Conceptos de Fertilidad de Suelo y Fertilizantes

CONCEPTOS SOBRE FERTILIDAD DE SUELO Y FERTILIZANTES Ing. M.Sc. Federico Ramírez D. Especialista en Fertilidad de Suelo y Nutrición de Plantas Corporación Misti S.A.

La fertilidad es vital para la productividad, pero un suelo fértil no es necesariamente un suelo productivo. Ello es debido a que condiciones de mal drenaje, plagas, enfermedades, sequías y otros factores pueden limitar la producción, aún cuando la fertilidad del suelo es adecuada. Para comprender completamente la fertilidad del suelo, precisamos conocer también otros factores que favorecen o limitan la productividad. Para entender la productividad del suelo, precisamos conocer las relaciones suelo - planta. Existen ciertos factores externos que controlan el crecimiento de las plantas, como son el aire, calor (temperatura), luz, soporte mecánico, nutrientes y agua. Cada uno de estos factores afectan directamente el crecimiento de la planta y se encuentran relacionados entre ellos.

NUTRIENTES ESENCIALES PARA LAS PLANTAS Dieciséis elementos químicos son llamados esenciales para el crecimiento de las plantas. Ellos son divididos en dos grandes grupos principales: los no minerales y los minerales. Los nutrientes no minerales son el carbono (C), hidrógeno (H) y el oxígeno (O). Estos nutrientes son encontrados en la atmósfera y en el agua y participan en el proceso de fotosíntesis de la siguiente manera:

Luz 6 CO2 + 6 H2O -------------> O2 + Dióxido de Agua Oxígeno Carbono

6 (CH2O) Carbohidratos

Los productos de la fotosíntesis son responsables de la mayor parte del crecimiento de las plantas. Cantidades insuficientes de dióxido de carbono, agua o luz reducen el crecimiento. Los trece nutrientes minerales, que son abastecidos por el suelo, están divididos en tres grupos: primarios, secundarios y micronutrientes:

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Nutrientes Primarios Nitrógeno (N) Fósforo (P) Potasio (K)

Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Azufre (S)

Micronutrientes Boro (B) Zinc (Zn) Cobre (Cu) Hierro (Fe) Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Cloro (Cl)

Los nutrientes primarios generalmente se vuelven más deficientes en el suelo antes que los demás, ello debido a que las plantas lo requieren en cantidades relativamente grande. Los nutrientes secundarios y los micronutrientes son generalmente menos deficientes y requeridos en cantidades menores. Sin embargo, ellos son tan importantes como los nutrientes primarios para una adecuada fertilidad del suelo. GENERALIDADES DE LOS FERTILIZANTES Los fertilizantes son materiales de tipo orgánico e inorgánico que se suministran a las plantas para complementar las necesidades nutricionales de su crecimiento y desarrollo. En los fertilizantes se debe distinguir: * La unidad fertilizante * La concentración La unidad fertilizante es la forma que se utiliza para designar al nutriente. Internacionalmente se establece la siguiente caracterización: Elemento Nitrógeno Fósforo Potasio Calcio Magnesio Azufre Hierro

Símbolo o fórmula N P2O5 K2O CaO MgO S Fe

Elemento Manganeso Molibdeno Boro Cobre Zinc Cloro

Símbolo o fórmula Mn Mo B Cu Zn Cl

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La concentración de un fertilizante es la cantidad del elemento nutritivo por unidad de peso del producto. Se expresa en porcentaje del total del peso del fertilizante. Así, la Urea presenta una concentración del 46% de nitrógeno, ello significa que por cada 100 kg del fertilizante se esta aportando 46 kg de nitrógeno (los 54 kilos restantes lo componen el carbono, hidrógeno y oxígeno). A partir de la concentración de un fertilizante y conociendo la necesidad en kg del elemento, se determina la cantidad de aplicación del mismo, mediante la siguiente fórmula: Cantidad del elemento Cantidad de fertilizante = -----------------------------------Concentración del fertilizante

