introducción a la fertilidad

1. Capítulo I
Por: Gualberto Tambo Quispe
Historia de la fertilidad de suelos
Introducción
Para fines del siglo XX los seres humanos estaban realizando investigaciones sobre como
alimentar plantas cuyas raíces crecían en el aire (Kaspar et al, 1992); estas plantas eran las
mismas cuyas raíces crecen normalmente en el suelo o en sustratos comunes creados
artificialmente, por ejemplo maíz. La alimentación de estas plantas se hacía mediante el
bombeo de “neblinas hidropónicas” (para llamarlas de alguna manera) hechas a base de agua y
nutrientes, con gotas sumamente finas.
Estas neblinas eran asperjadas varias veces al día de manera que las raíces se mantuvieran
húmedas y aireadas. El sistema radicular y las plantas mostraban un perfecto desarrollo
vegetativo, de manera que el experimento demostró que una planta puede crecer perfectamente
con sus raíces en el aire. Esta tecnología puede ser útil en zonas difíciles para la agricultura por
ser desérticas, demasiados calientes o frías, con suelos muy ricos en gravas y arenas o fuera del
planeta donde, seguramente, no se contará con una capa de suelo, al menos, como la
conocemos en la tierra. También en aquellas zonas terrestres donde no se cuente con una
adecuada capa vegetal porque la misma se perdió completamente debido a la erosión. Estos
cultivos cuyas raíces crecen en el aire reciben el nombre de “cultivos aeropónicos”.
Para fines del siglo XX también era práctica común crecer plantas abonadas vía goteo tanto en
el campo como en invernaderos; también se contaba con sistemas hidropónicos que producían
plantas de excelente calidad. Con la fertirrigación y la hidroponía los rendimientos son
espectaculares comparados con la fertilización tradicional vía suelo.
Para llegar a estas tecnologías la humanidad tuvo que avanzar mucho y lentamente desde los
tiempos del Imperio Persa, pasando por los Egipcios, los Griegos y la idea de Francis Bacon y
su teoría del por qué crece una planta. Lo cierto es que los avances en la nutrición de las plantas
y el incremento en los rendimientos estuvieron muy asociados al desarrollo de las ciencias
naturales, especialmente de la química.
El presente capitulo tiene como objetivo ofrecer una introducción a la historia de la fertilidad de
suelos y el origen de los primeros fertilizantes orgánicos y minerales.
Al parecer, la primera vez que se habló de fertilidad de suelos fue en lo que hoy es IRAQ,
antiguo territorio del Imperio Persa. En la Mesopotamia, unos 2,500 años antes de Cristo,
aparecieron escrituras que hablaban de la fertilidad del suelo indicando que había suelos en los
cuales se podían obtener “86 veces más rendimientos que en otros”, lo que significaba que por
cada unidad sembrada en un suelo se cosechaban 86, mientras que en otros no.
Muchos historiadores, escritores y científicos de la antigüedad han reportado el uso de
productos y prácticas agrícolas con fines de mejorar la productividad de los cultivos. A
continuación se presentan algunos casos:
Heródoto, historiador griego, 500 años antes de Cristo viajó a la Mesopotamia y mencionó los
rendimientos extraordinarios que se obtenían allí producto de los suelos aluviales dejados por
el río Tigris.
Con los años, el hombre fue aprendiendo que después de sembrar y sembrar los mismos
cultivos los rendimientos bajaban, apareciendo la idea de la rotación de cultivos.
En la Odisea de Homero se menciona el uso de estiércol como abono 900 años antes de Cristo.
Teofrasto (372-287 AC) recomendó el uso abundante de estiércol en suelos con capa vegetal
fina y poco estiércol en suelos con capa vegetal gruesa.

2. El uso de leguminosas como abono verde fue mencionado por el poeta romano Virgilio (70-19
AC).
El uso de ceniza con fines de mejorar el suelo se menciona en la Biblia.
Los griegos intensificaron el uso de abonos orgánicos y fertilizaban sus jardines y campos de
olivo con los lodos cloacales de la ciudad.
El uso de fertilizantes minerales no fue muy conocido en la antigüedad pero Teofrasto y Plinio
mencionan al nitrato de potasio (KNO3), como muy útil para fertilizar las plantas.
Esto también se menciona en la Biblia en el libro de Lucas.
