Introducción

La fertirrigación es la aplicación de fertilizantes con el agua de riego. Este artículo tratará sobre la fertirrigación utilizando el riego por goteo y los fertilizantes comerciales que pueden ser utilizados en sistemas orgánicos certificados. Se ha investigado poco sobre la fertirrigación orgánica, por lo que quedan muchas preguntas sobre las mejores prácticas, los beneficios y los inconvenientes.

Riego

El fertilizante se puede aplicar utilizando cualquier sistema de riego. En la producción de hortalizas frescas en el mercado, el riego por goteo es el sistema más utilizado para la fertirrigación y el que requiere más conocimientos para su uso efectivo. El riego por goteo, también conocido como microrriego o riego por goteo, aplica el agua lentamente, directamente al suelo alrededor del cultivo. El riego por goteo suele utilizar menos de la mitad de agua que el riego por aspersión y por surcos. La eficacia del riego por goteo supera el 90%, mientras que un sistema de aspersión tiene una eficacia de entre el 50 y el 70%. La alta eficiencia del riego por goteo se debe a que (1) el agua penetra en el suelo antes de que pueda evaporarse o escurrirse y (2) se aplica el agua sólo donde se necesita (cerca del cultivo) en lugar de en todo el campo. En los climas más secos, la aplicación de agua de riego a la zona de cultivo en lugar de a todo el campo ayuda a reducir la presión de las malas hierbas entre las filas. Otra ventaja del riego por goteo es que reduce el contacto del agua con el crecimiento del cultivo por encima del suelo (hojas, tallos y frutos), lo que hace que las condiciones sean menos favorables para muchas enfermedades. Los agricultores con recursos hídricos variables también pueden apreciar las presiones más bajas (8-10 psi en la línea de goteo) requeridas para operar un sistema de riego por goteo. Para que la fertirrigación tenga éxito se requiere un sistema de riego por goteo bien mantenido y eficaz. Consulte Sistemas de riego por goteo para pequeñas explotaciones hortícolas convencionales y explotaciones hortícolas orgánicas y otros recursos que se enumeran a continuación para obtener información sobre el diseño, el funcionamiento y la gestión de los sistemas de riego por goteo.

Fertirrigación

La fertirrigación permite al agricultor aplicar fácilmente los nutrientes a lo largo de la temporada

Cualquier nutriente en forma soluble está disponible para que la planta lo asimile justo después de su aplicación, lo que permite al agricultor un mayor control sobre la disponibilidad de nutrientes para el cultivo. Estos factores pueden conducir a un uso más eficiente de los fertilizantes. Los nutrientes pueden aplicarse a diario, semanalmente o con menor frecuencia, en función del plan general de gestión de nutrientes del cultivo. Cuando los nutrientes se aplican poco antes de que sean necesarios, los agricultores pueden reducir la pérdida de nutrientes de la zona radicular. Esto es especialmente importante en zonas de alta pluviosidad y en el caso de los nutrientes disueltos que se lixivian con facilidad, como el nitrógeno. En comparación con los métodos de aplicación de nutrientes durante la temporada que requieren tractores o tráfico peatonal, la fertirrigación reduce el potencial de compactación y depende menos de las condiciones meteorológicas.

La fertirrigación forma parte de un plan de gestión de nutrientes

Cuando se utiliza la fertirrigación debe incluirse en el plan general de gestión de nutrientes para el cultivo o campo. El total de nutrientes aportados a través de la fertirrigación más otras aplicaciones de fertilizantes no debe exceder el 100% de la tasa total de aplicación de nutrientes planificada.

