SoilFix® es una poliacrilamida (PAM) sintética aniónica y soluble en agua, desarrollada por Ciba Specialty Chemicals. SoilFix® es útil en Agricultura por sus propiedades estabilizadoras y floculadoras de las partículas del suelo, evitando la formación de costra, aumentando la infiltración de agua y controlando la erosión.
La mejora de la eficacia del riego y el mantenimiento de la fertilidad del suelo no sólo incrementa las cosechas y disminuye costes, sino que contribuye a la conservación de los recursos -suelo y agua-.Estas conclusiones se apoyan en múltiples ensayos realizados a nivel mundial por Ciba y también por centros de investigación e instituciones.
Poliacrilamidas: qué son y sus Aplicaciones Agrarias
Las poliacrilamidas (PAMs), como su nombre indica, son polímeros sintéticos formados a partir de monómeros de acrilamida. En función del número de monómeros diferentes que formen el polímero, tenemos: homopolímeros, copolímeros, terpolímeros, etc.
En la Figura 1 que se expone a continuación podemos observar un ejemplo de copolímero:
Las PAMs pueden ser catiónicas, neutras o aniónicas.
Las PAMs aniónicas son las que se utilizan en Agricultura. Su modo de acción se basa en su carga negativa, creándose uniones con los cationes divalentes y trivalentes de la solución del suelo, que a su vez se unen a las partículas del suelo.
El resultado es que los agregados del suelo quedan rodeados por cientos de fibras de PAM, protegiéndose de fuerzas externas.
Las PAMs aniónicas han demostrado ser útiles como sustancias estabilizadoras del suelo. De hecho, los aglomerados del suelo deben su estabilidad, en parte, a la presencia de materiales poliméricos naturales.
Las PAMs aniónicas sintéticas incorporadas al suelo actúan de forma análoga, corrigiendo su deficiencia en suelos de estructura pobre.
Durante los últimos años han sido realizados en EE UU exhaustivos ensayos respecto a la utilidad potencial de las PAMs en la Agricultura. A partir de todos los datos recogidos, el Servicio de Conservación de los Recursos Naturales (NRCS) ha identificado a las PAMs como polímeros altamente eficaces en la prevención de la erosión y la mejora de la infiltración en suelos de cultivo con riego por superficie (SOJKA, R.E. 2000).
Hay que tener en cuenta que en EE UU, las dimensiones de las parcelas de regadío son muy grandes, lo que conlleva pérdidas significativas de sedimentos y problemas en la uniformidad del riego. Por ello, una vez se comenzaron a comercializar las PAMs, se produjo una rápida aceptación en su uso contra la erosión y la mejora de la infiltración.
En Australia las PAMs se introdujeron posteriormente. La escasez de agua es el mayor problema en este continente, así como la baja eficiencia del riego en cultivos sobre terrenos extremadamente arenosos. La aplicación de PAMs se ha enfocado en este caso a reducir el volumen de agua y la frecuencia de riego (SOJKA, R.E. Y SURAPANEMI, A. 2000).
Los últimos trabajos de investigación se están enfocando hacia la búsqueda de perspectivas en la aplicación de PAMs en riego por goteo. Sin embargo, no existen por el momento resultados concluyentes.
Como vemos las PAMs tienen diferentes aplicaciones principales en función de las necesidades específicas de cada región. En Europa, donde Ciba está empezando en la actualidad a desarrollar estos productos, el uso de las PAMs se centra en la reducción de la formación de costra y en la mejora de la infiltración.
Gama de Poliacrilamidas Ciba para Uso Agrícola: SoilFix®
Ciba ha desarrollado la primera poliacrilamida (PAM) aniónica de éxito comercial:
SoilFix®, dirigida a la estabilización del suelo, evitando la formación de costra, reduciendo la erosión y aumentando la infiltración de agua.
SoilFix® ha sido especialmente diseñado y desarrollado para su uso en Agricultura, caracterizándose, con este fin, por las siguientes propiedades:
- Es una Poliacrilamida Aniónica, particularidad necesaria para mantener una de los principales valores de Ciba: El Respeto al Medio Ambiente.
- Alto Peso Molecular, lo que asegura su alta eficacia.