x 100

Por ejemplo, si se necesita aplicar 100 kg de nitrógeno para un determinado cultivo y se utiliza Sulfato de Amonio, que tiene una concentración de 21% N, la cantidad requerida de este fertilizante será: Cantidad de fertilizante = ( 100 / 21 ) x 100 ó 100 kg Sulfato de Amonio ............... 21 kg de nitrógeno x ............................. 100 kg de nitrógeno Cantidad de fertilizante = x = 476 kg de Sulfato de Amonio Como las recomendaciones de fertilización se indican generalmente en kgs de N por hectárea, en kgs de P2O5 por hectárea y en kgs de K2O por hectárea, es necesario conocer como se convierten las recomendaciones de fertilizantes a kgs de fertilizantes. Por ejemplo, una recomendación promedio de una fertilización balanceada para algodón es 200 kgs de N, 100 kgs de P2O5 y 100 kgs. De K2O, o como se acostumbra expresar : 200 - 100 - 100, se convierte de la manera siguiente : Primer abonamiento : 100 - 100 - 100 Considerando el uso de COMPOMASTER 20-20-20 (fetilizante compuesto a base de mezcla física), para esté primer abonamiento, el cálculo se realiza de la siguiente forma :

100 kg de COMPOMASTER 20-20-20 .................. 20 kg N x kg de COMPOMASTER 20-20-20 .................. 100 kg N

x = 500 kg de COMPOMASTER 20-20-20 ( 10 sacos/ha )

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Al ser el COMPOMASTER un fertilizante múltiple y de una relación (N : P2O5 : K2O) de 1 :1 :1, está aportando en forma simultánea igual cantidad de los tres nutrientes principales, por ello con el aporte de 10 sacos/ha de COMPOMASTER 20-20-20, se está completando la dosis requerida de fertilización para el primer abonamiento en el cultivo de algodón.

Segundo abonamiento : 100 - 0 - 0 Considerando el uso de Nitrato de Amonio (33% N), el cálculo se realiza de la siguiente forma :

100 kg de Nitrato de Amonio .................... 33 kg N x kg de Nitrato de Amonio .................... 100 kg N

x = 300 kg de Nitrato de Amonio ( 6 sacos/ha ) Conociendo la concentración del fertilizante es posible hacer una comparación económica de los mismos. Así tenemos por ejemplo, comparando dos fertilizantes nitrogenados: Fertilizante Concentración Urea 45% N Sulfato de Amonio 21% N

US $/t 365 235

kg N/t 460 210

US $ x 1 kg N 365/460 = 0,79 235/210 = 1,11

Se puede observar que la unidad de nitrógeno en el Sulfato de Amonio tiene un costo de US $ 1,11 y en la Urea es de US $ 0,79, de ello podemos concluir que los fertilizantes más concentrados tienen un costo menor por unidad de nutrientes que los menos concentrados. Cuando se desea comparar el costo de nutrientes en fertilizantes compuestos como el Compomaster 20-20-20 vs un compuesto como el 12-12-12, se debe considerar el aporte total de nutrientes de cada uno de ellos. Así tenemos: Fertilizante kg Nutrientes/t Compomaster 20-20-20 600 12-12-12 360

US $/t 520 410

US $ x kg Nutrientes 0.87 1.14

Con este cálculo se comprueba que los fertilizantes compuestos más concentrados tienen un valor por unidad total de nutrientes menor que los compuestos menos concentrados, aún a pesar que comparativamente por costo por tonelada de producto, ellos presentan un mayor valor. Este cálculo es importante realizarlo cuando se compara el uso de dos fertilizantes compuestos dentro de en un plan de abonamiento de un

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determinado cultivo. Así tenemos que para el caso del ejemplo anterior en el primer abonamiento del cultivo de algodón, se desea comparar económicamente el uso de dos fertilizantes compuestos: el Compomaster 2020-20 y el 12-12-12. Fertilizante Sacos/ha Compomaster 20-20-20 10 12-12-12 17 Cambio : $ US = S/. 3,00

US $/t 520 410

US$/saco 26.00 20.50

S/./ha 780.00 1045.50

Se puede observar que el costo de fertilización en el cultivo de algodón por hectárea con un fertilizante altamente concentrado como el Compomaster 2020-20 resulta mucho más económico que un fertilizante menos concentrado como el 12-12-12, teniéndose un ahorro de S/. 265.50 por hectárea. Asimismo, se tiene menos sacos que transportar con el Compomaster 20-20-20 para abonar una hectárea de algodón, conllevando con ello un ahorro en el flete.

