MANUAL INTERNACIONAL DE FERTILIDAD DE SUELOS
POTASH & PHOSPHATE INSTITUTE (PPI) POTASH & PHOSPHATE INSTITUTE OF CANADA (PPIC) INSTITUTO DE LA POTASA Y EL FOSFORO (INPOFOS)
MANUAL INTERNACIONAL DE FERTILIDAD DE SUELOS El comprender como funciona la fertilidad del suelo es entender una de las funciones básicas para la supervivencia de los seres humanos sobre este planeta .
POTASH & PHOSPHATE INSTITUTE (PPI) POTASH & PHOSPHATE INSTITUTE OF CANADA (PPIC) INSTITUTO DE LA POTASA Y EL FOSFORO (INPOFOS)
PRESENTACION DEL MANUAL INTERNACIONAL DE FERTILIDAD DE SUELOS
El Instituto de la Potasa y el Fósforo (Potash and Phosphate Institute, PPI) publicó por primera vez su popular Manual de Fertilidad de Suelos en 1978. Desde entonces se han distribuido más de 50000 ejemplares. En años recientes ha existido un creciente interés por una versión del manual adaptada a lectores internacionales, con datos y ejemplos de diferentes áreas en el mundo y que presente las unidades de medida en el sistema métrico. Este manual recoge el esfuerzo del cuerpo internacional de científicos del PPI entregando los diez capítulos de esta publicación en una presentación de fácil uso en diferentes países. A pesar de que es imposible incluir información específica de todas las regiones del mundo, los principios discutidos en cada capítulo tienen aplicación universal. Estamos orgullosos de poder ofrecer el Manual Internacional de Fertilidad de Suelos como una herramienta de educación que esperamos sea efectiva en diferentes condiciones y en diferentes partes del mundo.
Primera impresión del Manual Internacional de Fertilidad de Suelos, versión en Español, Mayo 1997. First printing International Soil Fertility Manual, Spanish translation, May 1997. Item # SP-5070 Referencia # 96207 Copyringht: Potash & Phosphate Insitute
TABLA DE CONTENIDO Capítulo 1 Conceptos de Fertilidad y Productividad del Suelo Capítulo 2 Reacción y Encalado del Suelo Capítulo 3 Nitrógeno Capítulo 4 Fósforo Capítulo 5 Potasio Capítulo 6 Los Nutrientes Secundarios Capítulo 7 Los Micronutrientes Capítulo 8 Análisis de Suelo, Análisis Foliar y Técnicas de Diagnósti8co Capítulo 9 Fertilizantes y Rentabilidad Capítulo 10 Los Nutrientes y el Ambiente Glosario
CAPITULO 1
CONCEPTOS DE FERTILIDAD Y PRODUCTIVIDAD DEL SUELO Página 1-1 1-2 1-2 1-5 1-6 1-7 1-10 1-11 1-11 1-11 1-12 1-12 1-13
Introducción Nutrientes Esenciales para la Planta Textura y Estructura del Suelo Coloides del Suelo y Retención de Iones Capacidad de Intercambio Catiónico Retención de Aniones en el Suelo Materia Orgánica en el Suelo Profundidad del Suelo Pendiente de la Superficie del Suelo Organismos del Suelo Balance Nutricional Resumen Cuestionario
factores externos controlan el crecimiento de la planta: aire, calor (temperatura), luz, nutrientes y agua. Con excepción de la luz, la planta depende del suelo (al menos parcialmente) para obtener estos factores. Cada uno afecta directamente el crecimiento de la planta y cada uno está relacionado con los otros. Debido a que el agua y el aire ocupan el espacio de los poros en el suelo, los factores que afectan las relaciones del agua necesariamente influencian el aire del suelo. Al mismo tiempo, los cambios de humedad afectan la temperatura del suelo. La disponibilidad de nutrientes está influenciada por el balance entre el agua y el suelo así como por la temperatura. El crecimiento radicular también esta influenciado por la temperatura así como por el agua y el aire disponibles en el suelo.
INTRODUCCION El suelo es el medio en el cual las plantas crecen para alimentar y vestir al mundo. El entender la fertilidad del suelo es entender una necesidad básica de la producción de cultivos. • Como puede un agricultor producir cultivos en forma eficiente y competitiva sin suelos fértiles? • Como puede un extensionista proveer información que ayude al agricultor sin entender los conceptos básicos de la fertilidad del suelo? La fertilidad es vital para que un suelo sea productivo. Al mismo tiempo, un suelo fértil no es necesariamente un suelo productivo. Factores como mal drenaje, insectos, sequía, etc. pueden limitar la producción, aun cuando la fertilidad del suelo sea adecuada. Para entender completamente la fertilidad del suelo se deben conocer estos otros factores que mantienen.... o limitan la productividad.
La fertilidad del suelo en la agricultura moderna es parte de un sistema dinámico. Los nutrientes son continuamente exportados en los productos vegetales y animales que salen de la finca. Desafortunadamente, algunos nutrientes pueden también perderse por lixiviación y erosión. Otros nutrientes, como el fósforo (P) y el potasio (K), pueden ser retenidos por ciertas arcillas en el suelo. La materia orgánica y
Para entender como funciona la productividad del suelo se deben reconocer las relaciones existentes entre el suelo y la planta. Ciertos PPI-PPIC
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INPOFOS
los organismos del suelo inmovilizan y luego liberan nutrientes todo el tiempo. Si la agricultura de producción fuese un sistema cerrado, el balance nutricional sería relativamente estable. Sin embargo, el balance no es estable y esta es la razón por la cual es esencial entender los principios de la fertilidad del suelo para la producción eficiente de cultivos y la protección ambiental.
para afectar a la fotosíntesis. Ver Concepto de Producción 1-1. Los 13 nutrientes minerales... aquellos provenientes del suelo... están divididos en tres grupos: primarios, secundarios y micronutrientes: Nutrientes Primarios Nitrógeno (N) Fósforo (P) Potasio (K)
• En las siguientes secciones de este capítulo se discuten los factores que influencian el crecimiento de la planta. También se presenta y categoriza los nutrientes esenciales para la planta. • Los siguientes capítulos de este manual discuten características y comportamiento de los nutrientes esenciales para la planta... incluyendo las cantidades removidas por los cultivos, el papel que cada uno juega en el crecimiento de las plantas, síntomas de deficiencia, relaciones en el suelo, contenido en los fertilizantes e impacto en el ambiente.
NUTRIENTES ESENCIALES LA PLANTA
Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Azufre (S)
PARA
TEXTURA Y ESTRUCTURA DEL SUELO
Los nutrientes no minerales son carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Estos nutrientes se encuentran en el agua y en la atmósfera y son usados en la fotosíntesis de la siguiente manera:
La textura del suelo indica la cantidad de partículas individuales arena, limo y arcilla presentes en el suelo. Cuando más pequeña es la partícula más se acerca a la arcilla; cuando más grande es la partícula más se acerca a arena, de esta manera:
6 O2 + 6 (CH2O) + 6H2O Oxígeno Carbohidratos Agua
• Cuando un suelo tiene un alto contenido de arena se clasifica texturalmente como “arena”. • Cuando están presentes pequeñas cantidades de limo y arcilla el suelo es “franco arenoso” o “arena franca”. • Los suelos compuestos principalmente por arcilla se denominan “arcillosos”.
Los productos de la fotosíntesis son : los responsables del incremento en el crecimiento de la planta. Cantidades insuficientes de dióxido de carbono, agua o luz reducen el crecimiento. Sin embargo, la cantidad de agua usada en la fotosíntesis es tan pequeña que las plantas mostrarían síntomas de estrés de humedad antes que el agua sea lo suficientemente baja PPI-PPIC
Boro (B) Cloro (Cl) Cobre (Cu) Hierro (Fe) Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Zn)
Generalmente los nutrientes primarios son los primeros en ser deficientes en el suelo, debido a que las plantas usan cantidades relativamente altas de estos nutrientes. Los nutrientes secundarios y los micronutrientes son en general menos deficientes en el suelo y las plantas los utilizan en pequeñas cantidades. Sin embargo éstos son tan importantes como los nutrientes primarios y la planta debe tenerlos a su alcance cuando los necesita.
Se conoce que 16 elementos químicos son esenciales para el crecimiento de la planta. Estos elementos están divididos en dos grandes grupos: minerales y no minerales.
6 CO2 + 12 H2O Luz Dióxido Agua → de Carbono
Micronutrientes
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INPOFOS
Li mo (%
c il
la (%
)
)
Ar
Arcilla Arcillo limoso
Arcillo arenoso Franco arcilloso
Franco areno arcilloso Arena franca
Franco arenoso
Franco
Franco arcillo limoso Franco limoso Limo
Arena
Arena (% )
Figura 1-1. Triángulo que identifica la clase textural del suelo de acuerdo al contenido de arena, limo y arcilla. • Cuando la arena, limo y arcilla están presentes en cantidades iguales, el suelo se denomina “franco”.
Las arenas entonces, retienen pequeñas cantidades de agua debido a que sus poros de tamaño grande permiten que el agua drene libremente del suelo. Las arcillas adsorben una cantidad relativamente alta de agua y sus poros pequeños retienen el agua contra las fuerzas gravitacionales. A pesar de que los suelos arcillosos poseen mayor capacidad de retención de agua que los suelos arenosos, no toda la humedad es disponible para las plantas. Los suelos arcillosos (y aquellos ricos en materia orgánica) retienen agua con más fuerza que los suelos arenosos, pero la mayor parte de esa agua no es disponible para la planta.
Las 12 clases texturales del suelo se presentan en la Figura 1-1. La textura y estructura del suelo influyen en la cantidad de agua y aire que la planta puede retener. El tamaño de las partículas es importante debido a que: • Las pequeñas partículas de arcilla se encuentran más íntimamente unidas entre si que las partículas más grandes de arena. Esto significa poros más pequeños para retener agua y aire. • Las partículas más pequeñas poseen un área superficial mayor que las partículas más grandes. Por ejemplo, la partícula más grande de arcilla tiene aproximadamente 25 veces más área superficial que la partícula más pequeña de arena. A medida que el área superficial se incrementa, también incrementa la cantidad de agua adsorbida (retenida). PPI-PPIC
El término capacidad de campo define la cantidad de agua que permanece en el suelo después que se ha detenido el flujo gravitacional. Esta condición se expresa como porcentaje del peso. La cantidad de agua presente en el suelo
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INPOFOS
Concepto de producción 1-1
LA FOTOSINTESIS - MILAGRO DE LA NATURALEZA
AZUCARES OXIDADOS PARA ENERGIA
LOS AZUCARES PIERDEN OXIGENO Y SE RECOMBINAN PARA FORMAR GRASAS AZUCARES RECOMBINADOS CON N.S ETC. PARA FORMAR PROTEINAS
AIRE (CO2) ENERGIA SOLAR EN PRESENCIA
DE CLOROFILA
PERDIDA DE AGUA
OXIGENO
OXIGENO ENERGIA LIBERADA POR AZUCARES
DIÓXIDO DE CARGONO
PROVENIENTES DE FERTILIZANTES, CAL Y RESIDUOS ANIMALES Y VEGETALES
INTERCAMBIO EN LOS PELOS RADICULARES
EL XILEMA CONDUCE AGUA Y NUTRIENTES
EL FLOEMA CONDUCE ALIMENTOS PARA USO O ALMACENAJE
LLUVIA
+
RIEGO
DEL SUELO
AGUA
N, Ca, K, P Y OTROS ELELEMENTOS
ABSORCION
PELO RADICULAR
PELO RADICULAR
CAPA DE AGUA
ESTE MODELO demuestra como una planta usa agua y nutrientes del suelo y oxígeno del aire para producir carbohidratos ( S ), grasas ( F )y proteínas ( P ). A medida que la planta acumule más productos de la fotosíntesis mayores serán los rendimientos de alimentos o fibras. El ser humano ayuda a la naturaleza de tres formas: (1) contribuye con más nitrógeno, fósforo, potasio y otros nutrientes y enmiendas necesarios para asegurar un adecuado suplemento de nutrientes para una producción óptima; (2) controla el agua mediante riego y/o drenaje o con prácticas de manejo de suelo que mejoran el uso del agua; (3) promueve el uso de buenas prácticas de labranza del suelo y manejo del cultivo que busquen entregar a la planta el mejor ambiente posible de crecimiento.
PPI-PPIC
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Los suelos arenosos son por naturaleza secos debido a que retienen una pequeña cantidad de agua. Estos suelos son sueltos, con menor posibilidad de compactarse y son fáciles de trabajar. Sin embargo, los suelos que contienen un alto porcentaje de arena muy fina se pueden también compactar fácilmente.
después de que las plantas llegan a marchitez permanentemente se denomina punto de marchitez permanente. En este punto todavía existe agua en el suelo, pero se encuentra retenida tan fuertemente que las plantas no la pueden utilizar. El agua disponible para la planta es aquella que se encuentra en el suelo entre la capacidad de campo y el punto de marchitez permanente. El diagrama que se presenta a continuación muestra como varía la disponibilidad del agua con la textura del suelo.
Los suelos con alto contenido de limo son a menudo los más difíciles de todos, en términos de estructura. Las partículas se juntan estrechamente y se compactan muy fácilmente. El buen manejo ayuda a mantener o desarrollar una buena estructura en el suelo. La estructura del suelo no es más que la agregación de las partículas individuales (arena, limo y arcilla) en gránulos de mayor tamaño, que permiten el flujo libre de aire y agua. El tamaño y la forma de los gránulos determinan la calidad de la estructura. La mejor estructura es la de tipo bloque y la granular.
Los suelos arenosos no pueden almacenar la cantidad de agua que almacenan los suelos arcillosos. Sin embargo, un alto porcentaje del agua presente en suelos arenosos es disponible. Concluyendo, no existe una relación muy constante entre la textura del suelo y el agua disponible, como se demuestra en la Figura 1-2. 125
Capacidad de campo
La estructura del suelo tiene una influencia marcada en el crecimiento de las raíces y de la parte aérea de la planta. A medida que el suelo se compacta, la proporción de espacios porosos grandes disminuye, el crecimiento radicular se detiene y la producción se reduce. Un suelo ideal para la producción agrícola tiene las siguientes características:
mmagua / 30 cmde suelo
100 75
a Agu le nib o disp
50
Punto de marchitez permanente
25 0
Arena
Franco Franco Franco Arcilla limoso arcilloso arenoso
• Textura media y buen contenido de materia orgánica que permitan el movimiento de agua y aire. • Suficiente cantidad de arcilla para retener la humedad del suelo. • Subsuelo profundo y permeable con niveles adecuados de fertilidad. • Un ambiente que promueva el crecimiento profundo de las raíces en búsqueda de humedad y nutrientes.
Figura 1-2. La relación entre la textura del suelo y la disponibilidad de agua. Los suelos de textura fina (arcillosos) se compactan fácilmente. Esto reduce el espacio poroso, lo cual limita el movimiento de agua y de aire en el suelo, dificultando el ingreso del agua lluvia en el suelo y facilitando la escorrentía superficial. Esta condición puede causar estrés de humedad aun cuando exista una alta cantidad de lluvia. Las arcillas son pegajosas cuando están húmedas y forman terrones duros cuando están secos. Por esta razón, es extremadamente importante el mantener un contenido apropiado de humedad cuando se realizan labores de labranza en suelos arcillosos.
PPI-PPIC
COLOIDES DEL SUELO Y RETENCION DE IONES Los suelos se forman mediante los cambios producidos por el efecto de la temperatura y humedad en las rocas (procesos de meteorización). Algunos minerales y la materia orgánica se descomponen hasta llegar a formar partícu1-5
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Los iones con carga negativa, como el nitrato y el sulfato, se denominan aniones. La Tabla 12 muestra los aniones más comunes.
las extremadamente pequeñas. Las reacciones químicas que ocurren a continuación reducen el tamaño de estas partículas hasta que no se pueden ver a simple vista. Las partículas más pequeñas se llaman coloides. Estudios científicos han determinado que los coloides arcillosos son cristales que se agrupan en forma de placas. En la mayoría de los suelos los coloides de minerales arcillosos son más numerosos que los coloides orgánicos. Los coloides son los responsables de la reactividad química del suelo. El tipo de material parental (roca madre) y el grado de meteorización determinan el tipo de arcilla presente en el suelo. Unas arcillas son más reactivas que otras y esta característica depende del material parental y de los procesos de meteorización.
Los coloides cargados negativamente atraen cationes y los retienen como un imán retiene pequeños pedazos de metal. Esta característica explica porque el nitrato NO3- se lixivia más fácilmente del suelo que el amonio (NH4+). El NO3- tiene una carga negativa, igual que los coloides del suelo. Por esta razón el nitrato no es retenido en el suelo y se mantiene como un ión libre que puede ser lixiviado a través del perfil en algunos suelos y bajo ciertas condiciones de humedad. El concepto se demuestra en la Figura 1-3. Tabla 1-2. Aniones comunes en el suelo, símbolos químicos y formas iónicas.
Cada coloide (arcilloso u orgánico) tiene carga negativa (-) que se desarrolla durante los procesos de formación. Esto significa que los coloides pueden atraer y retener partículas cargadas positivamente (+), de igual forma como los polos opuestos de un imán se atraen entre si. Los coloides repelen a otras partículas cargadas negativamente, como también lo hacen los polos iguales de un imán.
+ N
Un elemento químico que posee carga eléctrica se denomina ion. El potasio, sodio (Na), hidrogeno (H), Ca y Mg tienen carga positiva y se denominan cationes. Se pueden representar en forma iónica como se demuestra en la Tabla 1-1. Nótese que algunos cationes poseen más de una carga positiva.
Anión
Símbolo químico
Forma iónica
Cloruro Nitrato Sulfato Fosfato
Cl N S P
ClNO3SO4H2PO4-
S
S
+ N
+ N
L o s p o lo s ( c a r g a s )
L o s p o lo s ( c a r g a s ) o p u e s ta s s e a t r a e n
M g ++
-
C a ++
Potasio Sodio Hidrógeno Calcio Magnesio
PPI-PPIC
K Na H Ca Mg
S
Na+
C o lo id e d e l S u e lo C a ++
K
+
H+
Tabla 1-1. Cationes comunes en el suelo, símbolos químicos y forma iónica. Símbolo químico
+ N
id é n tic a s s e r e p e le n
N O 3-
Catión
S
S O 4= N O 3-
C l-
Figura 1-3. Los cationes son atraídos a las arcillas y a la materia orgánica del suelo; los aniones en cambio son repelidos.
Forma iónica K+ Na+ H+ Ca++ Mg++
CAPACIDAD CATIONICO
DE
INTERCAMBIO
(Ver el concepto de producción 1-2 y 1-3) Los cationes retenidos por el suelo pueden ser reemplazados por otros cationes. Esto significa que son intercambiables. Por ejemplo, el Ca++ puede ser intercambiado por H+ y/o por K+ y viceversa. El número total de cationes 1-6
INPOFOS
demanda. Esta práctica debe ser común en suelos arenosos así como en suelos de textura más fina.
intercambiables que un suelo puede retener (la cantidad permitida por su carga negativa) se denomina capacidad de intercambio catiónico o CIC. Mientras mayor sea la CIC más cationes puede retener el suelo. Los suelos difieren en su capacidad de retener cationes intercambiables. La CIC depende de la cantidad y tipo de arcillas y del contenido de materia orgánica presentes en el suelo. Un suelo que tiene alto contenido de arcillas puede retener más cationes intercambiables que un suelo con bajo contenido de arcillas. La CIC se incrementa también a medida que la materia orgánica se incrementa.
El porcentaje de saturación de bases ... es el porcentaje de la CIC que está ocupado por los cationes principales ... este parámetro se utilizó en el pasado para desarrollar programas de fertilización con la idea de que ciertas “relaciones” o balances son necesarios para asegurar la absorción adecuada de nutrientes por los cultivos para obtener rendimientos óptimos. Sin embargo, investigación científica ha demostrado que las relaciones entre cationes tienen poca utilidad en la gran mayoría de los suelos agrícolas. En condiciones de campo, las relaciones entre nutrientes pueden variar ampliamente sin efectos negativos, si los nutrientes están presentes individualmente en el suelo a niveles suficientes para soportar un crecimiento optimo de la planta.
La CIC de un suelo se expresa en términos de miliequivalentes por 100 gramos de suelo y se escribe como meq/100 g. Los minerales arcillosos tienen una CIC que generalmente varía entre 10 y 150 meq/100 g. La materia orgánica tiene valores que van de 200 a 400 meq/100 g. En consecuencia, el tipo y la cantidad de arcilla y materia orgánica influencian apreciablemente la CIC de los suelos.
RETENCION DE ANIONES EN EL SUELO
Los valores de CIC son bajos en los lugares donde los suelos son muy meteorizados y tienen contenidos también bajos de materia orgánica. En los sitios donde el suelo es menos meteorizado, con niveles de materia orgánica a menudo altos, los valores de CIC pueden ser notablemente altos. Los suelos arcillosos con una alta CIC pueden retener una gran cantidad de cationes y prevenir la potencial pérdida por lixiviación (percolación). Los suelos arenosos, con baja CIC, retienen cantidades más pequeñas de cationes. Esto hace que la época y las dosis de aplicación sean importantes consideraciones al planificar un programa de fertilización. Por ejemplo, no es muy aconsejable aplicar K en suelos muy arenosos en medio de la estación lluviosa cuando las precipitaciones pueden ser fuertes e intensas. Las aplicaciones de K se deben fraccionar (dividir) para prevenir pérdidas por lixiviación y erosión, especialmente en los trópicos húmedos. También es importante el fraccionar las aplicaciones de N para poder reducir notablemente las pérdidas por lixiviación y al mismo tiempo entregar este nutriente a las plantas en los picos de mayor PPI-PPIC
No existe un mecanismo exacto de retención de aniones en el suelo. Por ejemplo, el nitrato (NO3-) es completamente móvil y se desplaza libremente en el agua del suelo. Cuando llueve abundantemente se mueve hacia abajo en el perfil del suelo con el exceso de agua. En condiciones climáticas extremadamente secas se mueve hacia arriba con el agua, produciendo acumulaciones de NO3- en la superficie. El ion sulfato (SO4=) puede ser retenido con poca fuerza en algunos suelos y bajo ciertas condiciones. A pH bajo, se pueden desarrollar cargas positivas en los extremos rotos de algunas arcillas donde se retiene SO4=. Los suelos que contienen óxidos de hierro (Fe) y aluminio (Al) hidratados, sea en la capa superficial o en el subsuelo, retienen algo de SO4= en las cargas positivas desarrolladas en la superficie de estos coloides. Esta retención es mínima cuando el pH es mayor que 6.0. La materia orgánica en algunas ocasiones también desarrolla cargas positivas que atraen SO4=.
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Concepto de producción 1-2
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO: Utilidad para el manejo del suelo y la adición de nutrientes Cationes son los nutrientes, iones y moléculas cargados positivamente. Los principales cationes en el suelo son: calcio (Ca), magnesio (Mg), potasio (K), sodio (Na), hidrógeno (H) y amonio (NH4). Las partículas de arcilla son los constituyentes del suelo cargados negativamente. Estas partículas cargadas negativamente (arcillas) atraen, retienen y liberan nutrientes cargados positivamente (cationes). Las partículas de materia orgánica también están cargadas negativamente y atraen también cationes. Las partículas de arena son inertes y no reaccionan. La capacidad de intercambio catiónico (CIC) es la capacidad que tiene el suelo de retener e intercambiar cationes. La fuerza de la carga positiva varía dependiendo del catión, permitiendo que un catión reemplace a otro en una partícula de suelo cargada negativamente.
VISION ESQUEMATICA DEL INTERCAMBIO CATIONICO
CIC 25
CIC 5
MAS ARCILLA, MAS POSICIONES PARA RETENER CATIONES
BAJO CONTENIDO DE ARCILLA, MENOS POSICIONES PARA RETENER CATIONES
H+ C a++ M g++ N H 4+ N a+ K+ A ren a 5 0 C IC (A rc illa ) p e sa d a
H+
A rcilla
H+
H+
R an go c o m ú n d e la C IC
K+ 0 C IC (A re n a )
ALGUNAS APLICACIONES PRACTICAS • • • • •
Suelos con CIC de 11 a 50 Alto contenido de arcilla Requieren más cal para corregir acidez Mayor capacidad de retener nutrientes Conducta física asociada a contenidos altos de arcilla Alta capacidad de retener agua
PPI-PPIC
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• • • • •
Suelos con CIC de 1 a 10 Alto contenido de arena Mayor probabilidad de pérdidas de nitrógeno y potasio por lixiviación Conducta física asociada a contenidos altos de arena Requieren menos cal para corregir acidez Baja capacidad de retener agua INPOFOS
Concepto de Producción 1-3
PARTICULAS DE ARCILLA Y DE MATERIA ORGANICA Textura del Suelo Arena Franca Franco Arenoso Franco Limoso Franco Arcillo Limoso Franco Arcilloso Arcilloso
Porcentaje de Arcilla 5% 10% 20% 30% 35% 45%
Para entender el comportamiento de los nutrientes en el suelo, se debe primero entender el papel que juegan las partículas de arcilla y materia orgánica en este proceso. Todos los suelos agrícolas contienen algo de arcilla y materia orgánica. El contenido de arcilla de las principales clases texturales de suelo se presenta al comienzo de esta página. El diagrama presentado a continuación explica los siguientes aspectos: (1) Como los cationes son retenidos por arcilla y la materia orgánica para resistir la lixiviación. (2) Como el calcio de la cal agrícola añadida se adhiere a la arcilla y materia orgánica reemplazando al hidrógeno (H) y al aluminio (Al) en suelos ácidos. (3) Como funciona la capacidad de intercambio catiónico del suelo para intercambiar cationes de y hacia la arcilla, materia orgánica y agua del suelo para proveer de nutrientes a las raíces en crecimiento. (4) Como son repelidos los aniones.
NEGATIVO
POSITIVO
LAS PARTICULAS DE ARCILLA Y MATERIA ORGANICA TIENEN CARGA NEGATIVA
LOS CATIONES (NH4, K, Ca, Mg) TIENEN CARGA POSITIVA
LOS CATIONES SON RETENIDOS POR LAS PARTICULAS DE ARCILLA Y MATERIA ORGANICA POR MEDIO DE ATRACCION MAGNETICA
Polos opuestos se atraen - polos iguales se repelen. Este es el mismo principio que retiene los cationes a las partículas de arcilla y materia orgánica.
CON UN IMAN OPUESTOS SE ATRAEN
EN EL SUELO
IGUALES SE REPELEN
OPUESTOS SE ATRAEN
IGUALES SE REPELEN
ARCILLA
ARCILLA
-
ARCILLA
-
+
+ -
-
NH4+ AMONIO
+ +
MATERIA ORGANICA
Ca++ CALCIO
PPI-PPIC
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NO3- NITRATO
K+ POTASIO
ARCILLA
-
Cl- CLORO
INPOFOS
Además de la retención electrostática en los sitios con carga positiva, el SO4= puede ser retenido al reaccionar con metales que también están retenidos (adsorbidos) en la superficie de los coloides del suelo. Por otro lado, grandes cantidades de SO4= se pueden retener por acumulación de yeso (sulfato de calcio) en regiones áridas y semiáridas.
N para construir los bloques de proteínas en sus cuerpos. Si la materia orgánica en descomposición tiene una alta relación C/N... es decir una baja cantidad de N ... los microorganismos a cargo de la descomposición utilizan el N nativo del suelo y el N de los fertilizantes para formar las proteínas, inmovilizando en esta forma este nutriente .
MATERIA ORGANICA EN EL SUELO
Cuando se incorporan al suelo residuos de algodón, maíz, arroz o trigo, se debe aplicar una cantidad adicional de N si se va sembrar inmediatamente otro cultivo en ese suelo. Si no se aplica esta cantidad extra de N, los cultivos podrían sufrir una deficiencia temporal de N. Eventualmente, el N inmovilizado en los cuerpos de los organismos del suelo pasa a ser disponible, a medida que los organismos mueren y se descomponen. Con labranza cero o labranza reducida y cuando el incremento en rendimientos produce abundantes residuos, se debe prestar mucha atención al manejo de N hasta que se logre un nuevo equilibrio en el suelo. En estos casos se deben prevenir deficiencias causadas por la adición de muy poco N. Al mismo tiempo, las cantidades aplicadas no deben rebasar las necesidades del cultivo para de este modo minimizar el potencial de lixiviación NO3-. El capítulo 10 discute con detalle el manejo de N.
La materia orgánica del suelo está constituida por residuos de plantas y animales en varios estados de descomposición. Un nivel adecuados de materia orgánica beneficia al suelo de varias formas: (1) mejora las condiciones físicas, (2) incrementa la infiltración de agua, (3) facilita la labranza del suelo, (4) reduce las pérdidas por erosión y (5) proporciona nutrientes a las plantas. Los mayoría de estos beneficios se derivan de la acumulación en el suelo de los productos resultantes de la descomposición de los residuos orgánicos. La materia orgánica contiene alrededor de 5% de N total, por lo tanto, es una bodega que acumula reservas de N. Pero el N en la materia orgánica se encuentra formando parte de compuestos orgánicos y no está inmediatamente disponible para el uso de las plantas, debido a que la descomposición ocurre lentamente. Aun cuando un suelo contenga abundante materia orgánica, es necesario el uso de fertilizantes nitrogenados para asegurar a los cultivos (a excepción de las leguminosas) una fuente adecuada de N disponible, especialmente en cultivos que requieren de altas cantidades de N. En la materia orgánica también están contenidos otros elementos esenciales para la planta. Los residuos vegetales y animales contienen cantidades variables nutrientes como P, Mg, Ca, S y micronutrientes. A medida que la materia orgánica se descompone, estos nutrientes pasan a ser disponibles para la planta en crecimiento.
Algunos suelos tienen muy poca materia orgánica. En áreas tropicales, la mayoría de los suelos tienen contenidos bajos de materia orgánica debido a las altas temperaturas y a la abundante precipitación que aceleran el proceso de descomposición. Sin embargo, investigación científica está demostrando que se pueden incrementar los niveles de materia orgánica en estos suelos con un buen manejo, lo cual permite producir mayores rendimientos y más residuos por hectárea. En áreas más frías, donde la descomposición toma más tiempo, el contenido de materia orgánica puede ser considerablemente alto. Es interesante el indicar que con una adecuada fertilización y buenas prácticas de manejo, los cultivos producen más residuos. Así, en lotes de buena producción de maíz, después de la cosecha del grano, se dejan en el campo aproximadamente 8 toneladas de residuos. Los residuos ayudan a incrementar,
La descomposición de la materia orgánica tiende a liberar nutrientes. Sin embargo, el N y el S pueden ser temporalmente inmovilizado durante el proceso. Los microorganismos que descomponen la materia orgánica requieren de PPI-PPIC
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o por lo menos mantener, los niveles de materia orgánica, beneficiando las propiedades físicas, químicas y microbiológicas del suelo. Los residuos deben añadirse regularmente para sostener la producción de cultivos. Lo importante es mantener una suficiente cantidad de residuos circulando por el suelo.
fica la productividad relativa del suelo de acuerdo a la profundidad.
PENDIENTE DE LA SUPERFICIE DEL SUELO La topografía del terreno determina mayormente la cantidad de escorrentía superficial y erosión. Este factor también determina los métodos de riego y drenaje, las medidas de conservación y las prácticas de manejo necesarias para la preservación de suelo y agua. A medida que el terreno sea más pendiente requiere de más manejo incrementando los costos de mano de obra y equipo. A cierta pendiente el suelo ya no reúne las condiciones para la producción de cultivos en surcos. Un factor determinante en el potencial productivo del suelo es la facilidad con la que éste se erosiona, junto con el porcentaje de pendiente que posee el campo. La Tabla 1-4 califica la productividad relativa del suelo basándose en la pendiente y la erodabilidad.
OTROS FACTORES QUE AFECTAN LA PRODUCTIVIDAD DEL SUELO PROFUNDIDAD DEL SUELO Se puede definir a la profundidad del suelo como aquella profundidad donde se acumula el material favorable para la penetración de las raíces de la planta. Los suelos favorables para la producción de cultivos son los suelos profundos, de buen drenaje y con estructura y textura adecuadas. Las plantas necesitan suficiente profundidad para que las raíces crezcan y aseguren nutrientes y agua. Las raíces se extienden hasta más de 2 metros si las condiciones del suelo lo permiten. En alfalfa por ejemplo, se pueden establecer profundidades de 3 a 4 metros, aun en suelos compactados.
Tabla 1-4. La influencia de la pendiente del suelo sobre la producción relativa. Productividad relativa (%) 1
Tabla 1-3. Influencia de la profundidad del suelo en la productividad relativa.
Pendiente del terreno (%)
Profundidad del sue- Productividad relativa lo que puede ser ex(%) plorada por las raíces (metros) 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
0-1 1-3 3-5 5-8
35 60 75 85 95 100
Suelo difícil Suelo fácil de de erosionar erosionar 100 90 80 60
95 75 50 30
1
La labranza de conservación y los sistemas de producción que mantienen los residuos de los cultivos sobre el campo reducen los riesgos de erosión en las pendientes pronunciadas
ORGANISMOS DEL SUELO La profundidad de las raíces puede estar limitada por barreras físicas y químicas así como por la presencia de tablas de agua altas. Las capas de suelo endurecidas, las capas de grava y las acumulaciones de sales son condiciones extremadamente difíciles de corregir, pero una tabla de aguas alta generalmente se puede corregir con un buen drenaje. La Tabla 1-3 caliPPI-PPIC
Muchos grupos de organismos viven en el suelo. Estos organismos varían en tamaño desde microscópicos (bacterias, nemátodos y hongos) hasta organismos fácilmente visibles a simple vista (lombrices y larvas de insectos). Algunos de los organismos microscópicos causan reacciones favorables en el suelo, como la des1-11
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composición de residuos de plantas y animales. Otros organismos causan reacciones nocivas como enfermedades en plantas y animales. La mayoría de los organismos del suelo dependen de la materia orgánica para alimento y energía, por lo tanto estos organismos se encuentran generalmente en los primeros 30 cm del suelo. Los factores que afectan la presencia de los microorganismos del suelo son : humedad, temperatura, aireación, suministro de nutrientes, pH del suelo y el tipo de planta que se está cultivando. Un buen manejo de la fertilización, junto con otras prácticas adecuadas de manejo (PAM), ayudan a mantener los organismos del suelo a niveles deseados. El capítulo 3 discute las actividades de algunos tipos de organismos del suelo.
Tabla 1-6. Efectos de las dosis de P en el rendimiento de maíz y en la eficiencia del uso de N. Dosis P2O5
Rendim.
(kg/ha)
(t/ha)
0 22.5 45.0 90.0 135.0
9.1 9.9 10.6 10.9 11.2
Eficiencia Absorción del N de N (kg grano/kg N) (kg/ha) 30.1 32.7 35.1 36.1 37.1
211 230 246 253 261
Contenido de P en suelo: 12-25 kg/ha Dosis de N: 270 kg/ha en todos los tratamientos. Absorción de N calculada : 0.023 kg/kg de grano.
Ohio, E.U.
BALANCE NUTRICIONAL El balance nutricional es un concepto vital en la fertilidad del suelo y en la producción de cultivos. El N puede ser el primer nutriente limitante en plantas no leguminosas, pero en ausencia de cantidades adecuadas de otros nutrientes el N no puede cumplir con su cometido. A medida que la fertilización con N incrementa los rendimientos, el cultivo demanda cantidades mayores de otros nutrientes como se ilustra en la Tabla 1-5.
RESUMEN Varios factores controlan la productividad del suelo. El uso de los fertilizantes es solamente uno de ellos. El no emplear prácticas adecuadas de producción reduce el potencial beneficio del uso de fertilizantes y limita la productividad. El objetivo de este manual es ayudar a conocer y entender los factores que controlan la productividad de modo que se puedan manejar correctamente. No se pretende responder todas las inquietudes, sino más bien se busca ayudar a resolver los problemas que pueden limitar la capacidad del suelo para producir.
Tabla 1-5. A medida que los pastos reciben más N, éstos demandan también más K. Dosis anual de N, kg/ha
K2O removido, kg/ha
0 112 224 336
112 202 258 274 Texas, E.U.
El buen crecimiento de los cultivos demanda un apropiado balance nutricional. La Tabla 16 muestra como el balance entre P y N incrementa los rendimientos y la absorción y eficiencia del N.
PPI-PPIC
1-12
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Capítulo 1
CONCEPTOS DE FERTILIDAD DEL SUELO Y PRODUCTIVIDAD CUESTIONARIO 1. (V o F) Un suelo fértil es un suelo productivo. 2. Seis factores externos que controlan el crecimiento de la planta son ______________ , __________, _______________, _____________, ___________ y ___________. 3. La textura del suelo se define como la cantidad relativa de ___________ , ___________ y ________________ en el suelo. 4. ( V o F) Los suelos arenosos tienen una textura más fina que los suelos arcillosos. 5. Que suelo tiene mayor capacidad de retención de agua, arenoso o arcilloso? 6. Que suelo tiene un mayor espacio poroso, arenoso o arcilloso? 7. La _____________de____________ define al agua que queda en el suelo después que el flujo gravitacional se ha detenido, mientras que el ______________de _____________ indica la cantidad de agua presente en el suelo después de que las plantas se han marchitado permanentemente. 8. El agua que usa una planta para su crecimiento se denomina __________ __________. 9. (V o F) Un coloide del suelo se puede observar a simple vista. 10. Los coloides del suelo tienen cargas _____________ que se desarrollaron durante la formación del suelo. 11. Un catión tiene carga positiva (+) o negativa (-) ? 12. Un anión tiene carga positiva (+) o negativa (-) ? 13. Basándose en el hecho de que cargas opuestas se atraen, cual(es) de los siguientes iones serían atraídos a un coloide del suelo: K+, catión, NO3-, SO4=, Ca++, anión? 14. El número total de cationes (expresados en meq/100 g) que un suelo puede retener se denomina ______________de _______________ ________________. 15. Cual de los siguientes factores afecta la CIC del suelo: tipo de arcilla, materia orgánica, contenido del arcilla? 16. Cual de estos dos componentes del suelo tiene más alta CIC: arcilla o la materia orgánica? 17. El porcentaje del total de la CIC ocupada por los principales cationes se denomina _____________de ____________de ________. PPI-PPIC
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18. (V o F) Bajo ciertas condiciones los aniones como NO3- y SO4= pueden ser retenidos por el suelo. 19. La________ _________ consiste de los residuos de plantas y animales en varios estados de descomposición. 20. Cual de los siguientes factores son resultado del efecto benéfico de la materia orgánica: mejor condición física, mayor infiltración de agua, facilidad para la labranza, reducción de la erosión , aporte de nutrientes para las plantas? 21. (V o F) El nitrógeno es usado por los organismos del suelo para fabricar las proteínas que forman su cuerpo. 22. De los siguientes residuos, cual tiene una alta relación C/N: residuos de algodón, maíz, arroz o trigo? 23. (V o F) Los niveles de materia orgánica en el suelo son generalmente más altos en climas cálidos con abundante precipitación. 24. (V o F) La profundidad tiene influencia en la productividad del suelo. 25. (V o F) La pendiente superficial tiene influencia en la productividad del suelo. 26. De todos los factores que limitan la profundidad efectiva del suelo, el que se puede corregir más fácilmente es una alta ____________de_____________ . 27. De un porcentaje de pendiente de ________ hasta __________ un suelo con tendencia a erosionarse puede llegar a un 75 % de su productividad relativa. 28. Los factores que afectan la relativa abundancia de organismos en el suelo son: _______________, _____________, _______________, ____________ y ____________. 29. (V o F) El balance nutricional es un principio importante de la fertilidad del suelo. 30. _________, __________ y __________ son clasificados como elementos no minerales. 31. Clasifique a los siguientes como nutrientes primarios, secundarios o micronutrientes: N ___________; Ca ____________; B ___________; K ___________; P ___________; S ___________; Fe ____________; Zn ___________; Mg __________; Cu ___________; Mn __________; Mo ___________; Cl ___________.
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CAPITULO 2
REACCION Y ENCALADO DEL SUELO Página 2-1 2-2 2-3 2-5 2-6 2-9 2-9 2-10 2-11 2-12 2-13 2-14
Que es pH del Suelo? Factores que Afectan el pH Como se Mide el pH y Como se Determinan los Requerimientos de Cal Por qué se Deben Encalar los Suelos Acidos El pH del Suelo Varía con el Cultivo Como la Cal Reduce la Acidez del Suelo Epoca y Frecuencia de las Aplicaciones de Cal Selección del Material para Encalado - Aspectos de Calidad Forma de Aplicación de la Cal Materiales de Encalado Suelos de Alto pH: Calcáreos, Salinos y Sódicos Cuestionario
QUE ES pH DEL SUELO? El término pH define la relativa condición básica o ácida de una substancia. La escala del pH cubre un rango de 0 a 14. Un valor de pH de 7.0 es neutro. Los valores por debajo de 7.0
Valor de pH
Fuerte 8.0
Media Ligera
Basicidad
9.0
Neutralidad
7.0
Ligera Moderada Media 5.0
4.0
Fuerte
Acidez
6.0
Muy fuerte
son ácidos. Aquellos que están sobre 7.0 son básicos. La mayoría de los suelos productivos fluctúan entre un pH de 4.0 a 9.0. Un ácido es una substancia que libera iones hidrógeno (H+). Cuando un suelo se satura con H+ actúa como un ácido débil. Mientras mayor sea el H+ retenido por el complejo de intercambio, mayor será la acidez del suelo. El aluminio (Al) también actúa como un agente acidificante y activa el H+. Los grados relativos de acidez y basicidad se presentan en la Figura 2-1. El pH del suelo mide la actividad de los iones H+ y se expresa en términos logarítmicos. El significado práctico de la expresión logarítmica del pH es que cada cambio de una unidad en pH representa un cambio de una magnitud diez veces mayor en la acidez o alcalinidad del suelo. Así por ejemplo, un suelo con pH de 6.0 tiene diez veces más actividad de iones H+ que uno de pH 7.0. La necesidad de cal se incrementa rápidamente a medida que el pH del suelo se reduce. La Tabla 2-1 describe la magnitud de la acidez y alcalinidad, en comparación con un pH neutro de 7.0.
Figura 2-1. Grados de acidez y basicidad encontrados en la mayoría de los suelos agrícolas. PPPI-PPIC
2-1
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Tabla 2-1. Comparación de la magnitud de acidez y alcalinidad a diferentes valores de pH. pH del Suelo
Acidez/basicidad comparado con 7.0 de pH
9.0 8.0
Básico
7.0
Neutro
6.0 5.0 4.0
Acido
100 10
10 100 1000
• Descomposición de materia orgánica Los materiales orgánicos del suelo son descompuestos continuamente por los microorganismos convirtiéndolos en ácidos orgánicos, dióxido de carbono (CO2) y agua, formando finalmente ácido carbónico. El ácido carbónico reacciona a su vez con los carbonatos Ca y Mg en el suelo para formar bicarbonatos solubles que se lixivian, haciendo el suelo más ácido. La Figura 2-2 muestra los efectos de la acumulación (y la mineralización) de la materia orgánica a largo plazo en el contenido de carbono orgánico (C), N orgánico y pH del suelo. 7.5
FACTORES QUE AFECTAN EL pH
C Orgánico
2.0
7.0
• Material de origen - Los suelos que se desarrollaron de un material parental proveniente de rocas básicas generalmente tienen un pH más alto que aquellos formados de rocas ácidas (granito). • Profundidad del suelo - Excepto en áreas de baja precipitación, la acidez generalmente aumenta con la profundidad. Por esta razón, la pérdida de la capa superior del suelo por erosión puede llevar a la superficie suelo de pH más ácido. Sin embargo, existen áreas donde el pH del subsuelo es más alto que el pH de la capa superior. • Precipitación - A medida que el agua de las lluvias se percola en el suelo, se produce la salida (lixiviación) de nutrientes básicos como calcio (Ca) y magnesio (Mg). Estos son reemplazados por elementos ácidos que incluyen Al, H y manganeso (Mn). Por lo tanto, los suelos formados bajo condiciones de alta precipitación son más ácidos que aquellos formados bajo condiciones áridas.
PPPI-PPIC
2-2
6.0
pH
1.6
N Orgánico
5.5
pH
En el pH del suelo tienen influencia varios factores, entre los que se incluyen: material de origen y profundidad del suelo, precipitación, inundación, vegetación natural, cultivos sembrados y fertilización nitrogenada (N).
C Orgánico, %, N Orgánico, g/kg
6.5 1.8
5.0
1.4
4.5 1.2 4.0 1.0 1883
1904 Año
1965
Figura 2-2. Cambios en carbono orgánico, nitrógeno orgánico y pH del suelo cuando el suelo se deja sin cultivar por 82 años bajo un clima templado húmedo (Rothamsted, Inglaterra). • Vegetación natural - Los suelos que se forman bajo bosque tienden a ser más ácidos que aquellos que se desarrollan bajo las praderas. Las coníferas crean más acidez que los bosques de hoja caduca. • Siembra de cultivos - Los suelos a menudo se vuelven más ácidos con la cosecha de los cultivos debido a que éstos remueven bases. El tipo de cultivo determina las cantidades relativas removidas. Por ejemplo, las leguminosas generalmente contienen niveles más altos de bases que los pastos. Los contenidos de Ca y Mg también varían de acuerdo con la(s) parte(s) de la planta INPOFOS
Tabla 2-2. Remoción de calcio y magnesio por los cultivos. Cultivo
Alfalfa Banano Maíz Algodón Soya
Rendimiento
Cantidad removida, kg/ha
t/ha
Ca
Mg
8 (heno) 60 (fruta) 9 (grano) 1 (fibra) 3 (grano)
196 23 2 2 7
45 25 15 3 15
7.5 7.0 Ryegrass
6.5 pH del suelo
que es cosechada. La Tabla 2-2 ilustra este concepto. Cuando se remueve forraje y paja del suelo queda un balance ácido. Cuando se remueve el grano o las semillas, se incrementa el pH debido a que la semilla contiene un alto nivel de componentes ácidos.
6.0 5.5
Trébol rojo
5.0 4.5 4.0 1
2
3
4
5
6
7
Cosechas
Figura 2-3. Efectos de la fijación simbiótica de nitrógeno sobre el pH del suelo. Comparación entre ryegrass y trébol rojo en un experimento conducido en macetas durante 14 meses en un Alfisol.
Estos números representan la cantidad removida por el cultivo en la porción cosechada.
• Fertilización nitrogenada - El N.... ya sea proveniente de los fertilizantes, materia orgánica, estiércol y fijación biológica de las leguminosas...... produce acidez. La fertilización con N acelera el desarrollo de la acidez. A dosis bajas de N, la acidificación es lenta, pero se acelera a medida que las dosis de N se incrementan. (Ver Capítulo 3 que demuestra los efectos del fertilizante nitrogenado en el pH del suelo). En suelos calcáreos el efecto de acidificación puede ser beneficioso. Cuando existen deficiencias de hierro (Fe), Mn u otros micronutrientes, el reducir el pH hace que estos nutrientes sean más disponibles, con excepción del molibdeno (Mo). Muchas leguminosas liberan iones H+ a su rizosfera cuando están fijando activamente N2 atmosférico. La acidez generada puede variar de 0.2 a 0.7 unidades de pH por cada mol de N fijado. La Figura 2-3 demuestra como una gramínea no afecta el pH del suelo, mientras que una leguminosa (el trébol rojo) reduce significativamente el pH. • Inundación - El efecto global de la inundación del suelo es el incremento del pH en PPPI-PPIC
2-3
suelos ácidos y una reducción en suelos básicos. Sin tener en cuenta el valor original del pH, la mayoría de los suelos llegan a valores de pH entre 6.5 y 7.2 alrededor de un mes después de haber sido inundados y se mantienen a ese nivel hasta que se secan. Por lo tanto, el encalar tiene muy poco valor en la producción de arroz de inundación, más aun, esta práctica puede inducir deficiencias de micronutrientes como el zinc (Zn). COMO SE MIDE EL pH Y COMO SE DETERMINAN LOS REQUERIMIENTOS DE CAL Los dos métodos comúnmente aceptados para medir el pH del suelo son la cinta indicadora y el potenciómetro. Las cintas indicadoras se usan frecuentemente en el campo para hacer una determinación rápida del pH. Las cintas deben ser utilizadas por personas entrenadas para evitar errores, pero si se usan apropiadamente son confiables. Por supuesto, el método más confiable ... y el más aceptado..... es el del potenciómetro usado en los laboratorios de análisis de suelos. A pesar de que el pH es un excelente indicador de la acidez del suelo, éste no determina el requerimiento de cal. El requerimiento de cal INPOFOS
indica la cantidad de cal agrícola necesaria para establecer un rango de pH deseado en el sistema de cultivo con el que se está trabajando. Cuando se mide el pH solamente se determina la acidez activa en la solución del suelo, pero se debe también considerar la acidez potencial, retenida por las arcillas y la materia orgánica del suelo. Es necesario entonces utilizar otro método que relacione un cambio de pH con la adición de cantidades conocidas de ácido o base al suelo. Este método se denomina determinación del requerimiento de cal.
potasio (K), provoca acidificación. Esta reducción en pH consecuentemente provoca la rotura de los cristales de las arcillas liberando Al, el cual ocupa los sitios de intercambio de las bases perdidas. Estos suelos son característicos de las zonas temperadas del mundo aun cuando están también presentes en áreas tropicales y subtropicales. Estos suelos pueden ser encalados hasta un pH cercano a la neutralidad (7.0), sin un cambio apreciable en su CIC (suelos de carga permanente). De hecho en estos suelos se logra la mayor productividad a este pH.
El requerimiento de cal de un suelo no solo se relaciona con el pH de ese suelo, sino también con su capacidad tampón. La cantidad total y el tipo de arcilla y el contenido de materia orgánica del suelo determinan que tan fuerte es la capacidad tampón del suelo ... es decir con que fuerza el suelo resiste el cambio de pH. La capacidad tampón se incrementa con el incremento en la cantidad de arcilla y materia orgánica. Los suelos con alta capacidad tampón requieren más cal para incrementar el pH que los suelos de menor poder tampón. Los suelos arenosos, con bajas cantidades de arcilla y materia orgánica, tienen bajo poder tampón y por lo tanto requieren menor cantidad de cal para cambiar el pH.
Sin embargo, la práctica bien establecida de encalar hasta cerca de la neutralidad en estos suelos predominantes en las regiones templadas del mundo no es efectiva en la mayoría de los suelos altamente meteorizados de los trópicos (Ultisoles y Oxisoles, dominados por caolinita y óxidos e hidróxidos de Al y Fe) y en suelos derivados de cenizas volcánicas (Andisoles).
Un método común para determinar el requerimiento de cal de un suelo se basa en el cambio de pH de una solución tampón a la cual se añade el suelo en cuestión, comparada al pH de una suspensión de suelo-agua del mismo suelo. Un suelo ácido reducirá el pH de la solución tampón. El pH se reduce en proporción al pH original y a la capacidad tampón del suelo. Con la calibración de los cambios de pH en la solución tampón se puede determinar la cantidad de cal necesaria para que el suelo llegue a determinado pH, generalmente alrededor de 7.0. Existen varios de estos métodos en uso. En los suelos dominados por arcillas de tipo 2:1 (esmectitas), la reducción en la saturación de bases, causada por la pérdida de Ca, Mg y
PPPI-PPIC
2-4
En los suelos rojos tropicales, los minerales arcillosos son estables hasta un pH tan bajo como 5.0 y el Al y el Fe se encuentran atrapados dentro de las estructuras de las arcillas y se tornan tóxicos para la planta solamente cuando la caolinita y los óxidos e hidróxidos se disuelven cuando el pH llega a un rango entre 5.0 y 5.3 liberando Al a la solución del suelo. En estos casos la toxicidad de Al puede correguirse encalando el suelo hasta llegar a un pH de 5.5 a 6.0, logrando la precipitación del Al tóxico como hidróxido de aluminio [Al(OH)3] y causando al mismo tiempo un incremento apreciable en la CIC (suelos de carga variable) como se demuestra en la Tabla 2-3. Por lo tanto, las recomendaciones de encalado para este tipo de suelos deben basarse en la cantidad de cal necesaria para precipitar el Al intercambiable presente en la capa arable. Los requerimientos de cal para la mayoría de los suelos tropicales puede predecirse aplicando la siguiente ecuación:
INPOFOS
Tabla 2-3. Efectos de la aplicación de cal en un Ultisol rojo. Tratamiento
pH
Sin cal Con cal (4 t/ha)
4.9 5.8
Ca Mg K Al CIC efectiva ------------------------------- meq/100 g -----------------------------1.79 7.90
1.12 6.73
0.11 0.14
2.15 0.09
5.17 14.86 Panamá
CaCO3 equivalente (t/ha) = 2.0* x meq Al/100 g
sayos de campo en los sitios específicos.
* Se ha determinado que el factor en la ecuación anterior varía entre un rango que va de 1.5 a 3.3, con la mayoría de los valores entre 1.5 y 2.0. El valor exacto tiene que ser determinado de acuerdo con las condiciones del sitio y la tolerancia del cultivo al Al (ver la Tabla 2-6).
Sin importar el tipo de suelo, el encalado debe basarse en un método confiable de determinación de los requerimientos de cal. Una cantidad excesiva de cal en suelos de textura gruesa puede llevar a condiciones básicas extremas y a problemas serios . . . como la deficiencia de Fe, Mn y otros micronutrientes. Sin embargo, la cantidad de cal que sería excesiva en suelos arenosos quizá no sea suficiente para elevar el pH a los niveles deseados en suelos arcillosos o con alto contenido orgánico.
En los suelos derivados de cenizas volcánicas, la alta capacidad tampón complica la evaluación de los requerimientos de cal. Cuando se encalan Andisoles ácidos, la interacción de la cal con las arcillas muy reactivas, producto de la meteorización de la ceniza volcánica (alofana, imogolita, complejos humus - Al), crea carga (incrementa la CIC), pero no logra incrementar el pH y precipitar el Al.
PORQUE SE DEBEN ENCALAR LOS SUELOS ACIDOS La acidez del suelo afecta de diversas maneras el crecimiento de la planta. Ver el Concepto de Producción 2-1. Cuando el pH es bajo (la acidez es alta), uno o varios factores perjudiciales pueden deprimir el crecimiento del cultivo.
Por lo tanto, como se demuestra en la Tabla 24, el uso del concepto del Al intercambiable puede llevar a una estimación errónea de los requerimientos de cal en ciertos Andisoles. La cantidad de cal necesaria para precipitar Al varía en los Andisoles dependiendo de factores como altitud, clima e intensidad y estado de meteorización de la ceniza y únicamente se puede determinar con exactitud mediante en-
A continuación se presentan algunas de las consecuencias de un bajo pH del suelo.
Tabla 2-4. Efectos de la aplicación de cal en las propiedades del suelo y el rendimiento de varios cultivos en un Andisol. Cal t/ha
pH
0 3 6 12 15
4.9 5.2 5.3 5.4 5.8
Ca Mg K Al --------- meq/100g -------------2.54 3.30 4.69 5.59 8.60
0.36 0.39 0.40 0.40 0.42
0.30 0.29 0.28 0.30 0.29
2.1 1.6 0.6 0.2 0.1
CIC
Haba Cebada Avena ----- Rendimiento, t/ha ------
6.0 6.6 7.2 8.4 10.4
13.9 17.1 19.2 21.6 21.0
2.2 2.9 3.9 4.1 4.3
3.6 4.3 4.7 4.8 4.7 Ecuador
PPPI-PPIC
2-5
INPOFOS
•
•
La concentración de elementos como Al, Fe y Mn puede llegar a niveles tóxicos, debido a que su solubilidad se incrementa en suelos ácidos. La toxicidad del Al es probablemente el factor que más limita el crecimiento de las plantas en suelos fuertemente ácidos (pH menor a 5.5 en la mayoría de los suelos). El H+ solamente es tóxico a un pH menor a 4.2.
•
Los organismos responsables de descomponer la materia orgánica y de mineralizar a N, fósforo (P) y azufre (S) pueden ser menores en número y en actividad.
•
El Ca puede ser deficiente cuando la CIC del suelo es extremadamente baja. También puede presentarse una deficiencia de Mg.
•
Los herbicidas aplicados al suelo pueden ser poco efectivos cuando el pH del suelo es muy bajo.
•
La fijación simbiótica de N por parte de las leguminosas se reduce notablemente. La simbiosis requiere de un rango de pH estrecho para funcionamiento óptimo. La bacteria simbiótica de la soya funciona mejor bajo un rango de pH de 6.0 a 6.2 y la de la alfalfa funciona mejor en un rango de 6.8 a 7.0.
•
Los suelos arcillosos muy ácidos son menos agregados. Esto promueve una baja permeabilidad y aireación. Un efecto indirecto del encalado es que esta práctica produce más residuos de cultivos y esto a su vez mejora la estructura del suelo.
•
Se reduce la disponibilidad de nutrientes como P y Mo.
• Se incrementa el potencial de lixiviación del K.
El pH ADECUADO DEL SUELO VARIA CON EL CULTIVO Muchos cultivos crecen mejor cuando el pH del suelo está en un rango de 6.0 a 7.0, pero la acidez no retarda el crecimiento de todos los cultivos. Algunos cultivos necesitan condiciones ácidas para crecer bien. La Tabla 2-5 compara los rangos deseables de pH para varios cultivos. Los cultivos desarrollados originalmente en suelos calcáreos, como el algodón, sorgo y alfalfa, son susceptibles aun a niveles bajos de saturación de Al (porcentaje de Al de la CIC efectiva), mientras que otros cultivos como el arroz y las arvejas muestran un gran rango de tolerancia a la variación. Cultivos como el café, piña, té, palma y muchos pastos y leguminosas tropicales pueden crecer en suelos con una alta saturación de Al. Sin embargo, en estos últimos casos la cal puede ser necesaria para superar una posible deficiencia de Ca y Mg o para corregir una toxicidad de Mn (Tabla 2-6). Tabla 2-5. Los rangos de pH deseables para algunos cultivos. pH 5.0 - 6.0 Arándano Papa Papa dulce Sandía
pH 6.0 - 6.5
pH 6.5 - 7.0
Pasto bermuda Alfalfa Maíz Algunos Algodón tréboles Sorgo Maní Soya Trigo
Las propiedades del suelo cambian en diferentes áreas. El pH óptimo en una región podría no serlo en otra. Estas diferencias en pH óptimo entre regiones pueden presentarse en cultivos como maíz, soya y alfalfa, pero en otros cultivos como la papa pueden no ser evidentes.
La Figura 2-4 muestra como los rangos de pH influyen en la disponibilidad de nutrientes para la planta y en la solubilidad de otros elementos en el suelo.
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2-6
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Tabla 2-6. Especies de cultivos y pastos que crecen bien en suelos ácidos después de haber recibido mínimas aplicaciones de cal. pH Saturación de Al ,% Dosis de cal, t/ha
4.5 - 4.7 68 - 75 0.25 - 0.5
4.7 - 5.0 45 - 58 0.5 - 1.0
5.0 - 5.3 31 - 45 1.0 - 2.0
Cultivos adecuados (si se usan variedades tolerantes)
Arroz de secano Yuca Mango Anacardo Cítricos Piña Estilosantes Centrocema Paspalum
Caupí Plátano
Maíz Fríjol
COMENTARIOS : Probables deficiencias a bajo pH.
K
Cierta reducción a bajo pH, pero las bacterias que usan S están todavía activas.
S Mo
Similar al K.
N
Fijación biológica reducida a pH menor que 5.5.
Ca y Mg
Pueden ser deficientes en suelos ácidos; no disponibles a pH muy alto.
Cu y Zn
Pueden ser tóxicos a pH ácido y deficientes a pH > 7.0. Similar a Cu y Zn.
Mn
Posible fijación por Fe, Al, Mn a pH bajo; formas insolubles e inhibición por Ca a alto pH.
P
El sobre encalado puede causar deficiencias; peligro de toxicidad a pH alto.
B Fe
Similar a Cu y Zn. Se recomienda encalar a pH 5.5 para evitar peligro de toxicidad.
Al
pH
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 Figura 2-4. Efectos del pH en la disponibilidad de nutrientes y otros elementos en el suelo.
