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Octubre 2017 | Nutrición

Los últimos descubrimientos en nitrato de potasio y micronutrientes

Como de costumbre en la conferencia de New Ag International se presentó investigación agronómica de vanguardia en nutrición vegetal de especialidad. Esta vez el foco estuvo en la interacción entre nitrato de potasio con magnesio y zinc, y las novedades desarrolladas por la industria de los quelatos y moléculas acomplejantes para micronutrientes.

Artículo publicado en la revista New Ag International
(www.newaginternational.com)

NITRATO DE POTASIO: UN POTENCIADOR DE LA ABSORCIÓN DE OTROS NUTRIENTES DE APLICACIÓN FOLIAR

La Asociación del Nitrato de Potasio (PNA por sus siglas en inglés) es una organización sin fines de lucro compuesta por un pequeño número de compañías, que se dedica a la producción y marketing de nitrato de potasio (NOP, KNO3, 13-0-46), cual es uno de los componentes centrales de los fertilizantes de especialidad 100% solubles y libres de cloro. En la actualidad dicha asociación incluye a la chilena SQM, la israelita Haifa-Group y la china Migao Corporation.    

El NOP foliar mejora la absorción y traslocación de magnesio y zinc aplicado vía foliar. Harmen Tjalling Holwerda, Asociación del Nitrato de Potasio

Hoy la capacidad instalada global de producción de NOP es de aproximadamente 3,0 millones de toneladas métricas (MT) y la PNA es responsable de no menos del 72% de ese volumen. El sitio web de la PNA (www.kno3.org), en inglés, chino, español, portugués y pronto francés, provee una fuente confiable y consistente renovada de knowhow para agricultores de todo el mundo en una extensa variedad de cultivos. Este knowhow incluye recomendaciones prácticas de nutrición mineral, evidencias de las virtudes del nitrato de potasio para mejorar la eficiencia de uso del agua en los cultivos, así como para nutrición foliar y fertirrigación. Además incluye información de importancia agronómica, técnica y de marketing sobre el uso de NOP en industria, plantas de generación solar, alimentos y farmacéutica. Las innovaciones de las compañías miembros de la PNA fueron presentadas por Harmen Tjalling Holwerda, del Comité Agronómico de la PNA. El principal tópico destacado fue el efecto positivo del NOP en la absorción y traslocación de los nutrientes aplicados vía foliar a los cultivos. Dicho efecto fue descrito en una serie de experimentos a gran escala, llevados a cabo en 2016-17, en la universidad turca de Sabanci, bajo la supervisión del afamado profesor Cakmak.

Los efectos del NOP aplicado vía foliar en la absorción y traslocación del zinc en las plantas fue estudiado en plántulas de trigo y maíz, las que fueron usadas como plantas modelo. Las plántulas fueron cultivadas en suelo calcáreo franco arcilloso, el que no permite a la raíz absorber suficiente Zn. Esto provoca una deficiencia relativa de Zn en las plantas, condición requerida para comprobar los tratamientos correctivos, los que fueron realizados en base a aplicaciones de productos comunes de Zn, ej. 0,20% sulfato de zinc (ZnSO4 7H2O), 0,33% Zn-EDTA, o 0,18% Zn(NO3)2 6H2O. Durante 4 días consecutivos se aplicó por inmersión o asperjando solo una hoja de cada plántula pero cuidando que las hojas de las otras plantas no se expusieran a la solución tratamiento. Lo interesante es que estos tratamientos se aplicaron usando los mismos carriers de Zn pero enriquecidos con 2% de NOP. Entre 4 y 5 días después se analizó la concentración de Zn de las hojas no tratadas.

Los resultados de esos tratamientos fueron sorprendentemente positivos. Como se puede ver en la figura 1, la aplicación foliar de sulfato de Zn enriquecido con NOP, incrementó la concentración de Zn de las hojas no tratadas en un 27%, en comparación con la solución comercial normal de sulfato de Zn, que lo hizo en entre 19,6 y 24,8 ppm. La aplicación foliar de nitrato de Zn enriquecido con NOP incrementó la concentración de Zn de las hojas no tratadas en un impresionante 76%, en comparación con la solución comercial normal de Zn-EDTA, que lo hizo en entre 16,3 y 28,7 ppm. Todos los resultados fueron estadísticamente significativos a nivel de 5%.   

La explicación más generalmente aceptada para el efecto de la aplicación de la solución enriquecida con NOP se basa en tres componentes: A. El anión nitrato es monovalente, en comparación con el de sulfato, por lo que el nitrato es más ágil en los sistemas xilemático y floemático. B. El anión nitrato presenta un diámetro extremadamente más pequeño (1,73 Å) que el de sulfato (2,58 Å), lo que así mismo hace al nitrato más ágil en el xilema y floema de las plantas. C. El anión nitrato es un macro nutriente por lo que es mucho más requerido que el sulfato por los tejidos y órganos de desarrollo intensivo, el que es solo un nutriente secundario.     