Cuando se desean comparar fertilizantes compuestos de diferentes formulaciones, ellas deben hacerse en base a niveles similares de contenido total de nutrientes o lo que es más importante desde el punto de vista práctico para el agricultor según niveles similares de abonamiento NPK. El precio del fertilizante por tonelada o saco no es una unidad de comparación cuando se tienen diferentes formulaciones.

FERTILIZANTES NITROGENADOS A) SULFATO DE AMONIO 21% N - 24% S Tiene una riqueza en nitrógeno del 21%. Aporta una importante cantidad de azufre (24%). Por este motivo este fertilizante es muy adecuado para aquellos cultivos que requieren azufre: papa, ajo, cebolla, zanahoria, coles, algodón, leguminosas, etc. A pesar de su gran solubilidad no se pierde por lixiviación, ya que el nitrógeno se encuentra en forma amoniacal (NH4+) y es adsorbido por las arcillas del suelo. Unicamente puede haber pérdidas por lixiviación en suelos muy sueltos (arenosos) con poca capacidad de retención de nutrientes. Debido al ión sulfato (SO42+), este fertilizante tiende a acidifcar el suelo, por lo que resulta adecuado para aquellos cultivos que requieren un medio ácido, en suelos salinos y cuando se requiere acidificar el suelo.

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El sulfato de amonio como cualquier otro fertilizante amoniacal, en un suelo alcalino produce amoníaco, que puede perderse por volatilización, por este motivo conviene enterrarlo al momento de su aplicación, de lo contrario se pueden tener pérdidas importantes de nitrógeno.. Por la misma causa, el sulfato de amonio no debe mezclarse con otros fertilizantes que contengan calcio (nitrato de calcio, fosfato bicálcico, etc.) B) UREA 46% N Es un fertilizante que tiene una concentración del 46% de un nitrógeno orgánico (amidico), que pasa a nitrógeno amoniacal con mucha rapidez cuando se incorpora al suelo, si es que las condiciones de humedad y temperatura son adecuadas. Por este motivo, desde un punto de vista práctico, se pude considerar que la urea es un fertilizante amoniacal. La urea se disuelve en agua con mucha facilidad, con lo cual penetra en el suelo con mucha rapidez, antes que su nitrógeno se transforme en forma amoniacal. Esto tiene la ventaja de que el fertilizante no se queda en la parte superficial, pero tiene el inconveniente de que puede ser arrastrado en profundidad. Para obtener un máximo aprovechamiento de la urea es conveniente enterrarla, con el fin de evitar alguna pérdida de nitrógeno amoniacal, que puede escaparse al aire en forma de gas amoníaco. Esto ocurre, sobre todo, en suelos calcáreos y más aún si son pobres en materia orgánica. Cuando se utiliza en aplicaciones al voleo se debe procurar que el suelo éste húmedo, para que se introduzca rápidamente en él. C) NITRATO DE AMONIO ESTABILIZADO 33-3-0 Tiene una concentración de 33% de nitrógeno, del cual el 50% corresponde a la forma de nitrógeno nítrico y el 50% restante a la forma amoniacal. De esta forma la planta puede aprovechar inmediatamente el nitrógeno nítrico, mientras que el nitrógeno amoniacal se mantiene en reserva y se aprovecha gradualmente, después que se haya transformado paulatinamente en nítrico. El Nitrato de Amonio es soluble en agua. Es un fertilizante recomendable en suelos alcalinos y calcáreos. Es recomendable para aplicaciones fraccionadas de nitrógeno en aplicación superficial o enterrado por su rápida utilización por la planta en los diferentes cultivos anuales (papa, espárrago, maíz, algodón, caña de azúcar, etc).

