6.calculo de fertilizantes fertilidad de suelos (de donald kass)

Fertilidad de Suelos Donald Kass

CAPITULO 7

CÁLCULO DE FÓRMULAS FERTILIZANTES

OBJETIVO GENERAL

Realizar cálculos con fertilizantes simples y complejos, con base en la cuantificación previa de su

contenido en el suelo, en kg/ha, y los índices de extracción del elemento por parte del cultivo, estimado

en kg/ha

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Al concluir el estudio de este capítulo el estudiante está en capacidad de:

1. Calcular los contenidos de nitrógeno, fósforo, potasio, calcio y magnesio de un suelo, con base

en los datos del laboratorio de suelos.

2. Utilizar cuadros que contienen los elementos que extrae un cultivo del suelo, en kg por hectárea,

por año o por ciclo del cultivo.

3. Hacer las transformaciones necesarias de los elementos puros a los óxidos correspondiente,

utilizando los cuadros correspondientes.

4. Calcular las dosis de los macronutrimentos nitrógeno, fósforo y potasio que se requiere aplicar al

suelo con base en su contenido y en lo que extrae el cultivo, por hectárea.

5. Aplicar los factores de corrección que se usan para cada elemento, tomado de cuadros

correspondientes.

6. Calcular la cantidad de calcio y magnesio que se debe aplicar a un suelo, por hectárea y decidir

con base en los resultados, si es necesario aplicarlos o no.

7. Hacer un listado de al menos cuatro variables que se utilizan en el cálculo de fertilizantes para un

cultivo.

8. Anotar al menos dos factores que determinan la cantidad de fertilizante que se debe aplicar al

suelo.

9. Hacer un listado de al menos tres fertilizantes complejos y dos simples que se encuentran en el

mercado de agroquímicos.

10. Definir que es eficiencia de la fertilización.

11. Explicar el comportamiento del nitrógeno y fósforo en el suelo.


Existen dos alternativas para agregar fertilizantes al suelo. Una es aplicarlo sin tener la seguridad de que

el fertilizante y la cantidad que se agregó al suelo cubre las necesidades de extracción del cultivo. Este

es un modelo de fertilización utilizado por muchos agricultores.

La segunda alternativa es evaluar el contenido de nutrimentos en el suelo, la extracción de nutrimentos

por parte de los cultivos por hectárea y por año, la eficiencia del fertilizante y la selección del

fertilizante que se debe aplicar, para compensar lo que extrae el cultivo y lo que se pierde por lavado o

lixiviación. La segunda alternativa es la que se discutirá en este capítulo.

Las fórmulas para el cálculo de fertilizantes toman en cuenta muchas variables relacionadas con la

profundidad efectiva del suelo, los índices de elementos extraídos por el cultivo, la estimación de

pérdidas del fertilizante aplicado por lavado o lixiviación y las transformaciones entre elementos puros y

sus formas como óxido. Un ejemplo es el potasio. Los laboratorios dan el resultado como elemento (K),

pero en los fertilizantes se indica como óxido de potasio (K2O)

La cantidad de fertilizante que se debe aplicar a un cultivo, por área cultivada, depende de cuatro

factores:

1. Disponibilidad del nutrimento en el suelo.

2. Requerimientos nutricionales del cultivo.

3. Potencial de producción del cultivo.

4. Eficiencia de la fertilización.

La disponibilidad del nutrimento es evaluado mediante guías de fertilidad que tiene ámbitos que indican

cuando el contenido en el suelo es insuficiente, cuando es adecuado y cuando se sobrepasa el nivel.

El cálculo de fertilizante está orientado para cubrir las necesidades nutricionales de las plantas. Por sus

condiciones genéticas las plantas difieren en sus requerimientos básicos de nutrición. Algunas requieren

mayor aporte de potasio, calcio o micronutrimentos como cinc y boro. Otras requieren mayor aporte de

nitrógeno, fósforo, magnesio y micronutrimentos como hierro y molibdeno.

El potencial de producción está regulado parcialmente por la fertilidad natural del suelo y por la

fertilización, excepto para las plantas que crecen en suelos excesivamente fértiles, lo cual no es una

regla común.

Además, las tecnologías modernas han desarrollado plantas que tienen mayor potencial de producción,

más calidad del producto final y a veces mayor crecimiento (biomasa total), lo cual requiere mayor

aporte de nutrimentos para efectuar con eficiencia su ciclo de producción.

