El suelo es capaz de suministrar nutrientes a las plantas cuando se encuentran en equilibrio con él, como sucede en los suelos vírgenes. En los cultivos existen factores de desequilibrio que hacen imposible que lo anterior se cumpla. El primero es la fuerte exportación de material con lo cual se interrumpen los ciclos biogeoquímicos, además se introducen especies extrañas a la vegetación natural del suelo, con lo que se generan demandas para las que el suelo puede no estar preparado. Aun suponiendo que las demandas estuviesen acordes con la capacidad del suelo para suministrar nutrientes, no existe una diversidad adecuada que explore diversas posiciones del suelo y que demande proporciones diferentes, sino que se suelen repetir los cultivos intensificando determinadas demandas que impiden el desarrollo normal de la alteración mineral y de la mineralización orgánica. Si todo esto fuese poco, se exigen unos rendimientos superiores a los que se generan en la vegetación natural.

De todo lo anterior se desprende la necesidad de adicionar una serie de elementos cuyo consumo por el cultivo excede a la capacidad de suministro del suelo, se hace imprescindible la utilización de los abonos. La nutrición vegetal utiliza una serie de elementos químicos en proporciones variables, entre los considerados macronutrientes destacan los llamados esenciales, nitrógeno, fósforo y potasio, que figuran en todos los planes de abonado de los cultivos.

Hay dos aspectos fundamentales en la adición de estos elementos al suelo, uno que ha de hacerse en forma iónica directa o fácilmente asimilables, y otra que nunca están constituidos por sustancias puras sino que van acompañados de una numerosa corte de elementos, algunos de los cuales pueden resultar nocivos para la propia planta, para sus consumidores o para las aguas, a las que pueden pasar por lavado del suelo.

Una consecuencia que suele llevar aparejada el uso de abonos es la modificación del pH del suelo, en diferente sentido según el tipo empleado. Si bien el principal efecto de los abonos está relacionado con una aplicación discordante con las necesidades del cultivo, lo que provoca que existan excesos de algunos elementos que pueden lavarse y pasar a las aguas freáticas y de ellas a las de consumo.

Para mejor comprender las acciones qu ejercen los abonos será conveniente pasar revista a las formas más utilizadas de los elementos principales.

En el caso de los abonos nitrogenados se ha de tener en cuenta que la forma asimilable por las plantas es, primordialmente, la nítrica y en segundo lugar la amoniacal, salvo en algunos cultivos, como el arroz, en que se hace de forma inversa. Las formas orgánicas no suelen ser directamente asimilables, salvo casos muy excepcionales.

Los abonos nitrogenados tienen un nivel óptimo de utilización, superado el cual no existe incremento de rendimiento, por lo que los excedentes pueden ser lavados, si se encuentran en forma soluble o pueden ser arrastrados desde la superficie por las aguas de escorrentía, en ambos casos pueden llegar a las aguas freáticas o superficiales.

Su paso a las aguas, cuando es en forma excesiva, puede resultar tóxico para los animales y para el hombre. Los nitratos no son perjudiciales en si mismos pero pueden sufrir una reducción hacia nitritos e incluso nitrosaminas, que sí tienen toxicidad e incluso a las últimas se las considera cancerígenas.

Este proceso reductor puede llevarse a cabo en el intestino humano, por lo cual no es necesario que se produzca ninguna transformación en su paso por el agua. Por ello puede resultar peligrosa una aplicación excesiva en ciertos cultivos, como la espinaca, que pueden almacenar grandes cantidades de nitrato cuando lo absorben de forma excesiva.

El paso a las aguas puede provocar en las mismas una sobreeutrofización que lleva a un crecimiento desmedido de la población de algas y otras formas vegetales acuáticas. Cuando se desarrollan en exceso en la superficie, impiden el paso de luz y evitan la proliferación de formas verdes en las zonas profundas, lo que hace disminuir la formación de oxígeno por ellas. Simultáneamente puede surgir, al amparo de la excesiva proliferación vegetal, un crecimiento desmedido de la microfauna, con una demanda de oxígeno muy elevada.

La disminución en la producción de oxígeno y el aumento de la demanda puede disminuir la aerobiosis del medio acuatico e incluso convertirlo en un medio anaerobio, con el consiguiente cambio en la microflora existente. Esta anaerobiosis hace que los procesos oxidativos que facilitan la degradación de las innumerables sustancias orgánicas que llegan a los ríos, decrezcan y con ello lo haga su capacidad depuradora.

Al tiempo y en el caso de los compuestos nitrogenados que nos ocupan, se puede producir una reducción de los nitratos con formación de las sustancias tóxicas que antes apuntamos, que ya pueden ser consumidas directamente sin necesidad de reducción intestinal. No obstante, hay que señalar que los tratamientos oxidativos a que se somenten las aguas de bebida, pueden oxidar parte de estos compuestos.

Volviendo a la forma de aplicación del nitrógeno, en la tabla adjunta se observa que son tres las formas principales: nitrica, amoniacal y orgánica.

Las formas nítricas son de acción inmediata pero de escasa permanencia en el suelo, el excedente de la absorción se lava con facilidad por la elevada solubilidad que presentan y la escasa capacidad del suelo para retenerlos. Su aplicación debe hacerse de forma fraccionada en pequeñas dosis y en suelos que no tengan una permeabilidad excesiva. Pueden ser muy útiles para tratamientos de choque o en suelos con una actividad biológica escasa.

Desde el punto de vista de su acción sobre el suelo, las formas cálcicas y sódicas provocarán una elevación del pH, que puede ser útil en suelos ácidos. El resto tiene poca incidencia por la absorción simultánea del anión y el catión.

