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El uso de la roca fosfórica para fertilizantes

Para asegurar el suministro alimentario en los países en desarrollo es necesario intensificar los sistemas de producción agrícolas para incrementar la productividad. En este contexto será necesario el desarrollo de tecnologías a nivel suelo que puedan ser utilizadas en el corto plazo. El Fósforo (P) es un elemento nutricional esencial para las plantas y los animales. El uso apropiado de las rocas fosfóricas (PR) como fuentes de fósforo pueden contribuir a los cultivos sustentables.

Con el término rocas fosfóricas (PR) se conoce a los minerales que contienen fósforo. Las rocas fosfóricas son un recurso finito y no renovable. Los depósitos de roca fosfórica se encuentran alrededor del mundo. Pocos depósitos han sido explotados y alrededor del 90% de la producción de roca fosfórica mundial se utiliza en la industria de los fertilizantes para producir fertilizantes de fósforo. El restante 10% se utiliza en la fabricación de alimentos para animales, detergentes y productos químicos.

Sin embargo, muchos depósitos de roca fosfórica se encuentran en los trópicos y los subtrópicos y no han sido explotados. Una razón es que estos yacimientos no cumples los estándares para la producción de fertilizantes basados en fósforo solubles en agua utilizando tecnología convencional. Otra razón es que los depósitos son muy pequeños para sustentar la inversión requerida para su explotación y proceso.

La roca fosfórica es la material prima principal para la producción de fertilizantes basados en fósforo. El compuesto fosfórico en la roca fosfórica es una forma del mineral apatita. Dependiendo de su origen e historia geológica, las apatitas pueden tener características físicas, químicas y cristalográficas distintas.

Los factores que influyen la efectividad de la roca fosfórica para su uso en fertilizantes son: su reactividad, las propiedades del suelo, las condiciones climáticas, las especies que se cultivarán y las prácticas de cultivo.

La efectividad agrícola de la roca fosfórica se incrementa en cuanto sube la sustitución de carbonatos por fosfatos en el cristal de apatitia,, la baja concentración de carbonato de calcio en el mineral y el tamaño de la partícula (menos de 0.15 mm)

La roca fosfórica es un fertilizante natural, que presenta una adecuada relación de precios por unidad de nutriente, pero de menor concentración y más lenta solubilidad que los fertilizantes industriales. En suelos ácidos, mantiene una progresiva solubilización a través del tiempo que posibilita un aporte de P similar al de las fuentes más solubles.

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Tipos de abonos y fertilizantes

DEFINICIONES

1. Macroelementos: este grupo incluye a los macroelementos primarios (nitrógeno, fósforo y potasio) y a los secundarios (calcio, magnesio y azufre).

2. Microelementos: cada uno de los elementos químicos siguientes: boro, cloro, cobalto, cobre, hierro, manganeso, molibdeno y cinc.

3. Fertilizante o abono : cualquier sustancia orgánica o inorgánica, natural o sintética que aporte a las plantas uno o varios de los elementos nutritivos indispensables para su desarrollo vegetativo normal.

4. Fertilizante o abono mineral: todo producto desprovisto de materia orgánica que contenga, en forma útil a las plantas, uno o más elementos nutritivos de los reconocidos como esenciales al crecimiento y desarrollo vegetal.

5. Fertilizante o abono mineral simple: producto con un contenido declarable en uno solo de los macroelementos siguientes: nitrógeno, fósforo o potasio.

6. Fertilizante o abono mineral complejo: producto con un contenido declarable de más de uno de los macroelementos siguientes: nitrógeno, fósforo o potasio.

7. Fertilizante o abono orgánico: el que procediendo de residuos animales o vegetales, contenga los porcentajes mínimos de materia orgánica y nutrientes, que para ellos se determinen en las listas de productos que sean publicadas por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación.

8. Fertilizante o abono organo-mineral: producto obtenido por mezcla o combinación de abonos minerales y orgánicos.

9. Fertilizante o abono mineral especial: el que cumpla las características de alta solubilidad, de alta concentración o de contenido de aminoácidos que se determine por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación.