Figura 1. Efectos de los tratamientos foliares en la concentración de Zn en las hojas de trigo no tratadas.

Un fenómeno similar ocurrió, pero con menor significancia estadística, cuando esos tratamientos se realizaron en plántulas de trigo cultivadas hidropónicamente, así como en plántulas de maíz. Resultados aun menos importantes, de apenas un adicional de 1 a 5% ppm, se obtuvieron cuando el parámetro observado fue el contenido de Zn en los granos, en experimentos similares que se llevaron a cabo con trigo en macetas -sobre suelo- donde las plantas crecieron desde la semilla hasta la madurez y fueron aplicadas al comienzo y en etapa lechosa temprana. La explicación intuitiva para estos últimos resultados es que el largo período de crecimiento y la exposición a altos volúmenes de Zn aportaron suficiente Zn para la demanda del grano en desarrollo, lo que a su vez -en este caso- enmascaró el efecto adicional del NOP.

El NOP vía foliar mejoró la absorción y traslocación del magnesio aplicado foliarmente por sobre 12%.

El efecto de la aplicación foliar de NOP en la absorción y traslocación de Mg en las plantas se estudió en plántulas de trigo y maíz, las que se usaron como plantas modelo. Las plántulas se cultivaron en suelo calcáreo franco arcilloso o en una solución nutritiva que no permitía la suficiente absorción Mg. Lo anterior provoca una deficiencia relativa en las plantas lo que permite comprobar la efectividad de los tratamientos correctivos, los que consistieron en aplicaciones foliares de productos comunes con magnesio, ej. sulfato de magnesio (ZnSO4 7H2O) o nitrato de magnesio (Mg(NO3)2 6H2O). Aquí también, el efecto adicional del NOP fue bastante limitado ya que se ubicó en un rango de entre -8% y +12% para el sulfato de magnesio y de entre -9% y +5% para el nitrato de magnesio. La explicación intuitiva para estos resultados es la relativamente baja tasa de fertilización con magnesio, cercana al 2%, aplicada a las plantas. 

Entonces, por ahora, el mensaje a los agricultores es que casi siempre pueden incrementar la eficacia de sus aplicaciones foliares de nutrientes secundarios o micro, al mezclarlos en el tanque con ~2% de NOP. De acuerdo a Holwerda, estos resultados pioneros serán la base para los próximos experimentos en los que, entre otras variaciones, se chequearán mayores concentraciones de NOP y de los fertilizantes comerciales, se experimentará con otros cultivos importantes y además los ensayos se realizarán a condiciones de campo.

Nuestros resultados muestran una muy alta estabilidad del complejo Fe-HBED, la que demostró ser la más alta entre los quelatos de Fe comúnmente usados en agricultura. Magdalena Chojnacka, Adob

LAS ESPECIALES VIRTUDES DE FE-HBED

El agente quelatante HBED fue desarrollado en años recientes por la polaca PPC ADOB, compañía líder en la producción de micronutrientes de especialidad. Durante su relativamente corta existencia este agente ha probado su eficacia agronómica e inocuidad para las personas y el medio ambiente. Por lo tanto, no es de extrañar que este producto ya esté incluido en el Anexo I de la Regulación CE # 2003/2003, por lo que es un producto certificado en la UE. Más aun, la UE cofinancia la construcción de la unidad de producción de HBED, en vistas a su contribución a la competitividad de la industria de la UE. Adicionalmente el producto está patentado por quien lo desarrolló. Con todos estos activos, resulta natural que más luz profesional se haya vertido en las posibilidades de este producto y que haya sido presentado a la comunidad hi tech mundial que se reunió en Berlín. Magdalena Chojnacka-Jankowiak de ADOB nos mostró cómo este producto confirmó su excelencia en el cultivo de soja en condiciones limitantes en Minnesota, EEUU.

Figura 2. Contenido de Fe en plantas de soja a 117 días después de tratamiento.

