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  • 1. Jornada de Actualización Minga Guazú, Paraguay 11 de Septiembre de 2008 Dinámica de nutrientes en el sistema suelo – planta Fernando O. Garcia IPNI Cono Sur fgarcia@ipni.net www.ipni.net/lasc Nutrientes esenciales para los cultivos Carbono (C) - Oxígeno (O) - Hidrógeno (H) Macronutrientes Nitrógeno (N) - Fósforo (P) - Potasio (K) Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) - Magnesio (Mg) - Azufre (S) Micronutrientes Boro (B) - Cloro (Cl) - Cobre (Cu) - Hierro (Fe) Manganeso (Mn) - Molibdeno (Mo) - Zinc (Zn)
  • 2. Nitrógeno • Funciones en formación de clorofila, aminoácidos, aminoácidos proteínas y vitaminas • Esencial para lograr altos rendimientos • Frecuentemente deficiente y limitante en los sistemas de producción Deficiencia de N
  • 3. Ciclo del N en ecosistemas agrícolas N atmosférico (N2 ) Volatilización Cosecha Fijación biológica Desnitrificación Precipitaciones P i it i Fertilizante Fertilizante Residuos Absorción Nitrificación Fijación Amonio Nitrato NH 4 Mineralización- NO3 Inmovilización Erosión Biomasa microbiana Lavado Erosión N orgánico Garcia, 1996 Principales destinos del N de fertilizante en la región pampeana, expresados en porcentaje del N aplicado a cultivos de maíz y trigo Destino Rango Referencias Melaj et al. 2003; Portela et al. 2006; al al Planta 35 al 80% Rillo y Richmond 2006; Rimski-Korsakov et al. 2008 Sainz Rozas et al. 2004; Portela et al. Materia orgánica 7 al 29% 2006 ; Rimski-Korsakov et al. 2008; Videla et al., 1996; Garcia et al. 1999; Volatilización 1.1 al 30% Sainz Rozas et al. 2004; Rimski- Korsakov et al. 2007a Palma et al. 1997; Picone et al. 1997; Denitrificación 0.13 al 6.9% Sainz Rosas et al. 2001; Ciampitti et al. 2008 Sainz Rozas, et al. 2004; Portela et al. Lixiviación <0.01 al 23% 2006 ; Aparicio et al. 2008
  • 4. Fijación biológica de nitrógeno Adaptado de Lavado et al. (2007) Región Magnitud Condición Referencia Soja inoculada bajo 60 - 100 kg N ha-1 Ghelfi et al., 1984 LC Soja inoculada, 3200 Pampa Ondulada 74 kg N ha-1 Diciocco et al., 2004 kg/ha 300 - 400 kg N ha-1 Alfalfa en secano Racca et al., 2001 Soja en secano y bajo 100 - 200 kg N ha-1 González et al., 1997 Sudeste de riego Buenos Aires 200 - 300 kg N ha-1 Alfalfa en secano Racca et al., 2007 26% al 71% del N Sojera Norte acumulado Soja inoculada Collino et al., 2007 (Media de 50%) Mineralización-Inmovilización de Nitrógeno Amonificación Nitrificación N orgánico NH4 + NO3- Inmovilización Evaluación de la mineralización 1. Métodos químicos y biológicos 2. Estimaciones a partir del contenido de N orgánico 3. Estimaciones a partir del rendimiento de cultivos sin fertilizar Estimaciones de mineralización anual de N orgánico según textura de suelo Suelos arcillosos a franco-arcillosos 1.2 - 2.5% Suelos francos a limosos 1.5 - 3.0% Suelos francos a franco-arenosos 3.0 - 4.0% Suelos arenoso-francos a arenosos 4-0 - 6.0%