10. Corrector de carencia de microelementos: el que contiene uno o varios microelementos y se aplica al suelo o a la planta para prevenir o corregir deficiencias en su normal desarrollo.

11. Enmienda mineral: cualquier sustancia o producto mineral, natural o sintético, capaz de modificar y mejorar las propiedades y las características físicas, químicas, biológicas o mecánicas del suelo.

12. Enmienda orgánica: cualquier sustancia o producto orgánico capaz de modificar o mejorar las propiedades y las características físicas, químicas, biológicas o mecánicas del suelo.

13. Riqueza o concentración de un abono: contenido en elementos fertilizantes asimilables por las plantas. Para un determinado elemento, se expresa en tanto por ciento de unidades fertilizantes. La legislación establece unas cantidades mínimas para poder considerar que un determinado producto contiene el elemento en cuestión. En España, el contenido de cada uno de los elementos que determinan la riqueza garantizada de cada producto, se expresa de la siguiente forma y en el siguiente orden:

-N, para todas las formas de nitrógeno.

-P 2 O 5, para todas las formas de fósforo.

-K 2 O, para todas las formas de potasio.

-CaO, para todas las formas de calcio.

-MgO, para todas las formas de magnesio.

-SO 3 , para todas las formas de azufre.

-B, para todas las formas de boro.

-Cl, para todas las formas de cloro.

-Co, para todas las formas de cobalto.

-Cu, para todas las formas de cobre.

-Fe, para todas las formas de hierro.

-Mn, para todas las formas de manganeso.

-Mo, para todas las formas de molibdeno.

-Zn, para todas las formas de cinc.

Factor de conversión entre cada elemento y la forma indicada.

14. Concentración de un abono compuesto o contenido útil de un abono: suma de la riqueza de los elementos que lo componen. En los abonos simples equivale a la riqueza. Según este concepto los fertilizantes se clasifican en: fertilizantes de baja concentración (concentración < 35 %) y fertilizantes de alta concentración (concentración ³ 35 %).

15. Equilibrio de un abono compuesto: relación existente entre los elementos que lo componen. Para su cálculo normalmente se toma como referencia el nitrógeno, dividiendo cada riqueza por la correspondiente al nitrógeno.

ESTADO FÍSICO Y PROPIEDADES QUÍMICAS

El estado físico en que se presenta un abono, que puede ser sólido, líquido y gaseoso. Juega un papel importante en las condiciones de utilización y la eficacia del abono, ya que tanto la homogeneidad de la distribución como su integración más o menos completa en el suelo, van a depender de dicha presentación.

Los abonos sólidos son los de mayor uso en España y suelen presentarse en las siguientes formas:

a) Abonos en polvo, con grado de finura variable según el tipo de fertilizante. Normalmente no son aconsejables, ya que su manejo resulta molesto, entorpecen el funcionamiento de la máquinas y sufren pérdidas en la manipulación. Sin embargo, esta forma sin puede ser apropiada cuando la solubilidad en agua es escasa o nula, y resulta idónea en los casos en los que el abono se mezcla íntimamente con el suelo.

b) Abonos granulados. Aquéllos en los que al menos el 90 % de las partículas presentan un tamaño de 1-4 mm. Esta presentación permite un manejo más cómodo, un mejor funcionamiento de las abonadoras, una dosificación más exacta y una distribución sobre el terreno más uniforme.

c) Abonos cristalinos, que facilitan la manipulación y distribución.

d) Abonos perlados ( prill ). Mediante el sistema de pulverización en una torre de gran altura, se obtienen esferas de tamaño muy uniforme, al solidificarse las gotas durante la caída.

e) Abonos macrogranulados. Constituidos por grandes gránulos, de 1-3 cm de diámetro e incluso mayores, de liberación progresiva de los elementos nutritivos.

Dentro de los fertilizantes líquidos , los tipos más característicos son los siguientes:

a) Suspensiones . Gracias a la utilización de arcillas dispersas en el agua pueden mantenerse soluciones sobresaturadas de alguna sal (generalmente cloruro potásico) para alcanzar concentraciones totales elevadas en forma líquida. Para mantener las suspensiones se requiere una agitación periódica.

b) Soluciones con presión: soluciones acuosas de nitrógeno en las que participa como componente el amoníaco anhidro con concentración superior a la que se mantiene en equilibrio con la presión atmosférica. Para su aplicación se requieren equipos especiales que soporten la presión adecuada.

c) Soluciones normales o clara sin presión: soluciones acuosas que contienen uno o varios elementos nutritivos disueltos en agua.

