Solubilidad de fertilizantes

Solubilidad de los fertilizantes en la preparación de soluciones Beltrán, Josselyn; Revilla, César; Sánchez, Claudia RESUMEN La fertilización o abonado consiste en aplicar fertilizantes o elementos nutritivos que necesita la planta, incorporados de forma directa al suelo, o también disueltos en el agua de riego, cantidad requerida por la planta para su desarrollo en el momento adecuado, a través de un sistema de riego de alta localización (goteo, aspersión) lo que se conoce como fertirrigacion. La fertirrigacion presenta muchas ventajas con respecto al abonado tradicional; sin embargo, existen algunos inconvenientes que se deben tomar en cuenta para su mayor eficiencia. Entre éstos están: realizar la dosificación de fertilizantes de acuerdo a las necesidades de la planta para no producir daño al cultivo, los fertilizantes que se usen en una misma solución deben ser compatibles entre sí y por ultimo; la solubilidad de fertilizantes para evitar que precipiten y así, minimizar las obturaciones en los sistemas de riego y que los nutrientes lleguen a la planta. En la presente práctica, se realizaron pruebas de solubilidad de diferentes fertilizantes en 3 distintas calidades de agua y a 6 concentraciones diferentes (5, 10, 15, 20, 25, 30) mg en 100 ml de agua. Con el fin de observar su porcentaje de solubilidad teniendo en cuenta la temperatura, conductividad eléctrica y pH de la solución preparada. Palabras claves: fertirrigacion, solubilidad de fertilizantes, compatibilidad de fertilizantes, conductividad eléctrica.

ABSTRACT Fertilization involves applying fertilizer or nutrients needed by the plant, incorporated directly on the soil, or also dissolved in the irrigation water, amount required by the plant for its growth at the right time, through a system of high localization irrigation (dripping, sprinkling) what is known as fertigation. Fertigation has many advantages over the traditional fertilization; however, there are some disadvantages that must be taken into account for its higher efficiency. Among these considerations are: make the dosage of fertilizers according to the requirements of the plant to not cause damage to the crops, fertilizers that are used in the same solution must be compatible with each other and finally; the solubility of fertilizers to avoid precipitate and thus minimize obstructions in the irrigation systems and the nutrients con get to the plant. In the present practice, made solubility tests of different fertilizers in 3 different qualities of water and 6 different concentrations (5, 10, 15, 20, 25, 30) mg in 100 ml of water. With the final purpose to observe their solubility

percentage, considering the temperature, electrical conductivity and the pH of the prepared solution. Keywords: fertigation, electrical conductivity.

fertilizer

solubility,

compatibility

of

fertilizers,

temperatura del agua en el proceso de mezcla y disolución.

INTRODUCCION Para utilizar un fertilizante a través del sistema de riego es necesario conocer la composición de los productos y la solubilidad de cada uno de ellos. Los fertilizantes pueden ser: 

Fertilizantes líquidos abastecidos en forma de soluciones saturadas listas para usar sin necesidad de tratamientos previos.

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Fertilizantes sólidos, fácilmente solubles que deben disolverse antes de comenzar la fertilización; el factor de solubilidad es distinto para cada tipo y composición.

Los dos tipos pueden ser simples o compuestos, desde el punto de vista de la composición de los nutrientes. A continuación, características de los fertilizantes según su composición:

Urea (CO(NH2) 2) [46-0-0]. Se comercializa como fertilizante granulado, es de alta solubilidad, lo que lo hace un producto muy utilizado en fertirrigación. No saliniza el agua, baja la