- Soluble en agua, lineal y sin enlaces cruzados. - Contenido garantizado en monómero de acrilamida libre (AML) inferior al 0.05% p/p; de nuevo siguiendo la filosofía medioambiental de la empresa.
Los mecanismos por los que SoilFix® estabiliza el suelo son dos (Figura 2):
1) Por un lado, las fibras de PAM se unen a los aglomerados del suelo, proporcionando estabilidad estructural. Esto reduce la disgregación de aglomerados y mantiene una estructura abierta que permitirá que se infiltre el agua.
2) Por otro lado, si los aglomerados se disgregan, SoilFix® tiene la propiedad de flocular cualquier partícula de arcilla en suspensión y depositarla. El mecanismo de acción depende del peso molecular de la poliacrilamida, no teniendo efecto floculante aquellas PAMs de bajo peso molecular.
Debido a estas propiedades estabilizadoras y floculantes, SoilFix® reduce la formación de costra y la erosión inducidas por el agua y mejora e incrementa la tasa de infiltración, facilitándose así el manejo y la eficacia del riego.
Las dos principales características químicas que diferencian entre sí a los productos de la gama SoilFix® son la formulación y el contenido en ingrediente activo y la composición del mismo:
1) La formulación: SoilFix® se presenta en diferentes formulaciones, siendo más habituales para su uso agrícola el granulado y la emulsión inversa. Estas formulaciones han sido especialmente diseñadas para obtener la máxima eficacia con la mayor facilidad en cada tipo de aplicación.
2) El contenido en ingrediente activo y la composición del mismo. SoilFix® contiene el máximo contenido en i.a. que se puede llegar a conseguir para cada formulación.
Basándose en estas características, destacamos dos productos de la gama SoilFix®: SoilFix® IR y SoilFix® LDP, ambos designados para su uso en riegos por superficie. SoilFix® IR es un producto granulado que contiene un 90% p/p de PAM. La aplicación principal de SoilFix® IR se da en cultivos con sistema de riego por surcos (Figura 3). Se aplica generalmente en forma seca, esparciendo los gránulos en los surcos de riego o líneas de cultivo, tras la preparación del terreno.
Aunque también puede diluirse en el flujo del agua de riego antes de que ésta entre en la parcela. SoilFix® LDP es un formulado líquido (emulsión inversa) que contiene un 50% p/p de PAM. SoilFix® LDP está diseñado para prevenir los problemas de erosión y formación de costra que son específicos de los sistemas de riego por aspersión y pivots; por ejemplo, la erosión producida por las ruedas en pivots (Figuras 4 y 5).
Efectos de la aplicación de SoilFix® IR y SoilFix® LDP
Se detalla a continuación cada uno de los efectos positivos de SoilFix® en el suelo:
1. Reducción de la formación de costra Como se puede observar en la Figura 6, en el suelo tratado con SoilFix® (derecha) no se destruye la estructura del suelo durante el riego, no formándose costra.
Por ello, la aplicación de SoilFix® resulta muy beneficiosa en siembras sobre suelos con mala estructura, mejorando el porcentaje de germinación y enraizamiento del cultivo (Ensayo I).
2. Mejora de la infiltración Cuando se riega un terreno, los aglomerados del suelo se pueden colapsar. La fracción de arcillas del suelo quedará suspendida en el agua de riego mientras que el resto se compactará. Las partículas finas sedimentadas llenan los poros y canales del suelo, reduciendo la infiltración de agua.
SoilFix® preserva la estructura de aglomerados del suelo de forma que los canales de drenaje se mantienen abiertos y la tasa de infiltración se incrementa. Según la bibliografía, al aplicar PAMs el incremento de infiltración medio es de un 15%, aunque puede llegar al 50% en terrenos arcillosos. Estos resultados coinciden con los obtenidos con SoilFix®.
En riego por surcos, esto nos da como resultado que el movimiento lateral también mejore, como vemos en la Figura 7.
Este incremento se puede cuantificar en un 25% más de superficie mojada, con unas dosis de aplicación de 1,1-1,4 kg/ha i.a. Además, con SoilFix® se incrementa la infiltración acumulada durante la temporada de cultivo. En muchos cultivos esto resulta en un incremento de la cosecha, de la calidad y de la uniformidad del cultivo (Ensayo II).