La mayor parte de la soja en Minnesota se cultiva en condiciones desfavorables de suelos, con pH ligeramente básico (7,3), suelos franco limosos ligeramente calcáreos (CaCO3 total @ 10,7% w/w y caliza activa @ 4,3% w/w), alto contenido de materia orgánica, relativamente bajo contenido de Fe (3,15 mg/kg), largos períodos de temperaturas subóptimas de suelo (10-12ºC) y suelos inundados, lo que incrementa el contenido de bicarbonatos del suelo hasta niveles excesivos. Todas estas condiciones son conducentes a una deficiencia aguda de Fe. Dichas condiciones desfavorables fueron recreadas en los laboratorios de la Universidad Autónoma de Madrid y las medidas correctivas se llevaron a cabo bajo la guía local del profesor J. J. Lucena, quien es considerado el especialista líder en la relación suelo-planta-Fe (lea nuestro reporte del último encuentro ISINIP en la edición de spt-oct de 2016). Los parámetros medidos a 87 y 117 días después de la aplicación (DAT), fue el valor del índice SPAD, concentración de nutrientes en las hojas y en los granos de las plantas tratadas. El control no tratado fue comparado con 4 productos: el producto comercial ‘Marathon’ (Fe- HBED de ADOB); el quelato comúnmente aplicado a nivel comercial de Fe-EDDHA; una mezcla 1/1 de Fe- EDDHA / Fe-HBED y Fe-HBED genérico. Todos los productos fueron aplicados al suelo en tasas de ingrediente activo de 29 o 40 μmol Fe por pote.

Esta comparación reveló lo siguiente: I. La dosis de aplicación más baja se comportó tan bien como la más alta para todos los productos probados. II. Todos los productos resultaron en mucho mayores valores SPAD en las hojas más jóvenes de las plantas que el tratamiento control. III. ‘Marathon’ logró los mejores niveles SPAD, al comparar todos los tratamientos, en términos tanto de concentración de Fe en las hojas como de contenido absoluto de Fe en las plantas, aunque –desafortunadamente-, no se mencionó un análisis estadístico (vea la figura 2). IV. Todos los tratamientos, a excepción de la tasa más baja de Fe-EDDHAA, mejoraron el contenido de Mn de las plantas. V. ‘Marathon’ mostró una mayor concentración de Zn que el resto de los tratamientos, excepto el control. VI. Todos los tratamientos cumularon menos Cu en las raíces que el control. VII. ‘Marathon’ y Fe- HBED genérico produjeron la mayor relación Fe/Mn en las plantas. VIII. Todos los tratamientos provocaron una marcada mayor concentración de Fe en los granos de soja, en lo que los productos mezclados mostraron el mejor comportamiento. IX. Ninguno de los productos mejoró la acumulación de Mn y Cu en los granos en comparación con el control. X. Ninguno de los productos demostró mejorar la acumulación de Fe, Zn, Mn y Cu en el suelo de las macetas al final de experimento. Solo la aplicación de ‘Marathon’ mostró incrementar el contenido en los granos, incluso cuando se aplicó en dosis baja. XI. El Fe-HBED presentó un efecto más prolongado que el Fe EDDHA, convirtiéndolo en la alternativa más efectiva de Fe- EDDHA orto-orto. XII. La alta eficacia de Fe-HBED ayudó a remediar la clorosis férrica incluso a dosis baja, reduciendo el costo y protegiendo el ambiente. XIII. La totalidad del Fe en el producto ‘Marathon’ queda disponible para las plantas. Estos resultados así mismo demuestran la alta estabilidad del complejo Fe-HBED, la que mostró ser la más alta entre todos los quelatos de Fe comúnmente usados en agricultura. Esto puede ser muy útil en condiciones de pH extremadamente alto, por sobre 12. 

LIGNOSULFATOS, UNA ALTERNATIVA NATURAL PARA ACOMPLEJAR MICRONUTRIENTES

Cuando los lignosulfonatos de Marasperse® AG son aplicados por fertirriego logran una absorción de micronutrientes y rendimiento similar a lo obtenido con EDTA y EDDHA Daniel Gomez, Borregaard

Toda compañía productora de fertilizantes que ha considerado en alguna etapa de su actividad extender su portafolio de productos, incluyendo algunos micronutrientes, se ha enfrentado al inevitable dilema: cuáles de dichos productos seleccionar. Existen muchas clases de carriers de micronutrientes, como las sales inorgánicas commodity (ej. sulfato de Zn), compuestos orgánicos commodity (ej. citrato de Zn), quelatos orgánicos especiales (ej. Zn-EDTA) y lignosulfonatos (ej. lignosulfonato de Zn). Por supuesto que cada una de esas clases presenta sus pros y contras. Sin embargo, en la medida en que la industria de los quelatos invierte fuertemente en publicidad, pareciera que los productores de lignosulfonato son muy humildes ya que no se muestran de manera muy intensa. Por otro lado, como veremos, esta familia de productos es extremadamente activa en una variedad de otras aplicaciones. De alguna forma es una situación en que todos pierden porque tienen un montón de ofertas de la industria agrícola a nivel mundial. Por esta razón el señor Gómez, de Borregaard LignoTech AS (Noruega), fue tan bien recibido en la décimo quinta conferencia de New Ag en Berlín. Borregaard tiene más de 60 años de experiencia en químicos especiales, durante los que ha desarrollado sus actividades en cerca de 80 países a través de una red mundial de fábricas y oficinas de venta. Además, presenta competencia especializada en el campo de las tecnologías de dispersión y enlace, química orgánica y coloidal, control de reología, estabilización de superficies e interfaces y modificación y caracterización de lignina. La agricultura solo representa un pequeño segmento de su actividad de producción y ventas, dentro del vasto universo de: aditivos para alimentación animal, aditivos para baterías, cerámicas, aditivos para hormigón, etc.