La eficiencia de la fertilización se ocupa de las pérdidas de los fertilizantes aplicados al suelo, que

ocurren por lixiviación o percolación profunda, descenso del fertilizante en la disolución del suelo hacia

capas inferiores del perfil de suelo, y pérdida de nutrimentos por el agua de escorrentía, conocida como

erosión laminar, que diluye y arrastra nutrimentos en suspensión. Los elementos más susceptibles a

perderse por estos mecanismos son el nitrógeno en forma nítrica y el cloruro. Ambos elementos son

móviles y poco retenidos por los coloides del suelo por su carga electrostática. El caso contrario

corresponde al fósforo. El fósforo se mueve en el suelo por difusión. Para este elemento es un proceso

lento, que abarca distancias relativamente cortas. En teoría, comparado con los nitratos y los cloruros, el

fósforo es prácticamente inmóvil en el suelo. Un agravante de tal condición es la facilidad con que

precipita en suelos ácidos, al reaccionar con formas hidroxiladas de aluminio y de hierro.

El potasio también se mueve en el suelo por difusión. Pero por su gran solubilidad se desplaza a

distancias mayores que el fósforo. Un comportamiento similar al potasio lo tienen el calcio y el

magnesio.

En síntesis, la eficiencia de la fertilización se refiere a que solo una parte del nutrimento aplicado al

suelo es aprovechado por la planta. Los nutrimentos que libera el fertilizante aplicado al suelo pueden


perderse por lixiviación o porque reaccionan con otros materiales presentes en el suelo y precipitan, lo

que los hace no disponibles para las plantas. También pueden ser bloqueados por parte de otros

elementos (antagonismo), lo que impide que sea absorbido por las raíces de las plantas. También pueden

ser bloqueados parcialmente por los microorganismos del suelo que los necesitan para su metabolismo.

FÓRMULAS PARA CUANTIFICAR LOS NUTRIMENTOS DEL SUELO, EN KILOGRAMOS

POR HECTÁREA

Para estimar en forma cuantitativa los nutrimentos del suelo en kilogramos por hectárea, se analizan los

resultados del laboratorio de suelos.

Luego se hace la conversión, para pasar de miliequivalentes 100-1

ml de suelo o parte por millón, a

kilogramos por hectárea.

Para hacerlo se necesita conocer la densidad aparente del suelo. El laboratorio suministra el dato de

densidad aparente del suelo en gramos cm-3

, lo que es equivalente a toneladas por metro cúbico. En caso

contrario, para los análisis de rutina de fertilidad de suelos, se considera una densidad aparente de 1 g

cm-3

~ 1 t m-3

.

Los procedimientos generales son los siguientes:

Para calcular el nitrógeno disponible se busca el porcentaje de nitrógeno orgánico total que da el

laboratorio de suelos y se multiplica por un factor obtenido con base en la relación carbono-

nitrógeno o relación C/N anotado en el cuadro 1.

Al multiplicar nitrógeno en porcentaje por ese factor, se determina el nitrógeno disponible en

partes por millón (ppm). Luego de obtenido el valor en ppm se busca en el cuadro 2. Con base en

el dato de densidad aparente, se multiplica por el factor indicado en la hilera correspondiente

para obtener los kilogramos del elemento por hectárea.


La cuantificación de los elementos como potasio, calcio y magnesio, se hacen con base en el cuadro 3

Otro factor que se debe tomar en cuenta es que los fertilizantes compuestos como 10-30-10, 12-24-12

significan en su orden respectivo N-P2O5-K2O. Por lo tanto es necesario utilizar el cuadro 4 para obtener

los óxidos de los elementos en forma pura, ya que el laboratorio de suelos los reporta como P (fósforo),

K (potsio), Ca (calcio) y Mg (magnesio). Con los elementos como óxido, se puede seleccionar el

fertilizante adecuado.

Utilizando este cuadro, los elementos quedan expresados en la misma forma en que viene preparado el

fertilizante.

REQUERIMIENTOS DE NUTRIMENTOS POR LOS CULTIVOS

El análisis de suelos indica el contenido de elementos. Con base en esos datos se pueden definir los

criterios para determinar la cantidad de abono que se debe aplicar al suelo. El criterio se indica con los

siguientes ejemplos.