PPPI-PPIC
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Concepto de producción 2-1
CAL Cuando se aplica para lograr un pH óptimo, la cal hace mucho más que solamente elevar el pH del suelo . . . • • • • • • •
La cal reduce la toxicidad de aluminio y otros metales. La cal mejora las condiciones físicas del suelo. La cal estimula la actividad microbiana en el suelo. La cal incrementa la CIC en suelos de carga variable. La cal incrementa la disponibilidad de varios nutrientes. La cal proporciona calcio y magnesio para las plantas. La cal mejora la fijación simbiótica de nitrógeno por parte de las leguminosas.
Sin embargo, en suelos tropicales con alto contenido de óxidos de hierro y aluminio, el “sobre encalar” el suelo buscando llegar a valores de pH mayores que 6.0 puede reducir drásticamente la producción, causar deterioro estructural del suelo, reducir la disponibilidad de P e inducir deficiencias de zinc, boro y manganeso. Respuesta del maíz a la cal (Buena Fertilidad)
En suelos dominados por arcillas de tipo 2:1, prevalentes en las zonas temperadas del mundo, la producción de los cultivos puede incrementarse significativamente cuando se encala el suelo para obtener un pH cercano a la neutralidad. En el ejemplo de la figura adjunta, la cal produjo un incremento de 2 t/ha en el rendimiento de maíz, en años secos y un incremento de 0.8 t/ha en años húmedos. En todos los casos, el maíz fue adecuadamente fertilizado. La cal y el fertilizante interaccionan efectivamente para obtener altos rendimientos de excelente rentabilidad.
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7.2 Rendimientos = t/ha 5.8 3.8
Seco Acido
Humedo
Encalado
Acido
Encalado
Respuesta del maíz a la cal (Baja Fertilidad)
100
160
Grano
80
140
60
120
40
100
0
5
5.6
6 pH
7
Materia seca en la paja, g/maceta
Paja Materia seca en el grano, g/maceta
En suelos tropicales ácidos de bajo contenido nutricional, el utilizar cantidades de cal mayores a las necesarias para neutralizar el aluminio intercambiable o para eliminar la toxicidad de manganeso puede reducir el rendimiento como se observa en el ejemplo de maíz cultivado en un Ultisol en Hawai presentado en la Figura adjunta.
8.0
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H
SUELO
+
H H H
+
+
+
Ca CO3
SUELO
Ca
+
(Cal)
+
++
H
+
H
+
H2 O (Agua)
+
CO2
(Dióxido de Carbono)
Figura 2-5. Esquema de como la cal reduce la acidez del suelo. Cultivos como la papa y la soya pueden ser susceptibles a enfermedades y/o a deficiencia de micronutrientes si el pH del suelo está sobre o por debajo de los requerimientos individuales de cada cultivo, sin importar su área geográfica. Un conocimiento práctico del suelo, así como del cultivo, es esencial para lograr encajar en los requerimientos óptimos de pH y encalado.
COMO LA CAL REDUCE LA ACIDEZ DEL SUELO Los procesos y reacciones por las cuales la cal reduce la acidez del suelo son muy complejos. Sin embargo, una visión simplificada de estos procesos explicará como funciona la cal. Como se mencionó anteriormente, el pH del suelo es una expresión de la actividad del H+. La principal fuente de H+ en la mayoría de los suelos de pH menor a 5.5 es la reacción de Al con el agua, como se demuestra en la siguiente ecuación: Al+3 + H2O ---- Al (OH)+2 + H+ Esta reacción libera H+ (acidifica) y a su vez incrementa la cantidad de Al+3 listo para reaccionar nuevamente. La cal reduce la acidez del suelo (incrementa el pH) al convertir parte del H+ en agua. Cuando el pH es mayor a 5.5, el Al se precipita como Al(OH)3 eliminando la acción tóxica de este metal y la principal fuente de H+.
agua de la solución del suelo creando un exceso de iones OH-, que a su vez reaccionan con el exceso de H+ (acidez), formando agua. El proceso total se ilustra en la Figura 2-5. Debe recordarse también que el proceso reverso puede ocurrir. Un suelo ácido puede volverse más ácido si no se adopta un programa de encalado. A medida que los iones básicos como Ca+2, Mg+2 y K+ son removidos, generalmente por la absorción de las plantas, éstos pueden ser reemplazados por Al+3. Estos iones básicos pueden también perderse por lixiviación, y en este caso también pueden ser reemplazados por Al+3. Este proceso incrementa la actividad de H+ y por lo tanto reduce el pH del suelo en forma constante si el suelo no es encalado adecuadamente.
EPOCA Y FRECUENCIA DE LAS APLICACIONES DE CAL En rotaciones que incluyen un cultivo de leguminosas con una demanda de pH alto, la cal debe aplicarse de 3 a 6 meses antes de la siembra, especialmente en suelos muy ácidos. El encalar unos días antes de sembrar alfalfa o trébol, por ejemplo, a menudo produce resultados desalentadores debido a que la cal no tiene el tiempo suficiente para reaccionar en el suelo. Los materiales de encalado más cáusticos (como el óxido y el hidróxido de calcio) deben ser aplicados con suficiente tiempo de anticipación para prevenir daños a las semillas que están por germinar.
Las reacciones del encalado funcionan de la siguiente forma: Los iones de Ca+2 de la cal reemplazan al Al+3 en los sitios de intercambio, y el ion carbonato (CO3-2) reacciona con el
El hacer recomendaciones generales con respecto a la frecuencia de la aplicación de la cal no es una buena alternativa debido a que en
2-9
INPOFOS
PPPI-PPIC
esta práctica están involucrados muchos factores. La mejor forma de determinar la necesidad de un reencalado es el análisis de suelo. Los factores que influencian la frecuencia del encalado son los siguientes. •
Textura del suelo - Los suelos arenosos deben ser reencalados más a menudo que los suelos arcillosos.
•
Dosis de N utilizadas - Dosis altas de amonio (NH4) generan una acidez considerable.
•
Cantidad de bases removidas por los cultivos - Dependiendo del cultivo, del rendimiento y de las partes cosechadas, se pueden remover cantidades substanciales de Ca y Mg del suelo.
•
Cantidad de cal aplicada - La aplicación de cantidades altas de cal generalmente reduce la frecuencia del reencalado, pero no se debe sobre encalar.
•
Rango de pH deseado - El mantener un pH alto generalmente requiere de aplicaciones más frecuentes de cal que cuando se busca mantener un pH intermedio. A menudo no se logra obtener el rango deseado de pH debido a que no se aplica la cantidad requerida de cal, se está usando un material de baja calidad (gránulos gruesos) o no se mezcla completamente la cal con el suelo. El análisis de suelo puede determinar los cambios de pH a través del tiempo.
SELECCION DEL MATERIAL DE ENCALADO - ASPECTOS DE CALIDAD Cuando se selecciona un material de encalado, se debe tener en cuenta el valor de neutralización, grado de finura y reactividad de la cal. En los sitios donde el contenido de Mg en el suelo es bajo o deficiente, se debe considerar el contenido de Mg de la cal como uno de los factores para seleccionar el material. El valor neutralizante de un material de encalado se determina por comparación con el valor neutralizante del carbonato de calcio puro (CaCO3). Se ha establecido que el valor neuPPPI-PPIC
2-10
tralizante del CaCO3 puro es 100 y de esta forma se puede determinar por comparación el valor de neutralización de cualquier material de encalado. Este valor se denomina “valor de neutralización relativa” o “equivalente de carbonato de calcio”. Los valores de neutralización relativa de varios materiales de uso común en encalado se presentan en la Tabla 2-7. Tabla 2-7. Los valores de neutralización relativa de algunos materiales de encalado. Materiales de Encalado
Valores de neutralización relativa, %
Carbonato de calcio puro Dolomita (cal dolomítica) Calcita (cal agrícola) Conchas calcinadas Greda Cal quemada Cal hidratada Escorias básicos Ceniza de madera Yeso Sub productos
100 95-108 85-100 80-90 50-90 150-175 120-135 50-70 40-80 Ninguno Variables
Cuando se mezcla una cantidad determinada de cal con el suelo, la tasa y grado de reactividad son afectados por el tamaño de las partículas del material. Las partículas de cal gruesas reaccionan más lentamente y en forma incompleta. Las partículas de cal finas reaccionan más rápidamente y en su totalidad. El costo de la cal se incrementa a medida que las partículas son más finas. Se recomienda utilizar un material que requiera de un mínimo de molienda, pero que contenga la suficiente cantidad de material fino para permitir un cambio rápido de pH. Como resultado de esta condición, los materiales de encalado contienen tanto gránulos finos como gránulos gruesos. Existe legislación en varios países que requiere que la cal para venta al público pase por tamices de tamaños determinados. Esto garantiza que la cal tenga la suficiente calidad para neutralizar la acidez del suelo. La imporINPOFOS
120
FORMA DE APLICACION DE LA CAL
100
Otro factor importante que determina la efectividad de la cal es la forma de aplicación. Es esencial incorporar la cal de mo60 do que se logre un contacto máximo del material de encalado con el suelo en la 40 capa arable. La mayoría de los materiales 20 de encalado son solo parcialmente solubles en agua, por lo tanto, la completa 0 incorporación en el suelo es muy importante para que la cal reaccione completa4 a8 8 a20 20a 50 50a 100 mente. Además es indispensable que el Partículasm más finas suelo se encuentre húmedo para que las (Escala logarítmica de tamaño de malla) reacciones de la cal ocurran. Cuando se Figura 2-6. Efecto del tamaño de las partículas en la encalan suelos arcillosos con cantidades reactividad de la cal. altas de cal, se logra una mejor incorporación que cuando se mezcla solamente una tancia del tamaño de las partículas se demuesparte de la cal con el primer paso del tractor y tra en la Figura 2-6. el resto con los siguientes. En suelos arenosos basta una sola aplicación e incorporación. La Figura 2-6 ilustra dramáticamente el efecto del tamaño y grado de reactividad de las partíEn algunos sistemas de cultivo, como los pasculas de cal. Las partículas grandes, que pasatos perennes, la incorporación de la cal es soron un tamiz de 4 a 8 mesh (4 a 8 perforaciolamente posible antes de la siembra. Una vez nes por pulgada cuadrada), tuvieron solamente establecido el pasto, la cal debe aplicarse en la una eficiencia del 10% en términos de reacción superficie. La cal aplicada en la superficie con el suelo. Las partículas más pequeñas, que reacciona más lentamente . . . y en forma inpasaron un tamiz de 80 a 100 mesh, reaccionacompleta . . . en comparación con la cal incorron completamente en el suelo. porada completamente al suelo. Por lo tanto estos suelos deben ser reencalados frecuenteA pesar de que la tasa de reacción de la cal mente para evitar acidez excesiva en la zona depende del tamaño de las partículas, pH iniradicular. cial y el grado de incorporación en el suelo, es importante considerar la naturaleza química MATERIALES DE ENCALADO del material de encalado. Por ejemplo, el óxido y el hidróxido de calcio reaccionan más A pesar de que en secciones previas de esta rápidamente que el CaCO3. De hecho, la cal publicación se ha mencionado ya los materiahidratada reacciona tan rápidamente que puede les de encalado más comunes, a continuación esterilizar parcialmente el suelo. Si se aplica se presenta una breve descripción de la calcita, muy cerca a la siembra, puede inducir una dolomita, óxido de calcio, hidróxido de calcio, deficiencia temporal de K debido a la alta disgredas, escorias industriales y residuos de la ponibilidad de Ca. En casos extremos, puede producción de cemento: ocurrir un retraso en el crecimiento de la planta y algún marchitamiento. • Calcita (CaCO ) y dolomita Reacción de la cal de 1 a 3 años, (%)
80
3
(CaMg(CO3)2) - Estos son los materiales de encalado de uso más común. Depósitos de calcita y dolomita de alta calidad se encuentran localizados en muchos lugares del PPPI-PPIC
2-11
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mundo. Estas cales generalmente son minadas a cielo abierto. La calidad depende del contenido de impurezas del material tales como arcilla o residuos de materia orgánica. Sus valores de neutralización (CaCO3 equivalente) fluctúan entre 65 - 70 % hasta un poco más del 100%. •
•
Oxido de calcio (CaO) - Material conocido también como cal quemada, el CaO es un polvo cáustico, blanco, desagradable de manejar. Se manufactura por medio de la incineración de la calcita y su pureza depende de la pureza de la materia prima. Cuando se aplica al suelo reacciona casi inmediatamente, por lo tanto, cuando se requieren resultados rápidos, es ideal utilizar este material (o el hidróxido de calcio). Se debe mezclar completamente con el suelo inmediatamente después de la aplicación, debido a que se solidifica rápidamente y puede tornarse ineficiente. Hidróxido de calcio (Ca(OH)2) - Frecuentemente conocido como cal hidratada o cal de construcción, el Ca(OH)2 es también un polvo blanco, cáustico, difícil y poco placentero de manejar. Se prepara mediante la hidratación del CaO. Este tipo de cal también neutraliza rápidamente la acidez cuando se aplica al suelo.
•
Gredas - Son depósitos no consolidados de CaCO3 que se encuentran en muchas regiones del mundo. Los depósitos pueden ser de un espesor mayor a 10 m. Se minan por medio de una draga o una pala mecánica después de remover la capa superior de material. Estos materiales son casi siempre bajos en Mg y su valor encalante es inversamente proporcional a la cantidad de arcilla que contienen.
•
Escorias industriales- Varios tipos de material son catalogados como escorias industriales. Las escorias Thomas son un producto residual de la manufactura de hierro. Las escorias básicas son un residuo de la producción de acero. Generalmente se utiliza por su contenido de P antes que por su valor como material de encalado. Las escorias de horno eléctrico son el resultado de la reduc-
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2-12
ción (en un horno eléctrico) de la roca fosfórica en la preparación de P elemental. Es un residuo vendido a un precio bajo en una área limitada alrededor de su punto de producción. •
Residuo de la producción de cemento - Es un polvo residual de la producción de cemento que contiene una mezcla de CaO, CaCO3, óxido de potasio (K2O), carbonato potasio (K2CO3) y otros materiales. Es un material muy fino difícil de manejar, sin embargo, el tamaño pequeño de sus partículas lo convierte en un producto ideal para usarse en fluidos de suspensión, pero la presencia de óxidos puede elevar el pH de estas suspensiones hasta llegar a valores de alrededor de 12.
SUELOS DE ALTO pH : CALCAREOS, SALINOS Y SODICOS Muchos suelos en climas áridos tienen pH alto, lo cual puede afectar sus propiedades e influenciar la productividad. Por supuesto, estos suelos no requieren de cal, sin embargo, su pH alto afecta la disponibilidad de nutrientes, la fertilidad del suelo y el manejo de los fertilizantes. •
Suelos calcáreos - contienen CaCO3 libre . . . no disuelto . . . con pHs que se encuentran generalmente entre valores de 7.3 a 8.4. La presencia de carbonatos libres influye en ciertas prácticas de manejo como el uso de herbicidas, localización de P (debido a la fijación) y la disponibilidad de micronutrientes, particularmente Fe. El reducir el pH de los suelos calcáreos generalmente no es económico. Con manejo apropiado, estos pueden ser uno de los suelos más productivos.
•
Suelos salinos - contiene sales en cantidades lo suficientemente altas para limitar el crecimiento de los cultivos, debido a que las plantas no pueden absorber una cantidad suficiente de agua para funcionar adecuadamente. A menudo, las plantas que crecen en suelos salinos exhiben síntomas de marchitamiento, a pesar de que el contenido de INPOFOS
agua del suelo es adecuado. El grado de salinidad se determina en el laboratorio midiendo la conductividad eléctrica (CE). Los suelos salinos pueden ser recuperados desplazando (lixiviando) las sales de la zona radicular, con agua de alta calidad. Debido a que los cultivos difieren en su tolerancia a las sales, una práctica adecuada de manejo (PAM) consiste en seleccionar aquellos cultivos que toleran mejor las sales. La Tabla 2-8 compara la tolerancia a las sales de algunos cultivos comunes. •
Suelos sódicos (alcalinos) - contienen cantidades excesivas de sodio (Na) en los sitios de intercambio. Los suelos se clasifican como sódicos si la saturación de Na excede el 15 % de la CIC. Generalmente tienen un pH igual o mayor a 8.5. El exceso de Na dispersa las partículas de suelo, limitando el movimiento de aire y agua. Por esta razón, el agua tiende a encharcarse en suelos sódicos. Estos suelos pueden ser recuperados reemplazando el Na en el complejo de intercambio con Ca. La mejor fuente de Ca para este efecto es el yeso (sulfato de calcio). Sin embargo, también se puede usar S elemental en suelos calcáreos. Para una exitosa recuperación se requiere que el Na salga de la zona radicular por lixiviación, pero
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2-13
un inadecuado movimiento del agua puede hacer este trabajo difícil. Una labranza profunda y/o una aplicación de estiércol pueden ayudar a mejorar el movimiento interno del agua. En algunas ocasiones los suelos sódicos pueden también ser salinos. Los suelos salino/sódicos se caracterizan por tener una saturación de Na mayor al 15% de la fase de intercambio, una alta CE y un pH igual o menor a 8.4. Su recuperación es igual a la de los suelos sódicos. Tabla 2-8. Tolerancia a la salinidad de algunos cultivos comunes. Niveles de Tolerancia Bueno
Moderado
Cebada
Trigo
Remolacha azucarera Canola Algodón Pasto bermuda
Maíz Alfalfa Centeno Trébol dulce
Bajo Mayoría de los tréboles Fríjol Apio Manzana Naranja Durazno
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Capítulo 2
REACCION Y ENCALADO DEL SUELO CUESTIONARIO 1.
El pH del suelo es una medida de la actividad _____________ y se expresa en términos de ____________ .
2.
(V o F) Un suelo con un pH de 7.5 tiene una reacción básica.
3.
(V o F) Un suelo con un pH de 7.0 tiene una reacción ácida.
4.
Un suelo con un pH de 5.0 es ___________ veces más ácido que uno que posee un pH de 7.0.
5.
Los suelos que han sido formados bajo condiciones de alta precipitación son ( más, menos) ácidos que aquellos formados bajo condiciones áridas.
6.
(V o F) Las plantas que crecen durante la formación del suelo influencian el pH.
7.
Las leguminosas generalmente contienen (más, menos) Ca y Mg que lo que contienen las gramíneas.
8.
(V o F) En la mayoría de los casos, la erosión expone a la superficie suelos de un pH más bajo.
9.
(V o F) Las inundaciones no tienen ningún efecto sobre el pH en suelos ácidos o básicos.
10. Los métodos comúnmente más utilizados para medir el pH del suelo son _____________ _____________ y ______________ . El método de __________ __________ es más preciso. 11. Los requerimientos de cal están relacionados con __________ y la capacidad _________ del suelo. 12. La __________ ___________ es la medida de la resistencia de un suelo a los cambios de pH. 13. (V o F) La capacidad tampón es mayor en suelos arenosos que en suelos arcillosos. 14. (V o F) El encalar hasta cerca de pH neutro los suelos tropicales ácidos, de alto contenido en óxidos de Fe y Al, puede causar una reducción en el rendimiento. 15. (V o F) El pH ácido del suelo mejora el funcionamiento de la mayoría de los herbicidas que se aplican directamente al suelo. 16. El fósforo es (más, menos) disponible a pH de 6.0 que a pH de 7.5. 17. (V o F) Los suelos ácidos son malos para todos los cultivos. 18. Cual de los siguientes cultivos crece mejor en un pH que fluctúa entre 6.0 - 6.5: maíz, alfalfa, trigo o soya ?
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2-14
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19. (V o F) El arroz de secano, yuca, piña y leguminosas como Centrocema pueden tolerar una alta saturación de Al en los suelos. 20. La cal incrementa el pH del suelo mediante la conversión de los iones H+ a _______. 21. (V o F) Los suelos ácidos deberían ser reencalados cada cinco años. 22. Para obtener Ca y Mg se debe aplicar cal _____________ . 23. Para rotaciones que incluyen leguminosas, se debe aplicar cal de ____________ a_________________ meses antes de la siembra. 24. El mejor método para determinar la frecuencia con la que se debe volver a encalar es __________ __________. 25. (V o F) La textura del suelo y la fertilización con N influencian la frecuencia de encalado. 26. Un material de encalado debería ser seleccionado por su valor __________, grado de ____________ y ______________. 27. _________ _________ __________ es el valor neutralizante de un material de encalado comparado al del CaCO3 puro. 28. (V o F) Las escorias industriales básicas tienen un valor de neutralización más alto que el CaCO3. 29. (V o F) Toda cal debería ser molida para que el material tenga solamente partículas de tamaño muy fino. 30. Que materiales de encalado reaccionan más rápidamente, los óxidos o los carbonatos. 31. (V o F) El aplicar cal a la superficie de los pastos es más eficiente que el mezclar la cal en el suelo antes del establecimiento del cultivo. 32. El oxido de calcio (CaO) también se llama cal _________ , cal ________ o ________. 33. El valor de neutralización de la cal agrícola (calcita y dolomita) generalmente fluctúa entre ______% a más de _____%. 34. Los suelos ______________ contienen carbonato de calcio libre. 35. (V o F) Los suelos salinos son altos en Na. 36. Algunos cultivos que toleran la sal son __________, _________, __________ y ________. 37. Los suelos sódicos (alcalinos) contienen altas cantidades de ________. 38. (V o F) El yeso se usa para recuperar suelos sódicos.
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2-15
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CAPITULO 3
NITROGENO Página 3-1 3-1 3-3 3-4 3-5 3-5 3-6 3-9 3-9 3-11 3-12 3-12 3-16
Un Nutriente Esencial de la Planta El Nitrógeno Juega Varios Papeles en la Planta Síntomas de Deficiencia en la Planta El Nitrógeno y la Eficiencia de Uso del Agua (EUA) El Nitrógeno en el Suelo y en el Aire Mineralización e Inmovilización del Nitrógeno Nitrificación y Denitrificación Estabilización de Nitrógeno en el Suelo Fijación de Nitrógeno Pérdidas de Nitrógeno Como Afecta el Nitrógeno la Acidez del Suelo Fuentes de Nitrógeno Cuestionario
UN NUTRIENTE ESENCIAL DE LA PLANTA
Tabla 3-1. Requerimentos de nitrógeno de varios cultivos.
El nitrógeno (N) es esencial para el creci-
Cultivo
miento de la planta. Forma parte de cada célula viviente. Las plantas requieren de grandes cantidades de N para crecer normalmente, Tabla 3-1.
EL NITROGENO JUEGA VARIOS PAPELES EN LA PLANTA
Alfalfa Algodón (fibra) Arroz Cacao (grano) Café (pergamino) Caña de azúcar Maíz Maní 1 Naranjas Pasto bermuda Pasto napier Sorgo Soya 1 Tomates Trigo Yuca
Las plantas absorben la mayoría del N en forma de iones amonio (NH4+) o nitrato (NO3-). Algo de urea se absorbe directamente por las hojas y pequeñas cantidades de N se obtienen de materiales como aminoácidos solubles en agua. Con excepción del arroz, los cultivos agrícolas absorben la mayoría de N como ion NO3-. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que los cultivos usan cantidades apreciables de NH4+, si éste está presente en el suelo. Ciertos híbridos de maíz tienen un alto requerimiento de NH4+ y la absorción de esta forma de N ayuda a incrementar el rendimiento de grano. El trigo también se beneficia de la nutrición con NH4+. Una de las razones por las que se obtienen rendimientos más altos con la absorción de una parte del N como PPI-PPIC
Niveles de producción
(toneladas)
La cantidad de N absorbido por todo el cultivo (kg)
18.0 1.7 7.8 1.5 3.2 112.0 10.0 4.5 60.0 18.0 28.0 8.4 4.0 90.0 4.0 40.0
500 200 125 450 500 235 240 270 300 410 340 250 350 260 130 260
1
Las leguminosas obtienen la mayoría de su N del aire. 3-1
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Concepto de producción 3-1
EL NITROGENO - FORMADOR DE PROTEINA “ No estaría de tan mal genio todo el tiempo si tuviera suficiente proteína”
La Agronomía es el mejor representante diplomático del mundo. ¿Porqué? Porque la práctica de una buena Ciencia Agronómica permite producir un adecuado abastecimiento de alimento, incluyendo las proteínas, que son vitales para la salud humana y animal.
por medio de los animales, aves o pescado que han consumido plantas que contienen proteína.
Asumiendo un consumo promedio de 40 gramos de proteína por persona y por día, el consumo anual de proteínas de la población mundial sería de aproximadamente 80 millones de toneladas. Esta proteína llega a la mesa de los consumidores en las plantas directamente, o
El nitrógeno incrementa directamente el contenido de proteína en las plantas. Dosis adecuadas de potasio y fósforo mejoran la capacidad de la planta para utilizar dosis altas de N, para de esta forma acumular más proteína y mejorar la calidad del producto.
Las cifras son claras. Vivimos en un mundo ávido por proteína. La clave para la producción de proteína es la fertilización con N.
LA FERTILIZACION CON N INCREMENTA EL CONTENIDO DE PROTEINAS Efecto en pasto Guinea, interactuando con K (2 años de producción) N K2O ---------- kg/ha --------0 0 362 770 753
PPI-PPIC
0 291 0 0 750
Materia seca t/ha
Proteína cruda %
Proteína cruda t/ha
10.8 11.2 14.6 16.1 34.1
9.57 9.34 12.07 15.50 10.37
1.0 1.0 1.8 2.5 3.5
3-2
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En Maíz Nitrógeno kg/ha
Rendimiento t/ha
Proteínas %
Proteína t/ha
0 90 180
7.3 10.0 11.5
8.0 8.5 9.5
0.6 0.8 1.1
En trigo Nitrógeno kg/ha
Rendimiento de grano t/ha
Proteína en el grano %
0 34 67 100
2.4 2.9 3.0 3.3
11.1 12.6 13.6 14.0
NH4+, es que la reducción de NO3- dentro de la planta requiere de energía (el NO3- es reducido a NH4+ que luego se convierte en aminoácidos dentro de la planta). Esta energía es proporcionada por carbohidratos, los mismos que podrían ser usados para el crecimiento o para la formación del grano.
SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTA Cantidades adecuadas de N producen hojas de color verde oscuro, debido a que éstas tienen una alta concentración de clorofila. La deficiencia de N resulta en clorosis (amarillamiento) de las hojas debido a presencia de cantidades reducidas de clorofila. Este amarillamiento se inicia en las hojas más viejas y luego se traslada a las hojas más jóvenes, a medida que la deficiencia se torna más severa.
El N es necesario para la síntesis de la clorofila y como parte de la molécula de la clorofila está involucrado en el proceso de la fotosíntesis. La carencia de N y en consecuencia la carencia de clorofila no permite que la planta utilice la luz solar como fuente de energía en el proceso de la fotosíntesis, y la planta pierde la habilidad de ejecutar funciones esenciales como la absorción de nutrientes. El N es un componente de las vitaminas y los sistemas de energía en la planta. Es también un componente esencial de los aminoácidos, los cuales forman proteínas, por lo tanto, el N es directamente responsable del incremento del contenido de proteínas en las plantas. Ver Concepto de Producción 3-1.
El pigmento verde de la clorofila absorbe la energía de la luz necesaria para iniciar la fotosíntesis. La clorofila ayuda a convertir el carbono (C), el hidrógeno (H) y el oxígeno (O) en azúcares simples. Estos azúcares y los productos de su transformación son usados para el crecimiento y desarrollo de la planta. Plantas pequeñas y crecimiento lento son también síntomas de deficiencia de N. Los cereales de grano pequeño y otras gramíneas macollan menos cuando el suplemento de N es limitado. Cuando el N es inadecuado, las semillas y las partes vegetativas de la planta tienen bajo contenido de proteínas. Las plantas deficientes
PPI-PPIC
3-3
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generalmente tienen menos hojas, y ciertos cultivos como el algodón pueden madurar más rápidamente en condiciones de deficiencia de N. El maíz fertilizado adecuadamente con N tendrá un contenido menor de humedad en el grano a la cosecha que aquel maíz con insuficiente cantidad de N. En ciertas ocasiones se acusa al N por el retraso en la madurez de los cultivos. El exceso de N puede incrementar el crecimiento vegetativo, reducir el cuajado del fruto y afectar adversamente la calidad. Sin embargo, en la mayoría de los casos el retraso en la madurez es causado por la deficiencia de otros nutrientes, antes que por el exceso de N.
Tabla 3-2. Efecto de la dosis y el fraccionamiento de nitrógeno en el rendimiento de maíz y en el uso eficiente del agua. Dosis de Método y forma N de aplicación
Rendimiento
kg/ha 0 112 112
224 224
EL NITROGENO Y LA EFICIENCIA DE USO DEL AGUA (EUA)
a la siembra 4 aplic. de 28 kg/ha (en el riego) a la siembra 8 aplic. de 28 kg/ha (en el riego)
27.5 62.2
9.9 12.1
32.2 41.7
Tabla 3-3. Efecto del nitrógeno en el incremento del rendimiento de maíz en condiciones de clima húmedo o seco. Cantidad de N kg/ha 0 168 Respuesta de N
Producción de grano ------- t/ha --------
Eficiencia de uso del agua -- kg/mm H2O ---
Seco 4.7 7.2
Húmedo 6.0 9.5
Seco 4.82 7.48
Húmedo 4.68 6.98
2.4
3.5
-
-
Colorado, EE.UU.
El N incrementa el rendimiento de los cultivos por cada mm de agua disponible, en condiciones de baja o alta disponibilidad de agua. En la Tabla 3-3 se observa como en el cultivo del maíz, 168 kg N/ha produjeron un incremento adicional de grano de 2.3 kg por mm de agua en condiciones húmedas, y 2.66 kg por mm de agua en un año seco. Se ha documentado similar comportamiento en todos los cultivos y en todos los tipos de suelo. Por ejemplo, en Arizona, la aplicación de N produjo 1.8 kg más de cebada por mm de agua, mientras que en Texas la aplicación de N permitió cosechar 2.8 kg más de sorgo por mm de agua (Tabla 3-4). PPI-PPIC
2.7 5.8 9.7
Minnesota, EE.UU.
(Ver Conceptos de Producción 3-2) En toda ocasión en la que se encuentra respuesta en rendimiento a la aplicación de un nutriente de contenido bajo en el suelo, también se incrementa eficiencia de uso del agua. La Tabla 3-2 demuestra como la aplicación de N duplicó la producción del maíz utilizando la misma cantidad de agua, en un suelo franco arenoso. El incrementar la aplicación de N de 112 a 224 kg/ha representó una producción adicional de 4143 kg/ha. El aplicar los 224 kg/ha de N en ocho fracciones de 28 kg/ha cada una, y no en una sola aplicación, incrementó el rendimiento en 2135 kg/ha.
t/ha
kg de maíz por kg de N
El aplicar cantidades óptimas de N y de otros nutrientes . . . no cantidades excesivas o cantidades muy bajas . . . para satisfacer las necesidades de los cultivos, permite mejorar la eficiencia en el uso de nutrientes, mientras que al mismo tiempo se minimiza los potenciales efectos negativos sobre el ambiente.
3-4
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MINERALIZACION E INMOVILIZACION DEL NITROGENO
Tabla 3-4. La aplicación de nitrógeno produce más grano de sorgo por mm de agua (datos promedio de 3 años). Dosis de N
Rendimiento
kg/ha
t/ha
0 134 268
5.1 7.8 8.1
El suelo contiene una proporción relativamente alta de N orgánico (no disponible) y una pequeña proporción de N inorgánico (disponible), como se ilustra en la Figura 3-1.
Eficiencia de uso del agua kg sorgo/mm H2O 3.39 5.87 6.23
Contenido de N orgánico (Proteínas, etc.)
Mineralización Inmovilización
Contenido de N inorgánico (NH4+, NO3-)
Texas, EE.UU.
Figura 3-1. La mayoría del N en el suelo está presente en forma orgánica y no está disponible inmediatamente para ser utilizado por la planta.
EL NITROGENO EN EL SUELO Y EN EL AIRE Las cantidades de N en el suelo, en forma disponible para la planta, son pequeñas. Cantidades muy bajas se encuentra en las rocas y en los minerales de los cuales se formaron los suelos. Casi todo el N del suelo proviene de la atmósfera, la cual contiene una reserva casi inagotable de este nutriente. Aproximadamente el 80% del aire que respiramos es nitrógeno (N2). Cada hectárea de la superficie de la tierra está recubierta por aproximadamente 84000 toneladas de N2, pero esta forma de N es un gas inerte que debe combinarse con otros elementos antes de que las plantas puedan usarlo. El N en el suelo está presente en tres formas principales.
El N orgánico puede representar del 97 al 98 % del total de N en el suelo. El N inorgánico generalmente representa solo del 2 al 3 %. Por lo tanto, el proceso que convierte las formas orgánicas de N no disponibles a formas disponibles es importante para el crecimiento de las plantas. Este proceso se denomina mineralización y ocurre a medida que los microorganismos del suelo descomponen la materia orgánica para obtener energía. Los microorganismos usan parte de la energía liberada y parte de los nutrientes esenciales contenidos en la materia orgánica. Cuando los organismos han usado todos los nutrientes que necesitan, el exceso (como el N) es liberado al suelo en forma inorgánica para ser utilizado por las plantas.
• Nitrógeno orgánico . . . parte de la materia
orgánica del suelo . . . no disponible para las plantas en crecimiento.
El N puede también pasar de una forma inorgánica a una forma orgánica, como lo indica la doble flecha de la Figura 3-1. Este proceso se llama inmovilización y es el reverso de la mineralización. La inmovilización ocurre cuando se incorporan al suelo residuos de cultivos con contenido alto de C y bajo de N. Los microorganismos descomponen vigorosamente la nueva fuente de energía presente en estos residuos, pero al mismo tiempo necesitan N para formar las proteínas de sus cuerpos. Cuando el contenido de N en los residuos es bajo, los microorganismos utilizan el N inorgánico del suelo
• Amonio. . . a menudo fijado en minerales
arcillosos del suelo y disponible lentamente para las plantas. Nitrógeno inorgánico. • Iones de amonio y nitrato y componentes
solubles presentes en la solución (agua) del suelo. . . el N que las plantas usan. Nitrógeno inorgánico.
PPI-PPIC
3-5
INPOFOS
para satisfacer sus necesidades. De esta forma el N inorgánico del suelo es transformado en N orgánico presente en las proteínas de los microorganismos del suelo. Esta forma de N no es disponible para el crecimiento de las plantas, pero mucho de este N regresa gradualmente a forma disponible a medida que los microorganismos mueren y sus cuerpos se descomponen.
en descomposición, 2) la calidad de los residuos de cultivo que se han aplicado al suelo, y 3) las condiciones ambientales en el suelo. El añadir más residuos generalmente alarga el período. El suministrar la cantidad adecuada de N generalmente acorta el período. Para eliminar o minimizar el problema, se deben incorporar los residuos con suficiente anticipación a la siembra para así permitir una adecuada descomposición.
La mineralización y la inmovilización ocurren simultáneamente en el suelo. El cambio de un suelo a dominancia de formas orgánicas o inorgánicas de N está gobernado principalmente por la relación C/N de la materia orgánica que se está descomponiendo. Los materiales con una relación C/N amplia (mayor que 30:1) favorecen la inmovilización.
NITRIFICACION Y DENITRIFICACION El primer producto resultante de la descomposición de la materia orgánica (mineralización) es el NH4+, proveniente de la descomposición de proteínas, aminoácidos y otros compuestos. La conversión de substancias más complejas a NH4+ se denomina amonificación. En condiciones favorables para el crecimiento de la planta, la mayor parte del NH4+ en el suelo se convierte en NO3- por medio de las bacterias nitrificantes. Este proceso se denomina nitrificación (Figura 3-2). La nitrificación es importante por varias razones:
Los materiales con una relación C/N baja (menos de 20:1) tienden a una más rápida mineralización. Las relaciones C/N entre 20 y 30:1 favorecen los dos procesos por igual. La Tabla 3-5 presenta la relación C/N de varios materiales orgánicos. Cuando en un suelo la inmovilización excede
• El NO3- es inmediatamente disponible para
Tabla 3-5. Relación carbono - nitrógeno (C/N) de varios materiales orgánicos. Material
Relación C/N
Suelo superficial sin disturbar Alfalfa Estiércol vacuno descompuesto Residuos de maíz Paja de cereales de granos pequeños Carbón mineral Madera de roble Arbol de pino
10:1 13:1 20:1
uso de las plantas y microorganismos del suelo. En condiciones aireadas los organismos también usan NH4+ . • El NO3- puede perderse por denitrificación,
proceso mediante el cual NO3- se reduce a formas gaseosas como el óxido nitroso (N2O) o N2 que se pierden a la atmósfera.
60:1 80:1
El NO3- es altamente móvil y se mueve libremente con el agua del suelo. Mucho del NO3puede escurrirse por el perfil del suelo . . . esto sucede más en los suelos arenosos profundos que en los suelos de textura fina con un drenaje moderado. El manejo apropiado del N puede controlar la lixiviación a la tabla de aguas e incrementar la productividad.
124:1 200:1 1000:1
la mineralización, prácticamente no existe N disponible para el cultivo a no ser que se haya aplicado fertilizante nitrogenado en una banda cerca de las raíces. Esta fase se denomina período de depresión de nitrato y es una época crítica para los cultivos. El tiempo de duración de este período depende de tres factores: 1) la relación C/N de los materiales PPI-PPIC
3-6
INPOFOS
Concepto de producción 3-2
EL FERTILIZANTE MEJORA EL USO DEL AGUA Baja Fertilidad
Alta Fertilidad
Rendimiento 9.2 t/ha
Rendimiento 5 t/ha
18.2 kg/mm de agua 12.1 kg/mm de agua
472 mm de Agua Del suelo usada
505 mm de Agua del suelo usada
LO MEJOR DESPUES DE LA LLUVIA . . . así es como se ha descrito al fertilizante. Merece realmente el elogio? Definitivamente si, debido a las siguientes razones : • El fertilizante ayuda a producir más cosecha por mm de agua, como se observa en el gráfico anterior; • El fertilizante promueve el crecimiento profundo de las raíces lo que permite aprovechar la humedad del subsuelo; • Promueve un sistema radicular robusto y profundo que absorbe más nutrientes y agua; • El fertilizante permite un abundante crecimiento vegetativo que cubre el suelo y evita la evaporación de agua; • Una buena cobertura vegetativa reduce la escorrentía superficial y permite que el suelo absorba agua; • El fertilizante ayuda a los cultivos a crecer rápidamente eliminando las malezas que compiten por humedad. LOS MAYORES INCREMENTOS EN RENDIMIENTO, ATRIBUIDOS AL FERTILIZANTE, OCURREN FRECUENTEMENTE EN AÑOS DONDE EXISTE ESTRES POR FALTA DE AGUA
PPI-PPIC
3-7
INPOFOS
Nitrificación Bacterias 2 NH4+
+
2NO3-
3O2
+
8H+
Nitrificantes Amonio
Oxígeno
Nitrato
Hidrógeno
Figura 3-2. El amonio reacciona con el oxígeno, en presencia de las bacterias nitrificantes, para producir nitrato. Esta reacción también libera hidrógeno, lo que incrementa la acidez del suelo. • Humedad - Las bacterias nitrificantes se mantienen activas aun en condiciones muy secas, pero pasan a ser inactivas en suelos encharcados. Los suelos que tienen humedad suficiente para el crecimiento de los cultivos tienen suficiente humedad para que la nitrificación sea normal. Los suelos saturados con agua no contienen suficiente O2 para uso de las bacterias nitrificantes. Como resultado, se produce muy poco NO3- . La exclusión del O2 del suelo promueve el proceso de denitrificación. Esto puede reducir drásticamente la disponibilidad de N.
La Tabla 3-6 demuestra que la práctica de fraccionar la dosis de N en tres aplicaciones incrementa el rendimiento relativo en un 31%. Esto significa que menos N permanece en el suelo, sujeto a lixiviación, después de la cosecha. Tabla 3-6. Efecto del fraccionamiento de la aplicación de N en el rendimiento relativo de maíz y en el contenido de proteína. Cantidad de N kg/ha
Producción relativa %
Proteína %
0 120 40+40+40
39 69 100
8.31 8.44 9.19
• Temperatura - La nitrificación empieza lentamente . . . justo a temperaturas sobre el punto de congelamiento, y continua incrementándose a medida que se incrementa la temperatura del suelo, hasta llegar a temperaturas de alrededor de 30o C. La tasa de nitrificación se reduce a temperaturas mayores de 30o grados centígrados. Las reacciones de denitrificación también se incrementan con el incremento de la temperatura del suelo.
Brasil
La denitrificación ocurre generalmente en suelos con contenido alto de materia orgánica y en condiciones de encharcamiento por períodos extensos (ausencia de O2). El proceso se acentúa a medida que aumenta la temperatura. A continuación se describen las condiciones de suelo que tienen mayor influencia en la nitrificación y denitrificación.
• Aireación - La nitrificación requiere O2. Los suelos bien aireados, de textura media a gruesa, tienen un alto contenido de O2 y soportan una rápida nitrificación debido al buen drenaje y al intercambio de aire entre el suelo y la atmósfera.
• pH del suelo - La Tasa de nitrificación es generalmente baja en suelos ácidos. Ocurre en un rango de pH de 4.5 - 10.0, pero las condiciones óptimas ocurren alrededor de pH de 8.5. El encalar suelos ácidos beneficia a las bacterias nitrificantes. PPI-PPIC
• Residuos de cultivos - La denitrificación ocurre a medida que las bacterias del suelo 3-8
INPOFOS
oxidan los residuos orgánicos. Cantidades altas de residuos, combinadas con bajos suministros de O2 en el suelo, aceleran las reacciones de denitrificación y la pérdida de N.
ESTABILIZACION NO EN EL SUELO
nitrificación o fuentes de N de lenta liberación, se puede incrementar significativamente la eficiencia del uso de N. • Inhibidores de nitrificación - Estos productos simplemente bloquean la conversión de NH4+ a NO3- al desactivar la acción de las bacterias nitrificantes por cierto período de tiempo, en algunas ocasiones hasta por tres meses. Los resultados del uso de estos productos son variables, pero se han logrado respuestas en rendimiento mayores al 50% cuando se han usado apropiadamente. El mayor beneficio del uso de inhibidores de nitrificación se logra cuando se hacen aplicaciones de N en condiciones muy húmedas al inicio del ciclo del cultivo, en suelos arenosos y en suelos pobremente drenados.
DEL NITROGE-
Todos los fertilizantes nitrogenados producidos comercialmente son altamente solubles cuando se los aplica al suelo. Por otro lado, las fuentes orgánicas, tales como los estiércoles de animales, los residuos de cultivos y los cultivos de cobertura liberan N soluble únicamente a medida que se descomponen (mineralizan) en el suelo. Todo el N, ya sea que provenga de fuentes inorgánicas u orgánicas, se convierte eventualmente en NO3-. El N en la forma NO3- es susceptible a perderse del suelo por lixiviación y denitrificación.
• Fertilizantes nitrogenados de lenta liberación - Los fertilizantes urea - formaldehído son manufacturados mediante la reacción de urea con formaldehído, formando un compuesto que es ligeramente soluble en agua. Su alto costo impide el uso en cultivos comunes y se usa principalmente en céspedes, campos de golf y otros cultivos específicos. La urea cubierta con azufre es otro tipo de fertilizante que libera N lentamente.
El N en forma de NH4+ es estable en el suelo, siendo retenido en los sitios de intercambio de CIC de las arcillas y materia orgánica. Existen buenas razones para mantener el N en esta forma, por lo menos hasta poco antes que el cultivo necesite el nutriente. Estas son: • El N en forma de NH4+ no se pierde por lixiviación, por lo tanto el movimiento potencial de N hacia la tabla de aguas se minimiza o elimina cuando se mantiene el N como NH4+.
FIJACION DE NITROGENO Cuando el N atmosférico (N2) se combina con H2 u O2, ocurre un proceso llamado fijación. Este proceso debe ocurrir para que el N pueda ser utilizado por las plantas. La fijación puede ocurrir en varias formas.
• Algunos híbridos de cultivos como maíz, trigo y algodón tienen un rendimiento más alto cuando se nutren con una mezcla de NH4+ y NO3-.
•
• El N del suelo no se pierde por denitrificación cuando se encuentra en forma NH4+. Una parte importante del manejo de los fertilizantes nitrogenados es el aplicar dosis y fuentes adecuadas, localizar el nutriente en forma apropiada y en la época de mayor necesidad del cultivo. En ocasiones, es difícil o imposible llegar a cumplir todas estas metas. Sin embargo, mediante el uso de inhibidores de PPI-PPIC
3-9
Fijación biológica - La fijación biológica puede ser simbiótica o no simbiótica. La fijación simbiótica de N se refiere al trabajo de bacterias que fijan N mientras crecen en asociación con una planta huésped. Esta asociación beneficia tanto a los microorganismos como a la planta huésped. El ejemplo más conocido es la asociación entre la bacteria Rhizobium y las raíces de las leguminosas. Las bacterias forman nódulos en las raíces. En estos nódulos las bacterias INPOFOS
centaje de N en los nódulos y la producción de proteínas en las semillas (Tabla 3-8).
fijan el N de la atmósfera y lo hacen disponible para las leguminosas. Las leguminosas entregan carbohidratos, los cuales proveen la energía necesaria para que las bacterias fijen N. Cuanto N fijan las bacterias simbióticas de las leguminosas? Se estima que la magnitud de la fijación va desde solamente unos cuantos kilogramos hasta 550 kg/ha por año. Cantidades comúnmente aceptadas se presentan en la Tabla 3-7. Se considera que la fijación simbiótica de N por parte de las leguminosas es la fuente más importante de N natural en los suelos. Actualmente se está investigando el comportamiento de organismos fijadores de N
La fijación no simbiótica de N es llevada a cabo mediante bacterias que viven libremente en el suelo. La cantidad de N fijado por estos organismos es mucho menor que la cantidad fijada simbióticamente. Se estima que un máximo de 20 kg de N/ha es fijado anualmente por bacterias libres en el suelo. • Oxidación Natural - El calor generado por los rayos en una tormenta permite que el O2 reaccione con el N2 que se encuentra en el aire, formando eventualmente NO3-. La lluvia y la nieve aportan aproximadamente de 5 a 10 kg /ha /año de N proveniente de oxidación natural.
Tabla 3-7. Fijación anual estimada de nitrógeno por varios cultivos de leguminosas. Leguminosas
N fijado, kg/ha/año
Alfalfa Trébol Ladino Trébol blanco Soya Arvejas Lespedeza Maní
220 200 120 110 100 95 45
• Fijación Industrial - Los procesos industriales fijan N2 muy efectivamente, transformándolo en formas disponibles para las plantas. El proceso más importante sintetiza NH3 combinando N2 y H2, de la siguiente manera: N2 + 3 H2 2NH3
calor
catalizadores
que podrían crecer y fijar N en gramíneas. Trabajos de investigación han demostrado que el fósforo (P) y el potasio (K) afectan la nodulación y por lo tanto la fijación de N en las leguminosas. Nótese como P y K incrementan la cantidad de nódulos, el por-
y
presión
amoniaco anhidro
El H2 se obtiene generalmente de gas natural. El N2 proviene directamente del aire. La Figura 3-3 indica como se usa NH3 para fabricar otros fertilizantes.
Tabla 3-8. Efectos del fósforo y el potasio en el rendimiento, nodulación y composición química de la soya. Dosis anual P2O5 K2O
Media 2 años de rendimiento
---------------------------kg/ha
---------------t/ha
0 134 0 134
0 0 134 134
1.7 1.8 3.1 3.7
Número de nódulos por planta* ----------------
35 59 79 114
Peso nódulos frescos*
N en los nódulos
---------------mg/cm3
---------------%
0.186 0.343 0.487 0.919
3.19 3.92 3.37 3.61
* Se asume una profundidad de 17.0 cm
PPI-PPIC
Media 2 años proteína en el grano ---------------% 41.8 41.8 39.2 39.2
Media 2 años proteína en el grano ---------------kg/ha 717 742 1228 1445 Virginia, EE.UU.
3-10
INPOFOS
+Roca fosfórica Fosfatos nítricos +NH3 +O2
HNO3
Nitrato de amonio (NH4NO3) +Na2CO3 Nitrato de sodio (NaNO3) +H2SO4 Sulfato de amonio [(NH4)2SO4] +CO2 Urea [CO(NH2)2]
NH3 +H2O Agua amoniacal (NH4OH) +NH4NO3+Urea+H2O Soluciones nitrogenadas +N3PO4 Fosfatos de amonio HNO3 = ácido nítrico H2SO4 = ácido sulfúrico H3PO4 = ácido fosfórico
Na2CO3 = carbonato de sodio CO2 = dióxido de carbono
Figura 3-3. El amonio es el producto básico con el cual otras fuentes de nitrógeno son manufacturadas. volatilización pueden ser elevadas en condiciones de elevada temperatura y humedad. Para evitar estas pérdidas se debe incorporar los fertilizantes que contienen NH4+, cuando éstos se utilizan en suelos alcalinos o calcáreos.
PERDIDAS DE NITROGENO Los cultivos remueven abundante N del suelo. La cantidad depende del tipo de cultivo y cantidad de cosecha. A pesar de que la remoción de nutrientes en la cosecha no se considera como pérdida, en realidad lo es. El efecto neto de la remoción de N por los cultivos es que reduce los niveles de N en el suelo. Por otro lado, las pérdidas de N en forma gaseosa son tanto o más importantes y se describen a continuación.
• Urea - El N aplicado en forma de urea a la superficie del suelo se convierte rápidamente en NH3 o NH4+ cuando existe humedad y temperatura apropiada y la presencia de la enzima ureasa. El NH3 formado puede pasar a la atmósfera mediante volatilización. Las pérdidas de N de la urea pueden evitarse con la incorporación del fertilizante, con aplicación cuando las temperaturas son bajas y con el riego inmediato que permite que la urea se introduzca en el suelo.
• Reacciones del amonio - Cuando se aplican fertilizantes nitrogenados que contienen NH4+, como el nitrato de amonio y el sulfato de amonio, en la superficie de suelos alcalinos o calcáreos, se producen reacciones químicas que pueden causar pérdidas de N en forma de amoniaco (NH3) gaseoso, en un proceso denominado volatilización. Reacciones similares pueden ocurrir en suelos recientemente encalados. Las pérdidas por PPI-PPIC
• Amoniaco anhidro - El amoniaco anhidro (NH3) es un gas cuando no está bajo presión. Debe ser aplicado bajo la superficie del suelo para prevenir pérdidas por volatilización. Las pérdidas pueden ocurrir cuando se aplica 3-11
INPOFOS
pone la materia orgánica del suelo, el primer producto nitrogenado es el NH4+. A medida que este NH4+ se convierte a NO3-, se liberan iones H+. Esto, al igual que lo que sucede con los fertilizantes inorgánicos que contienen NH4+, causa la acidificación del suelo. Los fertilizantes nitrogenados como el nitrato de calcio y el nitrato de sodio dejan cationes básicos . . . Ca++ y sodio (Na+) . . . en el suelo. Esto hace que el suelo sea menos ácido. La Tabla 3-9 muestra como las diferentes fuentes de N afectan las condiciones básicas o ácidas del suelo.
NH3 a suelos extremadamente húmedos. Se debe aplicar NH3 cuando la humedad del suelo está por debajo de la capacidad de campo. Los suelos deben estar húmedos pero no inundados, ni tampoco muy secos. Los suelos arenosos y de baja CIC necesitan de una aplicación más profunda de NH3 que los suelos arcillosos.
COMO AFECTA EL NITROGENO LA ACIDEZ DEL SUELO Cuando el proceso de nitrificación convierte el NH4+ a NO3-, se liberan iones H+ (Figura 32). Este es un proceso que produce acidez en el suelo. Por esta razón, las fuentes de N (fertilizantes comerciales, estiércol, leguminosas) que contengan o formen NH4+ incrementan la acidez del suelo si la planta no absorbe el NH4+ directamente. El NO3- también puede ser un factor asociado con la acidez del suelo debido a la lixiviación de iones básicos como el calcio (Ca++), magnesio (Mg++) y K+. El NO3- y los cationes básicos forman pares iónicos que se pierden juntos por lixiviación. A medida que las bases son removidas, éstas son reemplazadas por H+, haciendo el suelo más ácido. Cuando el proceso de mineralización descom-
FUENTES DE NITROGENO La descomposición de la materia orgánica provee más del 90% del N nativo del suelo. Sin embargo, la mayoría de los suelos contienen poca materia orgánica, generalmente 2% o menos. La materia orgánica del suelo contiene aproximadamente 5% de N, pero solamente alrededor del 2% de la materia orgánica se descompone cada año y a menudo menos. Cada porcentaje de materia orgánica libera únicamente de 10 a 40 kg de N/ha/año, cantidad insuficiente para cubrir las necesidades de los cultivos. Además, las cantidades liberadas son afectadas por las prácticas de manejo. Por
Tabla 3-9. Fuentes de nitrógeno con sus respectivos contenidos de N y su efecto en las condiciones básicas o ácidas del suelo. Fuente de N
Fórmula química
Sulfato de amonio (NH4)2SO4 Amoniaco anhidro NH3 Nitrato de amonio NH4NO3 Urea CO(NH2)2 Solución de nitrato de amonio - CO(NH2)2+NH4NO3 urea (NAU) Nitrato de calcio Ca(NO3)2 Nitrato de sodio NaNO3 Nitrato de potasio KNO3 Fosfato monoamónico (MAP) NH4H2PO4 Fosfato diamónico (DAP) (NH4)2HPO4 Fosfato nítrico H3PO4 + Ca(NO3)2 Nitrato cálcico-amónico Ca(NO3)2+ NH4NO3
N%
kg CaCO3/kg de N1
21 82 34 46 28 - 32
5.2 1.8 1.8 1.8 1.8
15.5 16 13 10 18 20 26
0.5 - 1.0 (B) 1.8 (B) 2.0 (B) 5.0 3.1 0.8 - 1.3 0.3 - 0.7
1
Cantidad de carbonato de calcio puro (CaCO3) requerida para neutralizar las reacciones de acidificación de 1 kg de N o la cantidad de CaCO3 requerida para igualar el efecto neutralizante de un kg de N (B). La mayoría de los efectos acidificantes en el suelo se deben a la actividad de bacterias durante la nitrificación.
PPI-PPIC
3-12
INPOFOS
ejemplo, la labranza de conservación (siembra directa), que se practica cada vez más en Norte América, Argentina y Brasil, resulta en suelos más fríos, donde los procesos de descomposición de la materia orgánica son más lentos y liberan menor cantidad de N.
Si el suelo se encuentra muy seco durante la aplicación del NH3 la apertura atrás del disco de aplicación no se sella y el NH3 se volatiliza. La condición ideal para que el NH3 se retenga bien es que el contenido de humedad esté cerca de capacidad de campo. El encharcamiento de agua también incrementa la posibilidad de pérdida debido a la dificultad en cerrar las aperturas del disco de aplicación.
En el pasado, casi todos los fertilizantes nitrogenados provenían de materia orgánica. Se usaban deshechos humanos, estiércol de ganado y aves, residuos de semillas de algodón y huesos calcinados. Algunos de estos materiales todavía se usan en algunos países, sin embargo, la mayoría de los fertilizantes nitrogenados provienen de la fijación comercial del N atmosférico que lo transforma primero en amonio y luego en otros compuestos. Las principales fuentes comerciales de N se describen a continuación :
El uso de distancias menores entre los discos de aplicación tiende a reducir las pérdidas de NH3 debido a que se reduce la concentración en los puntos de inyección. Cantidades menores en la aplicación también reducen la concentración de NH3 en los puntos de liberación y reducen de esta forma las posibilidades de pérdida.
• Amoniaco anhidro - El amoniaco anhidro (NH3) contiene más N que cualquier otro fertilizante nitrogenado (82%). Se almacena bajo presión como un líquido y se aplica al suelo desde tanques de alta presión, por medio de tubos inyectores colocados en la parte posterior del disco o navaja que se introduce en el suelo. Se puede aplicar también por medio de infiltración del producto diluido en el agua de riego aplicada por inundación o por surco (no con riego por aspersión). El aplicar amoniaco anhidro en suelos pedregosos, muy secos o muy húmedos puede ser difícil. La aplicación sobre cultivos como pastos puede causar daños permanentes a las raíces.
Si se tienen en cuenta todos los factores que afectan la conducta del NH3, las pérdidas por volatilización son pequeñas y no constituyen un factor de consideración económica. • Agua Amoniacal y soluciones de nitrógeno - El agua amoniacal se obtiene mediante la disolución de NH3 en agua. Tiene propiedades similares al amoniaco anhidro y debe localizarse bajo la superficie del suelo para prevenir pérdidas de NH3. Las soluciones de nitrógeno en algunas ocasiones son manufacturadas mediante la mezcla de concentrados de nitrato de amonio, urea y en algunas veces agua amoniacal. Las soluciones de nitrógeno son también en ocasiones producidas mediante la disolución de urea sólida y/o nitrato de amonio. Las soluciones de N se clasifican en soluciones presurizadas y no presurizadas.
A temperatura y presión atmosférica normales, el NH3 es un gas que se puede perder durante y después de la aplicación. Las condiciones físicas y químicas del suelo controlan la cantidad que se pierde. La humedad del suelo, la profundidad de la aplicación, la distancia entre líneas de aplicación y la CIC del suelo son factores que afectan la retención del NH3 en el suelo. Los suelos de baja CIC, como los suelos arenosos, requieren de una aplicación más profunda para evitar pérdidas por volatilización.
PPI-PPIC
Las soluciones presurizadas tienen una apreciable presión de vapor de NH3 libre. Requieren de tanques y equipo especializado, especialmente si su presión de vapor es alta a la temperatura de operación. Las soluciones presurizadas deben aplicarse bajo la superficie del suelo para evitar pérdidas de NH3. No se deben aplicar soluciones presurizadas directamente en contacto con 3-13
INPOFOS
de N al voleo o en banda superficial.
las semillas por el efecto nocivo del NH3 en la germinación.
• Urea - La urea en su forma original no contienen NH4+. Sin embargo, la urea se hidroliza rápidamente en el suelo en presencia de la enzima ureasa y produce amonio y bicarbonato (Figura 3-4). Varios factores influyen en la rapidez con la cual ocurre la hidrólisis, incluyendo la cantidad de enzima presente y la temperatura del suelo. Mientras más frío esté el suelo más lento es el proceso.
Las soluciones no presurizadas contienen nitrato de amonio, urea y agua. Estas soluciones pueden ser manejadas sin el uso de tanques y equipo de alta presión ya que esencialmente no contienen NH3 libre. Las soluciones de N que contienen urea y nitrato de amonio (UNA) tiene una concentración mayor de N que cualquier solución que contenga solo una de estas fuentes. La presencia de las dos fuentes permite que la solución sea usada a temperaturas más bajas sin la formación de precipitados. Sin embargo, aun en las soluciones de UNA, a medida que la concentración de N se incrementa, la temperatura de formación de precipitados se incrementa: a 28% de N, la temperatura de precipitación es menos de 21°C; a 30% de N, la temperatura es menos de 7°C; a 32% de N, la temperatura es de menos 2°C.
Durante la hidrólisis, los iones bicarbonato reaccionan con la acidez del suelo e incrementan el pH en la proximidad del sitio de reacción de la urea, neutralizando de esta forma parte de la acidez producida luego mediante la nitrificación. Los iones NH4+ son adsorbidos por las arcillas y la materia orgánica del suelo, eventualmente nitrificados o absorbidos directamente por las plantas. Una vez que la urea se ha convertido en NH4+, ésta se comporta como cualquier otro fertilizante nitrogenado siendo una excelente fuente de N. Sin embargo, existen varias condiciones en el comportamiento de la urea que deben ser previamente entendidos.
