Sección: 27as jornadas de productos fitosanitarios
Este artículo pretende en primer lugar profundizar en las propiedades de las poliacrilamidas (PAMs) de aplicación agrícola, comentar sus aplicaciones a nivel mundial, y finalmentecentrarnos en sus usos potenciales en la agricultura española.
Propiedades de las poliacrilamidas de aplicación agrícola
Como ya se describió en el artículo "Estabilización de la Estructura del Suelo con Poliacrilamidas" (CABOT, O. Y ENSEÑAT, L. 2004), y a modo de recordatorio:
Las poliacrilamidas (PAMs) son polímeros formados básicamente por monómeros o subunidades de acrilamida. Estudios científicos realizados a nivel mundial han demostrado que la aplicación de PAMs sintéticas aniónicas en Agricultura es una técnica eficaz en la mejora de la eficacia del riego y el aumento de la calidad y cantidad las cosechas; y desde el punto se vista medioambiental, contribuyen a la conservación de los recursos suelo y agua, controlando la erosión, manteniendo la fertilidad del suelo y mejorando la calidad de las aguas de escorrentía y de drenaje.
El fundamento de la eficacia de las PAM reside en sus propiedades estabilizadoras y floculadoras de las partículas del suelo (Figura 1). De hecho, en condiciones naturales, los aglomerados del suelo deben su estabilidad, en parte, a la presencia de materiales poliméricos naturales provenientes de la materia orgánica del suelo. Luego las PAMs aniónicas sintéticas incorporadas al suelo actúan de forma análoga. En la Figura 2 se muestra al microscopio electrónico la diferencia en estructura del suelo tras una simulación de riego en un suelo normal (izquierda) y el mismo suelo tratado con PAM (derecha).
En el primero el espacio poroso queda colapsado por finos, mientras que en el segundo, la estructura se mantiene, conservándose una buena aereación e infiltración.
Como ya se comentó, las PAMs son un tipo de polímero. Sin embargo, dada la creciente popularidad del concepto polímero en el ámbito de los agro-químicos, merece la pena destacar y recordar que: no todos los polímeros son PAMs, ni todas las PAMs son eficaces como estabilizadores del suelo.
Las características químicas de cada PAM ?longitud, masa molecular, carga, etc...- definirán las propiedades y aplicaciones potenciales de éstas.
Entre todas estas características, una PAM apta para uso agrícola debería, como mínimo, ser aniónica y soluble en agua. Las PAMs aniónicas, a diferencia de las PAMs catiónicas y no iónicas, tienen mayor afinidad por unirse a los agregados del suelo, son inocuas para el Medio Ambiente, no son un riesgo para la salud y tampoco son fitotóxicas, al no ser absorbidas por las raíces.
La forma más eficaz de utilizar PAMs como acondicionadores del suelo es a través del agua de riego; por esta razón, es indispensable que las PAMs sean solubles en agua. Esta propiedad no la cumplen ninguno de los polímeros comercializados como formadores de gel, super-absorbentes de agua o similares.
En la práctica, una de las formas más eficaces de evitar la adquisición de formulaciones inefectivas o peligrosas para la Agricultura será adquirir estos productos únicamente a empresas del sector con reconocido prestigio, como es el caso de Ciba Specialty Chemicals.
SoilFix®: estabilizador de la estructura del suelo de Ciba Specialty Chemicals
Ciba Specialty Chemicals ha sido pionera a nivel mundial en la síntesis y desarrollo de una PAM de aplicación agrícola como estabilizador de la estructura del suelo: SoilFix®.
SoilFix® es una PAM aniónica, soluble en agua, de alto peso molecular, biodegradable e inocua para personas, animales y plantas.
SoilFix® es recomendable siempre cuando hayan problemas en las relaciones agua-suelo-planta, derivados de problemas de estructura de suelo, independientemente del cultivo y del tipo de suelo de que se trate.
La forma de aplicación más eficaz de SoilFix es diluido en el agua de riego.
Por ello, y con objeto de garantizar el fácil manejo del producto, SoilFix® presenta una formulación sólida, SoilFix® IR, y otra líquida, SoilFix® LDP, enfunción del sistema de riego que se disponga.SoilFix® IR es un producto granulado que contiene un 90% p/p de PAM,útil en casos de riego por superficie y riego localizado. SoilFix® LDP es un formuladolíquido (dispersión en aceite) que contiene un 50% p/p de PAM y está diseñadoespecíficamente para aplicar en sistemas de riego por aspersión y pivots.SoilFix® se comercializa con éxito desde mediados de los años 90 en EEUU y Australia. De hecho, gran parte de las experiencias realizadas por institucionesy centros de investigación para certificar y desarrollar la técnica de aplicaciónde las PAMs en agricultura, se han hecho utilizado SoilFix® como productode referencia.