Se utilizan diversas unidades para describir la cantidad de nutrientes aplicados a un cultivo o necesarios para el mismo durante una temporada de crecimiento: lb/A, lb/pie cuadrado, lb/planta y lb/pie lineal de cama son ejemplos. Cuando se utilizan medidas de superficie como acres o pies cuadrados en este contexto, la superficie se considera normalmente como toda la sección cultivada del campo, no sólo la superficie de las camas o de las hileras de cultivo. Sin embargo, en algunas situaciones con lechos permanentes o lechos muy espaciados, se puede considerar sólo el área del lecho al calcular la cantidad de nutrientes aplicados. En cualquier caso, es útil pensar en los nutrientes aplicados a través del riego en las mismas unidades que las utilizadas para otras aplicaciones de nutrientes, porque eso facilita ver cómo la fertirrigación encaja en el plan general de gestión de nutrientes. Por ejemplo, un productor de tomates puede saber que el cultivo requerirá alrededor de 100 lb/A de nitrógeno durante la temporada de crecimiento, y estimar que el cultivo de cobertura de leguminosas suministrará alrededor de 50 lb/A de nitrógeno, y por lo tanto planear la aplicación de 50 lb/A de nitrógeno a través de la fertirrigación. Esas 50 lb/A podrían aplicarse durante muchas semanas: 10 lb/semana durante 5 semanas o 7 lb/semana (equivalente a 1 lb/día) durante 7 semanas, por ejemplo.

En algunos sistemas de producción, las tasas de aplicación de la fertirrigación se describen en función de la concentración de nutrientes en la solución. Por ejemplo, las plántulas de tomate en un invernadero pueden ser fertilizadas con una solución que contenga 75 ppm (partes por millón) de nitrógeno, o el pac choi cultivado en el campo puede ser fertilizado con 150 ppm de nitrógeno. Esta terminología es común en la producción en contenedores y cuando se suministra fertilizante en cada, o casi cada, riego. La concentración de nutrientes no proporciona información sobre la cantidad aplicada por acre, por pie cuadrado o por planta, a menos que también se conozca el volumen total de agua aplicada.

Programación de la aplicación de fertilizantes

Se ha investigado poco en los sistemas orgánicos para determinar la mejor programación de la aplicación de fertilizantes a través de un sistema de riego. Sabemos que es importante que los nutrientes estén disponibles en el suelo cuando el cultivo los necesita, por lo que normalmente se aplican antes de que sean necesarios. Sabemos que la absorción de nutrientes suele ser paralela al crecimiento de los cultivos. Teniendo esto en cuenta, tiene sentido tener en el suelo la mayor parte de los nutrientes que necesitará el cultivo en el momento en que éste empiece a crecer rápidamente, y aplicar el resto durante el periodo de crecimiento rápido. A medida que el cultivo se acerca a la cosecha final y/o el crecimiento se ralentiza, la aplicación de nutrientes puede reducirse e incluso detenerse. Para planificar la aplicación de fertilizantes, puede ser útil hacer un gráfico que muestre cada semana de producción del cultivo desde la siembra hasta la cosecha, indicar el tamaño aproximado del cultivo al comienzo de cada semana y, a continuación, programar las aplicaciones de fertilizantes teniendo en cuenta el momento de crecimiento del cultivo. El objetivo de afinar los calendarios de fertirrigación para la producción orgánica proporciona una oportunidad para la investigación en la granja y en la universidad.

Cuándo inyectar el fertilizante a través del riego

Aplique el fertilizante durante las etapas finales del riego; esto retendrá la mayor parte del fertilizante dentro de la zona de enraizamiento del cultivo. Deje pasar un tiempo después del final del fertirriego para que el agua corriente fluya a través del sistema y elimine cualquier partícula restante que pueda obstruir los emisores. Para determinar cuándo empezar a inyectar el fertilizante, se necesitan varios datos. En primer lugar, determine el tiempo que tarda el agua en llegar al emisor más alejado del punto de inyección. Observe esto durante las primeras aplicaciones de riego y tome nota. A continuación, determine el tiempo que se tarda en inyectar la cantidad de fertilizante deseada. Esto puede hacerse programando una inyección real, o mediante cálculos basados en el volumen de solución a inyectar y los caudales del sistema de riego y la bomba. Puede ser útil controlar el flujo de nutrientes inyectando colorante alimentario natural como marcador. También puede utilizarse un medidor de conductividad eléctrica (CE) para controlar la solución en los emisores. Por último, calcule cuánto tiempo falta para el final del riego para empezar a inyectar el fertilizante añadiendo:

