SEGUIMIENTO DEL USO DE ABONO DE LIBERACIÓN CONTROLADA COMO ALTERNATIVA DE FERTILIZACIÓN NITROGENADA

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1 SEGUIMIENTO DEL USO DE ABONO DE LIBERACIÓN CONTROLADA COMO ALTERNATIVA DE FERTILIZACIÓN NITROGENADA Causapé J. Científico Titular, Instituto Geológico y Minero de España, C/ Manuel Lasala 44 9ºB, 5.6 Zaragoza, Tfno: Web site: j.causape@igme.es Resumen Una fertilización ineficiente conlleva pérdidas económicas para el agricultor y afecciones para el medio ambiente. Este estudio pretende evaluar el uso de fertilizantes de liberación controlada. Para ello se efectuó el seguimiento de dos parcelas de maíz por aspersión en el valle medio del Ebro durante los años 213, 214 y 215. Los resultados indican que el uso del abono de liberación controlada evaluado mantiene las producciones disminuyendo el riesgo de pérdidas de nitrato por lixiviado. Se recomienda potenciar el uso de esta técnica, tanto por parte de los comercializadores, con el abaratamiento del fertilizante, como por parte de la administración, teniendo en cuenta las características de este producto en la redacción de las normativas agroambientales. 1- Introducción y objetivo La agricultura de regadío está reconocida como la principal fuente de contaminación difusa por el alto lixiviado de agroquímicos (EPA, 1992). En lo que respecta a la contaminación por nitratos, es uno de los principales problemas de la agricultura por los riesgos asociados para la salud humana y para los ecosistemas (Sutton et al., 211). La fertilización nitrogenada normalmente no se corresponde con las necesidades de las plantas, tanto en cantidad total aplicada como en su distribución temporal a lo largo del ciclo del cultivo. Ello provoca que haya un exceso de nitrato en el suelo disponible no sólo para las plantas, sino también para ser lixiviado por eventos de precipitación o riego en exceso que originen drenaje. Así pues, el lixiviado de nitratos no sólo supone una pérdida económica para los agricultores, sino que además origina incrementos de concentración en acuíferos, humedales y ríos receptores del drenaje agrícola. Con el objetivo de conseguir un uso más eficiente de los fertilizantes, las administraciones competentes elaboran programas obligatorios de actuación en zonas vulnerables a la contaminación por nitrato procedentes de fuentes agrarias, que en ocasiones, no contemplan las características de los diferentes tipos de fertilizantes por la falta de estudios concluyentes sobre ellos. En este sentido, para los abonos de liberación controlada de aplicación única en sementera, no se posibilita su aplicación en zonas vulnerables de algunas comunidades autónomas, ya que su normativa vigente limita el porcentaje de nitrógeno a aplicar en sementera. En este contexto, el presente estudio pretende evaluar el uso de fertilizantes de liberación controlada y analizar la viabilidad. 1

