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FERTIRRIEGO

Oran, Salta Noviembre 11-12, 2003. CURSO DE FERTIRRIEGO. FERTIRRIEGO. www.ipipotash.org. POR QUE FERTIGAR ?. Cuando se usan sistemas de riego presurizados, el fertirriego no es OPCIONAL sino que es ABSOLUTAMENTE NECESARIO. Las ventajas del riego no son expresadas.

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FERTIRRIEGO

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  1. Oran, Salta Noviembre 11-12, 2003 CURSO DE FERTIRRIEGO FERTIRRIEGO www.ipipotash.org

  2. POR QUE FERTIGAR ? Cuando se usan sistemas de riego presurizados, el fertirriego no es OPCIONAL sino que es ABSOLUTAMENTE NECESARIO Las ventajas del riego no son expresadas ¿Qué pasa si los fertilizantes son aplicados separadamente del agua? En riego por goteo, sólo ~30% del suelo es mojado por los goteros La eficiencia de la fertilización disminuye porque los nutrientes no se disuelven en las zonas secas donde el suelo no es regado Por lo tanto, el fertirriego es el único método para aplicar fertilizantes a cultivos irrigados

  3. Oran, Salta Noviembre 11-12, 2003 CURSO DE FERTIRRIEGO FERTILIZANTES PARA FERTIRRIEGO

  4. En forma sólida: a través del tanque by-pass Disueltos: COMO APLICAR FERTILIZANTES ? • soluciones madre • soluciones finales

  5. FUENTE DE NUTRIENTES • PREPARACION DE SOLUCIONES MADRE O STOCK: • Los agricultores preparan sus soluciones madre “ a medida” • Fertilizantes sólidos solubles (sulfato de amonio, urea, cloruro de potasio, nitrato de potasio), y acido fosfórico líquido pueden ser mezclados • La solución madre es inyectada al sistema de riego a una tasa de 2-10 L/m3 • MEZCLAS DE FERTILIZANTES SOLIDOS (COMPUESTOS): • Manufacturados para su uso en fertirriego • Con diferentes relaciones NPK (20-20-20; 14-7-28; 23-7-23, etc.) • Algunos contienen microelementos en la forma de quelatos • SOLUCIONES DE FERTILIZANTES LIQUIDOS: • Especificados para su uso en invernaderos • la concentracion total de nutrientes es más baja debido a la solubilidad (5-3-8; 6-6-6; 9-2-8, etc.). • Algunos contienen microelementos en la forma de quelatos

  6. FUENTE DE NUTRIENTES FERTILIZANTES LIQUIDOS FERTILIZANTES SOLIDOS (SOLUBLES)

  7. REQUIRIMIENTOS DE UN FERTILIZANTE PARA SU USO EN FERTIRRIEGO • Alto contenido de nutrientes en solución • Solubilidad completa en condiciones de campo • Rápida disolución en el agua de riego • Grado fino, fluyente • No obturar goteros • Bajo contenido de insolubles • Mínimo contenido de agentes condicionantes • Compatible con otros fertilizantes • Mínima interacción con el agua de ruego • Sin variaciones bruscas del pH del agua de riego (3.5<pH<9) • Baja corrosividad del cabezal y del sistema de riego

  8. FERTILIZANTES NITROGENADOS PARA FERTIRRIEGO Sólo grado de fertirriego

  9. FERTILIZANTES FOSFORADOS PARA FERTIRRIEGO

  10. FERTILIZANTES POTASICOS PARA FERTIRRIEGO Sólo blanco !  Sólo de grado de fertirriego  Líquido

  11. POTASIO PARA FERTIRRIEGO • Alto contenido de K en la solución de riego • Compatible con fertilizantes N y P • Completamente soluble • Disolución rápida • La solución de KCl rojo contiene impurezas de hierro que pueden obturar los goteros • KCl blanco proporciona una solución clara, limpia y pura No hay obturación de goteros Sólo KCl Blanco es adecuado para Fertirriego

  12. FERTILIZANTES DE MICRONUTRIENTESPARA FERTIRRIEGO • Sales inorganicas: Sulfatos de Fe-Zn-Mn-Cu: • Se transforman rapidamente en no disponibles en el suelo: Fe2+ + 3 H2O  Fe(OH)3 + 3 H+ + 1 e- • Pueden precipitar en el sistema de riego con el fosforo • disponibilidad reducida • obturacion de goteros