Muchos escritores antiguos creían que la fertilidad de un suelo podía determinarse por su color.
La idea general era, que si un suelo era de color negro era muy bueno y si era de color claro era
malo. Sin embargo, Columela (escritor romano sobre asuntos agrícolas del primer siglo),
desafió esa teoría indicando que muchos suelos de Libia eran de color claro y de gran fertilidad
La edad antigua fue dominada por la cultura, ideas y prácticas agrícolas griegas que eran las
más avanzadas. Con la aparición del imperio romano, éstos copiaron las ideas griegas y no se
recuerda de aportes importantes en el campo agrícola durante ese periodo.
Después de la caída de Roma, pocas contribuciones importantes aparecieron respecto a las
prácticas agrícolas, hasta que apareció un libro titulado Opus Ruralium Commodorum escrito
por Pietro Crescenzi (1207-1307).
Este libro era una recopilación de las prácticas agrícolas desde los tiempos antiguos hasta su
era.
Él refirió un incremento en el uso de estiércol como abono, es decir, cada día se usaba más y
más estiércol.
En 1627 Francis Bacon (1561-1624) sugirió que el principal nutriente de las plantas era el
agua y que el suelo era para soporte y para proteger las plantas del frío y del calor (Millar,
1955).
Durante esa misma época, un físico y químico belga llamado Jean Baptiste Van Helmont
(1577-1644), reportó un experimento que demostraba que el agua era el único nutriente
importante para las plantas. Él colocó 200 libras de suelo y sembró una planta cuyo peso inicial
era de cinco libras; tapó el suelo para que no le cayera polvo y se pasó cinco años agregando
sólo agua. Al cabo de esos años, la planta pesaba 169 libras y el suelo sólo había perdido dos
onzas de su peso. Debido a que solamente había agregado agua, su conclusión fue que las
plantas crecían a partir del agua.
Las dos onzas de suelo que se perdieron él las atribuyó al error experimental. Su conclusión fue
errónea pero estimuló a otros investigadores a buscar la verdad. Además, su experimento
demostró que las plantas se alimentaban de una manera diferente a los animales, es decir, las
plantas “no comen suelo”.
El trabajo de Van Helmont fue repetido luego por Robert Boyle (1627-1691), un químico
ingles (ley de los gases), quien repitió su experimento pero incluyendo análisis de las plantas.
Como resultado de los análisis, él concluyó que las plantas contenían sales, esencias,
tierra y aceites, todos los cuales fueron hechos a partir del agua.
Al mismo tiempo, J.R. Glauber (1604-1688), un químico alemán, sugirió que el KNO3 era el
“principio de la vegetación”, y no el agua. Él recogió y separó KNO3 del suelo que quedaba
debajo del estiércol del ganado y supuso que provenía de los animales.
Después estableció que como el ganado comía forraje, el KNO3 debía provenir de las plantas.
Cuando él aplicó este producto a las plantas éstas crecían rápidamente, por tanto, estaba
convencido de que las mismas crecían debido al KNO3 y no debido al agua. El nitrato de
potasio (KNO3) es un fertilizante muy usado en nuestros días en fertirrigación.

3. Cerca del año 1700 un estudio sobresaliente fue ejecutado y representó un avance considerable
en las ciencias agrícolas. Un inglés llamado John Woodward (1665- 1728), quien conocía los
trabajos de Van Helmont y de Boyle, sembró menta en varias muestras de agua que había
coleccionado: agua lluvia, agua de río, agua cloacal y agua cloacal mezclada con restos
vegetales. Cuidadosamente midió la cantidad de agua transpirada por la planta y anotó los
pesos inicial y final de la misma.
Él encontró que el crecimiento de la menta fue proporcional a la cantidad de impurezas en el
agua y concluyó que la materia terrestre o tierra era el principio del crecimiento vegetal y no
el agua. Aunque su conclusión no fue completamente correcta, representó un gran avance para
su época en cuanto a técnica de investigación.
Durante muchos años los científicos buscaron el “principio de la vegetación”, o sea, la
sustancia única que hacia crecer las plantas. En el año 1775, Francis Home (1719- 1813)
médico y naturalista inglés, estableció que no había “un principio” sino varios, entre los que
incluyó: aire, agua, tierra, sales, aceite y fuego (en un estado fijo).
