del suelo versus fertilizantes fosfatados sin protección, en donde el fósforo queda fijado en los primeros 10 cm. La concentración de fósforo en solución lograda en los primeros 30 cm con Pro-P® es casi 9 veces mayor que la concentración de fósforo en solución lograda con fosfato monoamónico tradicional.
Gráfico 4. La aplicación de ProP ® permite que el fósforo en solución se mueva a través del perfil de suelo llegando a estratas más profundas y logrando una mayor concentración, versus fertilizantes fosfatados sin protección, en donde el fósforo queda fijado a nivel superficial.
Beneficios de Ultrasol ProP®
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En Mundus Vini 2015, el Concurso alemán de mayor importancia, Viña Los Boldos obtuvo Medalla de Oro con su Vieilles Vignes Syrah 2012, premio de gran relevancia si se considera que las exportaciones anuales a Alemania superan los US$ 39 millones, de acuerdo a Vinos de Chile, compitiendo entre 6.000 vinos de todos los continentes. Con 23 años […]
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Los purines, derivados de la produccion animal, tienen un buen potencial agronómico para ser utilizados como fertilizante y/o mejorador de suelo. Pueden aplicarse al suelo, ya sea frescos (teniendo en cuenta características de inocuidad), o luego de un tratamiento que puede ser completamente aeróbico, anaeróbico o aeróbico facultativo. Los purines más comúnmente usados provienen de […]
Los purines, derivados de la produccion animal, tienen un buen potencial agronómico para ser utilizados como fertilizante y/o mejorador de suelo. Pueden aplicarse al suelo, ya sea frescos (teniendo en cuenta características de inocuidad), o luego de un tratamiento que puede ser completamente aeróbico, anaeróbico o aeróbico facultativo. Los purines más comúnmente usados provienen de lagunas aeróbicas facultativas o de plantas de producción de biogás.
Cada tipo de purín tiene características únicas que, además del proceso, dependen del tipo y edad del animal, la alimentación, la cantidad de agua usada en el lavado y el método de lavado (uso de detergentes u otras sustancias limpiadoras). En el caso de los residuos de purines tratados en plantas de biogás, éstos se denominan digestatos o biodigestatos.
Por su alta carga de nutrientes, los purines pueden ser usados como fertilizantes de cultivos, praderas y frutales. Las ventajas que tiene el purín respecto a un fertilizante químico son su menor costo y los efectos positivos que causa en la calidad del suelo, dado sus aportes de materia orgánica. Sin embargo, al igual que los fertilizantes químicos convencionales, su aplicación debe ser muy cuidadosa para maximizar los beneficios agronómicos y minimizar los impactos negativos que un mal uso pudiera causar en los cultivos, el suelo, el agua y el aire.
Los factores que deben considerarse para la correcta dosificación y aplicación de purines son:
1 La calidad del purín: Mientras más estable y controlado sea el proceso productivo y el tratamiento del purín, más estables serán sus propiedades fisicoquímicas. Las características químicas de un purín proveniente de un proceso controlado de producción de biogás.
2 Los requerimientos nutricionales del cultivo: Cada especie tiene requerimientos nutricionales específicos. Estos se expresan en kilos de nutriente por tonelada de producto producido. Parte de estos requerimientos son aportados por el suelo y el resto debe suministrarse a través de fertilizantes, en este caso purín.
3 Las propiedades del suelo: las propiedades físicas y químicas del suelo, en particular, la textura, pH, conductividad eléctrica y la cantidad de nutrientes disponibles deben considerarse para dosificar adecuadamente los purines.
4 Los niveles adecuados de nutrientes para frutales y cultivos. La conductividad eléctrica del suelo idealmente debería ser < 2 dS/m, aunque existen marcadas diferencias en tolerancia a las sales entre las distintas especies. Por su parte el pH debería mantenerse sobre 5.8.
LAS CONDICIONES CLIMÁTICAS
El clima controla la efectividad de las aplicaciones y afecta directamente las pérdidas de gases y nutrientes hacia el medio ambiente. Normalmente los purines deben ser aplicados en períodos sin precipitación y cuando el cultivo está en pleno crecimiento de manera que pueda aprovechar los nutrientes. Se deben evitar las aplicaciones superficiales, sin incorporación a través del cultivo del suelo o el riego, de manera de minimizar las pérdidas gaseosas de amoniaco.
¿CÓMO SE DETERMINAN LAS DOSIS?
Existen numerosas formas para estimar las dosis de nutrientes para un cultivo. Sin embargo, debería preferirse aquellas que producen dosis menores y que permiten alcanzar buenos rendimientos. Para nitrógeno (N), normalmente se utiliza un balance entre la demanda del cultivo y el suministro, incluyendo el N residual del suelo, el que aporta el agua de riego y el que se mineralizará durante la temporada.
En el caso de fósforo y potasio, el criterio de recomendación usado se denomina “construcción + mantención”; en éste la idea es construir hasta los niveles críticos y luego mantenerlos reponiendo la extracción del cultivo. La extracción de nutrientes del cultivo es lo que sale del campo en el producto, aproximadamente la mitad de la demanda. Si se desea ser más conservador, es posible reponer la demanda completa.