  13. 5% Fe 9% Zn Zn - Ethylene Diamine Tetracetic Acid Fe - Ethylene Diamine Dihydroxyphenyl Acetic Acid FERTILIZANTES DE MICRONUTRIENTESPARA FERTIRRIEGO • Quelatos: moleculas organicas protectoras y estables que envuelven al metal • Evita la precipitacion • Evita la hidrolisis

  14. ASPECTOS QUIMICOS DEL FERTIRRIEGOINTERACCION ENTRE FERTILIZANTES • La solubilidad de una mezcla está limitada por el fertilizante menos soluble • Precipitación de compuestos Ca-Mg/P: • Obturación de goteros y filtros • Menor disponibilidad de nutrientes • Corrosividad • Descomposición de quelatos a pH extremos • Efecto enfriante al mezclar fertilizantes (reacciones endotérmicas) – orden de mezclado

  15. INTERACCION ENTRE LOS FERTILIZANTES (COMPATIBILIDAD) Al preparar soluciones fertilizantes para fertirriego, debe tomarse en cuenta las solubilidades de los diferentes fertilizantes • Las siguientes mezclas de fertilizantes en el tanque reducen la solubilidad de la mezcla debido a la formación de los siguientes precipitados: • Nitrato de calcio con sulfatos = formación de CaSO4 precipitado (yeso) Ca(NO3)2 + (NH4)2SO4 CaSO4  + ….. • Nitrato de calcio con fosfatos = formación de precipitado de fosfato de Ca Ca(NO3)2 + NH4H2PO4 CaHPO4  + ….. • Magnesio con fosfato di- o mono- amónico = formación de precipitado de fosfato de Mg Mg(NO3)2 + NH4H2PO4 MgHPO4  + ….. • Sulfato de amonio con KCl o KNO3: formación de precipitado K2SO4 SO4(NH4)2 + KCl or KNO3 K2SO4  + ….. • Fósforo con hierro = formación de precipitados de fosfatos férricos

  16. INTERACCION ENTRE LOS FERTILIZANTES (COMPATIBILIDAD) P2O5 + Ca

  17. TANQUE B PO43- SO42- N K TANQUE A Ca2+ N K Mg micronutrientes INTERACCION ENTRE LOS FERTILIZANTES (COMPATIBILIDAD) El uso de dos o mas tanques permite la separación de fertilizantes que interactuan y forman precipitados Colocar en un tanque el calcio, magnesio y micronutrientes, y en el otro tanque los fosfatos y sulfatos para un fertirriego seguro y eficiente

  18. ASPECTOS QUIMICOS DEL FERTIRRIEGOINTERACCION CON EL AGUA DE RIEGO • Formación de precipitados con aguas duras y alcalinas: • Obturación de goteros y filtros • Menor disponibilidad de nutrientes • Alta CE o toxicidad

  19. ASPECTOS QUIMICOS DEL FERTIRRIEGOINTERACCION CON EL AGUA DE RIEGO • Aguas duras: • Alto contenido de Ca y Mg (> 50ppm) • Alto contenido de bicarbonatos (> 150ppm) • pH alcalino (> 7.5) • El Ca y Mg (del agua) se combinan con el fosfato y/o sulfato (del fertilizante) y forman precipitados insolubles • El calcio forma carbonato de calcio insoluble: CO32- + Ca2+ CaCO3  (a pH > 7.5) • Se recomienda: • Elegir fertilizantes de reacción acida (para P: ácido fosfórico, MAP) • Inyección periódica de ácido en el ssitema de riego para disolver precipitados y destapar los goteros • Agregar fertilizantes de Ca y Mg sólo de acuerdo con su concentración en el agua de riego

