Fertilizadoras, algo más que la dosis justa

La pérdida de nutrientes del suelo y el uso continuo de siembra directa han provocado incrementos en la respuesta de los cultivos a la adición de nutrientes y su reposición ha ganado importancia. Los nutrientes generalmente deficientes para la producción de cultivos en la región pampeana han sido el nitrógeno (N) y el fósforo (P), entre otros. Sus deficiencia pueden ser suplidas total o parcialmente a partir del agregado de fertilizantes inorgánicos. El fertilizante más utilizado es la urea. Cómo la mayoría de los fertilizantes sólidos se presentan en forma de gránulos y su número guía de tamaño (SGN) varía notablemente entre fertilizantes y entre partidas del mismo fertilizante.

La técnica de aplicación por proyección del material predomina en Argentina. El mercado cuenta con una importante cantidad de máquinas para la aplicación de fertilizantes granulados por proyección y los sistemas de distribución más utilizados son los doble-discos y difusores neumáticos. Los primeros y más utilizados constan de dos discos con aletas que reciben el fertilizante y lo proyectan por fuerza centrífuga. El ancho de labor es variable ya que se ve afectado por factores propios de la maquinaria (velocidad de giro de los discos, diámetro de los discos, largo o ángulo de las paletas, altura de aplicación y ángulo de salida de las particular). El motivo de su gran adopción son su precio accesible, fácil mantenimiento, alta velocidad de avance y el amplio ancho de labor.

En las fertilizadoras neumáticas el fertilizante baja de la tolva por presión (tolva presurizada) y gravedad, luego es dosificado por un conjunto de rodillos y arrastrado por una corriente de aire generada por ventiladores centrífugos. El transporte es a través de tuberías adosadas a un botalón hasta los difusores que provocan la distribución del material en el terreno. La principal diferencia de la distribución del material entre los dos mecanismos de distribución (discos y difusores neumáticos) está en la proyección del material. En los sistemas de discos la partícula de fertilizante recorre una distancia lateral y luego cae por gravedad. Esto genera que durante el recorrido lateral la trayectoria de la partícula puede modificarse por factores como el viento o bien la arquitectura del cultivo sobre el que se aplica. En cambio la proyección neumática de la partícula de fertilizante es hacía abajo formando un ángulo de 45- 50° con la superficie del suelo. Este tipo de trayectoria disminuye el tiempo en que la partícula está expuesta al viento y se ve menos afectada por el canopeo. Sin embargo, se logran niveles de variación de distribución de fertilizante en el terreno muy buenos y similares con ambos sistemas.

El factor principal que afecta a la calidad de la fertilización es la CALIDAD del FERTILIZANTE. No existe actualmente una máquina fertilizadora que pueda asegurar alta calidad de aplicación si el fertilizante es de mala calidad.  La calidad del fertilizante está dada por la uniformidad del tamaño de partícula, por su contenido de polvo, dureza y humedad crítica relativa. Si bien existen otras características, estas son las que mayormente afectan.

En general, la calibración de la dosis en las fertilizadoras resulta muy simple de llevar a cabo, y si sien se registran ineficiencias, la uniformidad de distribución del fertilizante sobre el terreno (UD) es el punto clave para al momento de planificar una aplicación de calidad y apta para las tecnologías de fertilización variable. En este punto, las fertilizadoras de doble plato presentan más posibilidades de corrección respecto a las neumáticas. Existe un gran desconocimiento de la UD y de cómo es afectada por los cambios de configuración de los mecanismos distribuidores. Esto puede llevar a generar zonas con diferentes tasas de aplicación, los casos más comunes son:

a) uniformidad de distribución aceptable y ancho de labor inadecuado.

b) ancho de labor adecuado y una mala distribución de fertilizante sobre el terreno.

c) ancho de labor inadecuado y mala distribución de fertilizante sobre el terreno.

El parámetro de variación más usado para caracterizar la UD es el coeficiente de variación (CV%). Se consideran aceptables CV% a campo de la distribución de fertilizante igual o menores a 25%. Distribuciones con CV% por encima de dicho valor, pueden manifestarse en franjeos en los cultivos por baja eficiencia de uso de fertilizante, generando pérdidas de productividad, afectando económica y ambientalmente al sistema.