2 2- Zona de estudio y seguimiento realizado. Se seleccionaron dos parcelas cuyo seguimiento se realizó durante tres campañas (años 213, 214, y 215). Estas parcelas se localizan en los regadíos por aspersión de Bardenas, a 5 km de Ejea de los Caballeros (Zaragoza). Una de las parcelas fue seleccionada por que históricamente venía aplicando abonados de sementera con CoteN Mix. Este fertilizante es un blending recomendado para la aplicación única en sementera y que está compuesto en parte por CoteN, producto nitrogenado de liberación controlada fabricado a base de urea encapsulada. Según los fabricantes ( en condiciones de humedad del suelo y en función de la temperatura, la capsula envolvente va permitiendo liberar el nitrógeno de su interior para que quede a disposición de los cultivos mientras que el nitrógeno encapsulado no presenta riesgo de lixiviado. Cabe destacar que en 214 el agricultor no pudo aplicar CoteN Mix debido a la nueva normativa de zonas vulnerables a la contaminación por nitratos de origen agrario de Aragón (BOA, 213) que impide aplicar más del 3% del fertilizante inorgánico nitrogenado en sementera. En 215, la autorización excepcional para este estudio por parte del Gobierno de Aragón, permitió aplicar de nuevo CoteN Mix bajo la condición de diseñar un plan de abonado que en este estudio es presentado. La otra parcela seleccionada, tras años de abandono por las obras de transformación del regadío, fue cultivada bajo riego por primera vez en 213. El agricultor de la misma, realizó una fertilización tradicional basada en abonos complejos de sementera, y coberteras a base de urea sólida y fertirriego con líquido. Para el seguimiento de estas parcelas se realizaron muestreos periódicos de suelo a profundidad -3 cm (con mezcla de seis submuestras) que posteriormente fueron analizados en el laboratorio del Centro Tecnológico Agropecuario Cinco Villas. Tras unos análisis de caracterización inicial, durante el primer año se realizó el seguimiento de nitrógeno en suelo en forma de nitrógeno orgánico, amoniacal y nítrico. Tras comprobar que el nitrógeno orgánico se encontraba en niveles óptimos recomendados por el laboratorio (entre,11 y,22%), y que el nitrógeno amoniacal estuvo siempre por debajo del límite de detección (< 1 mg/kg suelo), los años posteriores el seguimiento se redujo únicamente al nitrógeno nítrico pero incrementando la frecuencia de muestreo de 3 a 8 veces/año. El plan de abonado con liberación controlada de 215 se basó en el análisis de nutrientes en el suelo previo a la siembra que permitió a los técnicos de la Cooperativa Virgen de la Oliva diseñar el blending con CoteN Mix cuya composición teórica fue confirmada en laboratorio. El seguimiento del nitrógeno nítrico en el suelo durante el ciclo del cultivo, permitió detectar posibles carencias de nitrógeno y con ello sugerir aportaciones adicionales. Posteriormente a la cosecha se realizó un análisis de suelo para comprobar el contenido final. Los agricultores facilitaron la información sobre las prácticas agronómicas, y particularmente sobre la fertilización nitrogenada. Finalmente, se realizó un sencillo análisis económico de la fertilización llevada a cabo en 215 con abonos de liberación controlada frente a un abonado tipo tradicional. Este abonado tipo tradicional se diseñó para obtener similares contenidos de fósforo, potasio, magnesio y azufre que el abonado de liberación controlada, si bien, su contenido en nitrógeno fue un 39% superior. Los precios unitarios del abonado con CoteN Mix y con el tipo tradicional a base de , Urea, y Kiserita fueron facilitados por la Cooperativa Agraria Virgen de la Oliva. 2

3 N Orgánico (%) 3- Resultados y discusión 3.1. Caracterización de las parcelas La composición textural de los suelos de ambas parcelas es muy similar, clasificados como francos-arcillosos-arenosos con 55% de arena, 22,5% de arcilla y otro tanto de limo. La caracterización físico-química muestra que tienen un ph básico y baja salinidad (Tabla 1). La parcela con fertilización tradicional, no regada ni cultivada en los años anteriores, presentó menores valores de materia orgánica, fósforo, potasio y magnesio asimilables, y carbonos totales que la parcela fertilizada con liberación controlada que fue regada desde 26. El fósforo asimilable para la parcela liberación controlada, y en particular el fósforo y el magnesio asimilables, para la parcela fertilización tradicional, estuvieron por debajo de los valores óptimos aconsejados por el laboratorio, mientras que el potasio asimilable para la parcela liberación controlada, estuvo por encima. Tabla 1. Caracterización parcelas Fertilización Tradicional (FT) y Liberación Controlada (LC) Fecha 14/3/213 Unidades Óptimo * FT LC ph (1:2.5) CE 25º (Extracto 1:5) ds/m < Materia Orgánica % Relación C/N P asimilable mg/kg K asimilable mg/kg Mg asimilable mg/kg Carbonos Totales % *Centro Tecnológico Agropecuario Cinco Villas En 213, con maíz en ambas parcelas, el nitrógeno orgánico se mantuvo en el rango de los valores óptimos evolucionando de manera similar en ambas parcelas (Fig. 1). En julio, el nitrógeno orgánico descendió, probablemente debido a la descomposición de la materia orgánica. En octubre, el nitrógeno orgánico se incrementó, posiblemente por la incorporación de nitrógeno al sistema radicular del cultivo que forma parte del suelo muestreado..3 FT LC.2 Nivel óptimo (,11-,22).1 mar-13 abr-13 may-13 jun-13 jul-13 ago-13 sep-13 oct-13 Fig.1. Evolución del nitrógeno orgánico en las dos parcelas del estudio. 3

