Fertirrigación en planteles y semilleros

PLANTELES
CAPÍTULO 5
Fertirrigación
en planteles y semilleros
Antonio L. Alarcón
y Consuelo Egea
▲
La estructura de este capítulo está enfocada desde una
perspectiva descriptiva de la técnica de fertirrigación y su
aplicabilidad a productos de vivero (ornamentales, frutales y forestales) y semilleros de planta hortícola. Se pretende una simplificación de conceptos para una fácil
comprensión de los mismos y la aportación de datos que
resulten útiles desde el punto de vista práctico.
Además de la vertiente económica o productiva de
los sistemas agrarios, actualmente cobra mucha importancia el valor medioambiental, es decir, el desarrollo tecnológico sostenible con el medio. En este sentido, la práctica de la fertilización exige una aplicación racional de fertilizantes, preservando al medio de contaminaciones. En
este sentido, la técnica de la fertirrigación que permite el
fraccionamiento de los fertilizantes según las necesidades
diarias de la planta, así como un máximo aprovechamiento
de los recursos hídricos, adquiere una especial importancia.
CONCEPTO DE FERTIRRIGACIÓN
El término fertirrigación es ya de uso cotidiano entre
las personas vinculadas a la agricultura intensiva, y sobre
su concepto, que engloba la nutrición hídrica y mineral
de los cultivos, se concentra buena parte de los avances
técnicos y tecnológicos que sustentan el desarrollo de la
agricultura española actual.
Fertirrigación significa literalmente aplicación simultánea del agua de riego y los fertilizantes, generalmente
de manera localizada y con elevada frecuencia. La localización del riego limita las pérdidas de agua por evapotranspiración superflua o innecesaria y, siendo menor el
volumen mojado, se reduce la capacidad de almacenamiento, por lo que se precisan aplicaciones frecuentes a
dosis reducidas (lo que repercute en la disminución de
pérdidas de agua por escorrentía e infiltración).
En el contexto económico actual, el objetivo de las
explotaciones agrícolas es la obtención del máximo rendimiento, incluyendo la búsqueda de sistemas de cultivo
más racionales y eficaces que los tradicionales. Son muchas las ventajas que supone la fertirrigación localizada,
ahorros de agua, fertilizantes, mano de obra, labores culturales, a la vez que se incrementa el rendimiento de los
cultivos (mayor productividad, calidad y precocidad). Un
adecuado manejo de estos sistemas incide en una plena
disponibilidad para que las raíces puedan obtener el agua
y los nutrientes esenciales para un óptimo crecimiento.
CAPÍTULO 5
NECESIDADES DE LAS PLANTAS
En la figura 1 se esquematizan las condiciones necesarias para el crecimiento de las plantas.
Hoy día, el riego pasa a ser una auténtica tecnología cuyo
objetivo es mantener la disponibilidad de agua en la zona
radicular a nivel óptimo para obtener un rendimiento lo más
próximo posible a la máxima productividad potencial del
cultivo en un ambiente dado. La manera de alcanzar este nivel óptimo de humedad en la zona radicular da lugar a los
distintos sistemas de riego que han ido evolucionando a lo
largo del tiempo. En las nuevas técnicas de riego bajo presión, el agua es aplicada para satisfacer la demanda hídrica
diaria del cultivo y no con el objeto de crear un almacén de
agua, una adecuada dosis y frecuencia de riego elimina las
situaciones extremas de exceso y déficit hídrico, y mantiene
el suelo/sustrato a una humedad constante e idónea para que
la planta encuentre, no sólo el agua, sino también el oxígeno
y los nutrientes precisos con el mínimo esfuerzo por su parte.
La planta obtiene su energía a través de la radiación
luminosa. Simplificadamente, el proceso consta de dos
fases, la fotosíntesis que tiene lugar en presencia de luz,
en la que la planta capta el dióxido de carbono atmosférico y sintetiza glucosa (azúcares) desprendiendo oxígeno:
CO2 + H2O
C6H12O6 + O2
69
COMPENDIOS DE HORTICULTURA
Figura 1:
Esquema de las condiciones necesarias
para el crecimiento de las plantas
OPTIMIZACIÓN DEL APORTE
HÍDRICO EN VIVEROS Y SEMILLEROS
Para la producción de un kg de materia vegetal seca,
se necesitan entre 200 y 800 litros de agua. Las necesidades de agua de las plantas van a depender de la especie y
su estado fenológico, del medio de cultivo y de las condiciones ambientales. Resulta evidente que estas necesidades se concentran en las horas del día de mayor insolación, entre las 12 y 18 horas, y que existen especies de
bajo consumo y otras de consumo hídrico superior, en
función de su número y reparto de estomas, el espesor y
permeabilidad de su cutícula, la superficie foliar, etc.
El 98-99 % del agua que absorbe la planta se pierde
en el proceso transpirativo. Para evaluar las necesidades
de riego, hay que añadir la pérdida de agua desde la superficie del suelo/sustrato, es decir, las necesidades de
agua de un cultivo vienen marcadas por el agua perdida
por evapotranspiración. Una transpiración excesiva puede
llevar a la planta al cierre de sus estomas, interrumpiendo
de este modo el proceso fotosintético, y una tasa de transpiración demasiado baja puede romper las células de los
tejidos (formación de grietas).
Para una gestión racional de la nutrición hídrica en un
vivero, se calcula la dosis de riego en función del volumen y características físico-químicas del suelo/substrato,
y se ajusta la frecuencia de riego en función de la demanda hídrica de la planta.
Y la respiración, mediante la cual, en oscuridad se
queman estos azúcares generando la energía que la planta
necesita para todos sus procesos metabólicos:
C6H12O6 + O2
ENERGÍA
Resulta evidente que la raíz respira para obtener la
energía necesaria para la absorción hídrica y mineral, por
lo que es crítica una adecuada aireación del suelo/sustrato. La cantidad de oxígeno utilizada por las raíces para
respirar es diez veces superior a la empleada por la parte
aérea. Además, si el agua y los nutrientes se encuentran
en el entorno radical en la cantidad, proporción y estado
de asimilabilidad adecuados, esta absorción tendrá lugar
con el mínimo gasto energético, pudiendo emplearse esta
energía ahorrada en incrementar el rendimiento productivo de la planta.
