viernes, 28 de octubre de 2022

¿Sabía usted? El fósforo y el medio ambiente

 

¿Sabía usted?

El fósforo y el medio ambiente

 

Pedro Raúl Solórzano Peraza

Octubre de 2022

 

Los nutrientes en el suelo son elementos químicos derivados de la propia naturaleza, por descomposición de los minerales de la corteza terrestre, por mineralización de la materia orgánica o por fijación de la atmósfera como el caso del nitrógeno, y frecuentemente son considerados como sustancias contaminantes del ambiente por diversas razones. La principal causa que se les endosa como contaminantes, se refiere a que en determinados sitios o determinadas situaciones sus niveles de disponibilidad pueden ser muy elevados, esto tiende a modificar negativamente las condiciones favorables para el desarrollo de la vida en la superficie terrestre, por lo que se considera que desmejoran el medio ambiente. Esta abundancia de nutrientes  puede ser porque los suelos se derivan de materiales originarios muy ricos en determinados elementos; o porque esos elementos se han acumulado en lugares donde se depositan sedimentos, concentrando la cantidad de algunos de ellos; o porque a los suelos y a las fuentes  naturales de agua se les hacen aplicaciones excesivas de nutrientes, por medio de  una variada gama de sustancias emanadas de las actividades industrial, doméstica y agrícola, entre otras, dentro de las cuales se incluyen los fertilizantes.

 

Hay casos muy típicos de nutrientes que son señalados como contaminantes del medio ambiente, y uno de ellos es el de la eutrofización causada por los excesos de fósforo en depósitos de aguas superficiales como lagunas, lagos y represas. En realidad los excesos de cualquiera de los nutrientes pueden ser causa de eutrofización, pero una gran cantidad de reportes señalan al fósforo como el principal responsable de este fenómeno.

 

Una de las razones principales para que el P sea considerado responsable de la eutrofización en cuerpos de agua, es que este elemento es componente principal de un producto de consumo masivo como son los detergentes, los cuales por la forma en que son utilizados aportan grandes cantidades de fósforo al ambiente. Los detergentes tienen un altísimo consumo en todo el mundo y algunos de sus principales componentes son aditivos de diversa naturaleza que se pueden convertir en contaminantes del agua. El principal de estos aditivos es un compuesto llamado tripolifosfato de sodio, cuya fórmula es Na5P3O10. Este es un aditivo del tipo formador porque tiene varias funciones en el proceso de lavado: en primer lugar actúa como una base elevando el pH del agua de lavado, lo que es necesario para la acción del detergente; en segundo lugar, los iones fosfato reaccionan con los iones predominantes en aguas duras como Ca y Mg para que no interactúen con el detergente lo que limitaría su acción limpiadora; y en tercer lugar, se puede decir que ayuda a mantener las grasas y el polvo en suspensión para que puedan ser eliminados fácilmente durante el lavado. (Trabajo final de química. Jabones y detergentes.tripod.com)

 

La parte negativa del tripolifosfato de sodio ocurre cuando se desechan las aguas de lavado ricas en fosfatos. En muchos países estos efluentes no son tratados y llegan directamente a los cuerpos de agua, y en otros casos muchas plantas de tratamiento de estas aguas negras no han sido diseñadas para eliminar fosfatos, por lo que los detergentes se convierten en una fuente importante de contaminación del medio ambiente acuático. El enriquecimiento de las aguas en nutrientes que pareciera favorable, tiene efectos adversos ya que se promueve un crecimiento masivo, principalmente de algas, que van a representar una barrera para la entrada de luz hacia las profundidades de estos cuerpos de agua disminuyendo la actividad fotosintética generadora de oxígeno. Esto, unido a que la descomposición de esa abundante biomasa también consume oxígeno, causa que vaya desapareciendo la condición aeróbica de estos ecosistemas acuáticos y el ambiente se torne anóxico, lo cual afecta negativamente la vida en estos sitios, incluyendo especialmente la vida de los peces.

 

En conclusión, se puede aseverar que los fertilizantes no son el principal contaminante del ambiente por fosfatos, a pesar de ser en la mayoría de los casos los primeros señalados como tal. Existen muchos productos derivados de la industria con mayor poder que los fertilizantes para degradar los ecosistemas naturales. Los fertilizantes fosfatados son de variada naturaleza, de variado comportamiento en los suelos, pero si todos ellos son utilizados racionalmente, en dosis suficientes para asegurar un adecuado suministro de este nutriente a las plantas sin que ocurran excesos, si son debidamente incorporados hasta profundidades donde permanezcan al alcance de las raíces de las plantas y se eviten o  se disminuyan pérdidas por erosión; en fin, si se cumple con las indicaciones correctas de uso, estos fertilizantes en lugar de ser enemigos del medio ambiente van a ser una herramienta indispensable para el mejoramiento de la productividad de los cultivos.