 Figura 1. Método rápido de determinación a campo de uniformidad de distribución y ancho de labor efectivo. Se utilizaron 25 cajas recolectoras, abarcando el ancho de labor más dos metros. Adaptado de Carciochi y Tourn, 2017

Tabla 1. Caracterización de las fertilizadoras de proyección de doble discos evaluadas (total: 91)

Durante el año 2017 y 2019 la cátedra de Mecanización Agrícola de la Facultad de Ciencias Agrarias de Balcarce (UNMdP) realizó evaluaciones de desempeño a 91 máquinas fertilizadoras por proyección de discos. El parque de maquinarias evaluado tenía una antigüedad máxima de 5 años y eran de origen nacional e internacional (Tabla 1).

Las evaluaciones consistieron en estimar la UD de fertilizante en el terreno. Se utilizó urea granulada para las evaluaciones. La urea granulada se usó como fertilizante de referencia dado a que de los más utilizados (superfostato simple, triple, fosfato diamónico, nitrodoble) es el que presenta mayor des uniformidad de tamaño de partícula. En todos los casos se determinó el SGN de cada muestra y el valor más común fue de 260 ±30. El método de determinación de la UD fue una adaptación de la norma IRAM 8041 (Figura 1). La dosis que se utilizó en todas las máquinas fue de 150 kg ha-1. Evaluaciones previas arrojaron que la UD no varía significativamente para un mismo fertilizante y configuración entre 70 y 150 kg ha-1. La UD se analizó antes y después de la configuración. Independientemente de su ancho de labor efectivo siempre se utilizaron 25 bandejas recolectoras (Figura 1) y el material recolectado en cada caja fue referido a la proporcionalmente a la caja que más fertilizante recibió. Por lo tanto los resultados se presentan en % del valor máximo.

En la Tabla 2 se observa la frecuencia de tipo de distribuciones. Las distribuciones con un punto de acumulación excesivo en el centro y las de tres punto excesivos (W) fueron las más frecuentes. Sin embargo, en las tipo W tienen un pico excesivo central. Por lo tanto, de las 91 máquinas, 72 presentaron acumulación de fertilizante en la zona central. En la Figura 2 se muestra un ejemplo de cada tipo de distribución.

Tabla 2. Frecuencia de tipo de distribución de fertilizadoras.

 

Correcciones de acumulación en la zona central de la distribución (Figura 2b): Este tipo de inconveniente se debió mayormente a la rotura de fertilizante por excesivas revoluciones de los discos distribuidores. Los gránulos partidos presentan un tamaño menor a la partícula original y, debido a su pérdida de esfericidad y peso, su proyección es menor, acumulándose en la zona central de la distribución. Se logró corregir el exceso de fertilizante disminuyendo las revoluciones de los discos (generalmente no más de un 10% de disminución). Del total las 36 máquinas, 29 presentaron este inconveniente, las restantes presentaban problemas constructivos que generaba pérdida de fertilizante del sistema de dosificación y distribución.

Figura 2. Distribuciones de urea de tres fertilizadoras. a) Tipo tres puntos excesivos (W), b) un punto excesivo y c) dos puntos excesivo (M). Línea negra indica el valor promedio.

Correcciones de distribuciones tipo W (Figura 2a): Las zonas con excesos de fertilizante en los extremos de la distribución en las del tipo W generalmente estuvieron asociadas a una incorrecta configuración de las aletas del plato y velocidad excesiva de giro de los discos. En 10 de las 18 máquinas con este inconveniente se logró disminuir notoriamente los tres puntos de excesos (mayormente el central) con solo disminuir las revoluciones de los discos. Sin embargo, la regulación definitiva y menor CV% se logró modificando la posición de alguna de las aletas (acortándolas). En los discos con dos aletas, el cambio de configuración resultó más simple y más efectivo que en discos con tres y cuatro aletas (siempre actuando sobre la aleta corta). La modificación del punto de caída de fertilizante en la mayoría de las máquinas (40) es muy limitado y solo resultaron efectivos para correcciones de zonas entre el centro y los extremos.

Figura 3. Diagramas de caja de los coeficientes de variación (CV%) de la uniformidad de distribución de urea sin superposición de 91 máquinas fertilizadoras antes y después de ser reguladas. Cuadrados negros dentro de las cajas indican el promedio.

Figura 4. Diagramas de caja de los coeficientes de variación (CV%) de la uniformidad de distribución de urea con superposición (8%) de 91 máquinas fertilizadoras antes y después de ser reguladas. Cuadrados negros dentro de las cajas indican el promedio.