Se pretenden unas condiciones constantes de baja tensión del agua en el suelo, lo que se consigue con una aplicación frecuente de agua a las dosis adecuadas. Para no
producir un déficit nutricional en la planta por lavado de
nutrientes del perfil del suelo, se realiza una aplicación
simultánea de los nutrientes esenciales disueltos. Bajo estas condiciones, los nutrientes presentan un grado de
aprovechamiento muy superior al de sistemas tradicionales, siempre que se suministren en la dosis y equilibrio
adecuados, al mostrar mayor movilidad y una distribución más homogénea en el entorno radicular.
70
En un sustrato, el potencial hídrico se sitúa normalmente entre 10 y 20 cb, para que la absorción hídrica no
suponga un gasto energético innecesario. En viveros, la
dosis de riego en riego localizado viene determinada por
la el agua disponible (AD), fácilmente utilizable por la
planta, que presenta el sustrato, más concretamente por
una fracción de la misma. Es evidente que los sustratos
más permeables, tienen menor capacidad de retención
hídrica, y necesitarán dosis más reducidas de riego, y por
tanto, una mayor frecuencia del mismo. Los datos de disponibilidad de agua se determinan en laboratorio y están
definidos para la mayoría de sustratos. Para contenedores
pequeños (3-5 litros) en riego por goteo, puede aplicarse
la siguiente fórmula para el cálculo de la dosis de riego:
Dosis (litros) = AD por litro de sustrato x Volumen
contenedor (litros) x 0.33
En función del caudal de los emisores podemos fácilmente calcular la dosis de riego en tiempo, que debe permitir la obtención de un ligero drenaje para evitar la acumulación de sales en el medio.
Cuando el sistema de riego es por aspersión, el cálculo de la dosis de riego es más complejo debido a la dificultad para calcular el agua que realmente llega al contenedor, siendo conveniente establecer el porcentaje de
captación de agua que tiene el cultivo en cuestión, y tenerlo en cuenta en la fórmula anterior.
El ajuste de la frecuencia puede establecerse de modo
horario, si bien, la programación horaria de los riegos
CAPÍTULO 5
PLANTELES
plantea problemas, por muy ajustados que éstos sean, un
día nublado puede implicar exceso de aporte respecto a la
cantidad de agua necesaria y un día excepcionalmente caluroso se traduciría en déficit hídrico temporal para la
plantación. Actualmente existen en el mercado numerosos métodos capaces de solucionar este problema, son los
denominados métodos de riego por demanda: balanzas
que accionan el riego como respuesta a una pérdida de
peso (válido para cultivos en contenedor); sensores de radiación (solarímetros) que disparan el riego al alcanzar
cierto valor de radiación acumulada, aproximadamente el
75 % de la radiación incidente es utilizada para la transpiración del agua; tensiómetros que miden la variación
del potencial hídrico del suelo (más adecuado para viveros en suelo que para cultivos en contenedor debido a la
hetereogeneidad en la humidificación de los sustratos y
las limitaciones de contactos imperfectos en sustratos de
textura gruesa); unidades evaporimétricas que disparan el
riego mediante sondas de nivel en función de la evaporación sufrida; utilización de sondas de conductividad
como medida del potencial hídrico del sustrato que accionan el riego al alcanzar un valor de CE prefijado; medida
de la microvariación del grosor de troncos o tallos del vegetal que al perder agua experimentan una contracción; etc.
Otra posibilidad a la hora de gestionar el aporte hídrico en viveros en suelo, consiste en hacerlo a través de
la lectura directa de variables climáticas (radiación, temperatura, humedad relativa y velocidad del viento) como
responsables de la evapotranspiración del cultivo, y teniendo en cuenta un factor (Kc) que define el ritmo de
consumo hídrico del cultivo según su fase de desarrollo.
Esta gestión hídrica del cultivo también depende directamente del sistema de riego existente. En un vivero
podemos encontrar desde riego por surcos, hasta aspersores fijos (barras oscilantes y aspersores rotativos), sistemas móviles (carros de riego y enrolladores), sistemas de
subirrigación y riegos localizados.
De ellos mencionar que los carros de riego, utilizados en
semilleros hortícolas y pequeños contenedores donde el cultivo alcanza poca altura, es el sistema que muestra una mejor uniformidad de riego, además de ofrecer la posibilidad
de realizar tratamientos herbicidas y fitosanitarios a través
de ellos. Los sistemas por subirrigación están creando adeptos cuando se trata de obtener cultivos en maceta donde no
pueden mancharse ni dañarse las hojas o las flores, cuando
existen grandes riesgos de problemas fitosanitarios en la
parte aérea del vegetal y por la posibilidad de reciclar las soluciones nutritivas empleando este sistema.
En cuanto a los sistemas de riego localizado más empleados en viveros están el riego por goteo, los minidifusores, las alcachofas calibradas y las cintas de riego.
NUTRICIÓN MINERAL.
SOLUCIONES NUTRITIVAS
Las plantas para completar su metabolismo necesitan
una serie de elementos químicos esenciales que deben ser
CAPÍTULO 5
Cuadro 1:
Elementos esenciales para las plantas
y las formas en las que son principalmente
absorbidos o asimilados
Elemento
esencial
Símbolo
Peso
Forma de Peso iónico
químico atómico absorción o molecular
Nitrógeno
N
14.0
NO-3
NH+4
62.0
18.0
Fósforo
P
31.0
H2PO4-
97.0
Potasio
K
39.1
K+
39.1
+2
40.1
Calcio
Ca
40.1
Ca
Magnesio
Mg
24.3
Mg+2
24.3
S
32.1
SO4-2
96.1
Boro
B
10.8
H3BO3
61.8
Hierro
Fe
55.8
Fe+2
55.8
Azufre
+2
Manganeso
Mn
54.9
Mn
Cinc
Zn
65.4
Zn+2
65.4
+2
63.5
Cobre
Cu
63.5
Cloro
Cl
35.5
Molibdeno
Cu
Cl-
54.9
35.5
-2
Mo
95.9
MoO4
Carbono
C
12.0
CO2
HCO-3
CO3
159.9
44
61.0
60.0
Hidrógeno
H
1.0
H 2O
en otros
iones
18
Oxígeno
O
16.0
H 2O
en otros
iones
18
aportados en la cantidad y proporción adecuadas y en estado asimilable. El cuadro 1 muestra dichos elementos y
las formas químicas bajo las que principalmente son absorbidos.