• Nitrato de amonio - El nitrato de amonio contiene de 33.5 a 34.0 % de N. La mitad del N en el nitrato de amonio es NH4+ y la otra mitad es NO3-. A pesar de que el nitrato de amonio sólido tiene excelentes cualidades de manejo, absorbe humedad (es higroscópico). Por esta razón, durante su manufactura se lo recubre con materiales como polvo de diatomeas lo que previene la absorción de agua. Además, en climas húmedos, no se debe dejar en sacos o recipientes abiertos por periodos largos de tiempo. El nitrato de amonio es adecuado para mezclas físicas de fertilizantes y para los cultivos que requieren de aplicaciones
La urea normalmente se hidroliza en forma rápida. Se pierden cantidades apreciables de NH3 por volatilización cuando se aplica urea, o soluciones que contienen urea, a la superficie de suelos desnudos que están evaporando agua rápidamente, o a suelos con una alta cantidad de residuos en la superficie. Se puede controlar este problema aplicando la urea a temperaturas bajas, incorporando el material al suelo o apli-
Hidrólisis de la Urea CO(NH2)2 + urea
2H2O
HCO3bicarbonato
+
+
H+ acidez
Ureasa
H+ acidez
2NH4+ amonio CO2 dióxido de carbono
HCO3bicarbonato
+
+
H2 O
Figura 3-4. La descomposición de la urea (hidrólisis) en el suelo depende de la presencia de la enzima ureasa y este proceso debe ocurrir previamente para que las plantas puedan usar el nitrógeno de la urea. PPI-PPIC
3-14
INPOFOS
cándolo en banda.
Tabla 3-10. Fuentes de nitrógeno y contenido de este nutriente.
La rápida hidrólisis en el suelo es responsable de las quemaduras que el NH3 causa en las semillas cuando se colocan cantidades altas de urea muy cerca de ellas. Una buena práctica es evitar el contacto directo con las semillas en cultivos de hilera. Los cereales de grano pequeño pueden soportar un mayor contacto con la semilla si la máquina sembradora deposita una banda ancha de semillas y fertilizante (máquinas sembradoras que funcionan con aire).
Fuente Amoniaco anhidro Agua amoniacal Nitrato de amonio Nitrato-sulfato de amonio Nitrato de amonio-cal Sulfato de amonio Solución urea-nitrato de amonio (UNA) Cloruro de amonio Urea Fosfato monoamónico (MAP) Fosfato diamónico (DAP) Nitrato de sodio Nitrato de potasio Nitrato de calcio Urea recubierta de azufre Urea formaldehido
La urea es un excelente fertilizante para ser aplicado en forma foliar, pero ciertas ureas pueden contener pequeñas cantidades de un producto de condensación conocido como biuret. El biuret es tóxico cuando se aplica al follaje, pero no tiene un efecto perjudicial cuando se aplica al suelo. • Sulfato de Amonio.- El sulfato de amonio contiene 21% de N y 24 % de S. A menudo se lo obtiene como un producto residual en la fabricación de nylon. La creciente frecuencia de deficiencias de S promueven su mayor uso como fuentes de N y de S.
Porcentaje de N 82 20-25 33.5-34 26 20.5 21 28-32 26 46 10-11 18 16 13 15.5 39 38
• Fosfatos de Amonio.- El fosfato monoamónico (NH4H2PO4) y diamónico ((NH4)2HPO4) son considerados más como fuentes importantes de P que de N. Estos materiales se los analiza en el capítulo 4. La Tabla 3-10 presenta las diferentes fuentes de N y su contenido de este nutriente.
PPI-PPIC
3-15
INPOFOS
Capítulo 3 NITROGENO CUESTIONARIO 1.
Las plantas absorben N como ______________ o como _________________.
2.
Una vez dentro de las plantas, el N es convertido en _____________ _______________.
3.
(V o F) El N es parte de la molécula de la clorofila.
4.
El amarillamiento de las hojas de la planta debido a la deficiencia de N se llama _____________.
5.
En presencia de clorofila el __________, ____________ y el _____________ se convierten a azúcares simples.
6.
(V o F) El retraso en la madurez de los cultivos es causado por mucho N.
7.
(V o F) El N incrementa el rendimiento del cultivo por mm de agua, sin importar la cantidad de agua disponible para el crecimiento.
8.
(V o F) La mayoría de las rocas y minerales del suelo contienen N.
9.
La mayoría del N del suelo viene de ___________.
10.
Cada hectárea de la superficie del suelo esta cubierta con _________ toneladas de N.
11.
Las formas de N del suelo más disponibles para la planta son los iones __________ y ______________ o compuestos solubles de N. La forma menos disponible es N orgánico.
12.
El proceso mediante el cual las formas orgánicas de N no disponibles son convertidas a una forma disponible se conoce como ____________.
13.
(V o F) Los materiales con una amplia relación C/N causan que la inmovilización domine sobre la mineralización.
14.
(V o F) La alfalfa tiene una relación C/N más amplia que aquellos suelos no cultivados.
15.
La conversión bacteriana de amonio a nitrato se llama ___________________.
16.
El proceso mediante el cual el nitrato es reducido a oxido nitroso y N elemental se llama _______________.
17.
Cuatro condiciones de suelo que influyen la nitrificación y la denitrificación son ______________, __________________, _________________ y _______________.
18.
Los inhibidores de la nitrificación trabajan mediante la desactivación de bacterias que convierten ________________ a _______________. Cuando el N atmosférico se combina con hidrogeno u oxígeno, el proceso se llama ___________________.
19.
PPI-PPIC
3-16
INPOFOS
20.
Los tres tipos de fijación de N son ___________, _________________ y ________________.
21.
Dos tipos de fijación biológica son ______________ y ______________.
22.
La alfalfa fija aproximadamente un promedio de _____________ kg de N por hectárea por año.
23.
En la síntesis de amonio, el hidrógeno se obtiene de ________________ ____________.
24.
(V o F) El amonio es la base para la fabricación de la mayoría de los fertilizantes nitrogenados comunes.
25.
(V o F) La remoción de nutrientes del campo constituye una pérdida de N.
26.
La pérdida de N como NH3 gaseoso se denomina _______________.
27.
(V o F) Las pérdidas de urea se pueden reducir aplicándola cuando la temperatura es baja, mediante la irrigación inmediatamente después de la aplicación o por medio de la incorporación.
28.
(V o F) Una pérdida significativa de N puede ocurrir cuando se aplica amoniaco anhidro en suelos extremadamente húmedos.
29.
La urea contiene _________ por ciento de N.
30.
Cual de las siguientes fuentes de fertilizante nitrogenado tienen reacción ácida: Sulfato de amonio, urea, nitrato de potasio, nitrato de calcio, amoniaco anhidro?
31.
(V o F) La descomposición de la materia orgánica resulta en un incremento en la acidez del suelo.
32.
Las soluciones nitrogenadas se clasifican como ______________ o ______________.
33.
(V o F) La mitad del N en el nitrato de amonio esta en la forma NO3-.
34.
El nitrato de amonio es higroscópico. Esto significa que rápidamente __________ agua.
35.
(V o F) El contenido de biuret en la urea es un problema solo cuando se lo aplica foliarmente.
36.
El fertilizante nitrogenado de uso común con el mayor contenido de N es __________ ____________.
PPI-PPIC
3-17
INPOFOS
CAPITULO 4
FOSFORO Página 4-1 4-1 4-3 4-3 4-4 4-5 4-10 4-13 4-16 4-16 4-17
Un Nutriente Esencial para las Plantas Funciones del Fósforo en la Planta Síntomas de Deficiencia en la Planta Fuentes de Fósforo y Cantidades en el Suelo Movimiento del Fósforo en el Suelo Factores que Afectan la Disponibilidad del Fósforo Métodos de Aplicación de Fertilizantes Fosfatados Fuentes de Fósforo Terminología de los Fertilizantes Fosfatados Resumen Cuestionario
Tabla 4-1. Cantidad de fósforo absorbido por varios cultivos.
UN NUTRIENTE ESENCIAL PARA LAS PLANTAS El fósforo (P) es esencial para el crecimiento de las plantas. No puede ser sustituido por ningún otro nutriente. La planta debe tener P para cumplir su ciclo normal de producción. La Tabla 4-1 que se presenta a continuación muestra la cantidad de P que varios cultivos absorben del suelo.
Cultivo Alfalfa Bananas Frijol Café Maíz Algodón (fibra) Grano de sorgo Maní Arroz Soya Caña de azúcar Tomates Trigo
FUNCIONES DEL FOSFORO EN LA PLANTA Las plantas absorben la mayoría del P como el ion ortofosfato primario (H2PO4-). Las plantas también absorben pequeñas cantidades de P como ion ortofosfato secundario (HPO4=). El pH del suelo influye en gran parte en la absorción de estas dos formas de P por la planta. Las plantas pueden utilizar otras formas de P, pero en menores cantidades que el ortofosfato. Los concentraciones más altas de P en plantas jóvenes se encuentran en el tejido de los puntos de crecimiento. Debido a que el P se mueve rápidamente de los tejidos viejos a los tejidos jóvenes, las deficiencias aparecen primero en las partes bajas de la planta. A medida que las plantas maduran, la mayor parte del P se mueve a las semillas o al fruto como se observa en los datos de la Tabla 4-2.
PPI-PPIC
Nivel de ren- Absorción de dimiento, P2O5 en todo el toneladas cultivo, kg 18.0 55.0 2.0 2.1 10.0 1.1 9.0 4.5 7.8 4.0 112.0 90.0 4.0
134 52 15 12 102 57 94 45 67 65 112 97 46
Nota: El contenido de fósforo en los fertilizantes se expresa como equivalente de “P2O5”, a pesar de que no existe el P2O5 como tal en los materiales fertilizantes. La designación de P2O5 es una expresión convencional estándar del contenido relativo de P. En este texto, algunos datos se expresan en términos de P y otros como P2O5. Para convertir P en P2O5, se multiplica por 2.29 y para convertir P2O5 en P se multiplica por 0.43.
4-1
INPOFOS
Tabla 4-3. La fertilización con fósforo incrementa el rendimiento de maíz y reduce humedad en el grano al momento de la cosecha.
Tabla 4-2. Las semillas contienen más fósforo que cualquier otra parte de la planta. Cultivos Parte de la planta Maíz
Grano Tallos y hojas Algodón Semilla Tallos y hojas Maní Grano Tallos y hojas Arroz Grano Paja Soya Grano Paja Trigo Grano Paja
Rendim. t/ha
Porcentaje de P
9.4 8.4
0.22 0.17
2.2 2.8
0.66 0.24
4.5 7.2
0.20 0.26
6.7 7.8 3.4 7.8 4.0 6.1
0.28 0.09 0.42 0.18 0.42 0.12
P2O5 aplicado,
Rendimiento, t/ha
Humedad en el grano %
6.2 8.2 8.8 8.5 8.7
31.8 27.8 27.0 26.9 26.5
kg/ha 0 45 90 135 180 Suelos con bajo P
Illinois, E.U.
Un aspecto importante de los suelos con buen contenido de P es la influencia que esta condición tiene en la absorción de P por los cultivos durante los períodos de estrés de humedad. La Figura 4-1 demuestra que la absorción de P de plántulas de maíz se reduce durante los períodos de estrés de humedad. Sin embargo, los efectos del estrés de humedad se reducen al menos parcialmente, cuando los niveles de P en el suelo son altos.
El P desempeña un papel importante en la fotosíntesis, la respiración, el almacenamiento y transferencia de energía, la división y crecimiento celular y otros procesos que se llevan a cabo en la planta. Además promueve la rápida formación y crecimiento de las raíces. El P mejora la calidad de la fruta, hortalizas y granos y es además vital para formación de la semilla. El P está involucrado en la transferencia de características hereditarias de una generación a la siguiente.
Absorción de P, g/kg de raíces
20
El P ayuda a las raíces y a las plántulas a desarrollarse rápidamente y mejora su resistencia a las bajas temperaturas. Además, incrementa la eficiencia del uso del agua, contribuye a la resistencia de algunas plantas a enfermedades y adelanta la madurez . . . es importante para rendimientos más altos y calidad de los cultivos. Ver Tabla 4-3.
15
10
Alto
5
Medio Bajo
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
Tensión de humedad en el suelo, Bares
Figura 4-1. El contenido de fósforo en el suelo afecta la capacidad de plantas de maíz de absorber este nutriente durante los períodos de estrés de humedad.
PPI-PPIC
4-2
INPOFOS
hierro (Fe), aluminio (Al) y manganeso (Mn) o se enlaza con la superficie reactiva de ciertos minerales arcillosos como la caolinita, los óxidos de Al y Fe en suelos tropicales rojos y la alofana, imogolita y complejos de humus-Al en los suelos derivados de ceniza volcánica. Estas reacciones reducen la disponibilidad de P para las plantas. Sin embargo, compuestos como el fosfato dicálcico y el fosfato octacálcico son relativamente disponibles para la planta. Otras fuentes de P disponible incluyen la materia orgánica, el humus, los microorganismos y otras formas de vida. Se ha demostrado que los compuestos orgánicos en el suelo ayudan a retrasar las reacciones de fijación de P.
SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTA La primera señal de falta de P es una planta pequeña. La forma de las hojas se distorsiona. Cuando la deficiencia es severa se desarrollan áreas muertas en la hoja, el fruto y el tallo. Las hojas viejas se afectan antes que las jóvenes. Un color púrpura o rojizo, asociado con la acumulación de azúcares, aparece a menudo en plantas de maíz y en otros cultivos deficientes en P, especialmente a temperaturas bajas. La deficiencia de P retarda la madurez del cultivo. Los cereales de grano pequeño que se cultivan en suelos con bajo contenido de P macollan menos.
La capa arable de los suelos agrícolas contiene cantidades de hasta 3000 kg de P por hectárea en combinación con otros elementos . . . la mayor parte de estas formas de P no son disponibles para la planta. Una cantidad muy pequeña del P total en el suelo se encuentra en la solución en un determinado momento . . . generalmente menos de 4 kg/ha. Solamente unos cuantos kilogramos de P por hectárea en la solución del suelo son suficientes para el crecimiento normal del cultivo. Por lo tanto, la clave para la fertilización con P, no es mantener grandes cantidades de P en la solución del suelo, sino más bien la habilidad del suelo para recargar esa solución con P.
Los síntomas visuales de deficiencia, que no sean el crecimiento lento y la reducción en la producción, no son tan claros como los síntomas visuales de las deficiencias de N y K. En muchos cultivos, la deficiencia de P es difícil de detectar en el campo. En ciertas etapas de crecimiento, la deficiencia de P causa que el cultivo presente un color verde oscuro. Se debe estar siempre atento para detectar la presencia de plantas anormalmente pequeñas y, cuando sea posible, confirmar esta deficiencia visual con el análisis de suelo y/o foliar.
FUENTES DE FOSFORO Y CANTIDADES EN EL SUELO (Ver Concepto de Producción 4-1)
A medida que las raíces penetran el suelo y absorben el P disponible, éste debe ser reemplazado en forma continua. El P en la solución del suelo es reemplazado dos o tres veces al día . . . hasta 300 o más veces durante el ciclo de crecimiento de cultivos como el maíz y la soya. El suelo debe recargar o mantener niveles suficientes de P en la solución del suelo para así asegurar altos rendimientos. La Figura 4-2 muestra (1) como el P se recarga en la solución del suelo, (2) como se fija en formas no disponibles y (3) como es removido (o perdido) del suelo. Nótese la doble fecha entre “Fósforo en la solución del suelo” y “Minerales”. RECUERDE: El P se vuelve disponible mediante la meteorización de los minerales y por la descomposición de la materia orgánica, pero también puede cambiar a formas no disponibles o fijadas que la planta no puede usar.
El P elemental es químicamente muy reactivo y por esta razón no está presente en su estado puro en la naturaleza. Se encuentra solamente en combinaciones químicas con otros elementos. El P del suelo proviene mayormente de la meteorización de la apatita, un mineral que contiene P y calcio (Ca), así como otros elementos como flúor (F) y cloro (Cl). A medida que la apatita se descompone y libera P, se forman varios compuestos de este elemento en el suelo y se liberan los dos iones ortofosfato que son absorbidos por las plantas. Estos iones ortofosfato están presentes en pequeñas cantidades en la solución del suelo. El P soluble en el suelo, sin importar que éste provenga de la apatita, fertilizante, estiércol o materia orgánica, forma compuestos con el Ca, PPI-PPIC
4-3
INPOFOS
R esid u os d e cu ltivos y estiércoles
F ertilizan te s co m erciales
F ósforo en la solu ción d el su elo
M ateria orgán ica d el su elo
M icroorgan ism os e in sectos
M in erales
E rosión y lixiviación
R e m oción en el cu ltivo
Figura 4-2. El contenido de P en la solución del suelo es afectado por varios factores. ciones secas reducen notablemente la difusión. El K también se mueve en gran parte por difusión, pero es más soluble que el P, por lo que puede desplazarse más lejos. Cuando se comparan las distancias a las que se desplazan el N, P y K, desde el punto en el cual fueron colocados, se observa que el N (en forma de nitrato) se mueve libremente en el suelo en comparación con los otros dos nutrientes. La comparación en la Figura 4-3 es relativa, pero ilustra adecuadamente la movilidad de N, P y K en el suelo.
MOVIMIENTO DEL FOSFORO EN EL SUELO El P se mueve muy poco en la mayoría de los suelos. Generalmente se mantiene en el lugar donde ha sido colocado por la meteorización de los minerales o por la fertilización. Muy poco P se pierde por lixiviación, aun cuando se mueve más libremente en suelos arenosos que en arcillosos. La erosión remueve partículas de suelo que contienen P. La erosión y la remoción en el cultivo son las dos únicas formas significativas de pérdida de P del suelo.
Figura 4-3. Movimiento relativo del nitrógeno, fósforo y potasio en el suelo.
Que tan poco se mueve realmente el P en el suelo? Si el P en un suelo franco está localizado a más de un centímetro de una raíz, éste no se moverá lo suficientemente hacia la raíz para ser absorbido. Se ha establecido que las raíces de un cultivo en crecimiento contactan solamente del 1 al 3% del suelo en los 15 a 20 centímetros superficiales. En términos prácticos, esto significa que se debe suministrar adecuadas cantidades de P al suelo para que éste pueda soportar un crecimiento óptimo del cultivo. El contenido de P en la zona radicular debe ser lo suficientemente alto para asegurar su disponibilidad durante todas las etapas de crecimiento.
Casi todo el P se mueve en el suelo por difusión, un proceso lento y de poco alcance que depende de la humedad del suelo. Las condi-
Es necesario enfatizar la importancia de la disponibilidad de P durante todo el ciclo del cultivo. La información en la Tabla 4-4 des-
N
PPI-PPIC
P
K
4-4
INPOFOS
cribe la absorción de P2O5 diaria y durante todo el ciclo de un cultivo de soya que produjo 6.7 t/ha. Durante la primera mitad del ciclo de crecimiento (51 de 103 días), solamente el 9% del total fue absorbido. Esto significa que 91% de los 134 kg/ha fueron absorbidos en los últimos 52 días. Si el P del suelo se termina en la mitad del ciclo de crecimiento, el potencial de producción se reduce dramáticamente.
P, tipo de suelo, cultivo, método de aplicación y clima. Sin embargo, una apreciable cantidad de P residual pasará a ser disponible para los cultivos subsiguientes. La disponibilidad del P varía de acuerdo a los siguientes factores:
Se puede esperar solamente una eficiencia del 10 a 30 % del P soluble en el primer año de aplicación. Es difícil mantener el P disponible para las plantas, debido a que este elemento reacciona fácilmente con elementos tales como Ca y Fe formando compuestos que no son solubles, reduciendo así la posibilidad de que el P se mueva hacia las raíces. Los métodos de aplicación pueden mejorar la eficiencia del P.
2. Tipo de arcilla - Los suelos con contenidos altos de ciertas arcillas como la caolinita, óxidos e hidróxidos de Fe y Al (comunes en las regiones del mundo con alta precipitación y temperatura), y arcillas amorfas como alofana, imogolita y complejos humus-Al (comunes en suelos formados de ceniza volcánica), retienen o fijan más P que otros suelos. Sin embargo, sin importar el tipo de arcilla presente, el P aplicado al suelo pasa rápidamente a formas menos disponibles.
1. Cantidad de arcilla - Los suelos con una alta cantidad de arcilla fijan más P que aquellos que contienen menos arcilla.
FACTORES QUE AFECTAN LA DISPONIBILIDAD DEL FOSFORO
3. Epoca de aplicación - Cuando mayor sea el tiempo que el suelo se encuentra en contacto con el P añadido, mayor es la posibilidad de fijación. En suelos de alta fijación, el cultivo debe usar P antes que la fijación saque el P de la solución del suelo.
La mayoría de los cultivos recuperan solamente del 10 al 30% del P aplicado en el primer año después de la aplicación (Ver Concepto de Productividad 4-1). El porcentaje de recuperación varia ampliamente, dependiendo principalmente de factores como las fuentes de
Tabla 4-4. La soya absorbe P2O5 durante todo el ciclo de crecimiento. Absorción de P2O5 kg/ha
Etapa de
Porcentaje de absorción total
Crecimiento
Días
Diaria
Total
Emergencia hasta 3 hojas De 3 hojas a 6 hojas De 6 hojas a completa floración Completa floración a inicio de la vaina Llenado de la vaina a madurez de la semilla Total
40 11 16 15
0.17 0.62 1.96 2.55
6.80 6.82 31.36 38.25
4.6 4.6 21.2 25.8
21 103
3.09 -
64.89 148.12
43.8 100.0 Nueva Jersey, E.U.
PPI-PPIC
4-5
INPOFOS
Concepto de Producción 4-1
FOSFORO
FÓSFORO QUE REGRESA AL SUELO EN LOS RESIDUOS
DESCOMPUESTO POR MICROORGANISMOS DEL SUELO
LIBERADO AL CULTIVO
20-30% ABSORBIDO POR LAS RAICES
LIBERACIÓN LENTA AÑADIDO AL RESERVORIO
COMPUESTOS ORGANICOS DE FOSFORO
70-80% AÑADIDO AL RESERVORIO
COMPUESTOS DE FÓSFORO ENLAZADOS CON Ca, Fe, Al, Mn Y CIERTAS ARCILLAS
La mayoría de los suelos no tienen suficiente . . . La mayoría de los cultivos tienen problemas para conseguir suficiente P. La deficiencia de P podría ser más limitante para la producción de cultivos en el mundo que otras deficiencias, toxicidades y enfermedades. Un reciente re-
sumen de información sobre el contenido de nutrientes en el suelo indica que muchas áreas del mundo tienen un porcentaje significativo de suelos con contenidos medianos a bajos en P. A continuación unos ejemplos.
País y región
Canadá E.U.
México Venezuela
Colombia
Ecuador Brasil
PPI-PPIC
% de suelos con contenido de P medio o bajo
Ontario Saskatchewan Nebraska Pennsylvania Alabama Bajio Sur tropical Sabana oriental Sabana central Sabana occidental Sierra volcánica alta Sabana oriental Valle del Cauca Sierra volcánica alta Planicie costanera Cerrado
4-6
42 86 60 54 46 85 70 95 90 57 80 95 73 80 63 91
INPOFOS
En otros tipos de suelo, el P puede estar disponible por años. Este período crítico... durante el cual la planta puede utilizar efectivamente el P aplicado . . . determina la época de fertilización con P. Se debe aplicar P ocasionalmente en grandes cantidades, como en una rotación? O debe ser aplicado más frecuentemente en pequeñas cantidades?
tan muy poco la disponibilidad de P. Las altas temperaturas estimulan la descomposición de la materia orgánica. Sin embargo, las temperaturas muy altas o muy bajas pueden restringir la absorción. Por esta razón las plantas responden a las aplicaciones de arranque en suelos fríos y húmedos, aun cuando los niveles de P en el suelo sean altos.
4. Aireación - El oxígeno (O2) es necesario para el crecimiento de las plantas y para la absorción de nutrientes. También es esencial para la descomposición microbiológica de la materia orgánica del suelo, una fuente importante de P.
9. Otros nutrientes - La aplicación de otros nutrientes puede estimular la absorción de P. El Ca en suelos ácidos y el azufre (S) en suelos alcalinos parecen incrementar la disponibilidad de P igual que lo hace el amonio (NH4+). Sin embargo, la fertilización con zinc (Zn), en un cultivo que está al borde de una deficiencia de P, parece restringir aun más la absorción de P (Ver Concepto de Producción 4-2)
5. Compactación - La compactación reduce la aireación y el espacio poroso en la zona radicular. Esto reduce la absorción de P y el crecimiento de la planta. La compactación también reduce el volumen del suelo al cual penetran las raíces de la planta, limitando de esta forma su acceso completo al P del suelo. El hecho de que el P se mueve a distancias muy cortas en la mayoría de los suelos incrementa los problemas ocasionados por un crecimiento radicular restringido y la limitada absorción debido a la compactación.
10. Cultivo - Algunos cultivos tienen sistemas radiculares profundos mientras que en otros son superficiales. El trigo tiene un sistema radicular superficial mientras que el sistema radicular de la alfalfa explora profundamente el perfil del suelo. Es claro que los cultivos se diferencian enormemente en su capacidad de extraer P disponible del suelo. La época y los métodos de aplicación de fertilizante fosfatado deben tomar en cuenta el sistema radicular del cultivo para asegurar un uso más eficiente de P.
6. Humedad - El incrementar la humedad del suelo a niveles óptimos hace que el P sea más disponible para las plantas. Sin embargo, el exceso de humedad reduce el O2, lo que limita el crecimiento de las raíces y hace lenta la absorción de P.
11. El pH del suelo - En los suelos dominados por arcillas del tipo 2:1, la solubilidad de varios compuestos de P está determinada principalmente por el pH del suelo. Los fosfatos de Fe, Mn y Al tienen baja solubilidad en agua. Estos compuestos de P dominan en los suelos ácidos. Los compuestos insolubles de Ca y magnesio (Mg) existen sobre pH 7.0. Las formas más solubles o disponibles de P existen en el rango de pH de 5.5 a 7.0. Esto hace que el encalado sea una práctica indispensable en suelos muy ácidos (Ver Concepto de Producción 4-3).
7. Contenido de P en el suelo - Los suelos que han recibido por varios años más P que la cantidad removida en los cultivos presentarán un incremento en los niveles de disponibilidad de P . . . lo suficiente para reducir la aplicación de P si los niveles en el suelo son lo suficientemente altos. Es importante el mantener altos niveles de P en el suelo para mantener una producción optima de los cultivos. 8. Temperatura - Las temperaturas ideales para un buen crecimiento de la planta afec-
PPI-PPIC
4-7
INPOFOS
Concepto de Producción 4-2
EL NITROGENO MEJORA LA ABSORCION DE FOSFORO El crecimiento inicial de la planta debe ser vigoroso y rápido para que la planta se establezca bien antes de que se inicien los rigores del verano . . . los períodos de sequía, presión de insectos, malezas, etc. El P es vital para el crecimiento inicial de la planta y el N influye favorablemente en la absorción de P. El P es más disponible para la planta cuando se aplica con N que cuando se lo aplica sin este nutriente.
Avena (datos de Wisconsin, E. U.)
13% del P en la planta proviene del fertilizante
La influencia de N sobre la absorción de P es muy clara durante el crecimiento inicial. En algunos casos, hasta 65% del P en la planta proviene del fertilizante fosfórico aplicado temprano en el ciclo del cultivo.
67 Kg de P2O5 Sin N
El amonio (NH4+) afecta significativamente la disponibilidad y absorción de P. El NH4+ en altas concentraciones reduce las reacciones de fijación de P. De igual manera, la absorción de NH4+ ayuda a mantener una condición ácida en la superficie de la raíz, mejorando de esta forma la absorción de P.
67 Kg de P2O5 45 Kg de N
Maíz (datos de Minnesota, E. U.)
12% del P en la planta proviene del fertilizante
22 Kg de P2O5 Sin N
PPI-PPIC
27% del P en la planta proviene del fertilizante
4-8
20% del P en la planta proviene del fertilizante
22 Kg de P2O5 22 Kg de N
INPOFOS
Concepto de Producción 4-3
LA DISPONIBILIDAD DEL FOSFORO VARIA CON EL pH DEL SUELO MUY ALTO
ALTO
MEDIO
Mayor Fijación C A NT ID A D DE P FI JA D O Fijación EN de P por EL Fe SU EL O
Fijación Alta Rango de mayor disponibilidad de P Fijación Media Fijación de P por Al Fijación del P por Ca
BAJO pH3
pH4
pH5
pH6
SUELOS ACIDOS
pH7
NEUTRO
El pH del suelo influencia enormemente la solubilidad de los diferentes compuestos de P en suelos dominados por arcillas de tipo 2:1. Estos suelos están presentes principalmente en regiones temperadas del mundo, pero también
pH8
pH9
SUELOS ALCALINOS
están presentes en áreas tropicales y subtropicales. Un adecuado programa de encalado es esencial para reducir la fijación de P en este tipo de suelos.
El fósforo es más disponible entre pH 6 y pH 7 La solubilidad del P indica que tan disponible es este nutriente para las plantas, o que tan insoluble o fijado esté en el suelo. La relación entre el tipo de arcilla y el pH del suelo es importante, ya que permite diferenciar entre los mecanismos involucrados en la fijación de P en el suelo.
descomposición de los minerales arcillosos y la consecuente liberación del Al+3 y Fe+3. El P aplicado se precipita entonces como fosfatos de Al o Fe, que son compuestos insolubles, haciendo que P sea menos disponible. En este caso, las formas más solubles o disponibles de P están presentes en el rango de 6.0 a 7.0, y un buen programa de encalado es esencial para reducir la fijación de P. El gráfico anterior ilustra el efecto del pH en la fijación de P, en los suelos dominados por arcillas de tipo 2:1 como la montmorillonita, vermiculita, illita, etc.
Las arcillas de los suelos dominados por esmectitas (arcillas de tipo 2:1) no tienen una superficie reactiva y retienen cantidades modestas de P. En estos suelos el pH tiene una gran influencia en la disponibilidad del P. La reducción del pH del suelo (acidez) permite la
PPI-PPIC
4-9
INPOFOS
Tabla 4-5. Respuesta a la aplicación de fósforo en diferentes suelos de alta capacidad de fijación. Soya Ultisol (Venezuela) Dosis de P2O5 kg/ha
Rendim.
0 75 100
0.1 2.0 2.5
t/ha
Arroz de secano Ultisol (Panamá) Dosis de P2O5 kg/ha
Rendimi.
0 40 80 120
Arroz de secano Oxisol (Brasil) Rendim.
t/ha
Dosis de P2O5 kg/ha
1.0 2.3 3.0 3.7
0 50 100 150
Rendim.
t/ha
Dosis de P2O5 kg/ha
1.0 3.7 4.3 4.8
0 150 300 450
6.0 32.6 39.8 42.5
t/ha
Por esta razón, sin importar el pH del suelo, aplicaciones de cantidades apreciables de P son necesarias en suelos tropicales para obtener una buena producción, como se observa en la Tabla 4-5.
El mecanismo de la fijación de P en suelos altamente intemperizados de los trópicos (Ultisoles y Oxisoles dominados por óxidos de Fe y Al y caolinita) y en los suelos derivados de ceniza volcánica (Andisoles) son diferentes. La capacidad de fijación de P de la mayoría de estos suelos está relacionada con la alta reactividad y afinidad de la superficie de las arcillas con el P. Las reacciones en la superficie de las arcillas retienen (fijan) cantidades apreciables de P en un rango de pH entre 5.0 a 7.0.
METODOS DE APLICACION FERTILIZANTES FOSFATADOS
DE
(Ver Concepto de Producción 4-4) No existe una metodología determinada para aplicar el fertilizante fosfatado. Se deben primero considerar muchos factores entre los que se incluyen los niveles de fertilidad del suelo, el cultivo que se va a sembrar, los métodos de labranza, el equipo utilizado, la época de aplicación y otros factores de manejo. La fijación es un factor importante a considerar cuando se debe decidir la forma de aplicación de P. Existe un mayor contacto entre el suelo y el fertilizante cuando se lo aplica al voleo y se lo incorpora con el arado o con la rastra, que cuando se lo aplica en banda. La fijación de P es mayor en las aplicaciones que producen mayor contacto.
En los suelos tropicales viejos, el Al y el Fe presentes en las partículas de arcilla son estables hasta valores de pH tan bajos como 5.0. Cuando el pH del suelo llega a valores menores a 5.3, el Al y el Fe son liberados a la solución del suelo, y reaccionan rápidamente con el fosfato para formar compuestos insolubles que se precipitan, contribuyendo de esta forma al proceso total de la fijación de P en el suelo. El encalado de suelos tropicales generalmente lleva a confusiones con respecto a sus efectos en la nutrición con P. La aplicación de cal en suelos tropicales corrige la toxicidad de Al y la deficiencia de Ca, y la corrección de estos factores lleva a un incremento en la absorción de P, a pesar que el encalado tiene muy poco efecto directo sobre la fijación de P en este tipo de suelos. En la mayoría de los casos, una vez que otros factores limitantes son controlados, los efectos de la aplicación de cal sobre la reducción en la fijación de P son pequeños.
PPI-PPIC
Papas Andisol (Ecuador)
En los suelos de baja fertilidad, los cultivos generalmente responden mejor al P aplicado en bandas que al aplicado al voleo. La fijación es mayor cuando se aplica el fertilizante al voleo. La localización en banda coloca al P de forma accesible en la zona radicular, haciendo que
4-10
INPOFOS
Concepto de Producción 4-4
COLOCACION Y MOVIMIENTO DE NPK NITRÓGENO MOVIMIENTO EN LA CAPA ARABLE
El nitrógeno se mueve en el suelo libremente durante el ciclo de crecimiento del cultivo. El localizar el N en la zona radicular no es generalmente un factor crítico para que las raíces intercepten este nutriente en sistemas de labranza convencional. Sin embargo, se ha demostrado que la localización en banda mejora significativamente la eficiencia del N en sistemas de labranza reducida. La localización del N en banda reduce también la velocidad de la nitrificación. LOCALIZACIÓN DEL NITRÓGENO 17 DIAS DESPUES DE LA APLICACION
FÓSFORO MOVIMIENTO EN LA CAPA ARABLE
Es necesario prestar mucha más atención a la localización del fósforo. La ilustración a la derecha demuestra que el movimiento del P en el suelo es muy limitado. El P se debe localizar donde las raíces lo puedan interceptar. La aplicación de P en banda es la forma agronómica más eficiente de localizar este nutriente en suelos de baja fertilidad. El aplicar P conjuntamente con amonio (NH4+) en la banda mejora la absorción de P. LOCALIZACIÓN DEL FOSFORO 17 DIAS DESPUES DE LA APLICACION
FÓSFORO
La localización del potasio es también crítica. El K se mueve más lentamente que el N en el suelo. La aplicación al voleo es generalmente la forma más efectiva, en ocasiones en combinación con la aplicación en banda. En sistemas de labranza cero o labranza reducida la aplicación en banda de K puede mejorar significativamente su disponibilidad, probablemente como consecuencia de los diferentes patrones radiculares de la planta. Se ha demostrado que es importante la aplicación de K en banda profunda, en el cultivo del algodón, para evitar la deficiencia de K en el subsuelo.
MOVIMIENTO EN LA CAPA ARABLE
LOCALIZACIÓN DEL FOSFORO 17 DIAS DESPUES DE LA APLICACION
CONCENTRACION ALTA CONCENTRACION MEDIA SIN EFECTO
El movimiento de NPK en la capa arable adaptado de datos de la Universidad Estatal de Michigan, E.U. PPI-PPIC
4-11
INPOFOS
abonadora y es difícil aplicar dosis altas de fertilizante usando este método. Si embargo, se ha demostrado que el aplicar nutrientes en banda a la siembra, particularmente de N, P o S, es muy efectivo. La aplicación en banda ofrece varias ventajas:
sea posicionalmente más disponible. La aplicación en banda concentra también otros nutrientes como el NH4+, que pueden reducir la fijación y mejorar la absorción del P. Si el agricultor busca máxima rentabilidad a la inversión hecha en P, la aplicación en banda es la mejor opción. Sin embargo, a medida que los niveles de fertilidad en el suelo se incrementan, la ventaja de aplicar en banda desaparece, pero el rendimiento potencial de los cultivos se incrementa. De esta forma, el aplicar P en banda o al voleo depende en gran parte de la filosofía de manejo del agricultor. Fertiliza el agricultor para obtener una respuesta máxima a corto plazo?, o al contrario busca oportunidades de rendimientos altos y rentabilidad a largo plazo incrementando los contenidos de P en el suelo? La tenencia de la tierra tiene mucho que ver con esta decisión.
1. En suelos de baja fertilidad, permite el uso de cantidades menores de nutrientes que cuando se aplican al voleo para alcanzar los mismos niveles de rendimiento. 2. Es ventajoso para quienes arriendan la tierra a corto plazo y no quieren elevar los niveles de fertilidad del suelo, lo que cuesta dinero, pero que finalmente beneficia a otros. 3. Reduce la fijación de P. 4. Localiza el P para que esté posicionalmente disponible al joven y restringido sistema radicular a inicios del ciclo del cultivo.
Las aplicaciones al voleo con o sin incorporación tienen varias ventajas:
5. Permite mejorar la eficiencia del uso de P y al mismo tiempo incrementa el rendimiento al combinar localización en el suelo con las dosis recomendadas de este nutriente.
1. Se pueden aplicar altas cantidades sin dañar la planta. 2. La distribución de nutrientes en toda la zona radicular estimula un crecimiento profundo del sistema radicular, mientras que la aplicación en banda incrementa la masa radicular alrededor de la banda.
A pesar de que la aplicación de P al voleo sin incorporación es generalmente la forma menos eficiente de fertilizar los cultivos sembrados en hileras, los cultivos en siembra directa o labranza cero, en áreas relativamente calientes y húmedas son la excepción. Cuando un cultivo como el maíz se siembra sobre residuos en siembra directa, sin labranza previa, el P aplicado a la superficie es tan efectivo como el P localizado en banda o el incorporado. Los residuos en la superficie incrementan los niveles de humedad y éstos estimulan un crecimiento radicular superficial. Esto permite que las raíces usen el P localizado en superficie o cerca de la superficie. Por otro lado, la labranza reducida en suelos de baja fertilidad, humedad limitada y bajas temperaturas requiere de aplicaciones localizadas de P bajo la superficie.
3. El crecimiento profundo del sistema radicular permite un mejor contacto entre el suelo y la raíz, poniendo al alcance de la planta una reserva mayor de humedad y nutrientes. 4. Es la forma más práctica de fertilizar con P pastizales y praderas establecidas. 5. Asegura una alto nivel de fertilidad que ayuda al cultivo a aprovechar completamente las condiciones favorables durante todo el ciclo de crecimiento. 6. Puede realizarse en cualquier otra época, ya que la época de siembra siempre es muy ocupada.
En suelos con bajo contenido de P y en suelos de zonas frías, la aplicación de P en banda es importante en muchos cultivos sembrados con el sistema convencional y con labranza reducida . . . particularmente en condiciones de bajo
El aplicar nutrientes en banda consume mucho tiempo cuando se lo aplica con la sembradora PPI-PPIC
4-12
INPOFOS
P en el suelo. Investigación en diversos sitios ha demostrado que la aplicación en banda antes de la siembra, lo que produce zonas de alta concentración de P, mejora significativamente la habilidad de la planta a usar el fertilizante fosfatado, mejorando los rendimientos y la eficiencia del uso de este nutriente como lo demuestra la Tabla 4-6. Altas concentraciones de P colocadas junto a nitrógeno amoniacal (NH4+) reducen las reacciones de fijación de P, incrementando su disponibilidad. El colocar bandas profundas puede también beneficiar la absorción de P en condiciones de suelo seco.
cebolla responden mejor a la colocación de P en banda justo bajo de la semilla o de la plántula al transplante. Las aplicaciones en banda, antes de la siembra, de amoniaco anhídrido o nitrato urea-amonio (NUA) con polifosfato de amonio en el trigo, han demostrado ser superiores a las aplicaciones de P al voleo, especialmente sobre suelos de bajo contenido de P. Para mejor resultado, en algunas ocasiones se combinan las aplicaciones al voleo con las aplicaciones en banda. Esto asegura un temprano y accesible suministro de P para las plántulas en desarrollo y una reserva de nutrientes para todo el ciclo de crecimiento. El efecto inicial de la banda (efecto de arranque), es importante cuando la temperatura es baja, aun en suelos con altos contenidos de P. Esta es una condición común en cultivos que fueron sembrados temprano o cultivos sembrados con labranza cero en áreas de clima templado o frío. . . . la papa por ejemplo . . . responde a la aplicación de P en banda, aun en suelos con contenidos de este nutriente.
En cereales de grano pequeño, el colocar el P en banda requiere de menos fertilizante que cuando se lo aplica al voleo, para producir un mismo incremento en rendimiento. Sin embargo esta operación puede consumir tiempo valioso en los períodos críticos de siembra. En forrajes, funciona mejor el colocar la banda directamente debajo de la semilla, que la aplicación de P al voleo o en banda superficial junto a la hilera de siembra. El tomate y la
Tabla 4-6. La localización del fósforo tiene efectos significativos en el rendimiento del cultivo y en el uso eficiente de este nutriente. Método de aplicación
Voleo Banda
Brasil Maíz
Colombia Maíz
Panamá India Kansas Alberta Arroz de Trigo Sorgo Cebada secano ---------------------------------------- t/ha ------------------------------------------
6.0 8.1
1.8 3.9
3.1 4.2
1.9 2.1
5.4 6.3
2.4 3.7
Contenido bajo de P en todos los sitios
puede satisfacer los niveles de consumo presentes por cientos de años. A medida que la economía y la tecnología cambien se podrán recuperar cantidades aun más grandes de RF. Los depósitos y la producción mas grande de RF están localizados en Estados Unidos, Morocco, Togo, Rusia, Jordán, China y Oceanía. Los depósitos de RF en los Estados Unidos están localizados en Florida, Carolina del Norte, Tennessee, Idaho, Montana, Utah y Wyoming. Estos depósitos representan alrededor del 10% de la reserva mundial. La producción de Florida representa alrededor de tres cuartos
FUENTES DE FOSFORO La roca fosfórica (RF) es el material básico usado en la producción de todos los fertilizantes fosfatados. Los depósitos más importantes son materiales sedimentarios, depositados primero en capas en el fondo del océano pero que luego se elevaron con la masa de la tierra. Las reservas conocidas de RF son enormes, 40 billones de toneladas aproximadamente. En las condiciones actuales de tecnología, alrededor del 35 al 40% de estas reservas pueden ser recuperadas económicamente. Esta cantidad PPI-PPIC
4-13
INPOFOS
de la producción total de los Estados Unidos, el resto proviene de los estados del oeste y de Tennessee y Carolina del Norte.
quidos transparentes con un contenido de 68 a 80% de P2O5. El proceso de acidulación de la RF con ácido sulfúrico es la técnica más común para solubilizar el P de la roca. A continuación se describen los procesos de fabricación por vía húmeda de los fertilizantes fosfatados más comunes.
Casi toda la RF se mina a cielo abierto. En general el material contiene alrededor de 15% de P, pero se la somete a procesos de purificación que elevan el contenido de P. Estos procesos de beneficiación remueven arcillas y otras impurezas. Finalmente el material beneficiado se muele finamente y está listo para aplicación directa al suelo. En algunos países se usa este tipo RF como fertilizante en suelos ácidos. Generalmente se aplican altas cantidades (aproximadamente 1 t/ha) y se obtienen resultados iguales a aquellos obtenidos con fertilizantes solubles. Los rendimientos se incrementan después de un año de la aplicación y siguen así por varios años a medida que el P y el Ca se disuelven y se tornan disponibles para la planta. Sin embargo, la mayoría de la RF minada se usa como materia prima para manufacturar fertilizantes fosfóricos más solubles.
• Superfosfato normal o simple (SFS): se fabrica tratando RF con una cantidad conocida de ácido sulfúrico de una concentración entre 60 a 72%. El superfosfato simple contiene aproximadamente 20% de P2O5 y 12% de S. Actualmente no tiene un uso masivo a pesar de que es una buena fuente de P y de S. Debido a que absorbe amonio se utiliza para manufacturar superfosfatos amoniacales. • Superfosfato concentrado (SFC) o superfosfato triple (SFT): se obtiene de la reacción del ácido fosfórico de proceso húmedo con RF. Contiene aproximadamente 46% de P2O5.
Los fertilizantes fosfatados se clasifican según su manufactura en fertilizantes tratados en ácido o en materiales procesados termalmente. El P tratado en ácido es sin discusión el más importante. Los ácidos sulfúrico (H2SO4) y fosfórico (H3PO4) son usados para producir fertilizantes fosfatados. El ácido sulfúrico es manufacturado procesando S elemental, dióxido de azufre, o piritas de hierro. Más del 60% de este ácido industrial se usa para la fabricación de fertilizantes. Al tratar la RF con ácido sulfúrico concentrado (90 a 93%) se produce una mezcla de ácido fosfórico y yeso. Un proceso de filtrado remueve el yeso dejando ácido fosfórico denominado verde de proceso húmedo o grado comercial que contiene aproximadamente 54% de P2O5.
• Ortofosfatos de amonio: son fabricados mediante la amoniación del ácido fosfórico. El fosfato monoamónico (MAP: 10 a 12% de N y 50 a 55% de P2O5) y el fosfato diamónico (MAP: 18-46-0) se fabrican controlando la cantidad de amonio que reacciona con el ácido fosfórico. • Polifosfatos de amonio: son fuentes líquidas de P producidas por amoniación del ácido superfosfórico logrando contenidos de polifosfato de 40 a 70%. Los fertilizantes líquidos a base de polifosfatos tienen fórmulas de 10-34-0 y 11-37-0. • Fosfatos nítricos: son manufacturados mediante la acidulación de RF con ácido nítrico. Para hacer el material más soluble en agua se usa algo de ácido sulfúrico o fosfórico junto con el ácido nítrico. La mayoría de los fosfatos nítricos son producidos y utilizados en los países europeos.
El ácido de grado comercial puede concentrarse para formar ácido superfósforico. El ácido superfósforico (ASF) se fabrica mediante la evaporación del agua del ácido fosfórico de proceso húmedo. En este proceso se combinan dos o más moléculas de ortofosfato para formar polifosfatos. Los polifosfatos se usan más en la fabricación de fertilizantes líPPI-PPIC
• Superfosfatos amoniados: son producidos mediante la reacción de superfosfato simple o superfosfato triple con amonio. Están 4-14
INPOFOS
disponibles en diferentes fórmulas y grados de solubilidad en agua. La cantidad de P soluble en agua en estos fertilizantes está influenciada por la fuente de fosfato, grado de amoniación, contenido de impurezas (otras sales), contenido de humedad, velocidad de secamiento, etc.
son idénticos, incluyendo la reacciones a las que éstos son sometidos en el suelo. En general es mejor usar fuentes de P solubles en agua, pero se ha demostrado que en suelos ácidos de los trópicos, el uso de roca fosfórica (RF) altamente reactiva puede ser una buena fuente de P en la mayoría de los cultivos. Cuando se usa RF es indispensable trabajar en un suelo de pH ácido (< 5.5) y con una roca muy reactiva. Las reactividad de las rocas depende de la estructura del cristal. Las rocas ígneas no reaccionan aun en suelos ácidos, mientras que las rocas metamórficas son muy reactivas cuando el pH del suelo es ácido. Si no se satisfacen las condiciones de suelo ácido y roca reactiva, la respuesta a la aplicación directa en el campo de RF es muy baja. El uso de RF en suelos tropicales ácidos pueden tener un efecto residual muy significativo. La Tabla 4-7 compara los resultados de la aplicación del SFT y RF reactiva en suelos rojos ácidos de Colombia.
La fabricación del ácido fosfórico por proceso térmico se inicia con la producción de P elemental mediante la reducción de la RF con carbón mineral en un horno de arco eléctrico. El P elemental se oxida a P2O5 que a continuación se lo hace reaccionar con agua para formar ácido fosfórico (H3PO4) de grado térmico. El ácido térmico es más puro que el H3PO4 obtenido por proceso húmedo. En ocasiones se prefiere utilizarlo en la fabricación de fertilizantes líquidos debido a su grado de pureza. Agronómicamente hablando, los productos derivados del ácido fosfórico térmico y aquellos producidos con ácido de grado comercial
Tabla 4-7. La respuesta del arroz de secano a la aplicación de superfosfato triple y roca fosfórica de Carolina del Norte en un Oxisol de Colombia. Fuente de P Testigo SFT SFT RFCN RFCN
---------- Dosis de P, kg/ha ----------1992 1993 1994 100 200 100 200
50 100 50 100
---- Rendimiento del arroz, t/ha ---1992 1993 1994
50 100 50 100
2.51 4.54 4.85 4.53 4.91
2.14 3.21 4.20 3.56 4.60
1.50 3.53 3.97 3.99 3.88
pH del suelo = 4.8; contenido de P (Bray P II) = 3 ppm Variedad de arroz resistente al Al (Oriyza sabana 6) SFT = Superfosfato Triple ; RFCN = Roca Fosfórica Carolina del Norte
en agua, soluble en citrato, insoluble en citrato, disponible y total.
TERMINOLOGIA DE LOS FERTILIZANTES FOSFATADOS
• Fósforo soluble en agua puede ser extraído del fertilizante usando solo agua.
La solubilidad en agua del P de un fertilizante fosfatado específico no siempre indica que tan disponible es el P. Métodos químicos pueden determinar rápidamente el contenido total de P, cuanto es soluble en agua, cuanto es disponible. La solubilidad de los fosfatos presentes en los fertilizantes se clasifica en: soluble PPI-PPIC
• Fósforo soluble en citrato puede ser extraído con una solución 1 normal de citrato de amonio neutro después que se ha removido el P soluble. 4-15
INPOFOS
• Fósforo disponible es la suma de las fracciones solubles en agua y en citrato. • Fósforo insoluble en citrato es la porción residual después de la extracción con agua y citrato. • Fósforo total es la suma de P disponible y P insoluble en citrato. Abundante investigación ha demostrado que los fertilizantes que contienen 60% o más de P soluble en agua se comportan agronómicamente igual a aquellos fertilizantes que contienen 100% de P soluble en agua.
RESUMEN Investigación en diversos sitios y en muchos suelos ha demostrado que todas las fuentes comunes de P son similares agronómicamente cuando se aplican las mismas dosis y cuando los métodos de aplicación son comparables. Existen ventajas y desventajas en el uso, incluyendo el manejo y el almacenamiento del material. Se debe ser cuidadoso con la localización del P para asegurar una mejor disponibilidad y para prevenir daños potenciales a las semillas. Por lo tanto, la preferencia del agricultor está determinada por la disponibilidad del producto, y por el servicio y precio del comerciante.
PPI-PPIC
4-16
INPOFOS
Capítulo 4 FOSFORO CUESTIONARIO 1.
Las plantas absorben (más, menos) P que K.
2.
Las dos formas más comunes de P absorbidas por las plantas son __________ y _____________.
3.
(V o F) El pH del suelo influencia la cantidad y la forma de P absorbido por la planta.
4.
(V o F) El P acelera la madurez de los cultivos.
5.
Las partes de la planta que tienen mayor cantidad de P son _____________ y/o _______________.
6.
(V o F) Los síntomas de deficiencia de P son más fáciles de identificar que los del N.
7.
La fuente principal de P es ________________.
8.
(V o F) El P fijado del suelo es disponible para la planta.
9.
(V o F) Existe una relación directa entre P total y P en la solución del suelo.
10.
El P de la solución del suelo es recargado _____________ veces durante el ciclo de crecimiento de un cultivo como el maíz o la soya.
11.
(V o F) El P se mueve libremente en el suelo.
12.
El P del suelo es (más o menos) móvil en el suelo que K.
13.
Aproximadamente _________ % del P aplicado es disponible para el cultivo actual.
14.
Aproximadamente __________ % del P que usa un cultivo de soya de alto rendimiento es absorbido en la última mitad del ciclo de crecimiento.
15.
(V o F) La compactación reduce el acceso total de las raíces al P del suelo.
16.
(V o F) La baja temperatura de suelo reduce la absorción de P por las plantas.
17.
La fijación es (mayor, menor) cuando el P es aplicado al voleo e incorporado que cuando se lo aplica en banda.
18.
El localizar el P en banda bajo la semilla de cereales de grano pequeño requiere de (más, menos) fertilizante para producir un determinado rendimiento que cuando se lo aplica al voleo.
19.
El efecto de arranque de la aplicación en banda, aun en suelos altos en P, es importante cuando la temperatura es _______.
20.
La materia prima base de la industria de fertilizantes fosfatados es la _______ ______.
PPI-PPIC
4-17
INPOFOS
21.
Las reservas de roca fosfórica conocidas en el mundo están en el rango de ___________ billones de toneladas.
22.
Los depósitos de RF de los Estados Unidos representan aproximadamente el _______% de las reservas mundiales.
23.
La roca fosfórica se mejora por medio de una serie de procesos que remueven las arcillas y otras impurezas. Este proceso se lo denomina ___________.
24.
(V o F) La roca fosfórica es altamente soluble en agua cuando se incorpora en el suelo.
25.
Los fertilizantes fosfatados se clasifican como _______________ o ____________.
26.
Los ácidos ___________ y ___________ son básicos para la fabricación de fertilizantes fosfatados por proceso húmedos.
27.
El ácido sulfúrico es producido de _______________ ___________, _____________ ________________, o _______________ _______________.
28.
El superfosfato simple es fabricado tratando________________ con ácido ______________.
29.
Los fosfatos de amonio son producidos mediante la combinación de ácido fosfórico y _______________.
30.
Para convertir P2O5 a P se multiplica por ________.
31.
El P disponible en los fertilizantes fosfatados es la suma de _____________ ____________ y _____________ ________________.
PPI-PPIC
4-18
INPOFOS
CAPITULO 5
POTASIO Página 5-1 5-1 5-5 5-6 5-7 5-8 5-9 5-9 5-10 5-11 5-13
Un Nutriente Esencial de la Planta Papel del Potasio en la Planta Síntomas de Deficiencia de Potasio Formas de Potasio en el Suelo Movimiento del Potasio en el Suelo Fertilizante Potásico en el Suelo Absorción de Potasio por las Plantas . . . Factores del Suelo que la Afectan Métodos de Aplicación de Potasio Fuentes de Potasio Cuestionario Tabla 5-1. Potasio absorbido por algunos cultivos comunes a un nivel dado de rendimiento.
UN NUTRIENTE ESENCIAL DE LA PLANTA El potasio (K) es un nutriente esencial de la planta. Es uno de los tres nutrientes principales junto con el nitrógeno (N) y el fósforo (P). Los cultivos contienen aproximadamente la misma cantidad de K que de N, pero más K que P. En muchos cultivos de alto rendimiento, el contenido de K excede al contenido de N. La Tabla 5-1 muestra la cantidad de K2O absorbido del suelo por algunos cultivos.
PAPEL DEL PLANTA
POTASIO
EN
Cultivo Alfalfa (heno) Banana Cítricos Coco (10000 cocos) Café (grano limpio) Maíz Algodón (fibra) Yute (fibra seca) Aceite de palma Maní Papa Arroz (riego) Caucho (látex seco) Soya Tomate Trigo
LA
El potasio (K) es absorbido (del suelo) por las plantas en forma iónica (K+). A diferencia del N y el P, el K no forma compuestos orgánicos en la planta. Su función principal está relacionada fundamentalmente con muchos y variados procesos metabólicos.
18.0 40.0 30.0 1.5 6.0 1.0 2.0 25.0 2.0 40.0 6.0 2.5 3.0 50.0 6.0
538 1000 350 200 130 120 95 160 300 92 310 130 65 150 286 180
Nota: El contenido de potasio en los fertilizantes se expresa como equivalente de “K2O”, o potasa, a pesar de que K2O como tal no está presente en los fertilizantes. La designación de K2O es una expresión convencional estándar del contenido relativo de K. En este texto, algunos datos se reportan en términos de K y otros como K2O. Para transformar K a K2O, se multiplica por 1.2; para transformar K2O a K, se multiplica por 0.83.
El potasio es vital para la fotosíntesis. Cuando existe deficiencia de K, la fotosíntesis se reduce y la respiración de la planta se incrementa. Estas dos condiciones (reducción en la fotosíntesis e incremento en la respiración), presentes cuando existe deficiencia de K, reducen la acumulación de carbohidratos, con consePPI-PPIC
K2O absorbido por el Rendimiento, cultivo, t kg
5-1
INPOFOS
secuencias adversas en el crecimiento y producción de la planta. Otras funciones del K son . . . • •
• • • • • •
Tabla 5-2. Respuesta del maíz a la aplicación de potasio en condiciones normales y anormales de humedad.
Es esencial para la síntesis de proteínas. Es importante en la descomposición de carbohidratos, un proceso que provee de energía a la planta para su crecimiento. Ayuda a controlar el balance iónico. Es importante en translocación de metales pesados como el hierro (Fe). Ayuda a la planta a resistir los ataques de enfermedades. Es importante en la formación de fruta. Mejora la resistencia de la planta a las heladas. Está involucrado en la activación de más de 60 sistemas enzimáticos que regulan las principales reacciones metabólicas de la planta.
Niveles de lluvia
Indiana Bajo Medio Alto Ohio Bajo Alto
Rendimiento,
Incremento
t/ha
debido a K,
Bajo K
Alto K
t/ha
180 450 653
5.7 9.3 5.8
8.2 9.8 8.8
2.5 0.5 3.0
230 505
7.6 9.5
10.3 10.8
2.7 1.3 E.U.
Tabla 5-3. Efecto de la aplicación de potasio en la reducción del daño por bajas temperaturas en el cultivo de colsa.
Una función importante del K en el crecimiento de las plantas es la influencia de este nutriente en el uso eficiente del agua. El proceso de apertura y cerrado de los poros de las hojas (denominados estomas) es regulado por la concentración de K en las células que rodean estos poros. La escasez de K no permite que los estomas se abran totalmente y que sean rápidos al cerrarse. Esta condición hace que el estrés que sufre la planta por falta de agua sea mayor. Los datos de la Tabla 5-2 demuestran como una cantidad adecuada de K mejora el rendimiento de maíz cultivado bajo tres niveles de humedad en el suelo por efecto de diferente precipitación. La respuesta al K es mayor cuando los niveles de humedad en el suelo son bajos.
Dosis de K2O, kg/ha 0 75 225 450
Plantas con Indice de dadaño por ño debido baja temperaal frío, % tura, % 61.7 35.0 19.0 7.5
26.5 12.7 6.5 2.3 China
uso del K es realmente relevante. El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) ha reconocido que no existe otra substancia más eficiente para controlar enfermedades que K. Ver Concepto de Producción 5-1.
Las aplicación de K puede incrementar la resistencia de los cultivos al frío o a las heladas. La información en la Tabla 5-3 demuestra que las aplicaciones de K redujeron los daños por baja temperatura pasando de 61.7% en el tratamiento sin K a 7.5% con una aplicación de K en una dosis de 450 kg K2O/ha.
La Figura 5-1 presenta la relación entre la intensidad del ataque de Cercospora kikuchii y la fertilización con K en el cultivo de la soya. El efecto del K en la reducción de la severidad de la enfermedad es aun más dramático si se considera que las evaluaciones fueron hechas en el 6to y 7mo año del estudio. El efecto se debió a los niveles residuales de K en el suelo.
El efecto del K en la resistencia de las plantas al ataque de enfermedades es ampliamente conocido. La importancia de este aspecto del
PPI-PPIC
Lluvia durante el ciclo de crecimiento mm
5-2
INPOFOS
Calificación de la incidencia de la enfermedad
1.80
Porcentaje de semillas enfermas ychupadas Año 6
1.65
Sin K2O Con 168 kg/ha de K2O
1.50
37%
Año 7
31%
1.35
12%
12% 3%
1%
1.20 0
150 300 450 Dosis de K 2O, kg/ha
600
Ohio
Figura 5-1. Efecto de la fertilización con K en la escala de incidencia de Cercospora kikuchii en plantas de soya.
Virginia
Carolina del Norte
Figura 5-2. El potasio mejora la calidad de la soya al reducir el porcentaje de semillas enfermas y chupadas.
El uso adecuado de K reduce el daño producido por enfermedades y plagas en el cultivo. La Tabla 5-4 muestra que la incidencia de enfermedades (muerte descendente, pudrición de la fruta y mosaico) y la población de insectos (trips y áfidos) en el cultivo de Chile se reducen con la fertilización con K.
El K tiene una gran impacto en la calidad del cultivo incidiendo en factores como el incremento del peso de cada grano y la cantidad de granos por mazorca en el maíz, en el contenido de aceite y proteínas en la soya, en la cantidad de azúcar en la caña de azúcar, en la resistencia y longitud de la fibra en el algodón y otros cultivos que producen fibra, en la calidad de molienda y horneado en el trigo y en población y persistencia de los forrajes.