SoilFix® es particularmente efectivo en cultivos que requieren gran cantidad de agua al final de la temporada de crecimiento.
3. Control de la erosión Las PAMs reducen la pérdida de sedimentos entre un 80% y un 99%, con una media del 94%. Este resultado se ha obtenido a partir de ensayos de campo realizados en Idaho durante 3 años consecutivos en terrenos de regadío (SOJKA, R.E. 2000).
En las Figuras 8 y 9 se muestra el efecto del SoilFix® sobre el arrastre de sedimentos en riego por surcos, disminuyendo enormemente la turbidez del agua de escorrentía (Ensayo III). Se ha demostrado mediante otros ensayos como no sólo se reduce la cantidad de sedimentos, sino también las pérdidas de nutrientes ?nitrógeno y fósforo- (Ensayo IV), algunos fitosanitarios y también la demanda biológica de oxígeno (LENTZ et al.2001).
Ello supone un beneficio tanto medioambiental, al mejorar la calidad el agua de escorrentía, como económico, por la disminución de pérdidas de elementos fertilizantes y fitosanitarios.
Ensayos
Ensayo I. Mejora del porcentaje de germinación
Este ensayo se ha realizado para evaluar el efecto de SoilFix® en la germinación y establecimiento de un cultivo de cebollas. El terreno era franco-arenoso y SoilFix® fue aplicado a la línea de siembra a una dosis de 25 kg/ha. Se obtuvieron resultados excelentes, como vemos a gráficamente en la Figura E1 y a simple vista en las Figuras E2 y E3.
Ensayo II. Efecto en la cantidad y calidad de los tomates
Este ensayo se ha realizado, en colaboración con la Universidad de California, en un cultivo de tomates al aire libre en terreno limo-arcilloso, regados por surcos (pendiente del 0,2%). SoilFix® IR fue incorporado al agua en todos los riegos (10 en total).
Las dosis aplicadas fueron de 10ppm de SoilFix® en los 6 primeros riegos y menores en los cuatro siguientes. Los resultados se observan en la Tabla E1.
La aplicación de SoilFix® incrementó la cosecha en un 6,5%, lo que se atribuye directamente al aumento de la tasa de infiltración. En cuanto a la calidad del fruto, puede observarse como SoilFix® produce un ligero aumento de color.
Ensayo III. Agua de escorrentía: sedimentos
Este ensayo se realizó en 3 parcelas agrícolas con riego por surcos en el Treasure Valley de Idaho (EE UU). El objetivo fue evaluar el efecto de SoilFix® IR sobre la cantidad de sedimentos arrastrada por el agua de riego. Se recogieron las muestras de agua del primer riego tras las labores. La dosis aplicada de Soil- Fix fue de 1,1 kg/ha.
Como vemos en el gráfico (Figura E4), los resultados fueron similares y positivos en todos los casos.
Ensayo IV. Agua de escorrentía: nitrógeno y fósforo
El objetivo fue evaluar el efecto de SoilFix® IR sobre las cantidades de nitrógeno y fósforo presentes en el suelo y arrastradas por el agua de riego. Se recogieron las muestras de agua del primer riego. La dosis aplicada de SoilFix fue de 1,1 kg/ha. El ensayo se realizó por triplicado, obteniéndose los valores medios que se muestran en la Figura E5. La información restante procede del trabajo de investigación y desarrollo que Ciba Specialty Quemicals ha realizado para crear SoilFix®.
BIBLIOGRAFÍA
LENTZ R.D., SOJKA R.E., ROBBINS C.W., KINCAID D.C., AND WESTERMANN D.T. 2001. Polyacrylamide for surface irrigation to increase nutrient-use efficiency and protect water quality. Commun. Soil Sci. Plant Anal.
SOJKA, R.E. 2000. The use of PAM, a linear polyacrylamide for use in irrigation water. http://www.naicc.org/Meeting/2001/UseofPAM.html. (USDA). Septiembre 2004.
SOJKA, R.E. Y SURAPANEMI, A. 2000. Potential Use of Polyacrylamide in Australian Agriculture to Improve Off- and On-site Environmental Impacts and Infiltration Management. Project No. UNE39: Polyacrylamides in Irrigated Agriculture. http://www.nwisrl.ars.usda.gov/sojka/oz/pam-oz-ag.html. Septiembre 2004.