Los abonos líquidos ofrecen las siguientes ventajas respecto a los sólidos:

- Su manejo es totalmente mecanizable.

- Se alcanza un gran rendimiento en la aplicación.

- Se consigue una gran uniformidad en la distribución sobre el terreno.

Entre los abonos gaseosos únicamente se emplea el amoníaco anhidro, que es una gas a la temperatura y presión normal. Para que pase a estado líquido y facilitar el almacenaje y el transporte, se comprime y vuelve a transformarse en gas cuando se inyecta en el suelo.

Las propiedades químicas de los fertilizantes determinan tanto su comportamiento en el suelo, como  su manipulación y conservación. Destacan las siguientes:

a) Solubilidad . La solubilidad en agua o en determinados reactivos es determinante sobre el contenido o riqueza de cada elemento nutritivo en un fertilizante concreto.

b) Reacción del fertilizante sobre el pH del suelo. Viene determinada por el índice de acidez o basicidad del fertilizante, que se corresponde con la cantidad de cal viva que es necesaria para equilibrar el incremento de acidez del suelo (fertilizantes de reacción ácida) o producir un incremento de pH equivalente (fertilizantes de reacción básica).

c) Higroscopicidad : capacidad de absorber agua de la atmósfera a partir de un determinado grado de humedad de la misma. Esta absorción puede provocar que una parte de las partículas se disuelvan, con lo que se deshace la estructura física del fertilizante. Generalmente, cuanto mayor es la solubilidad del fertilizante en agua, mayor es su higroscopicidad. Esta absorción puede provocar que una parte de las partículas se disuelvan, con lo que se deshace la estructura física del fertilizante.

CLASIFICACIÓN (ESPAÑA - Real Decreto 5 febrero 1988, sobre fertilizantes y afines).

ABONOS MINERALES CON ELEMENTOS PRINCIPALES (SÓLIDOS)

ABONOS SIMPLES

- ABONOS NITROGENADOS

a) Nitrato de calcio . Producto obtenido químicamente que contiene como componente esencial nitrato cálcico y ocasionalmente nitrato amónico. Su fórmula química es: 5 [ Ca(NO 3 ) 2 .2H 2 O ] .NH 4 NO 3 (peso molecular de 1080,5). Por tanto, este fertilizante aporta una parte de nitrógeno en forma amoniacal, que puede despreciarse en cultivos en suelo o enarenado, en los que puede considerarse como Ca(NO 3 ) 2 , pero que es conveniente considerar en cultivos sin suelo. Se emplea básicamente como fuente de calcio, pero además aporta nitrógeno.

b) Nitrato de magnesio . Producto obtenido químicamente, que se compone esencialmente de nitrato magnésico hexahidratado. Su fórmula química es: Mg(NO 3 ) 2 .6H 2 O (peso molecular 256,3). Se emplea para suministrar magnesio cuando no es limitante el aporte de nitrógeno.

c) Nitrato amónico . Producto obtenido químicamente, que contiene como componente esencial nitrato amónico. Su fórmula química es: NH 4 NO 3 (peso molecular de 80). Aporta nitrógeno tanto en forma nítrica como amoniacal. Se emplea frecuentemente en la fertirrigación de cultivos en suelo, aunque en los cultivos sin suelo también se utiliza en las etapas de rápido crecimiento para evitar excesivos aumentos del pH de la solución drenada.

d) Sulfato amónico . Producto obtenido químicamente que contiene como componente esencial sulfato amónico. Su fórmula química es: (NH 4 ) 2 SO 4 (peso molecular de 132). Es un fertilizante típico para abonado de fondo que se emplea con el fin de evitar la lixiviación del nitrógeno. No obstante, dada su gran solubilidad en agua, también se utiliza como fuente de azufre en la fertirrigación de cultivos en suelo o enarenado.