La Figura 5-2 presenta datos de tres diferentes estudios que ilustran el efecto de la fertilización con K en la reducción de la incidencia de semillas pequeñas y arrugadas de soya.
Tabla 5-4. Influencia de las dosis de potasio en la incidencia de plagas, enfermedades y en el rendimiento de Chile. Dosis de K2O kg/ha 0 35 70 105
Trips
Afidos
----- por hoja -----1.67 1.50 1.38 1.30
Plantas afectadas, % Muerte descendente y fruta podrida Mosaico
1.54 1.49 1.42 1.39
5.30 4.44 3.50 3.04
3.13 2.84 2.56 2.26
Rendimiento de fruta seca kg/ha 1528 1578 1626 1616 India
PPI-PPIC
5-3
INPOFOS
Concepto de Producción 5-1
EL POTASIO Ayuda a los Cultivos a Resistir las Enfermedades Muchos trabajos de investigación han demostrado que el potasio juega un papel fundamental en la reducción de la incidencia, entre otras, de las siguientes enfermedades . . . • • • • •
• Roya y Helmintosporium en trigo • Mancha negra del tubérculo y fusarium en papa • Helmintosporium y esclerotina en pastos
Pitium y rizoctonia en maíz Fusarium y damping off en algodón Mildeo y Mancha parda en la soya Piricularia y helmintosporium en arroz Marchitez por verticilium en algodón
El K refuerza la epidermis de la célula permitiendo de esta manera tallos fuertes que resisten el ataque de patógenos y plagas. . . cutículas más gruesas en los cereales que protegen contra el ataque de hongos y otras infecciones. . . células fuertes, menos susceptibles a invasiones de ciertas enfermedades después de lluvias abundantes. En la soya, el K ayuda a reducir la cantidad de semilla chupada, descolorida y con daños por ataque de hongos como se ilustra en el cuadro que se presenta a continuación.
En 1953, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), en su libro anual de agricultura, presentó un segmento exclusivo sobre enfermedades de las plantas. Una parte de este segmento dice: “Se ha reducido más la incidencia enfermedades que afectan las plantas con el uso de potasio que con cualquier otra substancia”. Cuando el K ayuda a la planta a resistir el ataque de las enfermedades, no lo hace como un agente directo de control. La resistencia se produce porque el K fortalece los mecanismos naturales de resistencia de la planta.
Efecto del potasio en el rendimiento y la calidad de la soya Sin K
Rendimiento 2556 kg
Semilla con ataques de hongos 792 kg (31%)
135 kg/ha K2O
Reducción de precio por baja calidad US $ 9/tonelada
Rendimiento 2556 kg
Semilla con ataques de hongos 792 kg (31%)
Reducción de precio por baja calidad US $ 9/tonelada
El potasio ayuda a elevar los rendimientos y la calidad del grano de soya y ayuda a reducir el número de semillas chupadas, descoloridas y con daños por ataque de hongos. El uso de potasio fortalece las plantas y contrarresta las enfermedades PPI-PPIC
5-4
INPOFOS
Tabla 5-5. Efectos del potasio en la calidad de la Cuando se incrementan las cantidades de N, sin un balance apropiado con K y naranja. otros nutrientes, los rendimientos frecuentemente se reducen, como se muesDosis de Contenido de Contenido Contenido tra en la Tabla 5-7 donde se observa K2O, vitamina C, de azúcar total de que el incremento de N de 60 a 120 kg/planta g/kg reducido, % azúcar, % kg/ha, sin K, redujo el rendimiento del arroz. Cuando se aplicó K el rendimien0 0.59 4.40 7.62 to y la eficiencia en el uso de N se in0.3 0.71 4.92 7.76 crementaron. 0.6 0.73 4.55 7.89 0.9 0.71 4.53 7.48 A medida que las raíces de las plantas China exploran el suelo, éstas pueden encontrar diversas condiciones desfavorables . . . estrés de humedad, barreras químicas y La información de la Tabla 5-5 muestra el físicas, insectos, enfermedades, baja fertilidad, notable mejoramiento de la calidad de la naetc. Todos estos factores reducen el potencial ranja con el uso de fertilizante potásico. de rendimiento del cultivo. Uno de los problemas comunes en el manejo de nutrientes y fertilización es el desbalance en el uso N y K. Los agricultores usan cantidades altas de N, a menudo más de lo adecuado porque saben que la aplicación de este nutriente incrementa el rendimiento, añade color verde y mejora el contenido de proteínas. El K se muestra menos por lo tanto se tiende a olvidarlo. La Tabla 5-6 demuestra el porqué es tan importante el balancear N y P con K en la producción de forrajes.
La fertilidad del suelo es un factor que puede ser controlado. Al mejorar la fertilidad se ayuda a que el cultivo sobreponga no solamente el estrés nutricional sino que también se ayuda a que se sobreponga a otros factores que limitan la producción. Tabla 5-7. Efecto de la interacción del nitrógeno con el potasio en el rendimiento de arroz paddy. Dosis, kg/ha
Tabla 5-6. Efecto del potasio en el rendimiento y en la reducción de la infección de mancha de la hoja en pasto bermuda. Nutrientes aplicados, kg/ha N-P2O5-K2O 560-0-0 560-78-0 560-0-67 560-0-134 560-78-67 560-156-156
Calificación Rendimiento de de la inciden- forraje seco, cia de la kg/ha 1 enfermedad (segundo corte) 3.8 3.9 1.4 1.0 1.5 1.1
3019 3236 5055 5245 4783 5604
Rendimiento Incremento de grano, en rendikg/ha miento, %
N
K2O
60 60 60
0 56 112
3370 4834 5226
43.4 55.1
120 120 120
0 56 112
3084 4986 5598
61.7 81.5 China
SINTOMAS DE DEFICIENCIA DE POTASIO
1
Una calificación de 1.0 significa ausencia total de la enfermedad. Texas, E.U.
PPI-PPIC
5-5
Los síntomas de deficiencia de K aparecen en muchas formas. Uno de los síntomas más comunes de carencia de K es el marchitamiento o quemado por los márgenes de las hojas. En la INPOFOS
mayoría de los cultivos el quemado aparece primero en las hojas viejas, especialmente en gramíneas. En algunos cultivos y en ciertas condiciones, los signos de deficiencia se presentan primero en las hojas nuevas bajo ciertas condiciones... por ejemplo, en algodón de alto rendimiento en la mitad o la última parte del ciclo de crecimiento.
lo normal, necrosis en las puntas y en los márgenes, clorosis intervenal en las hojas viejas. • Arroz . . . plantas pequeñas con hojas de color verde oscuro y con raíces podridas de color oscuro y descolorido. • Soya . . . quemado o secamiento que se inicia en los filos de la hoja que luego se tornan quebradizos y de mal aspecto a medida que la hoja muere, hojas débiles y semillas arrugadas.
Las plantas con deficiencia de K crecen lentamente, tienen un sistema radicular mal desarrollado, los tallos son débiles y el acame es común. Las semillas y los frutos son pequeños y deformes y las plantas tienen una baja resistencia a las enfermedades. Algunos síntomas de deficiencia de K, específicos para ciertos cultivos, se describen a continuación:
• Té . . . follaje de color verde oscuro, puntas de las hojas de color café obscuro a café púrpura, manchas en los márgenes de las hojas.
• Alfalfa . . . pequeños puntitos blancos o amarillos en los bordes exteriores de la hoja, luego la hoja se vuelve amarilla y los tejidos mueren.
• Trigo . . . plantas pequeñas y marchitas, clorosis en las puntas y en los márgenes de las hojas, necrosis en las hojas viejas.
• Banano . . . hojas bajeras pequeñas que se tornan amarillas desde las puntas hacia adentro, la punta de la hoja se dobla hacia adentro, las hojas muertas se rompen cerca de la base de la lámina.
FORMAS SUELO
POTASIO
EN
EL
A pesar de que la mayoría de los suelos contienen miles de kilogramos de K . . . a menudo más de 20 000 kg/ha, solo una pequeña cantidad está disponible para la planta durante el ciclo de crecimiento, probablemente menos del 2%. El K está presente en el suelo en tres formas: no disponible, lentamente disponible y disponible.
• Maíz . . . acortamiento de los nudos y crecimiento reducido, quemado o secamiento de los márgenes exteriores de la hoja, mientras que la parte media permanece verde, mazorcas que no se llenan completamente y grano de mal aspecto.
• Potasio no disponible - El K no disponible es retenido fuertemente en la estructura de los minerales primarios del suelo (rocas). Este K es liberado a medida que los minerales se meteorizan o descomponen por acción de los agentes ambientales como temperatura y humedad, pero esta liberación es tan lenta que el K no está disponible para las plantas en un ciclo de crecimiento en particular. El proceso de meteorización es tan lento que toma cientos de años para acumular cantidades significativas de K disponible en el suelo. Generalmente, los suelos de regiones cálidas y húmedas son más meteorizados que aquellos de climas
• Frutales . . . hojas de un color verde amarillento cuyos márgenes se doblan hacia arriba, presencia de áreas marchitas en los márgenes de las hojas que luego se desgarran, fruta pequeña que cae prematuramente, fruta de mala calidad con respecto al manejo, almacenamiento y enlatado. • Palma aceitera . . . manchas cloróticas de color amarillo pálido en las hojas viejas, las manchas se tornan de un color naranja y eventualmente toda la palma se torna de un color café oxidado y muere. • Papa . . . las hojas superiores son pequeñas, arrugadas y de un color verde más oscuro de PPI-PPIC
DE
5-6
INPOFOS
fríos y áridos. Los suelos menos meteorizados son más ricos en K que aquellos que han soportado la prolongada acción de altas temperaturas y humedad.
co, el K está continuamente disponible para el crecimiento de las plantas, si el suelo contiene suficiente K disponible al comienzo del ciclo de crecimiento.
• Potasio lentamente disponible - El K lentamente disponible es aquel que queda atrapado o fijado entre las capas de cierto tipo de arcillas del suelo. Estas arcillas se contraen o se expanden cuando el suelo está seco o húmedo. La contracción y expansión de las capas de las arcillas atrapa los iones K haciéndolos no disponibles o lentamente disponibles. Los suelos viejos muy meteorizados no contienen cantidades significativas de estas arcillas. Los suelos arenosos contienen reservas más pequeñas de K lentamente disponible en comparación con aquellos suelos que contienen mayores cantidades de arcilla.
Nota: Algo de K puede intercambiarse entre el coloide del suelo y las raíces de la planta cuando los dos entran en contacto directo. La Figura 5-3 ilustra las tres formas de K en el suelo (no disponible, lentamente disponible y disponible). Además demuestra como las diferentes formas de K se relacionan entre si y con la disponibilidad a la planta.
MOVIMIENTO DEL POTASIO EN EL SUELO Es vital mantener niveles adecuados de K en el suelo porque este nutriente no se mueve mucho, excepto en suelos arenosos o en suelos orgánicos. A diferencia del N y algunos otros nutrientes, el K tiende a mantenerse en el sitio donde se coloca cuando se fertiliza. Cuando el K se mueve, lo hace por medio del proceso denominado difusión, en desplazamientos lentos y de corto recorrido por las películas de agua que rodean las partículas del suelo. Las condiciones secas hacen que este movimiento sea más lento, pero niveles altos de K en el suelo lo aceleran. La Figura 5-4 ilustra la forma como el K se mueve en el suelo.
• Potasio disponible - El K disponible es aquel que se encuentra en la solución del suelo y el K que está retenido en forma intercambiable por la materia orgánica y las arcillas del suelo. El capítulo 1 discute la capacidad de intercambio catiónico (CIC). RECUERDE: Los coloides del suelo tienen cargas negativas que atraen cationes como el K+. Los coloides del suelo repelen los aniones como el nitrato (NO3-). De esta manera, los cationes son retenidos en forma intercambiable (adsorbidos). Estos cationes intercambiables están en equilibrio con aquellos presentes en la solución del suelo. Este equilibrio se representa de la siguiente manera: K Intercambiable
En general, las raíces de la planta hacen contacto con menos del 3% del suelo en el cual crecen. Por esta razón, el suelo debe estar bien abastecido de K para asegurar que las necesidades de la planta sean atendidas continuamente durante todo el ciclo de crecimiento, hasta el momento de la cosecha. La masa total de las raíces del maíz, por ejemplo, ocupa menos del 1% del volumen del suelo. Esto significa que las raíces del maíz entran en contacto con menos del 1% de los nutrientes disponibles en el suelo.
K en Solución
La mayoría de los suelos contienen menos de 10 kg/ha de K en la solución. Esto apenas puede abastecer un cultivo en crecimiento por 1 día o 2. Sin embargo, a medida que el cultivo remueve K de la solución, el K intercambiable se libera y repone el K de la solución. El K es reemplazado por otro catión en el coloide del suelo. Este movimiento continúa hasta que se establece un nuevo equilibrio. De esta forma, por medio del proceso de intercambio catióniPPI-PPIC
5-7
INPOFOS
Minerales del Suelo
Minerales del suelo
No Disponible
Coloide del Suelo
Coloide del Suelo K Atrapado Coloide del Suelo Lentamente Disponible Figura 5-3. Dinámica entre las diferentes formas de K en el suelo.
Superficie del suelo
• K en solución (o K soluble) . . . se encuentra en la solución o agua del suelo • K intercambiable . . . retenido en forma intercambiable por las arcillas y la materia orgánica del suelo (coloides).
Planta
Raíces
Para satisfacer las necesidades de la planta, las raíces absorben el K en forma iónica (K+) de la solución del suelo. Cuando la planta deprime la concentración de K+ en la solución del suelo, éste es reemplazado por K que sale de la fase de intercambio para mantener el equilibrio. La pregunta es, cómo actúa el fertilizante potásico cuando se aplica al suelo? En otras palabras, que forma toma el fertilizante potásico cuando entra en contacto con el suelo y se disuelve en la solución?
Agua del suelo
Figura 5-4. El potasio se mueve hacia las plantas por medio de un proceso lento denominado difusión.
FERTILIZANTE POTASICO EN EL SUELO
El K en los fertilizantes (fertilizantes comerciales, estiércol, residuos de cultivos, cultivos de cobertura, etc.) toma forma iónica (K+ ) cuando se disuelve. Por lo tanto, el K presente de todas las fuentes es el mismo. Los siguientes ejemplos ilustran el hecho.
En la sección anterior se identificaron dos formas de K en el suelo como inmediatamente disponibles para el crecimiento de la planta. Estos son el K en solución y el K intercambiable. PPI-PPIC
· Cloruro de potasio (KCl): KCl
5-8
Humedad
K+ + Cl-
INPOFOS
· Sulfato de potasio (K2SO4): K2SO4 SO42· Nitrato de potasio (KNO3): KNO3 · Materia orgánica
Humedad Mineralización
Humedad
Humedad
2K+ +
ABSORCION DE POTASIO POR LAS PLANTAS . . . FACTORES DEL SUELO QUE LA AFECTAN
K+ + NO3-
K++Aniones acompañantes; se mantiene el balance eléctrico
El K es relativamente inmóvil en el suelo . . . llegando a las raíces principalmente por difusión. Por esta razón, cualquier factor que restrinja el crecimiento de las raíces y/o que reduzca la tasa de difusión puede disminuir la absorción de K. Varios de esos factores se discuten a continuación.
Una vez que el K se encuentra en forma de K+, sin importar cual fue su fuente original . . . el nutriente es el mismo (K+) y está sujeto al mismo destino en el suelo. El K+ puede pasar por una o más de las siguientes situaciones posibles.
• Aireación del suelo - La mala aireación afecta más la absorción de K que la absorción de cualquier otro nutriente. La reducción de labranza (siembra directa o labranza mínima) y la compactación limitan la absorción de K e incrementan los problemas de deficiencia, debido principalmente a la reducida aireación y al limitado crecimiento de las raíces.
• Puede ser atraído a la superficie de las arcillas y los coloides orgánicos del suelo y ser mantenido en forma intercambiable hasta que reemplace en la solución del suelo al K absorbido por la raíz de la planta o sea reemplazado en el sitio de intercambio por otro catión.
• Contenido de K en el suelo - A medida que
• Parte se mantiene en la solución del suelo.
baja el contenido de K en el suelo, decrece la absorción de este nutriente por parte de las raíces.
• Una parte puede ser absorbida inmediatamente por un cultivo en crecimiento.
• Fijación - En ciertos suelos, el contenido de
• Cierta cantidad puede lixiviarse (percolarse) en suelos arenosos o en suelos orgánicos. Esto se debe a que los suelos arenosos tienen baja capacidad de retención de cationes y a que la materia orgánica solo atrae débilmente al K+ en los sitios de intercambio.
arcillas con alta capacidad para atrapar K y retenerlo en forma no disponible, reduce la cantidad de K que puede ser absorbido por la planta.
• CIC - En general, los suelos que tienen una
• Cierta cantidad puede ser fijada (atrapada en forma no disponible o lentamente disponible) en ciertos suelos dominados por arcillas laminares de tipo 2:1 (vermiculita, illita). La Figura 5-3 describe este proceso y explica como el K fijado es lentamente disponible. Debido a la fijación de K en algunos suelos, los análisis no siempre reflejan el efecto de la aplicación de fertilizante potásico en la concentración de este nutriente en el suelo. El análisis de suelo no mide el K fijado.
alta CIC tienen una mayor capacidad de almacenamiento y una mayor capacidad para entregar K a la planta.
• Temperatura del suelo - La baja temperatura del suelo reduce la disponibilidad y la absorción de K por las raíces de la planta. Este efecto puede ser parcialmente cambiado mediante el incremento de los niveles de K en el suelo.
• Humedad del suelo - El agua es necesaria para que se mueva el K en el suelo . . . por difusión . . . hacia las raíces de la planta. El
PPI-PPIC
5-9
INPOFOS
• Localización en banda, incluyendo varias
estrés por falta de agua (sequía) y el exceso de humedad son factores que reducen la absorción de K.
• • • •
El suelo por si mismo . . . sus características generales . . . determinan la eficiencia con la que un cultivo en particular absorbe y usa K. Entre estas características están el material parental del cual se formó el suelo, la cantidad y tipo de minerales arcillosos presentes, la vegetación bajo el cual se formó, la topografía, drenaje, profundidad . . . etc. Un agricultor debe aprender a manejar su recurso suelo y a ajustar las prácticas de manejo (incluyendo la eficiencia en el uso de K) para optimizar el potencial de productividad de ese suelo y mejorarlo hasta donde sea posible.
METODOS POTASIO
DE
APLICACION
Todos estos métodos pueden ser considerados como variaciones entre tres extremos . . . localización en banda, colocación sobre (entre) las líneas con altas concentraciones de K, pero con un contacto mínimo con el suelo y finalmente aplicación al voleo con incorporación en la capa arable. Las aplicaciones sobre (entre) las líneas y las aplicaciones en banda concentran nutrientes para promover un rápido crecimiento temprano en el ciclo del cultivo. Esto es importante para las plantas jóvenes con un sistema radicular limitado, particularmente en suelos fríos y/o compactados. Sin embargo, cantidades altas de fertilizante muy cerca de la semilla o la plántula pueden reducir la germinación y/o dañar las raíces debido a la alta concentración temporal de sales. El K aplicado sobre o entre las líneas debe ser colocado a un lado del sistema radicular y la aplicación en banda debe hacerse a un lado y por debajo del sitio donde se localizan las semillas para reducir los daños potenciales.
DE
No existe un método que se pueda considerar como el mejor para aplicar K. Los métodos dependen de las condiciones de suelos y cultivos . . . y de las prácticas de manejo. A continuación se listan algunos factores que influyen en el método o métodos de aplicación de K en el suelo.
• • • •
Cultivo Equipo y mano de obra disponible Tipo de suelo Cantidad de fertilizante y época de aplicación • Uso de otros insumos en combinación con los fertilizantes • Temperatura del suelo • Humedad del suelo
La aplicación al voleo antes de la siembra es la manera más conveniente de colocar altas cantidades de K y otros nutrientes en el suelo. Cuando los niveles de fertilidad son adecuados, esta forma de aplicación es tan eficiente como la aplicación en banda. Sin embargo, algunos suelos pueden fijar cantidades significativas de K y esto, por supuesto, reduce la eficiencia de la aplicación al voleo.
Agrónomos y agricultores han probado diversos métodos de aplicación de K. Existen muchas variaciones de estos métodos. Algunos de éstos se listan a continuación.
La combinación de aplicación en banda y aplicación al voleo es a menudo la mejor manera de colocar fertilizante. Esto permite un rápido crecimiento temprano en el ciclo y una reserva de nutrientes durante todo el ciclo de crecimiento. En general, las respuestas de los cultivos a los diferentes métodos de aplicación de
• Aplicación al voleo sin incorporación • Aplicación al voleo e incorporación por medio de labranza • Colocación directa con la semilla PPI-PPIC
combinaciones de distancias por debajo y a un lado de la semilla Colocación en banda profunda Aplicación sobre las líneas o entre las líneas Aplicación en el agua de riego (fertigación) Combinaciones de los métodos anteriores
5-10
INPOFOS
cipalmente las sales de K. Luego se regresa esta solución con K a la superficie para ser refinada.
K no son tan marcadas ni tan consistentes como las que se encuentran con N y P. Sin embargo, condiciones de suelos fríos, compactados o secos tienden a limitar la absorción de K y puede requerir de la colocación de altas concentraciones de este nutriente en la vecindad del sistema radicular en desarrollo.
• Recuperación de salmueras de la superficie. . . El K y otros nutrientes son recuperados mediante la evaporación solar de aguas saladas naturales de las superficies de los lagos en proceso de secamiento. Este es el caso del Gran Lago Salado en Utha, Estados Unidos, el Mar Muerto en Israel y Jordán y el Lago de Sal de Qinghai en China.
En la mayoría de los cultivos anuales, incluyendo los cereales y las hortalizas, el fertilizante potásico debe aplicarse a la siembra o al transplante, debido a que las plantas absorben una buena porción del K en las etapas tempranas del crecimiento. Sin embargo, en suelos de textura liviana (arenosos o franco arenosos), con un alto potencial de perder K por lixiviación, se recomienda una aplicación fraccionada. En cultivos perennes, como los árboles frutales, el fertilizante potásico debe aplicarse basándose en las características particulares del los requerimientos nutricionales de la planta. Por ejemplo, en árboles de naranja se recomienda aplicar K tres veces al año: antes de la floración, para incrementar el cuajado de las flores; en la etapa del crecimiento de la fruta, para un mejor desarrollo de la misma; y a la cosecha, para promover el desarrollo de los botones florales de la siguiente cosecha y para proteger el cultivo de heladas en sitios con inviernos de bajas temperaturas.
El K minado proviene de diversos minerales. Los más importantes son silvinita, silvita y langbeinita. • Silvinita: compuesta principalmente de cloruro de potasio (KCl) y cloruro de sodio (NaCl), contiene de 20 a 30% de K2O. • Silvita: contiene principalmente de KCl, con una concentración aproximada de 63% de K2O. • Langbeinita: compuesta principalmente de sulfato de potasio (K2SO4) y sulfato de magnesio (MgSO4), contiene aproximadamente 23% de K2O. • Kainita: es una combinación de KCl y MgSO4 que contiene alrededor de 19% de K2O, 9 a 10% de Mg y 13% de S. La kainita es una fuente importante de K en Alemania, Rusia y Sicilia.
FUENTES DE POTASIO Debido a su reactividad química, no se encuentra K elemental en la naturaleza. Los depósitos de K se encuentran en forma de vetas de sales sólidas bajo la tierra o como salmueras en mares y lagos en secamiento. El K se mina en cuatro formas principales:
Las principales formas de fertilizantes potásicos son las siguientes: Cloruro de potasio (KCl), o muriato de potasio (MOP): es la fuente de K más usada en el mundo. El KCl es soluble en agua y contiene de 60 a 62% de K2O. La mayoría del KCl producido en Norte América proviene de silvinita, pero algo proviene también de salmueras. El mineral crudo e impuro se refina hasta lograr la calidad de fertilizante por medio de cristalización o flotación. La mayoría del KCl usado en la agricultura es producido mediante el proceso de flotación.
• Método convencional de minado bajo la superficie. . . Corte del perfil, perforación y minado por explosión. • Método de minado continuo. . . Usa maquinaria especialmente diseñada que saca el producto directamente de la veta sin usar explosivos. • Minado de solución . . . Se bombea agua salada caliente en la veta, disolviendo prinPPI-PPIC
5-11
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El KCl se comercializa en cinco tamaños de partícula: (1) soluble blanco, (2) estándar especial, (3) estándar, (4) grueso y (5) granular. El KCl granular es ideal para mezclas físicas y el blanco soluble para líquidos claros.
Tabla 5-8. Fuentes comunes de K. Material
-Contenido de nutrientes (%)K2O Mg S N Cl
KCl 60-62 K2SO4 50 K2SO4·2MgSO4 22 11 KNO3 44 -
Sulfato de potasio (K2SO4): también conocido como sulfato de potasa (SOP), contiene aproximadamente 50% de K2O y 18% de azufre (S). Debido a que su contenido de cloro (Cl) es menor a 2.5%, se usa en cultivos sensibles al, Cl como el tabaco, y para suministrar S. El K2SO4 se usa también en sitios donde la acumulación de Cl (suelos de pH alto) llega a ser un problema.
18 22 -
13
45-47 -
RECURSOS DE POTASIO EN EL MUNDO Norte América posee la mayor reserva conocida de K en el mundo, debido principalmente a los enormes depósitos de minerales localizados en Canadá. La mayoría de estos depósitos se encuentran en las provincias de Saskatchewan y Manitoba, pero existen reservas adicionales explotadas en New Brunswick. La producción en los E.U. está localizada principalmente en el estado de Nuevo México (minas subterráneas) y en Utah (salmueras).
Sulfato de potasio y magnesio (K2SO4 2MgSO4): denominado también Sul-Po-Mag y K-Mag, contiene aproximadamente 22% de K2O, 11% de magnesio (Mg) y 22% de S. Este producto es obtenido del mineral langbeinita, el cual es refinado hasta obtener el fertilizante comercial. Es una buena fuente de K y Mg solubles en agua, importante en áreas donde existen deficiencias de Mg y/o de S, o en cultivos sensibles a Cl.
Fuera de Norte América, los depósitos y la producción se encuentran localizados en Francia, Alemania, Italia, España, Inglaterra, Israel, Jordán, Rusia, Bielorusia, Ucrania y China. La producción en Israel, Jordania y China proviene principalmente de salmueras mientras que los otros depósitos está localizados en vetas subterráneas.
Nitrato de potasio (KNO3): el KNO3 contiene cantidades muy pequeñas de Cl o S. Contiene aproximadamente 44% de K2O y 13% de N. El KNO3 se produce por la reacción entre nitrato de sodio (NaNO3) y KCl en procesos de intercambio iónico. Este fertilizante es muy usado en aplicaciones foliares en diferentes cultivos. La Tabla 5-8 presenta la composición de las fuentes de K más comunes.
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5-12
INPOFOS
Capítulo 5
POTASIO CUESTIONARIO 1. El potasio es un ____________ nutriente de planta. Los otros dos son ____________ y _____________. 2. La mayoría de los cultivos contienen (más, menos, aproximadamente el mismo) contenido de K en comparación con P. 3. Para convertir K a K2O, se multiplica por _____________; para convertir K2O a K, se multiplica por _____________. 4. (V o F) El K forma varios compuestos en las plantas. 5. (V o F) El K incrementa la resistencia a las bajas temperaturas y a las enfermedades en las plantas. 6. Una de las principales funciones del K en el crecimiento del cultivo es el incremento de la eficiencia del uso del _____________ mediante la regulación del proceso de apertura y cerrado de los ______________, pequeños poros en la superficie de las hojas. 7. (V o F) El K incrementa el peso de los granos de maíz, pero no afecta el número de granos en la mazorca. 8. Uno de los síntomas más comunes de deficiencia de K es la quemadura de los ____________ ___________. 9. En la ____________________, aparecen manchas cloróticas de color amarillo pálido en las hojas viejas, las manchas se tornan de un color naranja y eventualmente toda la planta se torna de un color café oxidado. 10. Los suelos generalmente contienen alrededor de ___________ kilogramos K total por hectárea. 11. Menos del _____ % del K del suelo es disponible inmediatamente para cualquier cultivo. 12. El K existe en tres formas en el suelo. ___________________.
Estas son ___________, ___________ y
13. (V o F) El K es un catión. 14. (V o F) Con tiempo, el K no disponible se torna disponible. 15. La mayoría de los suelos contienen aproximadamente _________ kilogramos por hectárea de K en la solución. 16. El K en el suelo se mueve principalmente por _________ para llegar a las raíces de las plantas para ser usadas por el cultivo en crecimiento. 17. (V o F) Un clima seco restringe el movimiento del K del suelo. PPI-PPIC
5-13
INPOFOS
18. El volumen total de las raíces del maíz ocupa menos del ________ % del total del volumen del suelo. 19. Cuando se añade muriato de potasio (KCl) al suelo, éste se disocia en los iones ____________ y ______________ si hay humedad disponible. 20. Todas las fuentes de K añadidas al suelo se __________ para formar K+. 21. (V o F) Una vez que el fertilizante potásico ha reaccionado con el suelo, no tiene diferencia con el K del suelo proveniente de otras fuentes. 22. (V o F) El K de los fertilizantes puede ser absorbido casi inmediatamente por el cultivo en crecimiento, una vez mezclado con el suelo. 23. El K es considerado como un nutriente poco móvil en el suelo, pero puede ser lixiviado en suelos____________ ____________ o _____________. 24. La absorción de K por las raíces de las plantas es afectado por varios factores del suelo que incluyen _____________, ______________, _____________ y _______________. 25. (V o F) El tipo de suelo y su nivel de fertilidad influyen en los métodos de aplicación de K en el suelo. 26. Una ventaja de la aplicación sobre (o entre) el surco es que una alta ______________ _____________ está disponible para el crecimiento rápido del cultivo temprano en el ciclo. 27. Las aplicaciones en banda deben de ser hechas a ___________ y ___________ del nivel de la semilla para reducir el potencial daño por sales. 28. (V o F) A menudo, las aplicaciones en banda y al voleo deben de ser hechas en forma combinada. 29. El K elemental no se puede encontrar en su estado puro en la naturaleza, debido a su _____________ _______________. 30. Los tres principales minerales que contienen K y que son minados para producir fertilizante son ___________, ____________ y ____________. 31. La silvita está compuesta principalmente de ____________ y contiene aproximadamente _________ % de K2O. 32. La fuente más usada de K es el _____________ que contiene _________ % de K2O. 33. El sulfato de potasio contiene _________ % de K2O y ________ % de S. 34. El sulfato de potasio y magnesio contiene ______ % de K2O, _________de Mg y __________de S. 35. El nitrato de potasio contiene __________ % de K2O y ______ de N.
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INPOFOS
CAPITULO 6
NUTRIENTES SECUNDARIOS Página 6-1 6-2 6-2 6-2 6-2 6-3 6-3 6-3 6-3 6-4 6-4 6-4 6-4 6-5 6-6 6-6 6-7 6-9
Nutrientes Esenciales para la Planta CALCIO Papel del Calcio en las Plantas Síntomas de Deficiencia en la Planta Calcio en el Suelo Fuentes de Calcio MAGNESIO Papel del Magnesio en las Plantas Síntomas de Deficiencia en la Planta Magnesio en el Suelo Fuentes de Magnesio AZUFRE Papel del Azufre en las Plantas Síntomas de Deficiencia en la Planta Azufre y Nitrógeno Azufre en el Suelo Fuentes de Azufre Cuestionario
NUTRIENTES ESENCIALES PARA LA PLANTA
36 al 50% menor cuando no se añadió Ca, Mg y S a estos suelos (Tabla 6-2).
El calcio (Ca), magnesio (Mg) y azufre (S) se denominan nutrientes secundarios, pero esto no significa que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas. Estos elementos son tan importantes para la nutrición de las plantas como lo son los nutrientes primarios, a pesar de que las plantas los requieren en menores cantidades. Muchos cultivos contienen tanto S como fósforo (P), y en ocasiones aun más. Las deficiencias de los nutrientes secundarios pueden afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los nutrientes primarios. La Tabla 6-1 muestra la cantidades de Ca, Mg y S presentes en varios cultivos.
Tabla 6-1. Absorción de calcio, magnesio y azufre por diversos cultivos. Cultivo Alfalfa Algodón Arroz Maíz Maní Naranjas Pasto Bermuda Sorgo Soya Tomate Trigo
Un estudio conducido en 104 suelos de 13 provincias de China, en la década de 1980, determinó la existencia de deficiencias de Ca, Mg y S en 18, 14 y 23% de esos suelos, respectivamente. El rendimiento de materia seca fue del PPI-PPIC
Rendim. Ca1 Mg S toneladas -kg en todo el cultivo20 1 8 10 4 60 20 9 4 90 4
218 14 23 43 20 90 65 67 29 33 18
50 23 16 58 25 25 32 45 27 40 20
50 20 14 30 21 * 55 44 22 60 17
1
Estimado * Información no disponible
6-1
INPOFOS
Tabla 6-2. Estudio del contenido de nutrientes en 104 SINTOMAS DE DE LA PLANTA suelos de 13 provincias de China.
Tratamiento Sin Ca Sin Mg Sin S
Porcentaje de suelos deficientes
Rango rendimiento relativo, %
18 14 23
2-85 34-90 42-92
Un síntoma común de la deficiencia de Ca es un pobre crecimiento de las raíces. Las raíces con deficiencia de calcio se tornan negras y se pudren. Las hojas jó50 venes y otros tejidos nuevos desarrollan 74 síntomas debido a que el Ca no se traslo72 ca dentro de la planta. Los tejidos nuevos necesitan Ca para la formación de paredes celulares, por lo tanto la deficiencia de Ca causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos. En casos severos, los puntos de crecimiento mueren.
Media rendimiento %
CALCIO PAPEL DEL CALCIO EN LA PLANTA El calcio es absorbido por las plantas en forma del catión Ca++. Una vez dentro de la planta, el Ca funciona en varias formas, incluyendo las siguientes :
Las deficiencias de calcio casi nunca se muestran en el campo, debido a que los efectos de condiciones secundarias, como una alta acidez, limitan primero el crecimiento de la planta. Las deficiencias ocurren más comúnmente en los cultivos de maní y hortalizas.
• Estimula el desarrollo de las raíces y de las • • • • • •
•
•
hojas. Forma compuestos que son parte de las paredes celulares. Esto fortalece la estructura de la planta. Ayuda a reducir el nitrato (NO3) en la planta. Ayuda a activar varios sistemas de enzimas. Ayuda a neutralizar los ácidos orgánicos en la planta. Es esencial para el desarrollo del grano en el maní. Influencia indirectamente el rendimiento al reducir la acidez del suelo (carbonato de calcio). Esto reduce la solubilidad y toxicidad del manganeso (Mn), cobre (Cu) y aluminio (Al). Influencia indirectamente el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las raíces y estimula la actividad microbiana, la disponibilidad del molibdeno (Mo) y la absorción de otros nutrientes. Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de N.
PPI-PPIC
DEFICIENCIA
CALCIO EN EL SUELO La cantidad total de Ca en el suelo fluctúa entre 0.1 hasta alrededor de 25%. Los suelos áridos y calcáreos contienen los niveles más altos de Ca. Los suelos viejos de los trópicos contienen muy poco Ca y tienen un valor de pH muy bajo. Los suelos arcillosos contienen más Ca que los suelos arenosos. Debido a que el Ca existe como un catión, este nutriente está gobernado por los fenómenos del intercambio catiónico al igual que los otros cationes, y se mantiene adherido como un Ca++ intercambiable en la superficie de los coloides cargados negativamente. Generalmente es el catión dominante en el suelo, aun a valores de pH bajos, y ocupa normalmente el 70% o más de los sitios en el complejo de intercambio. Al igual que otros cationes, el Ca también está presente en la solución del suelo. El Ca es parte de la estructura de varios minerales del suelo como la dolomita, calcita, apatita y feldespatos. En realidad estos minerales son una fuente principal de Ca en el suelo.
6-2
INPOFOS
FUENTES DE CALCIO
MAGNESIO
El Ca puede ser suministrado por medio de varias fuentes. Si se considera que la mayoría de los suelos que tienen deficiencia de Ca son ácidos, un buen programa de encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera más eficiente. La calcita y la dolomita son excelentes fuentes de Ca. El yeso puede también suministrar Ca cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal, pero que al mismo tiempo sea deficiente en Ca (este caso no se presenta comúnmente). También se puede añadir Ca al suelo mediante la aplicación de superfosfato simple . . . que contiene 50% de yeso . . . y superfosfato triple que contiene Ca en menor cantidad. Algunas fuentes comunes de Ca se presentan en la Tabla 6-3.
PAPEL DEL MAGNESIO EN LAS PLANTAS El magnesio (Mg) es absorbido por las plantas como un catión Mg++. Una vez dentro de la planta, el Mg cumple muchas funciones. El Mg es el átomo central de la molécula de la clorofila, por lo tanto está involucrado activamente en la fotosíntesis. El Mg y el N son los únicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la clorofila, y por esta razón, la mayoría del Mg en las plantas se encuentra en este compuesto. Las semillas también tienen un contenido relativamente alto de Mg, aun cuando los cereales como el maíz tienen bajos niveles en sus semillas. El Mg también interviene en el metabolismo del fósforo, en la respiración y en la activación de muchos sistemas enzimáticos en las plantas.
Se debe tener precaución cuando se usan fuentes de Ca diferentes a la calcita y a la dolomita. Por ejemplo, un exceso de cal hidratada y o de cal apagada puede esterilizar parcialmente al suelo. El añadir grandes cantidades de Ca y Mg a suelos con deficiencia de K, o el añadir Ca a suelos deficientes en Mg, puede causar un desbalance nutricional y un pobre crecimiento del cultivo. Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo.
SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTA
Los síntomas de deficiencia de Mg aparecen primero en las hojas inferiores (hojas viejas), debido a que el Mg se transloca por dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven. Las hojas presentan un color amarillento, bronceado o rojizo, mientras que las venas de las hojas se mantienen verdes. En el maíz se presentan fajas amarillentas a lo largo de las Tabla 6-3. Fuentes comunes de calcio. hojas, mientras que las venas permanecen verdes. Las hojas Contenido de Ca Valor neutralizante1 de cultivos como la papa, toMaterial % % mate, soya y col presentan un Calcita 32 85-100 color amarillo anaranjado con Dolomita 22 95-100 sus venas verdes. Desperdicios básicos 29 50-70 Yeso 22 Ninguno Un desbalance entre Ca y Mg Marl 24 15-85 en los suelos baja CIC puede Cal hidratada 46 120-135 acentuar la deficiencia de Mg. Cal apagada 60 150-175 Cuando la relación Ca : Mg es muy alta en estos suelos, las 1 Comparado con carbonato de calcio 100% puro plantas absorben menos Mg. Esto puede ocurrir cuando se encala solamente con calcita, por varios años consecutivos, suelos relativamente bajos en
PPI-PPIC
6-3
INPOFOS
Mg. La deficiencia de Mg también puede acentuarse con la aplicación de altas dosis de K o por una alta disponibilidad de amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de Mg.
La Tabla 6-4 presenta las fuentes comunes con su respectivo porcentaje de Mg. Las fuentes que contienen sulfato son más solubles que la dolomita y son la fuente preferida de Mg en aquellos suelos donde se requiere una respuesta rápida del cultivo.
MAGNESIO EN EL SUELO
Tabla 6-4. Fuentes comunes de magnesio.
El Mg nativo del suelo proviene de la meteorización de rocas que contienen minerales como biotita, hornablenda, dolomita y clorita. Siendo un catión, el Mg++ está sujeto a intercambio catiónico. Se encuentra en la solución del suelo y se adsorbe a las superficies de las arcilla y la materia orgánica. Los suelos generalmente contienen menos Mg que Ca debido a que el Mg no es adsorbido tan fuertemente como el Ca por los coloides del suelo y puede perderse más fácilmente por lixiviación. Además, la mayoría de los materiales parentales contienen menos Mg que Ca. Muchos suelos contienen suficiente Mg para soportar el crecimiento vegetativo, sin embargo, las deficiencias de Mg ocurren con más frecuencia en suelos ácidos sujetos a alta precipitación y en suelos arenosos. Las deficiencias también pueden desarrollarse en suelos calcáreos donde el agua de irrigación tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos sódicos.
Material Dolomita (carbonato de Ca y Mg) Oxido de Mg Escorias básicas Sulfato de magnesio Sulfato de potasio y magnesio Cloruro de magnesio
3-12 55-60 3 9-20 11 7.5
AZUFRE PAPEL DEL AZUFRE EN LAS PLANTAS A diferencia del Ca y el Mg que son absorbidos por las plantas como cationes, el S es absorbido principalmente como anión sulfato (SO4=). También puede entrar por las hojas como dióxido de azufre (SO2) presente en el aire. El S es parte de cada célula viviente y forma parte de 2 de los 21 amino ácidos que forman proteínas. Otras funciones del S en la planta se describen a continuación:
La relación entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones. Por ejemplo, el fertilizar con K reduce la absorción de Mg de los forrajes que se utilizan en el pastoreo de ganado, lo que resulta en bajas cantidades de Mg en la sangre de los animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos. La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo, en presencia de cantidades moderadas de K, resultan en una alta absorción de K, en comparación con la absorción de Mg, lo que promueve la producción de forraje con tendencia a producir tetania.
• • • •
Ayuda a desarrollar enzimas y vitaminas Promueve la nodulación en las leguminosas Ayuda en la producción de semilla Es necesario en la formación de clorofila a pesar de no ser un constituyente de este compuesto • Está presente en varios compuestos orgánicos que dan el olor característico al ajo, la mostaza y la cebolla
FUENTES DE MAGNESIO La fuente más común de Mg es la dolomita, un excelente material que provee Ca y Mg al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo. Otras fuentes son: sulfato de potasio y magnesio, sulfato de magnesio, óxido de magnesio y escorias básicas. PPI-PPIC
Contenido de Mg (%)
6-4
INPOFOS
El N y el S se relacionan también por el hecho de que el S juega un papel importante en la activación de la enzima nitrato reductasa, necesaria para la conversión de NO3 a amino ácidos en las plantas. Una baja actividad de esta enzima reduce los niveles de proteínas solubles, a la vez que incrementa la concentración de NO3 en los tejidos de las plantas.
SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTA Las plantas que tienen una deficiencia de S presentan un color verde pálido en las hojas más jóvenes, aun cuando en casos de deficiencia severa toda la planta puede presentar color verde pálido y crecimiento lento. Las hojas se arrugan a medida que la deficiencia progresa.
La acumulación de altos niveles de NO3 en las plantas, cuando existe una deficiencia de S, impiden drásticamente la formación de semilla en cultivos sensibles como la canola. El NO3 acumulado puede también ser tóxico para los animales que consumen forraje con deficiencia de S. Niveles adecuados de S mejoran la utilización de Mg por parte de los rumiantes al reducir los niveles de N no proteíco (NO3) en los forrajes.
El S, al igual que el N, es un constituyente de las proteínas, por lo tanto los síntomas de deficiencia son similares a los de N. Los síntomas de deficiencia de N son más severos en las hojas viejas debido a que el N es un nutriente móvil que se transloca de tejido viejo hacia lugares de crecimiento nuevo en la planta. El S en cambio es inmóvil en la planta, por lo tanto, cuando los niveles de S no son adecuados para satisfacer las necesidades de la planta la deficiencia aparece primero en los sitios de crecimiento nuevo. Esta diferencia en sintomatología es importante cuando se quiere distinguir cual de los dos nutriente es limitante, particularmente en etapas tempranas de la deficiencia.
Se ha sugerido que la relación N:S (N total y S total) en las plantas es una buena guía de diagnóstico para determinar las deficiencias de S. Se han considerado relaciones de 10:1, 15:1, 7:1, 11 :1. Sin importar si estas proporciones son válidas o no, existe una fuerte relación entre N y S que no puede ser ignorada cuando se evalúa la eficiencia de los fertilizantes nitrogenados. La Tabla 6-6 ilustra este hecho al demostrar, en un experimento en un suelo en Arkansas, que el pasto bermuda respondió a la fertilización con S y que la aplicación de este nutriente también incrementó la eficiencia en el uso de N, mejorando la rentabilidad potencial y reduciendo la posibilidad de pérdida de NO3 por lixiviación al agua subterránea.
En ciertos cultivos, la deficiencia de S produce tallos delgados y hojas enrolladas. Cultivos como la col y la canola desarrollan un color rojizo que primero aparece en el envés de las hoja y en los tallos. En la alfalfa las hojas se tornan más largas y más finas y las ramificaciones son reducidas.
AZUFRE Y NITROGENO La necesidad de S está muy relacionada con la cantidad de N disponible para la planta. Esta estrecha relación no debe sorprender debido a que ambos nutrientes son constituyentes de las proteínas y están asociados con la formación de clorofila. Los datos de la Tabla 6-5 demuestran como se obtienen mejores rendimientos de maíz cuando se aplican N y S.
Tabla 6-5. Respuesta del maíz a la aplicación conjunta de nitrógeno y azufre. Dosis de S kg/ha
------Dosis de N, kg/ha -----0 84 168
Promedio
------------------- Rendimiento, t/ha -----------------4.0 8.1 9.1 7.1 5.0 9.0 9.6 7.9 5.8 9.2 9.8 8.2
0 11 22
Minnesota, E.U.
PPI-PPIC
6-5
INPOFOS
Tabla 6-6. Efecto de la aplicación de azufre en el rendimiento y en la producen sulfatos que son disponibles para la eficiencia del uso de nitrógeno de pasto bermuda. planta. Dosis de N, Azufre Rendimiento, ------------ Nitrógeno -----------El ciclo del azufre, Figukg/ha aplicado t/ha Absorción Recuperación 1 ra 6-1, describe la relakg/ha % ción entre el S atmosfé0 No 5.4 91 rico, el S proveniente de Si 5.8 99 los fertilizantes y el S del 225 No 10.3 208 93 suelo. Un manejo aproSi 11.6 250 112 piado asegura el uso efi450 No 11.4 264 59 ciente del S, con una Si 13.7 343 76 pérdida mínima por lixiviación o erosión. 1 (absorción de N / aplicación de N) x 100 Arkansas, E.U. El número de suelos que presentan deficiencia de S se está incrementando. Existen varios factores para que esto se produzca. Algunos de estos factores son:
AZUFRE EN EL SUELO El S inorgánico del suelo . . . la forma como lo toman las plantas . . . ocurre como anión SO4=. Debido a su carga negativa, el SO4= no es atraído por las arcillas del suelo y los coloides orgánicos, excepto en ciertas condiciones. Se mantiene en la solución del suelo y se mueve con el flujo de agua, por lo tanto se puede lixiviar fácilmente. Ciertos suelos acumulan SO4= en el subsuelo que estaría disponible para los cultivos de raíces profundas. En regiones áridas, los sulfatos de Mg, Ca, K y sodio (Na) son las formas predominantes de S inorgánico.
• Incremento de los rendimientos lo que remueve grandes cantidades de S como impureza. • Mayor uso de fertilizantes de mayor pureza que contienen poco o nada de S con impureza. • Menor contaminación atmosférica con S debido al menor uso de combustibles con alto contenido de este elemento . . . y mejores técnicas de remoción del S de los gases producidos. • Menor uso de los pesticidas que contienen S. • Inmovilización de S en la materia orgánica acumulada por el uso de labranza conservacionista. • Mayor interés por el uso de S en la producción de rendimientos altos y de calidad de cultivo lucrativos.
M ateria orgánica
O xidación Bacterial H 2S A zufre-Sulfato R esiduos de Plantas y A nimales
S R edución Bacterial
A similación bacterial (Inmovilización)
A bsorción Lixiviación R emoción
Figura 6-1. El ciclo de azufre.
• Cultivo a sembrarse . . . Los cultivos que producen altas cantidades de forraje como los híbridos de pasto bermuda y alfalfa remueven más S y generalmente responden más que la
La mayoría del S en suelos de regiones húmedas está asociado con la materia orgánica. Transformaciones biológicas, similares a las del N, PPI-PPIC
Se recomienda el análisis foliar y el análisis de suelo . . . incluyendo el subsuelo . . . en aquellos suelos que se sospecha son marginales o deficientes en S. Otros factores que contribuyen a la potencial deficiencia de S y deben ser considerados al diseñar recomendaciones de S. Algunos de éstos son:
6-6
INPOFOS
22 kg de S por hectárea y por año . . . aun más en ciertas áreas industrializadas. El agua de irrigación puede contener niveles de S relativamente altos. Cuando el contenido de sulfato en el agua de irrigación excede 5 partes por millón (ppm), es virtualmente imposible que ocurra una deficiencia de S. Sin embargo, aplicaciones de arranque en cultivos nuevos pueden ser beneficiosas, debido a la movilidad del S con las lluvias de invierno.
mayoría de los cultivos de grano (ver Tabla 6-1). • Textura del suelo . . . La lixiviación de SO4= es más probable en suelos arenosos que en suelos de textura franca o arcillosa. La respuesta de los cultivos al S es más común en suelos de textura gruesa. • Materia orgánica . . . Los suelos que contienen menos del 2% de materia orgánica son los que más comúnmente tienen deficiencias de S, sin embargo, también pueden producirse deficiencias en suelos que contienen niveles más altos de materia orgánica. Cada porcentaje de materia orgánica libera aproximadamente 6 kg de S por hectárea y por año. • La calidad del agua de irrigación . . . Los lagos y ríos contienen mayores niveles de S que los pozos de aguas profundas. Se debe analizar las fuentes de agua para determinar su concentración de S.
La mayoría de las fuentes de S son sulfatos (ver Tabla 6-7) que van de moderadamente a muy solubles en agua. Las formas solubles también incluyen los bisulfatos, tiosulfatos y polisulfatos. La fuente insoluble en agua más importante es el S elemental, que debe primero oxidarse por acción bacteriana para formar sulfato (SO4=), para que las plantas puedan utilizarlo. La oxidación bacteriana del S en el suelo está favorecida por las siguientes condiciones:
FUENTES DE AZUFRE
• Temperatura normal, adecuada humedad y buena aireación del suelo • Tamaño fino de las partículas del S elemental usado
Se ha mencionado ya que la materia orgánica del suelo es la principal fuente de S. Más del 95% del S encontrado en el suelo está retenido en la materia orgánica. Otras fuentes naturales incluyen residuos de animales, agua de irrigación y la atmósfera.
La Tabla 6-7 enumera las fuentes comunes de S con sus respectivas fórmulas químicas y porcentaje de S.
Los residuos de animales contienen niveles de S que varían entre 0.02 hasta aproximadamente 0.3%. Obviamente, el contenido varía considerablemente dependiendo de la especie, método de almacenamiento y aplicación, etc. El dióxido de azufre y otros gases atmosféricos se disuelven en la lluvia y puede contribuir hasta
Los sulfatos solubles en agua están disponibles inmediatamente para la planta y deben ser utilizados cuando se necesite S rápidamente. Son comúnmente utilizados en fertilizantes sólidos, a pesar de que soluciones de sulfato de amonio son también comunes. El tiosulfato de amonio
Tabla 6-7. Fuentes comunes de azufre. Material Sulfato de amonio Tiosulfato de amonio Polisulfato de amonio Sulfato de potasio Sulfato de potasio-magnesio Azufre elemental Yeso Sulfato de magnesio PPI-PPIC
Fórmula química
Contenido de azufre, %
(NH4)2SO4 (NH4)2S2O3·5H2O (NH4)2Sx K2SO4 K2SO4·2MgSO4 S CaSO4·2H2O MgSO4·7H2O
24 26 40-50 18 22 >85 12-18 14
6-7
INPOFOS
(TSA; 12-0-0-26) es un líquido claro adecuado para formular fertilizantes líquidos o para utilización directa en el agua de riego. El tiosulfato de amonio no debe ser colocado directamente en contacto con la semilla. Si se aplica en banda, ésta debe ubicarse a 2.5 cm de la semilla. El polisulfato de amonio (PSA) es un líquido rojo con un fuerte olor a amonio, comúnmente aplicado en el agua de irrigación. El S en el PSA debe ser oxidado a sulfato para ser disponible para la planta.
bargo, si se usa apropiadamente, es una fuente de S agronómicamente efectiva y económicamente eficiente. Una objeción para el uso de S elemental finamente molido es la incomodidad para el usuario. Es un polvo muy fino de difícil manejo . . . y representa un peligro de incendio en condiciones de confinamiento. El problema es superado granulando el S elemental con arcillas como la bentonita.
A pesar de que el yeso (sulfato de calcio) es menos soluble en agua que los otros sulfatos, es una fuente efectiva y barata de S. Los datos de la Tabla 6-8 indican que 20 kg/ha de S en forma de yeso incrementaron significativamente el rendimiento en varios cultivos en Bangladesh. La respuesta del cultivo a la fertilización con S elemental es más lenta que cuando se usa sulfatos, debido a que no es soluble en agua y primero tiene que pasar por procesos de oxidación bacteriana. Para que el S elemental sea efectivo, debe incorporarse en el suelo con suficiente anticipación a las necesidades del cultivo. Sin emTabla 6-8. Efectos de la aplicación de azufre en el rendimiento de varios cultivos en Bangladesh.
Cultivo Trigo Maíz (sitio 1) Maíz (sitio 2) Papa Papa dulce Arveja Algodón Jute Coliflor Col Cebolla Tabaco Caña de azúcar 1 2
Incremento en
Rendimiento, t/ha Sin S
20 kg/ha S1
rendimiento, %
3.50 4.95 5.62 25.78 49.90 0.95 1.81 1.98 13.80 45.10 5.50 2.12 100.15
4.69 7.21 7.48 29.02 65.20 1.71 2.08 1.99 33.05 76.032 7.30 2.33 109.982
34.0 45.7 33.1 12.6 30.7 80.0 14.9 0.5 139.5 68.6 32.7 9.9 9.8
Yeso como fuente de S. La dosis de aplicación para col y caña de azúcar fue de 40 kg/ha.
PPI-PPIC
6-8
INPOFOS
Capítulo 6
NUTRIENTES SECUNDARIOS CUESTIONARIO 1.
(V o F) Los nutrientes principales de planta son más importantes en el crecimiento de las plantas que los nutrientes secundarios.
2.
La mayoría de las plantas contienen (más, menos, aproximadamente la misma) cantidad de Mg en comparación con el S; (más, menos, aproximadamente la misma) cantidad de S en comparación con el P.
3.
El calcio estimula __________ ___________ y es esencial para el desarrollo normal de las hojas.
4.
(V o F) Los efectos secundarios del Ca son tan importantes en la nutrición de las plantas como lo es su papel nutricional.
5.
(V o F) Las deficiencias de calcio no son frecuentes en el campo.
6.
La mayoría de los suelos contienen (más, menos) Ca++ que cualquier otro catión.
7.
Los tres minerales del suelo que contienen Ca son _____________, ______________ y __________________.
8.
La fuente más común de Ca es ______________.
9.
El _____________ es el átomo central en la molécula de clorofila.
10. En las plantas, la mayoría del Mg está en ___________. 11. El magnesio está activamente involucrado en el proceso de ___________. 12. Los síntomas de deficiencia de magnesio generalmente aparecen primero en las hojas más (jóvenes, viejas). 13. (V o F) El magnesio es translocado dentro de la planta. 14. Los tres minerales que contienen Mg son ____________, _____________ y _____________. 15. El contenido de Mg en el suelo es más (alto, bajo) que el contenido de Ca.
PPI-PPIC
6-9
INPOFOS
1. 2.
El magnesio es más deficiente en los suelos de textura ___________ bajo condiciones de alta __________. El magnesio es un (catión, anión).
3.
La fuente más común de Mg es _____________.
4.
El azufre generalmente entra a la planta por las raíces en forma de ______________, pero cierta cantidad puede ser absorbido por las hojas en forma de ____________.
5.
(V o F) El azufre es esencial en la formación de proteínas.
6.
El sulfato es un (catión, anión).
7.
Las plantas que tienen deficiencia de S exhiben un color ______________ ___________.
8.
(V o F) El azufre es móvil dentro de la planta.
9.
El S y el N son constituyentes de ____________ y están asociados con la formación de ______________.
10. (V o F) El azufre incrementa la eficiencia del uso de N en la planta. 11. (V o F) El S inorgánico del suelo se encuentra en forma de sulfato. 12. La mayoría del S que se encuentra en el suelo esta contenido en _______________ _________________. 13. (V o F) Las deficiencias de azufre se están volviendo más comunes. 14. La labranza de conservación (incrementa, disminuye) la disponibilidad de azufre del suelo. 15. (V o F) La alfalfa remueve más S del suelo que los cereales. 16. Cada porcentaje de materia orgánica libera aproximadamente _______ kg de S por hectárea por año. 17. Las fuentes naturales de S incluyen ___________ _____________, ___________ ____________, ____________ ______________ y el _____________. 1.
Los sulfatos son __________ en agua, mientras que el S elemental es _________ en agua.
PPI-PPIC
6-10
INPOFOS
2.
(V o F) Las plantas pueden utilizar S elemental.
3.
Aquellos factores del suelo que favorecen la oxidación rápida del S elemental son _________ temperaturas, ___________ adecuadas y __________.
4. 5.
Lo materiales portadores de S elemental contienen más de _______ por ciento de S. (V o F) La fórmula química del sulfato de potasio es KSO4.
6.
El sulfato de potasio-magnesio contiene _______ % de S.
7.
El tiosulfato de amonio es un fertilizante líquido que contiene _________ % de N y _______ % de S.
8.
(V o F) Los cultivos responden más lentamente al S elemental que a los sulfatos.
PPI-PPIC
6-11
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CAPITULO 7
MICRONUTRIENTES Página 7-1 7-2 7-2 7-4 7-6 7-7 7-7 7-8 7-9 7-10 7-11 7-14
Los Micronutrientes son Esenciales para el Crecimiento de las Plantas Los Micronutrientes no Hacen Milagros Relaciones Suelo-Planta Boro Cloro Cobalto Cobre Hierro Manganeso Molibdeno Zinc Cuestionario
tes. Los micronutrientes no se aplican tan frecuentemente como los nutrientes primarios . . . nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K) . . . o como los nutrientes secundarios. Por lo tanto, a medida que se remueven más micronutrientes, algunos suelos no pueden liberar suficiente cantidad para cubrir las demandas de los actuales cultivos de alto rendimiento.
LOS MICRONUTRIENTES SON ESENCIALES PARA EL CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS Siete de los 16 nutrientes esenciales para la planta se denominan micronutrientes. Ellos son : boro (B), cobre (Cu), cloro (Cl), hierro (Fe), manganeso (Mn), molibdeno (Mo) y zinc (Zn).
• Prácticas de Fertilización en el Pasado - En el pasado los rendimientos de los cultivos eran más bajos y la fertilización no era una práctica común como lo es hoy. Generalmente, uno de los tres nutrientes primarios era el primer factor limitante del crecimiento.
Los micronutrientes son tan importantes para las plantas como los nutrientes primarios y secundarios, a pesar de que la planta los requiere solamente en cantidades muy pequeñas. La ausencia de cualquiera de estos micronutrientes en el suelo puede limitar el crecimiento de la planta, aun cuando todos los demás nutrientes esenciales estén presentes en cantidades adecuadas.
• Tecnología de Producción de Fertilizantes Los procedimientos actuales de producción retiran las impurezas mucho mejor que los procesos antiguos de manufactura. Por lo tanto, los micronutrientes no se encuentran como ingredientes accidentales en los fertilizantes comúnmente usados.
La necesidad de micronutrientes ha sido reconocida por muchos años, pero su uso masivo como fertilizantes es una práctica reciente. Varias son las razones para este comportamiento. Entre las más importantes se pueden citar: • Incremento de los Rendimientos de los Cultivos - Mayores rendimientos por hectárea no solo remueven una mayor cantidad de nutrientes primarios y secundarios, sino que también mayores cantidades de micronutrienPPI-PPIC
7-1
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LOS MICRONUTRIENTES NO HACEN MILAGROS
Tabla 7-1. Contenido total de micronutrientes en el suelo. -------------- Rango en el suelo, ppm ----------------Mundo China India
Nutriente Los micronutrientes no son “pócimas milagrosas”, a pesar de que la escasez de cualquiera de éllos puede limitar el crecimiento y el rendimiento . . . y hasta puede producir la muerte de la planta cuando existe una deficiencia total. Por otro lado, el asignar un valor especial solamente a los micronutrientes es incorrecto y lleva a falsas interpretaciones.