  • 5. Regulación de la mineralización de N (Rice y Havlin, 1994) Relación C/N N orgánico Contenido de lignina Calidad de sustrato Precipitaciones Contenido de agua Textura Temperatura Arcilla Accesibilidad Disrupciones físicas Labranzas Secado-rehumedecimiento NH4+ Congelado-descongelado Efecto de la Temperatura 1.0 y = exp[ -3.432 + 0.186 T (1-0.5T/36.9)] va neralizacion Relativ 0.8 0.6 0.4 Min 0.2 0.0 0 10 20 30 40 o Temperatura ( C) Kirschbaum, 1994
  • 6. Efecto de la Humedad va 1.0 y = 0.83 RWC + 0.42 0 83 0 42 ineralizacion Relativ 0.8 0.6 0.4 Mi 0.2 0.0 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Contenido de Agua Relativo (RWC) Paul et al., 2003 Interacción Temperatura/Humedad Relativa Relativa 1.0 1.0 0.8 0.8 Mineralizacion Mineralizacion 0.6 0.6 0.4 0.4 ) 35 35 (C o 0.2 ) (C 0.2 28 o 28 ra 21 0.0 21 tu ra 0.0 -1 -2 ra tu -1 -2 1 14 M 14 pe 3 -3 -4 ra -3 -5 -6 Poten -4 -5 -6 m pe Pote Te ncial m cial (M (MPa Te Pa) ) Materia Orgánica Residuos en Superficie Cabrera, 2007
  • 7. N orgánico y mineralizado en un suelo con 10 años bajo labranza convencional y siembra directa Carambei (Paraná, Brasil) Fuente: J. C. Moraes Sá (1996) Profundidad Sistema convencional Siembra directa N orgánico N mineralizado N orgánico N mineralizado cm ----- mg/100g ----- 0-7 130 6.8 255 7.8 8-21 91 5.2 101 5.2 22-40 79 4.5 93 4.6 41-60 58 3.0 70 3.2 • Mayor contenido de N orgánico bajo siembra directa • Similar cantidad de N mineralizado • Conservación del N en el suelo Alteraciones del N del suelo en rotación de cultivos Curva de crecimiento de maíz Contenido de NO3- Período de >Inmovilización de N Biomasa microbiana N z Siembra de Maíz e Manejo mecánico de Estado V6 Fisiológica Madurez Siembra de Residuos de soja Floración avena Avena > Consumo de N Paraná (Brasil) por la planta Sá et al., 1996
  • 8. Pérdidas de N por lavado El nitrato (NO3-) es soluble en agua Excesos de agua en el perfil drenan en profundidad, arrastrando los nitratos a zonas fuera del alcance de las raíces El nitrato lavado puede alcanzar las napas freáticas contribuyendo a la contaminación de las mismas Las condiciones predisponentes para la ocurrencia de lavado de nitratos son: – Presencia de nitratos en el perfil – Epocas de baja absorción de N por los cultivos – Suelos arenosos, de baja capacidad de retención de agua arenosos – Suelos saturados – Precipitaciones excesivas – Riegos excesivos Pérdidas de N por lavado en condiciones tropicales (Reichardt et al, 1982) Suelo Cultivo Período Dosis N N N lixiviado Precipitaciones (días) (kg/ha) lixiviado del (mm) fertilizante Alfisol Feijao 120 120 6.7 - 661 Alfisol Feijao 365 100 15.0 1.4 1382 Oxisol Maíz 130 80 9.2 0.4 717 Alfisol Maíz 150 100 32.4 11.0 620 Alfisol Feijao 86 42 - 0.8 403 88.4 15.8 3.4 757 Pérdidas promedio de 4.5 g N de fertilizante por mm de lluvia (5% con 1000 mm de lluvia)
  • 9. Regulación de la desnitrificación (Tiedje, 1988) Precipitaciones NO3- Textura Agua g O2 Plantas Pl t C disponible Respiración Agua Orden de NO3- importancia Agua Materia orgánica NH4+ Plantas Carbono Agua Disrupciones físicas N2 Competición o excreción de otros microbios Distales Próximos Reguladores Estimaciones de pérdidas por desnitrificación para varios suelos según Meisinger y Randall (1991) Clasificación por drenaje Materia Excesivamente Bien Moderadamente Algo pobremente Pobremente orgánica bien drenado drenado bien drenado drenado drenado -- % -- ---------------------------- % de N disponible desnitrificado ------------------------- <2 2–4 3–9 4 – 14 6 – 20 10 – 30 2-5 3–9 4 – 16 6 – 20 10 – 25 15 – 45 >5 4 – 12 6 - 20 10 – 25 15 - 35 25 – 55 Para siembra directa, los autores recomiendan utilizar el rango inmediato de menor clasificación de drenaje
