Propiedades Físico-Químicas que Afectan la Absorción de los Fertilizantes Foliares


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Autor: Equipo Editorial INTAGRI

Los fertilizantes foliares se aplican en general como soluciones acuosas que contienen compuestos de elementos minerales como ingredientes activos. Las características físico-químicas de los compuestos minerales específicos de la solución acuosa, tales como la solubilidad, pH, punto de delicuescencia (POD) y peso molecular, tienen una influencia directa en la tasa de absorción del nutrimento por la hoja. Otros aspectos gobernados por las características físico-químicas de la solución de aspersión son: tasa de retención, de mojado, de cobertura y resistencia al lavado.

Concentración

La concentración de un nutrimento en la solución de aspersión será más alta que la concentración encontrada dentro de la planta. Por esta razón se establecerá un gradiente de concentración cuando se aplique una solución nutritiva de forma foliar a la superficie de la planta y está conducirá potencialmente a la difusión a través de su superficie. Por lo general, se han reportado mayores tasas de absorción asociadas a concentraciones crecientes de varios elementos minerales aplicados. No obstante, las relaciones entre la concentración de la solución aplicada y las tasas de absorción no están completamente entendidas; pues en algunos casos se han encontrado correlaciones negativas entre concentraciones crecientes de quelatos de hierro o el elemento potasio y las tasas de absorción a través de las cutículas de las hojas. Las concentraciones de la solución de aspersión foliar deberá elegirse con base en el nutrimento, especie vegetal, edad de la planta, estado nutricional y condiciones ambientales; los cuales estarán limitados por la necesidad de evitar la fitotoxicidad.

Aplicación de fertilizantes foliares con aspersora montada al tractor.

Figura 1. Los fertilizantes foliares son generalmente aplicados como disoluciones acuosas al cultivo.

Foto: Intagri.

Solubilidad

Es indispensable que los compuestos que contenga la solución de aspersión estén bien disueltos o suspendidos. Los fertilizantes foliares comúnmente están disueltos o suspendidos en agua y contienen diversos compuestos como ingredientes activos como son sales, quelatos o complejos de nutrimentos minerales. La solubilidad en agua de los fertilizantes foliares es clave para su absorción, dado que este proceso teóricamente solo ocurre cuando el compuesto aplicado se encuentra en fase líquida sobre la superficie de la planta, y que subsecuentemente se difundirá hacia los órganos de la planta. No obstante, estudios recientes han demostrado que compuestos insolubles (óxidos y carbonatos) o suspensiones de nano partículas pueden ser absorbidos, aunque a menores tasas que las sales. La solubilidad de los fertilizantes foliares en agua a una temperatura determinada se puede ver alterada por el uso de aditivos.

Peso molecular

Se han sugerido tres hipótesis del cómo el agua y los nutrimentos en solución cruzan la cutícula de la hoja, la primera es a través de poros acuosos; mientras que la segunda está relacionada con los polisacáridos presentes en la cutícula de las hojas. La tercera hipótesis, y la más reciente, llamada “continuo dinámico acuoso”, consiste en la formación de conexiones cuticulares acuosas por el aumento de la humedad relativa, que permiten a los solutos de la superficie difundirse a través de la cutícula (Figura 2). Indistintamente de las hipótesis, mediante experimentos con diferentes solutos y membranas cuticulares se ha demostrado que el proceso de la permeabilidad cuticular es selectivo por tamaño, limitando la entrada de compuestos de alto peso molecular (más grandes) y permitiendo la entrada a los compuestos de bajo peso molecular. El diámetro de las moléculas que pueden atravesar la cutícula se ha establecido entre 0.5 a 5.5 nm (nanómetros). Por lo tanto, el tamaño de la molécula del nutrimento o quelato en disolución afectará la tasa de absorción de los fertilizantes foliares debido al mecanismo de absorción cuticular; el cual es selectivo en cuanto al tamaño.

 
Proceso de entrada de los fertilizantes foliares.

Figura 2. Proceso de formación de conexiones cuticulares acuosas. Los grupos de moléculas de agua (GMA) se forman por adsorción de agua a dominios hidrófilos. Si la humedad relativa (HR) es baja, los GMA se originan principalmente en las células epidérmicas (A). Con una HR creciente, la cutícula absorbe más agua de la superficie exterior (A-C) y con una alta HR emerge una conexión irregular (D). Los solutos aplicados externamente pueden difundirse en estas conexiones a través de la cutícula (flecha blanca en D).

Foto: Fernandez et al. 2017.

 

La penetración estomática es otra vía por la que pueden ingresar los fertilizantes foliares en las hojas, pero también presentan una absorción selectiva en cuanto a tamaño, ya que no se encontró evidencia de que pudieran ingresar partículas de un diámetro de 1 micrómetro (µm), mientras que partículas de 43 nm sí pudieron penetrar por los estomas. 