Boro 10-630 Cobre 1-960 Hierro 3000-100000 Manganeso 30-5000 Molibdeno 0.01-18 Zinc 2-1600 1
Trazas-500 3-300 30001 42-5000 0.16-6.0 3-790
6-630 2-960 20000-100000 37-4600 0.01-18 2-1600
Contenido medio de hierro total en el suelo. No se dispone de información en cloro.
tes depende del tipo y del rendimiento del cultivo. La Tabla 7-3 presenta datos de remoción de micronutrientes de varios cultivos.
La fertilización con micronutrientes debe ser manejada como cualquier otro insumo de la producción. Si se sospecha de una deficiencia de micronutrientes, ésta se debe confirmar mediante herramientas de diagnóstico como el análisis de suelo, el análisis foliar, los síntomas visuales de deficiencia y mediante pruebas de campo. Se debe desarrollar el hábito de observar detenidamente el cultivo en crecimiento para detectar posibles áreas problemáticas. El diagnóstico de campo es una de las herramientas más efectivas en el manejo de la producción.
La capacidad del suelo para suministrar micronutrientes puede establecerse por medio de un análisis de suelo, usando diferentes extractantes. La Tabla 7-4 describe algunos de los extractantes utilizados para determinar la disponibilidad de los micronutrientes en el suelo. Los datos analíticos obtenidos con estos extractantes son útiles únicamente cuando se han correlacionado con la respuesta del cultivo a fertilizaciones específicas con micronutrientes en el campo. Las cantidades relativas de micronutrientes en el suelo, especialmente metales, determinan su disponibilidad y son más importantes que las cantidades absolutas. Esta relación puede hacer que los resultados del análisis de un micronutriente en el suelo no sean interpretados correctamente, a menos que se consideren los niveles de otros micronutrientes (además de los nutrientes primarios y secundarios).
RELACIONES SUELO-PLANTA Los suelos varían en su contenido de micronutrientes y generalmente tienen una menor cantidad de micronutrientes que de nutrientes primarios y secundarios. En la Tabla 7-1 se presentan datos sobre el contenido total de micronutrientes en el suelo, medidos en partes por millón (ppm). Hay que recordar que el contenido total de micronutrientes en el suelo no indica las cantidades disponibles para el crecimiento de la planta durante un ciclo de crecimiento, pero si indica la abundancia relativa y el potencial para abastecer un nutriente en particular.
El pH del suelo afecta marcadamente la disponibilidad de los micronutrientes. La disponibilidad se reduce a medida que el pH aumenta . . . para todos los micronutrientes con excepción del Mo y Cl. La Tabla 7-5 muestra el rango de pH donde cada micronutriente está más disponible.
Los cultivos varían también en su composición interna de micronutrientes, como lo muestra la Tabla 7-2. La remoción total de micronutrienPPI-PPIC
7-2
INPOFOS
Tabla 7-2. Concentración de micronutrientes en diferentes cultivos. Cultivo
Etapa de Crecimiento
Contenido de micronutrientes, ppm Deficiente Suficiente Tóxico Boro
Maíz Remolacha
25 días, hojas superiores Lámina de la hoja Cobre Hoja abajo de la mazorca Hojas recientemente maduras Tallo Hierro Hojas recientemente maduras Hojas Tallos ( 34 días) Manganeso Hojas abajo de la mazorca Tejido superior Tejido superior Tejido superior Molibdeno Hojas de 8 semanas Zinc Planta de 8-30 cm Crecimiento vegetativo Hojas Crecimiento vegetativo Cloro -
Maíz Soya Trigo Maíz Arroz Soya Maíz Arroz Trigo Soya Cebada Trigo Maíz Soya Arroz Plantas
<5 <16
5-25 16-18
-
<5 < 10 <8
5-30 10-30 8-10
> 30 > 30 -
24-56 < 63 < 38
56-78 < 63 44-60
-
<20 <15
19-84 181-621 15 - +
> 2500 -
<0.03
-
-
<15 <15 <20 <20
15-150 15-150 20-50 20-250
>150 >150
<100
-
-
-
Tabla 7-3. Remoción de micronutrientes en la parte cosechada de varios cultivos. Cultivo
Rendimiento, t
Arroz Maíz Trigo Algodón Maní Papas Canola Alfalfa Tomate Cítricos 1
5 4 3 2.5 1 2 20 3 12 48 48
--------------------------- Remoción, g ------------------------B Cu Fe Mn Mo Zn 60 36 36 120 120 50 600 28 120
20 20 43 110 60 110 17 120 60 120
810 120 380 140 480 715 150 1200 535 600
600 36 120 190 400 170 90 600 95 140
2 2 2 1 24 2 2
215 60 180 480 240 50 830 60 60
Semilla de algodón
PPI-PPIC
7-3
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Tabla 7-4. Extractantes utilizados para determinar el contenido de micronutrientes en el suelo. Boro Cobre
Hierro
Manganeso
Molibdeno Zinc
Agua caliente Manitol + CaCl2 EDTA EDTA + Acetato de amonio Bicarbonato de amonio + DTPA HCl HNO3 DTPA + CaCl2 EDTA EDTA + Acetato de amonio HCl HNO3 Bicarbonato de amonio + DTPA DTPA + CaCl2 Hidroquinina + Acetato de amonio CaCl2 HCl + H2SO4 HCl HNO3 EDTA + Acetato de amonio Acetato de amonio Oxalato de amonio + Acido oxálico EDTA + Carbonato de amonio EDTA + Acetato de amonio DTPA + CaCl2 HNO3 HCl Ditizona + Acetato de amonio
tas. El Mn, por ejemplo, puede impedir el crecimiento de las raíces en algunos suelos ácidos. El encalar el suelo para elevar el pH reduce el peligro de toxicidad. A medida que los valores del pH incrementan . . . por medio del encalado o en forma natural . . . se incrementan también las probabilidades de que se produzcan deficiencias de micronutrientes. El Mo y el Cl son las excepciones. A medida que el pH incrementa, la disponibilidad del Mo sube, mientras que la disponibilidad del Cl no es afectada. Esta es una razón por la cual el encalado de suelos ácidos mejora el rendimiento de la soya en igual forma como lo hace el tratamiento de las semillas con Mo. En las siguientes páginas se discute cada uno de los micronutrientes en forma individual.
BORO Las deficiencias de B son comunes en muchas partes del mundo. La alfalfa generalmente responde al B, pero las respuestas también ocurren en un gran número en otros cultivos como frutales, hortalizas, cultivos de aceite, leguminosas, etc. La palma aceitera es particularmente sensitiva a la deficiencia de B y cultivos como la canola y las leguminosas de grano tienen un alto requerimiento de este nutriente.
Rango de pH para Micronutriente Símbolo máxima disponibilidad
El B es esencial para la germinación de los granos de polen, el crecimiento del tubo polinizador y para la formación de semillas y paredes celulares. Forma también complejos borato-azúcar que están asociados con la translocación de azúcares y es importante en la formación de proteínas.
Boro Cloro Cobre Hierro Manganeso Molibdeno Zinc
La deficiencia de B generalmente detiene el crecimiento de la planta . . . primero dejan de crecer los tejidos apicales y las hojas más jóvenes. Esto indica que el B no se trasloca fácilmente en la planta. A continuación se describen síntomas específicos de falta de B en algunos cultivos:
Tabla 7-5. Rango de pH para mejor disponibilidad de los micronutrientes.
B Cl Cu Fe Mn Mo Zn
5.0-7.0 No es afectado 5.0-7.0 4.0-6.0 5.0-6.5 7.0-8.5 5.0-7.0
En suelos con pH muy bajo, algunos micronutrientes pueden hacerse lo suficientemente solubles como para ser tóxicos para las planPPI-PPIC
Apio Maní Manzanas 7-4
-
tallo torcido centro hueco fruta corchosa INPOFOS
Alfalfa
-
Remolacha Algodón -
valores de pH más altos la absorción de B se reduce.
los tejidos terminales dejan de crecer formando una roseta, se tornan amarillentos y finalmente mueren corazón negro peciolos rígidos, muerte descendente de los botones terminales, causando un efecto de roseta en la punta de la planta (muy rara vez visto en el campo); botones rotos y hoja verdes y gruesas que permanecen verdes hasta la madurez y son difíciles de defoliar.
El encalar suelos ácidos puede reducir la disponibilidad de B y aumentar la respuesta a los fertilizantes que contienen este nutriente. Los datos de la Figura 7-1 demuestran el efecto de dosis y grados de finura de la cal en la respuesta del trébol rojo al B. El uso de cal fina (más reactiva) elevó el requerimiento de B para obtener rendimientos óptimos. Esto se debe a que el pH del suelo se incrementó rápidamente, reduciendo la solubilidad de B en el suelo. La reducción del rendimiento con la dosis más alta de B, cuando se utilizó cal gruesa (menos reactiva), puede deberse a los siguientes factores:
Los cultivos varían significativamente en su respuesta al B como se muestra en la Tabla 76. Varias leguminosas, frutales y hortalizas tienen una alta respuesta al B. Otros cultivos muestran una menor respuesta. Los cereales generalmente son los que menos responden. Varios factores influyen en la disponibilidad de B en el suelo:
• Textura del suelo - Los suelos de textura gruesa (arenosos), compuestos principalmente por cuarzo, tienen una baja cantidad de minerales que contienen B. Las plantas que crecen en esos suelos comúnmente presentan deficiencias de B.
• Materia orgánica - La materia orgánica es la fuente de B más importante en el suelo. En climas cálidos y secos, la descomposición de la materia orgánica en la parte superior del perfil del suelo es lenta. Esto puede llevar a una deficiencia de B. A temperaturas bajas, la descomposición de la materia orgánica también se hace lenta, y se liberan bajas cantidades de B, afectando a muchos cultivos de clima frío (col de Bruselas, rábanos, etc.).
• Lixiviación - El B es móvil en el suelo y está sujeto a lixiviación, principalmente en suelos arenosos y/o en las áreas de abundante precipitación.
5.1
4.5
• Condiciones climáticas - El clima seco restringe la actividad de las raíces en el suelo y esto puede causar una deficiencia temporal de B. Los síntomas tienden a desaparecer inmediatamente después de que el suelo recibe un poco de lluvia. El crecimiento de las raíces puede continuar, pero el potencial de producción del cultivo a menudo es menor que el normal.
3.9
3.3 0
1.1 Dosis de Boro, kg/ha
2.2
Figura 7-1. Respuesta del trébol rojo a la cal y al boro (Texas, E.U.).
• pH del suelo - El B está disponible para la planta en un rango de pH entre 5.0 y 7.0. A
PPI-PPIC
Cal fina Cal gruesa
7-5
INPOFOS
Tabla 7-6. Respuesta de los cultivos al boro. Respuesta Alta
Respuesta Media
Respuesta Baja
Alfalfa Coliflor Apio Remolacha azucarera Remolacha de mesa Nabo Maní
Brócoli Col Zanahorias Lechuga Espinaca Maíz Tomates
Algodón Manzanas Trébol
Espárragos Canola Rábano
Frijol Arándano Pepino Maíz Cebolla Papas Cereales de grano pequeño Sorgo Pasto sudan Soya
Tabla 7-7. Fuentes de comunes de boro. Fuente
Porcentaje de B
Solubilidad en agua
Bórax Pentaborato de Sodio Tetraborato de Sodio Borato 46 Borato 65 Acido bórico Colemanita Solubor Superfosfato simple boratado
11.3 18.0
Si Si
14.0 20.0 17.0 10.0 20.0 0.18
Si Si Si Bajo Si Si
Tabla 7-8. Efecto del boro en la reducción de plantas sin mazorca y en el rendimiento del maíz. Dosis de boro, kg/ha
Plantas sin mazorca, %
Rendimiento, t/ha
0 1 2 4
23 27 19 18
9.3 10.1 10.7 10.3
Debido al estrecho rango entre deficiencia y toxicidad, es importante que los fertilizantes portadores de B sean aplicados uniformemente. Las dosis de B dependen de varios factores entre los que se incluyen: contenido de B en el suelo, contenido de B foliar, tipo de cultivo y materia orgánica del suelo. En la Tabla 7-7 se presentan las fuentes más comunes de B, concentración y solubilidad en agua. El B se puede aplicar al suelo, al voleo o en banda, también se puede hacer aspersiones foliares de una solución de B. Las cantidades en cultivos con buena respuesta pueden ser de hasta 3 kg B/ha y en cultivos de respuestas baja y media, de 0.5 a 1.0 kg/ha. La Tabla 78 muestra como la aplicación de B reduce la incidencia de plantas sin mazorca e incrementa el rendimiento del maíz.
CLORO
El Cl es un nutriente vital, siendo el coco y la palma de aceite particularmente sensiE.U. tivos a este nutriente. Existen abundantes casos de deficiencias en áreas donde se cultiva coco en las Filipinas, sur de Sumatra e Indonesia. El Cl está involucrado en las reacciones energéticas de la planta, específicamente en la descomposición química del agua en presencia de la luz solar, y en la activación de varios sistemas enzimáticos. Este nutriente está también involucrado en el transporte de
Los cultivos varían ampliamente en sus necesidades . . . y en su tolerancia . . . al B. Sin embargo, el rango entre deficiencia y toxicidad es muy estrecho, más estrecho que en cualquier otro nutriente esencial. Por lo tanto, el B deber ser utilizado muy cuidadosamente, especialmente en rotaciones PPI-PPIC
cialmente en rotaciones con cultivos con diferente sensibilidad al B.
7-6
INPOFOS
Tabla 7-9. Respuesta del trigo al cloro. Dosis de Cl kg/ha 0 34 67 101 Cloro en el suelo
Aproximadamente 60 kg de Cl/ha parecen ser adecuados para obtener rendimientos óptimos en 4.17 5.17 cereales de grano pe4.44 queño. Esta cantidad 4.64 5.38 puede ser suministrada 4.50 por el mismo suelo o por bajo medio-alto medio de fertilizantes. La fuente más común es Kansas, E.U. el cloruro de potasio (KCl) que contiene aproximadamente 47% de Cl. El cloruro de amonio (52% de Cl) y el cloruro de magnesio (74% de Cl) son también fuentes disponibles. Aplicaciones antes, durante o después de la siembra han sido efectivas. La aplicación de cantidades altas debe hacerse antes o después de la siembra. El Cl es altamente móvil en el suelo y debe ser manejado de acuerdo con esta característica.
------------- Rendimiento de trigo, t/ha ---------------Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 2.49 3.02 -
3.70 4.10 4.10 4.10 bajo
cationes . . . K, calcio (Ca), magnesio (Mg) . . . dentro de la planta, regulando la apertura y cerrado de las células guardianes en el estoma, controlando de esta forma la pérdida de agua y el estrés de humedad . . . y manteniendo la turgencia. La investigación ha demostrado que el Cl reduce el efecto de las enfermedades radiculares causadas por hongos, como la pudrición de la raíz en los cereales de grano pequeño, cultivos en los cuales también ayuda a suprimir las infecciones causadas por hongos en las hojas y en la panoja. La menor incidencia de la pudrición del tallo en el maíz ha sido relacionada con una adecuada cantidad de Cl en el suelo. Se especula que el Cl compite con la absorción de nitrato (NO3), esto promueve el uso de amonio (NH4) por las plantas. Altas concentraciones de NO3 en las plantas han sido relacionadas con la severidad de las enfermedades fungosas.
El Cl puede tener efectos negativos en cultivos como el tabaco, algunas variedades de soya, papas y ciertos frutales, especialmente la uva. Los efectos varían con las variedades y con el uso del cultivo.
COBALTO No se ha probado que el cobalto (Co) sea esencial para el crecimiento de las plantas. Sin embargo las bacterias en los nódulos de las leguminosas necesitan Co para fijar N atmosférico.
El Cl puede aplicarse al voleo antes de la siembra, o en banda superficial cierto tiempo después, junto con el N. Estudios conducidos en cereales de grano pequeño en Kansas y Oregon (E.U.) no han demostrado diferencias significativas en rendimiento en relación con la época de aplicación del Cl. Sin embargo información obtenida en Texas demuestra que una alta precipitación en el invierno reduce el efecto residual en suelos arenosos, debido a la alta movilidad del Cl en estos suelos.
COBRE El Cu es necesario para lo formación de clorofila y cataliza varias otras reacciones en las plantas . . . a pesar de no ser parte del producto(s) que se forman con esas reacciones. Los síntomas comunes de la deficiencia de Cu incluyen la muerte descendente en los cítricos y el rajado de la cebolla y otras hortalizas. Los cereales de grano pequeño con deficiencia de Cu pueden dejar de formar panoja o grano. Muchos cultivos hortícolas demuestran la carencia de Cu con la pérdida de turgencia de las
La información de la Tabla 7-9 muestra una excelente respuesta del trigo al Cl en suelos con bajo contenido. PPI-PPIC
7-7
INPOFOS
Cu pueden ser tóxicas para las plantas. Cantidades excesivas deprimen la actividad de Fe y promueven la presencia de síntomas de deficiencia de Fe en las plantas. Estas toxicidades no son muy comunes. En la Tabla 7-11 se presenta el contenido porcentual, la solubilidad en agua y métodos de aplicación de las fuentes comunes de Cu.
hojas, que luego desarrollan un color azulverdoso antes de tornarse cloróticas y enrollarse. Estas plantas no llegan a florecer. Los suelos orgánicos son los más propensos a ser deficientes en Cu. Estos suelos generalmente contienen niveles adecuados de Cu, pero lo retienen tan fuertemente que solo una pequeña cantidad es disponible para el cultivo. Los suelos arenosos, bajos en materia orgánica, también pueden llegar ha ser deficientes en Cu, debido a pérdidas por lixiviación. Los suelos pesados (arcillosos) son los que tienen menos probabilidad de desarrollar deficiencias de Cu.
HIERRO El Fe es un metal que cataliza la formación de la clorofila y actúa como un transportador del oxígeno. También ayuda a formar ciertos sistemas enzimáticos que actúan en los procesos de respiración. La deficiencia de Fe aparece en las hojas como un color verde pálido (clorosis) . . . mientras que las venas permanecen verdes, desarrollando un agudo contraste.
Otros metales en el suelo . . . Fe, Mn, aluminio (Al) . . . afectan la disponibilidad de Cu para la planta. Este efecto es independiente de los tipos de suelo. Tabla 7-10. cobre.
Respuesta de los cultivos al
Respuesta Alta
Respuesta Baja
Cebada Zanahoria Cebolla Trigo
Alfalfa Cítricos Lechuga Avena Arroz Espinaca Remolacha Tabaco
Debido a que el Fe no se transloca dentro de la planta, los síntomas de deficiencia aparecen primero en las hojas jóvenes en la parte superior de la planta. Una deficiencia severa puede dar a toda la planta un color amarillento a blanquecino. La deficiencia de Fe puede ser causada por un desbalance con otros metales como el Mo, Cu o Mn. Otros factores que pueden promover una deficiencia de Fe incluyen: • Exceso de P en el suelo • Combinación de un alto pH, dosis altas de cal, suelo húmedo y frío, y altos niveles de bicarbonato • Diferencias genéticas de las plantas • Niveles bajos de materia orgánica en el suelo Los cultivos varían en su respuesta al Fe. Los frutales responden mejor, como se muestra en la Tabla 7-12.
La Tabla 7-10 demuestra como los cultivos varían en su respuesta al Cu. Los cereales como el trigo y la cebada son los cultivos con mayor respuesta a las aplicaciones de Cu. La fertilización con Cu puede beneficiar a cultivos como la cebolla y la zanahoria. Como casi todos los micronutrientes, cantidades altas de
Tabla 7-11. Contenido, solubilidad en agua y métodos de aplicación de las principales fuentes de cobre. Fuente Sulfato de cobre Fosfato amonio-cobre Quelatos de cobre PPI-PPIC
Porcentaje de Cu
Solubilidad en agua
Métodos de aplicación
22.5-24 30.0 Variable
Si parcialmente Si
Foliar, suelo Foliar, suelo Foliar, suelo
7-8
INPOFOS
Tabla 7-12. hierro.
varias reacciones metabólicas importantes y juega un papel directo en la fotosíntesis al ayudar a la planta a sintetizar clorofila. El Mn acelera la germinación y la maduración de las plantas e incrementa la disponibilidad de P y Ca.
Respuesta de los cultivos al
Respuesta Alta
Respuesta Baja
Arboles frutales Cítricos Fresas Uvas Ornamentales
Hortalizas Frijol Soya Sorgo Maní Pasto sudan Lino Menta
Debido a que el Mn no se transloca en la planta, los síntomas de deficiencia aparecen primero en las hojas jóvenes . . . como un amarillamiento entre las venas. En algunas ocasiones aparecen una serie de puntos de color café obscuros. En los cereales de grano pequeño aparecen áreas grises cerca de la base de las hojas jóvenes. Las deficiencias de Mn ocurren con más frecuencia en suelos con alto contenido de materia orgánica y en suelos con pH neutro a alcalino. Por supuesto, las deficiencias aparecen en suelos que por naturaleza tienen bajos contenidos de Mn.
La Tabla 7-13 presenta las fuentes comunes de Fe y su contenido porcentual. Las aplicaciones al suelo o las aspersiones foliares pueden corregir las deficiencias en los cultivos. El aplicar materiales solubles (como el sulfato de hierro) al suelo no es muy eficiente, debido a que el Fe pasa rápidamente a formas no disponibles. Estos materiales son más eficientes cuando son aplicados en aspersión foliar. Las inyecciones de sales de Fe directamente al tronco y las ramas de árboles frutales han controlado la clorosis de Fe. La mayoría de las fuentes de Fe son más eficientes cuando se aplican en aspersión foliar. Este método de aplicación utiliza cantidades menores de Fe que cuando se aplica directamente al suelo.
Los cultivos varían en su respuesta al Mn como se observa en la Tabla 7-14. Tabla 7-14. Las respuestas de los cultivos al manganeso.
Tabla 7-13. Fuentes comunes de hierro. Fuente
Porcentaje de Fe
Sulfato de hierro Oxido de hierro Sulfato de amonio - hierro Polisulfato amonio - hierro Quelatos de hierro
19-23 69-73 14 22 5-14
El alterar el pH del suelo en una banda angosta en la zona radicular puede corregir las deficiencias de Fe. El azufre elemental (S) al oxidarse baja el pH del suelo y convierten el Fe no soluble a formas que las plantas pueden usar.
Respuesta Baja
Cebada Cítricos Arveja Papas Soya Trigo
Manzana Frijol Uvas Lechuga Avena Durazno Rábano Sorgo Espinaca Frutilla Pasto sudan Remolacha
Generalmente, las deficiencias de Mn están asociadas con un alto pH del suelo, sin embargo, las deficiencias pueden resultar de un desbalance con otros nutrientes como Ca, Mg y Fe. La humedad del suelo también afecta la disponibilidad de Mn. Los síntomas de deficiencia son más severos en suelos de un alto contenido de materia orgánica, durante los períodos en los cuales el suelo está saturado.
MANGANESO El Mn funciona principalmente como parte de los sistemas enzimáticos de las plantas. Activa PPI-PPIC
Respuesta Alta
7-9
INPOFOS
con pH de hasta 5.8. El encalado elimina este problema.
Los síntomas desaparecen a medida que el suelo se seca y la temperatura incrementa. Estas condiciones pueden ser el resultado de una menor actividad microbiana en suelos fríos y húmedos. El pH de estos suelos también es más alto durante el invierno y esto reduce la disponibilidad de Mn.
MOLIBDENO La planta requiere Mo para sintetizar y activar la enzima nitrato - reductasa. Esta enzima reduce el nitrato a amonio dentro de la planta. El Mo es vital para el proceso de fijación simbiótica de N, llevado a cabo por la bacteria Rhizobium en los nódulos de las raíces de las leguminosas. También es necesario para convertir el P inorgánico a su forma orgánica en la planta.
Las deficiencias de Mn pueden corregirse de varias maneras: • Si la deficiencia fue causada por el uso de cal, se debe mantener el pH por debajo de 6.5. Esto puede lograrse reduciendo las cantidades de cal o usando materiales que acidifiquen el suelo, incluyendo el S elemental. La aplicación en banda de estos materiales, cerca pero sin llegar a hacer contacto con la semilla, reduce el pH y convierte el Mn a una forma disponible para la planta. Sin embargo, es generalmente más económico añadir Mn que tratar de bajar el pH.
Los síntomas de deficiencia de Mo se presentan como un amarillamiento general y una falta de crecimiento de la planta. La deficiencia de Mo promueve el aparecimiento de síntomas de deficiencia de N en leguminosas como la soya y la alfalfa, debido a que la carencia de Mo no permite que las leguminosas fijen N del aire. El Mo se hace más disponible a medida que sube el pH del suelo, opuestamente a lo que sucede con la mayoría de los otros micronutrientes. Por lo tanto, las deficiencias ocurren más comúnmente en suelos ácidos. Los suelos arenosos presentan deficiencias de Mo con más frecuencia que los suelos de textura fina. La Tabla 7-16 muestra los efectos del Mo en el rendimiento de soya cultivada en suelos con diferente pH. Debido a que el Mo se torna más disponible a mayor pH, el encalado corrige la deficiencia si el suelo contiene suficiente cantidad de este nutriente. Este hecho se ilustra en la Tabla 7-16.
• Se puede corregir las deficiencias de Mn mezclando sales solubles, como el sulfato de Mn, con el fertilizante aplicado antes de la siembra, al voleo o en banda. Una aplicación inicial alta en P ayuda a movilizar el Mn a la planta. La deficiencia en el campo puede corregirse con una aplicación foliar. El aplicar a las hojas 10 kg/ha de MnSO4 es un tratamiento común en soya con deficiencia de Mn. La Tabla 7-15 muestra las fuentes comunes de Mn. Tabla 7-15. Fuentes comunes de manganeso. Fuente Sulfato de manganeso Oxido de manganeso Quelato de manganeso Carbonato de manganeso Cloruro de manganeso
Porcentaje de Mn
Tabla 7-16. Respuesta de la soya al molibdeno en suelos de diferente pH.
26-30.5 41-48 12 31 17
pH del suelo 5.6 5.7 6.0 6.2 6.4
En algunos suelos, un pH extremadamente ácido puede causar toxicidad de Mn. El pH del suelo debe ser inferior a 5.0 para que aparezcan problemas significativos de toxicidad. Sin embargo, se han encontrado niveles tóxicos de Mn en la plantas creciendo en suelos PPI-PPIC
---- Rendimiento, t/ha------Con Mo Sin Mo 2.76 2.89 2.69 2.82 2.76
2.15 2.28 2.35 2.69 2.82
Aplicaciones altas de P incrementan la absorción de Mo por la planta, mientras que aplica7-10
INPOFOS
ciones altas de S reducen la absorción de Mo. El aplicar altas cantidades de fertilizantes que contienen S, en suelos con niveles medios a bajos de Mo, puede inducir una deficiencia de este nutriente. Cultivos como el brócoli, la coliflor y los tréboles necesitan a menudo aplicaciones de Mo, Tabla 7-17.
medicinas que contenga Cu o mediante la aplicación de CuSO4 directamente al suelo. En la Tabla 7-18 se presenta el contenido y la solubilidad de las principales fuentes de Mo.
ZINC El Zn fue uno de los primeros micronutrientes reconocido como esencial para las plantas. Además, es el micronutriente que con más frecuencia limita los rendimientos de los cultivos. Por ejemplo, se han reportado deficiencias de Zn en casi todos los países productores de arroz. A pesar de que es requerido en pequeñas cantidades, es imposible obtener rendimientos altos sin este micronutriente. Ciertos cultivos tienen mejor respuesta al Zn que otros, como lo demuestra la Tabla 7-19.
Tabla 7-17. Respuesta de varios cultivos al molibdeno. Respuesta Alta
Respuesta Baja
Brócoli Coliflor Trébol
Alfalfa Frijol Lechuga Arvejas Soya Espinaca
Tabla 7-19. zinc.
Varios materiales suministran Mo . . . y pueden ser mezclados con fertilizantes NPK, aplicados vía foliar o usados para tratar la semilla. El tratamiento de semilla es probablemente el modo más común de corregir una deficiencia de Mo, debido a las bajas cantidades requeridas. Tabla 7-18. Fuentes comunes de molibdeno. Fuente Molibdato de amonio Molibdato de sodio Acido molibdico
Porcentaje de Mo
Solubilidad en agua
54 39-41 47.5
Si Si Ligeramente
Alta respuesta
Mediana respuesta
Baja respuesta
Fríjol Maíz Arroz Cítricos Café
Cebada Papa Soya Pasto sudán Remolacha azucarera Tomate Alfalfa Tréboles Algodón
Centeno Avena Arvejas Col Apio
Sorgo Duraznos Aguacate Cebolla
Lechuga Espárrago Zanahoria Uvas
El Zn ayuda a la síntesis de substancias que permiten el crecimiento de la planta y la síntesis de varios sistemas enzimáticos. Es esencial para promover ciertas reacciones metabólicas y además es necesario para la producción de clorofila y carbohidratos. El Zn no es transloca dentro de la planta, por lo tanto, los síntomas de deficiencia aparecen primero en la hojas y otras partes jóvenes de la planta.
El exceso de Mo es tóxico, especialmente para animales en pastoreo. El ganado que come forraje con exceso de Mo puede desarrollar severos casos de diarrea. El Mo afecta también el metabolismo del Cu. Por ejemplo, los animales que se alimentan con pasto de bajo contenido de Mo pueden desarrollar toxicidad de Cu, si los niveles de Cu son lo suficientemente altos. Por otro lado, los animales que comen pasto con un alto contenido de Mo pueden desarrollar deficiencia de Cu, dando lugar a la enfermedad denominada “molibdenosis”. Esta enfermedad puede corregirse mediante el suministro de sulfato de cobre (CuSO4) en forma oral, mediante la inyección de PPI-PPIC
Respuesta de los cultivos al
La deficiencia de Zn en maíz hace que el ápice se torne de color amarillento claro o blanco en las etapas iniciales de crecimiento de la planta. Las hojas desarrollan fajas de color amarillento (clorosis) localizadas a un lado o a ambos la7-11
INPOFOS
disponibilidad del Zn en suelos minerales está asociada con la materia orgánica. Niveles bajos de materia orgánica en el suelo son a menudo indicativos de una baja disponibilidad de Zn.
dos de la nervadura central. Síntomas en otros cultivos incluyen el color bronceado en el arroz, hojas pequeñas en los árboles frutales y severo retraso del crecimiento en maíz y fríjol. Los suelos pueden contener desde pocos hasta cientos de kg de Zn por hectárea. Generalmente, los suelos de textura fina contienen más Zn que los suelos arenosos. Sin embargo, el contenido total de Zn en el suelo no indica cuanto de este nutriente está disponible para el cultivo. Varios factores determinan esta disponibilidad:
• Irrigación - El Zn puede volverse deficiente cuando se nivelan los suelos para riego, debido a que esta operación remueve la materia orgánica, compacta el suelo y expone capas inferiores de alto pH. • Lixiviación - El Zn es adsorbido por los coloides del suelo. Esto ayuda a que este nutriente no se pierda por lixiviación y se mantenga en la zona radicular.
• pH del suelo - El Zn es menos disponible a medida que sube el pH del suelo. Aquellos suelos encalados a pHs superiores a 6.0 pueden desarrollar deficiencias de Zn, especialmente en suelos arenosos. Las deficiencias no se presentan en todos los suelos con pH cercano a la neutralidad o alcalino, simplemente la probabilidad de deficiencia es mayor. La concentración de Zn en el suelo se reduce 30 veces por cada unidad de incremento en pH entre 5.0 y 7.0.
• Suelos fríos y húmedos - Las deficiencias de Zn ocurren temprano en el ciclo de crecimiento, en suelos fríos y húmedos de zonas temperadas. En estas condiciones el crecimiento radicular es lento y las raíces no pueden absorber suficiente cantidad de Zn para satisfacer las necesidades de la planta. En ocasiones las plantas parecen superar esta deficiencia, pero los rendimientos podrían ya haber sido afectados significativamente.
• Alta cantidad de P en el suelo - Deficiencias de Zn pueden presentarse en suelos con una alta disponibilidad de P. Varios cultivos han demostrado ser susceptibles al efecto de la interacción Zn-P. Altos niveles de Zn o de P pueden reducir la absorción del otro. La aplicación de uno de ellos (Zn o P) en un suelo marginal en ambos puede inducir una deficiencia del otro. El pH del suelo complica más la interacción Zn-P.
• Actividad biológica del suelo - La disponibilidad de Zn es afectada por la presencia de cierto hongo en el suelo, denominado micorriza, que forma una relación simbiótica con las raíces de las plantas. Este hongo benéfico ayuda a la planta a absorber Zn. El mejor procedimiento para corregir las deficiencias de Zn es la aplicación, antes o durante la siembra, de una fuente de Zn junto con el fertilizante NPK. La cantidad a aplicarse varía entre 1 y 10 kg Zn/ha, dependiendo de los niveles del nutriente en el suelo. Se debe aplicar dosis muy bajas cuando se coloca en banda con los fertilizantes de arranque. El Zn tiene excelente efecto residual y aplicaciones altas pueden ser suficientes por 3 o 4 años. Es aconsejable analizar el suelo para conocer el contenido inicial de Zn. Las fuentes comunes de Zn se presentan en la Tabla 7-20.
El aplicar P en un suelo con niveles adecuados de Zn no produce deficiencia de Zn. Sin embargo, los especialistas sugieren que para obtener rendimientos altos es necesario aplicar 1 Kg de Zn por cada 20 kg de fosfato. • Materia orgánica - Abundante Zn se puede fijar en las fracciones orgánicas de suelos con alto contenido de materia orgánica. También se puede inmovilizar temporalmente en los cuerpos de los microorganismos del suelo, especialmente cuando se aplican desechos de corral. Por otro lado, la PPI-PPIC
7-12
INPOFOS
En sitios donde se espera poca disponibilidad de Zn por condiciones de alto pH, o cuando se presenta una situación de emergencia en un cultivo establecido, se puede aplicar Zn en aspersiones foliares. La aplicaciones foliares generalmente requieren cantidades que varían entre 0.5 y 1.0 kg de Zn/ha. La Tabla 7-21 presenta datos del efecto de varios métodos de
aplicación de Zn en el rendimiento de maíz. Las respuestas al Zn pueden ser espectaculares, como se muestra en la Tabla 7-22. En este estudio, conducido en soya irrigada, se encontró que el mejor tratamiento fue la aplicación de 4 kg de Zn/ha, produciendo una respuesta en rendimiento de 1.34 toneladas/ha.
Tabla 7-20. Fuentes comunes de zinc. Fuente
Porcentaje de Zn
Sulfato de zinc (hidratado) Oxido de zinc Sulfato de zinc básico Complejos amonio-zinc Quelato de zinc Fuentes orgánicas
23-36 78 55 10 9-14 5-10
Tabla 7-21. Porcentaje de ensayos de campo que presentan respuestas en rendimiento de maíz a diferentes métodos de aplicación de zinc. Método de aplicación (sitios) Al voleo (31) Banda (28) Foliar (31)
Porcentaje de ensayos que presentan respuesta de : <0.3 t/ha 0.3-0.6 t/ha 0.6-0.9 t/ha >0.9 t/ha 55 29 26
6 21 36
19 29 6
20 21 32 Kentucky, E.U.
Tabla 7-22. Respuesta de la soya bajo riego a la aplicación de Zn antes de la siembra. Dosis de Zn, kg/ha
Rendimiento, t/ha
0 2 4
2.02 3.09 3.36
Composición de la hoja P (%) Zn (ppm) 0.26 0.16 0.18
17.9 24.9 28.9 Kentucky, E.U.
PPI-PPIC
7-13
INPOFOS
Capítulo 7
MICRONUTRIENTES CUESTIONARIO 1.
Los siete micronutrientes esenciales son ___________, ____________, _____________, ______________, ____________, ______________ y ___________.
2. El símbolo químico del boro es ______; cobre, ______; zinc, _______. 3.
(V o F) Los altos rendimientos de los cultivos han influenciado en el incremento de deficiencias de micronutrientes.
4.
(V o F) Los micronutrientes son en ocasiones “milagrosos” en la producción de cultivos.
5.
Los suelos contienen (más, menos) micronutrientes que nutrientes primarios.
6.
(V o F) La cantidad total de los micronutrientes removidos en la cosechada de la mayoría de los cultivos es menor de 1 kg/ha.
7.
(V o F) La disponibilidad de la mayoría de los micronutrientes en el suelo se incrementa a medida que se incrementa el pH del suelo.
8.
(V o F) La disponibilidad del Mo se incrementa a medida que se incrementa el pH del suelo.
9.
Se espera toxicidad de Cu y Fe a pHs (altos, bajos).
10.
(V o F) El B es esencial para la formación de la semilla y la pared celular.
11.
(V o F) El B es translocado fácilmente en la planta.
12.
La mayoría de las leguminosas tienen respuestas (altas, bajas) al B.
13.
La fuente más importante de B en el suelo es _________ __________.
14.
La deficiencia de B puede ser provocada por clima___________ .
15.
(V o F) El B se lixivia fácilmente del suelo.
16.
El rango entre deficiencia y toxicidad de B es (amplio, estrecho) que para otros nutrientes.
17.
Tres métodos de aplicación de B son ____________, __________ y _____________.
18.
(V o F) El Cu es esencial para el crecimiento de la planta.
19.
Las deficiencias de Cu son más comunes en suelos _______________.
20.
(V o F) Los suelos arcillosos tienen menor probabilidad de ser deficientes en Cu que los suelos arenosos. El Cu en grandes cantidades puede ser ____________ para la planta.
21.
PPI-PPIC
7-14
INPOFOS
22.
(V o F) La mayoría de las fuentes de Cu son solubles en agua.
23.
El Fe es importante en la formación de _____________ y es un transportador de ___________ .
24.
(V o F) La clorosis es un síntoma común de deficiencia de Fe.
25.
(V o F) El Fe se trasloca fácilmente en la planta.
26.
El método más efectivo para corregir una deficiencia de Fe es la aplicación __________.
27.
El alternar el ___________ del suelo en una banda angosta cerca de la zona radicular puede ser efectivo en corregir las deficiencias de Fe.
28.
Los quelatos de Fe tienen un contenido más (alto, bajo) de Fe que el sulfato de Fe.
29.
El Mn juega un papel vital en la fotosíntesis debido a que es importante en la síntesis de ______________.
30.
(V o F) La deficiencia de Mn aparece primero en las hojas jóvenes.
31.
Las deficiencias de Mn están asociadas con un pH (alto, bajo) del suelo.
32.
Las deficiencias de Mn ocurren con más frecuencia en los suelos altos en _______________.
33.
(V o F) La forma más efectiva de corregir la deficiencia de Mn es por medio de una aspersión foliar.
34.
(V o F) El Mn tiene más probabilidad de ser tóxico para las plantas si el pH del suelo es bajo.
35.
El sulfato de manganeso contiene __________ a _________ % de Mn.
36.
El Mo es esencial para ______________ __________ en los nódulos en las raíces de las leguminosas.
37.
El encalar el suelo es (a menudo, casi nunca) efectivo para corregir una deficiencia de Mo.
38.
Aplicaciones altas de P (incrementan, reducen) la absorción de Mo por parte de la planta.
39.
Aplicaciones altas de fertilizantes que contengan sulfato pueden inducir a una ____________ de Mo.
40.
(V o F) El tratar las semillas es probablemente la forma más común de corregir una deficiencia de Mo.
41.
Los animales que comen pastos bajos en Mo pueden desarrollar toxicidad de _____________ si los niveles de ___________ en el suelo son lo suficientemente altos.
42.
Dos fuentes de Mo son ____________ _________ y ____________ ____________.
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7-15
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43.
El _____________ fue uno de los primeros micronutrientes en ser reconocido como esencial para el crecimiento de la planta.
44.
El frijol, el arroz y el durazno están entre los cultivos de (mayor, menor) respuesta al Zn.
45.
Los síntomas de deficiencia de Zn aparecen primero en los tejidos (jóvenes, viejos) de la planta.
46.
(V o F) El Zn total del suelo es un buen indicativo de la disponibilidad de este nutriente para la planta.
47.
La deficiencia de Zn es (a menudo, nunca) asociado con una alta disponibilidad de P en el suelo.
48.
(V o F) El nivelar el suelo para riego a menudo induce a una deficiencia de Zn.
49.
(V o F) El Zn se lixivia fácilmente en el suelo.
50.
Las deficiencias de Zn generalmente ocurren ____________ del ciclo de crecimiento.
51.
La aspersión foliar así como la ___________ o la aplicación _____________ son formas efectivas de corregir una deficiencia de Zn.
52.
El sulfato de zinc contiene _________ a __________ % de Zn.
53.
En la planta, el Cl esta involucrado en la descomposición de __________ en la presencia de la luz solar.
54.
El Cl reduce los efectos de las ___________ __________ en los cereales de granos pequeños.
55.
(V o F) El cloro se lixivia fácilmente en el suelo.
56.
El Co es requerido por la bacteria _____________ que es responsable de la fijación del N atmosférico en las leguminosas.
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7-16
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CAPITULO 8
ANALISIS DE SUELO, ANALISIS FOLIAR Y TECNICAS DE DIAGNOSTICO Página 8-1 8-2 8-3 8-5 8-6 8-7 8-9 8-11 8-12 8-13 8-13 8-14 8-15
Análisis de suelo Elección del laboratorio Toma de muestras de suelo Como se analiza el suelo Interpretación de los resultados Análisis foliar Síntomas de deficiencia en la planta Como realizar un diagnóstico completo del estado nutricional de los cultivos Importancia de prácticas culturales Otras fuentes de información Como usar toda la información Resumen Cuestionario
dad del suelo podría estar declinando debido a un manejo nutricional deficiente. Las consecuencias de minar los nutrientes del suelo (usar más de lo que se aplica) no son evidentes por varios años.
ANALISIS DE SUELO El análisis de suelo es una de las prácticas adecuadas de manejo (PAM) de fundamental importancia tanto en países desarrollados como en los países en desarrollo, debido a que es una práctica agronómicamente efectiva y rentable y ambientalmente responsable.
La Tabla 8-1 muestra los cambios nutricionales del suelo en experimentos de fertilidad a largo plazo, conducidos en Huiyang, provincia Guangdong, China. Se cosecharon dos cultivos de arroz al año. Los datos obtenidos indican que solamente cuando se usan fertilizantes no se reduce el contenido de fósforo (P) y de potasio (K) en el suelo. Cuando no se aplicaron nutrientes (NPK) por 11 años (en suelos con contenidos de moderados a altos), el contenido promedio de P disponible en el suelo bajó en 2.2 partes por millón (ppm) por año, y el contenido de K se redujo en aproximadamente 0.8 ppm. Cuando se aplicó solamente nitrógeno (N) se redujo la disponibilidad de P en 3 ppm y el K en 1 ppm por año. Si se permite que estas tendencias continúen, se observarán pérdidas substanciales del rendimiento potencial del cultivo. Si esto sucede, serán necesarios varios años de aplicaciones de altas cantidades de P y
El análisis de suelo continuará siendo una de las más importantes prácticas de manejo en la producción de cultivos y en la protección ambiental. Con seguridad, ésta será una de las PAM utilizadas universalmente por extensionistas, consultores y técnicos a cargo del manejo agronómico de fincas y empresas agrícolas. El análisis de suelo debe ser una herramienta de planificación y de soporte muy útil en el manejo de la finca. Con esto el ambiente también se beneficia ya que mejora el manejo del recurso suelo y de los insumos necesarios en la producción. Las estadísticas que demuestran bajo uso de fertilizantes y mediocres rendimientos de los cultivos indican que en muchas fincas la fertiliPPI-PPIC
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Tabla 8-1. Cambios en el contenido de nutrientes en el suelo de un experimento a largo plazo, conducido en Huiyang, Guangdong, China. Tratamientos Testigo N NP NK NPK
P disponible, ppm 1980 1991 Balance
K disponible, ppm 1980 1991 Balance
40.9 41.9 53.8 45.7 48.7
30.9 30.9 29.1 30.5 31.5
17.2 8.4 75.4 7.1 80.9
-23.7 -33.5 +21.6 -38.6 +32.2
22.0 20.4 22.0 98.4 47.6
-8.9 -10.5 -7.1 +67.9 +16.1
Fuente: Lin Bao, Academia China de Ciencias Agrícolas, 1993.
K para restablecer rendimientos óptimos. El permitir que se reduzca el contenido de nutrientes en el suelo tiene consecuencias muy negativas en la productividad, la rentabilidad y en el ambiente.
Existe considerable flexibilidad para la elección del laboratorio al cual se pueden enviar las muestras de suelo para análisis. En general, existen tres tipos de laboratorios que ofrecen esta clase de servicios:
El Análisis de Suelo - Una Herramienta de Diagnóstico
• Gubernamental / Universitario - Estos pueden estar centralizados en las principales estaciones experimentales o en el campus de las facultades de agronomía, o estar localizados en las agencias de extensión ubicadas a través de todo el país.
El análisis de suelo es una herramienta importante en agricultura rentable en todo el mundo. El análisis de suelo, utilizado conjuntamente con toda otra información disponible, es una guía para diseñar recomendaciones de fertilización y encalado que ayuden a producir rendimientos altos de elevada rentabilidad.
• Privados - Los servicios de análisis de suelos de estos laboratorios usualmente son parte de servicios más amplios como análisis de alimentos, agua, fertilizantes, etc. ofrecidos en forma comercial por diversas compañías.
El análisis de suelo cumple con dos funciones básicas:
• Industria - Ciertas compañías productoras o distribuidoras de fertilizantes ofrecen servicios de análisis de suelos y análisis foliar, como parte global de sus servicios al cliente de sus programas de mercadeo.
• Indica los niveles nutricionales en el suelo y, por lo tanto, es el punto de partida para desarrollar un programa de fertilización. Se puede diseñar un programa exitoso combinando la información del análisis de suelo con información sobre el historial del campo o del sistema de cultivo, el potencial global de productividad del suelo, y la capacidad de manejo del agricultor.
Cualquiera de estos laboratorios debería tener los siguientes objetivos: • Alta calidad de los análisis. • Recomendaciones de fertilización y enmiendas que busquen obtener el máximo potencial de rentabilidad para el productor.
• El análisis de suelo puede también utilizarse en forma regular para monitorizar los cambios nutricionales del suelo, manteniendo así la fertilidad global del sistema . . . en la búsqueda de rendimientos altos sostenidos, con un alto potencial de rentabilidad.
• Solucionar los problemas de fertilidad de suelo que puedan estar limitando los rendimientos. • Entrega rápida de los resultados.
ELECCION DEL LABORATORIO
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campo. Es aconsejable tener un mapa de las áreas de muestreo.
Cuando existen opciones, se debe elegir el laboratorio cuidadosamente. Los fertilizantes y las enmiendas son adquisiciones que representan una parte significativa del costo de producción del agricultor. El uso eficiente de estos insumos es crítico para mantener el nivel global de rentabilidad de la finca y para contribuir al cuidado del ambiente (ver Capítulo 10).
• Usar un balde plástico limpio, especialmente para análisis de micronutrientes (los baldes de metal pueden contaminar la muestra). • Tomar la muestra a una profundidad de 15 a 20 cm para cultivos anuales y de 7 a 10 cm para pastos.
TOMA DE MUESTRAS DE SUELO En el proceso de análisis de suelo, la mayor probabilidad de cometer errores se presenta en el momento que se toman las muestras para análisis. Si una muestra de suelo de 500 g (o menos) representa varias hectáreas (varios millones de kg de suelo), o si la muestra representa una área tan pequeña como 0.05 ha, la recolección de una muestra realmente representativa es un paso crucial. Si se toma una buena muestra, los resultados del análisis pueden proporcionar una estimación confiable del estado nutricional del suelo. En lotes grandes, el incrementar la cantidad de submuestras ayuda a mejorar la confiabilidad de los resultados del análisis. Se deben utilizar los mismos procedimientos de muestreo, sin importar el tamaño de los lotes que van a ser muestreados. Es claro entonces, que se deben recolectar las muestras de suelo cuidadosamente para asegurar que los resultados de los análisis sean representativos. A menudo los laboratorios proveen panfletos con instrucciones de como tomar muestras de suelo. En general, estas instrucciones incluyen los siguientes pasos:
•
Se pueden recolectar también muestras del subsuelo para evaluar la capacidad total de suplemento de nutrientes, y para determinar si existe pérdida excesiva de nutrientes como el N (ver Capítulo 3).
•
Recoger al azar muestras de más de 20 sitios (submuestras) del área de muestreo. Estas submuestras se mezclan en el balde formando una muestra compuesta. Dependiendo de la herramienta de muestreo utilizada (barreno, pala, machete, etc.), la muestra compuesta puede pesar uno o varios kg.
•
Mezclar bien las submuestras para obtener una muestra compuesta representativa del área de muestreo. Este paso es extremadamente importante. Las terrones de tierra deben romperse con los dedos mientras se mezcla todo el suelo. La mezcla inapropiada de las submuestras puede resultar en errores graves de muestreo.
•
Se pueden utilizar varios tipos de recipientes para enviar las muestras al laboratorio. Algunos laboratorios entregan estos recipientes como parte del servicio. Se pueden utilizar también dos fundas plásticas nuevas, limpias y extra fuertes. La funda interna contiene la muestra, mientras que entre la funda interna y la externa se coloca la hoja de información con la identificación de la muestra.
•
Con las manos se procede a recoger del balde el suelo mezclado y a colocarlo en la funda o recipiente. Se repite la operación hasta tener alrededor de 500 g de suelo en la funda, asegurándose de que en cada ocasión se mezcle nuevamente el suelo en el balde.
Muestreo de Campo • Se debe tomar una muestra individual de cada lote que tiene topografía, tipo o color de suelo diferente, o que haya estado sujeto a diferentes prácticas de manejo. Por lo tanto, un campo grande debe ser dividido en lotes con suelos uniformes, o en lotes con el mismo historial de cultivos, dependiendo de cada sitio en particular. A cada lote se debe asignar un número permanente de identificación y se deben registrar estos números de
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8-3
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•
Llenar completamente la hoja de información con los datos pertinentes .
•
Muestrear los lotes cada 2 o 3 años . . . con más frecuencia si es necesario.
•
Mantenga un historial de los resultados de los análisis de suelo.
sitio específico. El muestreo detallado del suelo y las diferentes dosis de fertilización para cada sitio específico marcado por las cuadrículas en el campo, resultaron en un incremento en los costos de fertilización . . . de 103 a 117 dólares por ha (Tabla 8-2). Sin embargo, con esta forma de aplicación se concentraron los fertilizantes en áreas donde dieron resultados más rentables.
Muestreo de Areas con Problemas •
Recoger muestras separadas de las áreas buenas y de las áreas con problemas, usando las técnicas que fueron descritas anteriormente.
•
Tomar muestras de la superficie y del subsuelo.
•
Incluir la descripción de los problemas junto con los datos de identificación de las muestras.
Las recomendaciones por sitio específico incrementaron el costo de fertilización en 445 dólares en las 32 ha. De igual manera, el muestreo de suelos, la confección del mapa y la aplicación del fertilizante aumentaron 1000 dólares más al costo. Sin embargo, los rendimientos se
pH 6.5-7.0 7.0 +
Incremento en el Número de Muestras por Lote Investigadores de la Universidad de Missouri (E.U.) compararon las recomendaciones de fertilización basadas en análisis de muestras de suelos obtenidas al azar, con la nueva técnica de muestreo detallado por cuadrículas (una muestra/1.6 ha), en un campo de 32 ha. En este proyecto se demostró la ventaja del muestreo detallado del suelo. La Figura 8-1 muestra la variación en fertilidad del lote determinada por el muestreo en cuadrículas (en el archivo de suelos del condado el lote aparecía como de fertilidad uniforme, basándose en un muestreo al azar). Esta información demostró la necesidad de variar las dosis de fertilizantes de una parte del lote a otra . . . creando la oportunidad para manejar el cultivo más estrechamente, en lo que se denomina manejo por PPI-PPIC
Fósforo Bajo Medio Alto
N Potasio Medio
N-P2O5-K2O Fertilizantes Aplicado, kg/ha 208-103-95 208-79-95 208-0-95
Rendimiento, t/ha < 8.2 < 8.2-9.4 > 9.4
Figura 8-1. Variabilidad de suelo determinada por muestreo detallado por cuadrículas a una profundidad de 0 a 15 cm, en un lote al Sureste del estado de Missouri (E. U.). el rendimiento de maíz se determinó por medio de cosecha manual en fajas control. 8-4
INPOFOS
Tabla 8-2. Planes de fertilización basándose en muestreo al azar y en muestreo detallado por cuadrícula, en un lote del sureste de Missouri (E.U.). ---- Recomendaciones basadas en la media obtenida por muestreo al azar---Nutriente Cantidad Costo Hectáreas Costo del campo (kg/ha) (dólares/kg) (dólares) N 208 0.37 P2O5 22 0.46 K 2O 66 0.24 Costo del fertilizante por ha=103 dólares
32 32 32
2463 324 507 Total 3294 dólares
--------------- Recomendaciones de manejo por sitio específico ----------------Nutriente Cantidad Costo Hectáreas Costo del campo (kg/ha) (dólares/kg) (dólares) N 208 0.37 P2O5 103 0.46 P2O5 79 0.46 P2O5 0 0.46 K 2O 95 0.24 Costo del fertilizante por ha=117 dólares
32 5 8.5 18.5 32
2463 237 309 0 730 Total 3729 dólares
incrementaron en 2.3 a 3.0 toneladas/ha, produciendo un ingreso neto de 7000 dólares. Esto significa un retorno de casi el 500 % en la inversión hecha en el campo.
Un elemento puede ser analizado con precisión en el laboratorio, pero esto no significa que las recomendaciones para su aplicación tengan la misma precisión. Esto se debe a que la recomendación se basa en investigación de campo que correlaciona el nivel nutricional del suelo (contenido del nutriente analizado en el laboratorio con determinada metodología), con la respuesta del cultivo a la aplicación de ese nutriente. Esta investigación da sentido a los números reportados por el laboratorio después de analizar el suelo. Desafortunadamente, en muchos casos no existe esta
investigación. Los análisis de N en el suelo tienen limitado valor para hacer recomendaciones de este nutriente. Esto se debe a la naturaleza del N que constantemente se transforma y se mueve en el suelo. En el laboratorio se puede determinar el N total y el contenido de materia orgánica, pero estas determinaciones solo dan una idea aproximada de las reservas de N.
COMO SE ANALIZA EL SUELO La mayoría de los laboratorios de análisis de suelos usan equipos y métodos modernos y sofisticados. La velocidad y precisión de las determinaciones en los laboratorios se logran con el uso de espectrógrafos de plasma, espectrofotómetros de emisión y absorción atómica y mejores medidores de pH. Las metodologías de laboratorio son constantemente mejoradas.
Sin embargo, el determinar anualmente el contenido de nitrato (NO3) ha demostrado ser una herramienta efectiva para determinar las necesidades de N, particularmente en áreas de baja precipitación. El muestreo a una profundidad aproximada de 0 a 60 cm es efectivo para determinar el NO3 residual disponible para satisfacer las demandas de cereales de grano pequeño, sorgo y maíz. Se recomienda muestrear a mayor profundidad para remolacha azucarera. Investigación reciente ha encontrado utilidad a las determinaciones de NO3 superficiales (0 a 30 cm) como ayuda para refinar las recomendaciones de N en áreas más húmedas. El momento de la toma de la muestra para determinar NO3 varía con el cultivo, clima y tipo de suelo.
Por muchos años, las determinaciones más comunes fueron P y K disponibles y los requerimientos de cal. Los requerimientos de cal se determinaban midiendo el pH y la acidez activa, junto con el calcio (Ca) y magnesio (Mg) disponibles. Muchos laboratorios también determinaban el contenido de materia orgánica y la CIC. Hoy en día se pueden hacer con precisión muchas otras determinaciones en el laboratorio, incluyendo azufre (S) y micronutrientes como PPI-PPIC
boro (B), cloro (Cl), cobre (Cu), hierro (Fe), manganeso (Mn), molibdeno (Mo) y zinc (Zn).
8-5
INPOFOS
Sin embargo, existe una buena probabilidad de que se presente respuesta a la aplicación de fertilizantes aun en suelos con contenidos altos de nutrientes. Esto es especialmente cierto cuando se buscan rendimientos más altos, o cuando en climas templados se siembra temprano en primavera en suelos fríos y húmedos. En todos los climas, las prácticas de labranza, la compactación y el pH del suelo muy alto o muy bajo incrementan la probabilidad de respuesta a la aplicación de P y K, especialmente a aplicaciones de arranque, aun en suelos con contenidos altos de estos nutrientes.
INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS La utilidad de los análisis de suelos demuestra todo su potencial para el diseño de recomendaciones de fertilización y manejo de nutrientes que busquen alcanzar rendimientos y rentabilidad altos cuando se los usa conjuntamente con toda otra información disponible. La persona a cargo del diseño de las recomendaciones debe tener buen entrenamiento y experiencia en interpretar los resultados de los análisis. Esta persona necesita tener a su alcance toda la información disponible de lote, de la finca y el manejo del agricultor.
Tabla 8-3. Probabilidades de respuesta a la aplicación de fósforo y potasio al surco.
La mayoría de agricultores que analizan sus suelos son personas que están buscando incrementar sus rendimientos y rentabilidad, pero también son personas que están interesadas en elevar y mantener niveles de fertilidad del suelo, protegiendo al mismo tiempo el ambiente. El técnico a cargo de las recomendaciones tiene estos aspectos en mente. Un programa de recomendaciones que tenga en cuenta estos aspectos debe incluir las siguientes consideraciones:
Contenido de P o K
Bajo Medio Alto Muy alto
95-100 65-95 30-65 10-30 Indiana, E.U.
El agricultor que busca mejorar sus ingresos debe recibir recomendaciones de fertilización que busquen obtener el rendimiento económico máximo. Esto se logra con la ayuda del análisis de suelos. Al mismo tiempo, el análisis de suelos brinda una buena oportunidad para realizar otros cambios necesarios en las prácticas de manejo de los cultivos.
• Se debe recomendar para lograr rendimientos óptimos del cultivo manteniendo el contenido de todos los nutrientes a niveles que no sean limitantes para el crecimiento y desarrollo de la planta desde la germinación hasta la madurez. • Si el contenido de uno o más nutrientes es medio o bajo, se deben aplicar dosis de fertilizantes que incrementen el contenido de nutrientes en el suelo y los lleven a niveles “altos”. De allí en adelante se deben chequear periódicamente los niveles nutricionales en el suelo para estar seguros que estos se mantienen a través del tiempo.
Muchos agricultores, como gente de negocios, desean más que una simple recomendación de fertilización que incluya solamente las cantidades de los nutrientes a aplicarse. Desean una recomendación completa de fertilizantes que incluya el tipo, el momento y método de aplicación, además de información adicional sobre los requerimientos de cal u otras enmiendas. También desean un paquete completo de recomendaciones que les permita alcanzar la meta de obtener altos rendimientos. Esto significa la inclusión de todos los factores que se relacionen con altos rendimientos . . . variedad y densidad de siembra apropiadas, prácticas culturales, época de siembra y cosecha, uso apropiado
• Mantener una fertilidad balanceada para que el cultivo use en forma óptima los recursos suelo y agua. La Tabla 8-3 muestra la relación entre el contenido de P y K en el suelo y la probabilidad de respuesta a la aplicación de estos nutrientes. PPI-PPIC
Probabilidad de respuesta %
8-6
INPOFOS
den analizar de 10 o más elementos en cuestión de minutos. Un número considerable de laboratorios en diferentes países del mundo prestan el servicio de análisis foliar. La demanda de este servicio continuará creciendo a medida que la investigación demuestre las oportunidades existentes en manejo de la disponibilidad nutricional durante el ciclo de crecimiento.
de herbicidas y pesticidas, etc. Las metas de rendimiento son una parte importante e integral de las recomendaciones. Varias agencias de consultores sirven a los agricultores proveyendo servicio de toma de muestras de suelo y foliares, diseñando recomendaciones completas de fertilización y manejando y monitorizando los cultivos durante todo el ciclo. Esto da al análisis de suelos una nueva dimensión.