Él llevó a cabo experimentos en potes en los que medía el efecto de diferentes sustancias sobre
el crecimiento de las plantas e hizo análisis químicos de ellas. Su trabajo fue considerado
valiosísimo.
Los años pasaban pero aún no se estaba claro por qué crecían las plantas, para ello era
necesario que se descubrieran dos elementos químicos: el oxígeno y el dióxido de carbono
(CO2). Joseph Black (1728-1799) hizo un gran aporte cuando descubrió el CO2 en 1754
mientras que Joseph Priestley (1733-1804) descubrió el oxígeno en 1774.
Ambos descubrimientos permitieron otras investigaciones que fueron develando los misterios
de la vida de las plantas y de muchas reacciones químicas.
Jan Ingenhousz (1730-1799), un físico holandés, demostró que la purificación del aire
(desaparición del CO2 del aire) era posible en presencia de las plantas y de la luz, pero en la
oscuridad no hubo tal purificación.
Junto con el descubrimiento de Ingenhousz, hubo otro por parte de Jean Senebier (1742-1809),
un filósofo suizo e historiador, quien demostró que el incremento en el peso del experimento de
Van Helmont se debía al aire! Senebier encontró que las ramas sumergidas, en presencia de
luz, emitían burbujas que eran de oxigeno y que el CO2 del agua disminuía cuando ocurría este
fenómeno. Para él este proceso estaba relacionado con el crecimiento de las plantas, pero no
pudo demostrarlo. Senebier murió, pero el papel de la fotosíntesis en el crecimiento de las
plantas estaba en camino.
Los descubrimientos de Senebier y de Ingenhousz estimularon el modo de pensar de un
científico suizo llamado Teodoro De Saussure (1767-1845), cuyo padre estaba familiarizado
con el trabajo de Senebier. De Saussure continuó trabajando en dos de los temas de Senebier: el
efecto del aire en las plantas y el origen de las sales en los cultivos. Como resultado, De
Saussure demostró que las plantas absorbían oxigeno y liberaban CO2, lo cual era el tema
central de la respiración.
En adición, él encontró que las plantas podían absorber dióxido de carbono liberando oxigeno
con la presencia de la luz. Si las plantas se mantenían en un ambiente libre de CO2, sin
embargo, ellas morían. De esta manera, De Saussure demostró que el CO2 tenía gran
importancia para las plantas.
De Saussure concluyó que el suelo provee solamente una pequeña fracción de los nutrientes
que las plantas necesitan pero si demostró que el mismo suple tanto ceniza como nitrógeno.
También demostró que las membranas de las raíces eran selectivas y permeables, y que el agua
entraba más fácilmente que las sales. Finalmente, demostró que las plantas no producían nitrato
de potasio e introdujo y demostró el concepto de la esencialidad de los nutrientes.

4. Durante los años 1800 y 1900 se hicieron grandes progresos en el campo de la nutrición y
fertilización. Un hombre que se destacó bastante fue Jean Baptiste Boussingault (1802-1882),
un químico francés quien ya tenía experimentos de campo para 1834 (Millar 1955).
Boussingault empleó las técnicas de De Saussure en cuanto a anotar todo lo que aplicaba y a
analizar las muestras y las plantas. También mantenía un Registro Agrícola en el cual anotaba
las cantidades de estiércol que aplicaba a sus parcelas y los rendimientos obtenidos. En su hoja
de balance, pudo demostrar cuales elementos provenían del aire, lluvia y suelo. También
demostró cambios en la composición de las plantas según su estado de desarrollo. Además,
demostró que la mejor rotación de cultivo era aquella que producía la mayor cantidad de restos
orgánicos en adición al agregado por el estiércol. Boussingault escribió sobre la fijación
simbiótica de nitrógeno pero no pudo demostrarlo (Epstein, E. 1972). Boussingault es llamado
el Padre de los Experimentos de Campo.
Justus Von Liebig (1803 –1873), un químico alemán, fue muy efectivo develando los
misterios del humus. La presentación de su papel en una prominente reunión científica sacudió
el pensamiento de los científicos conservadores, a tal punto que aseguró que elcarbón contenido
en las plantas provenía del dióxido de carbono. Liebig estableció lo siguiente (Tisdale, S.L. and
Nelson, W.L. 1970):
1. La mayoría del carbono de una planta proviene de la atmósfera (CO2)
2. El oxigeno y el hidrógeno provienen del agua.
3. Los metales alcalinos (Ca, Mg, Na, K) son necesarios para neutralizar los ácidos formados
por las plantas como resultado de sus actividades metabólicas.
