Fertilizantes complejos líquidos (FCL)
Fertilizantes complejos líquidos (FCL) — fertilizantes complejos que son disoluciones acuosas o suspensiones que contienen nutrientes principales, a veces con adiciones de microfertilizantes, plaguicidas y estimulantes del crecimiento de las plantas.
En comparación con los fertilizantes sólidos, las ventajas de los fertilizantes complejos líquidos son la simplicidad de fabricación y los menores costos de capital y operativos. La proporción de nutrientes en los FCL puede regularse dentro de amplios límites. A diferencia de los fertilizantes nitrogenados líquidos, los FCL no contienen amoníaco libre.
Los ensayos realizados han mostrado la equivalencia del uso de fertilizantes complejos sólidos y líquidos. Se ha observado una eficacia algo mayor de los FCL en suelos carbonatados y saturados de bases.
Los fertilizantes complejos líquidos pertenecen a uno de los tipos más prometedores de fertilizantes. El esquema de obtención de los fertilizantes consiste en la neutralización del ácido fosfórico con amoníaco hasta un pH de 6,5. Existen dos tipos de FCL, cuya producción se diferencia por el ácido utilizado: ortofosfórico y superfosfórico.
Como fuente de nitrógeno para los FCL se emplean nitrato de amonio, urea o su mezcla. La urea permite obtener un fertilizante más concentrado, especialmente cuando hay potasio en la disolución, ya que el nitrato de potasio que se forma al añadir nitrato de amonio a la disolución es la sal menos soluble en los fertilizantes líquidos.
Los fertilizantes complejos líquidos a base de ácido ortofosfórico térmico son líquidos casi transparentes; los obtenidos a base de ácido ortofosfórico de extracción son disoluciones turbias (debido a la formación de fosfatos de aluminio y hierro y ácido silícico). La concentración de los FCL de nitrógeno y fósforo a base de ácido superfosfórico es mayor que la de los obtenidos a base de ácido ortofosfórico.
Cuando se utiliza ácido ortofosfórico térmico se obtienen fertilizantes complejos líquidos con una proporción de nutrientes de 9:9:9, en total 27 % de N, P2O5 y K2O. La cristalización de la disolución no permite aumentar el contenido de nutrientes. Una composición típica del grado 9:9:9 es: (NH4)2HPO4 — 12-15 %, NH4P2O4 — 2-4 %, (NH2)2CO — 12-13 %, KCl — 13-14 %. El nitrógeno amídico constituye el 61-66 % del total. Estos fertilizantes también pueden obtenerse a partir de ácido fosfórico de extracción. Debido al bajo contenido de nutrientes, su uso local es económicamente conveniente. Un buen efecto económico de los FCL se obtiene con su aplicación junto con el agua de riego, incluso en huertos, plantaciones de bayas y viñedos.
Tabla. Relación de los principales elementos nutritivos en fertilizantes líquidos obtenidos a base de ácidos ortofosfórico y superfosfórico.
| N:P2O5K2O | Ácido ortofosfórico | Ácido superfosfórico |
|---|---|---|
| 4:1:0 | 16-4-0 | 24-6-0 |
| 3:1:0 | 18-6-0 | 24-8-0 |
| 2:1:0 | 16-8-0 | 22-11-0 |
| 1:1:0 | 13-13-0 | 19-19-0 |
| 1:2:0 | 9-18-0 | 15-30-0 |
| 1:3:0 | 8-24-0 | 12-36-0 |
Cuando se utiliza ácido polifosfórico, gracias a la alta solubilidad de los polifosfatos de amonio se obtienen disoluciones base y fertilizantes equilibrados de mayor concentración. En los FCL a base de ácido polifosfórico se pueden introducir microelementos, que son quelatados por los polifosfatos y permanecen disponibles para las plantas, mientras que los ortofosfatos de microelementos, excepto el boro, forman compuestos insolubles. Los microelementos se introducen en forma de óxidos, ya que así se asegura una alta solubilidad y estabilidad de las disoluciones. Los microelementos se introducen en las disoluciones base (8:24:0; 10:34:0; 11:37:0) a una temperatura de 50-90 °C. Las disoluciones base obtenidas a base de ácido polifosfórico pueden aplicarse directamente como fertilizante o utilizarse para mezclarlas posteriormente con componentes nitrogenados y potásicos.
La fuente de potasio para los FCL es el cloruro de potasio. Debido a su solubilidad insuficiente, reduce la concentración del fertilizante líquido. El nitrato de potasio es menos soluble; se forma cuando se utiliza como componente nitrogenado adicional nitrato de amonio o una mezcla de urea y nitrato de amonio. La urea aumenta ligeramente la solubilidad total del sistema.