Las formas amónicas requieren una oxidación previa por la microflora edáfica para transformarse en nítricas, que se absorben con mayor facilidad. Tienen la ventaja de poder fijarse en el complejo adsorbente a la espera de su utilización por lo que su lavado es menor que en las formas nítricas. Su permanencia es mayor y puede distanciarse más su aplicación. Pueden aplicarse a suelos más permeables sin que el riesgo de lavado sea excesivo.

La oxidación que han de sufrir no las hace adecuadas en medios reductores salvo en cultivos que las absorban directamente, como el arroz. Esa oxidación provoca el cambio de una base como el amonio en ácido nítrico, lo cual crea una fuerte acidificación del suelo que es conveniente neutralizar, salvo que se apliquen a suelos básicos.

Por último, las formas orgánicas son las más persistentes pero las que requieren mayor transformación en el suelo. Son convenientes cuando la actividad biológica es elevada y el medio es oxidante, o al menos no reviste riesgos de reducción por hidromorfía. Tienen una cierta tendencia acidificante, pues pasan por una fase amónica, excepto la cianamida cálcica que por su exceso de cal es basificante.

Los abonos fosfatados son mucho menos móviles que los abonos nitrogenados por lo que el riesgo de que pasen a las aguas freáticas es mínimo. Solo pasan a las aguas superficiales mediante su arrastre desde la superficie del suelo por escorrentía, cuado se producen fuertes lluvias tras su aplicación a la superficie. El riesgo que conlleva su paso a las aguas es el de la sobreeutrofización, semejante al del nitrógeno y que ya hemos comentado.

Los fosfatos naturales pueden aplicarse al suelo directamente tras una molienda. Su asimilación es baja por predominar la forma de fosfato tricálcico casi insoluble. Son útiles en suelos ácidos que facilitan su solubilidad y que se ven mejorados por la elevación del pH que provoca el calcio liberado.

De ellos se derivan una serie de sustancias, las más utilizadas son los llamados superfosfatos, obtenidos por tratamiento de los fosfatos naturales con ácido sulfúrico. Con ello se favorece la aparición de formas monocálcicas de mejor asimilabilidad. Es neutro o ligeramente ácido por el exceso de sulfúrico. Cuando se utiliza el ácido fosfórico, en lugar del sulfúrico, se obtienen los superfosfatos concentrados; en ellos la acidez residual suele ser menor.

Cuando los fosfatos naturales se tratan con ácido clorhídrico se obtiene el fosfato bicálcico, de poco uso por su elevado coste. De forma similar pero con ácido nítrico, se obtienen los nitrofosfatos que son abonos mixtos. Con ácido sulfúrico en exceso se puede llegar al ácido fosfórico que puede neutralizarse con amonio y obtener el fosfato amónico o utilizarse como tal, lo que es bastante raro.

La mayor riqueza en fósforo la posee, despues del ácido fosfórico, el metafosfato cálcico, obtenido de los fosfatos naturales tratados con fósforo elemental. De poco uso pero muy útil en suelos ácidos de regiones húmedas, por su escasa capacidad de fijación y baja movilidad.

Otra fuente de abonos fosfatados es la metalurgia del acero que libera como subproducto unas escorias básicas relativamente ricas en fósforo (Escorias Thomas); tienen la ventaja de aportar otros elementos como magnesio, hierro y manganeso, aunque no sean muy ricas en fósforo. Su pH básico las hace utilizables en suelos ácidos de forma casi exclusiva.

Desde el punto de vista del pH del suelo, los superfosfatos y los fosfatos amónicos son acidificantes y resultan ideales en suelos básicos. Los suelos ácidos prefieren las escorias y los fosfatos bicálcicos.

Los abonos potásicos no suelen presentar problemas de lavado hacia las aguas por su escasa toxicidad.

Las formas más utilizadas son las que aparecen en la tabla adjunta.

No suelen tener efectos notables sobre la reacción del suelo, pues o se trata de sales neutras, o se absorben los dos componentes de la sal, o ambas cosas a la vez.

Como resumen de las acciones más importantes de los abonos sobre el pH del suelo tenemos la tabla siguiente:

La cantidad de fertilizantes utilizados en nuestro país no es muy elevada si la comparamos con la de otros miembros de la Unión Europea, en términos relativos de uso por unidad de terreno.

El predominio de la agricultura extensiva en grandes zonas hace que se reduzca considerablemente la utilización de fertilizantes, sobre todo si la comparamos con países como Holanda de pequeño tamaño, llanos y con una agricultura fuertemente intensiva, necesaria por su densidad de población.

Por ello la contaminación por fertilizantes es reducida en España y solo afecta a zonas muy concretas.

Del mapa de la figura podemos deducir que solo aparece una alto riesgo de contaminación en la Comunidad Valenciana tanto en la huerta valenciana, con gran afectación de las zonas húmedas de la Albufera, como en parte de la Plana de Castellón. En Cataluña solo la provincia de Lleida en su zona sur de mayor desarrollo agrícola.

También aparece una fuerte incidencia en La Rioja y la Ribera de Navarra así como en los regadíos del este de la provincia de Zaragoza.

Por último, existe un fuerte foco de contaminación en Castilla y León localizado en la provincia de Valladolid.

En el resto la contaminación es media o baja con grandes zonas en la que la contaminación, por esta causa, es nula.

En Extremadura solo aparece una contaminación media en las zonas más agrícolas como las Vegas Altas o la Tierra de Barros. Es baja en el resto de las zonas de regadío, Tiétar o Alagón en Cáceres y Vegas Bajas en Badajoz. En el resto es nula.