  20. ASPECTOS QUIMICOS DEL FERTIRRIEGOINTERACCION CON EL AGUA DE RIEGO Aguas salinas: • Alta CE (> ~ 2-3 dS/m) • Alta concentración de Cl (> 150-350 ppm) • El agregado de fertilizantes (sales inorgánicas) aumenta la CE de la solución nutritiva y puede causar daños a los cultivos • Se recomienda: • Chequear la sensibilidad de los cultivos al la salinidad • Elegir fertilizantes de bajo índice salino • Regar por sobre la necesidad hídrica de la planta (fracción de lavado) para lavar las sales de la zona radicular. Varía de acuerdo a la sensibilidad del cultivo y el sistema de crecimiento (campo vs. invernadero)

  21. Indice salino (%) ASPECTOS QUIMICOS DEL FERTIRRIEGOINTERACCION CON EL AGUA DE RIEGO Indice salino de los fertilizantes: (Base: NaNO3 = 100)

  22. Bajo índice salino - ventajas Especialmente importante en los siguientes casos: • Aguas de riego salinas • Cultivo hidropónico con reciclaje de la solución nutritiva • Cultivos sensibles al cloro: tabaco, flores, viñas, etc. • Cultivos sensibles a la salinidad: frutilla, palto, flores, etc.

  23. FERTILIZANTES COMPUESTOS LIQUIDOS * Contiene micronutrientes (Fe, Mn, Zn, Cu, B y Mo )

  24. FERTILIZANTES COMPUESTOS SOLIDOS * Contiene micronutrientes (Fe, Mn, Zn, Cu, B y Mo )

  25. MEZCLAS PREPARADAS Para frutales y cultivos extensivos N - P - K NH4NO3 Cloruro de potasio +/- Acido fosforico o MKP NH2

  26. MEZCLAS PREPARADAS Para invernaderos micro-nutrientes N - P - K Mg B NH4 / NO3 Nitrato de potasio o MKP Acido fosforico o MKP En distintas proporciones

  27. MEZCLAS LIQUIDASPARA INVERNADEROS • Caracteristicas • Bajo contenido de cloro • Reforzada con micro-nutrientes • Y con otros nutrientes como magnesio si es necesario • Distintas proporciones de NH4 y NO3

  28. MEZCLAS LIQUIDASPARA INVERNADEROS • Distintos niveles de cloro • Cultivos resistentes al cloro o regados con aguas de bajo contenido de cloro, pueden ser fertirrigados con fertilizantes que contienen 1% a 5% de cloro

  29. SOLUBILIDAD DE FERTILIZANTES

  30. 500 KNO3 400 KCl 310g /L KH2PO4 300 Solubility (g/liter) 200 K2SO4 100 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Temp (°C) SOLUBILIDAD DE LOS FERTILIZANTES POTASICOS CON LA TEMPERATURA Elam et al, 1995 La solubilidad de los fertilizantes aumenta con la temperatura. Se toma como la temperatura de referencia 10 oC, para evitar la precipitacion (salting out) en los tanques fertilizantes A esta temperatura, KCl es el fertilizante mas soluble (310 g/l) En invierno, cuando la temperatura disminuye, la solucion ferttilizante debera ser preparada a menor concentracion (mas diluida)

  31. % of plant food (K2O; anion) 16 Solubility 14 600 K2O (%) Cl 12 Anion (%) 450 10 P2O5 8 Solubility (g/l) 300 6 4 150 N S 2 0 0 KCl KNO3 KH2PO4 K2SO4 SOLUBILIDAD, K2O & CONCENTRACION DEL ANION DE FERTILIZANTES POTASICOS A SATURACION (10°C) Elam et al, 1995 La concentracion de K2O es el valor obtenido por la multiplicacion de la solubilidad del fertilizante por el contenido de K2O. KCl (15% K2O a saturacion) es la fuente mas eficiente de K: El volumen de fertilizante liquido requerido para proveer una cantidad determinada de K es la mitad comparado con KNO3 y de un tercio comparado con K2SO4.