En EE. UU., el fertilizante potásico se aplica por separado en otoño o se introduce en los fertilizantes complejos líquidos en forma de suspensiones. Por ello, los FCL de composición 10:34:0 es mejor aplicarlos en suelos suficientemente provistos de potasio disponible. En este caso, los fertilizantes potásicos en la rotación de cultivos se aplican una vez cada 2 años bajo cultivos exigentes en potasio.
La introducción en la disolución de aditivos estabilizantes, por ejemplo arcilla coloidal o ácido silícico, protege la disolución sobresaturada de la cristalización. Para preparar 1 t de fertilizante se consumen 9-22 kg de arcilla seca. Se recomienda para su uso una suspensión de arcilla al 28 % en forma pura, en la que primero se introduce la disolución 10:34:0, luego la mezcla de urea y nitrato de amonio y, por último, el cloruro de potasio. Para las suspensiones es adecuado el cloruro de potasio rojo de flotación con un tamaño de partícula de 0,8-1 mm. La suma de nutrientes en los FCL suspendidos alcanza 40-45 %. Como aditivos estabilizantes de los FCL suspendidos se utilizan arcillas de attapulgita o bentonita (1,0-1,5 %).
Los fertilizantes complejos líquidos se fabrican por métodos de mezclado en caliente y en frío. En el mezclado en caliente, a una temperatura de 210-250 °C, se neutralizan los ácidos fosfórico o polifosfórico con amoníaco; se realiza en grandes empresas, obteniéndose disoluciones base de orto- y polifosfatos de amonio. El método de mezclado en frío, a 35-45 °C, se emplea en pequeñas instalaciones cerca de las zonas de aplicación; se fabrican fertilizantes con una proporción dada de nutrientes, introduciendo en las disoluciones base urea, nitrato de amonio y sales de potasio.
Los fertilizantes complejos líquidos no contienen amoníaco libre, por lo que pueden pulverizarse sobre la superficie del campo con incorporación posterior, y el transporte no requiere obligatoriamente envases herméticamente cerrados.
Los fertilizantes complejos líquidos no son inflamables, no son explosivos ni tóxicos.
Con máquinas especiales, los fertilizantes complejos líquidos se aplican de forma local, en bandas, bajo cualquier cultivo. Se emplean en tierras de regadío y con agua de riego.
Para la aplicación de suspensiones se requiere un conjunto especial de máquinas, diferente de los medios mecanizados para aplicar FCL ordinarios. La industria nacional produce fertilizantes complejos líquidos de grados 8:24:0 y 10:34:0; se ha dominado la producción de una disolución más concentrada: 11:37:0.
Tabla. Características de algunas propiedades de los @abbr[Fertilizantes complejos líquidos|FCL].
| Grado del fertilizante | Suma de nutrientes, % | Masa específica, g/cm3 | Cantidad de nutrientes, kg/m3 |
|---|---|---|---|
| 9:9:9 | 27 | 1,24 | 335 |
| 10:34:0 | 44 | 1,35 | 594 |
| 11:37:0 | 48 | 1,40 | 672 |
| 12:12:12 (suspensión) | 36 | 1,35 | 486 |
El uso de FCL permite mecanizar los procesos de carga y descarga, eliminar las pérdidas durante el transporte, el almacenamiento y la aplicación al suelo. Al mismo tiempo, se excluye el trabajo manual y se reducen los costos.
Las ventajas de los fertilizantes complejos líquidos también son: el control automatizado de la distribución de los fertilizantes por el campo y la posibilidad de aplicación conjunta de herbicidas, insecticidas y microelementos.
El efecto económico está asociado a la reducción de los costos de capital gracias a la eliminación de algunas etapas del proceso tecnológico de producción, por ejemplo, el secado y la granulación. Los costos de capital para la construcción de talleres de producción de FCL son 20-30 % menores que para los fertilizantes sólidos. Incluso con un costo igual, los costos de mano de obra para su uso son 3-3,5 veces menores. El transporte y la aplicación de FCL son 2-2,5 veces más baratos que los de los fertilizantes sólidos.
La introducción de FCL requiere la creación de máquinas especiales. Hay que tener en cuenta que estos fertilizantes (especialmente los suspendidos) se caracterizan por su actividad corrosiva.
Los fertilizantes líquidos interactúan con el suelo de forma más completa que los granulados. La velocidad de interacción determina el carácter de los compuestos formados, su solubilidad y su disponibilidad para las plantas.