Desde el punto de vista práctico, los lignosulfonatos son un polvo marrón que consiste en sal de sulfonato hecha de licor residual del proceso de pulpa de sulfato de los subproductos de madera blanda provenientes de la producción de pasta de madera en que se utiliza pulpa de sulfito. Desde el punto de vista químico, las ligninas sulfonatadas, son polímeros polielectrolíticos solubles en agua muy heterogéneos, con una alta distribución de pesos moleculares, con muchos diferentes tipos de sitios de unión, los que generalmente presentan una más baja fuerza de unión (K) que los quelatos comúnmente usados en agricultura. La mayoría de la deslignización de la pasta de sulfito involucra disociación ácida de los enlaces éter, los que conectan a muchos de los constituyentes de la lignina. Desde un punto de vista medioambiental, los lignosulfonatos son un complemento verde que reemplaza los contaminantes fertilizantes químicos.      

La charla de Gómez clarificó desde el principio que los productos de la compañía son usados en la agricultura no solo como agentes formuladores y acomplejadores de elementos traza, sino que también en acondicionadores de suelo bioestimulantes, agentes dispersadores en pesticidas y fungicidas y como agentes de granulación y enlace para pesticidas, fungicidas, fertilizantes y materiales de encalado.

Figura 3. Mayores concentraciones de Fe, Mn y Zn por la aplicación de Marasperse-Ag en ensayos en duraznero (A) y tangerino (B), en España.

Como sea, queda claro que los lignosulfonatos son carriers de micronutrientes eficientes, verdes y baratos, los que han demostrado su potente efecto. Cuando fueron pulverizados vía foliar en durazneros en Lleida, España, por medio de dos aplicaciones de Marasperse-Ag a 200 g/ha de Fe real, incidieron en un alto contenido de Fe foliar, el que se mantuvo toda la temporada; por mucho más tiempo que con los tratamientos con Fe-EDTA (figura 3). Así mismo, dos aplicaciones de Marasperse-Ag a 350 g/ha de Mn y Zn real, provocaron un incremento del rendimiento del 16% por sobre el control, en comparación con el 10-11% obtenido con las sales de sulfato o quelatos EDTA de esos elementos traza. Los modos de acción que hacen tan efectivo y eficiente a Marasperse-Ag son dos. Primero, los polímeros tensoactivos de Marasperse® AG provocan una excelente distribución de los ingredientes activos sobre la superficie de la hoja, incluso sin un coadyuvante adicional. Segundo, los polímeros altamente solubles de Marasperse® AG son higroscópicos por lo que mantienen al micronutriente aplicado húmedo y activo por un período de tiempo mucho más largo, durante el que continúa el proceso de absorción de las hojas.

Cuando fueron aplicados en fertirriego a través de goteo en tomate de invernadero en Andalucía, España, Marasperse® AG logró una similar absorción de micronutrientes y rendimiento que el obtenido por EDTA y EDDHA en suelos arenosos alcalinos (pH = 7,8), los que solo tenían 0,86% de materia orgánica. Esto ha resultado válido para una gran variedad de micronutrientes, por ejemplo, Fe, Zn, Mn, Cu, Mo y B. Sin embargo, cuando son usados en fertirrigación se debe tener en cuenta la desventaja de este grupo de productos, específicamente, su relativamente baja fuerza de unión con micronutrientes. Por lo tanto, es necesario evitar situaciones en que se expone la débil unión Fe a altas concentraciones de fosfato (ej. 150 g/l), como ocurre normalmente en los depósitos de los tanques de fertirrigación, lo que puede llevar a que precipite como fosfato de Fe en el tanque. Sin embargo, no hay problemas de compatibilidad en soluciones diluidas de nutrientes (ej. 2 g/l). Más aun, experiencias prácticas han probado que el comportamiento nutritivo de fertilizantes granulares compuestos es marcadamente mejor si estos son previamente recubiertos por los productos Borregaard, como el lignosulfonato de Zn.