 

Interpretación de análisis de suelos, una enseñanza errada

 

 

Los laboratorios que realizan análisis de suelos con fines de fertilidad, pueden utilizar diferentes metodologías para extraer y determinar los nutrientes de una muestra de suelo. Por existir diversas metodologías, cada laboratorio debe indicar en su reporte de resultados la solución extractora utilizada.

 

Para asociar lo que extraen las raíces de una planta con lo que extrae una solución extractora y que ésta pueda ser adoptada como metodología válida, debe existir una correlación satisfactoria entre el rendimiento de dicha planta y el nivel de nutriente extraído. Es decir, a grandes rasgos, las concentraciones bajas de nutrientes extraídas con la solución deben coincidir con rendimientos bajos de las plantas, y las concentraciones altas deben coincidir con rendimientos altos. Entre ambos se establecen los niveles críticos de respuesta.

 

En el país, para la extracción de fósforo (P), unos laboratorios extraen del suelo este nutriente con solución Olsen, otros laboratorios lo hacen con solución Bray 1 y otros con solución Carolina del Norte. La composición de esas soluciones extractoras son diferentes y, por lo tanto, extraen diferentes cantidades y formas de P de una misma muestra de suelo. Los resultados obtenidos con cada solución extractora han sido calibrados con la respuesta de las plantas a este nutriente, lo que ha permitido establecer categorías de respuesta identificadas como BAJO, MEDIO y ALTO.

 

Olsen es una solución de NaHCO3 0,5N y es la más débil de estas tres, luego Bray 1 es una mezcla de NH4F 0,03N + HCl 0,025N, y finalmente Carolina del Norte es una mezcla de dos ácidos fuertes, H2SO4 0,025N + HCl 0,05N y por lo tanto es la más fuerte de las tres y la que extrae mayor cantidad de P. Lógicamente, para cada solución extractora existe una tabla con los valores de la concentración de P correspondientes a las diferentes categorías de respuesta de las plantas a este nutriente. Dichas tablas de referencia son las siguientes:

 

CATEGORÍA        

BAJO           MEDIO            ALTO               MÉTODO

 

                             <5,0           5,0-10,0         >10,0                Olsen

P mg kg-1              <7,0           7,0-20,0         >20,0                Bray 1

                            <11,0        11,0-31,0          >31,0                C. del Norte

 

Esos valores indican, que si se somete una misma muestra de suelo a extracciones separadas con estas tres soluciones para determinar P aprovechable, los tres valores deben ser bastante diferentes. Por ejemplo, si consideramos que ese suelo tiene un contenido de P aprovechable en el límite superior de la categoría MEDIO, el resultado de ese análisis debería ser 10 mg kg-1 de P cuando la extracción se realiza con solución Olsen, 20 mg kg-1 con Bray 1 y 31 mg kg-1 de P con Carolina del Norte. Hasta aquí la interpretación de los resultados es correcta, pero también es el punto de partida para lo que considero una enseñanza errada de esta interpretación.

 

Todo comenzó cuando asistí a una charla de un joven ingeniero agrónomo, quien a partir de un análisis de suelo con una concentración de P extraído con solución Olsen expresada en ppm (mg kg-1), lo transformó en kg de P/ha. El análisis de suelo reportó 10 mg kg-1 de P, y los cálculos del joven transformaron ese valor en 22,5 kg de P/ha (igual a 51,5 kg de P2O5/ha), considerando una densidad aparente del suelo de 1,5 ton/m3 y una profundidad de 0,15 m. Por supuesto, hice el planteamiento de que si la extracción hubiera sido con solución Bray 1 el reporte del laboratorio hubiese sido 20 mg kg-1, equivalentes a 45 kg de P/ha (igual a 103,05 kg de P2O5/ha); y si la extracción se hubiera realizado con solución Carolina del Norte el reporte del laboratorio hubiese sido 31 mg kg-1, equivalentes a 69,75 kg de P/ha (igual a 159,7 kg de P2O5/ha).

 

Entonces, ¿cuántos kg de P aprovechable/ha contiene ese suelo?, ¿Serán 22,5; 45 o 69,75 kg de P/ha?. Hacer esa transformación de mg kg-1 a kg/ha es un error conceptual y no debe continuar multiplicándose esa enseñanza errada. Cuando un reporte de laboratorio indica que la concentración de P corresponde a la categoría BAJO es porque en ese suelo las plantas responderán claramente a la aplicación de fertilizantes fosfatados; si corresponde a la categoría MEDIO la respuesta de las plantas será moderada; y si corresponde a la categoría ALTO no habrá respuesta de las plantas a la aplicación de fertilizantes fosfatados. Aquí debe terminar la interpretación de los resultados de análisis de rutina de suelos con fines de fertilidad.

 

En la actualidad, este error lo cometen muchos profesionales del agro porque ha continuado su divulgación en aulas de clases, laboratorios, en congresos y en otros medios donde se presentan e interpretan análisis de suelos con fines de fertilidad.

 

Pedro Raúl Solórzano Peraza

Octubre de 2022