4. El fósforo es necesario para la formación de las semillas.
5. Las plantas absorben de todo del suelo pero excretan aquellas sustancias que no le son
necesarias.
No todas las ideas de Liebig eran correctas.
Él pensaba que las raíces excretaban ácido acético. También creía que el N-NH4 era la única
fuente de nitrógeno que las plantas absorbían y que las plantas conseguían este producto del
suelo, estiércol y del aire.
Liebig creía que por medio de los análisis de las plantas y el reconocimiento de los elementos
que contenía uno podía establecer un plan de fertilización basado en los análisis de los
tejidos vegetales. Era su opinión, que el crecimiento de las plantas era proporcional a la
cantidad de sustancia mineral disponible en el suelo y en base a ese concepto estableció su
famosa “ley del mínimo”.
Aún con todos esos aportes científicos de Senebier, De Saussure, Liebig y de los otros
científicos, para fines de los años 1800‘s se sabía que los abonos aumentaban los rendimientos
pero no se sabía claramente las razones del crecimiento vegetal.
Siglo XX
Melvin Calvin (1911-1997): durante el siglo XX se definió claramente el papel de la
fotosíntesis en el crecimiento de las plantas. Experimentos dirigidos por separado por Daniel
Arnon, Melvin Calvin y Johann Deisenhofer permitieron conocer que la fotosíntesis tiene dos
etapas; una en presencia de la luz y otra en su ausencia; además, se conocieron los compuestos
químicos que intervienen en cada etapa y el resultado final de la fotosíntesis: la producción de
glucosa. Mediante reacciones químicas posteriores y añadiendo diferentes nutrientes y
elementos, las plantas producen aminoácidos, almidones, grasas, pigmentos, esteres, enzimas,
alcoholes y otros. La combinación de diferentes compuestos orgánicos da origen a los tejidos y
órganos de las plantas y al crecimiento de la misma; pero el punto de partida es la glucosa.

5. La descripción de la fotosíntesis fue posible cuando, en la década de 1940, el Dr. Calvin logró
permiso para utilizar carbono 14 en sus experimentos sobre intercambio gaseoso en las hojas.
Al utilizar carbono 14 radiactivo, Calvin pudo detectar la secuencia de reacciones químicas
producida por las plantas al convertir dióxido de carbono gaseoso y agua en oxígeno e hidratos
de carbono, proceso que después se conoció como Ciclo de Calvin. Por este descubrimiento le
fue concedido en 1961 el Premio Nobel de Química.
Expansión en el consumo de fertilizantes minerales
Con el siglo XX se inicia la fabricación industrial y el uso masivo de los fertilizantes, siendo la
fijación industrial del amoniaco (NH3) uno de los hechos más importante.
Está técnica fue creada por dos científicos alemanes Haber y Bosch (1910) y permitió la
fabricación de la urea y demás abonos nitrogenados a gran escala y a bajos precios.
Hay que destacar que la investigación sobre el amoniaco fue conducida con propósitos militares
y no agrícolas.
El amoniaco obtenido a partir del Proceso Haber-Bosch proviene básicamente del aire (el
nitrógeno) y el hidrogeno se obtiene de la hidrólisis del agua o de hidrocarburos.
La producción de amoniaco impulsó el consumo de los fertilizantes nitrogenados y de otros
productos fertilizantes.
Principales materias primas en la fabricación de los abonos
Durante el siglo 20 se produjo la gran expansión de la industria fertilizante; los principales
productos fertilizantes estaban basados en tres elementos principales:
nitrógeno, fósforo y potasio. La tendencia en el uso masivo de NPK continúa aún hoy en el
siglo XXI.
La Tabla 1.1 muestra abonos muy utilizados en la R.D., éstos se usan de manera
individual o para la fabricación de fórmulas fertilizantes, por ejemplo 15-15-15.
Tabla 1.1 Principales abonos basados en NPK de uso en la R.D.