Conviene resaltar que cuando manejamos cultivos en
sustrato, el aporte fertilizante queda fundamentalmente limitado por dos parámetros:
● El volumen de sustrato y su capacidad de almacenamiento de nutrientes, viene determinada principalmente
por la capacidad de intercambio catiónico (CIC). El cuadro 2 muestra la CIC para diversos sustratos de cultivo.
En este punto conviene dejar claros algunos aspectos:
- Cuando un sustrato presenta nula o escasa CIC, resulta imprescindible la aplicación de nutrientes en cada
riego y según la demanda momentánea de la planta, y
siempre con dosis bajas y de manera frecuente según la
curva de retención hídrica del sustrato. En este caso, los
nutrientes asimilados por la planta proceden directamente
de los aplicados disueltos en la solución nutritiva, ya que
ninguno queda almacenado en el sustrato. Los sustratos
con CIC media o elevada (>20 meq/100g) pueden mante-
71
COMPENDIOS DE HORTICULTURA
Cuadro 2:
Capacidad de intercambio catiónico de diversos
materiales utilizados como sustrato
Material
CIC (meq/l de sustrato)
Turba rubia
119-130
Turba parda-negra
200-400
Corteza de pino fresca
Corteza de pino compostada
60-90
100-150
Compost urbano
150
Corteza de frondosas
compostada
180
Lana de roca
0
Arcilla expandida
0-5
Arena
0-5
Puzolanas
1-3
Perlita
1-5
Vermiculita
90-150
Fibra de coco
50-70
Cuadro 3:
Clasificación de las plantas según su tolerancia
a la salinidad
Clasificación
Especies
Muy sensibles
Azalea, Anemone, camelia,
Cytisus x praecox, fresa, gardenia,
pittosporum tobira, primula, Mahonia
aquifolium, bulbosas, esquejes,
plántulas de semillas hasta que echen
raíces activas, epifitas (orquídeas
y bromeliáceas), Asparagus plumosus
Sensibles
Aphelandra, Clivia miniata, Erica,
Ficus benjamina, lechuga, pimiento,
plantas de temporada en general,
helechos, plantones de frutales,
freesia, gerbera, rosa
nerse con un riego fertilizante intermitente, si bien, es
preferible una aplicación de solución de fertirriego siempre, ya que de este modo se puede mantener un equilibrio
óptimo continuo de elementos nutrientes según las necesidades de la planta.
- El sustrato con cierta CIC va a retener o almacenar
los nutrientes que son absorbidos en forma catiónica
(cuadro 1), mientras que los nutrientes de carácter aniónico, estarán sujetos a un elevado riesgo de lixiviación o
lavado, excepto el fósforo que en determinadas situaciones puede quedar retenido por los coloides orgánicos e
inorgánicos del sustrato, generalmente a través de puentes de calcio. La no retención de aniones es especialmente importante en el caso del nitrógeno. Frecuentemente el
50-70% del nitrógeno aplicado en forma nítrica se pierde
por lixiviación, la utilización del riego por goteo y el
control en la fertirrigación consiguen una importante reducción de estas pérdidas.
- El potasio es retenido con menor fuerza que calcio y
magnesio en el sustrato, es extremadamente soluble y dado
que es un nutriente requerido en cantidades importantes,
frecuentemente, la cantidad almacenada en el sustrato resulta insuficiente. Sus pérdidas por lixiviación también
pueden ser importantes.
- Cuando manejamos sustratos con CIC nula o baja y/
o de naturaleza inorgánica, no se deben aportar fertilizantes amoniacales y/o ureicos más que en cantidades muy
reducidas.
● La tolerancia a la salinidad de la especie cultivada:
cada planta tiene unos límites de tolerancia a la salinidad,
por encima de los cuales, la presión osmótica generada en
el entorno radical impide la normal absorción de agua del
cultivo, necesitando el vegetal un aporte energético suplementario para su nutrición hídrica, lo que repercute
marcadamente en el rendimiento del cultivo. Cuanto mayor
sea la presión osmótica o la conductividad eléctrica (CE)
de la disolución del suelo/sustrato, más lenta será la absorción de agua. El cuadro 3 muestra una clasificación de
plantas según su tolerancia a la salinidad. Además, conviene aclarar algunos aspectos:
Tolerantes
Clavel, crisantemo, Cupressus,
arizonica, Dieffenbachia, Hydrangea,
Magnolia grandiflora, Poinsettias,
Pelargoniums, Saintpaulias, melón,
pepino, Philodendro, tomate
- Los límites de tolerancia a la salinidad son mayores
en invierno y en estado adulto que en verano y plantas jóvenes. En relación a esto, el espacio de agua en un sustrato a base de turba, puede mantenerse a niveles más altos en verano (50%) que en invierno (40%). Cuanto mayores sean las necesidades de agua de la planta para la
transpiración, menor será la CE en el medio de cultivo.
Muy tolerantes
Acacia, Atriplex, Bougainvillea,
Callistemon citrinus, Cordyline
indivisa, Dietes vegeta, Hibiscus,
Spartium junceum, Yucca
- En cultivos en sustrato las sales provienen de las liberadas por el mismo, las presentes en el agua de riego
utilizada y las aportadas en forma de fertilizantes.
- En el entorno radical, conforme la planta consume
agua, las sales no absorbidas por el vegetal sufren una
progresiva concentración en el medio, aumentando de
este modo el contenido salino y la presión osmótica (salvo que la planta absorba proporcionalmente más sales
que agua). Esta es otra razón importante para mantener
un estado de humedad óptimo de sustrato en cada momento.
72
CAPÍTULO 5
PLANTELES
Figura 2:
Curva de CE en agua desionizada en algunos fertilizantes líquidos y sólidos
de uso más difundido
Otros aspectos a tener en cuenta de cara a la nutrición
mineral de plantas de vivero se reseñan a continuación.