Las dosis de purín dependerán del criterio a utilizar:
La dosis a utilizar es aquella menor que satisfaga los requerimientos de uno de los nutrientes, en particular N o P. Los déficits de algún nutriente deben aportarse con fertilizantes convencionales. La dosis de purín para uva de mesa, utilizando los datos de aporte de nutrientes del purín y los criterios anteriores. Las dosis de purín podrían variar entre 23 y 150 m3/ha/temporada.
Cuando se utiliza el criterio de N, se sobrepasa en más de un 200% el requerimiento de P; mientras que cuando se utiliza el criterio de K se sobrepasa la dosis de N en más de un 100% y la de P en más 500%. Es por ello que, en este ejemplo, la dosis de purín apropiada debiera ser de 23 m3/ha/temporada, la que permitiría satisfacer las necesidades de P, sin excesos, existiendo déficits en el caso de N y K, los cuales podrían ser aportados con fertilizantes convencionales.
La distribución de las dosis de purín para distintos cultivos, frutales y praderas. Se observa que las dosis menores corresponden a frutales, mientras que las más altas a cultivos y praderas. En promedio, deberían aplicarse dosis de 100 m3/ha para frutales y 160 m3/ha para cultivos y praderas.
¿CÓMO SE APLICAN?
Los purines se aplican incorporados al suelo a fines de invierno en cultivos sin riego tecnificado, o bien diluidos a través del riego, ya sea por aspersión, micro aspersión o goteo. En este último caso, al igual que con los fertilizantes químicos convencionales, deben diluirse lo suficiente para no sobrepasar la conductividad eléctrica (CE) tolerada por el cultivo.
Normalmente, para que el agua con purín no sobrepase los 2 dS/m, el purín debería ser diluido en agua nueve veces; es decir por cada metro cúbico de purín deberán aplicarse 8 m3de agua de riego. Por ejemplo, en un típico riego de 80 m3de agua/ha, podrían aplicarse alrededor de 9 m3de purines, es decir, 71 m3de agua de riego y 9 de purín.
CALIDAD DE LOS PURINES E INOCUIDAD
Los purines aplicados deben ser inocuos para la salud humana y deben cumplir con las normas establecidas. La Norma Chilena 3375:2015 establece los siguientes valores aceptados como indicadores de contaminación biológica en biodigestatos: E. coli (<1000 NMP/g MS), Salmonellasp. (< 3 NMP/ 4 g MS), huevos de helminto (< 1/ 4 g MS). La misma norma establece los límites máximos de metales pesados: As (55 mg/kg), Cd (15 mg/kg), Cu (667 mg/kg), Cr (167 mg/kg), Hg (3 mg/kg), Ni(133 mg/kg), Pb (367 mg/kg), Zn (1333 mg/kg).
Recientemente entró en vigencia la Ley de Inocuidad AlimentariaFSMA (Food Safety Modernization Act) en Estados Unidos, que regula en mayor detalle el uso de fertilizantes e insumos agrícolas, tanto de origen biológico como sintético, la cual debe considerarse al momento de utilizar los purines.
INDICADORES DE SUELO Y AGUA
El análisis de suelo y aguas subterráneas es muy importante para determinar la correcta aplicación de purines. Se debe observar el pH y CE del suelo, sus niveles de N y P disponible, además de los contenidos de patógenos y metales pesados, para evaluar su posible acumulación. En el caso del agua subterránea, debe tener contenidos de N-NO3< 10 mg/L y contenidos de P < 0.03 mg/L.
COMENTARIOS FINALES
Los purines constituyen una excelente fuente de materia orgánica y nutrientes para la agricultura. Para su uso sustentable se deben seguir las mejores prácticas de manejo, de manera similar a las fuentes de nutrientes convencionales. El Manejo Integrado de la Nutrición (MIN) constituye el marco ideal para maximizar los beneficios agronómicos y ambientales de la aplicación de purines.
Escrita por: María Mercedes Martínez, Tropen Universidad de Bonn
María Carolina Orellana, Agriservice Spa
Rodrigo Ortega, Universidad Técnica Federico Santa María.
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La Fundación para la Innovación Agraria (FIA) firmó un acuerdo de colaboración con el Centro de Innovación UC Anacleto Angelini, con el objetivo de acelerar el desarrollo de 200 proyectos de emprendimiento e innovación al año. El ex Director Ejecutivo del FIA, Héctor Echeverría comentó “el objetivo de este convenio, es contar con la asesoría […]
La línea de investigación del Dr. Claudio Balbontín se centra en definir las necesidades de riego de los cultivos para optimizar el uso del recurso hídrico en la agricultura.
Producto de los bajos precios obtenido en la última temporada en Estados Unidos, la Sociedad Agrícola del Norte se adjudicó fondos con el objetivo de acercarse a nuevos mercados. Paola Vásquez, Directora regional de Prochile indicó que el deseo es que sea una experiencia de aprendizaje y que tenga éxito comercial volviendo con algunos pedidos […]
A writer is someone for whom writing is more difficult than it is for other people.
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Robert Edition
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