Particularidades de aplicación y eficacia de los fertilizantes complejos líquidos
Particularidades de aplicación de los fertilizantes complejos líquidos:
1. Al utilizar FCL a base de ácido ortofosfórico en suelo ácido que fija fósforo, por ejemplo, en suelo rojo, con bajo contenido de fósforo, así como en suelos césped-podzólicos ácidos pobres, la acción de los FCL es más débil que la de las formas granuladas. Esto se observa al aplicar un FCL completo con una proporción de 1:1:1 y un componente nitrogenado adicional (nitrato de amonio). Al aplicar una disolución desequilibrada con una proporción de N:P2O5 de 1:4,5 o 1:3, no se observa una disminución de la acción del componente fosfatado en suelo ácido césped-podzólico.
2. En suelos césped-podzólicos encalados y chernozems, los fertilizantes complejos líquidos y los fertilizantes granulados son equivalentes.
3. En suelos carbonatados con reacción alcalina, por ejemplo, en chernozems carbonatados, suelos castaños y serozems, el valor agroquímico de las formas líquidas suele ser mayor que el de las granuladas.
4. En suelo ácido césped-podzólico se observa una disminución temporal del contenido de fósforo móvil al aplicar la disolución, lo que se debe a la fijación de fosfatos por sesquióxidos. En los chernozems esto no se observa. En el serozem, después de aplicar FCL, la cantidad de fósforo móvil aumenta en comparación con la aplicación de fertilizante granulado.
5. La eficacia de los FCL está determinada por los componentes fosfatado y nitrogenado que forman parte de su composición. Por ejemplo, los FCL con nitrato de amonio en suelo ácido césped-podzólico y suelo rojo son menos eficaces que el fertilizante granulado sólido; con urea son equivalentes. En chernozem típico con reacción ligeramente ácida y en serozems, la forma del componente nitrogenado no influye en la acción del fertilizante: la eficacia de las disoluciones y de los fertilizantes granulados es equivalente. Las disoluciones son una mejor fuente de fósforo para las plantas que las formas granuladas. La presencia de urea en el fertilizante influye positivamente en la acumulación de fósforo móvil en suelos ácidos y no tiene importancia en chernozems y serozems, lo que se debe a la alcalinización temporal del medio durante la transformación de la urea.
La acción de los FCL sobre la calidad de la producción (grano, patatas, heno) también es equivalente a la de los fertilizantes sólidos.
La acción de los fertilizantes suspendidos coincide con la de los FCL y depende de las propiedades de los componentes nitrogenado y fosfatado. El agente suspendente no influye en la eficacia de los fertilizantes líquidos.
En los FCL a base de ácido polifosfórico, la mitad del fósforo se encuentra en forma de polifosfatos. La eficacia de tales fertilizantes está determinada por la presencia de ortofosfatos, por las velocidades de hidrólisis de los polifosfatos a ortofosfatos y por las propiedades de los compuestos que se forman al aplicarlos al suelo. Regularidades de la acción de los FCL polifosfatados: disoluciones 10:34:0 y 11:37:0 con un contenido de fósforo del 45-65 %:
1. En suelos césped-podzólicos, los polifosfatos de amonio líquidos crean un régimen fosfatado igual que los ortofosfatos e influyen igual sobre la cosecha, tanto en acción directa como en posacción. El encalado de los suelos no influye en esta regularidad. En suelo rojo fuertemente ácido y pobre en fósforo, la acción de los polifosfatos líquidos es algo peor que la de los ortofosfatos granulados.
2. En chernozems típicos y lixiviados, la acción de los polifosfatos líquidos sobre los cultivos de cereales es equivalente a la acción de los ortofosfatos líquidos y granulados.
3. En chernozems carbonatados, los fertilizantes complejos líquidos polifosfatados muestran una mejor acción sobre la cosecha de los cultivos agrícolas en comparación con los fertilizantes granulados. Esto se explica porque, al aplicar polifosfatos, en el suelo se conserva durante más tiempo una mayor cantidad de ortofosfatos disponibles y se forma una reserva de fosfatos solubles que con el fondo de fertilizantes ortofosfatados. En suelos carbonatados, los polifosfatos favorecen el suministro de zinc a las plantas.
4. En serozems, los polifosfatos de amonio líquidos se asimilan mejor que los ortofosfatos. Su acción sobre la cosecha es equivalente a la de los ortofosfatos o los supera. En posacción, los polifosfatos son una mejor fuente de fósforo que los ortofosfatos.
Son eficaces los polifosfatos enriquecidos con microelementos.
Lista de fuentes
1. Yagodin B. A., Zhukov Yu. P., Kobzarenko V. I. (2002). Agroquímica. Ed. por B. A. Yagodin. Moscú: Kolos.
2. Mineev V. G., Sychov V. G., Gamzikov G. P. y otros (2017). Agroquímica. Libro de texto. Ed. por Mineev V. G. Moscú: Editorial del VNIIA que lleva el nombre de D. N. Pryanishnikov.