Carga eléctrica

A valores de pH mayores a 3, la cutícula está cargada negativamente y las paredes celulares tienen cargas que corresponden a ácidos débiles disociados; por consecuencia, los compuestos sin carga, aniones y compuestos con carga negativa pueden, en teoría, penetrar las hojas y ser trasportados más fácilmente que los complejos cargados positivamente o cationes. Sin embargo, al aplicar sales, quelatos o complejos de nutrimentos, todos los aniones y cationes presentes en la disolución pueden penetrar a través de las superficies vegetales. La naturaleza de los aniones y cationes en la solución foliar aplicada tendrán significancia fisiológica y deberá considerarse cuando se diseña una formulación foliar.

pH de la solución

Aunque es claro el efecto que tiene el pH de la solución de aspersión foliar en cuanto a la tasa de absorción, este efecto no ha sido bien caracterizado y dependerá de los nutrimentos aplicados y la especie vegetal tratada. Sobre todo considerando que la cutícula a valores de pH mayor a 3 tiene cargas negativas, que pueden causar repelencia o atracción de los solutos aplicados, afectando su trasporte. Diversos trabajos han reportado tasas de absorción altas para distintos fertilizantes foliares y cultivos cuando los valores de pH oscilaron entre 5 a 7. Con  frecuencia los fertilizantes foliares alteran el pH de la solución de aspersión debido a que muchas de las formulaciones tienen valores extremos de pH (muy ácidas o muy alcalinas), influyendo en el proceso de absorción. Por esta razón, siempre se recomendará acondicionar el pH de la solución de aspersión a valores de entre 5 a 7 para lograr altas tasas de absorción.

Punto de delicuescencia (POD) y eflorescencia (PE)

El POD es el valor de humedad relativa al cual una sal o compuesto se vuelve líquido. El POD es un parámetro que se ha definido para varios fertilizantes foliares (Cuadro 1). Tener a la mano estos valores nos ayudará a realizar las aplicaciones de fertilizantes foliares de forma más eficiente, pues sales o compuestos con un POD bajo podrán cambiar a un estado líquido con rocío si se llegaran a cristalizar, volviéndolos nuevamente disponibles para su absorción por la hoja. También se debe resaltar que el POD se ve afectado por la temperatura ambiental, ya que a mayor temperatura el POD es más bajo. Otro factor que afecta el POD de los compuestos o sales es el tamaño, pues un mayor tamaño significa un mayor POD; en ese sentido, los quelatos tienen un mayor POD comparado a las sales.

Por otro lado, el PE es el valor de humedad relativa a la cual una sal o compuesto se cristaliza. Hasta hace muy poco no se conocía este concepto, es más, se consideraba igual al POD; pero estudios recientes han dejado de manifiesto que son puntos completamente diferentes.

En investigaciones realizadas con cloruro de calcio (CaCl2) y nitrato de calcio (Ca(NO3)2·4H2O), se encontró que el PE tiene un valor mucho menor que el POD; además de no verse afectado por la temperatura. Entre más bajo sea el valor del PE las sales o compuestos tardarán más en secar, lo que se vuelve de mucho interés en regiones áridas y semi-áridas. Al ser un concepto nuevo, no se ha determinado el valor en la mayoría de las sales o compuestos para fertilización foliar.

Conclusiones

Como se ha revisado en este artículo, varias de las características físico-químicas de las soluciones de aspersión de fertilizantes foliares no están del todo comprendidas; pero sí se tiene la certeza que afectan las tasas de absorción por el follaje. Por lo tanto, es importante formular soluciones de aspersión a partir de fuentes de nutrimentos que tengan en cuenta estas propiedades y las limitaciones que existen para que la eficacia general de los fertilizantes foliares pueda optimizarse.

Para finalizar, las dosis recomendadas de los fertilizantes foliares son altamente variables y comúnmente se basan en los cultivos específicos a tratar. Al no disponer de dosis optimas de concentración para los muchos y variados tipos de fertilizantes foliares disponibles en el mercado, los esfuerzos de investigación deberán centrarse en establecer umbrales claros de concentración de las soluciones de aspersión foliar y con ello evitar casos de fitotoxicidad en los cultivos.

Cuadro 1. POD de algunas sales.

Fuente: Schönherr, 2002; citado por Fernández et al., 2015.

Compuesto

POD (%)

CaCl2 · 6H2 O

33

Ca(NO3)2 · 4H2O

56

Mg(NO3)2 · 6H2O

56

MgSO4

90

Zn(NO3)2 · 6H2O

42

ZnSO4

90

KCl

86

KNO3

95

K2SO4

98

NH4NO3

63

Fe(NO3)3 · 9H2O

54

Mn(NO3)2 · 4H2 O

42

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Cita correcta de este artículo 

INTAGRI. 2021. Propiedades Físico-Químicas que Afectan la Absorción de los Fertilizantes Foliares. Serie Nutrición Vegetal, Núm. 151. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 4 p.

Literatura consultada

  • Fernández, V.; Sotiropoulos, T.; Brown, P.H. 2015. Fertilización Foliar: Principios Científicos y Prácticas de Campo. International Fertiliser Industry Association (IFA). Paris, Francia. 170 p.
  • Fernández, V.; Bahamonde, H. A.; Peguero-Pina, J. J.; Gil-Pelegrín, E.; Sancho-Knapik, D.; Gil, L.; Goldbach, H. E.; Eichert, T. 2017. Physico-Chemical Properties of Plant Cuticles and their Functional and Ecological Significance. Journal of Experimental Botany, 68 (19): 5293–5306 p.
  • Fernández, V. 2020. Fertilización Foliar. 4to. Diplomado Internacional en Fertirriego UAL-INTAGRI. INTAGRI. México.

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