Además, al ser un producto genérico, su precio se ha mantenido relativamente bajo.
El recubrimiento de azufre es una capa impermeable que se degrada lentamente mediante procesos microbianos, químicos y físicos (Imagen 2). La integridad del recubrimiento determina su eficacia; las perlas que no estén completamente cubiertas o que estén agrietadas se prestan inmediatamente a disolverse en el agua del suelo y a la hidrólisis mediante ureasa. Puesto que no todos los gránulos presentan una total integridad del recubrimiento de azufre, parte del nitrógeno pasa rápidamente a estar disponible para la solución del suelo. De hecho, la «tasa de disolución a los 7 días» normalmente alcanza hasta el 30 % y en algunos casos puede llegar a representar entre el 40 % y el 60 % del contenido total de nitrógeno del producto. Con unas tasas de disolución tan elevadas, se esperaría un rápido efecto inicial en la cosecha (Trenkel, 2010).
Imagen 2. Descomposición de la urea recubierta de azufre. Adaptación de Blaylock, 2010.
Urea recubierta de azufre y polímero
Para ayudar a solventar el problema de la liberación irregular de nutrientes de la urea recubierta de azufre, se ha desarrollado una clase de productos «híbridos». Estos productos cuentan con una fina capa de polímeros sobre la capa de azufre de bajo coste. La ventaja de esto es que reduce el coste final en comparación con los productos que solo contienen polímeros, y al mismo tiempo brinda un mejor sellado que los productos que solo contienen azufre.
Urea recubierta de polímeros
Los fertilizantes de urea recubiertos de polímeros presentan un recubrimiento hidrofóbico (insoluble en agua) que aísla temporalmente la perla de urea del entorno del suelo. Estos recubrimientos poliméricos pueden ser resinas o productos a base de minerales que actúan como membranas semipermeables o impermeables con diminutos poros. La liberación de nutrientes a través de estas membranas es controlada por las propiedades del material de recubrimiento, es decir, sus propiedades de permeabilidad según la temperatura y la humedad (Imagen 3). Así pues, no se ven muy afectados por propiedades del suelo como el pH, la salinidad, la textura del suelo, la actividad microbiana, el potencial de oxidorreducción o la capacidad de intercambio catiónico. Por tanto, es posible predecir y controlar la tasa de liberación de nutrientes de estos productos con mayor precisión que en el caso de las ureas recubiertas de azufre (Trenkel, 2010).
Productos químicos de liberación controlada
Imagen 3. Liberación de nitrógeno de la urea recubierta de polímeros. Adaptación de Blaylock, 2010.
Los primeros productos químicos de liberación controlada estuvieron disponibles como fertilizantes en Estados Unidos hace más de 50 años. Desde que salió al mercado, su elevado precio en comparación con otros fertilizantes de nitrógeno ha reducido su uso en la producción de cultivos a gran escala de productos básicos como el maíz, el mijo, el trigo y la colza. Más bien, se han utilizado sobre todo en cultivos especializados de alto valor, como hortalizas, huertos frutales, viveros, producción de semillas, etc. Hoy en día, su uso es limitado pero va en aumento en los cultivos en hileras, principalmente debido al aumento de los precios de los cereales y a las cuestiones y normativas ambientales, y en usos especiales como la fertilización foliar. A continuación se describen las diferentes clases de productos químicos de liberación controlada más comunes.
Urea formaldehído/ urea metanal: Al hacer reaccionar la urea con los aldehídos, se pueden crear compuestos de gran peso molecular y estructuras químicas complejas con baja solubilidad en el agua. Estos productos liberan lentamente el nitrógeno al disolverse de forma gradual en el agua del suelo, al descomponerse mediante la actividad microbiana o de ambas formas.
Reaccionar el formaldehído con un exceso de urea en condiciones controladas produce una mezcla de ureas metanales con diferentes longitudes de la cadena de polímeros. Al modificar las condiciones de fabricación, se pueden variar las longitudes de la cadena, las solubilidades y las tasas de liberación de nitrógeno. El patrón de liberación también se ve influido por la temperatura, la humedad y los microorganismos del suelo y su actividad (Trenkel, 2010).
