Rocas y minerales como fertilizantes de los suelos agrícolas

para Ciencia Hoy el . Publicado en Número 158, Revista.

Cuando el suelo no es capaz de proveer los nutrientes que necesitan los cultivos, por su baja fertilidad natural o por haber sufrido un deterioro, esa provisión se logra con la aplicación de fertilizantes. En la pampa húmeda, que produce el 90% de los granos del país, en muchas situaciones se han registrado pérdidas significativas de nutrientes, causadas por diferentes procesos de degradación, entre ellos la erosión hídrica y eólica y la baja reposición de los nutrientes removidos por los cultivos que se cosechan. Por otro lado, ciertas características de los suelos, como su acidez o su salinidad, pueden adquirir valores inadecuados para la agricultura. Ambos tipos de deterioro comprometen la sustentabilidad del suelo como recurso natural, una situación que necesita ser atendida y corregida. Determinados minerales –en su gran mayoría existentes en el país– constituyen una fuente adecuada de materias primas para hacerlo.

¿De qué se trata? Para mejorar la fertilidad y corregir la acidez o salinidad de los suelos se puede recurrir a minerales en lugar de a los productos industriales que se obtienen de ellos.

Los nutrientes esenciales que las plantas obtienen de los suelos y permiten su crecimiento se clasifican según la cantidad de ellos que necesitan para desarrollarse en buenas condiciones. Así, habitualmente se habla de macronutrientes, que son sobre todo nitrógeno, fósforo y potasio; mesonutrientes (también llamados macronutrientes secundarios), principalmente azufre, calcio y magnesio, y micronutrientes, entre otros, boro, hierro, manganeso, cobre, cinc, molibdeno, cloro, cobalto y selenio. Existen importantes diferencias en los requerimientos de nutrientes de cada cultivo y en la oferta de rocas y minerales con las que responder a esas demandas usándolas como fertilizantes. Con pocas excepciones, las materias primas básicas con las que se elaboran los fertilizantes industriales mediante procesos químicos son rocas y minerales. Una de esas excepciones es el nitrógeno, pues no todos los países poseen yacimientos de nitratos que lo pueden aportar como mineral. Por eso, es común que los fertilizantes con nitrógeno sean elaborados por la industria química a partir de la síntesis del amoníaco.

Plantación de girasol en la cuenca del Salado, pampa deprimida, donde la salinización de los suelos no es infrecuente y puede corregirse mediante la aplicación de yeso agrícola.

Los nutrientes naturales encontrados en suelos derivan de la acción de los agentes como el agua, el oxígeno y la temperatura sobre las rocas que los formaron, un fenómeno llamado meteorización. Las características de ese material originario, en especial su composición química, influyen sobre sus propiedades fertilizantes.

Plantación de trigo en la pampa ondulada, una de las zonas de agricultura extensiva de más alta productividad del país, donde la propia práctica agrícola puede provocar la disminución de nutrientes esenciales en el suelo.

Los minerales, además de haber sido formadores originales de los suelos, constituyen también un importante recurso como fuente de nutrientes y, por ende, de mejoradores de las condiciones de fertilidad de esos suelos. Además, son también utilizados para corregir las mencionadas características de acidez o salinidad de aquellos suelos en que tienen o han tomado valores inconvenientes para los cultivos. Sin embargo, de la multiplicidad de minerales y rocas que existen, solo un puñado tiene relevancia para la sustentabilidad de los suelos agrícolas.

El caso del fósforo

La mayor parte de los fertilizantes fosfatados que se aplican a los cultivos pampeanos son productos industriales que se elaboran a partir de roca fosfórica natural mediante la acción de distintos ácidos. Sin embargo, sobre todo para mejorar suelos ácidos, esa misma roca fosfórica natural, obtenida de los yacimientos, puede ser utilizada aplicándola de manera directa, con las ventajas de su bajo costo comparativo y la liberación gradual de fósforo, lo que la hace particularmente apropiada para cultivos que se mantienen en explotación por varios años, como la vid, sobre todo con el fin de reponer al suelo sustancias extraídas en sucesivas cosechas.

Cantera de yeso en San Rafael, Mendoza. Plantación de berenjenas en terrenos salinizados del valle Coachella, California.