Sulfato de potasio (K2SO4) [00- 50]. Es una fuente en potasio y azufre. No es un producto popular en fertilización debido a su relativa baja solubilidad en comparación al cloruro de potasio y nitrato de potasio. La solubilidad en agua es de 120 gramos/litro. Nitrato de amonio. Es el fertilizante más utilizado para fertirriego. La concentración a emplear de este abono en el agua de riego debe ser como máximo de 1 g/L. Con esta concentración aumenta la conductividad eléctrica del agua en 1 dS/m. En concentraciones superiores dan lugar a una conductividad eléctrica peligrosa; baja el pH del agua de riego. Fosfato mono amónico. Posee una alta solubilidad y una alta proporción de cationes nutrientes, lo que le ofrece un bajo potencial salino. En cuanto al pH la reacción que producen es totalmente ácida. Cloruro de potasio. Es conveniente usarlo donde no hay problemas de salinidad, y donde puede realizarse drenaje para no facilitar la acumulación del cloruro en el suelo. Tiene la ventaja de mayor solubilidad que el nitrato de potasio a temperaturas relativamente bajas. CARACTERÍSTICAS DE LOS FERTILIZANTES UTILIZADOS EN FERTIRRIGACIÓN

Las características que debemos conocer en relación con los fertilizantes para fertirrigación son las siguientes: Solubilidad del fertilizante: Es la cantidad de fertilizante que se disuelve en un litro de agua a una temperatura de 20 ºC. De forma general, al aumentar la temperatura del agua se puede disolver más cantidad de fertilizante. Muchos fertilizantes al disolverse aumentan la temperatura de la solución (Reacción exotérmica) y otras la disminuyen (Reacción endotérmica). Es el caso de los abonos nitrogenados que provocan enfriamiento del agua al disolverlos y su solubilidad puede

Tabla 1: Solubilidad de varios fertilizantes expresada en gramos/litro

verse afectada. Cuando se disuelven varios fertilizantes, los nitrogenados deben dejarse para el final, ya que el excesivo enfriamiento del agua dificultaría la dilución de otros fertilizantes, como por ejemplo, el potasio. El ácido fosfórico, en cambio, provoca un calentamiento del agua al disolverlo. Los productos de baja solubilidad o menos solubles no deben ser utilizados, ya que producirán problemas de taponamientos de los emisores, desuniformidad del sistema de riego y, por lo tanto, problemas productivos al no cumplir con los requerimientos del cultivo.

conocer cómo reacciona cada uno de los fertilizantes empleados en fertirrigación, para poder corregir la posible variación de pH. Los abonos de reacción ácida, es decir, aquéllos que al disolverlos en agua bajan el pH de la solución resultante, contribuyen a mejorar la absorción de los nutrientes por las raíces y a reducir el riesgo de obturación de goteros. Compatibilidad química

Variación del pH Cada elemento fertilizante puede variar el pH del agua de riego. Hay abonos que lo reducen (ácidos) y otros que lo elevan (básicos o alcalinos). Por ello es necesario

Se hace referencia aquí a compatibilidad química con otros fertilizantes, en especial cuando se tengan que realizar mezclas puesto que es posible que se produzca la reacción de los compuestos que lo conforman, como ejemplo típico, podemos citar que los abonos que aportan calcio son incompatibles con los que aportan fosfatos y sulfatos, por lo que forman fosfato de calcio que obstruye los emisores. Aumento de la salinidad

La salinidad se mide por la Conductividad Eléctrica (CE) en (mmho/cm) o (dS/m). Es necesario saber cuánto aumenta la conductividad eléctrica al incorporar los fertilizantes en el agua de riego, para poder establecer la máxima cantidad permisible a disolver según el tipo de cultivo y fase de desarrollo del

mismo. Es deseable que exista un bajo riesgo de salinización de agua de riego y del suelo, debido a que los iones acompañantes de algunos productos que no son absorbidos en altas cantidades, dejan residuos que elevan la salinidad del suelo, por ejemplo el cloruro de potasio o nitrato de sodio.