FERTILIZANTES FOSFATADOS

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A) FOSFATO DIAMONICO 18% N - 46% P2O5 Contiene 18% de nitrógeno y 46% de fósforo. Es un fertilizante complejo que tiene el mayor contenido de nutrientes por tonelada de producto (640 kgs/t). Cada gránulo del fosfato diamónico contiene nitrógeno y fósforo por lo que al aplicarlo al suelo, la disponibilidad de estos nutrientes para la planta es uniforme y balanceada. No produce cambios en la reacción del suelo (pH), por lo que es adecuado para todo tipo de suelos. B) SUPERFOSFATO TRIPLE DE CALCIO 46% P2O5 Presenta una riqueza de 46% de fósforo. El 90% del contenido de fósforo es soluble en agua y por ende completamente disponible para la planta. Es un fertilizante de acción rápida y adecuado para todo tipo de suelos. No modifica de manera importante la reacción del suelo.

C) FOSFATO MONOAMONICO 11% N - 52% P2O5 Contiene 11% de nitrógeno y 52% de fósforo. Cada gránulo del fosfato monoamónico contiene nitrógeno y fósforo por lo que al aplicarlo al suelo, la disponibilidad de estos nutrientes para la planta es uniforme y balanceada. Es un fertilizante de reacción ácida, adecuado para los suelos alcalinos y calcáreos.

FERTILIZANTES POTASICOS A) CLORURO DE POTASIO 60% K2O Este fertilizante tiene una riqueza del 60% de potasio. Es soluble en agua y recomendado para todo tipo de suelos excepto aquellos con problemas de sales. No se recomienda en ciertos cultivos en los cuales el cloro afecta la calidad de las cosechas como el tabaco (combustión de la hoja), papa

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(contenido de almidón), vid (producción de vino), tomate (producción de pasta), etc. B) SULFATO DE POTASIO 50% K2O Tiene una riqueza del 50% de potasio. Aporta, además un 18% de azufre. Es un fertilizante de reacción ácida. Se recomienda preferentemente en: • Suelos con ciertos problemas de sales. • Cuando se riega con agua salada. • En cultivos como : papa, vid, tabaco, cítricos, flores en los cuales la presencia de cloro afecta la calidad. C) NITRATO DE POTASIO 13,5% N - 44% K2O Es un fertilizante binario que contiene 13,5% de nitrógeno y 44% de potasio. La relación N :K = 1 : 3,4, lo hace ser un fertilizante especial para cultivos altamente exigentes en potasio, proporcionando al mismo tiempo, un tipo de nitrógeno inmediatamente aprovechable para la planta (NO3) en una proporción ideal a sus necesidades. Proporciona potasio libre de cloro. Ello es importante debido a que una abundancia de cloro puede disminuir los rendimientos y deteriorar la calidad de muchos cultivos. Esta cualidad del nitrato de potasio lo diferencia del cloruro de potasio, el cual contiene 47% de cloro. D) SULPOMAG 22% K2O - 18% MgO - 22% S Contiene 22% de potasio, 18% de magnesio y 22% de azufre, con ello esta suministrando tres nutrientes vitales para la planta. Es adecuado para los diferentes tipos de suelos y en cultivos anuales, hortalizas y frutales que presentan una gran demanda de estos nutrientes. Es un fertilizante soluble en agua.

FERTILIZANTES COMPUESTOS

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GRANULACION QUIMICA Este proceso es el más complejo en donde se logran juntar productos sólidos, líquidos y/o gases causando una reacción química que permite un relativo estado estable de aglomeración y un crecimiento controlado de las partículas. La cantidad y el tipo de sólidos, líquidos y gases, así como la magnitud de la reacción química, varían de acuerdo con los diferentes procesos, materia prima y productos fabricados. Sin embargo, el resultado final es un gránulo único estable de tamaño y contenido de nutrientes consistentes. Ejemplos de complejos químicos se tiene por ejemplo los siguientes:

KABAL MAIZ – COMPLEJO NPK 12-24-12 Composición:

En el caso de los complejos químicos estos tienen las siguientes ventajas:

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Cuando se evalúe económicamente un fertilizante complejo químico NPK se debe tener en cuenta el total de nutrientes que aporta, no sólo de NPK sino de los elementos esenciales como Calcio, Magnesio, Azufre y Micronutrientes.