Los yacimientos de rocas fosfáticas o fosforitas de los que se extrae el fósforo, que por lo general contienen más de 18% de pentóxido de fósforo (P2O5), suelen estar constituidos por rocas sedimentarias marinas, y en menor medida algunas rocas ígneas, con acumulaciones de guano. En el mercado mundial, más del 80% del fósforo se obtiene de la explotación de esas rocas, cuyo principal componente es la apatita, un fosfato de calcio, por lo que también es fuente de calcio. Los principales yacimientos de este tipo están en el norte de África, pero también los hay en Australia, Brasil, Estados Unidos, Canadá, China, Kazajistán y Nueva Zelanda. El tamaño medio de sus reservas es del orden de 350 millones de toneladas, con alrededor de 20% de pentóxido de fósforo. En la Argentina se ha identificado una docena de cuencas sedimentarias con potencial para albergar rocas fosfóricas, pero su contenido de fósforo es comparativamente bajo y su tamaño, hasta donde se ha podido estimarlo, no alcanza el umbral de una explotación económica viable.

Potasio en minerales de los salares

Por su origen geológico, los suelos pampeanos tienen un contenido original relativamente alto de potasio, pero existen situaciones en las que se requiere agregarles ese nutriente, el cual al presente se importa en su totalidad en forma de fertilizantes que también contienen nitrógeno, fósforo y distintas sales.

Deficiencia de potasio en el suelo indicada por el amarillo de los bordes de hojas de tomate.

Existen en la Argentina importantes reservas probadas de la principal materia prima mineral para producirlos, cloruro de potasio, tanto en salares andinos superficiales de Catamarca, Salta y Jujuy, donde forman parte de salmueras, como en yacimientos en profundidad de Mendoza y Neuquén, donde integran el mineral silvita, que es cloruro de potasio (KCl) con 60% de óxido de potasio (K2O) soluble.

Rocas y minerales que aportan magnesio

En la Argentina, el magnesio se agrega principalmente en explotaciones intensivas, como las hortícolas, florales o frutales, ya sea incorporándolo al suelo o aplicándolo directamente al follaje del cultivo. Los minerales usados como fuentes del elemento son el sulfato de magnesio (MgSO4), el cloruro de magnesio (MgCl2) extraído de salares, y la dolomía, un carbonato de magnesio y calcio, que podría utilizarse para liberar esos elementos lentamente al suelo.

Yeso, una forma de corregir suelos alcalinos y de reponer azufre y calcio

Existen compuestos, denominados enmiendas, que tienen como función principal corregir alguna característica inconveniente del suelo, como el exceso de determinado mineral. También pueden cumplir la función de fertilizante. El yeso es uno de ellos y se utiliza para corregir los suelos con exceso de sodio. Está constituido por sulfato de calcio y agua, con hasta 23% de calcio y 19% de azufre.

Margas, piedras calizas mezcladas con arcillas, en el Negev, en el sur de Israel.

Tradicionalmente se utiliza en agricultura para la corrección de suelos alcalinos, pero cumple también el cometido de fertilizante.

El yeso natural obtenido de yacimientos posee bajo costo por unidad de nutriente y es ambientalmente seguro; su principal ventaja comparativa es que incorpora al suelo azufre en forma de sulfato (SO4). En la Argentina, una norma IRAM indica las especificaciones que debe cumplir el yeso mineral para uso agrícola, entre ellas su contenido de sulfato de calcio, sodio, hierro, aluminio y humedad, tamaño de las partículas y forma de preparación (granulado, pelletizado, molido). En ciertas zonas de la pampa húmeda, por ejemplo, la cuenca del río Salado o pampa deprimida, los suelos exhiben una tendencia a la salinización y al exceso de sodio, lo que los hace inadecuados para cultivos con rendimientos pobres en suelos salinos y sódicos. Así, el yeso agrícola constituye una enmienda económica para los suelos sódicos. Su acción se basa en que el calcio intercambia su lugar con el sodio del suelo, el que luego puede ser arrastrado por el agua. El proceso anterior, sin embargo, requiere que el sodio desplazado por la aplicación de sulfato de calcio pueda drenar o infiltrarse en profundidad en el suelo en forma eficiente, lo cual depende de factores diversos, entre ellos pendientes y disponibilidad de agua en cantidad y de calidad adecuadas.