La absorción de nutrientes está influida determinantemente por la temperatura del sustrato, ante situaciones de
frío se produce un descenso en la absorción de aniones
(fosfatos, nitratos, sulfatos) en relación a la absorción de
cationes (potasio, calcio, magnesio, amonio). Además, se
necesita más energía y mejor oxigenación de la raíz para
la absorción de aniones que de nutrientes catiónicos.
El potasio favorece el almacenamiento de los azúcares formados, mientras que el nitrógeno promueve su utilización para la construcción de nuevas células. Esto hace
que la relación N/K sea de vital importancia para controlar procesos como desarrollo vegetativo, floración, maduración de frutos, formación de semillas, dureza de tallos,
etc. En general, un aumento de la energía radiante provoca mayores necesidades de nitrógeno y menores de
potasio.
El desequilibrio entre los diferentes elementos nutritivos puede causar problemas graves de antagonismos que
dificultarán la correcta absorción mineral. Especialmente
importantes son K/Mg, K/Ca y Ca/Mg, estos tres elementos deben guardar una correcta proporción entre ellos.
Las deficiencia de micronutrientes, frecuentemente son
causadas, más que por su escasez, por interacciones debidas a un exceso de otros nutrientes.
Generalmente los sustratos, incluso las turbas, en su
estado virgen, presentan un contenido en nutrientes disponibles casi insignificante. Los nutrientes necesarios para
el desarrollo de los cultivos han de ser aportados como fertilizantes.
Cultivo ornamental en contenedor y fertirrigación
Los sustratos orgánicos, como las turbas, presentan una
actividad biológica, que hay que tener en cuenta de cara
al proceso de fertirrigación. Al inicio de un cultivo, se
incrementa sensiblemente la actividad microbiana y retie-
CAPÍTULO 5
73
COMPENDIOS DE HORTICULTURA
Cuadro 4:
Equivalencias entre los distintos fertilizantes empleados en fertirrigación
respecto a sus aportes nutritivos principales N-P-K
Abonos 1 g de:
Equivalencias en cuanto al aporte de nitrógeno (g del fertilizante)
Nitrato Nitrato Sulfato Nitrato
Urea
Fosfato Nitrato Solución Solución Ácido
cálcico magnesio amónico amónico cristalina monoam. potásico
N-32
N-20 nítr. 59%
Nitrato cálcico
Nitrato magnesio
1
1.41
0.74
0.46
0.34
1.29
1.19
0.48
0.78
1.18
0.71
1
0.52
0.33
0.24
0.92
0.85
0.34
0.55
0.84
Sulfato amónico
1.35
1.91
1
0.63
0.46
1.75
1.62
0.66
1.05
1.60
Nitrato amónico
2.16
3.05
1.60
1
0.73
2.79
2.58
1.05
1.68
2.56
Urea cristalina
2.97
4.18
2.19
1.37
1
3.83
3.54
1.44
2.30
3.51
Fosfato monoam.
0.77
1.09
0.57
0.36
0.26
1
0.92
0.38
0.60
0.92
Nitrato potásico
0.84
1.18
0.62
0.39
0.28
1.08
1
0.41
0.65
0.99
Solución N-32
2.06
2.91
1.52
0.96
0.70
2.67
2.46
1
1.60
2.44
Solución N-20
1.29
1.82
0.95
0.60
0.43
1.67
1.54
0.63
1
1.53
Ácido nítr. 59%
0.85
1.19
0.62
0.39
0.28
1.09
1.01
0.41
0.66
Abonos 1 g de:
Equivalencias en cuanto al aporte de fósforo (g del fertilizante)
Fosfato
monoamónico
Fosfato
biamónico
Fosfato
de urea
Fosfato
monopotásico
Ácido
fosfórico 75%
1
1.13
1.36
1.18
1.11
Fosfato monoamónico
Fosfato biamónico
0.88
1
1.20
1.04
0.98
Fosfato urea
0.73
0.83
1
0.86
0.81 de
Fosfato monopotásico
0.85
0.96
1.16
1
0.94
Ácido fosfórico 75%
0.90
1.02
1.23
1.06
1
Abonos 1 g de:
Equivalencias en cuanto al aporte de potasio (g del fertilizante)
Cloruro
de potasio
Sulfato
de poatasio
Nitrato
potásico
Fosfato
monopotásico
Cloruro potasio
1
1.15
1.30
1.76
6.00 de
Sulfato potasio
0.87
1
1.13
1.53
5.20 de
Nitrato potásico
0.77
0.88
1
1.35
4.60
Fosfato monopotásico
0.57
0.65
0.74
1
3.40
Solución ácida
de potasio (0-0-10)
0.17
0.19
0.22
1.29
1
ne considerables cantidades de nutrientes, sobre todo, nitrógeno, conforme transcurre el cultivo, estas cantidades se
van liberando y pasan a estar disponibles para la planta.
Fertilizantes empleados
en fertirrigación
Se denomina fertilizante o abono a todo producto natural o sintético, orgánico o inorgánico, que se añade al
suelo o a las plantas para poner a disposición de éstas
nutrientes necesarios para su desarrollo. Los fertilizantes
empleados en fertirrigación deben ser abonos líquidos o
sólidos especiales de alta solubilidad, es decir, cuyo residuo insoluble en agua a 15ºC, a la mayor dosis de empleo
recomendada, sea inferior al 0.5%.
74
Solución ácida
de potasio (0-0-10)
Como norma general, los abonos sólidos empleados en
fertirrigación son sales altamente disociables, es decir, en disolución se separan en sus correspondientes partes catiónica
y aniónica (lo que ya sucede en los abonos líquidos) generando un incremento específico de la CE, ésto conlleva a un
aumento de la presión osmótica de la disolución disponible
en el entorno radical, lo que dificulta la absorción hídrica
por parte de la planta. Ya se han mencionado las sensibilidades, tolerancias y resistencias de diversos cultivos a la
salinidad (CE), en este parámetro no sólo hay que considerar la CE del agua de riego, sino que hay que añadir el incremento sufrido en la misma al adicionar los fertilizantes.