MEZCLAS FISICAS Esta tecnología se refiere a la mezcla física de fertilizantes granulados sin que intencionalmente se introduzcan reacciones químicas o se agranden las partículas. La materia prima usada en las mezclas físicas debe estar en forma granular. Aún cuando el proceso de mezcla física es relativamente simple, a menudo se tiende a sobre simplificarlo produciendo materiales de mala calidad, contribuyendo de esta forma a la creencia común de que las mezclas físicas son productos de inferior calidad. Las mezclas físicas requieren de materia prima apropiada que debe ser pesada adecuadamente para asegurar que los nutrientes requeridos estén presentes antes de proceder a la mezcla. Así por ejemplo mezclas físicas se tienen: FERTILIZANTES

NITROGENO

FOSFORO

POTASIO

MAGNESIO

AZUFRE

% MgO

%S

%N

% P2O5

% K2O

COMPOMASTER 20-20-20

20

20

20

COMPOMASTER DOCE PLUS

12

24

12

2

6

COMPOMASTER MAIZ BLANCO GIGANTE

13

19

19

2

7

COMPOMASTER MAIZ

25

18

12

1

1

COMPOMASTER PAPA

15

24

14

2

5

COMPOMASTER CAFÉ

18

8

18

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Una mezcla física, para ser aceptable, debe tener ciertas características. Las más importantes son: • debe fluir libremente • debe tener un contenido correcto de nutrientes • no se debe segregar • no debe ser higroscópica

LA PRACTICA DE LA FERTILIZACION La técnica de la fertilización tiene como objetivo asegurar la máxima rentabilidad y eficacia en la aplicación de los fertilizantes, de modo que se logre la máxima absorción de los elementos nutritivos por la planta al mínimo costo. Básicamente, la técnica de la fertilización debe determinar las condiciones concretas en que se debe realizar el abonamiento de los diferentes cultivos respondiendo a la siguientes preguntas: 1. 2. 3. 4. 5.

Dosis de nutrientes requerido. Epoca de aplicación. Localización de los fertilizantes en el suelo. Tipo de fertilizante a emplear. Sistema de distribución o aplicación

DOSIS DE ABONAMIENTO Este es el punto más complejo de determinar en el conjunto de problemas que plantea la fertilización. Para determinar la dosis de abonamiento debemos considerar: a) Objetivo de la explotación: El fín que se persigue en la explotación de un determinado cultivo es básico para el cálculo de la dosis más adecuada de los elementos fertilizantes. Así tenemos cultivos para exportación en donde es importante características de calidad de la cosecha, cultivos explotados para la obtención de alguna materia o sustancia, ejemplo: aceite, azúcar, fibras, proteínas, etc.

b) Exigencias específicas del cultivo: Una vez que se ha determinado el tipo de explotación, se determinará la variedad más adecuada en función del mismo y de su adaptación a las condiciones climáticas. Las extracciones nutritivas de los cultivos y más concretamente las cantidades que los cultivos extraen del suelo, es un dato muy importante para establecer un balance aproximado de los diferentes nutrientes requerido por los cultivos.

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c) Condiciones generales de desarrollo: Es importante conocer las condiciones climáticas no controlables de la explotación. Ello determinará la duración del ciclo vegetativo y el nivel de producción. d) Fertilidad del Suelo: Es necesario conocer la capacidad del suelo para suministrar los diferentes elementos nutritivos al cultivo en función de sus necesidades. Para ello el Análisis de Suelo es una herramienta que permite diagnosticar problemas, limitaciones o carencia que pueda limitar la fertilidad del suelo. EPOCA DE APLICACION La eficacia de la fertilización exige que, como resultado de la misma, el cultivo disponga de los elementos nutritivos en cantidad suficiente en la zona que se desarrollan las raíces y en cada momento a lo largo de su ciclo vegetativo. Aparentemente, la época de aplicación de los fertilizantes sería el factor fundamental a considerar para adecuar en el tiempo el suministro de nutrientes al cultivo. Sin embargo, la época de aplicación depende de otros factores, tales como el tipo de fertilizante, movilidad del nutriente, condiciones del suelo y el método de distribución del fertilizante. El primer factor a considerarse para determinar la época de aplicación es la distribución en el tiempo de los diferentes nutrientes por los cultivos y el conocimiento de los diferentes períodos críticos. En estos períodos, en general, de máxima absorción, que suele coincidir con la fase de intenso desarrollo vegetativo, la carencia o falta de un determinado elemento puede tener consecuencias graves en la producción. En algunos cultivos se pueden alcanzar absorciones diarias de nutrientes de 7 a 10 kg de nitrógeno por hectárea, 1-5 kg de fósfofo por hectárea y 9-15 kg de potasio por hectárea. La evolución de la absorción de los elementos nutritivos por la planta se puede graficar mediante curvas de absorción en las que se tiene el porcentaje acumulado de la absorción de cada elemento en el tiempo a lo largo del ciclo vegetativo. Como un ejemplo de lo señalado anteriormente se presenta a continuación los porcentajes de necesidades de nutrientes del cultivo de maíz durante su desarrollo vegetativo. Nutriente N P2O5 K20