Deficiencia de nitrógeno en el suelo indicada por el amarillo de las hojas de frutilla.

En la Argentina existen cuantiosas reservas de yeso de calidad apta para el uso agrícola, más o menos aprovechables según diversos factores, como su distancia a las zonas de aplicación. Los más importantes son los yacimientos de origen marino de la cuenca geológica neuquina, en las provincias de Neuquén, Mendoza y Río Negro. Los formados en antiguos ambientes lacustres, hoy situados en San Luis, Santiago del Estero, Catamarca y otras provincias no andinas, si bien más pequeños que los de la cuenca neuquina, tienen como ventaja su cercanía a los principales centros de consumo.

Carbonatos y cales, correctores de acidez en suelos

Los suelos de zonas húmedas, tropicales y subtropicales tienen una tendencia natural a incrementar su nivel de acidez, y los procesos agrícolas aceleran este proceso. Los valores de pH (la sigla significa potencial de hidrógeno y mide la concentración de ese elemento), que varían entre 0 y 14, son una medida de esa acidez (o su recíproca, la alcalinidad): cuanto más bajo el pH, mayor la acidez. Si bien los niveles críticos y óptimos de pH varían para cada especie vegetal, en algunas porciones de la región pampeana los suelos presentan para muchos cultivos valores de pH inferiores a los adecuados, que oscilan alrededor de 7.

Un pico en los Dolomitas, Alto Adige, de donde proviene el nombre de las dolomías, calizas cuyo componente mayor es la dolomita, un carbonato de calcio y magnesio.

Las rocas carbonáticas o carbonatadas, un recurso mineral común, constituyen un remedio extendido para corregir deficiencias de acidez de los suelos. Son rocas sedimentarias (formadas por acumulación de sedimentos) que contienen diferentes formas cristalinas de carbonato de calcio (CO3Ca) u otros carbonatos. Entre las principales están las calizas, compuestas principalmente por calcita, una de esas formas, y las dolomías, cuyo componente mayor es la dolomita, un carbonato de calcio y magnesio [(CO3)2CaMg].

Las calizas y las dolomías se originaron normalmente a partir de bicarbonato contenido en agua de mar o de lagos, al que se agregaron, en el caso de las segundas, sales de magnesio también contenidas en el agua. El calor y la presión de determinados procesos geológicos formaron, a partir de ellas, mármoles calcíticos o dolomíticos. La Argentina es un importante productor de calizas y dolomías, con abundancia y variedad de yacimientos en buena parte del territorio, entre otros lugares en la zona precordillerana de San Juan y Mendoza, las sierras del sur de la provincia de Buenos Aires, las de Córdoba, la región noroeste del país y el norte de la Patagonia.

También se usan con los mismos propósitos agronómicos la conchilla, formada por la acumulación de restos fósiles de organismos como crustáceos, moluscos, etcétera, preservados en calcio natural; la cal viva, que es óxido de calcio (CaO) o la cal apagada, que es hidróxido de calcio (CaO2H2), elaboradas industrialmente, y otras variedades de carbonatos naturales de calcio, como los travertinos, que son calizas precipitadas en aguas termales, o margas, que tienen contenidos variables de arcillas. La aplicación de correctores calcáreos, así como de carbonatos, tiene efectos duraderos según las dosis, los cultivos y el manejo posterior del suelo. También una norma IRAM especifica los requisitos para el uso agropecuario de estas sustancias, contempla la concentración del material utilizado y su granulometría. La mayor finura de esta significa mayor velocidad de reacción y un efecto más completo, pero menor residualidad.

Boro, zinc y otros micronutrientes

Los micronutrientes son requeridos en muy bajas cantidades por los cultivos y, por lo general, se incorporan en las mezclas de fertilizantes en dosis bajas, por ejemplo, se aplica menos de 1kg por hectárea de boro en sembrados de girasol o soja. Además del nombrado, los micronutrientes de mayor utilización son metálicos: cobre, hierro, manganeso, molibdeno y cinc.

Cantera de ceolitas, que son alúminosilicatos, en Armenia.

