El recubrimiento es lo que cuenta: Fertilizantes de Liberación Controlada en Agricultura

Hace más de 50 años, Osmocote, el Fertilizante de Liberación Controlada de ICL introdujo el primer fertilizante con recubrimiento de polímero en los Estados Unidos: un gránulo NPK con un recubrimiento de resina orgánica, asegurando que una sola aplicación de nutrientes sería suficiente para un largo tiempo. Marcó el inicio de todo un nuevo principio en aplicación de fertilizante. Este concepto se desarrolló originalmente para plantas ornamentales de alto valor en macetas, donde la pérdida de nutrientes afecta directamente los cultivos. Sin embargo, el concepto de fertilizantes de liberación controlada fue rápidamente adoptado en otros cultivos de alto valor como las fresas y los árboles frutales, en los cuales la eficiencia y la facilidad de aplicación hacían mucho sentido.

La adopción de esta tecnología en cultivos horticulturales o agriculturales más extensos no sucedía en ese momento, principalmente por la diferencia de precio entre los fertilizantes de liberación controlada y los fertilizantes convencionales. Sin embargo, durante los últimos 10 a 15 años, los nuevos desarrollos técnicos han permitido la creación de productos de liberación controlada más económicos y eficientes, creando en una posibilidad viable para un uso más generalizado de fertilizantes de liberación controlada en agricultura.

Con la expectativa de crecimiento en población mundial aumentando aún más hasta el año 2050, mientras la superficie arable disminuye, los productores agrícolas deben aprovechar la tierra que tienen disponible de manera más eficiente. Al mismo tiempo, las presiones globales y el cambio climático aumentan la necesidad de aplicar fertilizantes de manera más sensible y utilizar tecnologías que ayuden a reducir el impacto ambiental de la agricultura a nivel mundial.

La más alta eficiencia en el aprovechamiento de nutrientes

Los fertilizantes de liberación controlada son considerados la tecnología en fertilizantes con la eficiencia más alta en aprovechamiento de nutrientes. Se sabe que los fertilizantes minerales, incluyendo los de liberación controlada, son responsables de alimentar a la mitad de la población mundial. Los fertilizantes convencionales se disuelven inmediatamente después de ser aplicados en la tierra, proporcionando nutrición por sólo un corto tiempo. Se necesitan múltiples aplicaciones para asegurar la correcta nutrición del cultivo. La necesidad de múltiples aplicaciones puede resultar complicada en términos prácticos para los grandes productores ya que se vuelven más costosas, además de que, como se ha comprobado con estudios recientes, incrementa los problemas con la compactación del suelo.

Gracias a su recubrimiento especial, los gránulos de fertilizante de liberación controlada, van liberando los nutrientes gradualmente por un período más largo de tiempo. Dependiendo de la longevidad del producto, la liberación de nutrientes puede tomar varias semanas o incluso meses.

De esta manera, los fertilizantes de liberación controlada propician una mayor eficiencia en el aprovechamiento de nutrientes, gracias a la reducción de pérdida de nutrientes hacia el medio ambiente y nuevos métodos de aplicación como and new application methods, como la aplicación en hoyos de plantas.

El incremento en la eficiencia se logra al igualar la demanda de nutrientes del cultivo, con el patrón de liberación del fertilizante. Esto permite, no sólo el crecimiento óptimo, sino también la prevención de pérdida de nutrientes por lixiviación, volatilización, desnitrificación y agotamiento.

Los fertilizantes de liberación controlada pueden mantener o incluso incrementar los rendimientos de cultivo mientras se administra una menor  cantidad total de nutrientes —esto es un beneficio importante en regiones en las que leyes locales empiezan a limitar la cantidad total de nitrógeno que se puede administrar, por ejemplo.

Los fertilizantes de liberación controlada reducen la cantidad de aplicaciones necesarias: Esto es una ventaja en donde la mano de obra es cara o en regiones (tropicales) en las que la mecanización y el transporte de fertilizantes es más complicado debido a laderas más inclinadas o falta de infraestructura.

Dependiendo de las circunstancias, los fertilizantes de liberación controlada pueden reducir significativamente:

• la cantidad total de fertilizante utilizado: a una tasa del 20% o hasta 50%;
• lixiviación: hasta en un 55%;
• desnitrificación: en un promedio de hasta 40%;
• volatilización: en tasas de hasta 40%.

(Datos basados en investigación reciente con tecnologías de fertilizantes de liberación controlada de ICL)

¿Qué es un fertilizante de liberación controlada?