Criterio 1. Si se quiere aprovechar los nutrimentos del suelo y mantener una reserva igual, el

procedimiento se hace con base en la cantidad del elemento que tiene el suelo, de la siguiente manera:

Cantidad elemento en el suelo – cantidad elemento extraído*

Eficiencia de la fertilización

* Extraído del suelo por el cultivo


Cuando se sigue este procedimiento se recomienda hacer un análisis de suelos al menos cada dos años

en la parcela.

Criterio 2. El segundo criterio compensa únicamente los elementos que extrae el cultivo del suelo, sin

considerar la eficiencia, esto es, las posibles pérdidas de fertilizante por lavado o lixiviación.

Cuando se analizan los resultados de un suelo pueden presentarse los siguientes: que el suelo tenga

contenidos de elementos superiores a los que extrae el cultivo o que tenga valores en todos, o en algunos

de los nutrimentos, inferiores a los que extrae el cultivo.

Si en el suelo hay contenidos inferiores a los que extrae el cultivo, el objetivo básico es nivelar los

nutrimentos deficientes en el suelo, con base en los contenidos que extrae el cultivo. Para lograrlo se

deben aplicar dosis de fertilizantes que compensen los elementos cuyos contenidos sean inferiores a los

que extrae el cultivo, tomando en cuenta también la eficiencia del fertilizante (criterio1). Otra opción es

compensar lo que extrae el cultivo, sin tomar en cuenta la eficiencia (criterio 2)

Con base en los criterios indicados, analice los siguientes ejemplos:

Para interpretar y aplicar los conceptos del criterio 1 y del criterio 2 se utilizan los datos del número de

laboratorio 6430 del cuadro número 5 y número 6

Un ejemplo para el criterio 1, considerando la eficiencia del fertilizante es el siguiente:

Se tienen los resultados del análisis número 6430, que son:

Materia orgánica 1.86

Carbono orgánico: MO(5)/1.724) 1.08

Relación C/N ~4.00 (menor de 12)


Factor de conversión (cuadro 1) 225.00

Nitrógeno disponible (ppm) 63.00 (0.28 x 225)

Fósforo disponible (ppm) 16.50

Potasio (meq 100-1

ml suelo) 0.532

Calcio (meq 100-1

ml suelo) 5.76

Magnesio (meq 100-1

ml suelo) 2.50

Aluminio (meq 100-1

ml suelo) 0.15

pH 5.90

Capacidad de fijar fósforo (%) 80.00

Densidad aparente (t m-3

) 1.00

Profundidad de muestreo (cm) 20.00

Luego se continúa con el siguiente procedimiento:

1. Se convierten los datos de los elementos en ppm y en meq 100-1

ml de suelo a kg ha-1

, con base

en los datos de los cuadros 1, 2, 3, 4, 5 y 6, considerando la densidad aparente y profundidad de

muestreo (cuadro 2). Los resultados son los siguientes

Nitrógeno. 63.00 x 2 = 126 kilogramos por ha.

Fósforo. 16.50 x 2 = 33 kilogramos de P/ha.

Potasio. 0.532 x 780 = 415 kilogramos por ha.

Calcio. 5.76 x 400 = 2312 kilogramos por ha.

Magnesio. 2.50 x 240 = 600 kilogramos por ha.

Como óxidos (ver cuadro 4), los contenidos de los nutrimentos son

Fósforo = 33 x 2.29 = 75.5 kg/ha de P2O5

Potasio = 415 x 1.20 = 498.0 kg/ha de K2O

Calcio = 2312 x 1.40 = 3237 kg/ha de CaO

Magnesio = 600.0 x 1.66 = 996.0 kg/ha de MgO

Nota: El nitrógeno viene en forma elemental. Para este elemento no se utiliza factor alguno.

2. Se investiga la necesidad nutricional del cultivo con base en el cuadro número 7. En este cuadro

se indican las necesidades de nutrimentos por el ciclo del cultivo. El cuadro incluye algunos

cultivos de ciclo corto: como papas y cebolla. También se indican los nutrimentos extraídos por

hectárea y por año por hectárea para algunos cultivos semiperennes y perennes.


ANÁLISIS DE LA DEMANDA ANUAL PARA DIFERENTES CULTIVOS

La demanda o cantidad de nutrimentos que extraen los cultivos se presenta en toneladas por ha, o por el

número de plantas que se siembran por hectárea. Los datos se resumen en el cuadro 7.

Cálculo de elementos en forma de fertilizantes comerciales

El cálculo de fertilizantes comerciales que se usan para fertilizar cultivos en este país, requiere

básicamente el uso de las tablas para calcular el contenido del elemento en el suelo, la cantidad que

extrae el cultivo y la decisión de si se cubre o no la eficiencia del fertilizante.

