El avance tecnológico en los últimos años nos ha abierto la puerta hacia mejores prácticas, también en la fertilización, ofreciéndonos equipos nuevos para la aplicación de fertilizantes. Para comprender la elección del equipo adecuado, es fundamental conocer los métodos de fertilización requeridos: ¿cuantitativa o proporcional? En este artículo, exploraremos ambos métodos de aplicación, cómo se calculan y cómo se aplican. Revisaremos los factores que afectan la decisión de utilizar un sistema de canal único o multicanal. Finalmente, analizaremos las ventajas de la aplicación automática de fertilizantes y en qué sistemas de cultivo son indispensables.
Métodos de Fertilización
Fertilización Cuantitativa
La fertilización cuantitativa es el método tradicional. Históricamente, se aplicaba el fertilizante de esta forma por la falta de tecnología adecuada para métodos más precisos. Normalmente, se expresa en kilogramos del nutriente (N, P, K, etc.) por hectárea, durante un período de tiempo determinado, que puede ser un día, una semana o una etapa fenológica específica del cultivo.
Cálculo de la Demanda de Nutrientes
Para definir la demanda de nutrientes de un cultivo y elaborar un plan de fertilización cuantitativa, es necesario primero establecer una curva de absorción o extracción de nutrientes en cada etapa de desarrollo del cultivo. Esta curva, que no suele ser elaborada por el agricultor directamente, sino por proveedores de fertilizantes o investigadores, requiere varios pasos y se realiza a lo largo de todo el ciclo del cultivo, en intervalos de 10 o 15 días.
Al final de cada período, se seleccionan 2-3 plantas con desarrollo óptimo. Las plantas se seccionan en tres partes: raíz, parte aérea (tallo, hoja y flor) y fruto. Posteriormente, se secan en una estufa a 70°C durante 72 horas para determinar el peso seco. Multiplicando el peso seco acumulado por hectárea por la concentración porcentual de cada nutriente en la materia seca, se obtienen los kilogramos de nutriente extraído por el cultivo en una hectárea.
Preparación de Fertilizantes Sólidos
Cuando el fertilizante es sólido, es necesario disolverlo en agua para poder inyectarlo. Cada fertilizante tiene un límite de solubilidad dependiendo de la temperatura, declarado por el fabricante. Por ejemplo, 83.3 kg de Nitrato de potasio con un 20% de solubilidad requieren un mínimo de 416.5 litros de agua.
Si el inyector no dispone de un rotámetro que muestre el flujo de fertilizante en litros por hora y permita su ajuste, se recomienda realizar una prueba previa en condiciones reales. Esto implica inyectar la solución preparada contra la presión del agua en el cabezal durante 5 minutos. Conociendo la capacidad de inyección del inyector (ejemplo: 1000 l/h), se divide el volumen a inyectar.
Fases de la Inyección y Transporte
La primera fase es el llenado y la presurización del sistema. Cuando se inicia un riego en un sistema no antidrenante (donde los goteros continúan goteando después de finalizar el riego), el riego comienza con un alto caudal y baja presión.
La segunda fase es la inyección del fertilizante. Es crucial dejar tiempo suficiente para la tercera y última fase: el transporte del último fertilizante inyectado en el cabezal al sector deseado. Este transporte se realiza aplicando únicamente agua durante el tiempo necesario para asegurar que el fertilizante se vacíe en el sector deseado y no permanezca en la tubería o se dirija a otro sector al inicio del siguiente riego. El tiempo de esta fase se denomina "Tiempo de avance". Este tiempo se calcula en el departamento de diseño y también se puede medir físicamente mediante cambios en la conductividad eléctrica, pH o color en cada sector de riego. Por ejemplo, se puede aplicar ácido a un pH de 5 y medir el tiempo desde el inicio de la inyección hasta su detección en el gotero más alejado de la válvula; este es el "tiempo de avance".