De una manera muy genérica, ya que depende de numerosos factores (especie y estado fenológico, técnica de
CAPÍTULO 5
PLANTELES
Figura 3:
Curva de CE en agua desionizada correspondiente a algunos fertilizantes sólidos
más empleados en fertirrigación
riego, sistema de cultivo, calidad del agua de riego, tipo
de suelo/sustrato, condiciones climáticas, etc.) se puede
considerar como aceptable una CE total de 2-3 mS/cm,
con un máximo de incremento de CE debido al abonado
de 1 mS/cm.
En las figuras 2 y 3 se muestran las curvas de CE en
agua desionizada correspondientes a los fertilizantes sólidos más empleados en fertirrigación, más las correspondientes a los dos fertilizantes líquidos de uso más difundido (sin considerar los ácidos minerales nítrico, fosfórico y sulfúrico). Estas curvas pueden emplearse de modo
orientativo o aproximado para comparar los niveles de
salinidad inducidos por cada fertilizante estudiado. Para
poder establecer este tipo de comparaciones, resulta interesante tener en cuenta las equivalencias nutritivas de
cada uno de los fertilizantes, las cuales quedan recogidas
en el cuadro 4. Por ejemplo, una misma cantidad de nitrato amónico proporciona más del doble de nitrógeno que
el nitrato cálcico, cuando se persigue la dosificación exclusiva de este nutriente y los incrementos de CE pueden
ser limitantes del cultivo, es preciso tener claro las cantidades relativas de cada abono necesarias para cubrir los
requerimientos nutritivos de la plantación.
Elaboración de la solución nutritiva
Antes de elaborar cualquier solución nutriente, es recomendable analizar el agua de riego. Los cationes Ca+2,
Mg+2 y Na+, así como los aniones Cl- y SO4-2, pueden encontrarse en cantidades excesivas respecto a las necesidades de la planta, por lo que conviene tenerlo en cuenta a
la hora de escoger los fertilizantes y las cantidades relativas a aplicar. El nivel de iones CO3-2 y HCO3-, nos indicarán la necesidad de ácido a aplicar para ajustar el pH de
nuestra solución al valor óptimo, como después veremos.
El principal parámetro a la hora de evaluar la calidad de
un agua para riego es su contenido salido, determinado
indirectamente por medida de la CE. En el caso de plan-
CAPÍTULO 5
tas en maceta y viveros en general, se puede establecer la
siguiente clasificación según el valor de CE (dS/m a
25ºC): excelente (<0.25), buena (0.25-0.75), permisible
(0.75-2.0), dudosa (2.0-3.0) e inadecuada (>3.0).
Para elaborar una solución nutritiva, generalmente se
parte de soluciones madre de fertilizantes, donde se separan los fertilizantes según su grado compatibilidad y se
concentran según su solubilidad relativa y proporciones
requeridas (cuadros 5 y 6). Estas soluciones concentradas
se diluyen para obtener la solución nutriente final que se
aporta a la planta.
Cuando nos referimos a la cantidad de nutrientes en
solución, los datos son referidos a concentraciones molares o equivalentes (mmoles/l o meq/l), por ser este término de expresión más correcto cuando lo que manejamos son
disoluciones acuosas, en las que los diferentes nutrientes se
encuentran fundamentalmente en forma iónica. Para establecer las conversiones pertinentes a cantidades relativas
de fertilizantes, se puede utilizar el cuadro 7.
En el cuadro 8 se dan las soluciones nutritivas de partida o de referencia para diferentes especies y productos
de vivero. La solución nutritiva standard mostrada, sólo
es válida como orientación, ya que las necesidades son
muy diferentes según la especie, estado fenológico, sustrato, condiciones climáticas, calidad del agua de riego, etc.
En general, las plantas jóvenes ornamentales tienen
elevadas exigencias en nitrógeno y potasio y más reducidas en fósforo. Aunque resulta evidente que la adecuación de esta solución nutritiva va a depender de múltiples
factores tanto a nivel de sustrato como de planta y climáticos, por lo que conviene ir ajustándola en función de la
respuesta del cultivo, estimada a partir de controles análisis de referencia de la solución del sustrato, el material
vegetal o la solución drenada. El cuadro 9 muestra los diferentes niveles de referencia para diversos métodos de
75
COMPENDIOS DE HORTICULTURA
Cuadro 5:
Orientaciones sobre la compatibilidad de mezclas de los principales fertilizantes para fertirrigación
SA
SA
U
X
NC
O
U
NC
NP
NA
AF
MAP
DAP
FMP
CP
SP
SN
NPK
SM
X
O
+
+
X
X
X
X
+
+
+
+
+
X
X
O
X
X
X
X
+
+
O
O
X
+
O
O
O
O
O
+
O
X
O
O
X
NP
+
X
+
NA
+
O
O
+
AF
X
X
O
+
X
MAP
X
X
O
+
X
+
DAP
X
X
O
+
X
+
+
FMP
X
X
O
+
X
+
+
+
CP
+
+
+
+
+
+
+
+
+
SP
+
+
O
+
+
+
+
+
+
+
SN
+
O
X
+
X
X
X
X
X
+
+
NPK
+
O
O
+
X
X
X
X
X
+
X
SA: Sulfato amónico.
U: Urea. NC: Nitrato cálcico.
NP: Nitrato potásico.
NA: Nitrato amónico.
AF: Ácido fosfórico.
MAP: Fosfato monoamónico.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
X
X
X
X
+
+
X
X
+
+
+
+
+
+
X
X
X
+
+
+
+
X
X
+
+
+
+
X
X
+
+
+
X
X
+
+
+
+
+
+
X
+
X
+
X
X
SM: Sulfato de magnesio.
O: Mezcla prohibida
X: Mezcla posible en el momento de su aplicación
+: Mezcla sin limitaciones
DAP: Fosfato biamónico.
FMP: Fosfato monopotásico.
CP: Cloruro potásico.
SP: Sulfato potásico.
SN: Solución nitrogenada.
NPK: Complejos N-P-K.