El análisis foliar se utiliza para: • Confirmar el diagnóstico de síntomas visibles en el campo;
ANALISIS FOLIAR
• Identificar problemas de hambre escondida cuando no aparecen síntomas aparentes de deficiencia en la planta;
El termino “análisis foliar” se refiere al análisis cuantitativo de los nutrientes esenciales en los tejido de la planta. Se debe diferenciar de la técnica del análisis rápido de tejidos que se discutirá más adelante.
• Localizar las áreas en los lotes de producción donde acurren deficiencias de uno o más nutrientes;
El análisis de suelo y el análisis foliar son técnicas que van de la mano. El uno no substituye al otro. Las dos son herramientas de mucho utilidad en el diagnóstico del estado nutricional de los cultivos. Muchos agricultores usan ambas herramientas para asegurar un diagnóstico eficiente. Por varios años, se utilizó el análisis foliar para el cultivo de árboles como duraznos, manzanas, pecones y otras nueces y frutas. Debido a la naturaleza perenne y al extenso sistema radicular de los cultivos arbustivos, el análisis foliar es especialmente recomendable para determinar su estado nutricional.
• Determinar si los nutrientes aplicados han ingresado en la planta. • Conocer las interacciones entre varios nutrientes. • Estudiar las funciones internas de los nutrientes en la planta. • Sugerir análisis y estudios adicionales para identificar problemas particulares en la producción del cultivo.
El análisis foliar ha adquirido mayor importancia a medida que se ha desarrollado más conocimiento acerca de la nutrición de las plantas y de los requerimientos de nutrientes durante todo el ciclo del cultivo, y a medida que es posible la aplicación de nutrientes mediante los sistemas de riego. Cuando se buscan rendimientos altos, el análisis foliar es una excelente ayuda para controlar el estado nutricional de la planta durante todo el ciclo de crecimiento. Por esta razón, esta herramienta de diagnóstico es cada vez más útil en cultivos anuales y en pastos y forrajes. Los técnicos de laboratorio tienen a su alcance nuevos métodos analíticos y sofisticados equipos como espectrofotómetros de absorción atómica y espectrógrafos de emisión que puePPI-PPIC
A igual que en el análisis de suelo, una importante fase del análisis foliar es la recolección de muestras. La composición de la planta varia con la edad, la parte de la planta que se ha tomado como muestra, la condición de la planta, la variedad, el clima y otros factores. Por lo tanto, en este caso es también importante seguir las instrucciones que permiten un apropiado muestreo foliar. La mayoría de los laboratorios proveen panfletos con instrucciones para muestreo foliar de varios cultivos. En áreas con problemas se sugiere que se envíe una muestra de la zona buena y otra de la mala para comparación. Debido a que la experiencia y el entrenamiento son 8-7
INPOFOS
vitales para la correcta recolección de muestras foliares, con frecuencia el muestreo lo conduce el técnico agrónomo de la finca, un consultor o un extensionista.
La presencia de una alta cantidad de un nutriente en la sabia indica que la planta está recibiendo suficiente cantidad del nutriente para un buen crecimiento. Si la cantidad es baja, existe la posibilidad de que el nutriente esté deficiente en el suelo, o no esté siendo absorbido por la planta debido a factores limitantes como falta de humedad o compactación del suelo.
Actualmente, el análisis foliar está sujeto a extensa investigación por los especialistas en nutrición vegetal. Existe todavía mucho por descubrirse acerca del uso del análisis foliar como herramienta de diagnóstico. La constante investigación determina continuamente nuevos parámetros y establece nuevos estándares. Los datos de los análisis foliares deben ser interpretados por técnicos entrenados en este campo y que conozcan todos los factores involucrados en el uso adecuado de esta herramienta. En estas condiciones el análisis foliar es una adición valiosa a las herramientas de diagnóstico ya existentes.
Los análisis rápidos de tejidos pueden hacerse fácilmente y en el campo. Los tejidos verdes de la planta pueden ser analizados para determinar el contenido de varios nutrientes . . . NO3, P, K y en algunas ocasiones Mg, Mn, y Fe. Sin embargo, se requiere de mucha práctica y experiencia para interpretar los resultados, especialmente aquellos de Mg y micronutrientes. Este método de análisis de tejidos se usa para identificar que nutriente (N, P, o K) podría estar limitando el rendimiento del cultivo. Si el contenido de un nutriente es muy bajo, otros nutrientes pueden acumularse en la sabia, debido al restringido crecimiento de la planta. Esto puede conducir a una interpretación errónea del estado nutricional de la planta. Luego de corregirse la deficiencia el cultivo crece vigorosamente, pero aun en este punto se puede encontrar que otro u otros nutrientes no están presentes en cantidades adecuadas para producir un alto rendimiento. Lo que se identifica . . . o determina . . .con este método de diagnóstico es que nutriente es el más limitante en una etapa particular del crecimiento.
DRIS El método de diagnóstico DRIS, siglas en inglés del denominado Sistema Integrado de Diagnóstico y Recomendaciones (Diagnosis and Recommendation Integrated System), es una técnica matemática que utiliza la información de los análisis foliares para determinar cual es el nutriente más limitante en un sistema de producción. La evaluación se realiza mediante la comparación del balance relativo del contenido de un nutriente con normas establecidas para ese cultivo, bajo condiciones de alto rendimiento. El balance nutricional es parte de la interpretación apropiada del sistema DRIS, debido a que la interacción nutricional . . . en gran parte . . . determina el rendimiento y la calidad del cultivo. Esta relación se ilustra en el Concepto de Producción 8-1. Algunos países como los Estados Unidos, Canadá, China, etc. han adoptado el DRIS como parte de sus técnicas de diagnóstico en áreas selectas de cada país.
Estos análisis, conducidos directamente en el campo, pueden ser de mucha ayuda en manos de un experto. Las deficiencias de N pueden ser detectadas sin salir del campo y se pueden tomar las medidas correctivas inmediatamente. Este ahorro de tiempo en ocasiones es muy valioso. Al igual que con el análisis foliar convencional, es muy importante el comparar plantas saludables con plantas que presentan problemas, cuando ésto sea posible.
Análisis Rápido de Tejidos El análisis rápido de tejidos, que se conduce en el propio campo, es una determinación del contenido de un nutriente en la sabia de la planta. Es una determinación semi-cuantitativa del contenido soluble y no asimilado del nutriente. PPI-PPIC
Existen en el mercado equipos para análisis rápido de tejidos que traen instrucciones y reactivos para realizar determinaciones. Con algu8-8
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nos de estos equipos también se puede determinar pH, P y K en el suelo. La utilización de estos equipos requiere de un calificado entrenamiento previo que desarrolle las habilidades del operador para el diagnóstico.
Clave para Detectar los Síntomas de Deficiencia Nutricional en los Cultivos Cambio de color en las hojas inferiores (nutrientes traslocaNutriente dos o móviles)
Los análisis rápidos de tejido no han sido usados tan ampliamente como deberían. Es más fácil para la mayoría de personas enviar una muestra de suelo o de tejido a un laboratorio que desarrollar la habilidad para conducir e interpretar apropiadamente estos análisis. Además, los reactivos deben mantenerse frescos y en condiciones apropiadas de trabajo. Los equipos de análisis rápido son una herramienta de diagnóstico complementario que no substituyen a los análisis de suelo y foliares convencionales. Cuando se usan apropiadamente, funcionan muy bien como otra buena herramienta de diagnóstico, conjuntamente con los análisis de suelo y con los análisis foliares convencionales.
N
Plantas pequeñas con un color verde claro o amarillo claro . . . las hojas viejas son las primeras en tornarse amarillas (clorosis) . . . en maíz y sorgo el amarillamiento comienza en la punta de las hojas y se extiende a lo largo de la nervadura central.
P
Plantas de color verde oscuro con tinte púrpura . . . las hojas y la planta son pequeñas.
K
Decoloración café amarillenta y quemadura en el margen exterior de las hojas viejas . . . en maíz y sorgo se inicia en las puntas de las hojas.
Mg
Decoloración verde pálida cerca de la punta de la hoja . . . que se torna de color verde claro entre las nervaduras y que finalmente se torna púrpura rojizo desde los filos hacia adentro.
Ca
Retraso en la emergencia de las primeras hojas . . . los tejidos de los puntos de crecimiento se deterioran. En maíz, las puntas de las hojas se juntan.
B
Las hojas cercanas al punto de crecimiento se tornan amarillas . . . aparece tejido muerto de color blanco a café claro en los puntos de crecimiento.
SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTA El arte de identificar las señales o síntomas de la carencia de nutrientes es básico en la producción rentable de cultivos. Existen muchas ayudas que permiten desarrollar la habilidad para identificar una deficiencia nutricional. Entre éstas se incluyen boletines técnicos, cartillas con fotografías y libros que muestran los distintos síntomas de deficiencia a todo color. De igual manera, las parcelas experimentales que tienen tratamientos conocidos de nutrientes pueden ayudar a calibrar los análisis de laboratorio y el ojo de las personas. Las siguientes claves sencillas son una buena forma de comenzar con el desarrollo de las habilidades para determinar carencias nutricionales en los cultivos.
PPI-PPIC
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Concepto de Producción 8-1
El Nitrógeno Incrementa la Absorción de Otros Nutrientes por la Planta Dosis de N Testigo 180 kg/ha N, %
2.36
3.02
Diferencia en contenido de otros nutrientes
P, %
0.18
0.26
+0.08
K, %
2.22
2.44
+0.22
Ca, %
0.66
0.68
+0.22
Mg, %
0.24
0.26
+0.22
Mn, ppm
40
47
+7
Fe, ppm
163
162
-1
Zn, ppm
22
36
+14
B, ppm
12
18
+6
Cu, ppm
10
14
+4
Rendimiento/ha
7.41
8071
Muestra de hoja opuesta a la mazorca
CUALES SON LAS RAZONES DE ESTE COMPORTAMIENTO?
EL N SE CONVIERTE en los bloques estructurales de crecimiento de la planta denominados aminoácidos.
ESTOS BLOQUES DE CRECIMIENTO producen protoplasma que promueve células fuertes en la planta.
ESTAS CELULAS FORMAN una planta vigorosa, con un sistema radicular fuerte, que explora el suelo por OTROS nutrientes satisfaciendo las necesidades nutricionales promovidas por la adición de N en un cultivo de alto rendimiento.
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Nutriente
S
Zn
Fe
Las hojas, incluyendo las nervaduras, se tornan de un color verde pálido a amarillo . . . el síntoma aparece primero en las hojas nuevas.
Recuerde: los síntomas visibles de deficiencia siempre indican una severa falta de un nutriente, nunca una carencia leve o moderada.
Pronunciada clorosis intravenal en los cítricos y un bronceado de las hojas en otros cultivos. En maíz aparecen bandas anchas de color amarillo a blanquecino a cada lado de la nervadura central. Plantas pequeñas de internudos cortos. El crecimiento apical muere en ciertas especies de frijol.
Recuerde: muchos cultivos empiezan a perder rendimiento y calidad sin que aparezcan síntomas de deficiencia. Esta condición que limita el rendimiento se denomina hambre escondida. El hambre escondida puede reducir apreciablemente el rendimiento y la calidad sin que el cultivo presente síntomas de deficiencia. Más y más campos de cultivo sufren de esta condición.
Clorosis que aparece primero en las hojas jóvenes en la punta de las zonas de crecimiento, el color de la hoja cambia uniformemente a amarillo, con excepción de las nervaduras, cuando existe una deficiencia severa aparecen puntos de color café o tejido muerto.
Mn
Las hojas se tornan de un color gris amarillento o gris rojizo con nervaduras que permanecen verdes, clorosis marginal o intravenal, las hojas cloróticas retienen su tamaño normal.
Cu
Las hojas jóvenes se tornan uniformemente de un color amarillo pálido . . . pueden marchitarse y morir sin clorosis. Crecimiento compacto y panojas sin grano en los cereales.
Cl
Marchitamiento de las hojas superiores . . . luego clorosis.
Mo
Las hojas jóvenes se marchitan y comienzan a morir por los márgenes. Clorosis en las hojas viejas debido a la dificultad de utilizar nitrógeno.
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Recuerde: los síntomas de deficiencia no siempre están claramente definidos. Los efectos de otros nutrientes, enfermedades e infestación de insectos pueden enmascarar los síntomas y evitar un adecuado diagnóstico de campo.
Los botones terminales se mantienen vivos
COMO REALIZAR UN DIAGNOSTICO COMPLETO DEL ESTADO NUTRICIONAL DE LOS CULTIVOS Para realizar un diagnóstico COMPLETO del estado nutricional se debe ver más allá de los problemas de fertilidad. Se debe entender además las condiciones ambientales prevalentes y sus efectos sobre el cultivo. Este conocimiento puede ayudar a identificar un problema que induce . . . o magnifica . . . una aparente falta de nutrientes. Deben ser evaluados todos los factores que influyen en el crecimiento del cultivo, en la respuesta a la fertilización y en el rendimiento. • Zona Radicular- El suelo debe tener buena textura y suficiente permeabilidad para que las raíces se expandan y exploren el suelo extensivamente. En algunos suelos, un cultivo puede desarrollar un sistema radicular de una profundidad mayor a 180 - 200 cm para conseguir agua y nutrientes. Un suelo de poca profundidad o compactado no ofrece esta amplia zona para exploración radicular. Los suelos muy húmedos o mal drenados resultan también en sistemas radiculares poco profundos. 8-11
INPOFOS
• Temperatura- La temperatura baja del suelo hace que la descomposición de la materia orgánica sea lenta. Esto reduce la liberación de N, S y otros nutrientes al suelo. Los nutrientes son menos solubles en suelos fríos, lo que incrementa el potencial de deficiencias. El P y el K se difunden más lentamente en suelos fríos. La actividad radicular se reduce.
más importantes que en cualquier otra época. Las malezas compiten con el cultivo por agua, aire, luz y nutrientes. Algunos tipos de malezas pueden liberar substancias que impiden el crecimiento del cultivo. Se debe aprender ha identificar y controlar las malezas en el campo. • Prácticas de Labranza- Algunos suelos desarrollan capas duras (compactadas) y requieren de una labranza profunda. Esto condición requiere de más P y K para elevar y mantener la fertilidad. Es también una buena idea el conocer el nivel de fertilidad del subsuelo.
• pH del Suelo- Las condiciones ácidas del suelo reducen la disponibilidad de Ca, Mg, S, K, P y Mo . . . e incrementan la disponibilidad de Fe, Mn, B, Cu y Zn. El pH del suelo no afecta la disponibilidad del Cl. El N es más disponible en un rango de pH de 6.0 a 7.0.
• Espacio entre Plantas- El espacio entre hileras, el espacio entre plantas dentro de la hilera y el número de plantas por hectárea tienen un efecto importante en el rendimiento.
• Insectos- No se debe confundir los daños de insectos con síntomas de deficiencia de nutrientes. Examine las raíces, las hojas y los tallos para encontrar daños causados por insectos que induzcan o tengan la apariencia de una deficiencia nutricional.
• Análisis del Agua- El agua de riego puede contener NO3, sulfato, B, K, bicarbonato, Cl y otras sales. Se debe analizar el agua para modificar las prácticas de producción de acuerdo a la calidad de cada fuente de agua.
• Enfermedades- Una cuidadosa inspección permite distinguir los efectos de una enfermedad de los síntomas de deficiencia nutricional. Las enfermedades se pueden a menudo detectar con una lupa de mano.
IMPORTANCIA DE LAS PRACTICAS CULTURALES
• Condiciones de Humedad- Las condiciones de suelo seco promueven la presencia de deficiencias de B, Cu y K. Esta es la razón por la cual los cultivos responden muy bien a la aplicación de estos nutrientes en períodos secos. La falta de agua en el suelo hace más lento el movimiento de los nutrientes hacia las raíces.
El conocer completamente lo que se ha hecho en el campo, antes de diseñar una recomendación, es una de las técnicas de diagnóstico más importantes.
Conozca bien la historia del lote
• Qué cultivos se han sembrado anteriormen• • • • •
• Problemas de Salinidad- La concentración de sales solubles y la acumulación de sodio (Na) son un problema en ciertas áreas. Esta condición puede aparecer solamente en parte del campo. Generalmente se presentan en lugares donde existe una alta tabla de aguas, donde se ha contaminado el suelo con soluciones salinas, o donde se usa agua de mala calidad para la irrigación.
• •
• Identificación de Malezas- Los herbicidas y el control mecánico de malezas son hoy PPI-PPIC
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te? Qué sistema de labranza se utilizó? Cómo se organizó el riego? Cómo se fertilizaron los cultivos? Cuándo se aplicó cal? Tipo y cantidad? Se han aplicado otras enmiendas? Tipo y cantidad? Cuándo se sembraron los cultivos? Muy temprano? Muy tarde? Se controlaron insectos, malezas y enfermedades? INPOFOS
• Extensionistas - Los técnicos que trabajan en programas de extensión gubernamentales o privados, los técnicos de las compañías que comercializan fertilizantes y productos químicos y los consultores privados están en el campo para ayudar con el diagnóstico de los problemas de producción. Pongámoslos a trabajar.
• Cuál fue el aspecto del cultivo durante todo • • • •
el ciclo? Estuvo el clima muy seco? Muy caliente? Muy frío? Muy húmedo? Cuáles fueron los rendimientos? Cómo estuvo la calidad del cultivo? Cuáles son las metas de rendimiento?
• Talleres de entrenamiento - Los servicios de extensión y las asociaciones provinciales y estatales de productores auspician talleres de entrenamiento y visitas de campo que discuten sobre el análisis de suelo y foliar, identificación de deficiencias, información sobre nuevas variedades y control de enfermedades, insectos y de malezas, manejo de nutrientes y labranza y otras prácticas de manejo de cultivos.
Las recomendaciones de fertilización y manejo diferirán dependiendo de las respuestas a las preguntas presentadas anteriormente, la habilidad gerencial del agricultor o técnico encargado de la producción, las metas de rendimiento, la necesidad de elevar la fertilidad del suelo, la forma de tenencia de la tierra, etc. El elevar la fertilidad del suelo, como fundamento para obtener rendimientos altos, es una inversión que debe ser amortizada durante un período de varios años (Ver la discusión sobre incremento de los niveles fertilidad a largo plazo en el Capítulo 9).
• Días de campo - Los días de campo en parcelas de investigación o en parcelas demostrativas son auspiciados por los especialistas de las universidades, institutos de investigación, asociaciones de productores y técnicos trabajando para la industria. Estos eventos proveen de una gran oportunidad para observar las prácticas de producción en acción.
La clave para hacer un buen diagnóstico y para diseñar buenas recomendaciones es recoger sistemáticamente toda la información disponible y anotarla en los registros. El mantener a mano una lista de las cosas que se deben chequear en el campo ayuda a registrar importantes aspectos necesarios para el diagnóstico que de otra forma podrían escaparse.
• Cursos cortos de fertilidad de suelo - Estos cursos ayudan en la revisión de los conceptos básicos y permiten a los estudiantes aprender nuevas ideas y técnicas de producción.
OTRAS FUENTES DE INFORMACION Los análisis de suelo y foliares ayudan a resolver los problemas de crecimiento de la planta. Sin embargo, no se deben excluir otras herramientas de diagnóstico y de información como las que se presentan a continuación.
COMO USAR TODA LA INFORMACION Desarrolle buenas técnicas de diagnóstico. Aprenda . . . y mejore su habilidad de diagnosticar. Las herramientas de diagnóstico están disponibles, pero deben ser utilizadas. Las principales herramientas de diagnóstico son:
• Material impreso - Ayudas visuales, libros, folletos y otras fuentes de información que identifican los síntomas de deficiencias, los efectos de los ataques de enfermedades e insectos, describen variedades adaptadas, etc. Esta información está disponible en casi todos los países en agencias gubernamentales y en oficinas de organizaciones privadas. PPI-PPIC
• • • 8-13
Instrucciones para tomar las muestras foliares y de suelo Barreno, pala u otra herramienta para muestreo Recipientes para muestras de suelo INPOFOS
• • • • • • • • • •
El análisis foliar es una herramienta que complementa el análisis de suelo. Sin embargo, el uno no reemplaza al otro. Al igual que en el análisis de suelo, en el análisis foliar es esencial un buen muestreo. Los datos del análisis foliar deben ser interpretados por técnicos entrenados.
Fundas para las muestras foliares Hojas de información de campo Pala Navaja Equipos para análisis rápido de tejidos y de suelo
El análisis rápido de tejidos conducido en el campo usa la sabia de la planta para determinar que elemento o elementos están limitando el rendimiento en una etapa particular de crecimiento. El análisis rápido de tejidos puede ser hecho eficientemente en el campo por una persona entrenada.
Cuaderno de apuntes y lápiz Cinta métrica Lupa de mano Lista de revisión de información Cámara
Muy pocos agricultores observan sistemáticamente sus campos. La falta de motivación puede ser una de las razones para este comportamiento. Sin embargo, es muy importante el estar calificado para diagnosticar la situación en el campo. El entrenamiento y la práctica así como la ayuda de expertos permite llegar a ser una persona calificada en el diagnóstico. Se debe animar a los agricultores a usar toda la ayuda necesaria para diagnosticar el estado nutricional de sus campos.
Los síntomas de deficiencia de 13 nutrientes fueron descritos en este capítulo. Estos síntomas no siempre se identifican claramente. Cuando éstos aparecen, significa que existe una severa carencia del nutriente. Muchos cultivos comienzan a perder rendimiento mucho antes que se desarrollen los síntomas de deficiencia. Esto se conoce como hambre escondida, una condición que reduce la calidad y el rendimiento del cultivo, antes que aparezcan los síntomas visuales.
Cada campo tiene algo que limita su rendimiento. El corregir ese factor limitante permite que los rendimientos se incrementen. Luego se debe identificar y corregir el siguiente factor limitante para obtener otro incremento en el rendimiento. El proceso de diagnóstico es un reto continuo.
Se debe observar más allá de los problemas de fertilidad para lograr un completo entrenamiento en el arte de diagnosticar. Se debe considerar todo el ambiente . . . desde la zona radicular hasta las prácticas de labranza. No se puede ignorar la importancia de las prácticas culturales cuando se trata de diagnosticar las condiciones del cultivo . . . debe considerarse cada paso, desde la siembra hasta la cosecha. Finalmente, se puede ajustar o refinar el manejo en la búsqueda de mayor eficiencia y rentabilidad. El ser capaz de hacer un buen diagnóstico es una manera de mantener los cultivos apuntando hacia una producción más rentable y más amiga del ambiente. El análisis de suelo, el análisis foliar y las técnicas de diagnóstico deben ser usadas conjuntamente para mejorar los rendimientos y la rentabilidad.
RESUMEN Este capítulo identifica al análisis de suelo como una de las principales herramientas en agricultura de altos rendimientos. Sin embargo, el análisis de suelo es solamente tan bueno como la muestra enviada al laboratorio. El análisis de suelos alcanza todo su potencial cuando se utiliza conjuntamente con toda otra información disponible que ayude a diseñar recomendaciones para obtener rendimientos más altos y rentables. La persona que realiza la recomendación necesita toda la información disponible acerca del lote y del agricultor.
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Capítulo 8
ANALISIS DE SUELO, ANALISIS FOLIAR Y TECNICAS DE DIAGNOSTICO CUESTIONARIO 1. El análisis de suelo es una __________ ___________ __________. 2. (V o F) Los niveles de fertilidad del suelo en muchas fincas en el mundo están bajando. 3. Los cultivos de arroz de alto rendimiento pueden reducir el contenido de P en el suelo hasta en ____________ ppm por año; y el contenido de K hasta en __________ ppm por año. 4. El desarrollo de un programa de fertilidad debería comenzar con __________ ___________. 5. El análisis de suelo provee una base para _________ el desarrollo de un programa de fertilidad y puede ser usado para __________ el sistema de producción. 6. Los tres tipos de servicio de análisis son __________, ____________, __________. 7. Un buen análisis de suelo es solamente tan bueno como su ___________. 8. Las muestras de suelo deben ser tomadas en cada lote cada ________ a ________ años, más a menudo en ciertos sistemas de manejo. 9. (V o F) En suelos con problemas, se debe colectar muestras separadas de las áreas con problemas. 10. (V o F) Un muestreo detallado del suelo para establecer las diferencias de fertilidad en áreas pequeñas del campo resulta en costos más bajos de fertilización. 11. (V o F) Se debe tomar muestras de suelo en lotes con labranza cero (labranza de conservación) de la misma manera como se lo hace para aquellos con labranza convencional, debido a que el laboratorio esta “calibrado” para ajustar estas diferencias. 12. (V o F) El hecho de que se puede determinar el contenido de un nutriente con precisión en el laboratorio asegura recomendaciones precisas para su aplicación. 13. (V o F) En áreas de baja precipitación se puede determinar el N residual en el suelo analizando NO3. 14. (V o F) Los análisis de NO3 en el suelo deben repetirse anualmente debido a la movilidad de esta forma de N. 15. (V o F) Los cultivos no responden a la fertilización con P y K cuando el suelo tienen un alto contenido de estos nutrientes. 16. El análisis de suelo y el _____________ _____________ van de la mano.
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17. El ____________ ______________, junto con el análisis de suelo, es una importante herramienta de diagnóstico para hacer recomendaciones efectivas de fertilización. 18. La fase más importante para el análisis foliar es ___________ ____________. 19. Una planta puede sufrir de _________ ____________, aun cuando no aparezcan síntomas. 20. (V o F) El Sistema Integrado de Diagnóstico y Recomendaciones (DRIS) es otro nombre para el manejo integrado de plagas (MIP). 21. (V o F) El análisis rápido de tejidos es la determinación de la cantidad de un nutriente en la sabia de la planta. 22. La adición de N (incrementa, reduce) la absorción de P y K por parte de la planta. 23. Un síntoma típico de deficiencia de _______es una decoloración café amarillenta y quemadura en el margen exterior de las hojas viejas. 24. Una pronunciada clorosis intravenal y el bronceado de las hojas superiores, combinado con un lento crecimiento de la planta e internódulos pequeños, indica una deficiencia de _____________. 25. La clorosis que ocurre en las hojas inferiores de la planta y que comienza en la puntas de las hojas y luego se extiende a la parte media de la hoja, se debe a una deficiencia de ______________. 26. (V o F) La deficiencia de P se caracteriza porque las plantas presentan un color verde obscuro. 27. Las deficiencias de S generalmente aparecen en las hojas ______________. 28. Cinco condiciones ambientales que afectan el crecimiento de la planta son ______________, _______________, ____________, ______________ y ______________. 29. (V o F) Se debe conocer con anticipación toda la información pertinente al campo en el cual se desea hacer un diagnóstico. 30. El elevar la fertilidad del suelo es una ___________ que debe ______________ en el transcurso de algunos años. 31. (V o F) La respuesta a la aplicación de nutrientes puede ser mayor o menor de lo esperado debido a que muchos factores afectan el desarrollo del cultivo. 32. (V o F) Es fácil el lograr ser un experto en diagnóstico.
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CAPITULO 9
FERTILIZANTES Y RENTABILIDAD Página 9-1 9-2 9-3 9-4 9-5 9-6 9-7 9-9 9-10 9-11 9-13 9-16 9-16 9-17 9-18
Introducción Los fertilizantes y la rentabilidad del agricultor Búsqueda de rendimientos más altos Establecimiento de las metas de rendimiento Rendimientos más altos: Protección ambiental, menores costos por unidad de área y mayor rentabilidad El precio del cultivo o el precio del fertilizante tienen poco efecto en la dosis óptima de fertilizante Incremento de la fertilidad del suelo: una inversión a largo plazo Efectos a largo plazo del uso de fertilizantes Las interacciones y la eficiencia de los fertilizantes Fertilizar para lograr un rendimiento económico máximo Otros aspectos de la fertilización Fertilizantes orgánicos El fertilizante dentro del esquema económico de la finca Resumen Cuestionario
INTRODUCCION En 1950, la producción total de fertilizantes en el mundo fue ligeramente menor a 13 millones de toneladas; a principios de la década de 1990, esta cantidad llegó a 135 millones de toneladas aproximadamente. Este extraordinario incremento en la producción de fertilizantes . . . 10 veces . . . correlaciona muy bien con varios factores: • Incremento en la población mundial con una mayor demanda de alimentos, fibra y combustible; • Mayores rendimientos de los cultivos por unidad de área; • Mayor producción total de alimentos en el mundo; • Mayor conocimiento de la importancia de la adecuada fertilización para lograr incrementos en la producción y para mejorar la calidad del cultivo, manteniendo o mejorando al mismo tiempo el ambiente (ver Capítulo 10).
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9-1
Los datos de la situación en China (Figura 9-1) demuestran la estrecha relación existente entre el crecimiento de la población, la producción de granos y el consumo de fertilizantes. A comienzos de la década de 1950 ocurrieron cambios importantes en Norte América y Europa que llevaron a la producción y uso de fertilizantes al lugar que ocupa en los actuales momentos en muchos países alrededor del mundo. Algunos de los cambios más significativos son los siguientes: • Gran incremento en la producción y uso de fertilizantes granulados, particularmente en mezclas físicas; • Desarrollo y crecimiento del uso de fertilizantes líquidos en Norte América, hecho posible debido principalmente a la producción de ácido superfósforico y polifosfato de amonio;
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360
16
310
12
260
8
210
4
Grano Fertilizante Poblacion
1.1
*
*
**
1.0
*
0.9 0.8 *
0.7
*
Población (billones)
20
Nutrientes (millones de toneladas
Población de grano (millones de toneladas)
410
joramiento en la fertilidad de suelo y en el uso adecuado de fertilizantes.
0.6
* 0.5
160 50
55
60
65
70
75
80
85
90
Figura 9-1. Producción de grano, consumo de fertilizantes y la población de China de 1952-1989. • Aplicación directa del amoniaco anhídrido y de otros fertilizantes líquidos en Norte América; • Introducción de materiales de lenta liberación tales como urea formaldehído y urea recubierta con azufre; • Descubrimiento y desarrollo de las reservas de potasa en Canadá y en otros lugares; • Desarrollo de los depósitos de fosfatos en Carolina del Norte y en el Este de los E.U.; • Introducción de métodos específicos de localización y época de aplicación de los fertilizantes; • Cambio a sistemas de labranza de conservación y manejo de residuos en ciertas partes del mundo; • Consolidación de la industria de fertilizantes en Norte América y Europa; • Expansión y privatización de la industria de fertilizantes en muchos países en desarrollo; • Esfuerzo continuo en educación dirigida a técnicos, agricultores y personas a cargo de políticas agrícolas en países desarrollados y en países en desarrollo acerca de los beneficios de una fertilización balanceada; • Desarrollo de prácticas de manejo de fertilizantes que optimicen la producción de cultivos, preservando al mismo tiempo la integridad ambiental; • Fuerte apoyo financiero de los países desarrollados hacia los países de menor desarrollo para establecer programas técnicos de manejo de suelos, incluyendo la evaluación de requerimientos nutricionales de los cultivos, el mePPI-PPIC
9-2
De acuerdo con el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), los rendimientos de los cultivos en este país continuarán incrementándose y tal vez se duplicarán durante los próximos 30 a 40 años. Si esto ocurre, la agricultura para alimentar a la población de Norte América y sus vecinos podrá conducirse en menos hectáreas. Esto permitirá poner bajo cobertura permanente las áreas ambientalmente más sensitivas, desarrollando áreas para preservación de flora y fauna o lugares de recreación. Similares o mayores incrementos en producción son también posibles en muchos de los países en desarrollo. Sin embargo, muchos factores sociales como la tenencia de la tierra, impuestos, incremento en la población, carencia de infraestructura, bajo nivel de educación y malos sistemas de mercadeo impiden que la tierra ambientalmente frágil sea retirada de la producción de cultivos. Una mejor eficiencia en uso de los fertilizantes y mejores sistemas de educación que enfoquen métodos de uso adecuado de la tierra necesitan ser incorporados en futuras investigaciones agronómicas y en los programas de educación en los países en desarrollo. Es obvio que el uso de fertilizantes continuará creciendo en importancia a medida que la población crezca y se incremente el número de bocas para alimentar. El determinar como usar este insumo vital de la producción de cultivos en una forma rentable, eficiente y responsable con el ambiente es el reto que debe enfrentar la investigación en el futuro.
LOS FERTILIZANTES Y LA RENTABILIDAD DEL AGRICULTOR La agricultura tiene dos extremos con respecto a la rentabilidad: a) subsistencia y b) altamente rentable, con muchos niveles intermedios. Los agricultores de subsistencia constituyen un alto porcentaje del total de la población dedicada a la agricultura en el mundo. La agricultura de subsistencia usa pocos insumos, tiene recursos reducidos y no es sostenible. Los agricultores de subsistencia producen para satisfacer las necesiINPOFOS
dades de su familia inmediata y contribuyen muy poco para alimentar a otras personas. Para ellos, la agricultura es un medio de supervivencia y no un medio de generar rentabilidad. El resto de la comunidad agrícola del mundo hace agricultura para obtener ganancias. Sin tomar en cuenta su grado de preocupación por el ambiente, la única forma de que estos agricultores se mantengan en esta actividad . . . para mantener el crecimiento social y económico propio y el de sus familias . . . es logrando una decente rentabilidad. La rentabilidad es entonces la razón lógica por la cual los agricultores fertilizan sus cultivos. El manejo de este aspecto de la producción es crítico para la rentabilidad global de la finca. Es importante el considerar que es lo que SUCEDE y lo que NO SUCEDE cuando se reduce la aplicación de fertilizantes. El reducir la aplicación de fertilizantes NO HACE QUE: • Se reduzca el costo de la tierra o los impuestos que existen sobre ella. • Se reduzcan los intereses de los préstamos para compra de insumos. • Se reduzca el costo de la preparación de la tierra. • Se reduzca el costo de las semillas y pesticidas. • Se reduzca el costo de labranza con tracción animal o maquinaria. • Se reduzca el costo del combustible. El reducir la aplicación de fertilizantes por debajo de los niveles óptimos HACE QUE: • Se reduzca el rendimiento por unidad de área. • Se desgasten los nutrientes del suelo. • Se reduzca la resistencia de los cultivos a la sequía, las enfermedades, los insectos y otros elementos que causan estrés. • Se reduzcan los residuos y la cobertura del suelo lo que resulta en un mayor riesgo de erosión. • Se reduzca la rentabilidad, afectando negativamente la economía local. PPI-PPIC
9-3
Afortunadamente, la producción de un cultivo rentable y la protección ambiental van de la mano cuando se hace un uso eficiente de los fertilizantes y se utilizan otras prácticas adecuadas de manejo (PAM). La Tabla 9-1 presenta datos que ilustran este hecho. Se observa como la densidad de siembra y la fertilización balanceada interaccionan para incrementar el rendimiento del maíz y por lo tanto incrementan el potencial de rentabilidad del agricultor. Al mismo tiempo, una menor cantidad de N permanece en el suelo, reduciendo el potencial de lixiviación de nitrato (NO3) hacia la tabla de aguas (datos no presentados en la tabla). El fertilizante es responsable de más de una tercera parte de la producción total del cultivo. En muchos lotes de alto rendimiento, el incremento de la producción debido al fertilizante puede ser igual o mayor al 60 %. En China, se ha demostrado que la adición de potasio (K) a los niveles de N y fósforo (P) utilizados tradicionalmente . . . una fertilización balanceada . . . incrementa los rendimientos dramáticamente (Tabla 9-2). Esto demuestra como una PAM . . . fertilización balanceada . . . mejora la utilización del N y P aplicado por parte del cultivo, reduciendo de esta forma el potencial de pérdidas por escorrentía superficial y por lixiviación de NO3 a la tabla de aguas.
BUSQUEDA DE RENDIMIENTOS MAS ALTOS Existen tres componentes de la rentabilidad del agricultor. • Costo de producción- El agricultor puede hacer poco para controlar los crecientes costos de producción, excepto el usar las PAM para asegurar un uso más eficiente de los insumos. • Precio de venta- El agricultor puede optimizar el precio de venta mediante un mercadeo inteligente de los cultivos, pero tiene poco control sobre los precios del mercado, excepto bajo ciertas condiciones locales de oferta y demanda.
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Tabla 9-1. El incremento de la densidad de siembra interacciona con dosis altas de N para elevar el rendimiento de maíz y la eficiencia de uso de N. Población, plantas/ha
----------------------- Dosis de N (kg/ha) ----------------------90 180 270
Respuesta a N, t/ha
---------------------- Rendimiento (t/ha) -----------------------29,640 59,280 88,920 Respuestas a la población, t/ha
7.42 9.49 10.31
8.68 11.19 13.20
9.75 12.70 14.52
2.89
4.52
4.77
2.33 3.21 4.21
Florida, E.U.
Tabla 9-2.
Porcentaje de incremento en rendimiento de varios cultivos a la adición de potasio, a los niveles tradicionalmente usados de nitrógeno y fósforo, en diferentes lugares de China
Cultivo Yute Tomate Soya Canola Papa Maíz Frijol
Existen límites de cuan lejos puede llegar la relación de la Figura 9-2. En cierto punto, el costo de los insumos . . . fertilizantes así como para otras PAM . . . necesarios para mantener incrementos de producción será mayor al que se recibe en retorno. Sin embargo, la mayoría de los agricultores puede hacer un mejor trabajo en el manejo de insumos que permita mayor rentabilidad, mejorando el manejo actual, pero teniendo en cuenta que se establezcan metas reales.
Incremento en rendimiento debido a K (a constante N y P), % 55 60 85 92 128 359 > 2000
ESTABLECIMIENTO DE LAS METAS DE RENDIMIENTO
China
• Rendimiento del cultivo- El agricultor puede trabajar para incrementar el rendimiento por hectárea. La obtención de rendimientos más altos y eficientes debe ser el objetivo principal del agricultor. • Calidad del cultivo- Generalmente se logra un precio mayor por productos de mejor calidad. Por esta razón, el agricultor debe esforzarse en obtener mayor rendimiento de cultivos de calidad. El uso eficiente y balanceado de los fertilizantes, junto con otras PAM ayuda a alcanzar estas metas.
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Los rendimientos altos y la rentabilidad por hectárea están estrechamente relacionados, como se ilustra en la Figura 9-2. Esta relación se ha demostrado en innumerables ocasiones en lotes de producción y en lotes de investigación.
9-4
Se deben establecer metas de rendimiento para cada lote. Estas metas deben ser ambiciosas pero realistas. Se debe comenzar con un análisis de los rendimientos obtenidos en el pasado. Se debe observar los patrones de clima y se deben evaluar las prácticas de manejo y los insumos utilizados. Es importante conversar con vecinos que estén logrando rendimientos mayores y obtener asistencia de los extensionistas del área. Luego de evaluar toda esta información se debe decidir que prácticas de manejo se deben mejorar y cambiar.
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Incremento en rentabilidad
RENDIMIENTOS MAS ALTOS: PROTECCION AMBIENTAL, MENORES COSTOS POR UNIDAD DE AREA Y MAYOR RENTABILIDAD
ad ilid b a nt Re
Incremento en rendimiento
Figura 9-2. A mayor producción, mayor es la rentabilidad. Se debe establecer un programa de incremento de los rendimientos que dure 3 a 5 años, con una meta de incremento del 5 al 10% anual. Este incremento porcentual dependerá de varios factores como los rendimientos previos y el cultivo(s) sembrado. El tamaño del lote es importante. Se sugiere un plan más conservador en un lote grande, mientras que un plan más agresivo puede ser implementado en un lote más pequeño. Es mejor empezar identificando la práctica más débil, luego mejorarla completamente y en lo posible en forma simultánea mejorar otras prácticas de manejo para lograr el alto rendimiento que se espera. La Tabla 9-3 presenta datos de Indonesia que demuestran como el uso de K, en un programa balanceado de fertilización, incrementó la producción de arroz, redujo la incidencia de enfermedades y aumentó la rentabilidad, incrementando al mismo tiempo la eficiencia de uso del P y N. Estos datos ilustran la importancia de un manejo balanceado para incrementar la producción mientras se eleva la eficiencia de otros insumos utilizados simultáneamente. El alcanzar las metas de rendimiento propuestas es como subir una escalera. Es un proceso continuo de manejo. Por supuesto, cuando se alcance la meta propuesta debe establecerse una nueva meta más alta.
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9-5
Los altos rendimientos protegen al ambiente, un ingrediente importante . . . esencial . . . de la sostenibilidad de la agricultura de producción. Un vigoroso crecimiento inicial del cultivo promueve una rápida cobertura protegiendo así el suelo de la erosión causada por el viento o el agua. Las plantas desarrollan un sistema radicular más robusto que mantiene el suelo en su sitio y que permite una más rápida absorción del agua (lluvia o riego). Las plantas usan los nutrientes y el agua del suelo de una forma más eficiente y producen una mayor cantidad de residuos que protegen aun más al suelo contra los daños de la erosión eólica e hídrica. Cuando estos residuos se descomponen se reciclan nutrientes y materia orgánica en el suelo. La Tabla 9-4 muestra la relación existente entre los niveles de residuos producidos, escorrentía superficial y la pérdida de suelo. En los E.U., los agricultores se esfuerzan para obtener rendimientos altos y una alta eficiencia en el uso de insumos. Esto resulta en un bajo costo unitario de producción. En otras palabras, cuesta menos producir un kg de cultivo con rendimientos altos, que con rendimientos bajos. Esto se ilustra en la Figura 9-3 donde se observa la relación entre la producción de maíz y el costo unitario de producción. A medida que los rendimientos se incrementan de 6.29 a 11.32 t/ha, el costo de producción de cada kg de maíz se reduce, pasando de 0.13 centavos de dólar a 0.09, haciendo una diferencia de 40.00 dólares por tonelada. La Tabla 9-5 demuestra como una combinación de rendimientos altos y costos unitarios bajos puede ser proyectada a una finca de 120 hectáreas, usando la información de la Figura 9-3 y dos precios de maíz. Los números entre paréntesis representan pérdidas.
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Tabla 9-3. Efecto de la fertilización con potasio en el rendimiento, reducción de la incidencia de enfermedades, en la rentabilidad neta y en el uso eficiente de N y P en el cultivo del arroz. Dosis de K2O, Kg/ha
Incremento en rendimiento, kg/ha
Incidencia de la pudrición del tallo, %
Rentabilidad neta del K2O, Dólares/ha
0 18 36 54
800 1100 1200
41 28 26 24
119 162 173
N y P a cantidades recomendadas
Indonesia
Tabla 9-4. Efectos de la acumulación de residuos superficiales en la escorrentía y la pérdida de suelo.
0 561 1,122 2,244
Escorrentía, Pérdida de como % de suelo, la precipitación t/ha total 45 40 25 5
Costo unitario, centavos de dólar/kg
Residuo acumulado, kg/ha
26.9 6.7 2.2 0.7 Indiana, E.U.
El beneficio de la interacción entre el rendimiento y costos unitarios es obvio y lo demuestra la Tabla 9-5. Si bien este ejemplo viene de los E.U., las mismas condiciones prevalecen alrededor del mundo. La producción bien manejada, con cultivos de alto rendimiento, reduce el riesgo asociado con bajos precios e incrementa la oportunidad para lograr buena rentabilidad. Una buena estrategia de mercadeo puede hacer que estas oportunidades sean aun mayores. Los principios ilustrados en la Figura 9-3 y en la Tabla 9-5 se aplican también en otros cultivos. La Tabla 9-6 muestra como una mayor producción y un menor costo unitario se traducen en una mejor rentabilidad para agricultores de Pakistán que cultivan trigo. Si bien los ejemplos mostrados anteriormente pueden no encajar en cada finca o situación PPI-PPIC
agrícola . . . los principios básicos si se pueden aplicar, así como los resultados. A medida que los rendimientos aumentan, el costo unitario se reduce y la rentabilidad por hectárea se incrementa.
9-6
0.12
0.80 0.13
0.11
0.10
0.09
0.09
6.29
7.54
8.80
10.06
11.32
Rendimiento, t/ha
Figura 9-3. Rendimientos altos de maíz ayudan a reducir el costo unitario de producción (Datos de Illinois, E.U.).
EL PRECIO DEL CULTIVO O EL PRECIO DEL FERTILIZANTE TIENEN POCO EFECTO EN LA DOSIS OPTIMA DE FERTILIZANTE La dosis óptima de fertilizante necesaria en un cultivo cambia muy poco por influencia del precio obtenido por el cultivo o por el costo del fertilizante, siempre y cuando el cultivo continué respondiendo a los nutrientes que se están aplicando. Ejemplos de E.U. y China que ilustran este principio se presentan en la Tabla 9-7 y en la Tabla 9-8. INPOFOS
Tabla 9-5. Influencia del rendimiento y del costo unitario de producción en la rentabilidad; 120 ha, dos precios de maíz. Precios del maíz, Dólares/t
------- Rentabilidad en 120 hectáreas a diferente producción - costo unitario -------6.29-130 7.54-114 8.80-102 10.06-94 11.32-87 ---------------------------------- Dólares ---------------------------------
98 118
(24,154) (9,058)
(14,777) 3,619
(4,224) 16,896
4,829 28,973
14,942 42,110
Números entre paréntesis indican pérdidas
Tabla 9-6. Un menor costo unitario significa una mayor rentabilidad en la producción de trigo (cálculo con dos diferentes precios). Dosis, kg/ha N
P2O5
K2O
Rendimiento kg/ha
150 150 150
0 100 100
0 0 60
2,157 3,219 3,583
Costo del fertilizante, Rupias/ha
Rendimiento de grano por kg N
1,200 2,000 2,360
14.4 21.5 23.9
Rentabilidad neta Rupias/ha a 2.7/kg a 2.9/kg 4,624 6,691 7,314
5,055 7,335 8,031 Pakistán
Tabla 9-7. Las dosis óptimas de nitrógeno cambian muy poco con la fluctuación de los precios del maíz y los del fertilizante (Datos de E.U.). Precio del maíz Dólares/t
----- Precio del N, dólares/kg ----0.26
0.40
0.53
Dosis óptimas de N para maíz, kg/ha 80 100 120
204 212 215
195 202 206
Cuando se analiza la información de la Tabla 9-7 y de la Tabla 9-8, dos hechos son evidentes.
186 193 198
Cuando los costos de N son los más altos y los precios del maíz son los más bajos, la dosis optima de N es 186 kg/ha. A los precios más altos de maíz y a precios más bajos de N, la dosis óptima es 215 kg/ha, un incremento de tan solo 29 kg o 15.6%. Al mismo tiempo, la relación costo de N: precio del maíz cambia por un factor de 3.
PPI-PPIC
De igual manera, en el ejemplo de China presentado en la Tabla 9-8, a medida que los precios de la caña de azúcar bajan de 53.57 a 17.86 dólares por tonelada, la dosis óptima de K2O es todavía rentable, aun al más alto precio de la potasa, y la relación precio : costo (RPC) es todavía alta. El caso es igual en el cultivo del maní. Cálculos similares con la mayoría de los cultivos demostrarán que una fertilización balanceada generalmente paga muy buenos dividendos.
9-7
• Los precios de los cultivos afectan las dosis óptimas de fertilizantes menos de lo que la mayoría de las personas creen. A qué se debe esto? Simplemente al hecho de que el fertilizante representa un porcentaje relativamente bajo del costo total de producción, mientras que el beneficio de la aplicación y uso eficientemente de los fertilizantes es alto. • Aun si los precios de los fertilizantes se incrementaran significativamente . . . una INPOFOS
que se esperan respuestas durante el año de aplicación. El caso de nutrientes como P, K, calcio (Ca), magnesio (Mg) es diferente debido a que normalmente solo se observa una parte de la respuesta total durante el año de su aplicación. En la mayoría de los suelos, gran parte del P y del K se tornan disponibles con el transcurso del tiempo y son usados por futuros cultivos.
preocupación constante entre los agricultores . . . existe poca o ninguna justificación económica para realizar ajustes drásticos en el uso de nutrientes. De lo antes expuesto se puede concluir que las dosis de fertilizante deben ser las óptimas para desarrollar y/o mantener una alta fertilidad en el suelo, aun a precios bajos de los cultivos y/o precios altos de los fertilizantes. Por supuesto, existen limites, pero la mayoría de agrónomos reconoce que las dosis de fertilizantes más rentables son aquellas que se encuentran cerca de la parte más alta de la curva de respuesta del rendimiento.
Costos como la limpieza inicial del campo para la instalación en cultivos de plantación y los costos de la instalación de drenaje o sistemas de irrigación se recuperan en el transcurso de varios años. Lo mismo sucede con los costos de P y de K . . . los que deben ser amortizados durante varios años. Sus beneficios son de largo plazo y deberían ser tratados de tal manera.
Por esta razón, se debe buscar que el contenido de todos los nutrientes en el suelo se eleve a contenidos altos y luego mantenerlos en esta forma. Esto permite soportar altos rendimientos, lograr bajos costos de producción por unidad de área, elevar la rentabilidad y mejorar el ambiente.
El ejemplo presentado en la Tabla 9-9 muestra el costo mínimo de elevar el contenido de P en el suelo de 25 partes por millón (ppm) a 30 y el incremento en rendimiento de maíz necesario para pagar por este incremento. Para lograr esto se requieren de aproximadamente 100 kg/ha de P2O5 a un costo de 59.00 dólares (asumiendo un precio de 0.59 dólares por kilogramo de P2O5).
INCREMENTO DE LA FERTILIDAD DEL SUELO: UNA INVERSION A LARGO PLAZO Las compras de fertilizante nitrogenado representan una inversión a corto plazo debido a
Tabla 9-8. Beneficio de fertilizar la caña de azúcar y el maní con la dosis recomendada de K2O aun cuando los precios del fertilizante sean altos y los precios del producto sean bajos (datos de China). Incremento1 del ingreso neto (dólares/ha) a los precios3 de de caña indicados dólares/t y RPC
El costo de KCl, Dólar/t
143 179 214 250
Incremento2 del ingreso neto (dólares/ha) a los precios de de maní indicados dólares/t y RPC
17.86
RPC
53.57
RPC
143
RPC
286
RPC
327 474 300 287
7.1 5.6 4.7 4.0
1089 1074 1062 1048
21.2 16.9 14.1 12.1
106 101 96 91
6.2 5.0 4.1 3.6
233 227 222 217
12.4 9.9 8.3 7.1
1
Incremento promedio de rendimiento de 21.3 t/ha a 378 kg/ha de KCl. Incremento promedio de rendimiento de 885 kg/ha a 143 kg/ha de KCl. 3 El precio actual de la caña de azúcar es de 53.57 dólares/t y el del maní es de 250 dólares/t. 2
PPI-PPIC
9-8
INPOFOS
Tabla 9-9. Incremento en rendimiento de maíz necesario para pagar el costo de un incremento de fósforo en el suelo de 10 kg/ha, a 12% de interés sobre el costo. Período de pago, Años
Pago anual requerido, Dólares/ha
---------- Precio del maíz (dólares/t) ---------80 100 120 Respuesta anual en rendimiento requerida ----------------------- kg/ha ----------------------
1 5 10 20
67.23 16.65 10.62 8.03
853 213 138 100
Este ejemplo demuestra que durante un período de pago de 10 años y con precios del maíz de 0.10 dólares/kg, es necesario incrementar el rendimiento en 113 kg/ha/año para cubrir el costo del P2O5. En el caso de que no existiese respuesta en cinco de los 10 años, un incremento promedio de 226 kg/ha durante los otros cinco años todavía pagarían el costo del P2O5. No tiene sentido económico el permitir que el P, K y otros nutrientes limiten el rendimiento. El elevar la fertilidad del suelo ofrece varias ventajas al agricultor, sin importar que la tierra sea propia o rentada. • Una vez que se ha elevado la fertilidad del suelo a contenidos altos, solamente se necesitan dosis moderadas de fertilizante como aplicaciones de mantenimiento. El potencial de rendimiento se mantiene por 5, 10 y en ocasiones hasta por 50 años o más. • El elevar la fertilidad del suelo permite conseguir rendimientos más altos cada año de amortización, aun cuando se presenten problemas como sequía, exceso de humedad, bajas temperaturas, calor excesivo, enfermedades, insectos u otros tipos de estrés. • En algunos casos, el valor de la tierra sube si existe una alta productividad. Los compradores inteligentes pagarán más por una propiedad bien manejada ya que conocen que el costo en fertilizantes será menor y que el potencial de rendimiento se mantiene alto. Se debe tener en cuenta que un alto rendimiento remueve grandes cantidades de nutrientes PPI-PPIC
9-9
715 176 113 88
571 138 88 69
primarios y secundarios y en muchos casos pueden acabar rápidamente con las reservas de micronutrientes en el suelo (ver Tabla 3-1, 4-1, 5-1, 6-1 y 7-1). Aparte de lo removido por los cultivos, los nutrientes pueden perderse debido a fijación en el suelo, erosión lixiviación y volatilización. Un buen manejo ayuda a minimizar estas pérdidas. Para asegurase que todos los nutrientes esenciales estén disponibles en cantidades adecuadas . . . y para determinar cuanto se necesita de un nutriente deficiente, se deben analizar los suelos regularmente. Esto ayuda a monitorizar y manejar los nutrientes para obtener rendimientos altos y rentables.
EFECTOS A LARGO PLAZO DEL USO DE FERTILIZANTES El elevar y mantener la fertilidad del suelo es una parte importante de la rentabilidad a largo plazo. A medida que los agricultores mejoran sus sistemas de manejo . . . incluyendo las prácticas de fertilización . . . los rendimientos y las ganancias se incrementan a través de los años. La Figura 9-4 demuestra como el fertilizar para elevar los niveles de K en el suelo, durante un período continuo de cuatro años de cultivo de maíz, incrementa los valores del análisis de suelo y aumenta el rendimiento de soya que se cultivó luego del cuarto ciclo de maíz. Los beneficios residuales del alto contenido de K en los rendimientos de soya son solamente parte de la historia. El incremento promedio del rendimiento del maíz du-
INPOFOS
rante los cuatro años precedentes fue de 1.6 t/ha por año. El agricultor debe siempre tener en cuenta que el basar sus decisiones de manejo de fertilizantes en metas a corto plazo puede ser erróneo y hasta de consecuencias desastrosas. La Figura 9-4 con datos de China ilustra muy bien este punto.
un incremento adicional de 122 dólares por año. El costo adicional fue solamente de 32 dólares. Si en 1981 el agricultor hubiese escogido no utilizar N y P, las pérdidas durante los siguientes 10 años hubiesen sido de 2090 dólares. Al no utilizar una PAM (fertilización balanceada) se habría perdido un adicional de 1220 dólares. La fertilización balanceada es indudablemente rentable a largo plazo.
4.72 t/ha
Rendimiento de soya
Rendimeitto t/ha
4.24
3.84
~~~~ 3.37
Contenido de K 305 en el suelo Dosis de K2O (aplicación al maíz) 0 durante 4 años
322
345
503 kg/ha
269
404
1347 kg/ha
1 0
* *
*
*
* *
*
*
*
*
*
CK PK NP NK NPK
1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989
Figura 9-4. Efecto de la aplicación de K, en un ciclo de cuatro años de maíz, en el contenido de este nutriente en el suelo y en el incremento de rendimiento de soya sembrada inmediatamente después. La Figura 9-5 indica además que las decisiones del manejo de nutrientes deben ser a largo plazo. En los rendimientos de arroz en 1981 no existió un marcada diferencia entre los tratamientos NP y NPK (Figura 9-5). Basándose en estos datos, algunos agricultores podrían decidir no utilizar fertilizante. Sin embargo, los rendimientos de la parcela testigo comienzan a declinar en 1982, mientras que los rendimientos de las parcelas NP y NPK se mantienen bastante cerca en los primeros dos años. Sin embargo es interesante lo que sucede de 1983 en adelante. La superioridad de los rendimientos del tratamiento que recibe NPK es indudable. Durante los 10 años, el rendimiento promedio del control fue solamente de 3.1 t/ha, mientras que el tratamiento NP produjo 5.0 t/ha. A precios actuales esto daría una rentabilidad de 209 dólares/ha/año, gastando solamente 117 dólares en N y P. El tratamiento de fertilización balanceada (NPK) fue aun mejor ya que produjo un promedio de rendimiento de 5.9 t/ha para PPI-PPIC
7 6 5 4 3 2
9-10
Figura 9-5. Fluctuación de rendimiento en parcelas de arroz mantenidas a largo plazo. LAS INTERACCIONES Y LA EFICIENCIA DE LOS FERTILIZANTES Una interacción se refiere al efecto de un insumo o factor de la producción en la respuesta de otro factor (ver Tabla 9-1). La Tabla 9-10 demuestra como interaccionan la variedad y la densidad de siembra para elevar los rendimientos de maíz. La importancia de estos datos radica en que se demuestra que solamente se puede optimizar la producción y el uso eficiente de los fertilizantes cuando se usan otros principios adecuados de manejo (variedad correcta a la mejor densidad de siembra). En el ejemplo de la Tabla 9-10, el agricultor que use la variedad Danyu-15 a la densidad más alta estará usando un juego completo de PAM. Los datos de la Tabla 9-11 demuestran como el N, P y K interaccionan para incrementar los rendimientos de trigo y para mejorar la eficiencia de uso del N. El análisis de los datos revela que P era el nutriente más limitante, pero se necesitó N, P y K para lograr el rendimiento más alto. Los cultivos presentan repuestas más altas cuando la fertilización y otras prácticas de manejo interactúan positivamente. En las interacINPOFOS
ciones se incluyen factores como distanciamiento entre hileras, fechas de siembra, población de plantas, variedades, control de plagas, enfermedades y malezas, rotaciones, pH del suelo, etc. Los mejores retornos económicos de la aplicación de fertilizantes se logran cuando se utilizan sistemas de producción basados en PAM. Muchas de la interacciones que influencian la eficiencia de uso de los fertilizantes envuelven prácticas de manejo que cuestan muy poco o nada (Tabla 9-12). Por ejemplo, el hacer las cosas a tiempo es extremadamente importante, ya sea que se trate de sembrar a tiempo, de tener los insumos listos cuando son necesarios, de controlar las enfermedades e insectos o de inspeccionar los lotes.
FERTILIZAR PARA LOGRAR UN RENDIMIENTO ECONOMICO MAXIMO El Rendimiento Económico Máximo (REM) es aquel rendimiento donde el costo unitario se reduce al punto de lograr el retorno más alto por hectárea . . . el rendimiento más rentable. Otra definición de REM sería un sistema de producción basado en un complejo de PAM. El REM varía de año a año y de lote a lote. Los factores que influencian el rendimiento, como plagas, enfermedades, mal drenaje, etc. deben ser manejados por sitio específico y cada uno de éllos afecta el manejo de los insumos, incluyendo los fertilizantes.
cada dólar invertido . . . es decir el punto de máxima rentabilidad. Se comenta mucho acerca de los retornos decrecientes, pero con relación a ésto, es importante tener en cuenta que la clave para decidir sobre incrementos adicionales de fertilizantes no es el determinar si el incremento en rendimiento produce un retorno tan grande como el que produjo el incremento anterior . . . sino que el retorno continúe siendo mayor que el costo. La Tabla 9-13 ilustra este principio. Los 33 kg de incremento, de 135 a 168 kg/ha de N, produjeron alrededor de un tercio del retorno obtenido con los 33 kg de N iniciales . . . pero aun así produjeron un retorno neto de 34.40 dólares por hectárea, o 2.16 dólares por cada dólar invertido. El agricultor debe pesar el riesgo al que se expone . . . pérdida de rendimiento o bajos precios. Al final, el mejor chance para obtener los rendimientos más altos y rentables en forma sostenida proviene del uso de PAM y REM. Anteriormente en este capítulo se indicó que las oportunidades de rentabilidad están relacionadas con rendimientos altos y bajos costos unitarios de producción. Los mejores agricultores se proponen metas altas de rendimiento debido a que desean maximizar sus oportunidades o “zonas de rentabilidad”. Ellos conocen que las cosas no siempre ocurren como se planifican. • Los rendimiento pueden ser menores que los fijados en las metas; • Los precios pueden ser menores de lo esperado;
Cuándo deja de ser económico el elevar las dosis de fertilización? Ciertamente no en el punto donde se obtiene máximo retorno por Tabla 9-10. Efecto de la interacción de variedad y densidad de siembra, a óptima fertilidad, en el incremento o reducción del rendimiento de maíz. Variedad
----------------------------- Densidad de siembra, plantas/ha -------------------------63420 72465 81525 90585 --------------------------------- Rendimiento, t/ha ----------------------------------
Danyu-15 3A MoA
10.1 7.0 7.4
10.8 8.2 7.2
11.0 8.6 7.0
11.4 7.7 6.7 Yunnan, China
PPI-PPIC
9-11
INPOFOS
Tabla 9-11. Efecto de la interacción del nitrógeno, fósforo y potasio en el rendimiento de trigo y en la eficiencia del uso de nitrógeno. ------------------ Tratamientos, kg/ha ----------------N P2O5 K2O 0 120 120 120 120
0 0 135 0 135
Rendimiento t/ha
Eficiencia del N kg/kg de N
2.0 1.6 3.0 1.8 3.5
14.4 27.1 15.6 31.3
0 0 0 135 135
Oklahoma, E.U.