Tomando en cuenta que un porcentaje se pierde por lavado o lixiviación, como en el caso del nitrógeno

y del potasio, y otros son fijados y retenidos por el suelo fuertemente por lo que no son disponibles para

las plantas como en el caso del fósforo. El cálculo de fertilizantes se realizará resolviendo el siguiente

problema.

Se quiere fertilizar una plantación de yuca, con una producción de 20 toneladas métricas promedio por

hectárea por año. Con base en los datos del cuadro 7, los requerimientos para obtener esa producción

son los siguientes:

Nitrógeno: 210 kg ha-1

Fósforo (como P2O5): 90 kg ha-1

Potasio (como K2O): 550 kg ha-1

Calcio (como CaO): 190 kg ha-1

El contenido de nutrimentos del suelo, en forma de óxido, se obtuvo con los factores de conversión

utilizados para recomendar fertilizantes del cuadro 4

3. Se debe tener en cuenta la eficiencia del fertilizante aplicado con base en parámetros de suelo y

condiciones climáticas. Los datos de eficiencia son los siguientes:

Para nitrógeno 60 por ciento


Para fósforo 20 por ciento

Para potasio 60 por ciento

Para calcio 60 por ciento

Para magnesio 60 por ciento

Para el cálculo el fertilizante que se debe aplicar al suelo se debe restar lo que aporta el suelo o su

contenido, de la cantidad que extrae el cultivo y se divide entre la eficiencia del fertilizante.

A continuación se indica la forma de calcularlo, para el cultivo de yuca seleccionado en este ejemplo.

La fórmula general es:

Cantidad extraída – contenido del suelo

Eficiencia del nutrimento

Cálculo de elementos para el ejemplo planteado

Requerimientos nutricionales de nitrógeno:

210 – 126

= 140 kg ha-1

de nitrógeno.

0.6

Requerimientos nutricionales de fósforo:

90 – 75.5

= 72.5 kg ha-1 de fósforo

0.2

Requerimientos nutricionales de potasio:

550 – 498

~ 87 kg ha-1 de potasio

0.6

Requerimientos nutricionales de calcio:

190 – 3237

= -5078 kg ha-1 de calcio

0.6

Cuando el cálculo del requerimiento nutricional es negativo, significa que el suelo excede lo que extrae

el cultivo y no es necesario aplicar el fertilizante.

EN RESUMEN: Se requieren las siguientes cantidades de fertilizantes

Nitrógeno 140.0 kg ha-1

Fósforo 72.5 kg ha-1

Potasio 87.0 kg ha-1

Calcio: No se necesita.


Si se selecciona un fertilizante como el 10-30-10, que respectivamente significa 10 kg de nitrógeno,

como N, 30 kg de fósforo como P2O5 y 10 kg de potasio, como K2O, por cada 100 kg de fertilizante, se

calcula la cantidad con base en una regla de 3, de la siguiente manera:

100 kg fertilizante aportan 30 kg de fósforo

X kg aportan 72.5

El valor de X es de ~241.67 kg de fertilizante 10-30-10.

Los 241.67 kg del fertilizante 10-30-10 a su vez aporta simultáneamente 241.67 x 0.10 = 24.16 kg de

nitrógeno y 24.16 kg potasio, como K2O. Esto significa que el déficit de potasio es de 62.83 kg y el de

nitrógeno 115.84 kg.

El déficit de nitrógeno se cubre utilizando urea como fertilizante. La urea tiene 46 por ciento de

nitrógeno. Nuevamente el cálculo se hace por regla de 3.

100 kg urea aportan 46 kg de nitrógeno

X kg aportarán 115.84 kg de nitrógeno.

X = 251.83 kg de urea se necesitan para cubrir el déficit de nitrógeno.

El déficit de potasio se cubre utilizando cloruro de potasio (KCl), que tiene 62 por ciento de potasio

como K2O.

El cálculo del cloruro de potasio que se debe aplicar se hace por regla de 3.

100 kg de KCl aportan 62 kg de potasio (K2O)

X kg de KCl aportarán 62.83 kg de potasio (K2O)

X = 101.34 kg de cloruro de potasio

Respuesta: Se necesita aplicar al suelo 241.467 kg del fertilizante 10-30-10 y como complemento para

cubrir los déficit de urea y de potasio se necesita aplicar adicionalmente 251.83 kg de urea y 101.34 kg

de cloruro de potasio.