Cuadro 6:
Concentraciones máximas aconsejables para la preparación de las soluciones madre,
concentraciones normalmente empleadas en los tanques de solución madre
y dosis de empleo orientativas para distintos fertilizantes
Fertilizante
Concentración máxima
Concentración normalmente
aconsejada para solución madre empleada para solución madre
Dosis orientativas
de empleo
Nitrato amónico
35%
20%
0.2-0.4 g/l, hasta 1 g/l si se quiere
forzar el abonado nitrogenado
Urea
35%
10%
0.5-1 g/l, máximo 2 g/l
Solución N-32
35%
20%
0.2-0.5 g/l, máximo 1 g/l
Solución N-20
Sin límite
20%
0.3-0.5 g/l, máximo 1 g/l
Ácido fosfórico
Sin límite
10%
0.1-0.5 g/l vigilando el pH
Ácido nítrico
Sin límite
10%
0.1-0.3 g/l vigilando el pH,
para limpieza 1Kg/m2 durante 12
horas con conducciones cerradas
Fosfato
monoamónico
15% en invierno
20% en verano
10%
0.1-0.3 g/l, máximo 1 g/l
Nitrato potásico
12% en invierno
15% en verano
10-15%
0.5-0.8 g/l, máximo 1 g/l
Sulfato amónico
12%
7.5%
0.1-0.3 g/l, máximo 0.5 g/l
20% en invierno
25% en verano
10%
0.2-0.5 g/l, máximo 0.8 g/l
10%
7.5%
0.2-0.5 g/l, máximo 0.8 g/l
Fosfato-urea
Sulfato potásico
Nitrato cálcico
20%
20%
0.3-0.8 g/l, máximo 1 g/l
Nitrato de magnesio
25%
10%
0.2-0.5 g/l, máximo 1 g/l
Fosfato monopotásico
20%
10%
0.1-0.3 g/l, máximo 1 g/l
Sulfato de magnesio
10%
7.5%
0.2-0.5 g/l, máximo 1 g/l
76
CAPÍTULO 5
PLANTELES
Cuadro 7:
Cantidad de milimoles de componentes iónicos aportados por gramo (fertilizantes sólidos)
o ml (líquidos) de los principales fertilizantes empleados en fertirrigación.
Los cálculos se han efectuado teniendo en cuenta las composiciones normalmente garantizadas
Fertilizantes
Iones (mmoles/ml de fertilizante)
NO3-
líquidos, 1ml de:
NH+4
Ácido fosfórico 75%
H2PO-4
K+
Ca+2
Mg+2
SO4-2
Cl-
12.0
Ácido nítrico 59%
12.7
Ácido sulfúrico 98%
18.8
Solución nitrogenada N-32*
7.6
7.6
Solución nitrogenada N-20
9.1
9.1
Solución ácida de potasio (0-0-10)
0.9
2.3
Fertilizantes
Iones (mmoles/ml de fertilizante)
sólidos, 1ml de:
NO3-
NH+4
Nitrato cálcico 15.5% N, 27% CaO
10.3
0.8
Nitrato magnesio 11%N, 15.7% MgO
7.9
Sulfato amónico 21%N, 58.8% SO3
Nitrato amónico 35.5% N
H2PO-4
K+
Mg+2
SO4-2
Cl-
4.8
3.9
15.0
12.0
7.4
12.0
Cloruro potásico 60% K2O
12.7
Sulfato potásico 52% K2O, 47.5% SO3
11.0
Fosfato monoamónico (12-61-0)
8.6
8.6
Fosfato diamónico (21-53-0)
15.0
7.5
Nitrato potásico (13-0-46)
Ca+2
9.3
Fosfato monopotásico (0-51-34)
12.7
5.9
9.8
7.2
Sulf. magnesio 16% MgO, 31.7% SO3
7.2
4.0
4.0
* La solución N-32 aporta además 15.1 mmoles de N-ureico no disociado por ml
análisis de la solución del sustrato, y el cuadro 10 presenta valores de referencia en el extracto 1:6 para plántulas
de semillero y ornamentales en maceta. El cuadro 11
muestra los niveles normales de macronutrientes en hoja,
en % sobre materia vegetal seca, de algunas plantas de
vivero.
Acidificación de la solución nutriente.
Importancia del factor pH
De acuerdo con la composición química de las aguas
de riego normalmente empleadas, el poder tampón o amortiguador de éstas ante la adición de un compuesto ácido,
depende casi exclusivamente de la presencia de ion bicarbonato (HCO3-). Este anión es la especie predominante
del equilibrio del ácido carbónico en disolución entre pH
4 y pH 8.3, y es determinante en el valor de pH de la solución. Al adicionar un ácido, es decir, cualquier sustancia capaz de aportar iones hidrógeno (H+) y que, generalmente, en nuestro caso se trata de los ácidos nítrico, fosfórico o sulfúrico, se produce la siguiente reacción de
neutralización:
HCO3- + H+
CAPÍTULO 5
H2O + CO2
Se eliminan iones bicarbonato, para obtener agua y
dióxido de carbono gas. Esta es la principal reacción que
va a gobernar el pH de una solución nutritiva, y en base a
ella se explica el escaso incremento de CE encontrado al
ajustar el pH de la solución nutriente con ácidos, aportamos una especie iónica, pero desaparece una cantidad equivalente de ion bicarbonato.
El ajuste del pH de la solución nutriente en fertirrigación, nos proporciona múltiples aspectos ventajosos,
los dos principales se citan a continuación.
pH óptimo para la disponibilidad
de elementos nutritivos
Cada uno de los elementos esenciales para las plantas
presentan un rango de pH, en el que las formas asimilables
por los cultivos, se encuentran a la mayor disponibilidad.
Este rango de pH es variable para cada uno de los nutrientes esenciales, presentándose en torno a pH 6.5 la
mejor disponibilidad de la mayor parte de los elementos
nutritivos. Por esta razón, el pH de las soluciones nutritivas bajo fertirrigación en general, se establece en torno a
5.5, este valor con los posteriores reequilibrios, generalmente asciende hasta 6.0-6.5 a la salida del emisor.
77
COMPENDIOS DE HORTICULTURA
Cuadro 8:
Soluciones nutritivas de partida o de referencia para diferentes cultivos y productos de viveros y semilleros*.