Urea triazona: Estos compuestos se producen mediante la reacción de un aldehído y amoníaco (o amina primaria) con un exceso de urea en un medio acuoso en condiciones controladas. El fertilizante líquido resultante es una solución estable que contiene nitrógeno tanto de la triazona como de la urea que no ha reaccionado. Los productos que contienen nitrógeno triazona permanecen en fase líquida en las superficies de los tejidos vegetales durante más tiempo que otros productos a base de urea. También se ha demostrado en estudios de investigación (Clapp, 2001) que estos productos son más seguros para el follaje de las plantas que la urea y las soluciones de UAN. Por consiguiente, se utilizan a menudo como fertilizantes foliares.
Productos disponibles de liberación controlada
Los productores de cultivos en hileras de Estados Unidos o Canadá disponen actualmente de varios productos de nitrógeno de liberación controlada (Tabla 1).
Tabla 1. Productos de nitrógeno de liberación controlada disponibles en Norteamérica (adaptación de Hergert et al., 2011)
1 Inhibidor de la ureasa (ingrediente activo de los productos Agrotain®).
2 Inhibidor de la nitrificación (ingrediente activo de Guardian).
Posibles usos de los productos de liberación controlada
El precio más elevado de los productos de liberación controlada suele excluir su uso en los casos en que los fertilizantes de nitrógeno convencionales pueden cumplir la misma función de manera eficaz. La mayoría de los agricultores de cultivos de hileras de materias primas que utilizan productos de liberación controlada suelen aplicar la mayor parte del nitrógeno que necesitan sus cultivos mediante productos convencionales y solo utilizan productos de liberación controlada para complementar el programa principal de fertilización con nitrógeno. Los productos de liberación controlada pueden ser más útiles cuando:
- Se trata de un cultivo de alto valor (por ejemplo, un cultivo de semillas)
- Se aplica en los campos propensos a sufrir grandes pérdidas de nitrógeno, por ejemplo:
- suelos lixiviables de textura ligera
- suelos bajos y pesados con riesgo de encharcamiento y pérdidas por desnitrificación
- Se aplica en una cuenca hidrográfica regulada
- Se aplica en un campo que limita con un arroyo, río, lago, etc.
- Se aplica en campos en los que las posibilidades de repetir las aplicaciones son limitadas debido a los patrones climáticos que se prevén, las condiciones del campo o del cultivo, la distancia o las cuestiones de mano de obra o material.
- Se aplica urea en la superficie del suelo pero esta no se absorbe
- Se trata de aplicaciones foliares o reparadoras
- Se aplica en parcelas donde se realicen concursos para asegurar el constante suministro de nitrógeno
Referencias
Blaylock, A. 2010. Enhanced efficiency fertilizers. Conferencia sobre la fertilidad del suelo de la Universidad Estatal de Colorado, 20-10-2010. Agrium Advanced Technologies, Loveland, Colorado.
Butzen, S. 2013. Fertilizantes y estabilizadores de nitrógeno comunes en la producción de maíz. Crop Insights vol. 23 no. 2. Pioneer, Johnston, Iowa.
Clapp, J. 2001. Urea-triazone N characteristics and uses. Actas de la 2ª Conferencia Internacional de Nitrógeno en Ciencia y Política. The Scientific World (2001) 1(S2), 103-107. ISSN 1532-2246; DOI 10.1100/tsw.2001.356.
Hergert, G., R. Ferguson, C. Wortmann, C. Shapiro y T. Shaver. 2011. Enhanced efficiency fertilizers: will they enhance my fertilizer efficiency? Actas de la 3ª Publicación Anual de las Clínicas de Producción de Cultivos, Universidad de Nebraska, extensión de Lincoln.
Trenkel, M. 2010. Slow-and controlled-release and stabilized fertilizers: an option for enhancing nutrient use efficiency in agriculture. Asociación Internacional de la Industria de los Fertilizantes, París, Francia.
Créditos
Ilustraciones de April Battani, Pioneer.
Los productos mencionados no constituyen una aprobación de los mismos.
Todos los productos son marcas registradas de sus fabricantes.