4 3.2. Seguimiento de las parcelas La parcela con fertilización tradicional estuvo cultivada los dos primeros años de maíz y en 215 con una doble cosecha guisante-maíz. Los dos primeros años se aplicó un abono complejo de sementera, una primera cobertera de urea y una segunda de. En estos dos primeros años se aplicaron dosis superiores (44 y 484 kg N/ha) a las extracciones máximas (estimadas en 25 kg por tonelada de producción en 275 y 3 kg N/ha), sin contar en ello una pequeña aplicación de urea en diciembre de 215 (69 kg N/ha), con objeto de ayudar a la descomposición del rastrojo de maíz. Para el maíz tras guisante de 215, se aplicó un abonado de sementera con triple 15, y tres coberteras (una de Supernitro 25 y dos de ). La dosis (357 kg N/ha) se redujo sensiblemente respecto a años anteriores (47 y 127 kg N/ha) y se aplicó de forma más fraccionada (4 aplicaciones frente a las tres de años anteriores). El rendimiento en este último año fue del mismo orden al de los años anteriores aun siendo de segunda cosecha, con lo que se puede deducir, que el fertilizante nitrogenado aplicado se ajustó mucho mejor que en años anteriores al nitrógeno máximo extraído. En cuanto al seguimiento del contenido en nitrato del suelo, antes de la siembra, el contenido en nitrato fue menor de 4, particularmente en 215, cuando tras el guisante el suelo quedó con tan sólo 3. Posteriormente, se observan picos crecientes, después de las aplicaciones de fertilizantes, con valores máximos tras las coberteras de urea. Así pues, mientras que el contenido máximo de nitrato en el suelo, los años de aplicación de urea fue de 154, en 215, aplicando más coberteras con abonos líquidos por fertirriego, el máximo se quedó en 5. En el momento de cosecha del maíz (octubre 213), el contenido de nitrato en el suelo fue bajo lo que unido a la menor extracción de nitrógeno por el cultivo frente a la fertilización sería indicativo de que el nitrógeno se pudo lixiviar antes de poder ser aprovechado por las plantas. En el segundo año (214), en el momento de cosecha, el contenido de nitrato en el suelo todavía era significativo (38 ), pero en diciembre ya era muy bajo (3 ), lo que indica que el nitrato que ya no había sido aprovechado por las plantas también fue lixiviado. 4

5 1E 2E 3E 4E 1F 2F 3F 4F 1M 2M 3M 4M 1A 2A 3A 4A 1M 2M 3M 4M 1J 2J 3J 4J 1J 2J 3J 4J 1A 2A 3A 4A 1S 2S 3S 4S 1O 2O 3O 4O 1N 2N 3N 4N 1D 2D 3D 4D Suelo Fertilizante Urea Maíz 213 Fertilización: 44 kg N/ha Rto: 11. kg/ha Extracción máx: 275 kg N/ha Urea Urea Maíz 214 Fertilización: 484 kg N/ha Rto: 12. kg/ha Extracción máx: 3 kg N/ha N25 Guisante-Maíz 215 Fertilización: 357 kg N/ha Rto: 11.6 kg/ha Extracción máx: 29 kg N/ha Semana-Mes Fig. 2. Contenido de nitrato en el suelo y aplicación de fertilizante nitrogenado en parcela de fertilización tradicional durante

6 Respecto a la parcela de liberación controlada (Fig. 3), también fue cultivada de maíz las tres campañas. En 213 y 215 fue fertilizada en sementera con el blending CoteN Mix y una cobertera de (En total 298 y 288 kg N/ha cada año), mientras que en 214 fue fertilizado con una abono complejo de sementera ( ) y dos coberteras, la primera de urea y la segunda de (En total, 397 kg N/ha). Las producciones obtenidas fueron similares los tres años (entre en torno a 12.8 kg/ha), mientras que la dosis aplicada fue unos 1 kg N/ha inferior los años fertilizados con CoteN Mix (en torno a 3 frente a 4 kg N/ha). Así pues, hubo un mejor ajuste del nitrógeno aplicado frente al extraído los años del abono de liberación controlada, incluso los años en los que se aplicó el abono de liberación controlada fue mayor la estimación de la extracción máxima de nitrógeno por el cultivo (312 y 32 kg N/ha) que el aporte de nitrógeno en la fertilización (298 y 288 kg N/ha respectivamente). En cuanto al contenido de nitrato en el suelo, los valores máximos se dieron el año 214 (8 mg N- NO 3 ) sin aplicar CoteN Mix, quedando patente que hay un mayor contenido de nitrato en el suelo expuesto a su lixiviado ante potenciales eventos de lluvia o riego en exceso. Adicionalmente, el contenido de nitrato en el suelo en octubre (final del ciclo del maíz) fue todavía significativo (6 mg N- NO 3 ) y sin ser utilizado ya por el cultivo tuvo que ser lixiviado a tenor del bajo contenido de nitrato en el suelo presente en diciembre de 214 (3 mg N- NO 3 ). Por el contrario, los años del CoteN Mix, el contenido de nitrato en el suelo apenas llegó a los 4 mg N- NO 3. El suelo nunca quedó desabastecido de nitrato y hasta el mes de septiembre el contenido de nitrato en el suelo siempre estuvo por encima de los 1 mg N- NO 3. Si comparamos los años con abonado de liberación controlada frente a los años de las dos parcelas sin CoteN Mix se observa que para producciones similares (en torno a los 12. kg N/ha) se ha aplicado menos fertilizante nitrogenado (entre 1 y 2 kg N/ha menos) y el suelo siempre ha tenido nitrato disponible para las plantas sin alcanzar niveles excesivamente altos que maximicen el riesgo de ser lixiviado. 6