Es importante destacar que no todos los fertilizantes de liberación controlada son iguales, y que el término “fertilizantes de liberación controlada” a veces se utiliza – incorrectamente – para referirse a fertilizantes de liberación lenta. Veamos las definiciones oficiales de ambos tipos de fertilizantes:

Fertilizantes de liberación controlada: “Es un fertilizante en el que la liberación de los nutrientes se controla ajustándose a cantidades específicas de nutrientes liberándose  en momentos específicos a temperaturas determinadas.” (ISO 8157:2015)

Fertilizantes de liberación lenta: “Es un fertilizante en el cual, por medio de hidrólisis y/o biodegradación y/o solubilidad limitada, la cantidad de nutrientes se van haciendo disponibles para la planta a lo largo de un período de tiempo, al compararse con un producto ‘soluble de referencia’, por ejemplo, sulfato de amonio, nitrato de amonio y urea.” (ISO 8517:2015)

Así podemos ver que el mecanismo por el cual se libera los nutrientes es completamente diferente. Los fertilizantes de liberación lenta son simples minerales que tardan un cierto tiempo en disolverse para proveer sus nutrientes, mientras que los de liberación controlada requieren un recubrimiento de buena calidad y un proceso de manufactura consistente. Mientras en los de liberación lenta, la liberación de nutrientes se ve afectada por temperatura, humedad, pH y microorganismos, en el caso de los de liberación controlada, es influenciada sólo por temperatura y agua.

Tecnologías de liberación controlada

Tambien se puede encontrar diferencias en los materiales utilizados para hacer los recubrimientos. Lo que es importante saber, es que estas diferencias existen y afectan directamente la eficiencia de la liberación de los nutrientes.  La tecnología en recubrimientos más eficiente es la que se ha desarrollado más recientemente – recubrimiento de polímeros. Esta es la que permite el mayor nivel de control sobre la liberación de los nutrientes, por eso es la que se ajusta mejor a la demanda de la planta sin tener picos ni valles en la liberación.

Otro aspecto que hay que considerar al elegir tu fertilizante de liberación controlada, son los diferentes nutrientes, combinaciones de nutrientes e incluso el nivel de recubrimiento. Una mezcla fertilizante que tiene sólo una fracción del 10% con recubrimiento, a veces es llamada “fertilizante de liberación controlada, pero como podrás imaginar, sus características de longevidad, eficiencia y efecto en la seguridad de las plantas es muy diferente de un fertilizante de liberación controlada recubierto al 100%. En la medida que se aplique el fertilizante más cerca de la raíz, más importante es el uso de fertilizantes de liberación controlada con recubrimiento en su totalidad. Por ejemplo

Another aspect to take into consideration when choosing a CRF is the different nutrients, combination of nutrients, and even their coating level. A fertilizer blend that consists of a 10% coated fraction is often called a controlled-release fertilizer, but as you can imagine, its longevity characteristics, efficiency, and effect on plant safety are very different to a CRF that is 100% coated. The closer to a crop’s roots you apply the fertilizer, the more important it is to use a CRF product that is fully coated. Por ejemplo, en silvicultura, donde el fertilizante se aplica directo en el hoyo de sembrado, y la semilla o el árbol joven es plantado directamente sobre esto, un fertilizante de liberación controlada que esté recubierto al 100% es esencial.

Un fertilizante de liberación controlada completamente recubierto también es la mejor opción para reducir la pérdida de nutrientes, lo cual además incrementa la eficiencia nutrimental y reduce las emisiones al medio ambiente.

La liberación controlada previene pérdida de nutrientes

El Nitrógeno (N) tiene la tendencia a perderse a través de la lixiviación de nitratos, sobre todo en suelos ligeros (arenosos). En climas tropicales es donde se da la mayor pérdida de Nitrógeno. Es común agregar Nitrógeno de liberación controlada, para minimizar las fugas. El recubrimiento alrededor del N previene la aparición de altos niveles de NO₃ justo después de la aplicación, de esta manera previene la lixiviación.

El Fósforo (P) tiene tendencia a fijarse en el suelo. Esto sucede en suelos alcalinos /calcáreos, suelos P-fixing y suelos ácidos P-fixing que son ricos en Aluminio y Hierro (hidr)óxidos. Hay grandes cantidades de terrenos en zonas tropicales húmedas, que están cubiertos con suelos de tipo arcilloso muy gastados por el medio ambiente y que son muy propensos a la fijación de P. Los fertilizantes de liberación controlada previenen la fijación en la tierra: manteniendo la concentración de Fósforo en la tierra en niveles bajos y de esta manera se evita su participación o adsorción a minerales reactivos.