Correcciones de distribuciones tipo M (Figura 2c): para corregir este tipo de distribuciones se debió actuar sobre las aletas y punto de caída de fertilizante. En primer medida se aconseja configurar la aletas cortas, alargándolas en el caso de 2 y 4 aletas, o bien, alargar 1 o 2 aletas en los discos con 3 aletas iguales. La magnitud del alargue depende de la capacidad de cambio de posición propio de cada máquina y de la cantidad de material acumulado en las zonas problema. No existe un indicador, es necesario cambiar la configuración y volver a evaluar la UD hasta observar el menor CV% y tolerancias. El punto de caída de fertilizante puede variarse acercándolo al centro del plato para lograr mayor tiempo del material sobre el plato lo que produce mayor trayectoria de las partículas. También es posible mejorar esta distribución corriendo el punto de caída hacia la parte posterior de la máquina.

Niveles de variación de las distribuciones antes y después de los cambios en la configuración: Las evaluaciones de las máquinas se realizaron por demanda de sus dueños dado a que habían detectado algún problema de calidad de aplicación o bien querían conocer su estado. En general, las primeras evaluación de la UD sin superposición de pasadas arrojaron valores de CV% muy altos y en muchos casos inaceptables (Figura 3). Se registraron valores de CV% extremos cercanos a 80 y los más bajos 30, sin embargo el promedio fue 53. Estos niveles de variación a campo no pueden garantizar una aplicación correcta de la dosis y no son aptos para sistemas de dosis variable. Cuando se analizaron las UD iniciales con superposición (8%) el CV% promedio disminuyó a 46 (Figura 4) y solo una máquina de 45 tuvo un CV% menor de 25. Estos resultados demuestran que la superposición de pasadas no garantiza una mejora notable de las UD con valores de CV% altos.

Luego de las calibraciones los CV% disminuyeron notablemente y aun si superposición de pasadas las determinaciones arrojaron un CV% promedio de 29, con extremos entre 40 y 17 (Figura 3). En el caso de las máquinas en que el CV% luego de la regulación superaba 35, se recomendó e informó a las fábricas por problemas estructurales o configuración limitada. Cuando las UD luego de las regulaciones fueron superpuestas (8%) los CV% disminuyeron notablemente (Figura 4) registrando un CV% promedio de 22 con extremos de 30% y 13%. Estos niveles de variación son considerados muy buenos a campo y garantizan una muy baja probabilidad de que se generen franjeos en los cultivos y pérdida de rentabilidad.

Se realizó un ensayo en la Unidad Integrada Balcarce con los objetivos fue evaluar el efecto de la uniformidad de distribución de urea generada por diferentes sistemas de distribución por proyección (de doble discos y neumáticos) sobre el rendimiento en grano de maíz y su impacto en el resultado económico del cultivo. Se utilizaron dos máquinas fertilizadoras de origen nacional, Yomel RD 2022 de doble disco bien regulada y mal regulada y Altina LSI 4000 neumática. Se midió la UD de las máquinas según Figura 1 y se determinó su CV%. Se aplicó 75 kg ha-1 de urea.

En la Tabla 3 se presentan los resultados parciales del trabajo. El uso de la fertilizadora neumática presentó mayor rendimiento de maíz e ingreso neto respecto a la de doble disco independientemente de su regulación cuando se usó el ancho de labor recomendado para urea por el fabricante. Sin embargo, cuando se ajustó el ancho de labor efectivo a 19 m en la doble disco, las diferencias de la doble disco regulada y la neumática no fueron significativas. El menor CV% logrado por la mayor superposición en la doble disco no regulada provocó mejoras en el rendimiento y el ingreso neto. El hecho no de regular la máquina y trabajar con CV% elevado provocó una pérdida de 150 dólares ha1. Este monto es significativo y justifica la inversión en configurar la máquina o adquirir una que permita trabajar con CV% por debajo de 25%.

Tabla 3. Rendimiento e ingreso neto del cultivo de maíz utilizando distintas fertilizadoras con diferentes coeficientes de variación (CV%) y ancho de labor efectivo. DD: doble disco. Letras iguales entre filas en cada sección indican que no hay diferencias significativas (p<0,05). (Santos y Trueba 2019, inédito).