1. tiempo para que el agua viaje desde el punto de inyección hasta el emisor más lejano;
2. tiempo para inyectar la solución de fertilizante;
3. tiempo para que el último trozo de solución de fertilizante llegue al emisor más lejano; y
4. tiempo adicional para lavar el sistema.

Por ejemplo, supongamos que el agua tarda ½ hora en viajar desde el punto de inyección hasta el emisor más lejano, y 1 hora en inyectar la solución, y ½ hora en lavar el sistema. Entonces, el fertirriego debería comenzar 2,5 horas antes del final del evento de riego: ½ hora para que el agua viaje desde el punto de inyección hasta el emisor más lejano + 1 hora para inyectar la solución + ½ hora para que el último trozo de solución fertilizante llegue al emisor más lejano + ½ hora para purgar el sistema. Si se tarda 7 horas en aplicar la cantidad de agua deseada a un campo, en este ejemplo, el fertirriego comenzaría 4,5 horas ( 7 – 2,5) después de iniciarse el riego. Consulte los recursos sobre el riego por goteo que se enumeran a continuación para obtener información adicional sobre la programación del riego por goteo.

Los nutrientes deben ser eliminados completamente del sistema de riego después de la inyección para mantener limpias las líneas de goteo y evitar que se obstruyan. Si los atascos se convierten en un problema, puede ser útil abrir los extremos de los canales laterales y enjuagar el agua a través de la cinta de goteo y fuera de los extremos de las líneas periódicamente durante la temporada.

Distribución de nutrientes en el suelo

Los nutrientes suministrados a través del riego por goteo se distribuirán siguiendo el patrón de humectación del suelo. Los patrones de humectación del suelo tienden a ser semiesféricos u ovalados, con la parte más ancha en la profundidad del emisor (o en la superficie del suelo si la cinta de goteo no está enterrada) y el punto más profundo directamente debajo del emisor. La distancia que el agua recorrerá horizontalmente en el suelo y la profundidad de mojado dependen de la textura del suelo, la tasa de riego y la duración del mismo. La tasa y la duración del riego deben ajustarse en función de las necesidades hídricas del cultivo.

Fertigación exitosa

Las siguientes son algunas pautas generales relativas a los productos de fertigación y a los sistemas de riego para la inyección de fertilizantes, adaptadas de «Commercial vegetable production, fertigation of vegetable crops» (Marr, 1993).

• Utilice un fertilizante que se mezcle fácilmente con el agua; si el producto no se disuelve completamente, debe tener partículas de pequeño tamaño que se mantengan en suspensión y pasen por los emisores sin obstruirse.
• Presurice completamente el sistema de riego por goteo antes de comenzar la inyección; el emisor más alejado de la bomba debe estar a plena presión cuando se inicie la inyección.
• Instale un dispositivo de prevención de reflujo entre la fuente de agua y el inyector de fertilizante para proteger la fuente de agua. En algunos estados esto es requerido por ley y las características del dispositivo pueden ser especificadas. Consulte a las autoridades estatales o locales.
• Instale un filtro entre el inyector y los conductos laterales para garantizar que las partículas no disueltas se filtren y no obstruyan los emisores. Dependiendo de la fuente de agua y del tipo de inyector, también puede ser necesario un filtro entre la fuente de agua y el inyector.
• Inyecte el fertilizante durante al menos el tiempo que tarda el sistema en alcanzar la presión máxima. Esto permite que cada emisor de la línea de goteo tenga el mismo tiempo de contacto con la solución nutritiva a medida que viaja por el sistema de riego y reduce la variabilidad en la distribución del fertilizante.
• Limpie completamente los nutrientes del sistema de riego después de la inyección para mantener limpias las líneas de goteo y evitar que se obstruyan.