7 1E 2E 3E 4E 1F 2F 3F 4F 1M 2M 3M 4M 1A 2A 3A 4A 1M 2M 3M 4M 1J 2J 3J 4J 1J 2J 3J 4J 1A 2A 3A 4A 1S 2S 3S 4S 1O 2O 3O 4O 1N 2N 3N 4N 1D 2D 3D 4D Suelo Fertilizante CoteN Mix Maíz 213 Fertilización: 298 kg N/ha Rto: 12.5 kg/ha Extracción máx.: 312 kg N/ha CoteN Mix Urea Maíz 214 Fertilización: 397 kg N/ha Rto: 12.8 kg/ha Extracción máx: kg 32 N/ha Maíz 215 Fertilización: 288 kg N/ha Rto: 12.8 kg/ha Extracción máx: 32 kg N/ha Semana-Mes Fig. 3. Contenido de nitrato en el suelo y aplicación de fertilizante nitrogenado en parcela de liberación controlada durante

8 3.3. Plan de abonado liberación controlada 215 Para efectuar un correcto plan de abonado, el 3 de marzo de 215 se realizó un muestreo de suelos con el fin de conocer el contenido en nutrientes (Tabla 2) y establecer recomendaciones de fertilización. Según los resultados, el suelo justo antes de sembrar tenía niveles bajos de nitrógeno total (,66%), y en particular de nitrato (,5 mg N- NO 3 ), mientras que los niveles de fósforo y potasio asimilable eran altos, y de magnesio asimilable un poco bajos (Tabla 2). Tabla 2. Análisis de nutrientes (pre-siembra y pos-cosecha) en parcela con fertilización liberación controlada. Unidades Óptimo * 3/3/215 1/12/15 Nitrógeno nítrico mg/kg P asimilable mg/kg K asimilable mg/kg Mg asimilable mg/kg *Centro Tecnológico Agropecuario Cinco Villas Con los análisis de nutrientes del suelo y las recomendaciones de abonado (Tabla 3), los ingenieros de la Cooperativa Agraria Virgen de la Oliva de Ejea de los Caballeros propusieron aplicar en sementera un blending CoteN Mix MgO + 17SO 3 con una dosis de 1. kg/ha compuesto por DAP (18-46-), Sulfamid ( SO3), Patenkali ( MgO + 42SO3), y CoteN (41--) 4 meses. Tabla 3. Extracción de los cultivos, recomendación del laboratorio según la analítica de suelo y fertilización realizada Cantidad N P 2 O 5 K 2 O MgO SO Kg/ha Extracción Recomendación Fertilización CoteN Mix Total aplicado El blending diseñado contuvo 24 unidades de fertilización nitrogenada, 68 menos (un 22%) que las recomendaciones del laboratorio para obtener una producción de 14. kg/ha conteniendo un 43% de las unidades de fertilización nitrogenada en forma de liberación controlada. La aplicación de CoteN Mix, y en particular, su 57% de nitrógeno de liberación no controlada, elevaron el contenido de nitrato, en el primer muestreo de suelo tras la aplicación, hasta 42 (Fig. 2). A finales de junio de 215 (aunque se aconsejó esperar a los resultados de un nuevo análisis de suelo) el agricultor decidió aplicar una cobertera con (Tabla 3) que sumó 48 kg N/ha más hasta llegar a un total de nitrógeno aplicado de 288 kg N/ha (36% del nitrógeno en forma de liberación controlada). 8

