Los fertilizantes son sustancias muy utilizadas en la agricultura para aumentar la productividad de los cultivos, porque las plantas utilizan iones minerales inorgánicos (especialmente nitratos) para incrementar su crecimiento.
Como gran parte de la agricultura tiene lugar en parcelas que se cultivan reiteradamente, cuando se retiran las plantas para su consumo, también se retira la fuente de los iones minerales del suelo. Al ser cosechada, la planta no muere ni se descompone, por lo que los iones que contiene no se devuelven al suelo. Entonces, los fertilizantes proveen a la tierra los nutrientes esenciales —como el nitrógeno, el fósforo y el potasio— para que pueda ser utilizada de nuevo. Por lo tanto, los fertilizantes son esenciales para mantener el máximo rendimiento de los cultivos.
Los fertilizantes son sales o iones que, dependiendo de su composición, fortalecen diferentes aspectos de las plantas:
- El nitrógeno es necesario para producir aminoácidos y clorofila.
- El fósforo es esencial para la formación de ADN y ARN.
- El potasio permite el funcionamiento de las enzimas de las plantas.
Tipos de fertilizantes - Uso de fertilizantes
Se pueden añadir dos tipos de fertilizantes al suelo: orgánicos e inorgánicos.
Fertilizantes orgánicos - Uso de fertilizantes
Los fertilizantes naturales consisten en materia orgánica muerta y en descomposición de plantas y animales (incluidos los residuos animales como el estiércol). A diferencia de los fertilizantes artificiales, los orgánicos suelen estar compuestos por un único ingrediente. Hay tres tipos principales de fertilizantes orgánicos: de origen vegetal, animal o mineral.
Fertilizantes orgánicos de origen vegetal
Los fertilizantes de origen vegetal se descomponen más rápidamente que otros tipos de fertilizantes orgánicos, como el estiércol (de origen animal). Los fertilizantes de origen vegetal son más importantes para el acondicionamiento del suelo, pues mejoran su fertilidad general, capacidad de drenaje y retención de la humedad.
El acondicionamiento del suelo es la mejora de las cualidades físicas del mismo.
Algunos ejemplos de fertilizantes de origen vegetal son
- Fertilizantes de liberación rápida: suelen disolverse en agua y se riegan en el suelo.
- Fertilizantes de liberación lenta: los compuestos activos están recubiertos por una capa que no se disuelve inmediatamente al entrar en contacto con el agua. Los fertilizantes de liberación lenta se utilizan para evitar la combustión química (incluida la del nitrógeno).
- Fertilizantes gaseosos: son los más utilizados en la agricultura comercial. El amoníaco anhidro (sin agua) es el más empleado, ya que es muy rico en nitrógeno.
Comparación entre los fertilizantes naturales y los artificiales - Uso de fertilizantes
| Abono natural | Abono artificial |
| Materia orgánica de organismos vivos. | Subproducto de la industria del petróleo. |
| Tasa de liberación lenta. | Tasa de liberación rápida. |
| El crecimiento de las plantas es más lento. | El crecimiento de las plantas es más rápido. |
| Requiere menos aplicaciones. | Requiere aplicaciones frecuentes. |
| Reduce la lixiviación y la escorrentía de nutrientes. | Es más probable que se use en exceso: lixiviación, quema de nutrientes, escorrentía de nutrientes. |
| Contiene materia orgánica, que mejora la estructura del suelo (puede absorber y retener el a. | No contiene materia orgánica que mejore la estructura del suelo. |
Tabla 1. Comparación entre los fertilizantes naturales y los artificiales.
El proceso de fertilización - Uso de fertilizantes
La fertilización en la agricultura se refiere a la aplicación de fertilizantes al suelo o a la tierra. La fertilidad del suelo depende del ciclo de los nutrientes, en sus formas orgánicas e inorgánicas.
Ciclo natural de los nutrientes y fertilización del suelo
Durante el ciclo natural de los nutrientes, los microorganismos descomponen la materia orgánica para proporcionar formas de nutrientes inorgánicos a las plantas. Las lombrices de tierra distribuyen la materia orgánica dentro del suelo y sus madrigueras airean el suelo. La materia orgánica se convierte en humus.
El humus es la materia orgánica que se forma en el suelo cuando la materia vegetal y animal se ha descompuesto completamente y es estable.
Los microorganismos descomponen el humus y, así, las plantas pueden acceder a los nutrientes. El humus mejora la estructura del suelo y lo hace más poroso para facilitar el flujo de aire y agua: actúa como una esponja, pues retiene los nutrientes para que las plantas pueden acceder a ellos cuando los necesiten.
Fertilizantes químicos artificiales y calidad del suelo
Los fertilizantes artificiales se utilizan ampliamente en la agricultura para mejorar el crecimiento de las plantas. Naturalmente, los microorganismos estarían ahí para hacer accesibles los nutrientes; sin embargo, cuando se añaden los compuestos directamente, los microorganismos no son necesarios. Los nutrientes químicos añadidos al suelo son accesibles cuando entran en contacto con el agua, es decir, cuando se disuelven. Estos fertilizantes suelen tener efectos adversos en la salud general del suelo, como un aumento de su acidez.
Renovación natural del suelo
El suelo contiene de forma natural materia orgánica vegetal y ecosistemas con microorganismos para crear el humus del suelo. También cuenta con materia orgánica en descomposición procedente de los animales, como las lombrices de tierra.