Cultivo
NO3-
Solución estándar
12.0
0.5
1.2
5.0
4.0
2.0
2.0
Coníferas en general
2.1
1.7
0.5
1.0
0.6
0.3
0.95
Abeto
3.7
0.3
0.2
0.8
1.25
0.3
0.15
Cedro
4.7
2.0
0.5
2.0
0.4
0.4
0.2
Pino
1.8
0.5
0.3
0.8
0.65
0.25
0.5
NH+4
H2PO-4
K+
Ca+2
Mg+2
SO4-2
Plantones de cítricos
13.0
0.6
1.6
7.2
4.5
2.25
2.25
Plantón frutales de hueso
13.0
0.5
1.3
10.0
4.0
2.0
2.0
Plantón frutales de pepita
12.0
0.5
1.5
8.0
4.0
2.0
2.0
Plántulas lechuga
10.0
0.5
1.0
4.0
3.5
1.0
1.0
Plántulas melón
10.0
0.5
1.0
5.0
3.5
1.5
1.5
Plántulas pepino
11.0
0.5
1.0
5.0
3.5
1.5
1.5
Plántulas pimiento
10.0
0.5
1.5
3.0
4.0
2.0
2.0
Plántulas tomate
8.0
0
1.5
5.0
4.0
1.5
1.5
Alstroemeria
13.2
1.25
1.25
8.0
2.9
1.0
1.25
Anthurium
7.5
0.5
1.0
6.0
1.5
0.5
1.0
Aster
11.0
0.5
1.5
6.0
5.0
2.0
2.0
Azalea
6.0
0.5
0.5
3.0
1.5
0.75
0.5
Begonia
9.0
0.5
1.0
6.0
2.0
0.75
1.0
Clavel
11.5
0.25
1.5
6.25
3.5
0.75
1.0
Chrysanthemum
10.5
0.5
1.0
5.0
3.0
1.0
1.0
Cyclamen
11.0
0.25
1.0
5.75
4.0
0.5
1.5
Cymbidium
8.0
1.25
1.25
4.0
1.5
1.0
1.0
Dianthus
7.0
0.75
0.8
4.0
1.6
0.6
0.7
Dieffenbachia
13.0
1.0
1.2
5.0
4.0
2.0
2.0
Euphorfia
11.5
1.0
1.5
6.0
3.5
1.0
1.5
Freesia
12.0
0.5
1.5
6.0
4.0
2.0
2.0
Gerbera
9.0
0.75
1.0
5.75
2.0
0.75
1.0
Iris
11.0
0.5
1.2
5.0
5.0
2.0
2.0
Plantas verdes
10.0
0.5
1.5
5.5
3.0
0.75
1.0
Poinsettia
11.5
0.25
1.5
7.25
3.5
0.75
1.5
Rosa
10.5
0.25
1.5
5.75
3.0
0.75
0.75
Sandersonia
10.0
0.5
0.5
5.0
5.0
2.0
2.0
Tulipán
11.0
1.0
1.3
5.0
5.0
2.0
2.0
Zantedeschia
14.0
1.0
2.0
5.0
5.5
2.0
2.0
* Los nutrientes se expresan en mM (milimoles/l). Conviene completar esta solución con un complejo
de micronutrientes comercial de concentraciones estándar, a razón de unos 20 mg/l
Existen además, unos valores de pH óptimos para la
absorción y funcionamiento radicular de cada especie. De
esta forma, existen plantas que se adaptan mejor a niveles
bajos de pH (especies acidófilas) y otras que, por el contrario, se desarrollan más adecuadamente en condiciones
de pH superiores (especies neutrófilas o basólifas). Este
factor, aunque generalmente muestra menor importancia
que la disponibilidad de elementos nutritivos, también
conviene tenerlo en cuenta.
78
Prevención y/o eliminación de obstrucciones
y depósitos en redes de riego y emisores
Las obstrucciones de emisores y redes de riego suceden fundamentalmente por tres causas diferenciadas: físicas (sólidos en suspensión), biológicas (bacterias y algas)
y químicas (formación de precipitados). Las aguas de procedencia superficial, presentan generalmente problemas
asociados a obstrucciones de origen biológico, algas y
bacterias que forman agregados obstruyendo los emiso-
CAPÍTULO 5
PLANTELES
res. Los residuos de descomposición de algas pueden acumularse en tuberías y emisores y servir de soporte para el
crecimiento de una masa viscosa de bacterias.
Las aguas de procedencia tanto superficial como subterránea, a menudo contienen elevados niveles de sales
disueltas que pueden precipitar formando incrustaciones.
El carbonato cálcico es el constituyente más común de
las incrustaciones, generalmente en la forma mineral de
calcita que se forma a las temperaturas comunes dentro
de los sistemas de fertirrigación.
El riesgo de formación de obstrucciones de origen
químico es muy elevado por encima de pH 7.5, con dureza superior a 300 o con niveles de hierro o manganeso
mayores de 1.5 ppm. La inyección de ácidos puede evitar
o redisolver las incrustaciones, reducir o eliminar la precipitación mineral y crear un ambiente indeseable para el
crecimiento microbiano.
La propia técnica de fertirrigación puede también contribuir a los problemas de ensuciamientos y obstrucciones
de redes de riego y emisores, ya que estamos aportando
fertilizantes minerales que no son más que sales solubles
que contiene elementos nutritivos necesarios para el cultivo. Conviene tener en cuenta que por encima de pH 6.5,
la disponibilidad del fósforo y el calcio pueden decrecer
considerablemente debido al predominio de la forma
HPO4-2 (que forma precipitados insolubles en contacto
con el calcio) sobre la forma H2PO4- (que forma compuestos muy solubles con el calcio). Por encima de pH 7
el riesgo de precipitación de calcio y magnesio en forma
de carbonatos, CaCO3 y MgCO3, es muy alto, lo que puede provocar importantes obturaciones de emisores y otros
componentes en los sistemas de fertirriego.
El hierro, a menos que se adicione diariamente o en forma quelatada, se encuentra en forma iónica disponible para
la planta en menos del 50% encima de pH 7, mientras que a
pH 8 no queda nada disponible debido a su precipitación
en forma de hidróxido férrico Fe(OH)3 (óxido, robín o
herrumbre). Por el contrario, por debajo de pH 6.5, más
del 90% del hierro permanece disuelto y disponible para
las plantas. El manganeso sigue una dinámica similar.