Equipos de fertirrigación

Los inyectores descargan una solución nutritiva concentrada en la línea principal del sistema de riego. Hay dos modos básicos de acción para los inyectores de fertilizantes: venturi y desplazamiento positivo.

Venturi Bypass: Un inyector venturi funciona bajo el principio de que la succión (presión negativa) se crea cuando el agua pasa a través de una zona de constricción. Esta succión se utiliza para arrastrar la solución fertilizante hacia la línea de riego. La presión del agua y los caudales son un tanto variables con los inyectores venturi, lo que da lugar a una concentración de fertilizante en el riego que sigue un patrón similar a un pulso durante el tiempo de inyección. Sin embargo, en muchas operaciones no es necesaria una concentración constante en la solución final, y los venturis se utilizan con éxito en muchas explotaciones. El Hozon es el ejemplo más común de un inyector venturi sencillo, barato y de fácil mantenimiento. Estos pequeños inyectores tienen una baja relación de inyección y, por lo tanto, requieren un gran tanque de reserva de fertilizante, lo que limita su uso a áreas pequeñas (normalmente ½ acre o menos). Los inyectores venturi más grandes, como el Mazzei (Fig. 1), están disponibles para superficies mayores.

Figura 1. Un inyector Mazzei, listo para ser insertado en la línea de riego, es un inyector de derivación venturi de uso común y es adecuado para fertirrigar áreas mayores a ½ acre. Fotografía: Tim Coolong, Universidad de Kentucky.

Desplazamiento positivo: Los inyectores de desplazamiento positivo utilizan la acción recíproca de un pistón o diafragma para inyectar el fertilizante en la línea de riego. Estas bombas se instalan en línea y no requieren una derivación (Fig. 2). La presión del agua, al fluir a través del inyector en la línea de riego, proporciona la energía necesaria para activar el proceso de inyección. La solución fertilizante se introduce en la línea de riego en volúmenes precisos con una concentración y un caudal constantes. En una bomba de diafragma, la solución fertilizante no entra en contacto con el mecanismo de la bomba, a diferencia de la bomba de pistón. Por esta razón, la bomba de diafragma tiene menos problemas de funcionamiento, mantenimiento y sustitución de piezas. Los inyectores de desplazamiento positivo proporcionan mayores ratios de inyección y requieren un depósito de reserva de fertilizante más pequeño. Estos atributos hacen que estos inyectores sean adecuados para grandes superficies. Algunas de las marcas de inyectores de desplazamiento positivo más utilizadas son Dosatron, DosMatic y Chemilizer.

Figura 2. Un inyector Chemilizer es un ejemplo de inyector de diafragma de desplazamiento positivo. Crédito de la foto: Tim Coolong, Universidad de Kentucky.

Productos de fertilización orgánica

Para que el fertilizante se suministre eficazmente por medio de la irrigación, el fertilizante debe ser soluble, y/o cualquier partícula no disuelta debe ser capaz de viajar a través del sistema de irrigación sin causar bloqueos. Hay muchos fertilizantes líquidos y en polvo aprobados por la agricultura ecológica que son completamente solubles y que pueden utilizarse para la fertirrigación. Consulte el Manual del Programa Nacional Orgánico del USDA (2010) para obtener nueva información sobre los fertilizantes orgánicos líquidos. La Tabla 1 enumera los productos del Programa de Alimentos Orgánicos del Departamento de Agricultura del Estado de Washington (WSDA) y la Lista de Productos del Instituto de Revisión de Materiales Orgánicos (OMRI) (en marzo de 2010) que fueron identificados por su etiqueta como adecuados para la fertirrigación. Para más información sobre insumos, lea el artículo relacionado de eOrganic ¿Puedo usar este insumo en mi finca orgánica? Consulte siempre con su certificador antes de utilizar cualquier producto nuevo.