  • 10. Fertilizantes nitrogenados Fertilizante Presentación Contenido Forma/s de N Otros de N nutrientes % Urea Sólida 46 Urea Nitrato de amonio Sólida 33 NO3- y NH4+ Nitrato de amonio calcáreo (CAN) Sólida 27 NO3- y NH4+ 12% CaO Sulfonitrato de amonio Sólida 26 NO3- y NH4+ 14% S Sulfato de amonio Sólida 21 NH4+ 24% S Amoníaco anhidro Gaseosa 82 NH3 UAN (Urea + Nitrato de amonio) Líquida 30 Urea, NO3- y NH4+ Fosfato di ó i F f t diamónico Sólida Sólid 18 NH4+ 20% P Fosfato monoamónico Sólida 11 NH4+ 23% P Mezclas varias Sólida Variable Variable P, S, K y otros N en el suelo y fertilizantes nitrogenados Reacciones involucradas Amoníaco anhidro NH3 + H+ Al aumentar el pH, se forma mas amoníaco (NH3) H+ Urea NH4+ H+ Ureasa NO3- + Agua A Esta reacción consume H+ La nitrificación aumentando el pH disminuye el pH UAN Sulfato de Amonio Nitrato de Amonio
  • 11. Factores que afectan la volatilización de amoníaco (Hargrove, 1988) NH3 Actividad ureásica pH y capacidad buffer Suelo Capacidad de intercambio catiónico Temperatura Contenido de agua Ambiente Intercambio de aire Fuente y dosis de N Método de aplicación Manejo Presencia de residuos Uso de inhibidores NH4+ Orden de importancia ha) Urea remanente (kg/h 2oC 27oC U Tiempo (días) Fuente: Kissel y Cabrera (KSU)
  • 12. Volatilización de amoníaco a partir de distintas fuentes nitrogenadas en siembra directa Lara Cabezas y Yamada (1999) • Pérdidas de 40-50% de N de urea aplicada en superficie para maíz • Las pérdidas se reducen al 5% cuando la urea se incorpora • Otras fuentes en aplicaciones superficiales: – Nitrato de amonio 8-10% – Sulfato de amonio 10-12% Volatilización de amoníaco con aplicaciones superficiales de N García y col. (1997) - Balcarce (Buenos Aires) Siembra Maíz SD - Antecesor Trigo 25 Dosis = 100 kg/ha N ilizado 20 CAN 15 Testigo N-NH3 volati (kg/ha) 10 UAN Urea 5 0 0 3 6 9 12 15 Días desde la aplicación Siembra Maíz LC - Antecesor Trigo 4 Dosis = 100 kg/ha N-NH3 volatilizado 3 N CAN Testigo (kg/ha) 2 UAN Urea 1 0 0 3 6 9 12 15 Días desde la aplicación
  • 13. Volatilización de amoníaco a partir de distintas fuentes nitrogenadas EEA INTA Rafaela - Fontanetto (1999) 40 Urea UAN Pérdidas (%) 30 CAN 20 10 0 Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Dosis de 50 kg/ha de N al Voleo en Siembra Directa Sin P Con P Fósforo Funciones en las plantas • Fotosíntesis y respiración •T Transferencia y almacenamiento de energía f i l i t d í • Crecimiento y división celular • Desarrollo y crecimiento temprano de la raíz • Mejora la calidad • Vital para la formación de la semilla • Transferencia de características genéticas
  • 14. 100 kg 0-20-20 pre-siembra + 0-20- pre- 100 kg 0-20-20 pre-siembra 0-20- pre- 80 kg 0-46-0 en línea 0-46- 80 kg 0-46-0 en línea 0-46- Testigo sin fertilizar Respuesta a P en Soja Pedra Petra (MT, Brasil) Foto: Martín Díaz Zorita Trigo Deficiencias de Fósforo Maíz Arroz