Ejemplo 2: Aplicando el segundo criterio, se necesita calcular la cantidad de fertilizante necesario para

cubrir las necesidades de extracción del cultivo de yuca. Área 1 ha. Producción 20 toneladas por

hectárea por año, sin tomar en cuenta el índice de eficiencia.

Requerimiento nutricionales de nitrógeno

210 – 126 = 84 kg ha-1

de N.

Requerimientos nutricionales de fósforo:

90 – 75.5 = 14.5 kg ha-1

de P.

Requerimientos nutricionales de potasio:

550 – 498.0 = 52 kg ha-1

de K

Requerimientos nutricionales de calcio:

190 – 3225.6 = -303506 kg ha-1

de Ca.

Recuerde: cuando el cálculo del requerimiento nutricional es negativo, significa que el suelo excede lo

que extrae el cultivo y no es necesario aplicar el fertilizante.


Si se selecciona un fertilizante como el 12-24-12, que respectivamente significa 12 kg de nitrógeno,

como N, 24 kg de fósforo como P2O5 y 12 kg de potasio, como K2O, por cada 100 kg de fertilizante, se

calcula la cantidad con base en una regla de 3, de la siguiente manera:

100 kg fertilizante aportan 24 kg de fósforo

X kg aportan 14.5

X = 60.4 kg de fertilizante 12-24-12

60.4 kg del fertilizante 12-24-12 a su vez aporta simultáneamente 60.4 x 0.12 = 7.3 kg de nitrógeno y

7.3 kg potasio, como K2O. Esto significa que el déficit de nitrógeno es de 76.7 kg y el de potasio 44.7

kg.

El déficit de nitrógeno se cubre utilizando urea como fertilizante, con un 46 por ciento de nitrógeno.

Nuevamente el cálculo se hace por regla 3.

100 kg urea aportan 46 kg de nitrógeno.

X kg aportarán 76.7 kg de nitrógeno.

X = 166.7 kg de urea se necesitan para cubrir el déficit de nitrógeno.

El déficit de potasio se cubre utilizando cloruro de potasio (KCl), que tiene 62 por ciento de potasio

como K2O.

El cálculo del cloruro de potasio que se debe aplicar se hace por regla de 3.

100 kg de KCl aportan 62 kg de potasio (K2O)

X kg de KCl aportarán 44.7 kg de potasio (K2O)

X = 72.1 kg de cloruro de potasio

Respuesta: Se necesita aplicar al suelo 60.4 kg del fertilizante 12-24-12 y como complemento para

cubrir los déficit de urea y de potasio, se necesita aplicar adicionalmente 166.7 kg de urea y 72.1 kg de

cloruro de potasio.

EN RESUMEN: (si no se toma en cuenta la eficiencia), se requieren las siguientes cantidades de fertilizantes:

Nitrógeno 84.0 kg ha-1

Fósforo 14.5 kg ha-1

Potasio 52.0 kg ha -1

Calcio: No se necesita


FERTILIZANTES MÁS CONOCIDOS EN EL MERCADO

Los fertilizantes que son más frecuentes para aplicar a los cultivos en este país, se incluyen en el cuadro

8 y 9

CUADRO 8

LISTA DE ALGUNOS FERTILIZANTES UTILIZADOS EN EL PAÍS CON MAYOR FRECUENCIA

Fertilizantes

N

P2O5

K2O

MgO

B

10-30-10

15-15-15

12-24-12

9-30-8-6 (S)

18-5-15-6 -2

18-3-10-8 1.2

9-30-8-6 (S)

Urea granular

Cloruro de K granular

Sulfato de Potasio granular

10

15

12

9

18

18

9

46

-

-

30

15

24

30

5

3

30

-

-

10

15

12

8

15

10

8

-

62

48

-

-

-

6

6

8

6

-

0-3

-

-

-

-

2

1.2

-

-

-

CUADRO 9

FÓRMULAS FERTILIZANTES QUE CONTIENEN AZUFRE

N P2O5 K2O MgO SO4 B2O3

11

15

15

18

22

12

10

13

15

26

4

3

0

0

0

24

30

5

30

0

18

2.5

22

15

15

12

10

15

10

12

2

6

6

4

6

0

6

6

3

6

12

22

21

15

22

10

8

2

10

22

-

-

3

2

2.2

-

-

-

-

2

(Contenido porcentual)

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