Eficiencia y Limitaciones de la Fertirrigación Cuantitativa
La eficiencia de esta forma de aplicación depende en gran medida de la capacidad de retención de nutrientes del suelo. Las partículas sólidas del suelo, principalmente la arcilla y la materia orgánica, poseen cargas negativas en su superficie. La Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) de los suelos depende del porcentaje y tipo de arcilla, así como del porcentaje de materia orgánica (MO).
En suelos ácidos de regiones tropicales, pueden formarse óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio que, al tener carga positiva, desarrollan en el suelo una capacidad de intercambio aniónico. En todos los tipos de suelo, los aniones como el Nitrato (NO3-, PO4-, SO4-, Cl) no se adhieren a las partículas del suelo y tienden a lavarse hacia las capas profundas. Los suelos arenosos no solo tienen baja CIC, sino también poros grandes que permiten un flujo vertical rápido de agua hacia abajo, fuera de la zona radicular.
Ventajas de los Inyectores Multicanal
Para aumentar la eficiencia de la fertilización cuantitativa, se recomienda el uso de inyectores multicanal. Estos sistemas ofrecen ventajas operativas significativas. En primer lugar, el operador prepara los tanques de fertilizante concentrado antes de iniciar el fertirriego, liberándolo para realizar otras actividades como la revisión de caudales y presiones.
En segundo lugar, los venturis suelen contar con un rotámetro transparente y un flotador. Durante la fertilización, se puede observar el flujo de fertilizante hacia el venturi y, mediante una válvula de ajuste, modificar la velocidad de inyección. Por ejemplo, si se requiere aplicar 100 litros en 30 minutos a través del venturi, se ajusta el flujo para que el flotador alcance los 200 litros/hora.
Consideraciones sobre la Mezcla de Fertilizantes
Al utilizar más de un fertilizante en el tanque, es crucial evitar mezclar fuentes de calcio con fuentes de sulfato o fosfato en el mismo tanque de fertilizante concentrado. El calcio reacciona con estos elementos, formando un sólido insoluble (pasta). Esta situación compromete el funcionamiento del sistema hidráulico al obstruir filtros, goteros y sedimentarse en las paredes de la tubería. Es importante recordar que este problema se presenta principalmente en el tanque de fertilizante concentrado, que tiene un bajo volumen y movimiento limitado.
Fertilización Cuantitativa Automática
La aplicación cuantitativa también puede ser automática. El controlador distribuye el volumen de fertilizante a lo largo de todo el tiempo destinado al fertirriego, ejecutando automáticamente las tres fases. Es posible contar con un equipo automático incluso en campos con válvulas manuales; en este caso, la apertura y cierre de las válvulas se realiza manualmente, pero la aplicación del fertilizante es automática. En el controlador del equipo de inyección automática, se programa la cantidad de litros por riego a inyectar desde cada tanque.
Fertilización Proporcional
Para elaborar una solución nutritiva proporcional, es indispensable contar con un análisis de agua reciente y confiable. La calidad del agua puede variar con el uso intensivo del pozo o con las épocas de lluvia. Para asegurar la fiabilidad del análisis, se puede comparar la suma de aniones y cationes en meq/l, verificando que sean similares con una variación máxima del 5%.
Es importante recordar que si se utiliza el porcentaje del elemento puro, el resultado será del elemento puro; si se usa el porcentaje del óxido, el resultado serán las partes por millón (ppm) del óxido.
Tasa Máxima de Inyección y Conductividad Eléctrica
La tasa máxima de inyección se calcula dividiendo la capacidad del venturi en litros/hora entre el caudal de riego en m³/hora. Lo ideal es no utilizar la tasa máxima, sino solo el 80% de esta.
La conductividad eléctrica (CE) de la solución nutritiva refleja el nivel total de iones disueltos en el agua. Si calculamos y sabemos que la solución nutritiva debe tener una cierta CE, mantener esta CE en el equipo de inyección y en los goteros indica que se está aplicando la solución deseada.
Prueba de Cubeta (Titulación)
Para corroborar que la CE real de la preparación de los tanques y la inyección programada coinciden con la CE calculada, y para determinar la inyección requerida de ácido, se realiza en campo una "prueba de cubeta", comúnmente llamada titulación.