Si bien los yacimientos de estos elementos abundan en la Argentina, es común que su aplicación agronómica se realice con preparados industriales o bien aprovechando su presencia marginal en otras rocas o minerales. Sin embargo, el país es un gran productor de boratos para diversos usos, en yacimientos de bórax, que es un borato de sodio, entre ellos Tincalayu, en la puna de Salta sobre el límite con Catamarca (entre San Antonio de los Cobres y Antofagasta de la Sierra), y Loma Blanca, a escasos 20km al oeste de Coranzulí, en la puna de Jujuy, que están entre los principales del mundo.

Uso agrícola de las ceolitas

Las poco conocidas ceolitas son alúminosilicatos con la capacidad de hidratarse y deshidratarse de manera reversible. Tienen una estructura cristalina tridimensional y existen en formas tanto naturales como sintéticas; de las primeras se ha identificado unas cuarenta, encontradas en rocas tanto sedimentarias como metamórficas y volcánicas. Un grupo particular de ceolitas presenta propiedades que serían adecuadas para determinados usos agronómicos, pues facilitarían la aplicación de fertilizantes nitrogenados de liberación lenta. Su capacidad de retener humedad permitiría utilizarlas en regiones áridas.

Por el momento no se las aplica en forma extensiva, pero se realizan investigaciones y ensayos en diferentes tipos de suelos. Los principales productores mundiales de ceolitas naturales son China, Corea del Sur, Japón, Jordania, Turquía, Eslovaquia y los Estados Unidos. En la Argentina, el Servicio Geológico Minero (SEGEMAR) tiene identificados varios depósitos portadores del mineral, principalmente en La Rioja, San Juan, Mendoza y Chubut, cuyas características se está investigando.

Reflexiones finales

Del volumen total de fertilizantes que utiliza la agricultura argentina, la mayor parte está compuesta por productos industriales, de los que se aplican unos 4 millones de toneladas anuales. Son escasos los minerales usados en competencia con ellos para ese propósito, tanto en número como en volumen: entre ellos están el yeso agrícola, utilizado para aportar de azufre y calcio, nutrientes cuya adecuada presencia produce importantes mejoras de rendimiento en muchos cultivos; y los carbonatos, en especial dolomita, aplicados para corregir la acidez y enmendar deficiencias de calcio y de magnesio. En la actualidad se aplican unas 50.000 toneladas anuales de yeso y dolomitas. También como aportantes de nutrientes, los minerales encuentran difícil competir con los productos industriales, que establecieron una amplia red de distribución y de apoyo al productor, y lograron el reconocimiento de este.

Por otra parte, se ha ido afianzando la conciencia sobre cuán importante para la rentabilidad futura de la tierra agropecuaria es mantener la fertilidad del suelo, aunque hay factores que conspiran en contra de lograrlo, como la práctica ampliamente difundida en la región pampeana de dar los predios en arrendamiento con contratos de tres años, una situación en la que los intereses de propietario y arrendatario tienden a no coincidir. En contraposición con lo último, sin embargo, se oyen regularmente voces autorizadas –de asociaciones de productores, entidades académicas, el INTA, etcétera– sobre los riesgos de las explotaciones en las que la extracción de nutrientes no se contrarresta con su reposición.

Para esta, lo mismo que para el tratamiento de suelos salinos o ácido, los minerales pueden constituir una alternativa de costo relativamente bajo, aplicados, por ejemplo, en dosis de sustentación o mantenimiento, y complementando el uso de productos industriales como fertilizantes de rápida respuesta.

Lecturas Sugeridas

HERRMANN C y GOZALVEZ M, 2005, Disponibilidad de fertilizantes y enmiendas minerales para el agro argentino, Servicio Geológico Minero Argentino, Buenos Aires.

PEREYRA F y TORRES DUGGAN M (eds.), 2016, Suelos y geología argentina: una visión integradora desde diferentes campos disciplinarios, Asociación Argentina de la Ciencia del Suelo-Asociación Geológica Argentina-Universidad Nacional de Avellaneda.

VIGLIZZO E et al., 2002, ‘La sustentabilidad ambiental de la agricultura pampeana’, Ciencia Hoy, 12, 68: 38-51.

Carlos Herrmann

Carlos Herrmann

Doctor en geología, UBA.
Auxiliar docente, FCEYN, UBA. Director de Recursos Geológicos Mineros, SEGEMAR. recursosmineralesyambiente@gmail.com