Fertilización adecuada de cultivos

La aplicación de fertilizantes químicos incrementa los rendimientos de los cultivos y la calidad de los productos cosechados.

suelo editadoLos agricultores sabemos que al momento de calcular las fórmulas óptimas de fertilización, debemos considerar muchos factores, tal y como ya ha sido señalado en otros artículos publicados anteriormente.

La alimentación y nutrición de los seres humanos depende principalmente de los nutrientes minerales, carbohidratos, vitaminas, proteínas y grasas contenidos en los alimentos de origen animal y vegetal.

Fuente de nutrición

La calidad de estas dos fuentes de alimento, dependen también de los nutrientes que contienen las provisiones que ellos consumen. Por ejemplo, la calidad nutritiva de un tomate, depende de la cantidad y fuente de nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre, entre otros, aportados por el suelo de la parcela de producción — cuando el cultivo se lleva a cabo en sistemas de producción en campo — o bien, o está en función de los nutrientes contenidos en la solución nutritiva de un sistema hidropónico.

En los últimos años, la calidad nutricional de los alimentos que son consumidos por los humanos ha tomado mayor relevancia en comparación con la cantidad producida. Por lo mismo, el objetivo del artículo es presentar información básica que deben tener en cuenta los agricultores al momento de seleccionar las fuentes y tipos de fertilizantes que aportan los nutrientes contenidos en ellos, y que son aplicados al suelo para nutrir los cultivos.

Fertilización con nitrógeno (N)

El nitrógeno es un componente esencial de los aminoácidos que a su vez forman las proteínas.

Este nutriente constituye el 17% de una molécula de proteína. En consecuencia, la concentración de las proteínas en las plantas depende de la cantidad de nitrógeno disponible.

El suplemento de N está determinado por la cantidad aprovechable por la planta durante el ciclo de cultivo: el N liberado a través de la mineralización de la materia orgánica y el aplicado a través de los fertilizantes químicos y orgánicos.

Para obtener adecuados rendimientos y de una calidad aceptable en cultivos de grano (gramíneas, leguminosas y oleaginosas), lo más importante es que la planta disponga de N durante todo el ciclo de cultivo, independientemente de la fuente (nítrica o amoniacal).

Las hortalizas de hoja como el repollo, espinaca, lechuga y el apio proporcionan a los seres humanos muchos tipos de vitaminas y elementos minerales.

Dado que estos cultivos se cosechan generalmente en etapas de crecimiento vegetativo, en las partes comestibles — tallos jóvenes y hojas — se pueden acumular grandes cantidades de nitrato.

Las hortalizas de hoja son la principal fuente de captación de nitrato por los seres humanos. Fertilizantes con N-amoniacal o urea pueden transformarse rápidamente en N-nítrico cuando se aplican al suelo en presencia de oxígeno.

El rango de conversión de nitrógeno depende de las condiciones presentes en el suelo para las bacterias nitrificantes.

La nitrificación de NH4+ a NO3- ocurre preferentemente bajo las siguientes condiciones:

  • Presencia de bacterias nitrificantes
  • Temperatura de suelo superior a 20°C
  • pH de suelo entre 5.5–7.5
  • Suficiente disponibilidad de humedad y oxígeno en el suelo

Esto podría conducir a un aumento en la concentración de N-nítrico en los vegetales.

Las partes comestibles de los vegetales de frutos como el tomate, pepino, chiles y berenjenas, generalmente contienen poco o nada de nitrato.

La aplicación de N no suele aumentar el riesgo de acumulación de nitratos en la fruta dado que se transporta poco nitrato a través del floema de las plantas. El exceso en la aplicación de N por lo general disminuye la concentración de vitamina C, el azúcar soluble, sólidos solubles, calcio y magnesio; se observa un aumento de la acidez titulable y la relación ácido: azúcar en tomate.

En sistemas hidropónicos es muy importante el equilibrio entre la aplicación de N-amoniacal y N-nítrico (NH4+/NO3- = 0.1 – 0.2, para pH = 6.0– 6.5).

Balance de nitrato

Aplicaciones excesivas de nitratos ocasiona la alcalinización de la rizósfera, que puede causar deficiencias por fijación de zinc y fierro. Por otra parte, aplicaciones altas de amonio propicia la acidificación de la rizósfera, situación que puede originar deficiencias por empobrecimiento de calcio, magnesio y potasio; deficiencias por fijación de fósforo; inhibición del crecimiento, toxicidad de aluminio, fierro y de amoniaco (NH3) libre.

El amonio y el nitrato son convertidos en aminoácidos en la planta. El NH4+ es metabolizado en la raíz donde se debe encontrar con el azúcar que proviene de las hojas.

El NO3- es transportado en su forma iónica a la hoja, donde es reducido a amonio.