Consecuencias medioambientales del uso de fertilizantes nitrogenados
Los fertilizantes que contienen nitrógeno aumentan el crecimiento de las plantas y el rendimiento de los cultivos; sin embargo, también pueden tener efectos adversos como los siguientes:
Reducción de la diversidad de especies
El aumento de la concentración de nutrientes favorece a las plantas de crecimiento rápido, que pueden superar a las especies más pequeñas y de crecimiento más lento al bloquear la luz solar. En consecuencia, una menor diversidad de plantas se desarrolla.
Otro efecto es la disminución de los microorganismos y las lombrices de tierra, que contribuyen a la descomposición de la materia orgánica. Debido al aumento de la acidez del suelo, las condiciones se vuelven desfavorables para algunas especies.
Por ejemplo, la actividad enzimática de los descomponedores que trabajan a un pH neutro del suelo (en torno a 6,0) se reducirá drásticamente en un suelo ácido. Además, un menor número de descomponedores y una menor actividad conducirán a la producción de menos humus y, en consecuencia, a la reducción de la fertilidad del suelo.
Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores de las reacciones biológicas en los organismos vivos.
¡Echa un vistazo a nuestro artículo sobre las enzimas para conocerlas en más profundidad!
Lixiviación
La lixiviación es el proceso por el que los nutrientes esenciales se pierden de la capa superior del suelo. Los nutrientes suelen ser arrastrados por la lluvia y acaban en las masas de agua. Las escorrentías de nutrientes pueden causar eutrofización. Los fertilizantes artificiales tienen iones inorgánicos que se disuelven fácilmente en el agua.
Eutrofización
La eutrofización es la acumulación perjudicial de nutrientes en las masas de agua. En los ríos y lagos, los iones nitrato y nitrito suelen aparecer en bajas concentraciones y limitan el crecimiento de las algas y las plantas. A medida que la concentración de nutrientes aumenta, la capa superior del agua se concentra con algas, lo que se conoce como floración de algas. La floración de algas limita la luz que penetra en las capas superiores del agua y provoca la muerte de las plantas y otras algas que se encuentran debajo.
Fig. 1: El proceso de eutrofización.
Las bacterias saprobióticas (descomponedoras) utilizan las plantas y algas en descomposición como fuente de alimento, gracias a lo cual su crecimiento aumenta. Las bacterias descomponedoras utilizan una mayor cantidad de oxígeno, y esto hace que el oxígeno se convierta en un factor limitante para los organismos aeróbicos (que necesitan oxígeno) en el agua. Los organismos anaeróbicos prosperarán, ya que no necesitan oxígeno para sobrevivir.
Los factores limitantes son recursos que controlan el crecimiento de los organismos.
Controlar el uso de fertilizantes y pesticidas
El uso inadecuado o excesivo de fertilizantes y pesticidas tiene un efecto negativo en la salud humana, el ambiente y el cultivo de interés. Una forma de limitar la utilización de fertilizantes y pesticidas químicos artificiales es utilizando productos orgánicos, que no contienen tóxicos o nutrientes en tan altas concentraciones. Sin embargo, el uso de productos más naturales aún no es lo suficientemente común, debido a varias razones (costos, mantenimiento del nivel de producción, etc.) que llevan a que los productos químicos sintéticos sean los de mayor consumo.
Para emplear los pesticidas de mejor manera, se pueden aplicar programas de Manejo Integrado de Plagas (MIP). Estos programas consisten en utilizar dos o más métodos para el control de plagas, en lugar de solamente pesticidas1. Entre los métodos para disminuir las plagas en cultivos, podemos mencionar:
- Control genético: cultivo de variedades de plantas resistentes o tolerantes a plagas.
- Control biológico: a partir del uso de enemigos naturales de plagas o la introducción de insectos estériles a los campos.
- Control cultural: manejo de residuos de cosecha anterior, rotación de cultivos, remoción de otras plantas hospederas, podas, etc.
- Control químico: plaguicidas o pesticidas1.
- Cuarentenas
Aunque los métodos mencionados se refieren a pesticidas, también se pueden utilizar algunos de estos métodos para minimizar el uso de fertilizantes artificiales.
Por ejemplo:
- Control genético: cultivo de variedades resistentes o tolerantes a sequías u otras condiciones extremas
- Control cultural: rotación de cultivos para permitir la recuperación natural de los nutrientes del suelo
- Biorremediación: uso de microorganismos para eliminación de compuestos tóxicos o recuperación de fertilidad de suelos.
Los métodos más adecuados a utilizar dependen del tipo de cultivo, plaga y ambiente específico. Por eso, el MIP y los fertilizantes deben adaptarse a cada caso. Además de aplicar el programa integral adecuado, existen unos pasos básicos para minimizar el riesgo humano y ambiental al utilizar pesticidas químicos sintéticos (igualmente para fertilizantes), que son los siguientes1:
- Capacitarse en el manejo de estos productos.
- Escoger el pesticida adecuado.
- Leer y comprender todas las recomendaciones para usar el producto.
- Conocer la dosis adecuada de pesticida para cada caso.
- Conocer y manejar de forma adecuada los equipos de aplicación del producto.
- Tener los cuidados necesarios para la aplicación adecuada del producto.
- Manejo y control de residuos.
- Conocer la forma adecuada de almacenamiento y transporte del producto, y de la destrucción de los envases vacíos
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