Tabla 9-12. Algunas de las prácticas de manejo de poco o ningún valor extra en la operación. • • • • •
• • • • •
Oportunidad de las prácticas Variedad o híbrido Espacio entre hileras Localización del fertilizante Observaciones de campo
Labranza Fecha de siembra Localización de la semilla Población de plantas Mantener registros
Tabla 9-13. Retorno económico de la fertilización con nitrógeno en maíz Dosis de N kg/ha 0 33 67 101 135 168 202 236
Rendimiento t/ha
Incremento t/ha
5.0 6.3 7.4 8.2 8.9 9.4 9.7 9.7
1.32 1.07 0.88 0.69 0.50 0.25 0.06
Retorno neto por el N adicional, $/ha 114.51 89.41 72.10 53.30 34.40 9.20 (9.60)
Cálculos basados en los siguientes precios: maíz = 100 $/t; N = 0.53 $/kg
• Los rendimientos y los precios pueden ser menores que lo esperado; Los costos de producción pueden exceder la cantidad presupuestada. Rendimientos altos, producidos eficientemente, pueden ayudar a sobreponer estos factores negativos y a expandir las zonas de rentabilidad. La Figura 9-6 presenta tres zonas de rentabilidad, tres metas de rendimiento y tres niveles de costos de producción obtenidos a tres diferentes precios de maíz: 80, 100 y 120 dólaPPI-PPIC
9-12
Retorno/$ de N 7.20 5.63 4.53 3.35 2.16 0.58 (0.60) E.U.
res la tonelada. Nótese como las zonas de rentabilidad se expanden a medida que el rendimiento se eleva . . . a medida que se acerca a REM. Un agricultor con una meta de rendimiento de maíz de 4.4 t/ha podría tolerar solamente una pérdida de producción de 0.44 t/ha o una reducción en precio de 14.40 dólares/t . . . aun con los precios más altos (120 dólares/t). Por otro lado, un agricultor con una meta de rendimiento de 11.3 t/ha todavía podría obtener ganancias con reducciones de 4.3 t/ha en renINPOFOS
12
1235
10 Zonas de Rentabilidad
988
/t
calización del fertilizante son más importantes a medida que se reduce la labranza.
$/t
80 $
Mejoramiento de la calidad del cultivo
/t
741
Costos
247
3.1
Costos
494
Costos
Dólares/ha
0$
4.4
5.7
6.9
8.2
9.4
10.7
11.9
Figura 9-6. Influencia del precio del maíz, costo de producción y rendimientos en las zonas de rentabilidad. dimiento o una reducción en precio de 50 dólares/t. La situación es clara: Se debe fertilizar y utilizar otras PAM para lograr REM.
OTROS ASPECTOS DE LA FERTILIZACION
En muchos casos, la calidad extra producida por la fertilización incrementa el valor del producto lo suficiente para pagar por el fertilizante. La mejor nutrición influencia la calidad de diferentes formas. Este hecho se observa claramente con el trigo que aparece en la Figura 9-7. La fertilización balanceada es importante para la adecuada maduración del cultivo como se discute en el Concepto de Producción 9-1. El N incrementa la proteína en los cultivos de grano y en los forrajes. La Tabla 9-15 demuestra como el N incrementa el rendimiento y el contenido de proteína del maíz. Tabla 9-14. Respuesta de la soya al encalado.
Acidez del suelo y encalado El encalar suelos ácidos para mejorar la eficiencia de los fertilizantes es una importante práctica de manejo. El encalado reduce los niveles de elementos tóxicos, mejora las características físicas y promueve la actividad microbiana en el suelo. La Tabla 9-14 demuestra cuan dramática puede ser la respuesta al encalado. Que tan eficiente sería la fertilización en estos suelos si no se los encala? (Para más información sobre encalado consultar el Capítulo 2). Labranza En América del Norte, Europa y muchos otros países, el cambio de las prácticas convencionales de labranza a sistemas de labranza reducida y cero labranza ha forzado cambios en los métodos de aplicación de los fertilizantes. El manejo de residuos y otros factores de manejo alteran la distribución y los hábitos de crecimiento de las raíces, debido a cambios en la temperatura, retención de humedad, distribución de nutrientes y acumulación de materia orgánica en el suelo. En los capítulos 3, 4, 5 y 10 se discuten varios aspectos de la influencia del manejo de la labranza y los residuos en el uso de fertilizantes y en la protección ambiental. El uso de fertilizantes de arranque y la loPPI-PPIC
9-13
pH del suelo
Dosis de cal t/ha
Rendimiento t/ha
5.1
0 2.2 0 13.4
1.2 2.5 1.1 2.9
4.2
Tabla 9-15. El nitrógeno incrementa el rendimiento y el contenido de proteína del maíz. Dosis de N kg/ha
Rendimiento t/ha
Proteína en el grano, %
0 100 200
7.4 10.0 11.5
8.0 8.5 9.5 E.U.
INPOFOS
CONCEPTO DE PRODUCCION 9-1
EL FERTILIZANTE ACELERA LA MADUREZ LA MADUREZ DE LA PLANTA REPRESENTA RENTABILIDAD La madurez, al igual que la rentabilidad, es un balance . . . un balance de nutrientes. La planta crece y se reproduce . . . para producir semilla. Por esta razón, cuando las plantas dejan de recibir un nutriente esencial detienen su crecimiento, la madurez se retrasa y a menudo se reduce el rendimiento. La fertilización adecuada ... BALANCEADA . . . acelera la madurez y asegura los mejores rendimientos y rentabilidad Efecto en la madurez del maíz...
Dosis de fertilizante, kg/ha N-P2O5-K2O N-P2O5-K2O 337-168-0 337-168-225
Porcentaje de plantas florecidas hasta el 21 de julio 4
Rendimiento, t/ha
42
9.5
11.8
Efecto en la madurez del algodón...
Dosis de fertilizante, kg/ha N-P2O5-K2O N-P2O5-K2O 0-56-56 112-56-56 Primera cosecha, %
Rendimiento de fibra kg/ha
PPI-PPIC
9-14
66
81
2.129
2.345
INPOFOS
El P mejora la calidad de los forrajes. En un estudio conducido en Arizona, E.U. se demostró que vacas que consumían forraje con 0.2% de P tenían una tasa de concepción del 59%, en comparación con vacas alimentadas con forraje conteniendo 0.3% de P, cuya tasa de concepción fue del 89%.
N10P4
N10P4K6
Figura 9-7. Efecto de la fertilización balanceada en la calidad de la semilla de trigo (Sichuan, China). En Vietnam, experimentos de fertilización balanceada con soya, conducidos en suelos degradados del norte del país, obtuvieron respuestas en rendimiento y contenido de aceite (Tabla 9-16).
El K reduce la presencia de enfermedades en varios cultivos. En la soya por ejemplo, el K reduce la incidencia de la pudrición del tallo y de la vaina lo que permite producir grano de mejor calidad (Ver el Concepto de Producción 5-1). En China, la aplicación de K redujo la incidencia de enfermedades en forma tan dramática que los agricultores pensaron que se trataba de un fungicida. La Tabla 9-17 presenta datos que demuestran el efecto del K en la incidencia de varias enfermedades en China.
Tabla 9-16. Efecto de la aplicación combinada de fósforo y potasio en el rendimiento y calidad de la soya. N
Dosis, kg/ha P2O5
K2O
Rendimiento t/ha
Proteína kg/ha
Aceite kg/ha
30 30 30 30 30 30
45 45 45 90 90 90
0 45 90 0 45 90
1.0 1.2 1.3 1.4 1.6 1.7
416 495 557 575 632 680
217 248 264 296 322 345 Vietnam
Tabla 9-17. Efecto de potasio en la reducción de la incidencia de enfermedades. Cultivo
Enfermedad
Reducción de la incidencia, %
Arroz
Rhizoctonia Mancha parda Enfermedades bacterianas Piricularia
26 - 54 30 - 45 13 - 30 80 - 88
Algodón
Marchitamiento del tallo y hoja roja
13
Soya
Pudrición de la vaina
48
Maíz
Pudrición del tallo
32 China
PPI-PPIC
9-15
INPOFOS
Proteina cruda %
14.0
12.5
Sin S Con S
11.0 9.5 75
150 N, kg/ha
Figura 9-8. El azufre incrementa el contenido de proteína del pasto Bahía. Numerosos proyectos de investigación conducidos en China han demostrado que la calidad del cultivo se mejora con la adición de K a la fertilización con N y P (fertilización balanceada). Se han reportado incrementos de 6.8% en el arroz terminado, 0.46 mg/g de vitamina C en cítricos, 4.6 kg/g de resistencia en el yute, 1.46 a 2.68% de aceite en canola y 0.4 a 0.45% de azúcar en sandía. Otros nutrientes esenciales pueden también afectar positivamente la calidad de los cultivos. La Figura 9-8 demuestra como el azufre (S) incrementa el contenido de proteína de pasto Bahía.
FERTILIZANTES ORGANICOS
no utilizan los nutrientes en su forma “original”. Todos los nutrientes deben estar en forma iónica para que puedan ser absorbidos por las raíces de las plantas. Por esta razón, la fuente original de nutrientes es indiferente para la planta. Las plantas requieren de la presencia de nutrientes en un suplemento adecuado, continuo y balanceado para asegurar su normal crecimiento. En consecuencia, los fertilizantes orgánicos e inorgánicos deben ser utilizados conjuntamente, siempre que sea posible, para producir REM. La preocupación de que los fertilizantes manufacturados no son “naturales” no tiene ninguna base científica. De hecho, el proceso y utilización de los depósitos de P y K son el mejor ejemplo de reciclaje . . . regresar los nutrientes al suelo de donde fueron originalmente removidos por meteorización natural. En el caso del N, aproximadamente el 80% de la atmósfera está constituida por N gaseoso . . . el mismo que respiramos cada día . . . que es utilizado para manufacturar fertilizantes nitrogenados y el mismo que utiliza el sistema Rizobium/leguminosa para producir si propio N. Los fertilizantes manufacturados son tan “naturales” en su origen como las fuentes orgánicas.
El uso de fertilizantes orgánicos o “naturales” ha sido una tradición por varios siglos en China y en otros países en desarrollo. Hoy en día, este mismo método de fertilizar cultivos ha despertado atención en América del Norte, Europa y otras partes del mundo. Si bien la agricultura de producción ha utilizado fuentes orgánicas por muchos años . . . y lo continuará haciendo . . . existen limitaciones prácticas y económicas en su uso. China . . . en el pasado considerado como el país que podría sobrevivir usando solamente fertilizantes orgánicos . . . es hoy el primer consumidor de fertilizantes manufacturados. China es un buen ejemplo de las limitaciones del uso de los fertilizantes orgánicos.
EL FERTILIZANTE DENTRO DEL ESQUEMA ECONOMICO DE LA FINCA
Desde el punto de vista de producción agrícola, no existe diferencia entre las diferentes fuentes de nutrientes debido a que las plantas
En el ejemplo de la Tabla 9-18, un agricultor que desea maximizar su rentabilidad debería aplicar hasta 68 kg/ha de P2O5. Sin embargo,
PPI-PPIC
9-16
Algunas veces, los problemas de flujo de caja exigen retornos a corto plazo antes que beneficios a largo plazo. En estos casos, todas las compras potenciales de insumos, incluyendo los fertilizantes, deben ser evaluadas en relación a la meta de máximo retorno por cada dólar invertido. La Tabla 9-18 ilustra el principio de retorno a corto plazo del último incremento de la compra de fertilizante fosfatado. Para los cálculos, el precio de la soya fue de 0.24 dólares/kg mientras que el P2O5 fue de 0.59 dólares/kg.
INPOFOS
si el capital limita el hacer todas las compras, el retorno al último incremento en P se hace importante. Si otro insumo, como por ejemplo suplemento proteínico para el ganado, puede retornar 2.00 dólares por dólar invertido, se debe comprar el suplemento y se debe invertir en fertilizante para la soya hasta la dosis de 51 kg/ha que retorna más de 2.00 dólares.
RESUMEN Se debe tener en cuenta que el manejo de fertilizantes debe programarse a largo plazo, pero la realidad económica de corto plazo es a veces más importante. Sin embargo, se enfatiza que esto es importante solamente cuando prevalecen condiciones de economía de corto plazo.
Tabla 9-18. A medida que las dosis de fósforo se incrementan en soya, la rentabilidad se incrementa al máximo, pero el retorno a corto plazo por dólar invertido en el último incremento se reduce. Dosis de P2O5 kg/ha 0 17 34 51 68 85
PPI-PPIC
Rendimiento t/ha
Incremento rendimiento kg/ha
Incremento en valor $/ha
Rentabilidad del P2O5 $/ha
Retorno en el último incremento $/ha
2.35 2.59 2.76 2.87 2.92 2.93
236 175 108 47 13
48.92 38.54 23.72 10.38 2.96
38.89 67.40 81.09 81.44 74.37
4.87 3.84 2.36 1.03 (0.70)
9-17
INPOFOS
Capítulo 9
FERTILIZANTES Y RENTABILIDAD CUESTIONARIO 1.
Entre 1950 y comienzos de la década de 1990, la producción mundial de fertilizantes se incrementó de alrededor de _________________ a alrededor de___________________ millones de toneladas por año.
2.
(V o F) El descubrimiento y desarrollo de los yacimientos de potasa del Canadá ocurrió después de 1950.
3.
El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos estima que los rendimientos de muchos cultivos en ese país se duplicará en los próximos ___________ a __________ años.
4.
(V o F) El reducir las dosis de fertilizantes reduce los costos de semillas y pesticidas.
5.
(V o F) El reducir las dosis óptimas de fertilización reduce el potencial de ingreso del agricultor.
6.
Alrededor de ______ del rendimiento total del cultivo se debe a los fertilizantes; sin embargo, en algunos lotes el fertilizante puede ser responsable de ____________ o más del rendimiento.
7.
Un dólar invertido en fertilizante puede retornar más de _________ dólares.
8.
Los cuatro componentes de la rentabilidad del agricultor son : ___________________, __________________, _______________________ y ____________________.
9.
Cuando se desea obtener rendimientos más altos se debe establecer un programa de ______a ______años y se debe buscar anualmente un incremento porcentual de ______ a________ si el agricultor es un buen administrador.
10. (V o F) Los rendimientos altos ayudan a proteger el ambiente. 11. (V o F) Los rendimientos altos reducen el costo unitario de producción y permiten un mayor ingreso por hectárea. 12. (V o F) A medida que se reducen los costos unitarios de producción se incrementa la rentabilidad. 13. Los cultivos de alto rendimiento (incrementan, reducen) los riesgos asociados con bajos precios. 14. (V o F) Cuando los precios de los fertilizantes son altos y los precios del cultivo bajos se debe cortar drásticamente el uso de fertilizantes. 15. El contenido de nutrientes en el suelo se debe incrementar hasta lograr contenidos _________ que se deben mantener para soportar _________ rendimientos, __________ costos unitarios de producción y ___________ la rentabilidad potencial.
PPI-PPIC
9-18
INPOFOS
16. (V o F) A medida que se reduce la relación entre precio del cultivo y costo del fertilizante existe una reducción proporcional en el uso económico de los fertilizantes. 17. Las compras de fertilizante nitrogenado son una inversión a (corto plazo, largo plazo). 18. Las compras de P y K son una inversión a (corto plazo, largo plazo). 19. (V o F) El costo de la tierra se puede incrementar con el manejo eficiente de los fertilizantes. 20. Uno de los beneficios de la alta fertilidad del suelo es su efecto ____________ en el rendimiento de cultivos subsecuentes. 21. Una _____________ se refiere al efecto de un factor de la producción en la respuesta a otro factor. 22. En maíz, la siembra a tiempo y la fertilización con K _____________ positivamente para incrementar el potencial de rendimiento. 23. Cuatro insumos de bajo o ningún costo son: ______________, ____________________, ___________________ y _______________. 24. El rendimiento donde los costos unitarios se reducen al punto de permitir el retorno neto más alto se conoce _____________ ______________ _______________. 25. (V o F) El REM es un sistema de varias PAM. 26. (V o F) La clave para decidir si se debe aplicar o no una cantidad adicional de fertilizante es evaluar si el último incremento produjo un retorno tan alto como el obtenido con el incremento anterior. 27. Las zonas de rentabilidad potencial se ___________ a medida que se incrementan los rendimientos. 28. (V o F) El encalado reduce la toxicidad de ciertos elementos en el suelo. 29. (V o F) El cambio hacia sistemas de labranza reducida tiene poca influencia en los métodos de aplicación de fertilizantes. 30. El N (incrementa, reduce) el contenido de proteínas de los cereales. 31. La aplicación de P incrementa el contenido de este nutriente en el grano y forraje y mejora la _______________ _____________ en las vacas. 32. El K reduce la incidencia de enfermedades como la _________________ ___________ __________en la soya . 33. (V o F) El S incrementa el contenido de proteína en los cultivos. 34. Existen factores __________ y _____________ que limitan el uso de fertilizantes orgánicos.
PPI-PPIC
9-19
INPOFOS
35. (V o F) Desde el punto de vista de producción agrícola, no existe diferencia entre las diferentes fuentes de nutrientes, sean éstas minerales u orgánicas. 36. Los fertilizantes manufacturados (son, no son) productos naturales. 37. En ocasiones, los problemas de ____________ __________ de la finca permiten solamente buscar retornos a corto plazo antes que beneficios a largo plazo.
PPI-PPIC
9-20
INPOFOS
CAPITULO 10
LOS NUTRIENTES Y EL AMBIENTE Página 10-1 10-2 10-3 10-3 10-4
Nitrógeno Fósforo Potasio, Magnesio y Azufre Micronutrientes Dos Objetivos Principales para Producción Rentable y Seguridad Ambiental 10-6 Adopción de Planes de Manejo para Lograr Metas de Rendimiento y Metas Ambientales 10-9 Resumen 10-10 Cuestionario
TODOS LOS NUTRIENTES ESENCIALES requeridos para la producción de alimentos y fibras están relacionados con la calidad de nuestro ambiente. Colectivamente ellos mejoran el potencial productivo y la integridad ambiental de las fincas cuando se usan en cantidades adecuadas y en forma balanceada. Los nutrientes promueven cultivos más vigorosos y productivos . . . que pueden desarrollar sistemas radiculares más grandes, abundantes residuos sobre la superficie, cobertura rápida del suelo, eficiencia del uso de agua y mayor resistencia a condiciones de estrés producidas por sequía, insectos, bajas temperaturas, etc. Aún cuando los nutrientes esenciales desempeñan un papel vital en la producción de alimentos y en la protección del ambiente, algunos de ellos tienen riesgos ambientales cuando no son manejados adecuadamente. Los dos nutrientes asociados más a menudo con mal manejo y como fuentes de preocupación ambiental son nitrógeno (N) y fósforo (P).
NITROGENO Las pérdidas de N pueden ocurrir con la erosión del suelo. El N en los residuos de los cultivos, en los desechos de corral y en otras fracciones orgánicas (incluyendo la masa micro-
PPI-PPIC
10-1
biana) está sujeto a erosión superficial y a movimiento con el agua y el sedimento. La principal preocupación del N en el ambiente se relaciona con el potencial movimiento del nitrato (NO3) no usado o en exceso a través del perfil del suelo hacia la tabla de aguas (lixiviación). Debido a su carga negativa, el NO3 no es atraído a las diferentes fracciones del suelo y más bien está libre para percolarse con el agua que se mueve a través del perfil del suelo. La Figura 10-1 ilustra el movimiento relativo del NO3 en diferentes tipos de suelo. Todas las fuentes de N . . . manufacturadas, leguminosas, residuos de cultivo, materia orgánica, residuos de corral . . . se convierten rápidamente en NO3 en el suelo (ver Capítulo 3). Por esta razón, todos ellos están sujetos a lixiviación a la tabla de aguas a menos que sean utilizados por un cultivo en crecimiento o retenidos en el suelo en forma de amonio (NH4) mediante prácticas de manejo. Existe poca evidencia científica para recomendar una fuente de N sobre otra por razones ambientales. Las fuentes orgánicas de N a menudo dejan niveles más altos de NO3 en el suelo, debido a que, basándose en la tecnología actual, son más difíciles de manejar que los fertilizantes nitrogenados comerciales.
INPOFOS
pérdida neta de N en la naturaleza. El proceso total se conoce como Ciclo del Nitrógeno y se presenta en la Figura 10-2. Movimiento de NO3 en suelo Arenoso
Movimiento de NO3 en suelo Arcilloso
Las prácticas culturales pueden controlar en gran parte las pérdidas de N en suelos agrícolas. Esto es deseable desde el punto de vista económico y ambiental. El reducir las pérdidas de N significa que más de este nutriente está disponible para la producción de cultivos y menos para movimiento en el agua superficial o hacia el manto freático. FÓSFORO
MANTO FREATICO
Figura 10-1. El nitrato tiene mayor probabilidad de lixiviarse en un suelo arenoso que en un suelo arcilloso. Como se describe en el Capítulo 3, el N sufre transformaciones en el suelo que dependen de varios factores entre los que se incluyen humedad, temperatura, pH, aireación, etc. Como resultado general, no existe una ganancia o
El P ha sido asociado con problemas ambientales principalmente a través de la eutroficación de lagos de cuerpos de agua sin movimiento. La eutroficación es la respuesta de un cuerpo de agua al sobre enriquecimiento con nutrientes. Este enriquecimiento puede ser natural o provocado por el hombre. Los síntomas de eutroficación son el crecimiento abundante de algas y plantas acuáticas y la deoxigenación del agua (exclusión del oxígeno).
Volatilización de las hojas
Ciclo del Nitrógeno Nitrógeno Atmosférico
Fijación Atmosférica
Pérdidas gaseosas
Fijación Industrial
Fijación Biológica
(fertilizante comercial)
(por las leguminosas)
Proteina
Removido por el cultivo Abono Animal & planta
Absorción
Amonio Denitrificación Amonio
Nitrato
Pérdidas por Lixiviación
Figura 10-2. Ciclo del Nitrógeno PPI-PPIC
10-2
INPOFOS
Rendimiento de algodón (t/ha)
El hecho de que el P es extremadamente inmóvil en el suelo se discutió en el Capítulo 4. El P es retenido (adsorbido) fuertemente en suelos ácidos en las superficies de los óxidos e hidróxidos de hierro (Fe), aluminio (Al) y manganeso (Mn). Es también adsorbido por las superficies de las arcillas y en suelos calcáreos es precipitado por el calcio (Ca) para producir fosfatos de calcio de varios tipos.
2
1
0 N
La adición de P a los cuerpos de agua está casi totalmente asociada con los procesos de erosión del suelo. El movimiento del P se asocia con la erosión debido a que:
NPK
Figura 10-3. La fertilización balanceada incrementa los rendimientos de semilla de algodón en Colombia.
• El P tiene muy baja solubilidad; • El P se mueve muy poco en los suelos; • La mayoría de aguas de drenaje tienen una muy baja concentración de P; • Cuando se controla la erosión y la pérdida de sedimento, se minimiza la pérdida de P.
MICRONUTRIENTES Los micronutrientes contribuyen significativamente a la producción de alimentos y de esta forma a la salud humana. Las aplicaciones de micronutrientes, basadas en análisis de suelos y foliares, tienen un impacto ambiental positivo a través de su efecto en el rendimiento y en el uso eficiente de otros nutrientes. La importancia de los micronutrientes se está incrementando a medida que se incrementan los rendimientos y a medida que la producción agrícola sostenida requiere que sean reemplazados en el suelo.
POTASIO, MAGNESIO Y AZUFRE El potasio (K) no tiene efectos nocivos en la salud o en el ambiente. De hecho, este nutriente es esencial para la salud de los humanos y animales. Una dieta humana normal requiere de la ingestión de 2000 a 6000 miligramos de K por día . . . cantidad mucho más alta a la contenida en las fuentes de agua. El K juega un papel vital en el ambiente debido a que un suplemento adecuado de este nutriente es esencial para la eficiente utilización de N y P, ayudando de esta forma a mantener estos nutrientes fuera de las fuentes de agua. La Figura 10-3 ilustra el efecto del K en el incremento del rendimiento de algodón. A medida que se incrementan los rendimientos, menos N queda en el suelo . . . reduciendo el potencial de lixiviación de NO3 a la tabla de aguas.
Existe a menudo confusión a cerca del cloro (Cl), uno de los micronutrientes esenciales. Se confunde el cloruro con el clorato, este último, un gas venenoso que nunca se encuentra libre en la naturaleza. El Cl ocurre en la naturaleza como cloruro en compuestos como el cloruro de sodio (NaCl), cloruro de potasio (KCl) y sales de otros metales. Los cloruros no han sido asociados con ningún problema ambiental o de salud . El cloruro de potasio . . . muriato de potasio . . . es un importante fertilizante potásico que contiene alrededor de 47% de Cl. El cloruro de sodio . . . sal de mesa común . . . tiene más de 60% de Cl.
El magnesio (Mg) y el azufre (S) no son de preocupación ambiental. Ambos nutrientes son esenciales para las plantas y a menudo son suplementados con la fertilización, basándose en el análisis de suelos y en el análisis foliar. Como cualquier otro nutriente esencial, cuando no están disponibles en adecuadas cantidades pueden reducir la eficiencia de uso de N y P. PPI-PPIC
NP
10-3
INPOFOS
menores costos unitarios de producción y las menores pérdidas de NO3 por lixiviación.
DOS OBJETIVOS PRINCIPALES PARA PRODUCCION RENTABLE Y SEGURIDAD AMBIENTAL
Casi todo el NO3 lixiviado en invierno o en el período de tiempo entre cultivos proviene de la mineralización de la materia orgánica. La contribución directa de los fertilizantes nitrogenados a la lixiviación de NO3 es pequeña, cuando se aplica el fertilizante nitrogenado en dosis que no exceden al óptimo económico.
Se deben considerar dos objetivos distintos en el manejo de los cultivos para asegurar que adecuadas cantidades de nutrientes sean utilizadas en agricultura para mantener niveles de producción rentables, minimizando al mismo tiempo cualquier efecto negativo en el ambiente.
La producción de cultivos basada en PAM, que incluye una adecuada fertilización para óptimos rendimientos, incrementa la acumulación de residuos y en consecuencia el potencial de lixiviación de NO3 provenientes de la mineralización del N en estos residuos. Sin embargo, más residuos significan mayores contenidos de materia orgánica en el suelo, lo cual es un factor positivo desde los puntos de vista de fertilidad y ambiental. Las prácticas de manejo que minimicen el potencial de mineralización de la materia orgánica, como el uso de cultivos de cobertura, son parte del paquete de PAM. La investigación continua demostrando que la materia orgánica mejora el potencial de rendimiento de los cultivos.
Objetivo uno: Se deben manejar los cultivos buscando óptima eficiencia de los nutrientes, a través del uso de todas las Prácticas Adecuadas de Manejo (PAM) posibles y con la utilización de sistemas de Manejo Integrado de Plagas (MIC). En este caso, todos los insumos de la producción estan balanceados a niveles óptimos. Objetivo dos: Se deben manejar los cultivos buscando óptima eficiencia de los nutrientes, a través del uso de las PAM que utilicen técnicas de conservación de suelos y aguas, específicas para cada sitio. Esto permite óptimizar la retención del suelo en su sitio y minimiza las pérdidas hacia la tabla de aguas.
La Figura 10-4 presenta una visión conceptual de las fuentes, prácticas agrícolas y destino de los nutrientes en un sistema de cultivos. Las PAM juegan un rol vital al ayudar a mejorar la eficiencia del uso de los nutrientes por el cultivo, al incrementar el reciclamiento de nutrientes en los residuos y al elevar los niveles de materia orgánica. Al mismo tiempo, las PAM reducen las pérdidas de nutrientes por erosión, lixiviación, volatilización, denitrificación o escorrentía.
Las PAM envuelven prácticas agronómicas y de conservación. El incorporar tecnología basada en las PAM en la planificación de los sistemas agrícolas es el fundamento para lograr éxito económico y ambiental. Las PAM son definitivamente específicas para cada sitio . . . una PAM utilizada exitosamente en un sitio no necesariamente es efectiva en otro. Las PAM varían para los diferentes cultivos, suelos y climas. Son prácticas que han sido diseñadas luego de investigación y probadas en campos de agricultores de modo que contribuyan a alcanzar todo el potencial de producción, a la eficiencia del uso de los insumos y a la protección ambiental.
El impacto ambiental y la respuesta agronómica resultante de la utilización de cualquier insumo está determinado, casi totalmente, por el nivel de manejo de todos los otros insumos controlables en un sistema de producción, así como por el del insumo per se. A medida que se utilizan todas las PAM posibles para lograr un sistema integrado de manejo, la eficiencia del N y de otros nutrientes mejora, mientras se reduce la posibilidad de cualquier efecto nocivo en la calidad del agua.
Las PAM ayudan a los agricultores a lograr aquellos niveles de rendimiento que tienen los PPI-PPIC
10-4
INPOFOS
Fuentes de Nutrientes
Presentes en el Suelo
Aplicados
Nutrientes Disponibles En forma inorgánica y Nutrientes en la Materia Orgánica
Fertilizante Residuos de Cultivos Residuos de Corral Leguminosas (N)
Prácticas Agrícolas Controlables
Otras Fuentes Orgánicas
PAMs Incremento + Reducción -
Manejo de la Producción Remoción
Destino de los Nutrientes
Regreso y Permanencia
Pérdidas por Erosión Lixiviación Gaseosas Escorrentia -
Residuos de Cultivos + Materia Orgánica + Nutrientes Disponibles En forma Inorgánica +
Porción Cosechada +
Figura 10-4. Relación entre las fuentes de nutrientes, las prácticas agrícolas y el destino de los nutrientes en un sistema de cultivos. Adaptado de Follett, et al. Soil Science Society of America, Special Publication 19, 1987. mayoría de los cultivos es también el punto de mayor protección ambiental. Un ejemplo de este tipo de recomendaciones para trigo en Dinamarca se presenta en la Figura 10-5. Se observa claramente que poco o nada de NO3 queda en el suelo al final del ciclo de cultivo.
Por ejemplo, los rendimientos se incrementan cuando la aplicación de N es balanceada con la aplicación de otros nutrientes como P y K. Esto permite que más N entre en la planta y que menos permanezca en el suelo, reduciendo de esta forma la oportunidad de lixiviación del NO3 a la tabla de aguas.
Tratamientos
Rendimiento relativo, %
NPK óptimo PK NK NP
100 39 41 80
Rendimiento de trigo, t/ha
Nivel de Rendimiento Óptimo económico
Tabla 10-1. La fertilización NPK óptima preserva los rendimientos.
9 8 7 6 5 4 3 2 1
Rendimiento
56
112
90
6.6
68
3.6 2.7 1.8 0.9
N lixiviado, kg/ha 0
8.1 7.2 5.4 4.5
N lixiviado, kg/t
0
N lixiviado kg/t kg/ha
168
44
22
225
Dosis de N (kg/ha)
China
Los datos presentados en la Tabla 10-1, obtenidos en experimentos de invernadero, demuestran que la fertilización óptima de sorgo permitió el mejor rendimiento . . . y una más alta eficiencia en el uso de otros nutrientes.
Figura 10-5. Efecto de la fertilización con N en el rendimiento de trigo y en la lixiviación de NO3 (Cortesía del Grupo Agrícola, Norsk Hydro a.s., Noruega).
Las recomendaciones de fertilización basadas en análisis de suelos y/o foliares (PAM) permiten que los rendimientos del cultivo se expresen al nivel óptimo económico, que para la
Las recomendaciones de N fueron hechas para buscar el rendimiento óptimo económico. Se determinó que la cantidad de N lixiviada se incremento muy lentamente en comparación
PPI-PPIC
10-5
INPOFOS
los rendimientos fueron bajos, los datos ilustran la importancia de la fertilización balanceada en el incremento de la producción y en la protección del ambiente. Siempre que la deficiencia de P, K y otros nutrientes sea un factor limitante, la fertilización balanceada puede mejorar los rendimientos y proteger el ambiente. Esto es verdad para todos los cultivos . . . arroz, soya, hortalizas, algodón, café, banano, etc.
con el incremento en rendimiento hasta el nivel de rendimiento óptimo económico. La dosis de N aplicada en este punto permitió el mínimo de NO3 lixiviado por unidad de cultivo producido.
ADOPCION DE PLANES DE MANEJO PARA LOGRAR METAS DE RENDIMIENTO Y METAS AMBIENTALES 1) Definir las metas de rendimiento: Se debe determinar, en forma optimista pero realista, las metas de rendimiento para cada unos de los cultivos y cada uno de los lotes. Los requerimientos de nutrientes se incrementan con el rendimiento. La Tabla 10-2 presenta datos de absorción de nutrientes por el arroz a tres niveles diferentes de rendimiento. Es una buena PAM el asegurarse de que los nutrientes estén disponibles en cantidades adecuadas, pero no excesivas, para el crecimiento del cultivo desde la siembra hasta la maduración.
Por ejemplo, la Figura 10-6 ilustra la importancia de la fertilización balanceada en el rendimiento de varios cultivos en Pakistán. Es importante recordar que a medida que los rendimientos se incrementan, más N es removido del suelo, reduciendo el potencial de lixiviación de NO3 a la tabla de aguas.
3
PK
NK
NPK
2
2) Usar análisis de suelo y análisis foliar. Estas son las mejores herramientas disponibles para determinar la cantidad y disponibilidad de los nutrientes en el suelo, así como la cantidad de nutrientes que deben aplicarse para lograr la meta de rendimiento. Se debe monitorizar frecuentemente las necesidades de nutrientes a través de los análisis de P, K, S, Mg, micronutrientes y pH. El análisis foliar ayuda a confirmar el diagnóstico de necesidades de nutrientes y puede identificar necesidades durante el ciclo de crecimiento.
1
0 Trigo
Maíz
Algodón
Figura 10-6. Efecto de la fertilización balanceada en los rendimientos de varios cultivos en Pakistán. 3) Seguir un plan de conservación. Las PAM de conservación de suelos y aguas son específicas para cada sitio. Entre las más importantes se encuentran la labranza cero, terrazas, cultivos en contorno, caminos de agua, rotación de cultivos, cultivos de cobertura y zanjas de desviación.
Al momento se están desarrollando análisis más confiables de N en el suelo. Los análisis foliares de N son una buena herramienta que ayudan a determinar la cantidad de N que debe aplicarse durante el ciclo de crecimiento cuando se espera utilizar cantidades precisas en forma más eficiente.
Un buen plan de conservación de suelos y aguas para cada finca podría ser el aspecto más importante en la reducción de la erosión y en el control de las pérdidas de suelo, agua y nutrientes . . . especialmente el P retenido en el sedimento y en las partículas orgánicas.
En la Tabla 10-3 se presentan datos que demuestran como la eficiencia del uso de N se incrementa 10 veces con la fertilización con K, en un suelo deficiente en este nutriente, localizado al Este de Java, Indonesia. Aún cuando PPI-PPIC
Arroz
10-6
INPOFOS
Algunas formas de labranza de conservación se pueden practicar en casi todos los tipos de agricultura. La Tabla 10-4 presenta los efectos positivos de la labranza de conservación en la reducción de la escorrentía superficial y en la reducción de las pérdidas de sedimento y P. La reducción en escorrentía superficial promueve una mayor infiltración permitiendo que exista más agua disponible para el cultivo en crecimiento. Las pérdidas totales de P se reducen apreciablemente debido a que se presentan menores pérdidas de sedimentos.
4) Adopción de PAM en todos los insumos controlables para lograr rendimientos más altos. Suelos bien fertilizados, junto con otras buenas prácticas de manejo, permiten obtener rendimientos más altos. Estos altos rendimientos, con su incremento asociado en residuos, tienen un tremendo efecto positivo en la reducción de escorrentía superficial y de la erosión hídrica y eólica. Siempre que sea práctico, se debe dejar los residuos en la superficie del suelo para protegerlos de la erosión. La fertilidad alta del suelo tiene muchos beneficios:
Tabla 10-2. Los requerimientos de nutrientes por el arroz se incrementan con el incremento en rendimiento. Rendimiento t/ha
--------------------- Absorción de nutrientes, kg/ha ----------------------N P2O5 K2O Mg S
3.5 7.0 10.5
65 130 195
28 56 84
97 194 291
8 16 24
6 12 18
Tabla 10-3. El potasio incrementa los rendimientos de maíz y mejora la eficiencia de uso de nitrógeno. Dosis de fertilizantes, kg/ha N P2O5 K2O 100 100 100 1
50 50 50
Rendimiento t/ha
0 50 100
N del fertilizante, kg/ha Removido1 Remanente en el suelo
0.4 4.1 4.2
6 61 63
Grano solamente; no incluye el N de la porción vegetativa y las raíces
94 39 37 Indonesia
Tabla 10-4. La labranza de conservación reduce el volumen de escorrentía superficial, sedimento y pérdidas de P Tipo de labranza
Volumen de escorrentía litros/ha
Sedimento kg/ha
Pérdida total de P kg/ha
Convencional Labranza cero
285000 47000
155 41
0.18 0.01 Maryland, E.U.
PPI-PPIC
10-7
INPOFOS
• Una más rápida cobertura del suelo con la parte vegetativa del cultivo como resultado de una mejor nutrición. Esto reduce la energía erosiva de las gotas de lluvia, mejora la eficiencia del uso del agua y reduce la presión de malezas. La disponibilidad de P en las fases iniciales del cultivo es particularmente importante en el desarrollo y crecimiento de la planta.
dor de 1500 cajas exportables por hectárea por año. Se debe reconocer que cierta pérdida de nutrientes ocurre a pesar del número de aplicaciones fraccionadas. Sin embargo, la aplicación de fertilizantes no necesariamente incrementa las pérdidas. De hecho, cuando se utiliza fertilización balanceada se incrementa la eficiencia y a menudo se reducen las pérdidas de nutrientes, mejorando de esa forma la economía del agricultor y protegiendo el ambiente.
• El vigoroso crecimiento de las plantas, tanto en la superficie como de bajo de ella, ayuda a mantener el suelo en su sitio, mejora la infiltración y el uso eficiente del agua e incrementa los rendimientos. La Tabla 10-5 presenta un ejemplo del buen manejo de la fertilidad en los rendimientos de maíz y el uso eficiente del agua.
Años
Bajo Medio Alto
4.8 9.3 15.0
63.5 cm de agua
Promedio Del País
año 3
4 fracciones
12 fracciones
300 N-300 P 2O 5-600 K 2O, kg/ha/año
Figura 10-7. Efecto de la fertilización balanceada y de la aplicación oportuna en el rendimiento de cajas exportables de banano en Costa Rica. 6) Inhibidores de la Nitrificación. Los inhibidores de la nitrificación retardan la conversión de amonio (NH4) a nitrato (NO3). Cuando se usan con dosis apropiadas de fertilizantes nitrogenados o residuos de corral pueden incrementar la absorción de N por el cultivo. Los inhibidores retienen el N en el suelo en forma de NH4 que es estable y no está sujeta a pérdidas por lixiviación. El NH4 permanece en la zona radicular y puede ser absorbido por el cultivo aun en condiciones de alta humedad donde el NO3 se mueve a capas profundas fuera del alcance de las raíces. Trabajos de investigación han demostrado que el maíz, trigo, algodón, sorgo y muchos otros cultivos usan fácilmente el NH4 y tienden a usar más N total cuando el NH4 esta disponible junto con el NO3.
kg de grano/cm de agua
t/ha 75 148 237 Florida E.U.
El uso de inhibidores de la nitrificación y otras técnicas de estabilización del N son parte de las PAM que deben ser consideradas si los
La Figura 10-7 demuestra que la fertilización balanceada, junto con la oportuna aplicación, incrementa la producción de banano en alredePPI-PPIC
4 fracciones
1000
Tabla 10-5. Efecto de la fertilización balanceada en el rendimiento del maíz y en el uso del agua. Nivel de eficiencia del fertilizante
2000
año 2
5) Ejecución oportuna de las actividades. La eficiencia de los fertilizantes y el potencial del rendimiento se incrementan cuando las aplicaciones se hacen en las épocas de mayor absorción por el cultivo. Se deben considerar aplicaciones fraccionadas en épocas de crecimiento que correspondan con las más altas demandas de nutrientes por los cultivos. En algunos suelos de textura gruesa (arenosos) la aplicación fraccionada de N, K, S y algunos micronutrientes puede también constituir una PAM. Esta práctica permite una utilización más eficiente de los insumos.
3000
año 1
Cajas Exportables/ha/año
4000
10-8
INPOFOS
productos y la tecnología están disponibles en el área.
En general, las ventajas de la buena localización del fertilizante son:
Estudios conducidos en E.U. con inhibidores de la nitrificación y estabilizadores han documentado reducciones en la lixiviación de NO3 que van de 8 a 27%. Además del beneficio ambiental, los inhibidores de la nitrificación incrementan el potencial de rendimiento y el uso eficiente de las aplicaciones de N, lo que es indudablemente un beneficio económico.
• Retardo de las reacciones del P y K en el suelo debido a la reducción del contacto entre el suelo y el fertilizante. • Localización profunda de los nutrientes en el suelo donde la humedad es menos limitante para la absorción. • Menos retención del P en los componentes del suelo debido a la presencia de mayores concentraciones de amonio en la zona de retención (cuando se aplican N y P juntos). • Absorción forzada de amonio causando una condición más ácida en la superficie de las raíces que favorece la absorción de P.
7) Localización del fertilizante. Rendimientos más altos se obtienen no solamente con dosis y métodos de aplicación sino que también con una buena localización de los fertilizantes en el suelo. La localización apropiada mejora la disponibilidad de los nutrientes. Algunas de las formas de localización incluyen la aplicación al voleo, bandas superficiales y profundas y la inyección profunda.
RESUMEN En conclusión, el uso de adecuadas cantidades de nutrientes para rendimiento óptimo y alta rentabilidad es también clave para la protección ambiental. Las PAM desarrolladas por medio de investigación, modificadas y adoptadas en las condiciones específicas de cada sitio, son importantes, tanto para el uso eficiente de los nutrientes, como para la protección de nuestros recursos suelo y agua.
Frecuentemente se observa respuesta del cultivo, en las fases iniciales de crecimiento, a la aplicación en banda de P. Estas respuestas son más frecuentes en climas fríos o cuando los cultivos se siembran en suelos fríos. Esta respuestas a menudo aparecen aun en suelos con contenidos altos de P.
PPI-PPIC
10-9
INPOFOS
Capítulo 10
LOS NUTRIENTES Y EL AMBIENTE CUESTIONARIO 1.
(V o F) El uso de cantidades apropiadas de los nutrientes esenciales mejora el ambiente.
2.
Dos nutrientes que a menudo causan preocupación ambiental son el ____________ y el _____________.
3.
La forma de N más comúnmente asociada con pérdidas por lixiviación es el ___________.
4.
(V o F) El NO3- es un ion de carga negativa.
5.
Todas las fuentes de N se transforman en el suelo. Estos procesos son parte del ________ del __________.
6.
(V o F) El N proveniente de los residuos de corral y de las leguminosas no está sujeto a pérdidas por lixiviación.
7.
( V o F) Las fuentes orgánicas de N a menudo dejan niveles más altos de NO3 en el suelo debido a que son más difíciles de manejar.
8.
(V o F) Las buenas prácticas culturales pueden controlar en gran parte las pérdidas de N de los suelos agrícolas.
9.
(V o F) El P es inmóvil en el suelo.
10.
(V o F) Las contribuciones de P a los cuerpos de agua están principalmente asociados con la erosión del suelo.
11.
La respuesta de un cuerpo de agua al sobre enriquecimiento con nutrientes se conoce como ________________.
12.
(V o F) El K no está asociado con problemas ambientales.
13.
(V o F) El K juega un papel positivo en el ambiente debido a que ayuda a incrementar el uso eficiente de N.
14.
(V o F) El Cl, que se aplica a los cultivos como KCl, tiene efectos negativos en la calidad del agua y en la salud humana.
15.
Las PAM deben ayudar al manejo del cultivo utilizando prácticas de __________ ____________ _________________________.
16.
(V o F) Las PAM son específicas para cada sitio.
17.
Las PAM (incrementan, reducen) la eficiencia de los nutrientes.
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18.
(V o F) Una recomendación adecuada de fertilización ayuda a obtener un rendimiento económico máximo y un mínimo impacto ambiental.
19.
El uso de las PAM (incrementa, reduce) los costos unitarios de producción.
20.
Casi todo el NO3 lixiviado en el invierno o entre cultivos proviene de la mineralización de la __________ ____________.
21.
Cuando las dosis de N exceden a aquellas necesarias para óptimo rendimiento económico, el potencial de lixiviación de NO3 se (incrementa, reduce).
22.
Las dos mejores herramientas disponibles para determinar la disponibilidad de los nutrientes son el __________ __ ___________ y el _____________ _____________.
23.
(V o F) El análisis de NO3 en el suelo y el análisis foliar de N se usan cada vez más.
24.
Indique cinco PAM para conservación de suelos o aguas: _____________________, ___________________,___________________________, _______________________, ________________________________.
25.
(V o F) Los rendimientos altos y el incremento asociado con residuos de cultivos tiene un tremendo efecto positivo en el control de la escorrentía superficial y en la reducción de la erosión eólica e hídrica.
26.
(V o F) La eficiencia del uso de nutrientes se incrementa cuando el fertilizante nitrogenado se aplica lo más cerca posible a la época de mayor absorción.
27.
Los inhibidores de la nitrificación retardan la transformación de _____________ a _______________.
28.
La localización del fertilizante es una herramienta importante tanto desde el punto de vista agronómico asi como del ambiental. Indique tres opciones de localización del fertilizante que podrían ser importantes para mejorar la eficiencia y controlar el impacto ambiental: ________________, ________________, ______________.
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GLOSARIO ABSORCION : El proceso por el cual una substancia es absorbida e incluida dentro de otra substancia. Un ejemplo es la absorción de gases, agua, nutrientes u otras substancias por las plantas. ABSORCION DE NUTRIENTES : El proceso de toma de nutrientes por la planta, generalmente a través de las raíces. Pequeñas cantidades pueden ser absorbidas a través de las hojas después de una aplicación foliar de nutrientes. ABONO VERDE : Plantas que se cultivan para incorporarse al suelo para mejorar su fertilidad. ACIDEZ ACTIVA : Actividad (≈concentración) de iones hidrógeno en la fase acuosa del suelo. Se mide y expresa como un valor de pH. ACIDEZ DE RESERVA (POTENCIAL) : Los iones hidrógeno intercambiable retenidos en los coloides del suelo representan la acidez de reserva o potencial. La acidez de reserva está en un equilibrio dinámico con los iones hidrógeno en la solución del suelo ( acidez activa). ACIDEZ RESIDUAL : La acidez final que desarrolla el uso de fertilizantes nitrogenados en un horizonte particular del suelo después de que las sales residuales se han removido de ese horizonte por lixiviación. ACIDO : Una substancia que libera iones hidrógeno; una condición en la cual la actividad de iones hidrógeno excede la actividad de hidroxilos. ADHERENCIA : Atracción molecular entre superficies que mantiene las substancias juntas. El agua se adhiere a las partículas de suelo. ADSORCION : La retención de una substancia en la superficie de un sólido o un líquido. ADSORCION ELECTROSTATICA : Adsorción causada por la atracción eléctrica de iones a una superficie cargada. AGREGADO : Unión de partículas individuales de arena, limo y arcilla para formar una partícula más grande. Los agregados pueden presentarse en forma de esferas, bloques, láminas, prismas o columnas. AGUA DISPONIBLE : La porción de agua del suelo que puede ser fácilmente absorbida por las raíces. Se considera también que es el agua retenida en el suelo a una presión de aproximadamente 15 bares. AIREACION : El proceso por el cual el aire del suelo es reemplazado por aire de la atmósfera. La tasa de aireación depende principalmente del volumen y la continuidad de los poros en el suelo. AIREACION DEL SUELO : Proceso por el cual el aire del suelo es reemplazado con aire de la atmósfera. ALCALINO : Substancia que contiene o libera un exceso de hidroxilos (OH).
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AMONIFICACION : El proceso bioquímico por el cual se libera nitrógeno amoniacal de los compuestos orgánicos. ANALISIS DE SUELO : Un análisis químico de la composición del suelo, generalmente destinado a estimar la disponibilidad de los nutrientes, pero que también incluye mediciones de acidez o alcalinidad y conductividad eléctrica. APLICACION CON CUCHILLA : Proceso por medio del cual los fertilizantes son aplicados en banda con la ayuda de un disco filo o cuchilla. APLICACION DE DOSIS VARIABLES : Una técnica que cambia la dosis de aplicación de fertilizantes de acuerdo a los cambios en el contenido de nutrientes en el suelo a medida que el equipo aplicador se mueve en el campo. APLICACION EN BANDA SUPERFICIAL : Localización de fertilizante líquido o sólido en bandas en la superficie del suelo. APLICACION EN COBERTERA : Aplicación superficial del fertilizante después que se ha establecido el cultivo. APLICACION FLOTANTE : Aplicación de fertilizante con un equipo que tiene llantas grandes, a baja presión, para repartir el peso del vehículo en la mayor superficie posible minimizando la compactación del suelo. APLICACION FRACCIONADA : Aplicación del fertilizante dos o más veces durante el ciclo del cultivo. Es común una aplicación presiembra y una o más aplicaciones después de la siembra. ARCILLA : Partículas cristalinas inorgánicas (coloides inorgánicos) presentes en el suelo y en otras partes de la corteza terrestre. Las partículas de arcilla tienen un diámetro menor a 0.002 milímetros. ARENA : Una partícula inorgánica con un tamaño que varía entre 2.00 mm y 0.05 mm en diámetro. AZUFRE (S) : Nutriente esencial agrupado dentro de los nutrientes secundarios. Es importante en la formación de las proteínas porque forma parte de ciertos aminoácidos. Como parte de las proteínas es también esencial para la actividad de las enzimas. En las leguminosas está envuelto en la formación de los nódulos y en la fijación de nitrógeno. Esencial en la formación de la clorofila aun cuando no es un constituyente de su molécula. BACTERIA SIMBIOTICA : En agricultura, esta definición generalmente se relaciona con las bacterias en los nódulos de las raíces de las leguminosas. Estas bacterias tienen la habilidad de fijar nitrógeno libre de la atmósfera (N2) y transformarlo en formas que pueden ser utilizadas por la planta hospedera. BASE : Substancia que reacciona con los iones H+ o que libera iones hidroxilo; una substancia que neutraliza ácidos y eleva el pH. BASE INTERCAMBIABLE : Catión básico adsorbido en un coloide del suelo, pero que puede ser reemplazado por hidrógeno u otros cationes. PPI-PPIC
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BORO (B) : Elemento esencial que posiblemente está envuelto en los procesos de transporte de los carbohidratos. Esencial para el crecimiento de los tubos de polen y para la germinación de los granos de polen. La deficiencia de B es probablemente la más general de los micronutrientes. CAL : El término “cal” o “cal agrícola” se refiere al material molido que contiene carbonato de calcio y carbonato de magnesio, cal hidratada (hidróxido de calcio) o cal apagada (óxido de calcio). La cal se utiliza para reducir la acidez del suelo y proveer calcio y magnesio como nutrientes para la planta. CALCIO (Ca) : Nutriente esencial constituyente de la pared celular; requerido por varias enzimas. El Ca actúa como regulador metabólico. CAPA ARABLE : Se refiere a la capa superficial de suelo donde se ubica el mayor contenido de materia orgánica del perfil. Técnicamente, es la capa del horizonte A de color obscuro en el perfil del suelo. CAPACIDAD DE CAMPO : Porcentaje de agua que permanece en el suelo dos o tres días después de haber sido saturado y después que se ha detenido todo el drenaje libre. No es un parámetro exacto. CAPACIDAD DE INTERCAMBIO ANIONICO : La suma total de aniones intercambiables que el suelo puede adsorber. CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO (CIC) : La suma total de cationes intercambiables que un suelo puede adsorber. CAPILARIDAD : Fuerzas entre las superficies del agua y de los sólidos en los poros pequeños (capilares) del suelo. CARBOHIDRATO : Substancias orgánicas, como los azúcares y polisacáridos, con la fórmula general (CH2O)n. CARBONATO : Un sedimento formado por la precipitación de una solución acuosa de carbonatos de calcio o magnesio, como la calcita o la dolomita. CATION : Un átomo o un grupo de átomos o compuestos que tienen carga eléctrica positiva como consecuencia de la pérdida de electrones. CELULOSA : El carbohidrato más abundante en las plantas. CICLO DEL CARBONO : La secuencia de transformaciones por medio de las cuales el dióxido de carbono (CO2) primero se fija en los organismos vivientes a través de la fotosíntesis o quimosíntesis, luego se libera por la respiración o la muerte y descomposición del organismo fijador, es utilizado por especies heterótrofas y finalmente regresa a su estado natural. CICLO DEL NITROGENO : Las rutas que toma el nitrógeno de la atmósfera hacia el suelo, plantas, animales y el hombre, y el retorno a la atmósfera. CLORO (Cl) : Un nutriente esencial, requerido por las plantas en las reacciones de fotosíntesis que controla la evolución del oxígeno. Puede actuar también como un regulador osmótico. PPI-PPIC
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CLOROFILA : El pigmento verde que atrapa la luz usada en la fotosíntesis de las plantas, las algas y ciertas bacterias. CLOROSIS : Una condición anormal de las plantas en la cual las partes verdes pierden su color o se vuelven amarillas. COBALTO (Co) : El cobalto es esencial para la nutrición de los animales y para la fijación de nitrógeno en las leguminosas. Puede intervenir en la activación de enzimas en otras plantas. COBRE (Cu) : Nutriente esencial componente de varias enzimas en las plantas. Necesario para la formación de clorofila. COLOIDE : Partículas orgánicas o inorgánicas de diámetro menor a 0.002 milímetros. Los coloides tienen una área superficial muy grande y a menudo muy reactiva. COMPLEJO DE INTERCAMBIO : Todos los materiales (arcillas, humus) que contribuyen con carga a la capacidad de intercambio del suelo. CONCENTRACION DEL FERTILIZANTE : Concentración mínima garantizada, en porcentaje, de los nutrientes contenidos en un fertilizante simple o compuesto. CULTIVO EN FAJAS : Una técnica para reducir la erosión del suelo en la cual fajas de suelo en descanso o fajas sembradas con cultivos en hileras son alternadas con fajas sembradas con cereales de grano pequeño, pastos o leguminosas. CURVA DE RETENCION DE AGUA : Gráfico que indica el contenido de humedad versus la energía aplicada para remover esta humedad. DENITRIFICACION : Reducción bioquímica del nitrato o nitrito a formas gaseosas de nitrógeno como N2, NO o N2O. Ocurre en condiciones de deficiencia de oxígeno. DENSIDAD APARENTE : La masa (peso) seco del suelo por unidad de volumen total. DESORCION : Liberación de un ion o molécula de la superficie de los coloides del suelo. Concepto opuesto a adsorción. DIAGNOSTICO FOLIAR : Estimación del estado nutricional de las plantas, o de los requerimientos nutricionales del suelo, por medio de análisis químico de las hojas o por síntomas visuales en las plantas , o por medio de los dos métodos. DIFUSION : Movimiento molecular a lo largo de la gradiente de concentración. La difusión de agua se produce de la zonas húmedas a las zonas secas. La difusión de gases y solutos se produce de las zonas de mayor concentración a las zonas de menor concentración. DISPERSION : Separar las partículas de un compuesto, como los agregados de suelo, en partículas individuales o también distribuir o suspender partículas finas, como las arcillas, en un medio de dispersión como el agua. DISPONIBILIDAD (de nutrientes) : Suplemento adecuado, facilidad de liberación, movilidad. Un término general, frecuentemente utilizado para describir las formas de nutrientes absorbidos por las plantas. PPI-PPIC
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DOLOMITA : Un mineral compuesto de carbonatos de calcio y magnesio. Término usado para denominar a la cal que contiene magnesio. EFICIENCIA DEL FERTILIZANTE : Expresión que define las unidades de rendimiento por unidad de nutriente aplicada al cultivo. La expresión más común es kilogramos de grano por kilogramo de nutriente. ELECTRONES : Partículas pequeñas, negativamente cargadas, que son parte de la estructura de un átomo. ELEMENTO : Cualquier substancia que no puede ser divida en partículas más pequeñas, excepto por medio de desintegración nuclear. ELEMENTOS MENORES : Otro término para micronutrientes. ENMIENDA : Cualquier material como la cal, yeso o condicionadores sintéticos que son aplicados al suelo para adecuarlo para el crecimiento de las plantas. El término se refiere comúnmente a cualquier material añadido a parte de los fertilizantes. ENZIMAS : Compuestos que catalizan las reacciones bioquímicas de la célula. EQUILIBRIO : Estado en el cual existen solamente cambios mínimos en una reacción química o en todo un ecosistema. EQUIVALENTE : Peso en gramos de un ion o compuesto que se combina con, o reemplaza a, un gramo de hidrógeno. El peso atómico de un elemento o compuesto dividido para su valencia. EROSION : El desplazamiento de suelo de la superficie por agua de escorrentía, viento u otros agentes geológicos. Cuando la erosión por agua y viento es más acelerada que la erosión geológica normal se produce un acelerado proceso de degradación del suelo. Este fenómeno está asociado generalmente con actividades humanas. ESCORRENTIA : Agua que corre por la superficie del suelo y que no se infiltra. ESTABILIZADOR DE NITROGENO : Un compuesto que hace más lento el proceso de oxidación de nitrógeno en el suelo al inhibir la actividad de las bacterias Nitrosomonas, responsables del cambio de amonio a nitrito. Consecuentemente, también se restringe la producción y lixiviación de nitrato y la denitrificación. Ver inhibidores de la nitrificación. ESTRUCTURA DEL SUELO : El arreglo de las partículas primarias en unidades secundarias denominadas agregados de diferente tamaño y forma. EUTROFICACION : Crecimiento abundante de plantas acuáticas que lleva a condiciones de deficiencia de oxígeno en lagos y otros cuerpos de agua. Esta condición es acelerada por el enriquecimiento del agua con nutrientes. EVAPORACION : Pérdida de agua en forma de vapor, desde el suelo o de agua libre directamente hacia la atmósfera. EVAPOTRANSPIRACION : Pérdida de agua del suelo por evaporación y transpiración. PPI-PPIC
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FERTIGACION : Aplicación de fertilizante en el agua de riego. FERTILIDAD DEL SUELO : Estado del suelo con respecto a la cantidad y disponibilidad de elementos (nutrientes) necesarios para el crecimiento de las plantas. FERTILIDAD RESIDUAL : Contenido de nutrientes disponibles que permanecen en el suelo después que se levantó el cultivo y que puede ser utilizado por el siguiente cultivo. FERTILIZACION AL VOLEO : Aplicación de fertilizantes sólidos o líquidos, u otros materiales en la superficie del suelo, con o sin subsecuente incorporación por labranza. No implica ninguna localización con respecto a la planta. Los nutrientes pueden aplicarse antes o después de la siembra del cultivo. FERTILIZACION EN BANDA : Método de aplicación que localiza el fertilizante en una zona (banda) angosta, ya sea en la superficie o a cierta profundidad, y que se mantiene intacta para proveer una fuente concentrada de nutrientes. La aplicación puede ser hecha antes, durante o después de la siembra. FERTILIZACION EN BANDA PROFUNDA : Aplicación de nutrientes, antes de la siembra, en una banda localizada a 5-7 centímetros bajo la superficie. Algunas aplicaciones son más profundas, llegando hasta 30-35 centímetros. Los nutrientes pueden ser aplicados en forma sólida, líquida o gaseosa. FERTILIZANTE : Cualquier material, natural o manufacturado, que se añade al suelo para suplementar uno o más nutrientes a la planta. Este término es generalmente utilizado para referirse a materiales manufacturados. FERTILIZANTE DE ARRANQUE : Fertilizante aplicado a la siembra ya sea en contacto directo, a un lado o por debajo de la semilla. FERTILIZANTE DE PRESIEMBRA : Fertilizante aplicado al suelo antes de la siembra. FERTILIZANTE EN BANDA : Localización del fertilizante en uno o a ambos lados de la hilera de plántulas. FERTILIZANTE EN SUSPENSION : Un fluido que contiene nutrientes disueltos y no disueltos. La suspensión de los materiales no disueltos se logra con la ayuda de un agente de suspensión (arcilla). Puede ser necesaria agitación mecánica o con aire para mantener una suspensión uniforme. FERTILIZANTES LIQUIDOS : Este término se aplica al amoniaco anhidro y al agua amoniacal, a las soluciones nitrogenadas y a las mezclas líquidas de fertilizantes incluyendo líquidos claros y suspenciones de sólidos en líquidos. FERTILIZANTE ORGANICO : Materiales orgánicos que liberan o suplementan cantidades útiles de nutrientes cuando se los aplica al suelo. FIJACION : Proceso por medio del cual nutrientes disponibles dejan de serlo, debido a reacciones con los componentes del suelo. Generalmente se refiere a las reacciones del fósforo, amonio y potasio que reducen la disponibilidad.