e) Nitrato de Chile . Producto preparado a partir de caliche, que contiene como componente esencial nitrato sódico.

g) Urea . Producto obtenido químicamente que contiene como componente esencial diamida carbónica (carbamida).

h) Otros : nitrato cálcico y magnésico, nitrato de sodio, cianamida cálcica nitrada, sulfonitrato de amonio o nitrosulfato amónico, sulfonitrato de magnesio o nitrosulfato magnésico, abonado nitrogenado con magnesio, crotonilidendiurea, isobutilidendiurea, urea formaldehído, abono nitrogenado que contiene crotonoilidendiurea, abono nitrogenado que contiene isobutilidendiurea, abono nitrogenado que contiene urea formaldehído, sulfato amónico con inhibidor de la nitrificación (diciandiamida), nitrosulfato amónico con inhibidor de la nitrificación (diciandiamida) y sulfato amónico-urea.

- ABONOS FOSFATADOS

a) Superfosfato normal o superfosfato simple . Producto obtenido por reacción del fosfato mineral triturado con ácido sulfúrico y que contiene como componentes esenciales fosfato monocálcico y sulfato de calcio.

b) Superfosfato concentrado . Producto obtenido por reacción del fosfato mineral triturado con ácido sulfúrico y ácido fosfórico y que contiene como componentes esenciales fosfato monocálcico y sulfato de calcio.

c) Superfosfato triple . Producto obtenido por reacción del fosfato mineral triturado con ácido fosfórico y que contiene como componente esencial fosfato monocálcico.

d) Otros : escorias de desfosforación (fosfatos Thomas, escorias Thomas), fosfato natural parcialmente solubilizado, fosfato precipitado bicálcico dihidratado, fosfato calcinado, fosfato aluminocálcico, fosfato natural blando.

- ABONOS POTÁSICOS

a) Sulfato potásico . Producto obtenido químicamente a partir de las sales de potasio y que contiene como componente esencial sulfato potásico. Su fórmula química es: K 2 SO 4 (peso molecular de 174,3). Normalmente se emplea como fuente de potasio, cuando éste no se puede aportar como nitrato potásico, con objeto de no sobrepasar los niveles de nitrógeno establecidos.

b) Cloruro potásico . Producto obtenido a partir de sales potásicas en bruto y que contienen como componente esencial cloruro potásico.

c) Otros : sal potásica en bruto, sal potásica en bruto enriquecida, cloruro potásico con sal de magnesio, sulfato potásico con sal de magnesio, kieserita con sulfato potásico.

ABONOS COMPUESTOS

- ABONOS NPK

a) Abono NPK . Producto obtenido químicamente o por mezcla, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal.

b) Abono NPK que contiene crotonilidendiurea, isobutilidendiurea o urea formaldehído , según los casos. 

- ABONOS NP

a) Abono NP . Producto obtenido químicamente o por mezcla, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal. En las primeras etapas de crecimiento del cultivo, es de uso muy común el fosfato monoamónico , cuya fórmula química es: NH 4 H 2 PO 4 (peso molecular de 115).

b) Abono NP que contiene crotonilidendiurea o urea formaldehído , según los casos.

- ABONOS NK

a) Abono NK . Producto obtenido químicamente o por mezcla, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal. Es de uso muy común el nitrato potásico, cuya fórmula química es KNO 3 (peso molecular de 101,1). Este abono es la principal fuente de potasio en fertirrigación y además aporta nitrógeno, siendo especialmente importante en aguas de baja calidad agronómica.

b) Abono NK que contiene crotonilidendiurea, isobutilidendiurea o urea formaldehído , según los casos.

- ABONOS PK

a) Abono PK . Producto obtenido químicamente o por mezcla, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal. Es de uso muy común el fosfato monopotásico en fertirrigación, cuya fórmula química es KH 2 PO 4 (peso molecular de 136,1). Este abono se emplea básicamente como fuente de fósforo, aunque también suministra potasio, en aguas con pocos bicarbonatos en las que no se puede aplicar todo el fósforo como ácido fosfórico.

ABONOS MINERALES CON ELEMENTOS PRINCIPALES (LÍQUIDOS)