El Potasio (K) se puede escapar fácilmente en suelos arenosos, cuando hay lluvias intensas o en suelos tropicales muy desgastados. Los fertilizantes de liberación controlada previenen la lixiviación. Debido a complicaciones debidas a falta de infraestructura en muchos países tropicales, reducir la aplicación y transporte de nutrientes a la plantación puede ser muy importante para reducir la huella de carbono del cultivo.

La eficiencia de los fertilizantes de liberación controlada y la reducción en la pérdida de nutrientes significan que el productor agrícola puede disminuir la frecuencia de aplicación y aún así, mantener un buen rendimiento. Una menor frecuencia de aplicación reduce la cantidad total de fertilizante y hace su aplicación más sencilla. Si se aplica con la misma frecuencia, los fertilizantes de liberación controlada han demostrado aumentar el rendimiento por hectárea.

“En ICL utilizamos nuestra experiencia en recubrimientos durante la última década para desarrollar fertilizantes con porcentajes específicos de recubrimiento y longevidad, lo cual logra el más alto nivel de eficiencia en aprovechamiento de nutrientes en un cultivo o grupo de cultivos específicos.”

Historias de éxito en Agricultura

Los fertilizantes de liberación controlada están siendo utilizados exitosamente en muchos cultivos agrícolas en los que la eficiencia nutrimental, reduciendo aplicaciones de fertilizante, es muy importante (como por ejemplo el plátano, café, aceite de palma, arroz, caña de azúcar y papa). Sin embargo, no existe un fertilizante de liberación controlada que funcione para todo, mejorando la eficiencia nutrimental, aumentando los rendimientos en cualquier cultivo que se aplique y en cualquier región. Es de vital importancia entender las necesidades del cultivo y satisfacerlas con el mejor fertilizante de liberación controlada posible para las circunstancias específicas de esa región.

En ICL utilizamos nuestra experiencia en recubrimientos durante la última década para desarrollar fertilizantes con porcentajes específicos de recubrimiento y longevidad, lo cual logra el más alto nivel de eficiencia en aprovechamiento de nutrientes en un cultivo o grupo de cultivos específicos. La efectividad de estos productos se ha demostrado en nuestro programa extensivo de pruebas e investigaciones independientes, los cuales resultan en programas de fertilización con liberación controlada hechos a la medida.

Prueba con papas en Países Bajos. Una aplicación de fertilizante de liberación controlada 100% recubierto de ICL (Agrocote Max, bajo la línea roja) comparado con tres aplicaciones de fertilizante de Nitrógeno convencional (prácticas agrícolas convencionales, arriba de la línea roja). Se incrementó el rendimiento total en 9% y generó €450/ha de ingresos adicionales.

Una prueba con café en el estado de Minas Gerais, Brasil, en donde se aplicaron fertilizantes convencionales 3 veces al año vía top-dressing (izquierda), comparado con la formulación de fertilizante de liberación controlada de ICL de 4–5M en una sola aplicación (derecha).

¿El futuro de los fertilizantes de liberación controlada?

Los desarrollos tecnológicos en la última década han permitido la creación de fertilizantes de liberación controlada más económicos, lo cual está modificando las prácticas agrícolas. Los fertilizantes de liberación controlada ahora juegan un papel clave en la reducción de la pérdida de nutrientes y en el mantenimiento o incremento del rendimiento de los cultivos con una frecuencia de aplicación similar o menor comparado con las prácticas agrícolas estándar.

Los análisis del ciclo de vida van a dar a los productores agrícolas, comerciantes y consumidores, mayor información acerca de los beneficios ambientales y la mejor huella de carbono que representa el uso de esta tecnología comparando con los fertilizantes agrícolas convencionales.

Investigaciones independientes acerca de la eficiencia del uso de fertilizantes de liberación controlada, se siguen llevando a cabo y es importante convencer a los responsables de definir las políticas públicas, de las ventajas de adoptar esta tecnología en las nuevas legislaciones para reducir el impacto ambiental relacionado con las prácticas de fertilización.

Los recubrimientos actuales de Polímero-Azufre y Polímero se degradan lentamente y son realmente inertes en el suelo una vez que se han liberado los nutrientes. Están diseñados para ser tan delgados como sea posible (tanto como un cabello humano) y permeables, mientras permiten que el recubrimiento cumpla su función: controlar la liberación de los nutrientes en un tiempo predeterminado. Durante la próxima década, legislación como las nuevas reglas europeas en biodegradabilidad de recubrimientos en fertilizantes va a retar a fabricantes a crear nuevas tecnologías que se degraden más fácilmente.