Tabla 2: compatibilidad de los fertilizantes en la preparación de las soluciones madres para fertirrigacion

Tabla 3: Principales criterios para evaluar algunos de los

fertilizantes Uno de los reactivos más comunes y considerado como disolvente universal es el agua, por lo tanto es de vital importancia cuidar su pureza. Su uso se ha extendido a todas las industrias sin excepción, esto solo por citar algunos ejemplos, pero también es cierto que no toda el agua que encontramos posee la calidad necesaria para ciertos usos. Cada actividad del hombre requiere de una calidad de agua que debe cumplir con las exigencias requeridas por lo que se debe mejorar su calidad. Si se mantiene un control sistemático de la pureza o calidad del agua, en el caso de su uso en laboratorios, se promueve la eliminación de sesgo en los resultados, se evitan interferencias o reacciones colaterales y se aumenta así la confiabilidad de dichos resultados.

Existen diferentes calidades de agua y diversas necesidades en función de su uso. En la purificación existen distintos procesos para eliminar las impurezas; entre los más importantes se encuentran: -Filtración -Ultrafiltración -Destilación -Osmosis inversa -Adsorción con carbón activado -Desionización Agua sin purificación El agua está compuesta por sales de calcio y magnesio, las cuales aportan dureza, también contiene otras sustancias como hierro, sílice, manganeso, cloruros, sulfatos, sodio y otros materiales en suspensión. La dureza del agua es un factor que limita su uso en determinados procesos. Varios son los métodos utilizados en el tratamiento de las aguas y el empleo de cada uno de ellos

depende del objetivo que se persiga con el agua tratada. El ciclo natural del agua tiene diferentes compuestos que se consideran impurezas, éstas se pueden clasificar en 3 grupos: -Iónicas disueltas (inorgánicos). -No iónicas insolubles (orgánicos, microorganismos, pirógenos, partículas). -Gaseosas Tabla 4: Principales impurezas en el agua

alimentación permanece, la destilación es el método más popular porque la ebullición asegura la muerte de los microorganismos en estado vegetativo. En el caso de que los contaminantes sean volátiles como el alcohol disuelto, éste también va a hervir y se recondensará.

Agua desionizada Es aquella agua a la cual se le han quitado los cationes, como los de sodio, calcio, hierro, cobre y otros, y aniones como el carbonato, fluoruro, cloruro, etc. mediante un proceso de intercambio iónico. Esto significa que al agua se le han quitado todos los iones excepto el H+, pero puede contener pequeñas cantidades de impurezas no iónicas como compuestos orgánicos. Puede cambiar su pH con facilidad al ser almacenada, debido a que absorbe el CO2 atmosférico. Éste, al disolverse, forma ácido carbónico, de ahí el aumento de la acidez. Agua destilada El agua destilada es aquella cuya composición se basa en dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, la unidad de moléculas de H2O que mediante el proceso de destilación se le ha eliminado las impurezas e iones. En la destilación, el agua se calienta hasta ebullición y el vapor se separa, se condensa y se recolecta; a pesar de que algún tipo de contaminación del agua de

MATERIALES 

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Fertilizantes a diferentes concentraciones ( 5-10-1520-25-30 mg) 100 ml Agua destilada 100 ml Agua desionizada 100 ml Agua de La Molina (agua sin purificar) Envases de plástico Cucharitas de plástico PHmetro Termómetro

METODO 1. En cada envase de plástico se agrega las distintas cantidades correspondientes a cada concentración de cada uno de los 5 fertilizantes empleados en la práctica. 2. Cada envase previamente ha sido marcado a un volumen de 100 ml y una vez agregado el fertilizante se procede a enrazar hasta 100 ml la solución haciendo 3 repeticiones con cada tipo de agua. 3. Se mueve la mezcla con una cucharita de plástico para

que se disuelva el fertilizante. 4. Luego de un tiempo determinado se procede a evaluar el porcentaje de solubilidad de cada fertilizante en cada tipo de agua empleada.

5. Posteriormente se procede a medir la temperatura de la solución. 6. Se mide la conductividad eléctrica de la solución. 7. Se mide el pH de la solución.

