Resumen

Se evaluó la cinética de liberación de nitrógeno y fósforo de un fertilizante granulado, encapsulado en un hidrogel a base de κ-carragenano (CBH), con el fin de determinar su mecanismo de liberación dado el potencial que tiene este hidrogel como material de recubrimiento para fertilizantes de liberación controlada (CFRs). También se investigó el efecto del pH sobre las propiedades de liberación. La relación entre la liberación de NH4+, NO3- y PO43- de los fertilizantes encapsulados y el tiempo se determinó mediante incubaciones de laboratorio a corto y largo plazo. 

El mecanismo de liberación de los iones nutrientes se determinó comparando los datos de liberación con los modelos cinéticos de orden cero, primer orden, Higuchi, Hixon-Crowell y Korsmeyer-Peppas. Los resultados mostraron que el modelo de Korsmeyer-Peppas podía utilizarse para describir las características de liberación de los nutrientes en los fertilizantes encapsulados y que la difusión no fickiana es el principal mecanismo de liberación. El hidrogel experimental mostró una elevada capacidad de retención de agua, capaz de absorber 300 veces su peso en agua.

INTRODUCCIÓN

El uso de fertilizantes desde el final de la Segunda Guerra Mundial aumentó significativamente la producción por unidad de área, permitiendo que la industria agrícola satisfaga la demanda de alimentos de las crecientes poblaciones humanas. A pesar del impacto positivo que estos insumos tienen en la productividad, su uso es ineficiente. Menos del 50% del nitrógeno (N) y fósforo (P) en los fertilizantes es absorbido por las plantas. Los nutrientes no asimilados se pierden por lixiviación o volatilización hacia la atmósfera, causando graves problemas ambientales y pérdidas económicas.

En los fertilizantes de liberación controlada recubiertos (CRFs por sus siglas en inglés), se conoce y se puede controlar el mecanismo y los factores que influyen en la velocidad y duración de la liberación de nutrientes, y actualmente se están utilizando como estrategia para disminuir la velocidad a la que los nutrientes son liberados desde el fertilizante hacia la solución del suelo, permitiendo la sincronización entre el inicio de la absorción de nutrientes por el cultivo y la disponibilidad de nutrientes. Otro aspecto importante de los CRFs es la tasa de reducción en la eliminación de nutrientes del suelo por lluvia o riego, lo que puede ayudar a mitigar la eutrofización y el flujo de gases de efecto invernadero hacia la atmósfera como resultado de la reducción de la salida de N y P de los sistemas productivos.

Entre los materiales que se utilizan comercialmente como recubrimientos de fertilizantes se encuentran minerales y polímeros sintéticos. Aunque estos materiales han demostrado ser útiles para aumentar la eficiencia en el uso de nutrientes y para disminuir las pérdidas de nutrientes del sistema de producción agrícola, pueden ser tóxicos y/o no biodegradables; además, elevan el precio de los fertilizantes, lo que impide un uso más frecuente por parte de los productores.

• Materias:Polímeros Hidrogeles Abonos y fertilizantes
• Subjects:Polymers Hydrogels Fertilizers and manures
• Palabras claves:Carragenano; Fertilizantes de liberación controlada; Hidropolímeros; Comportamiento de liberación
• Keywords:Carrageenan; Controlled release fertilizers; Hydropolymers; Release behavior