Ciba Specialty Chemicals, siguiendo su filosofía innovadora, está llevando a cabo en la actualidad el desarrollo de SoilFix® en el territorio español.
Aplicaciones de las PAMs en la agricultura mundial
En EE UU la utilización de las PAMs se dirigió principalmente hacia el control de la erosión. Desde el año 2000, el Servicio de Conservación de los Recursos Naturales (NRCS) del Departamento de Agricultura de EE UU (USDA) reconoce públicamente 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). El propio NRCS ha publicado una metodología estándar de aplicación de PAMs, adaptada a la agricultura de regadío norteamericana (NRCS, 2001).
Estudios realizados durante tres años consecutivos en Idaho (EE UU), utilizando el método estándar del NRCS, concluyeron que la aplicación de PAMs (Soil-Fix® IR en este caso) en parcelas con riego por surcos reducía la pérdida de sedimentos en las aguas de escorrentía en más de un 94% (LENTZ AND SOJKA, 1994).
Estudios posteriores (LENTZ et al. 2001, SOJKA et al., 2003) certifican como el riego con aguas conteniendo apenas 10 ppm de PAM, no sólo reducía los sedimentos en las aguas de escorrentía, sino también la cantidad de N, P, microorganismos, semillas de malas hierbas y algunos fitosanitarios de aplicación al suelo; con el consecuente beneficio agronómico y medioambiental.
Debido a los excelentes resultados obtenidos desde un principio, la utilización de las PAMs en Agricultura se extendió rápidamente y se llegaron a tratar con ellas 600.000 hectáreas de terrenos de regadío. Otra prueba de la popularidad de las PAMs en la agricultura norteamericana es la existencia de una página del USDA, únicamente dedicada a avances científicos relativos a las PAMs: http://kimberly.ars.usda.gov/pampage.shtml
En Australia, la escasez del recurso agua y los terrenos extremadamente arenosos son los mayores problemas agrícolas. Por lo tanto, en este caso, el uso de las PAMs se enfocó a mejorar la eficiencia del riego, adaptando la aplicación al riego localizado, sistema mayoritario en la zona (SOJKA, R.E. Y SURAPANEMI, A. 2000).
Prácticamente todos los estudios y ensayos realizados han demostrado la eficacia de las PAMs en el aumento de la capacidad de retención de agua y disminución de percolación en suelos muy ligeros. En la actualidad, el uso de PAMs en la agricultura australiana está en expansión, representando una eficaz técnica para la mejora de la eficiencia del uso del agua, manteniendo el nivel de rentabilidad de las explotaciones.
Dadas las severas condiciones de temperatura de Australia, otra aplicación agrícola que se ensayó fue la utilización de PAMs para la disminución del estrés al trasplante en cultivos tanto anuales como leñosos -hortícolas, cítricos, etc-. Al mejorar el estado de humedad del suelo, los plantones o plántulas respondían de forma positiva al tratamiento con PAMs, adelantando su desarrollo con respecto al control.
Como vemos, las PAMs pueden tener diferentes aplicaciones, en función de las necesidades específicas de cada región, pero siempre basándose en un mismo fundamento: sus propiedades estabilizadoras de la estructura del suelo.
Usos potenciales de SoilFix® en la agricultura española
La agricultura española se enfrenta en la actualidad a serios problemas medioambientales.
Uno de los principales problemas es la escasez de agua, sumado al creciente empeoramiento de la calidad de las aguas, tanto superficiales como subterráneas. También nuestros suelos de cultivo están sufriendo una progresiva pérdida de fertilidad y procesos de erosión irreversibles, aunque a estos aspectos no se les da, por el momento, la importancia que se merecen.
Sin embargo, existen también retos desde el punto de vista agrícola. Ciertas regiones y sistemas de producción agrícola tienen problemas derivados de las condiciones del terreno que derivan en un mal manejo del riego y/o mermas de producción, con difícil y/o costosa solución.
Por lo tanto, en el marco de la agricultura española actual, la puesta a punto de SoilFix®- como producto estabilizador de la estructura del suelo- pretende poner en manos del técnico o agricultor una nueva, eficaz y rentable herramienta para resolver dichos problemas, contribuyendo al mismo tiempo al cuidado del Medio Ambiente.