  32. 1.0 0.8 0.6 KCl Fraction Dissolved K2SO4 0.4 KNO3 0.2 0 0 10 20 30 40 50 Time (min) TASA DE DISOLUCION DE FERTILIZANTES POTASICOS(80% SATURACION, 10°C, 100 RPM) Elam et al, 1995 KCl necesita solo la mitad del tiempo (t 90) para disolverse, comparado con KNO3 y un tercio comparado con K2SO4. KCl K2SO4 KNO3 3.9 % K2O 12.0 6.5 t 90 11.2 35.3 20.6 % Salt 19.0 6.8 13.8

  33. 12 K2SO4 10 8 Temperature (oC) KNO3 6 80% saturation, 10°c , 100 rpm 4 KCl 2 (Elam et al, 1995) 0 10 20 30 40 50 Time (min) CAMBIO DE LA TEMPERATURA CON LA DISOLUCION DE FERTILIZANTES La mayoria de los fertilizantes solidos absorben calor del agua al ser disueltos, bajando asi la temperatura de la solucion (reaccion endotermica) Por ejemplo, en condiciones de campo, lleva 4 minutos para disolver completamente el KCL para obtener una solucion de 14% KCl, y la temperatura baja de 10 oC a 4 oC

  34. CALCULOS

  35. Fórmula Elemento Peso Suma del peso at. atómico de cada elemento P2O5 P 30.975 30.975 x 2 = 61.95 O 16.000 16.000 x 5 = 80.00 peso molecular = 141.95 61.95 x 100 141.95 = 43.64 %  factor 0.437 El porcentaje de P en P2O5 = FACTOR DE CONVERSION - P Elemento Oxidos P P2O5 x 2.29 x 0.437 1 KG DE P2O5 = 0.437 KG DE P

  36. Formula Elemento Peso Suma of P.A. atomico de cada elemento K2OK 39.1 39.1 x 2 = 78.2 O 16.0 16.0 x 1 = 16.0 peso molecular = 94.2 78.2 x 100 94.3 = 83 %  factor 0.83 El porcentaje de Ken K2O = FACTOR DE CONVERSION - K Elemento Oxidos K K2O x 1.2 x 0.83 1 KG DE K2O = 0.83 KG DE K

  37. GRADO DE FERTILIZANTE N P2O5 K2O 10 10 10 N P K 10% 4.4% 8.3% • Elemento Oxidos • N N • P P2O5 • K K2O = x 2.29 x 1.2

  38. CALCULOS • Ejemplo : cloruro de potasio • KCl = 97% • Pesos moleculares: K=39; Cl=35 • Nutrientes: K = 39/35+39 = 53% Cl = 35/35+39 = 47% • (K) 53% * 97% * 1.2 (f) =62% K2O 100 kg fertilizante (97 kg KCl) 53 kg K = 62 kg K2O 47 kg Cl 3 kg otros* * NaCl, MgCl, MgSO4, CaSO4, etc.

  39. PREPARACION DE SOLUCIONES MADRE EN CONDICIONES DE CAMPO • A pesar de que hay una amplia variedad de fertilizantes líquidos compuestos, es mas económico preparar las soluciones nutritivas mezclando fertilizantes simples solubles • La fórmula es ajustada a las necesidades específicas del cultivo y la relación N:P:K es ajustada de acuerdo a la etapa de crecimiento del cultivo • Es conveniente preparar soluciones madres concentradas que serán diluídas en el sistema del fertirriego • Se mezclan fertilizantes completa y rapidamente solubles que no tengan interacción • Distintas relaciones N:P:K pueden ser preparadas por el agricultor en su propio campo • Las soluciones nutritivas “a medida” dan una amplia flexibilidad y se adecuan a las necesidades del cultivo • Fertirriego económico, simple y preciso

  40. Ejemplo: mezclado de fertilizantes para preparar una solucion nutritiva Preparar una solucion nutritiva con una concentracion final de: • Nitrogeno (N) 200 ppm (partes por millon) • Fosforo (P) 80 ppm P2O5 • Potasio (K) 125 ppm K2O (N:P:K ratio = 2.5:1:1.6) • Fertilizantes utilizados: • N  MAP & Urea • P  MAP • K  KCl Seguir los siguientes pasos:

  41. Ejemplo: mezclado de fertilizantes para preparar una solucion nutritiva 1 Calculo del Fosforo • Cantidad de fosforo = 80 ppm P2O5 • % P2O5 en MAP = 61 % • Por lo tanto, para 50 ppm de P se necesita:80 x 100 / 61 = = 131 mg/L de MAP