RESULTADOS

TABLA 5: SOLUBILIDAD DE LOS FERTILIZANTES EN AGUA DESIONIZADA (0.78 uS/cm)

TABLA 6: SOLUBILIDAD DE LOS FERTILIZANTES EN AGUA DE LA MOLINA (0.663 mS/cm)

TABLA 7: SOLUBILIDAD DE LOS FERTILIZANTES EN AGUA DESTILADA (0.109 uS/cm)

Cuadro 1: Variaciones de la temperatura de cada fertilizante en las distintas soluciones de acuerdo al tipo de agua

Cuadro 2: Variaciones del pH de cada fertilizante en las distintas soluciones de acuerdo al tipo de agua

Cuadro 3: Variaciones de la conductividad eléctrica de cada fertilizante en las distintas soluciones de acuerdo al tipo de agua

DISCUSIONES:  Según la literatura revisada el nitrato de amonio es el fertilizante de mayor solubilidad ya que a temperaturas de 20ºC llega a una solubilidad de 1920 g/l y en la práctica se pudo observar que los rangos de temperatura variaron entre 13-22ºC observándose en las distintas concentraciones una solubilidad sin mayor dificultad. 

El sulfato de potasio es el fertilizante menos soluble debido a que a una temperatura de 20ºC tiene una solubilidad de 110 g/l y en la práctica solo se puedo

observar solubilidad en el agua desionizada a una concentración de 5 g/100ml. 

Según la literatura todos los fertilizantes analizados aumentan su solubilidad al incrementar la temperatura, sin embargo, en la práctica si bien no hubo una solubilidad completa por parte de los fertilizantes en estudio, éstos disminuían su temperatura al incrementar su concentración en la solución.

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La literatura dice que hay fertilizantes acidos que reducen los valores de pH como se pudo observar en

la urea y el nitrato de amonio los cuales contribuyen a la mejor absorción de nutrientes y reducen la obturación de goteros mientras que los demás fertilizantes básicos aumentan el pH. 

Según la literatura algunos fertilizantes pueden incrementar la salinidad de la solución por lo que es necesario conocer cuál es la concentración máxima de cada fertilizante ya que se podrían dejar residuos que aumenten la salinidad del suelo, como se observa la mayoría de los fertilizantes empleados aumentan la salinidad de la solución al aumentar su concentración.

CONCLUSIONES: 

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Se comprobó que los distintos tratamientos de purificación del agua ayudan a reducir la dureza y mejorar su calidad y el tratamiento a usarse depende del uso que se le va a dar al agua, sin embargo, no se pudo observar diferencias notorias ya que cada variable evaluada tuvo una tendencia similar en cada tipo de agua. Además en fundos con extensas áreas manejan grandes volúmenes de agua lo que dificultaría darles un tratamiento de purificación por lo que solo se les hace un manejo en cuanto al pH y la CE. La urea y el nitrato de amonio resultaron ser los fertilizantes de mayor solubilidad en los tres tipos de agua.

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Todos los fertilizantes presentaron una ligera variación en cuanto a los valores de pH sin presentar valores extremos en los tres tipos de agua.

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La urea es la que presenta menor variación en cuanto a la conductividad eléctrica en los tres tipos de agua por lo que no va generar un incremento de la salinidad en el agua de riego.

BIBLIOGRAFIA: 

Boletín científico técnico INIMET. Instituto Nacional de Investigaciones en Metrología. Cuba. 2010. Revisado el 4 de julio del 2015. Disponible en: http://www.redalyc.org/pdf/2230/223017807002.pdf

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La solubilidad de fertilizantes. Articulo revisado el 4 de julio de 2015. Disponible en: http://www.smartfertilizer.com/articulos/solubilidad-de-fertilizantes

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http://www2.inia.cl//biblioteca/boletines/NR323 34.pdfmedios

MANEJO DEL RIEGO LOCALIZADO Y FERTIRRIGACIÓN. INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS

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FERTIRRIGACIÓN CON RIEGO LOCALIZADO: UN SISTEMA EN EXPANSIÓN. Juan Manuel Bohórquez Caro

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http://www.fertilizando.com/articulos/fertilizan tes%20y%20soluciones%20concentradas.asp

Fertilizantes y Soluciones Concentradas. Equipo del Proyecto Fertilizar INTA Pergamino

ANEXOS.