Se detallan a continuación algunas de las más relevantes aplicaciones potenciales de SoilFix® en nuestra agricultura:
Mejora de la eficiencia del riego en terrenos ligeros
Los terrenos ligeros tienen baja capacidad de retención de agua y pierden agua por percolación, lo cual afecta directamente a la producción.
Concentraciones de 1-2,5 ppm de SoilFix® en el riego son capaces de alterar las propiedades hidráulicas del agua en el suelo, modificando el patrón de humedecimiento de éste. En otras palabras, se incrementa el desplazamiento lateral, se reduce la percolación, y se disminuye la velocidad de infiltración del agua de riego (Figura 3). En el caso de riego localizado se observa también un solapamiento de bulbos en superficie más rápido.
De esta forma, los niveles de humedad en la zona radical se incrementan para una misma dosis de riego y la planta dispone de más tiempo para acceder al agua y los nutrientes. A efectos prácticos, la mejora de la eficiencia de riego se puede traducir tanto en un aumento de las cosechas, como en un ahorro de agua, en función de los intereses del productor o de la zona.
En Australia, la aplicación rutinaria de SoilFix® a través del riego localizado está bastante extendida en cultivos como cítricos, viña y otros frutales; ya que los efectos son realmente positivos y compensan el coste de la aplicación. Como ejemplo, en la Figura 4 vemos un cultivo de albaricoquero de 1 año de edad en terreno arenoso dónde se ha utilizado SoilFix® desde el trasplante. El shock al trasplante fue casi nulo y los árboles se desarrollaron rápidamente. El tratamiento con SoilFix® es también muy común en nuevas plantaciones de cítricos, buscando la rápida puesta en producción y disminución de mermas.
En un ensayo realizado por colaboradores de Ciba SC en Australia en un viñedo (var. Thomsom seedless) se obtuvieron incrementos de cosecha de 10 kg uva/viña con respecto al control (pasando de 23 a 33 kg/vid). Para ello, fueron aplicados apenas 4 kg/ha de SoilFix® IR a lo largo de todo el ciclo de cultivo.
Siguiendo esta línea, Ciba SC realizó este año en Andalucía Occidental un ensayo en un cultivo de maíz bajo riego por goteo. Dicho cultivo presenta frecuentemente problemas de germinación y baja producción, debido tanto a la textura extremadamente arenosa del terreno (94% arena) como a un exceso de sales (Figura 5).
Los resultados obtenidos fueron positivos, obteniendo un incremento de cosecha con respecto años anteriores de casi un 20% con una dosis de 2 kg/ha, fraccionándola en varios riegos durante todo el ciclo de cultivo.
Mejora de la infiltración del agua de riego en terrenos pesados
Cuando se riega un terreno de textura fina y/o mala estructura, la fracción de arcillas del suelo tiende a quedar suspendida en el agua. Cuando estas finas partículas sedimentan, llenan los poros y canales del suelo, colapsándolos y reduciendo la capacidad de infiltración de agua.
SoilFix®, diluido en el agua de riego, preserva la estructura de aglomerados del suelo de forma que los canales de drenaje se mantienen abiertos y la tasa de infiltración no disminuye.
En riego por surcos, según la bibliografía norteamericana, al aplicar PAMs a una concentración de 10 ppm el incremento de infiltración medio con respecto al control es de un 15 %, aunque puede llegar al 50% en terrenos arcillosos (más problemáticos) (SOJKA et al., 1998a). Una ventaja adicional en el riego por surcos al aplicar SoilFix® es el mejor movimiento lateral del agua de riego, como vemos en la Figura 6.
En riego por pívot, por ejemplo, Santos et al. (2001) encontraron reducciones de un 46% en erosión y un incremento del 15% en infiltración, tras un tratamiento con 1 kg/ha de PAM diluida en el agua de riego en un Luvisol.
A continuación se muestran los resultados obtenidos en un ensayo realizado este año por Ciba SC, en colaboración con la Universidad de Lleida, en la zona de Monegros (Aragón).
El ensayo se ha realizado en un cultivo de maíz bajo riego por aspersión.
Las tierras de la zona, por su deficiente estructura, presentan frecuentemente encostramiento superficial y falta homogeneidad del riego. Con objeto de prevenir la costra y los encharcamientos, se realizan tradicionalmente frecuentes riegos de corta duración. Esta medida es útil, pero supone un aumento del consumo de agua, que el cultivo no aprovecha, ya se pierden en su mayor parte por evaporación.
El objetivo del ensayo ha sido evaluar la eficacia de SoilFix® LDP en el aumento de la tasa de infiltración y en la producción final (datos no disponibles a la fecha de esta publicación).