  42. Ejemplo: mezclado de fertilizantes para preparar una solucion nutritiva 2 Calculo del Nitrogeno • % N en MAP = 12 % • Cantidad de MAP para proveer el P (ver paso 1) = 131 mg/L MAP • Cantidad de N proveida con el MAP = 131 mg/L de MAP x 12 % N = 16 mg/L de N El resto del N = 200-16 = 184 mg/L de N debe ser provisto a traves de la urea: • Cantidad de N requerido = 184 ppm N • % N en la urea = 46 % Por lo tanto, para proveer 184 ppm de N se necesita:184 x 100 / 46 = 400 mg/L de urea

  43. Ejemplo: mezclado de fertilizantes para preparar una solucion nutritiva 3 Calculo del Potasio • Cantidad de potasio requerido = 125 ppm K2O • % K2O en KCl = 61 % • Por lo tanto, para 125 ppm de K se necesita:125 x 100 / 61 = = 205 mg/L de KCl

  44. Ejemplo: mezclado de fertilizantes para preparar una solucion nutritiva 4 Resumen

  45. Agregar 1ro Agregar 2do Agregar 3ro COMO PREPARAR MI PROPIA SOLUCION MADRE NPK ?

  46. COMO PREPARAR MI PROPIA SOLUCION MADRE NPK ? • MKP + NH4NO3 + KNO3: Mezcla óptima para cultivos de invernáculos con altos requerimientos y preferencia por nitratos; y en hidropónica, donde se necesita una alta proporción de nitratos. Se puede suplementar N adicional como Ca(NO3)2 o Mg(NO3 )2 (tanque separado). • Urea + KCl: Mezcla económica apta para citrus, frutales y cultivos a campo abierto.

  47. EJEMPLO #1: Preparacion de una solucion madre para inyectarla con una bomba fertilizadora al sistema de riego por goteo DATOS • Dosis recomendada de potasio para el cultivo: 100 ppm K2O (concentracion de K en el agua de riego que sale por el gotero). • Fertilizante utilizado: KCl (60 % K2O) • Volumen del tanque fertilizante: 200 litros • Descarga del sistema (tasa de flujo del agua de riego) = 20 m3 H2O/hora • Tasa de inyeccion de la solucion fertilizante (tasa de flujo de la bomba fertilizadora) = 25 litros de solucion/hora

  48. Paso : Calculo de la concentracion del fertilizante en el agua de riego que sale por el gotero (CF): mgr K O 2 100 litro H O mgr fertilizante kg fertilizante = = = 2 CF 167 0.167 mgr K O 3 litro H O m H O 2 0.60 2 2 mgr fertilizante Conversion de unidades 100 ppm K2O = 100 mgr K2O/litro H2O 60% K2O = 0.60 mg K2O/mgr fertilizante Dosis recomendada de potasio para el cultivo

  49. Paso  : Calculo de la tasa de inyeccion (TI): 3 m H O 20 2 3 m H O hora = = 2 TI 0.8 litros solucion litro solucion 25 hora 3 m H O kg fertilizante = * = 2 TD 0.8 0.167 * 100 13.36 % 3 litro solucion m H O 2 Descarga del sistema (tasa de flujo del agua de riego) Tasa de inyeccion de la solucion fertilizante (tasa de flujo de la bomba fertilizadora) Paso  : Calculo de la tasa de dilucion (TD): concentracion del fertilizante en el agua de riego que sale por el gotero (CF)

  50. Paso : Calculo de la cantidad de fertilizante que se debe agregar al tanque (CF): * 200 litros 13.36 % = = CF 26.72 kg fertilizante en el tanque 100 Paso : Chequeando la solubilidad del fertilizante Segun los datos de solubilidad del KCl, a 10oC se disuelven 31 gr fertilizante/100 gr H2O gr Fertiliz. = * = Solubilidad en 200 litros H O 310 200 litros 62 kg Fertiliz. (volumen del tanque) 2 litro Esto significa que la cantidad maxima del fertilizante que podemos disolver en un tanque de 200 litros de volumen es de 62 kg. De acuerdo con nuestros calculos, debemos disolver 26. 72 kg de fertilizante en el tanque. Por lo tanto estamos por debajo del limite y el fertilizante se disolvera sin problema. volumen del tanque tasa de dilucion

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