Resumiendo, el pH en las soluciones de fertirrigación,
debe ser tal que permita estar disueltos a la totalidad de
los nutrientes sin dañar las raíces, evitando de este modo
la formación de precipitados (algunos de los cuales pueden presentarse en forma de finísima suspensión invisible
al ojo humano) que pudieran causar obturaciones en los
sistemas de riego e indisponibilidad para la absorción radical de dichos nutrientes.
Automatización del proceso
de fertirrigación
La evolución tecnológica asociada al concepto de
fertirrigación va encaminada al diseño y fabricación de
sistemas, materiales, automatismos, sensores y otros elementos, que permiten sacarle el máximo rendimiento y
que aseguren la fiabilidad y eficacia del sistema.
CAPÍTULO 5
Carro de riego recogido en semillero hortícola
La uniformidad en el riego lograda en estas técnicas,
junto a la posibilidad de realizar otro tipo de labores
como aplicación de fitosanitarios y otros productos químicos (quimigación) o las marcadas ventajas de índole fisiológico que posibilitan un rendimiento económico más
ventajoso del cultivo, han supuesto la proliferación de
los nuevos equipos de fertirrigación, que automatizan y
controlan todos los procesos relativos a las redes de riego
y al proceso de dosificación de fertilizantes.
Estos equipos automáticos de fertirrigación constan
de una serie de elementos de regulación y manejo que,
intercalados o no en la red de riego, aseguran un control
racional y exhaustivo de los procesos de riego y fertilización. Su introducción generalizada en España es relativamente reciente y sigue una progresión geométrica paralela a la evolución del precio y la fiabilidad de los elementos electrónicos e hidraúlicos que los componen. Las posibilidades de manejo adaptables a las necesidades del
usuario de los modernos equipos de fertirrigación son
enormes.
El controlador de riego es el elemento de automatización que centraliza todas las órdenes encaminadas a
un eficaz funcionamiento del sistema. Un controlador de
79
COMPENDIOS DE HORTICULTURA
Cuadro 9:
Niveles óptimos o de referencia para diferentes métodos de análisis de la solución de sustrato
Determinación
CE (dS/m a 25ºC)
Nitrógeno (ppm)
Fósforo (ppm)
Potasio (ppm)
Calcio (ppm)
Magnesio (ppm)
Extracto de saturación
2.0-3.5
100-200
6-10
150-250
>200
>70
Extracto 1:1.15 v/v (método holandés) Extracto 1:6 v/v (método inglés)
1.3-1.8
0.5-0.9
50-75
80-200
10-30
25-75
60-80
100-550
60-100
50-200
30-45
20-100
Cuadro 10:
Niveles de referencia en extracto 1:6 en mg/l
Cultivo
Nitrógeno
Plántulas de semillero
Ornamentales en maceta
Fósforo
Potasio
Calcio
Magnesio
35-75
20-30
50-100
25-50
10-15
150-300
30-40
100-175
60-100
25-35
Cuadro 11:
Niveles normales de macronutrientes en hoja (% sobre peso seco) de algunas plantas de vivero
Cupressus
Nitrógeno
2.0-6.0
2.0-3.0
3.2-5.2
4.0-6.5
3.3-4.8
4.0-6.0
2.5-4.5
2.0-3.0
1.3-1.6
2.0-3.0
1.7-3.0
2.0-2.5
2.0-2.5
Fósforo
0.3-1.5
0.2-0.5
0.2-0.3
0.2-1.0
0.4-0.65
0.3-0.7
0.2-0.3
0.2-0.4
0.1-0.2
0.15-0.25
0.15-0.30
0.2-0.3
0.2-0.4
Potasio
2.0-6.0
1.0-1.6
2.5-6.0
4.5-6.5
2.5-4.5
1.5-3.5
1.8-2.5
1.0-2.0
0.6-1.0
3.0-4.5
2.0-3.0
1.0-1.6
1.5-2.0
Calcio
0.3-1.5
0.45-1.60
1.0-2.0
1.0-2.0
0.8-1.2
0.7-2.0
1.0-1.5
0.2-0.4
0.3-0.5
0.3-1.5
1.0-1.5
3.0-4.0
0.5-1.0
Magnesio
0.3-1.5
0.2-0.5
0.25-0.50
0.35-0.65
0.2-0.5
0.4-1.0
0.2-0.4
0.5-1.0
0.2-0.4
0.3-0.6
0.3-0.6
0.3-0.5
0.3-0.8
2.5-3.5
0.4-0.7
1.5-2.5
1.0-3.0
0.3-0.4
fertirrigación completo debe contemplar la puesta en marcha
y el paro en el momento preciso de bombas, válvulas de
mando, agitadores y dosifi-cadores de fertilizantes, dispositivos de control, medida, regulación, seguridad, emergencia,
etc. Todo ello como respuesta tanto a programas prefijados
como a condicionantes, previsibles o fortuitos, en la instalación, suelo/sustrato, cultivo o ambiente. Además el controlador de riego debe suministrar una información completa y
permanente de lo que acontece en la instalación, programas
ejecutados y en curso, tiempo y/o volumen de agua y fertilizantes aplicados, parámetros definitorios de la solución
nutriente aplicada (CE, pH, temperatura, etc.), caudales, incidencias, alarmas, averías, etc.
El mercado ofrece una enorme cantidad de controladores de fertirriego, adaptables a cualquier tipo de insta-
80
lación en función del grado de automatización que se
quiera conseguir y de la relación prestación/precio de
cada aparato. En función de los parámetros utilizados
como base de control y programación los podemos clasificar en tres grupos:
- Controlador basado en tiempos.
- Controlador basado en volúmenes.
- Controlador plurifactorial.
El cultivo de plantas en viveros y semilleros, donde la
calidad y el tiempo de formación del producto juegan un
papel primordial, deben encontrar en las técnicas de
fertirrigación y su automatización, el camino más racional para acometer las operaciones básicas de riego y fertilización de sus productos.
▲
Cultivo
General
Azalea
Clavel
Crisantemo
Geranio
Poinsettia
Rosa
Aphelandra
Ficus
Philodendron
Sansevieria
Plantones de cítricos
Arboles ornamentales
CAPÍTULO 5
PLANTELES
BIBLIOGRAFÍA
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