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FIJACION BIOLOGICA DE NITROGENO : Reducción y asimilación de nitrógeno atmosférico (N2). Un proceso del que son capaces microorganismos de vida libre y principalmente las bacterias simbióticas que colonizan las raíces de las leguminosas. FIJACION DEL NITROGENO : Conversión del nitrógeno elemental de la atmósfera (N2) en formas orgánicas e inorgánicas. Específicamente en el suelo, la fijación se refiere a la asimilación de N2 del aire del suelo por microorganismos para la formación de compuestos de nitrógeno que son disponibles para las plantas. El proceso de fijación de nitrógeno asociado con los nódulos en las raíces de las leguminosas se conoce como fijación simbiótica de nitrógeno. FLOCULACION : Unión de partículas coloidales para formar agregados. FLUJO DE MASA : Movimiento de fluidos en respuesta a la presión. Movimiento del calor, gases o solutos junto con el flujo de líquidos en el cual están contenidos. FOSFATO : Una sal de un ester de ácido fosfórico. Sin embargo, en la industria de fertilizantes el término fosfato generalmente se aplica a cualquier material que contiene fósforo y que se usa como fertilizante. También se usa en referencia al P2O5, una expresión del contenido de fósforo en los fertilizantes. FOSFORO (P) : Uno de los nutrientes esenciales clasificado como uno de los tres macronutrientes. El fósforo, un nutriente móvil dentro de la planta, juega un papel fundamental en la fotosíntesis, respiración (utilización de azúcares), almacenamiento y transferencia de energía, división y alargamiento celular, códigos genéticos y muchos otros procesos. FOTOSINTESIS : El proceso por el cual las plantas verdes capturan la energía de la luz para combinar agua y dióxido de carbono y formar carbohidratos. Se requiere del pigmento denominado clorofila para la conversión de la energía de la luz en energía química. GLUCOSA : Azúcar común, con seis átomos de carbono en cada molécula, presente en todas las células. Un constituyente de la celulosa, almidón y otros polisacáridos. HIDRATACION : Incorporación de agua como parte de la estructura química. HIDROXILO : Ion o grupo OH-. HIERRO (Fe) : Micronutriente esencial que es absorbido por las plantas como ion ferroso (Fe+2). El hierro cataliza la formación de la clorofila y actúa como transportador de oxígeno. También ayuda en la formación de enzimas que funcionan en el sistema respiratorio de las plantas. HORIZONTE : Capa del suelo paralela a la superficie. HUMUS : Fracción obscura y estable de la materia orgánica que permanece en el suelo después de que la mayoría de los residuos animales y vegetales añadidos se han descompuesto. INCORPORACION : Mezcla mecánica de los fertilizantes (o herbicidas) con el suelo. INDICE SALINO : Indice utilizado para comparar la solubilidad de los compuestos químicos usados como fertilizantes. La mayoría de los compuestos de N y K tienen altos índices y los compuestos de P tienen bajos índices. Los compuestos de alto índice de salinidad que se aplican direcPPI-PPIC
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tamente en contacto con la semilla, en dosis altas, pueden causar daños a la plántula debido a que estos compuestos tienen alta afinidad por el agua. INFILTRACION : Entrada de agua en el suelo. INHIBIDOR DE LA NITRIFICACION : Compuestos como el nitrapyrin (N-serve) y el dicyandiamiade (DCD) que retrasan la oxidación bacteriana de amonio a nitrato. El objetivo de estos productos es el controlar la lixiviación del nitrato manteniendo el N en forma de amonio por un período más largo de tiempo. Esto previene también las pérdidas por denitrificación del nitrato y proveen amonio a las plantas por más tiempo. INMOVILIZACION : Conversión de elementos de una forma inorgánica a una forma orgánica por medio de su incorporación en el tejido de los microorganismos del suelo, haciéndolos menos disponibles para las plantas. INTERCAMBIO IONICO : Intercambio entre un ion en la solución con otro ion en la superficie activa de las arcillas o humus. INTERCAMBIO CATIONICO : El intercambio entre un catión en solución con otro catión en superficie de un material como un coloide mineral (arcilla) o un coloide orgánico. INYECCION : Localización de fertilizantes fluidos o amoniaco anhidro en el suelo utilizando sistemas con o sin presión. INYECCION CON DISCO : Uso de un disco delgado y alta presión para colocar fertilizante líquido en forma vertical desde la superficie hasta la profundidad de penetración del disco. Esta es una forma de aplicación de fertilizante en banda. INYECCION PUNTUAL : Utiliza una rueda con agujas para físicamente inyectar el fertilizante líquido a una profundidad que varia entre 10 a 15 cm. Una válvula rotativa en la rueda dispensa las soluciones de fertilizantes en la aguja. IONES INTERCAMBIABLES : Iones retenidos por atracción eléctrica en la superficie con carga de los coloides y pueden ser reemplazados por otros iones. LABRANZA : Práctica agronómica utilizada para la preparación del suelo antes de la siembra o transplante, o más tarde para el control de malezas o para aflojar el suelo. LABRANZA CERO : Conocida también como siembra directa. Es un sistema de producción en el cual el cultivo es sembrado en el residuo del cultivo anterior sin ningún tipo de labranza. LABRANZA CONVENCIONAL : Los sistemas de labranza convencional varían de región a región y de cultivo a cultivo. El término labranza convencional originalmente implicaba el uso de arado de vertedera y arado de discos para preparar y nivelar el suelo antes de la siembra. Al momento, sin embargo, los sistemas de labranza convencional han evolucionado para utilizar otros implementos, incluyendo el amplio uso del subsolador como uno de los primeros implementos de labranza. LABRANZA DE CONSERVACION : Cualquier sistema de labranza que reduce las pérdidas de suelo y/o agua, comparado con el sistema convencional de labranza en el cual todos los residuos son incorporados en el suelo. PPI-PPIC
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LABRANZA MINIMA : Sistema de labranza (cultivo) que reduce el número de operaciones de maquinaria al mínimo requerido para crear una condición de suelo apropiada para la siembra y germinación de la semilla. LIMO : Una partícula inorgánica con un tamaño que varia entre 0.05 y 0.002 mm de diámetro. LIXIVIACION : Remoción de los materiales en solución por el paso del agua a través del perfil. En agricultura, lixiviación se refiere al movimiento del agua libre (percolación) fuera del sistema radicular. LOCALIZACION DEL FERTILIZANTE : Forma de concentrar el fertilizante en una banda en un sitio específico sobre o bajo la superficie del suelo. LOCALIZACION DUAL : Localización simultánea de dos tipos de fertilizante en bandas subsuperficiales. MACRONUTRIENTES : Nutrientes esenciales requeridos en grandes cantidades por las plantas. MACROPOROS : Poros grandes formados generalmente por raíces, insectos y otros animales pequeños en el suelo. MAGNESIO : Nutriente esencial clasificado como secundario junto al calcio y al azufre. Es un constituyente de la clorofila y está activamente envuelto en la fotosíntesis. El magnesio ayuda al metabolismo del fósforo, la utilización de azúcares y la activación de varios sistemas enzimáticos en la planta. MANEJO DE NUTRIENTES : La utilización de prácticas adecuadas de manejo (PAM) que maximizan la eficiencia del uso de los nutrientes y minimizan las pérdidas con la escorrentía superficial o por lixiviación. MANEJO POR SITIO ESPECIFICO : Manejo de nutrientes, aplicaciones de pesticidas, densidad de siembra y otras prácticas agrícolas de acuerdo a los cambios en las características y composición del suelo. MANGANESO (Mn) : El manganeso es un micronutriente metálico que funciona principalmente como parte del sistema enzimático de las plantas. Activa varias reacciones metabólicas importantes y juega un papel directo en la fotosíntesis al ayudar a la síntesis de clorofila. MATERIAL PARENTAL : Material no consolidado, mineral u orgánico, del cual se desarrolla el suelo. MATRIZ DEL SUELO : La combinación de sólidos y poros en el suelo. MICORRIZA : La asociación, generalmente simbiótica, de hongos con las raíces de las plantas. Las hifas de los hongos incrementan el área radicular y la absorción de nutrientes. MICRONUTRIENTES : Nutrientes que la planta necesita en pequeñas cantidades o trazas. Los micronutrientes esenciales son: boro, cloro, cobre, hierro, manganeso, molibdeno y zinc.
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MICROORGANISMO DEL SUELO : Bacterias, hongos y otros organismos del suelo que reciclan y mejoran la disponibilidad de los nutrientes. Los organismos patógenos pueden tener efectos negativos en las plantas. MINERALIZACION : Liberación de un elemento en forma inorgánica durante la descomposición de la materia orgánica. Este un proceso mediado por microorganismos del suelo. MOLIBDENO (Mo) : De todos los elementos esenciales, el Mo es el micronutriente requerido en la cantidad más pequeña. El Mo es requerido para la síntesis y actividad de la enzima nitrato reductasa. El Mo es también vital para los procesos de la fijación simbiótica de nitrógeno por las bacterias del género Rizobia en los nódulos de las raíces de las leguminosas. MULCH : Cualquier material que se acumula en la superficie del suelo y que lo protege de las gotas de lluvia, sol, heladas o evaporación. NECROSIS : Muerte de una parte o partes del tejido en la planta. NITRIFICACION : Formación en el suelo de nitritos y nitratos a partir del amonio por medio de la actividad de ciertas bacterias del suelo; Oxidación bioquímica de amonio a nitrato. NITROBACTER : Un género de bacteria aeróbica chemo-autotrófica presente en el suelo que oxida los iones nitrito a nitrato en la parte final del proceso de nitrificación. NITROGENO (N) : Nutriente esencial, constituyente de cada célula viviente, vegetal o animal. En las plantas forma parte de la molécula de clorofila, aminoácidos, proteínas y muchos otros compuestos. Uno de los tres macronutrientes. NITROSOMONAS : Un género de bacteria aeróbico chemo-autotrófico que oxida el amonio a nitrito en la primera parte del proceso de la nitrificación. Los inhibidores de la nitrificación como el nitrapyrin inhiben específicamente la actividad de estos organismos. NUTRIENTE : Un elemento que contribuye al crecimiento y salud de un organismo, esencial para completar el ciclo de vida. NUTRIENTE ESENCIAL : Un elemento necesario para que una planta complete su ciclo total de vida. NUTRIENTES MOVILES : Aquellos nutrientes que pueden ser translocados en la planta de tejido viejo a tejido joven. NUTRIENTES SECUNDARIOS : Calcio, magnesio y azufre denominados nutrientes secundarios por que son esenciales para el crecimiento de la planta pero su deficiencia es menos frecuente que los macronutrientes. ORTOFOSFATO : Una clase general de compuesto fosfatado manufacturado a partir del ácido ortofosfórico (H3PO4). Los principales compuestos son sales de calcio y amonio. OXIDACION : Un cambio químico que envuelve la adición de oxígeno o su equivalente químico. Incluye la pérdida de electrones de un átomo, ion o molécula durante una reacción química. Puede incrementar la carga positiva de un elemento o compuesto. PPI-PPIC
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OXIGENO (O2) : Un gas sin color, olor o sabor; el elemento más abundante y más ampliamente distribuido en la naturaleza. El aire tiene alrededor de 21% de oxígeno. PERCOLACION : El movimiento de fluidos hacia abajo en el suelo. PERFIL DEL SUELO : Una sección vertical del suelo que se extiende desde la superficie a través de todos los horizontes hasta llegar a material parental. PERMEABILIDAD : La facilidad con la que un medio poroso transmite fluidos. pH : Una designación numérica de la acidez o alcalinidad. Técnicamente, el pH es el logaritmo del recíproco de la concentración de iones hidrógeno en una solución. Un pH 7 indica neutralidad. Los valores entre 7 y 14 indican alcalinidad y los valores entre 7 y 0 indican acidez. PODER TAMPON : Proceso que restringe o reduce los cambios de pH cuando se añaden ácidos o bases a una substancia. En forma más general, los procesos que restringen los cambios en concentración de cualquier ion cuando éste es añadido o removido del sistema. POLIFOSFATO : Una clase general de compuestos fosfatados caracterizados por moléculas que contienen dos o más átomos de fósforo. Los polifosfatos están formados por dos o más moléculas de ortofosfato con la pérdida de una molécula de agua entre ellas. Derivado del ácido superfosfórico. Disponible principalmente en fertilizantes líquidos como el polifosfato de amonio. PORCENTAJE DE SODIO INTERCAMBIABLE (PSI) : Grado de saturación con sodio del complejo de intercambio. POROS : Espacio no ocupado por partículas sólidas en el volumen total del suelo POTASIO (K) : El potasio es uno de los elementos esenciales. Junto con el nitrógeno y el fósforo es uno de los tres macronutrientes. Las plantas lo requieren aproximadamente en la misma cantidad que el nitrógeno. El potasio juega un importante papel en la activación de sistemas enzimáticos, es vital para la fotosíntesis y para la formación y utilización de azúcares, tiene un papel esencial en la síntesis de proteína y ayuda a la planta a usar el agua más eficientemente. PRECIPITACION EFECTIVA : Aquella porción de la precipitación total que pasa a ser disponible para uso de las plantas. PUNTO DE MARCHITEZ PERMANENTE : El nivel de humedad en el suelo al cual la planta se marchita y no puede recuperar la turgencia. El valor no es constante. RELACION CARBONO NITROGENO (C/N) : La relación entre el peso del carbono (C) orgánico y el peso del nitrógeno (N) total en el suelo o en un material orgánico. Se obtiene al dividir el porcentaje del C orgánico por el porcentaje de N total. RENDIMIENTO SOSTENIDO : Un rendimiento continuo, anual o periódico, de una área definida; implica el uso de prácticas de manejo que mantengan la capacidad productiva de la tierra. REQUERIMIENTO DE CAL : Cantidad de cal requerida para establecer un determinado rango de pH para el sistema de cultivo utilizado. El requerimiento de cal es determinado en el laboratorio directamente o se calcula con ciertos parámetros medidos en el laboratorio. PPI-PPIC
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REQUERIMIENTO DE NUTRIENTES : La cantidad de nutrientes requeridas por la plantas, sobre la cantidad de nutrientes entregados por el suelo, para lograr crecimiento a un óptimo deseado. RHIZOBIO : Bacteria capaz de vivir simbióticamente con plantas, generalmente leguminosas. La bacteria usa nitrógeno atmosférico y los pasa a formas que puedan ser utilizadas por la planta, y a cambio recibe la energía necesaria para su metabolismo de la planta hospedera. ROCA FOSFORICA : Una roca natural que contiene uno o más tipos de fosfato de calcio en suficiente pureza y cantidad para su uso, ya sea por aplicación directa o después de concentrarse mediante los procesos de manufactura de los productos comerciales. La mayoría de los depósitos utilizados en la manufactura de fertilizantes en los E.U. y Canadá son ricos en el mineral apatita, un tipo de fosfato de calcio. ROCA MADRE : La roca sólida que se encuentra bajo el suelo a profundidades que varían entre cero (cuando es expuesta por la erosión) y muchos metros de profundidad. SIMBIOSIS : La relación de dos organismos vivientes con mutuo beneficio, como la fijación de nitrógeno por Rizobio en los nódulos de las raíces de las leguminosas. SOLUCION DEL SUELO : La fase líquida del suelo y sus solutos. SOLUCIONES NITROGENADAS : Soluciones de fertilizantes nitrogenados en agua. Se usan en la manufactura de fertilizantes líquidos que se aplican al suelo con equipo especial o en el agua de riego. Comúnmente, el término se refiere a las soluciones urea-amonio-nitrato (UAN), hechas de una mezcla de urea y nitrato de amonio y que tienen una concentración de nitrógeno de 28 a 32%. SOLUTO : Un material disuelto en un solvente para formar una solución. SUBSUELO : Las capas de suelo subsuperficiales que contienen menos materia orgánica y más características del material parental. SUELO ACIDO : Suelo que contiene un exceso de iones hidrógeno en la solución del suelo (acidez activa) y en la superficie de los coloides (acidez potencial o de reserva). Específicamente, un suelo con un valor de pH menor que 7. SUELO ALCALINO : Cualquier suelo con un pH mayor a 7.0. SUELO CALCAREO : Suelo que contiene carbonatos libres y que efervese visiblemente cuando se le añade ácido clorhídrico diluido (1:10). SUELO NEUTRO : Un suelo que tiene un alto porcentaje (80 - 90%) de la capacidad de intercambio ocupada por iones calcio y magnesio y que tienen un pH cercano a 7. SUELO ORGANICO : Suelo que contiene un muy alto porcentaje de materia orgánica. SUELO SALINO : Un suelo no alcalino que contiene sales solubles en tal cantidad que interfiere con el crecimiento de la mayoría de los cultivos. SUELO SALINO - ALCALINO : Un suelo que contiene una alta proporción de sales solubles, ya sea con un alto grado de alcalinidad o una alta cantidad de sodio intercambiable, o ambos, afectando el crecimiento normal de la mayoría de los cultivos. PPI-PPIC
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SUELO SALINO - SODICO : Un suelo con un alto grado de alcalinidad (pH igual o mayor que 8.5) o con un alto contenido de sodio intercambiable (15% o más de la capacidad de intercambio), o las dos condiciones a la vez. SUELO SODICO : El término sódico se refiere a un suelo que ha sido afectado por altas concentraciones de sales y sodio. Los suelos sodicos son relativamente bajos en sales solubles pero tienen una alta concentración en sodio intercambiable. SUPERFOSFATO SIMPLE : El superfosfato es un producto obtenido cuando se trata la roca fosfórica con ácido sulfúrico o ácido fosfórico o una mezcla de ambos. El superfosfato “normal”, “ordinario” o “simple” se refiere a todos aquellos materiales que contienen hasta 22% de P2O5 y que se obtienen de la acidulación de la roca fosfórica con ácido sulfúrico. Contienen principalmente fosfato monocálcico y una significativa cantidad de yeso. SUPERFOSFATO TRIPLE : Se refiere a todos los materiales que contienen 40% o más de P2O5. Se manufacturan por medio de la acidulación de roca fosfórica con ácido fosfórico. A diferencia del supefosfato simple, el superfosfato triple no contiene azufre (yeso). El fósforo está presente principalmente como fosfato monocálcico. TABLA DE AGUAS : El límite superior del agua subterránea o el nivel bajo el cual el suelo está saturado. TERRAZA : En conservación de suelos, una faja horizontal de tierra más o menos nivelada, generalmente construida al contorno de la pendiente, utilizada para reducir la erosión. TEXTURA DEL SUELO : La proporción relativa de las diferentes partículas del suelo. Estas partículas incluyen arena, limo y arcilla que están caracterizadas por un rango definido en tamaño. TEXTURA FINA : Se refiere a una abundante cantidad de partículas pequeñas en un suelo, indicando la presencia de un alto porcentaje de limo y arcilla. TRANSPIRACION : Evaporación por las hojas; el flujo del agua del suelo a la atmósfera a través de las plantas. USO CONSUNTIVO : El agua utilizada por las plantas en la transpiración y el crecimiento, más el vapor de agua perdido del suelo adyacente. VOLUMEN TOTAL : Volumen del suelo, incluyendo sólidos y poros, de una masa arbitraria de suelo. YESO : Mineral o roca compuesto de sulfato de calcio (CaSO4.2H2O). ZINC (Zn) : Un micronutriente metálico, uno de los primeros en ser reconocido como esencial. El zinc interviene en la síntesis de substancias que ayudan al crecimiento de la planta y sistemas enzimáticos y es esencial para promover ciertas reacciones metabólicas. Es necesario para la producción de clorofila y carbohidratos. ZONA DE AGOTAMIENTO : Zona angosta alrededor de las raíces donde se reduce marcadamente la concentración de los nutrientes inmóviles.
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ZONA DE RETENCION : Zona en el suelo donde se concentran los nutrientes después de una aplicación de fertilizantes. Generalmente se refiere aplicaciones en banda de diferente tipo.
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MANUAL INTERNACIONAL DE FERTILIDAD DE SUELOS
Respuestas a las preguntas de los cuestionarios de cada capítulo
Capítulo 1
CONCEPTOS DE FERTILIDAD DEL SUELO Y PRODUCTIVIDAD CUESTIONARIO 1.
(V o F) Un suelo fértil es un suelo productivo.
2.
Seis factores externos que controlan el crecimiento de la planta son aire, temperatura, luz, soporte mecánico, nutrientes y agua.
3.
La textura del suelo se define como la cantidad relativa de arena, limo y arcilla en el suelo.
4.
( V o F) Los suelos arenosos tienen una textura más fina que los suelos arcillosos.
5.
Que suelo tiene mayor capacidad de retención de agua, arenoso o arcilloso?
6.
Que suelo tiene un mayor espacio poroso, arenoso o arcilloso?
7.
La capacidad de campo define al agua que queda en el suelo después que el flujo gravitacional se ha detenido, mientras que el punto de marchitez permanente indica la cantidad de agua presente en el suelo después de que las plantas se han marchitado permanentemente.
8.
El agua que usa una planta para su crecimiento se denomina agua disponible.
9.
(V o F) Un coloide del suelo se puede observar a simple vista.
10. Los coloides del suelo tienen cargas negativas que se desarrollaron durante la formación del suelo. 11. Un catión tiene carga positiva (+) o negativa (-) ? 12. Un anión tiene carga positiva (+) o negativa (-) ? 13. Basándose en el hecho de que cargas opuestas se atraen, cual(es) de los siguientes iones serían atraídos a un coloide del suelo: K+, catión, NO3-, SO4=, Ca++, anión? 14. El número total de cationes (expresados en meq/100 g) que un suelo puede retener se denomina capacidad de intercambio catiónico. 15. Cuál de los siguientes factores afecta la CIC del suelo: tipo de arcilla, materia orgánica, contenido de arcilla? 16. Cuál de estos dos componentes del suelo tiene más alta CIC: arcilla o materia orgánica? 17. El porcentaje del total de la CIC ocupada por los principales cationes se denomina porcentaje de saturación de bases.
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18. (V o F) Bajo ciertas condiciones los aniones como NO3- y SO4= pueden ser retenidos por el suelo. 19. La materia orgánica consiste de los residuos de plantas y animales en varios estados de descomposición. 20. Cuál de los siguientes factores son resultado del efecto benéfico de la materia orgánica: mejor condición física, mayor infiltración de agua, facilidad para la labranza, reducción de la erosión , aporte de nutrientes para las plantas? Todos son correctos. 21. (V o F) El N es usado por los organismos del suelo para fabricar las proteínas que forman su cuerpo. 22. De los siguientes residuos, cuál tiene una alta relación C/N: residuos de algodón, maíz, alfalfa o trigo? 23. (V o F) Los niveles de materia orgánica en el suelo son generalmente más altos en climas cálidos con abundante precipitación. 24. (V o F) La profundidad tiene influencia en la productividad del suelo. 25. (V o F) La pendiente superficial tiene influencia en la productividad del suelo. 26. De todos los factores que limitan la profundidad efectiva del suelo, el que se puede corregir más fácilmente es una alta tabla de aguas . 27. De un porcentaje de pendiente de 1 hasta 3 un suelo con tendencia a erosionarse puede llegar a un 75 % de su productividad relativa. 28. Los factores que afectan la relativa abundancia de organismos en el suelo son: humedad, temperatura, aireación, nutrientes y pH. 29. (V o F) El balance nutricional es un principio importante de la fertilidad del suelo. 30. Carbono, hidrógeno y oxígeno son clasificados como elementos no minerales. 31. Clasifique a los siguientes como nutrientes primarios, secundarios o micronutrientes: N primario; Ca secundario; B micro; K primario; P primario; S secundario; Fe micro; Zn micro; Mg secundario; Cu micro; Mn micro; Mo micro; Cl micro.
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Capítulo 2
REACCION Y ENCALADO DEL SUELO CUESTIONARIO 1.
El pH del suelo es una medida de la actividad del ion hidrógeno y se expresa en términos logarítmicos.
2.
(V o F) Un suelo con un pH de 7.5 tiene una reacción básica.
3.
(V o F) Un suelo con un pH de 7.0 tiene una reacción ácida.
4.
Un suelo con un pH de 5.0 es 100 veces más ácido que uno que posee un pH de 7.0.
5.
Los suelos que han sido formados bajo condiciones de alta precipitación son (más, menos) ácidos que aquellos formados bajo condiciones áridas.
6.
(V o F) Las plantas que crecen durante la formación del suelo influencian el pH.
7.
Las leguminosas generalmente contienen (más, menos) Ca y Mg que lo que contienen las gramíneas.
8.
(V o F) En la mayoría de los casos, la erosión expone a la superficie suelos de un pH más bajo.
9.
(V o F) Las inundaciones no tienen ningún efecto sobre el pH en suelos ácidos o básicos.
10. Los métodos comúnmente más utilizados para medir el pH del suelo son pHmetro e indicadores. El método de pHmetro es más preciso. 11. Los requerimientos de cal están relacionados con el pH y la capacidad tampón del suelo. 12. La capacidad tampón es la medida de la resistencia de un suelo a los cambios de pH. 13. (V o F) La capacidad tampón es mayor en suelos arenosos que en suelos arcillosos. 14. (V o F) El encalar hasta cerca de pH neutro los suelos tropicales ácidos, de alto contenido en óxidos de Fe y Al, puede causar una reducción en el rendimiento. 15. (V o F) El pH ácido del suelo mejora el funcionamiento de la mayoría de los herbicidas que se aplican directamente al suelo. 16. El P es (más, menos) disponible a pH de 6.0 que a pH de 7.5. 17. (V o F) Los suelos ácidos son malos para todos los cultivos. 18. Cuál de los siguientes cultivos crece mejor en un pH que fluctúa entre 6.0 - 6.5: maíz, alfalfa, trigo o soya ?
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19. (V o F) El arroz de secano, yuca, piña y leguminosas como Centrocema pueden tolerar una alta saturación de Al en los suelos. 20. La cal incrementa el pH del suelo mediante la conversión de los iones H+ a agua. 21. (V o F) Los suelos ácidos deberían ser reencalados cada cinco años. 22. Para obtener Ca y Mg se debe aplicar cal dolomítica. 23. Para rotaciones que incluyen leguminosas, se debe aplicar cal de 3 a 6 meses antes de la siembra. 24. El mejor método para determinar la frecuencia con la que se debe volver a encalar es análisis de suelo. 25. (V o F) La textura del suelo y la fertilización con N influencian la frecuencia de encalado. 26. Un material de encalado debería ser seleccionado por su valor neutralizante, grado de finesa y reactividad. 27. El valor de neutralización relativa es el valor neutralizante de un material de encalado comparado al del CaCO3 puro. 28. (V o F) Las escorias industriales básicas tienen un valor de neutralización más alto que el CaCO3. 29. (V o F) Toda cal debería ser molida para que el material tenga solamente partículas de tamaño muy fino. 30. Que materiales de encalado reaccionan más rápidamente, los óxidos o los carbonatos. 31. (V o F) El aplicar cal a la superficie de los pastos es más eficiente que el mezclar la cal en el suelo antes del establecimiento del cultivo. 32. El oxido de calcio (CaO) también se llama cal quemada o cal apagada. 33. El valor de neutralización de la cal agrícola (calcita y dolomita) generalmente fluctúa entre 6570% a más de 100%. 34. Los suelos calcáreos contienen carbonato de calcio libre. 35. (V o F) Los suelos salinos son altos en Na. 36. Algunos cultivos que toleran la sal son trigo, remolacha azucarera, canola y algodón. 37. Los suelos sódicos (alcalinos) contienen altas cantidades de Na. 38. (V o F) El yeso se usa para recuperar suelos sódicos.
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Capítulo 3 NITROGENO CUESTIONARIO 1.
Las plantas absorben N como NH4+ o como NO3-.
2.
Una vez dentro de las plantas, el N es convertido en aminoácidos.
3.
(V o F) El N es parte de la molécula de la clorofila.
4.
El amarillamiento de las hojas de la planta debido a la deficiencia de N se llama clorosis.
5.
En presencia de clorofila el carbono, el hidrógeno y el oxígeno se convierten a azúcares simples.
6.
(V o F) El retraso en la madurez de los cultivos es causado por mucho N.
7.
(V o F) El N incrementa el rendimiento del cultivo por mm de agua, sin importar la cantidad de agua disponible para el crecimiento.
8.
(V o F) La mayoría de las rocas y minerales del suelo contienen N.
9.
La mayoría del N viene de la atmósfera
10. Cada hectárea de la superficie del suelo esta cubierta con 84000 toneladas de N. 11. Las formas de N del suelo más disponibles para la planta son los iones NH4+ y NO3- o compuestos solubles de N. La forma menos disponible es N orgánico. 12. El proceso mediante el cual las formas orgánicas de N no disponibles son convertidas a una forma disponible se conoce como mineralización. 13. (V o F) Los materiales con una amplia relación C/N causan que la inmovilización domine sobre la mineralización. 14. (V o F) La alfalfa tiene una relación C/N más amplia que aquellos suelos no cultivados. 15. La conversión bacteriana de NH4+ a NO3- se llama nitrificación. 16. El proceso mediante el cual el nitrato es reducido a oxido nitroso y N elemental se llama denitrificación. 17. Cuatro condiciones de suelo que influyen la nitrificación y la denitrificación son pH, humedad, temperatura y aireación. 18. Los inhibidores de la nitrificación trabajan mediante la desactivación de bacterias que convierten NH4+ a NO3-.
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19. Cuando el N atmosférico se combina con hidrógeno u oxígeno, el proceso se llama fijación. 20. Los tres tipos de fijación de N son biológica, industrial y oxidación natural. 21. Dos tipos de fijación biológica son simbiótica y no simbiótica. 22. La alfalfa fija aproximadamente un promedio de 220 kg de N por hectárea por año. 23. En la síntesis de amonio, el hidrógeno se obtiene del gas natural. 24. (V o F) El amonio es la base para la fabricación de la mayoría de los fertilizantes nitrogenados comunes. 25. (V o F) La remoción de nutrientes del campo constituye una pérdida de N. 26. La pérdida de N como NH3 gaseoso se denomina volatilización. 27. (V o F) Las pérdidas de urea se pueden reducir aplicándola cuando la temperatura es baja, mediante la irrigación inmediatamente después de la aplicación o por medio de la incorporación. 28. (V o F) Una pérdida significativa de N puede ocurrir cuando se aplica amoniaco anhidro en suelos extremadamente húmedos. 29. La urea contiene 46 por ciento de N. 30. Cual de las siguientes fuentes de fertilizante nitrogenado tienen reacción ácida: Sulfato de amonio, urea, nitrato de potasio, nitrato de calcio, amoniaco anhidro? 31. (V o F) La descomposición de la materia orgánica resulta en un incremento en la acidez del suelo. 32. Las soluciones nitrogenadas se clasifican como presurizadas y no presurizadas. 33. (V o F) La mitad del N en el nitrato de amonio esta en forma de NO3-. 34. El nitrato de amonio es higroscópico. Esto significa que rápidamente absorbe agua. 35. (V o F) El contenido de biuret en la urea es un problema solo cuando se lo aplica foliarmente. 36. El fertilizante nitrogenado de uso común con el mayor contenido de N es amoniaco.
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Capítulo 4 FOSFORO CUESTIONARIO 1.
Las plantas absorben (más, menos) P que K.
2.
Las dos formas más comunes de P absorbidas por las plantas son H2PO4- y H2PO4=.
3.
(V o F) El pH del suelo influencia la cantidad y la forma de P absorbido por la planta.
4.
(V o F) El P acelera la madurez de los cultivos.
5.
Las partes de la planta que tienen mayor cantidad de P son la semilla y/o el fruto.
6.
(V o F) Los síntomas de deficiencia de P son más fáciles de identificar que los del N.
7.
La fuente principal de P es apatita.
8.
(V o F) El P fijado del suelo es disponible para la planta.
9.
(V o F) Existe una relación directa entre P total y P en la solución del suelo.
10. El P de la solución del suelo es recargado 300 veces durante el ciclo de crecimiento de un cultivo como el maíz o la soya. 11. (V o F) El P se mueve libremente en el suelo. 12. El P es (más o menos) móvil en el suelo que el K. 13. Aproximadamente 10-30 % del P aplicado es disponible para el cultivo actual. 14. Aproximadamente 91 % del P que usa un cultivo de soya de alto rendimiento es absorbido en la última mitad del ciclo de crecimiento. 15. (V o F) La compactación reduce el acceso total de las raíces al P del suelo. 16. (V o F) La baja temperatura de suelo reduce la absorción de P por las plantas. 17. La fijación es (mayor, menor) cuando el P es aplicado al voleo e incorporado que cuando se lo aplica en banda. 18. El localizar el P en banda bajo la semilla de cereales de grano pequeño requiere de (más, menos) fertilizante para producir un determinado rendimiento que cuando se lo aplica al voleo. 19. El efecto de arranque de la aplicación en banda, aun en suelos altos en P, es importante cuando la temperatura es baja.
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20. La materia prima base de la industria de fertilizantes fosfatados es la roca fosfórica. 21. Las reservas de roca fosfórica conocidas en el mundo están en el rango de 40 billones de toneladas. 22. Los depósitos de roca fosfórica de los Estados Unidos representan aproximadamente el 10 % de las reservas mundiales. 23. La roca fosfórica se mejora por medio de una serie de procesos que remueven las arcillas y otras impurezas. Este proceso se lo denomina beneficiación. 24. (V o F) La roca fosfórica es altamente soluble en agua cuando se incorpora en el suelo. 25. Los fertilizantes fosfatados se clasifican como tratados en ácido o procesados termalmente. 26. Los ácidos sulfúrico y fosfórico son básicos para la fabricación de fertilizantes fosfatados por proceso húmedos. 27. El ácido sulfúrico es producido de S elemental o dióxido de azufre. 28. El superfosfato simple es fabricado tratando roca fosfórica con ácido sulfúrico. 29. Los fosfatos de amonio son producidos mediante la combinación de ácido fosfórico y amoniaco. 30. Para convertir P2O5 a P se multiplica por 0.43. 31. El P disponible en los fertilizantes fosfatados es la suma de las fracciones soluble en agua y soluble en citrato.
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Capítulo 5
POTASIO CUESTIONARIO 1.
El K es un nutriente primario. Los otros dos son nitrógeno y fósforo.
2.
La mayoría de los cultivos contienen (más, menos, aproximadamente el mismo) contenido de K en comparación con P.
3.
Para convertir K a K2O, se multiplica por 1.2 ; para convertir K2O a K, se multiplica por 0.83.
4.
(V o F) El K forma varios compuestos en las plantas.
5.
(V o F) El K incrementa la resistencia a las bajas temperaturas y a las enfermedades en las plantas.
6.
Una de las principales funciones del K en el crecimiento del cultivo es el incremento de la eficiencia del uso del agua mediante la regulación del proceso de apertura y cerrado de los estomas, pequeños poros en la superficie de las hojas.
7.
(V o F) El K incrementa el peso de los granos de maíz, pero no afecta el número de granos en la mazorca.
8.
Uno de los síntomas más comunes de deficiencia de K es la quemadura de los filos de las hojas.
9.
En la alfalfa, aparecen manchas cloróticas de color amarillo pálido en las hojas viejas, las manchas se tornan de un color naranja y eventualmente toda la planta se torna de un color café oxidado.
10. Los suelos generalmente contienen alrededor de 20 000 kilogramos K total por hectárea. 11. Menos del 2% del K del suelo es disponible inmediatamente para cualquier cultivo. 12. El K existe en tres formas en el suelo. Estas son no disponible, lentamente disponible y disponible. 13. (V o F) El K es un catión. 14. (V o F) Con tiempo, el K no disponible se torna disponible. 15. La mayoría de los suelos contienen aproximadamente 10 kilogramos por hectárea de K en la solución. 16. El K en el suelo se mueve principalmente por difusión para llegar a las raíces de las plantas para ser usadas por el cultivo en crecimiento. 17. (V o F) Un clima seco restringe el movimiento del K del suelo. PPI-PPIC
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18. El volumen total de las raíces del maíz ocupa menos del 1 % del total del volumen del suelo. 19. Cuando se añade muriato de potasio (KCl) al suelo, éste se disocia en los iones K+ y Cl si hay humedad disponible. 20. Todas las fuentes de K añadidas al suelo se disuelven para formar K+. 21. (V o F) Una vez que el fertilizante potásico ha reaccionado con el suelo, no tiene diferencia con el K proveniente de otras fuentes. 22. (V o F) El K de los fertilizantes puede ser absorbido casi inmediatamente por el cultivo en crecimiento, una vez mezclado con el suelo. 23. El K es considerado como un nutriente poco móvil en el suelo, pero puede ser lixiviado en suelos muy arenosos o suelos orgánicos. 24. La absorción de K por las raíces de las plantas es afectado por varios factores del suelo que incluyen aireación, contenido inicial de K, fijación y CIC. (También es correcto : temperatura y humedad del suelo, material parental, topografía, drenaje, profundidad, etc.) 25. (V o F) El tipo de suelo y su nivel de fertilidad influyen en los métodos de aplicación de K en el suelo. 26. Una ventaja de la aplicación sobre (o entre) el surco es que una alta concentración de K está disponible para el crecimiento rápido del cultivo temprano en el ciclo. 27. Las aplicaciones en banda deben de ser hechas a un lado y por debajo del nivel de la semilla para reducir el potencial daño por sales. 28. (V o F) A menudo, las aplicaciones en banda y al voleo deben de ser hechas en forma combinada. 29. El K elemental no se puede encontrar en su estado puro en la naturaleza, debido a su reactividad química. 30. Los tres principales minerales que contienen K y que son minados para producir fertilizante son silvinita, silvita y langbeinita. 31. La silvita está compuesta principalmente de KCl (cloruro de potasio) y contiene aproximadamente 63 % de K2O. 32. La fuente más usada de K es el KCl que contiene 60-62 % de K2O. 33. El sulfato de potasio contiene 50 % de K2O y 18 % de S. 34. El sulfato de potasio y magnesio contiene 22 % de K2O, 11% de Mg y 22% de S. 35. El nitrato de potasio contiene 44 % de K2O y 13 % de N.
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Capítulo 6
NUTRIENTES SECUNDARIOS CUESTIONARIO 1.
(V o F) Los nutrientes principales son más importantes en el crecimiento de las plantas que los nutrientes secundarios.
2.
La mayoría de las plantas contienen (más, menos, aproximadamente la misma) cantidad de Mg en comparación con el S; (más, menos, aproximadamente la misma) cantidad de S en comparación con el P.
3.
El calcio estimula el crecimiento de la raíz y es esencial para el desarrollo normal de las hojas.
4.
(V o F) Los efectos secundarios del Ca son tan importantes en la nutrición de las plantas como lo es su papel nutricional.
5.
(V o F) Las deficiencias de Ca no son frecuentes en el campo.
6.
La mayoría de los suelos contienen (más, menos) Ca++ que cualquier otro catión.
7.
Los tres minerales del suelo que contienen Ca son dolomita, calcita y apatita. (También es correcto: feldespatos de Ca).
8.
La fuente más común de Ca es la cal.
9.
El Mg es el átomo central en la molécula de clorofila.
10. En las plantas, la mayoría del Mg está en la clorofila. 11. El Mg está activamente involucrado en el proceso de fotosíntesis. 12. Los síntomas de deficiencia de Mg generalmente aparecen primero en las hojas más (jóvenes, viejas). 13. (V o F) El Mg es translocado dentro de la planta. 14. Los tres minerales que contienen Mg son biotita, hornablenda y dolomita. (También es correcto: clorita). 15. El contenido de Mg en el suelo es más (alto, bajo) que el contenido de Ca.
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16. El Mg es más deficiente en los suelos de textura arenosa precipitación.
y en condiciones de alta
17. El Mg es un (catión, anión). 18. La fuente más común de Mg es la dolomita 19. El S generalmente entra a la planta por las raíces en forma de SO4=, pero cierta cantidad puede ser absorbido por las hojas en forma de SO2. 20. (V o F) El S es esencial en la formación de proteínas. 21. El sulfato es un (catión, anión). 22. Las plantas que tienen deficiencia de S exhiben un color verde pálido. 23. (V o F) El S es móvil dentro de la planta. 24. El S y el N son constituyentes de las proteínas y están asociados con la formación de clorofila. 25. (V o F) El S incrementa la eficiencia del uso de N en la planta. 26. (V o F) El S inorgánico del suelo se encuentra en forma de sulfato. 27. La mayoría del S que se encuentra en el suelo esta contenido en la materia orgánica. 28. (V o F) Las deficiencias de S se están volviendo más comunes. 29. La labranza de conservación (incrementa, disminuye) la disponibilidad de S del suelo. 30. (V o F) La alfalfa remueve más S del suelo que los cereales. 31. Cada porcentaje de materia orgánica libera aproximadamente 5 kg de S por hectárea por año. 32. Las fuentes naturales de S incluyen materia orgánica, residuos de corral, agua de riego y la atmósfera. 33. Los sulfatos son solubles en agua, mientras que el S elemental es insoluble en agua. 34. (V o F) Las plantas pueden utilizar S elemental. 35. Aquellos factores del suelo que favorecen la oxidación rápida del S elemental son altas temperaturas, humedad adecuadas y aireación. (También es correcto: partículas finas). PPI-PPIC
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36. Los materiales portadores de S elemental contienen más de 85 por ciento de S. 37. (V o F) La fórmula química del sulfato de potasio es KSO4. 38. El sulfato de potasio-magnesio contiene 22 % de S. 39. El tiosulfato de amonio es un fertilizante líquido que contiene 12 % de N y 26 % de S. 40. (V o F) Los cultivos responden más lentamente al S elemental que a los sulfatos.
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Capítulo 7
MICRONUTRIENTES CUESTIONARIO 1.
Los siete micronutrientes esenciales son boro, cloro, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, y zinc.
2.
El símbolo químico del boro es B; cobre, Cu; zinc, Zn.
3.
(V o F) Los altos rendimientos de los cultivos han influenciado en el incremento de deficiencias de micronutrientes.
4.
(V o F) Los micronutrientes son “milagrosos” en la producción de cultivos.
5.
Los suelos contienen (más, menos) micronutrientes que nutrientes primarios.
6.
(V o F) La cantidad total de los micronutrientes removidos en la cosechada de la mayoría de los cultivos es menor de 1 kg/ha.
7.
(V o F) La disponibilidad de la mayoría de los micronutrientes en el suelo se incrementa a medida que se incrementa el pH del suelo.
8.
(V o F) La disponibilidad del Mo se incrementa a medida que se incrementa el pH del suelo.
9.
Se espera toxicidad de Cu y Fe a pHs (altos, bajos).
10. (V o F) El B es esencial para la formación de la semilla y la pared celular. 11. (V o F) El B es translocado fácilmente en la planta. 12. La mayoría de las leguminosas tienen respuestas (altas, bajas) al B. 13. La fuente más importante de B en el suelo es la materia orgánica. 14. La deficiencia de B puede ser provocada por clima seco. 15. (V o F) El B se lixivia fácilmente del suelo. 16. El rango entre deficiencia y toxicidad de B es (más, menos) estrecho que para otros nutrientes. 17. Tres métodos de aplicación de B son banda , voleo y foliar . 18. (V o F) El Cu es esencial para el crecimiento de la planta. 19. Las deficiencias de Cu son más comunes en suelos orgánicos.
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20. (V o F) Los suelos arcillosos tienen menor probabilidad de ser deficientes en Cu que los suelos arenosos. 21. El Cu en grandes cantidades puede ser tóxico para la planta. 22. (V o F) La mayoría de las fuentes de Cu son solubles en agua. 23. El Fe es importante en la formación de clorofila y es un transportador de oxígeno . 24. (V o F) La clorosis es un síntoma común de deficiencia de Fe. 25. (V o F) El Fe se trasloca fácilmente en la planta. 26. El método más efectivo para corregir una deficiencia de Fe es la aplicación foliar. 27. El alterar el pH del suelo en una banda angosta cerca de la zona radicular puede ser efectivo en corregir las deficiencias de Fe. 28. Los quelatos de Fe tienen un contenido más (alto, bajo) de Fe que el sulfato de Fe. 29. El Mn juega un papel vital en la fotosíntesis debido a que es importante en la síntesis de clorofila. 30. (V o F) La deficiencia de Mn aparece primero en las hojas jóvenes. 31. Las deficiencias de Mn están asociadas con un pH (alto, bajo) del suelo. 32. Las deficiencias de Mn ocurren con más frecuencia en los suelos altos en materia orgánica. 33. (V o F) La forma más efectiva de corregir la deficiencia de Mn es por medio de una aspersión foliar. 34. (V o F) El Mn tiene más probabilidad de ser tóxico para las plantas si el pH del suelo es bajo. 35. El sulfato de manganeso contiene 26 a 28 % de Mn. 36. El Mo es esencial para la fijación del nitrógeno en los nódulos en las raíces de las leguminosas. 37. El encalar el suelo es (a menudo, casi nunca) efectivo para corregir una deficiencia de Mo. 38. Aplicaciones altas de P (incrementan, reducen) la absorción de Mo por parte de la planta. 39. Aplicaciones altas de fertilizantes que contengan sulfato pueden inducir a una deficiencia de Mo. 40. (V o F) El tratar las semillas es probablemente la forma más común de corregir una deficiencia de Mo. 41. Los animales que comen pastos bajos en Mo pueden desarrollar toxicidad de Cu si los niveles de Cu en el suelo son lo suficientemente altos. PPI-PPIC
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42. Dos fuentes de Mo son molibdato de amonio y molibdato de sodio. 43. El Zn fue uno de los primeros micronutrientes en ser reconocido como esencial para el crecimiento de la planta. 44. El frijol, el arroz y el durazno están entre los cultivos de (mayor, menor) respuesta al Zn. 45. Los síntomas de deficiencia de Zn aparecen primero en los tejidos (jóvenes, viejos) de la planta. 46. (V o F) El Zn total del suelo es un buen indicativo de la disponibilidad de este nutriente para la planta. 47. La deficiencia de Zn es (a menudo, nunca) asociado con una alta disponibilidad de P en el suelo. 48. (V o F) El nivelar el suelo para riego a menudo induce a una deficiencia de Zn. 49. (V o F) El Zn se lixivia fácilmente en el suelo. 50. Las deficiencias de Zn generalmente ocurren a principios del ciclo de crecimiento. 51. La aspersión foliar así como la aplicación en banda o la aplicación al voleo son formas efectivas de corregir una deficiencia de Zn. 52. El sulfato de zinc contiene 23 a 36 % de Zn. 53. En la planta, el Cl esta involucrado en la descomposición de el agua en la presencia de la luz solar. 54. El Cl reduce los efectos de las enfermedades fungosas en los cereales de granos pequeños. 55. (V o F) El Cl se lixivia fácilmente en el suelo. 56. El Co es requerido por la bacteria presente en los nódulos de las raíces y que es responsable de la fijación del N atmosférico en las leguminosas.
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Capítulo 8
ANALISIS DE SUELO, ANALISIS FOLIAR Y TECNICAS DE DIAGNOSTICO CUESTIONARIO 1.
El análisis de suelo es una práctica adecuada de manejo.
2.
(V o F) Los niveles de fertilidad del suelo en muchas fincas en el mundo están bajando.
3.
Los cultivos de arroz de alto rendimiento pueden reducir el contenido de P en el suelo hasta en 2.2 ppm por año; y el contenido de K hasta en 0.8 ppm por año.
4.
El desarrollo de un programa de fertilidad debería comenzar con el análisis de suelo.
5.
El análisis de suelo provee una base para iniciar el desarrollo de un programa de fertilidad y puede ser usado para monitorizar el sistema de producción.
6.
Los tres tipos de servicio de análisis son universitario/gubernamental, privado, industria.
7.
Un buen análisis de suelo es solamente tan bueno como su muestra.
8.
Las muestras de suelo deben ser tomadas en cada lote cada 2 a 4 años, más a menudo en ciertos sistemas de manejo.
9.
(V o F) En suelos con problemas, se debe colectar muestras separadas de las áreas con problemas.
10. (V o F) Un muestreo detallado del suelo para establecer las diferencias de fertilidad en áreas pequeñas del campo resulta en costos más bajos de fertilización. 11. (V o F) Se debe tomar muestras de suelo en lotes con labranza cero (labranza de conservación) de la misma manera como se lo hace para aquellos con labranza convencional, debido a que el laboratorio esta “calibrado” para ajustar estas diferencias. 12. (V o F) El hecho de que se puede determinar el contenido de un nutriente con precisión en el laboratorio asegura recomendaciones precisas para su aplicación. 13. (V o F) En áreas de baja precipitación se puede determinar el N residual en el suelo analizando NO3. 14. (V o F) Los análisis de NO3 en el suelo deben repetirse anualmente debido a la movilidad de esta forma de N. 15. (V o F) Los cultivos no responden a la fertilización con P y K cuando el suelo tienen un alto contenido de estos nutrientes. 16. El análisis de suelo y el análisis foliar van de la mano. PPI-PPIC
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17. El análisis foliar, junto con el análisis de suelo, es una importante herramienta de diagnóstico para hacer recomendaciones efectivas de fertilización. 18. La fase más importante para el análisis foliar es la colección de la muestra. 19. Una planta puede sufrir de hambre escondida, aun cuando no aparezcan síntomas. 20. (V o F) El Sistema Integrado de Diagnóstico y Recomendaciones (DRIS) es otro nombre para el manejo integrado de plagas (MIP). 21. (V o F) El análisis rápido de tejidos es la determinación de la cantidad de un nutriente en la sabia de la planta. 22. La adición de N (incrementa, reduce) la absorción de P y K por parte de la planta. 23. Un síntoma típico de deficiencia de K es una decoloración café amarillenta y quemadura en el margen exterior de las hojas viejas. 24. Una pronunciada clorosis intravenal y el bronceado de las hojas superiores, combinado con un lento crecimiento de la planta e internódulos pequeños, indica una deficiencia de Zn. 25. La clorosis que ocurre en las hojas inferiores de la planta y que comienza en la puntas de las hojas y luego se extiende a la parte media de la hoja, se debe a una deficiencia de N. 26. (V o F) La deficiencia de P se caracteriza porque las plantas presentan un color verde obscuro. 27. Las deficiencias de S generalmente aparecen en las hojas jóvenes. 28. Cinco condiciones ambientales que afectan el crecimiento de la planta son zona radicular, temperatura, pH, insectos y enfermedades. (También es correcto: humedad, salinidad, labranza, riego, calidad de agua). 29. (V o F) Se debe conocer con anticipación toda la información pertinente al campo en el cual se desea hacer un diagnóstico. 30. El elevar la fertilidad del suelo es una inversión que debe amortizarse en el transcurso de algunos años. 31. (V o F) La respuesta a la aplicación de nutrientes puede ser mayor o menor de lo esperado debido a que muchos factores afectan el desarrollo del cultivo. 32. (V o F) Es fácil el lograr ser un experto en diagnóstico.
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Capítulo 9
FERTILIZANTES Y RENTABILIDAD CUESTIONARIO 1.
Entre 1950 y comienzos de la década de 1990, la producción mundial de fertilizantes se incrementó de alrededor de 13 a alrededor de 135 millones de toneladas por año.
2.
(V o F) El descubrimiento y desarrollo de los yacimientos de potasa del Canadá ocurrió después de 1950.
3.
El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos estima que los rendimientos de muchos cultivos en ese país se duplicará en los próximos 30 a 40 años.
4.
(V o F) El reducir las dosis de fertilizantes reduce los costos de semillas y pesticidas.
5.
(V o F) El reducir las dosis óptimas de fertilización reduce el potencial de ingreso del agricultor.
6.
Alrededor de un tercio del rendimiento total del cultivo se debe a los fertilizantes; sin embargo, en algunos lotes el fertilizante puede ser responsable de 60% o más del rendimiento.
7.
Un dólar invertido en fertilizante puede retornar más de 5 dólares.
8.
Los cuatro componentes de la rentabilidad del agricultor son : costos de producción, precios de venta, rendimiento del cultivo y calidad del cultivo..
9.
Cuando se desea obtener rendimientos más altos se debe establecer un programa de 3 a 5 años y se debe buscar anualmente un incremento porcentual de 10 a 20 si el agricultor es un buen administrador.
10. (V o F) Los rendimientos altos ayudan a proteger el ambiente. 11. (V o F) Los rendimientos altos reducen el costo unitario de producción y permiten un mayor ingreso por hectárea. 12. (V o F) A medida que se reducen los costos unitarios de producción se incrementa la rentabilidad. 13. Los cultivos de alto rendimiento (incrementan, reducen) los riesgos asociados con bajos precios. 14. (V o F) Cuando los precios de los fertilizantes son altos y los precios del cultivo bajos se debe cortar drásticamente el uso de fertilizantes. 15. El contenido de nutrientes en el suelo se debe incrementar hasta lograr contenidos altos que se deben mantener para soportar altos rendimientos, bajos costos unitarios de producción y alta rentabilidad potencial.
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16. (V o F) A medida que se reduce la relación entre precio del cultivo y costo del fertilizante existe una reducción proporcional en el uso económico de los fertilizantes. 17. Las compras de fertilizante nitrogenado son una inversión a (corto plazo, largo plazo). 18. Las compras de P y K son una inversión a (corto plazo, largo plazo). 19. (V o F) El costo de la tierra se puede incrementar con el manejo eficiente de los fertilizantes. 20. Uno de los beneficios de la alta fertilidad del suelo es su efecto residual en el rendimiento de cultivos subsecuentes. 21. Una interacción se refiere al efecto de un factor de la producción en la respuesta a otro factor. 22. En maíz, la siembra a tiempo y la fertilización con K interaccionan positivamente para incrementar el potencial de rendimiento. 23. Cuatro insumos de bajo o ningún costo son: variedad (híbrido), población, observación del campo y oportunidad en las prácticas. (También es correcto: espaciamiento entre hileras, localización del fertilizante, labranza, fecha de siembra y mantenimiento de registros) 24. El rendimiento donde los costos unitarios se reducen al punto de permitir el retorno neto más alto se conoce como rendimiento económico máximo (REM). 25. (V o F) El REM es un sistema de varias PAM. 26. (V o F) La clave para decidir si se debe aplicar o no una cantidad adicional de fertilizante es evaluar si el último incremento produjo un retorno tan alto como el obtenido con el incremento anterior. 27. Las zonas de rentabilidad potencial se amplían a medida que se incrementan los rendimientos. 28. (V o F) El encalado reduce la toxicidad de ciertos elementos en el suelo. 29. (V o F) El cambio hacia sistemas de labranza reducida tiene poca influencia en los métodos de aplicación de fertilizantes. 30. El N (incrementa, reduce) el contenido de proteínas de los cereales. 31. La aplicación de P incrementa el contenido de este nutriente en el grano y forraje y mejora la tasa de concepción en las vacas. 32. El K reduce la incidencia de enfermedades como la pudrición de la vaina y del tallo en la soya . 33. (V o F) El S incrementa el contenido de proteína en los cultivos. 34. Existen factores prácticos y económicos que limitan el uso de fertilizantes orgánicos. 35. (V o F) Desde el punto de vista de producción agrícola, no existe diferencia entre las diferentes fuentes de nutrientes, sean éstas minerales u orgánicas. PPI-PPIC
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36. Los fertilizantes manufacturados (son, no son) productos naturales. 37. En ocasiones, los problemas de flujo de caja de la finca permiten solamente buscar retornos a corto plazo antes que beneficios a largo plazo.
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Capítulo 10
LOS NUTRIENTES Y EL AMBIENTE CUESTIONARIO 1.
(V o F) El uso de cantidades apropiadas de los nutrientes esenciales mejora el ambiente.
2.
Dos nutrientes que a menudo causan preocupación ambiental son el nitrógeno y el fósforo.
3.
La forma de N más comúnmente asociada con pérdidas por lixiviación es el NO3-.
4.
(V o F) El NO3- es un ion de carga negativa.
5.
Todas las fuentes de N se transforman en el suelo. Estos procesos son parte del ciclo del nitrógeno.
6.
(V o F) El N proveniente de los residuos de corral y de las leguminosas no está sujeto a pérdidas por lixiviación.
7.
(V o F) Las fuentes orgánicas de N a menudo dejan niveles más altos de NO3 en el suelo debido a que son más difíciles de manejar.
8.
(V o F) Las buenas prácticas culturales pueden controlar en gran parte las pérdidas de N de los suelos agrícolas.
9.
(V o F) El P es inmóvil en el suelo.
10. (V o F) Las contribuciones de P a los cuerpos de agua están principalmente asociados con la erosión del suelo. 11. La respuesta de un cuerpo de agua al sobre enriquecimiento con nutrientes se conoce como eutroficación. 12. (V o F) El K no está asociado con problemas ambientales. 13. (V o F) El K juega un papel positivo en el ambiente debido a que ayuda a incrementar el uso eficiente de N. 14. (V o F) El Cl, que se aplica a los cultivos como KCl, tiene efectos negativos en la calidad del agua y en la salud humana. 15. Las PAM deben ayudar al manejo del cultivo utilizando prácticas de conservación de suelos y aguas y prácticas agronómicas. 16. (V o F) Las PAM son específicas para cada sitio. 17. Las PAM (incrementan, reducen) la eficiencia de los nutrientes.
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18. (V o F) Una recomendación adecuada de fertilización ayuda a obtener un rendimiento económico máximo y un mínimo impacto ambiental. 19. El uso de las PAM (incrementa, reduce) los costos unitarios de producción. 20. Casi todo el NO3 lixiviado en el invierno o entre cultivos proviene de la mineralización de la materia orgánica. 21. Cuando las dosis de N exceden a aquellas necesarias para óptimo rendimiento económico, el potencial de lixiviación de NO3 se (incrementa, reduce). 22. Las dos mejores herramientas disponibles para determinar la disponibilidad de los nutrientes son el análisis de suelos y el análisis foliar. 23. (V o F) El análisis de NO3 en el suelo y el análisis foliar de N se usan cada vez más. 24. Indique cinco PAM para conservación de suelos o aguas: labranza de conservación, terrazas, fajas en contorno, caminos de agua y rotación de cultivos. 25. (V o F) Los rendimientos altos y el incremento asociado con residuos de cultivos tiene un tremendo efecto positivo en el control de la escorrentía superficial y en la reducción de la erosión eólica e hídrica. 26. (V o F) La eficiencia del uso de nutrientes se incrementa cuando el fertilizante nitrogenado se aplica lo más cerca posible a la época de mayor absorción. 27. Los inhibidores de la nitrificación retardan la transformación de NH4+ a NO3- . 28. La localización del fertilizante es una importante herramienta tanto desde el punto de vista agronómico así como del ambiental. Indique tres opciones de localización de fertilizante que podrían ser importantes para mejorar la eficiencia y controlar el impacto ambiental: banda superficial, banda profunda e inyección profunda.
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