- Prepara con precisión un litro de agua fresca de la misma fuente que se usa para regar y mide su CE con el sensor del equipo de inyección.
- Por cada litro de inyección programada en el fertilizante (ej. 1 litro/m³ = 1 ml/litro), agrega 1 ml de cada tanque al litro de agua y agita bien.
- Al mismo litro, agrega mililitro a mililitro de ácido hasta alcanzar el pH deseado.
- Mide la CE en el litro con el sensor del equipo.
Conversión de ppm a kg/ha/día
En muchos casos, especialmente en suelos arcillosos con alta retención de nutrientes, si se fertiliza de forma proporcional, es importante calcular también las unidades aplicadas (kg/ha/día) del nutriente. Para convertir las ppm de la fertilización proporcional a los kg/ha/día de la fertilización cuantitativa, simplemente se multiplican las ppm por los m³ de agua que se aplican a una hectárea por día. Por ejemplo, si se aplican 120 ppm (gr/m³) de nitrógeno y 40 m³/ha/día de agua a un cultivo en suelo: 120 x 40 = 4,800 gr N/ha/día o 4.8 kg.
Sistemas de Cultivo y Aplicación
La fertilización cuantitativa se utilizaba tradicionalmente en todos los cultivos y tipos de suelo. Sin embargo, el cultivo en sustratos de bajo volumen exigió el cambio a la fertilización proporcional y multicanal.
Actualmente, muchos agricultores emplean equipos manuales multicanal para cultivos extensivos en campo abierto, como maíz, caña de azúcar y frutales. En frutales, algunos de estos equipos son automáticos, lo que facilita aún más la operación y asegura mayor precisión y eficiencia en el fertirriego.
Cómo funciona un equipo de Fertirrigación por Goteo AUTOMATIZADO 💧🤖
Componentes del Cabezal de Riego
El cabezal de riego es el conjunto de componentes ubicados al inicio de un sistema de riego, encargados de gestionar y distribuir el agua hacia los diferentes sectores. Los cabezales de riego distribuyen el agua junto con el fertilizante contenido en tanques de fertilización hacia distintos sectores que se controlarán mediante electroválvulas.
Unidades del Cabezal de Riego
El cabezal de riego se compone de los siguientes elementos:
- Unidad de impulsión de agua: Es necesaria en las fincas para garantizar el caudal suficiente para el riego del cultivo. Incluye la instalación de una bomba hidráulica, imprescindible para extraer el agua a la superficie. En algunos casos, el agua llega a la instalación a través de una red de riego a demanda con presión suficiente, haciendo innecesario este sistema.
- Unidad de filtrado: Es un componente esencial para eliminar las impurezas del agua que podrían obstruir las boquillas de los goteros y generar problemas mayores. Se suelen instalar filtros de malla de polietileno, que pueden automatizarse si el cliente lo requiere.
- Unidad de fertilización: Aquí se incorpora el fertilizante al agua de riego. Ocasionalmente, este equipo se utiliza también para añadir al agua algún elemento fitosanitario, herbicida o plaguicida. Los depósitos almacenarán los diferentes fertilizantes empleados.
- Elementos de programación y control de flujo: Estos componentes gestionan la distribución del agua y el fertirriego.
Fertirriego y Control Avanzado
El cabezal suele contar con un equipo de fertirriego para añadir el fertilizante al agua. En ocasiones, este equipo se emplea también para incorporar al agua de riego algún elemento fitosanitario, herbicida o plaguicida.
Una de las instalaciones más demandadas es el control del riego mediante smartphone o teléfono móvil. Para ello, el sistema consta de una aplicación móvil que permite al usuario controlar las electroválvulas instaladas, administrando los sectores de la plantación agrónoma. Además, esta funcionalidad permite programar riegos por rangos de horas y seleccionar los días de la semana deseados.
Si el cliente lo desea, se pueden instalar paneles solares para un montaje 100% ecológico e independiente de la red eléctrica.
tags: #cabezal #riego #fertilizante