9 Posteriormente, con los resultados previos a la aplicación de, se observó que en ese momento el suelo contaba con 15, y el siguiente muestreo, un mes más tarde (a finales de julio de 215), el suelo tenía 17. A partir de entonces, los contenidos de nitrato variaron entre 8 y 16, manteniendo el suelo con nitrato disponible para los cultivos pero con niveles bajos que limitaron la cantidad potencial de nitrato disponible para ser lixiviada. La duda surge en saber cómo hubiera evolucionado el contenido de nitrógeno nítrico en el suelo sin la cobertera de, y desde el punto de vista del estudio hubiera sido deseable retrasarla hasta tener certeza de su necesidad. Respecto al contenido en el resto de nutrientes (Tabla 2), se pudo comprobar que mientras el contenido de K se mantuvo constante, los contenidos de P y Mg disminuyeron encontrándose al final del ciclo por debajo de los que se consideran valores óptimos indicados por el laboratorio. Estos datos parecen indicar que los aportes de P y Mg con el blending aplicado no fueron suficientes mientras que el K se aplicó en exceso a pesar de ser aportado en una cantidad inferior a las recomendaciones Análisis económico Respecto al análisis económico se deduce que el coste de los dos abonados son del mismo orden de magnitud, más si tenemos en cuenta, que la cobertera con del abonado con CoteN Mix podría haberse suprimido, ya que esta forma de abonado requiere una única aplicación, o a lo sumo dos, si se complementa con el de cobertera como fue el caso. El abonado con el blending encareció por el elevado precio del CoteN (2,25 /UF) y la aplicación de Patenkali en lugar de otros fertilizantes con aporte de K y Mg de precio más barato. El coste del abonado tipo tradicional, sin duda está encarecido por el exceso de nitrógeno aplicado, que aunque a precio más barato, aumentó el coste total en torno a 1 /ha, lo que supuso casi un 2%. Tabla 4. Comparativa económica entre la fertilización liberación controlada de 215 y una hipotética fertilización tradicional tipo con similar contenido en P, K, Mg y S. Lib. Controlada Precio Dosis Coste Ferilización /ton ton/ha /ha UF Kg/ha COTE N 288 SULFAMID P 2 O 5 92 DAP K 2 O 9 PATENKALI MgO SO Total Tradicional Tipo Precio Dosis Coste Fertilización /ton ton/ha /ha UF Kg/ha N 399 UREA P 2 O K 2 O 15 Kiserita MgO 31 SO Total

10 4- Conclusiones y recomendaciones 1. Los resultados indican que el uso del abono de liberación controlada evaluado mantiene las producciones disminuyendo las pérdidas de nitrato por lixiviado. 2. Se podrían ajustar más las dosis y disminuir las pérdidas por lixiviado si se aumentase el porcentaje de nitrógeno de liberación controlada aplicado. 3. Pero, la Unidad Fertilizante (UF) fue tres veces más cara que la de otros fertilizantes tradicionales (2,25 /UF frente a,76 /UF de la urea), algo que se puede compensar en parte ajustando más las dosis. 4. Por su comodidad de aplicación, mantenimiento de las producciones y disminución del riego de lixiviado de nitrato, es aconsejable el uso del abono de liberación controlada evaluado. 5. Si bien, es recomendable ajustar bien el plan de abonado incrementando el porcentaje de nitrógeno de liberación controlada en el blending y llevando un control del contenido de nitrato en el suelo, tanto en presiembra (momento de aplicación del blending) como en momentos puntuales del ciclo del cultivo, con el fin de poder decidir sobre la necesidad de nuevas aportaciones de fertilizante. 6. Sería aconsejable que se favoreciera el uso de esta técnica, tanto por parte de los comercializadores, con el abaratamiento del abono, como por parte de la administración, con la adecuación de las normativas agroambientales a las características de este tipo de fertilizante. Agradecimientos Este trabajo se ha financiado mediante el proyecto CGL R (Ministerio de Economía y Competitividad con participación de fondos Feder Unión Europea). Así mismo, ha contado con la colaboración de la Cooperativa Agraria Virgen de la Oliva, HAIFA Iberica, Centro Tecnológico Agropecuario Cinco Villas, Centro de Transferencia Agroalimentaria del Gobierno de Aragón y especialmente de los agricultores implicados. Referencias Boletín Oficial de Aragón (213). IV Programa de Actuación sobre las Zonas Vulnerables a la contaminación producida por nitratos procedentes de fuentes agrarias designadas en la Comunidad Autónoma de Aragón. (BOA 21 del 1 de octubre de 213). EPA (Agencia de Protección Medioambiental de Estados Unidos, 1992). Managing non-point source pollution. Washington, DC: EPA, Office of Water. Sutton, M.A., Howard, C.M., Erisman, J.W., Billen, G., Bleeker, A., Grennfelt, P., van Grisven, H., Grizzetti, B. (211). The European Nitrogen Assessment: Sources, Effects and Policy Perspectives. Cambridge University Press, Cambridge. 1