1er. mes 3-5% 1-2% 4-5%

2do. mes 35 - 45 % 25 - 30 % 60 - 70 %

3er. mes 45 - 50 % 45 - 50 % 30 - 35 %

4to. Mes 8 - 10 % 20 - 30 % 0

Otro aspecto importante a ser considerado para determinar la época de aplicación es la movilidad de los nutrientes. En el caso del nitrógeno y bajo

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condiciones normales es un elemento muy móvil y por tanto tiene un gran riesgo de ser lavado o arrastrado en profundidad. Es por ello, que en el caso de este elemento es conveniente fraccionar las aplicaciones en función de las exigencias y el ciclo del cultivo. En relación al fósforo y potasio, estos elementos presentan una escasa movilidad en el suelo, por lo que el planteamiento de la fertilización en este caso debe ser a largo plazo y dirigida a mantener la fertilidad del suelo. Sin embargo, bajo condiciones especiales de la explotación y la intensidad de absorción por parte de los cultivos, es que puede ser aconsejable el fraccionamiento de la fertilización fosfatada y potásica.

LOCALIZACION DE LOS FERTILIZANTES Otro de los factores que influye considerablemente en la eficiencia de la fertilización es la localización de los nutrientes en la zona del perfil del suelo donde la actividad de la raíces es mayor. La zona más aconsejable para colocar los elementos nutritivos depende de varios factores como son: distribución del sistema de radicular del cultivo, movilidad de los elementos en el suelo, nivel de fertilidad y la capacidad de fijación en el suelo de los elementos aportados por medio de la fertilización. TIPO DE FERTILIZANTE La selección del tipo de fertilizante debe considerar aspectos de tipo agronómico como de tipo económico. En efecto, se debe ponderar la eficacia de la forma en que se encuentra el elemento en el fertilizante y el costo del mismo para encontrar la combinación adecuada entre ambos factores. La eficiencia o rendimiento del fertilizante sólo puede determinarse mediante experiencias comparativas a largo plazo y depende tanto de las características del suelo como del cultivo. SISTEMA DE DISTRIBUCION Y APLICACION A continuación se indica los principales métodos de aplicación y los equipos utilizados más frecuentemente en cada caso. a) Aplicación directa al suelo Al voleo

Abonadoras tradicionales Abonadoras centrífugas Abonadoras neumáticas

En banda

Abonadoras sembradoras

En profundidad

Abonadoras localizadoras

SOLIDOS

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LIQUIDOS

GASEOSO

Al voleo En banda En profundidad

Abonadoras con boquillas Abonadoras por gravedad Abonadoras localizadoras Equipos de inyección

b) Aplicación con el agua de riego (Fertirrigación) c) Aplicación directa al cultivo (Fertilización Foliar) La aplicación al voleo que consiste en la distribución uniforme sobre la superficie total del suelo, se emplea en aquellos casos donde: • Las plantas de cultivo no están formando hileras (cereales de grano pequeño). • Las plantas ocupan uniformemente el volumen total del suelo con sus raíces (pastos). • La fertilidad del suelo es elevada. • La cantidad de fertilizante a aplicar es alta. La aplicación localizada puede ser de distinta forma: • En bandas o franjas, simple o doble. • En banda ancha y transversal. • Por golpes o puyados. • En anillo (frutales). Se emplea en aquellos casos donde: • Se apliquen pequeñas cantidades de fertilizantes. • El distanciamiento entre planta y surco sea grande. • Las plantas presentan un deficiente desarrollo de raíces. • Los suelos presentan bajo nivel de fertilidad.

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