Los azúcares son requeridos simultáneamente en grandes cantidades para dos reacciones: respiración y metabolismo del amonio. Cuando la temperatura aumenta, la respiración también aumenta y en consecuencia habrá menos azucares disponibles en la raíz para el metabolismo del amonio. La baja luminosidad con menor fotosíntesis resulta en menos Carbono disponible.

En el citoplasma, el pH es mayor que 7, lo que instantáneamente transforma en forma parcial al NH4+ en amoniaco (NH3), el cual es muy tóxico para el sistema respiratorio de la célula.

En el verano, se debe evitar el uso de amonio. Esto es crítico especialmente en sistemas hidropónicos en invernaderos cuando los recipientes con las raíces están expuestos al sol y a altas temperaturas internas. A bajas temperaturas la nutrición de amonio es una opción más apropiada, porque el oxígeno y los azúcares están más disponibles al nivel de la raíz.

Por otra parte, ya que el transporte de nitrato a las hojas es limitado a bajas temperaturas, basar la fertilización sobre el nitrato retrasará el crecimiento de la planta.

Fertilización con fósforo (P)

El fósforo favorece el crecimiento radicular, mejora la eficiencia de los nutrientes, del uso del agua y aumenta el rendimiento. La absorción y reducción de nitrato es un proceso que consume energía, la cual es suministrada por el trifosfato de adenosina (ATP). En consecuencia, el metabolismo de nitrato está relacionado con el suministro P.

La fertilización de fósforo generalmente no tiene influencia directa en la concentración de proteína en cultivos de grano. Sin embargo, en algunos casos el P se ha encontrado que influye en la absorción de N y su metabolismo.

Por ejemplo, plantas de trigo NP-fertilizadas absorben más N debido a un mejor desarrollo de la raíz. En otros estudios, se observó que la aplicación de P en combinación con fertilizante nitrogenado, disminuyen la concentración de proteína en comparación con la aplicación de N solamente, presumiblemente debido a la dilución de la proteína por el aumento de rendimiento de grano4.

Fertilización con potasio (K)

El potasio está estrechamente relacionado con la asimilación de N en las plantas. Puede ocasionar deficiencias de calcio y magnesio, si se encuentra en grandes cantidades, ya que estos nutrientes tienen características similares y el K compite con ellos en la absorción radicular.

En cambio, si su nivel es bajo, repercute en la reducción del tamaño del fruto y del rendimiento, que además tiene malas cualidades organolépticas. No se debe olvidar tampoco la importancia del K en la regulación estomática, en los periodos de sequía y durante las heladas tardías de primavera.

Para los cultivos de tubérculos, el K juega un papel importante en el transporte de almidón y azúcar de partes aéreas de la planta a los tubérculos. Aplicación de fertilizante con K en suelos deficientes resulta en un aumento en el rendimiento del tubérculo.

Conclusiones

Sin duda alguna, la fertilización de los suelos para la nutrición de los cultivos es un proceso que los agricultores deben llevar a cabo cuidadosamente.

Calcular la formula técnica más económica debe considerar — entre otros factores — el efecto de los fertilizantes en la calidad de los productos cosechados.

Fertilizar con nitrógeno nítrico espinacas que van a procesamiento como alimento para bebes, es un error que puede ocasionar muchos problemas de salud pública entre los consumidores. Se debe de revisar muy bien la relación en la aplicación de N-amoniacal y N-nítrico en sistemas hidropónicos y en suelos en parcelas de producción en campo abierto. Los fertilizantes que contienen fósforo, potasio, calcio, magnesio, entre otros tienen también un efecto importante en la calidad de los productos cosechados en los cultivos.


Fernando Ramos Gourcy y Juan Antonio Aguilar Rubalcava son profesores del Departamento de Fitotecnia del Centro de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Autónoma de Aguascalientes. Aguascalientes, México. Para más información sobre este tema escriba a: [email protected]
Fuentes: Ramos Gourcy, F. 2014. Modelo 4R para la fertilización del suelo y la nutrición de sus cultivos. Productores de hortalizas. Año 23, No. 3: 8-9; Ramos Gourcy, F. 2015. Aplicación balanceada de fertilizantes. Productores de hortalizas. Año 24 8-15.; Zhao-Hui Wang, Sheng-Xiu Li and Sukhdev Malhi. 2008. Effects of fertilization and other agronomic measures on nutritional quality of crops. Journal of the Science of Food and Agriculture 88:7–23.; www.kno3.org/es/product-features-a-benefits/nitrate-no3-versus-ammonium-nh4; Imas, P. 2011. Relación amonio nitrato en la rizósfera en cultivos intensivos. Fertilizar 18:22-25; http://www.smart-fertilizer.com/articulos/relacion-amonio-nitrato

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