Para la fabricación de los abonos minerales se utilizan, principalmente, las siguientes materias
primas:
1. Amoniaco: NH3
2. Acido sulfúrico: H2SO4
3. Roca fosfórica: Ca10F2(PO4)6

6. 4. Dióxido de carbono: CO2
5. Depósitos minerales de muriato de potasio: KCl
Las materias primas anteriores dan origen a los abonos minerales mencionados en la Tabla 1.1,
los cuales son muy utilizados actualmente en todas partes del mundo.
Más detalles sobre esos abonos se ofrecen en el capitulo V mientras que ejemplos sobre su
uso se ofrecen en el capitulo VI.
Los abonos orgánicos
Los abonos orgánicos fueron los primeros en ser usados con fines agrícolas. Como ya se
mencionó anteriormente desde siglos antes de Cristo se tienen reseñas sobre el uso de estiércol
y de otros productos con fines de fertilizar los cultivos.
Dentro de los abonos orgánicos son muy usados el compost, bocashi, abonos verdes, gallinaza,
murcielaguina, estiércol vacuno, de caballo, de cabra, de conejo y de otros animales; también se
usan soluciones orgánicas foliares (bioles).
Otros productos usados como abonos orgánicos o como mejoradores de suelo (enmiendas) son
la pulpa de café, vainas de guandul y habichuela, pulpa de cítricos, cachaza y otros. Del grupo
anterior, el compost es muy usado y se obtiene de la fermentación de mezclas de residuos de
cosecha, cal, tierra, estiércol y otros productos, los cuales se fermentan durante 2-3 meses y se
les agrega agua frecuentemente. Durante la fermentación, la mezcla se calienta y su
temperatura llega a unos 70°C lo cual mata gran parte de los microbios y se obtiene un
producto orgánico descompuesto, con olor a tierra, muy usado como abono. El bocashi es
parecido al compost pero el tiempo de fermentación es de aproximadamente un mes, se
humedece una sola vez; a la mezcla de productos (mezcla semejante al compost) se le agrega
melaza o una fuente rica en carbohidratos fácilmente asimilables y la temperatura de la mezcla
se controla para que no pase de 55°C. El producto obtenido (bocashi) queda semi-
descompuesto y con la mayoría de los microbios vivos. Es un abono orgánico muy usado, el
cual aumenta el contenido de materia orgánica, nutrientes y microbios en el suelo.
En La Vega existe una planta de Bocashi administrada por el IDIAF la cual fue donada por el
Gobierno Japonés.
En la R.D. la gallinaza y el estiércol vacuno probablemente son los dos abonos orgánicos más
usados. En la Línea Noroeste existen plantaciones de banano cuya fertilización está basada en
abonos orgánicos, como por ejemplo bocashi y compost.
En Moca, La Vega y sus alrededores se usa la gallinaza para abonar las plantaciones de
plátano, yuca y frutos menores.
Literatura relacionada
Cepeda, J. 2009. Apuntes de Fertilidad de Suelos II. Escuela de Agronomía.
Universidad Autónoma de Santo Domingo. Santo Domingo. Republica Dominicana.
Epstein, E. 1972. Mineral nutrition of plants: principles and perspectives. John Wiley
and Sons. New York.
Kaspar, T.; Moorman, T.; Logsdon, S. 1992. The National Soil Tilth Laboratory and
Rhizotron (NSTL). In: H. Reetz (Ed.), Proceedings of Roots of Plant Nutrition
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Liebig, J. 1849. Chemistry in its relation to Agriculture and physiology. John Wiley and
Sons. New York
Millar, C.E. 1955. Soil Fertility. John Wiley and Sons. New York.
SEA (Secretaria de Estado de Agricultura). 1980. Juma-57: 18 años en el campo
dominicano. Centro de Investigaciones Arroceras (CEDIA). Santo Domingo. Republica
Dominicana.
Tisdale, S.L. and Nelson, W.L. 1970. Fertilidad de los Suelos y Fertilizantes. Ed.
Montaner y Simón, S.A. Barcelona. España.

7. Tisdale, S.L., Nelson, W.L. and Beaton, J.D. 1985. Soil Fertility and Fertilizers. Fourth
Edition. Macmillan Publishing Company. New York.
Russell, E.J. and E.W. Russell. 1950. Soil conditions and Plant Growth. Eight Edition.
Longmann, Green &Co. London.
Ubiera, A.A. 1999. Departamento Técnico FERQUIDO. Santo Domingo. Republica
Dominicana. Comunicación personal.