Análisis de costes de los productos de fertirrigación

La tabla 1 incluye un análisis de costes de los productos de fertirrigación basado en el coste por unidad de nitrógeno. El análisis incluyó tres pasos. En primer lugar, se determinó el precio del producto de los proveedores comerciales (el precio de los productos se fijó en noviembre de 2009). En segundo lugar, en el caso de los productos vendidos por volumen, se contactó con los fabricantes para obtener información sobre el peso por volumen. Por ejemplo, si un producto se vendía por galones, se preguntó al fabricante cuánto pesaba un galón del producto. Y en tercer lugar, se utilizó el valor del contenido de nitrógeno en la etiqueta del producto para calcular el coste de una libra de nitrógeno de ese producto. Para calcular el coste de cada producto fertilizante, se utilizó la calculadora de fertilizantes orgánicos desarrollada por la Universidad Estatal de Oregón. Sobre la base de este análisis, los costes por libra de nitrógeno de los productos fertilizantes orgánicos líquidos y solubles oscilaron entre 4,60 y 136,50 dólares por libra y la cantidad de nitrógeno en los productos fertilizantes osciló entre el 0,4 y el 5%.

Consideraciones sobre los fertilizantes orgánicos líquidos

Cuando se selecciona un producto fertilizante para la fertirrigación, hay consideraciones además del precio por unidad de nitrógeno, como

• presencia de nutrientes distintos del nitrógeno
• balance de nutrientes
• facilidad de aplicación

Además, algunos productos se disuelven fácilmente en el agua y se inyectan rápidamente en el sistema de riego sin causar problemas como la obstrucción de filtros y emisores, mientras que otros productos no se disuelven fácilmente o son más propensos a obstruir los emisores. Otra cuestión importante es la presencia de sales solubles en el fertilizante. Varios fertilizantes orgánicos líquidos y solubles, especialmente los que son más ricos en nitrógeno, tienden a estar hechos con nitrato de sodio (NaNO3), comúnmente llamado nitrato de Chile o salitre de Chile. El nitrato de sodio es un compuesto nitrogenado natural que tiene un 16% de nitrógeno (N), se utiliza mucho como fertilizante orgánico y es muy soluble en agua. Cuando el nitrato de sodio se disuelve, el ión sodio está disponible para la absorción de las plantas en la solución del suelo y puede ser problemático para algunos cultivos cuando está presente en tasas relativamente altas. Se aconseja a los agricultores que prueben los productos a pequeña escala para asegurarse de que el producto es adecuado para el sistema de riego y los cultivos concretos en los que se va a utilizar. Mientras que el nitrato de sodio está permitido, la regulación NOP establece que el uso de nitrato de sodio está restringido a no más del 20% del requerimiento total de nitrógeno del cultivo.

Los agricultores también deben ser conscientes de que en octubre de 2009 el Programa Nacional Orgánico del USDA (NOP) requirió una revisión exhaustiva de todos los fertilizantes orgánicos líquidos con niveles de nitrógeno superiores al 3%. Esta revisión se debió a que el NOP encontró a principios de 2009 que dos productos de fertilizantes orgánicos líquidos en el mercado en los EE.UU. no cumplían con las regulaciones del NOP. Los dos productos eran Marizyme y Agrolizer, ambos fabricados por Port Organic, Ltd. Los fertilizantes con porcentajes de nitrógeno más elevados (>3%) deben contar ahora con documentación proporcionada por una inspección de terceros, que demuestre que todo el nitrógeno procede de fuentes aprobadas. Como condición para ser reconocidos por el NOP, los terceros que revisan los productos deben auditar a los productores de fertilizantes basándose en la normativa del NOP, además de someterse ellos mismos a una auditoría. Estas medidas más rigurosas pretenden ayudar a los certificadores a emitir el mejor juicio posible a la hora de aprobar los fertilizantes orgánicos y otros insumos.

Referencias y citas