Los resultados fueron muy positivos respecto a la velocidad de infiltración (Figura 7). Como se puede observar, hay diferencias significativas entre la zona tratada con SoilFix®, la regada de forma habitual (T. E.) y el control.
Por lo tanto, la aplicación de SoilFix® aumenta significativamente la tasa de infiltración del suelo y es una medida más eficaz que el riego anti-costra, en lo que refiere a capacidad de infiltración. El incremento de la tasa de infiltración no tuvo efectos directos significativos sobre el % de germinación del cultivo, aunque se prevé un efecto sobre la producción (por confirmar, a la espera de la recolección).
Aumento del % de germinación en suelos con tendencia a encostrarse
La aplicación de SoilFix® resulta muy beneficiosa en siembras sobre suelos con mala estructura. Si en los primeros riegos se incorpora SoilFix® tras las labores y desde el primer riego, la estructura inalterada, disminuyéndose la costra y en consecuencia mejorando el porcentaje de germinación y posterior enraizamiento del cultivo.
En un ensayo realizado en EE UU en un cultivo de cebolla, con 3 repeticiones, el incremento en germinación se cuantificó en un 15% (Figura 8),al aplicar SoilFix® en el riego de nascencia..
En un ensayo realizado en un cultivo de remolacha en la provincia de Palencia se obtuvieron resultados similares, como vemos en la fotografía (Figura 9).
El incremento en % de germinación se estimó en más de un 15%, lo cual se espera confirmar con datos de cosecha (no disponibles a la fecha de publicación).
Control de la erosión y mejora de la calidad de las aguas de escorrentía y de drenaje
Como se ha comentado antes, el control de la erosión es una de las principales aplicaciones de SoilFix® en la agricultura norteamericana. No solamente se previene la pérdida de sedimentos en las aguas de escorrentía, sino también de sustancias que contaminan y eutofizan las aguas de escorrentía y drenaje (nutrientes como el N y el P, fitosanitarios, etc...)
En relación a la agricultura española, por el momento no se ha desarrollado la aplicación de SoilFix® en este sentido. Una de las razones es la mínima preocupación que produce por el momento el tema de la erosión, a pesar de que sufrimos problemas reales de pérdida de fertilidad en suelos agrícolas, como por ejemplo en el olivo.
Mejora de la calidad y cantidad de las cosechas de cultivos
Como hemos visto hasta ahora, se puede aplicar SoilFix® para problemas relacionados con la infiltración del agua de riego, frente a problemas de encostramiento y también de erosión.
En casi todos ellos, debido a la aplicación de SoilFix® se produce un aumento de la producción derivado de uno o varios de los efectos de este producto: el incremento de la infiltración acumulada, mejor reparto del agua de riego en la zona de absorción radicular y mejor oxigenación y la menor pérdida de nutrientes, entre otros.
En lo que respecta a calidad de cosecha, SoilFix® puede ser especialmente útil en cultivos de crecimiento subterráneo o semi-enterrado: remolacha, patata, cebolla, zanahorias, nabo, chirivia, puerro e incluso, poque no, cultivos locales como la xufa de Valencia.
Todos ellos tienen en común la pérdida de calidad y el incremento de costes que supone la limpieza de la tierra del tubérculo o raíz. En cultivos como la remolacha, la cantidad de tierra adherida es un punto importante y en cultivos sensibles, como el puerro, la limpieza puede dañar la calidad de la cosecha.
Conclusión y perspectivas
La eficacia de las poliacrilamidas, como SoilFix®, como estabilizadores de la estructura del suelo, está suficientemente demostrada a nivel mundial.
Los objetivos principales de Ciba SC son: demostrar la eficacia de la aplicación de SoilFix® en el marco de la agricultura española mediante ensayos avalados por centros e instituciones, y desarrollar la metodología de aplicación adecuada para cada uso.
Con la puesta a punto de SoilFix® se pretende poner en manos del técnico o agricultor una nueva, eficaz y rentable herramienta para resolver problemas derivados de la estructura del suelo, incrementando la rentabilidad de la actividad agrícola y contribuyendo al mismo tiempo al cuidado del Medio Ambiente.
Agradecimientos: A Nufarm España S.A. por su papel principal en el desarrollo de SoilFi®x, a ITC S.L. por su ayuda en la puesta a punto de los equipos de aplicación, a la Univesitat de Lleida por la realización de ensayos; así como a todos los profesionales del sector que a título personal colaboran desinteresadamente en el desarrollo de SoilFix®. También al personal de centros de investigación como el IMIDA, ITAP y AIMCRA, por su atención y colaboración.
BIBLIOGRAFÍA
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