  • 15. Fósforo Funciones en las plantas • Fotosíntesis y respiración: Componente de enzimas y NADP p p • Síntesis de almidón • Transferencia y almacenamiento de energía: Componente de ATP • Transferencia de características genéticas: Componente de ARN • Crecimiento y división celular • Desarrollo y crecimiento temprano de la raíz • Mejora la calidad • Vital para la formación de la semilla Las deficiencias de fósforo Disminuyen el crecimiento de los cultivos al afectar el desarrollo y la expansión foliar y la foliar, fotosíntesis (Andrade et al., 2000) La expansión foliar es más sensible a las deficiencias de P que la tasa de fotosíntesis por unidad de área de hoja (Colomb et al., 2000). Demoran la formación de órganos reproductivos y restringen la formación de grano (Marschner, 1995)
  • 16. Deficiencias de P en trigo Menor expansión foliar y tasa de fotosíntesis por unidad de área foliar (Rodríguez et al., 1998a) Menor tasa de emergencia de hojas por reducción de la tasa de iniciación de primordios de hojas y tasa de elongación foliar (Rodríguez et al., 1998b) Demora y hasta suprime la emergencia de macollos, por demora de la emergencia de hojas en el tallo principal y la tasa máxima de emergencia de macollos (Rodríguez et al 1999) al., 1999). Menor número de granos por m2 por menor producción de fotoasimilados durante el período de crecimiento de la espiga debido a la reducción en la radiación interceptada (Abbate y Lazaro, 2001). El Ciclo del Fósforo Componente Entrada Pérdida Estiércol animal Cosecha y biosólidos Fertilizantes Residuos de las plantas Escurrimiento y Minerales Fósforo orgánico erosión Primarios • Biomasa microbiana (apatita) • Residuos vegetales Absorción Superficies de •HHumus minerales (arcillas, óxidos de Fe y Al ) P en solución del suelo • HPO4-2 Compuestos • H2PO4-1 Secundarios Lavado (CaP, FeP, AlP, MnP)
  • 17. ¿Cuanto P hay en la solución del suelo? • 4 kg P/ha o menos esta disponible para las plantas en la solución del suelo (< 0.3 ppm) Solución del suelo • Un cultivo creciendo activamente puede utilizar todo el P de la solución del suelo dos veces en un día. l ió d l l d dí • La habilidad del suelo de mantener un abastecimiento de P para las plantas es el factor de importancia. Formas iónicas de ortofosfato en solución según el pH o - -2 -3 H3PO4 H2PO4 HPO4 PO4 Fracción mo del P total en solución (%) 100 n 80 60 40 olar 20 0 0 2 4 6 8 10 12 14 pH
  • 18. El fósforo sobre las superficies de los coloides del suelo P Adsorbido Ad bid H2PO4- P No labil HPO42- P Labil P Solución S l ió P Precipitado Adsorción de Fósforo Oxígeno Hidrogeno Fósforo Difusión Intercambio de ligandos Superficie de óxido de Fe
  • 19. Mecanismos de sorción de P en la superficie de óxidos de Fe y Al Complejos mono (1), y bidentados (2) y binucleares (3) O A A O O O O A O P OH O P O P O OH A O OH O OH A A OH (1) (2) (3) Adaptado de Fixen y Grove (1990) Isotermas de solubilidad de minerales fosfatados según el pH 1 CaHPO4.2H2O 2 (Fosfato dicálcico dihidratado) Ca8H2(PO4)6.5H2O 3 (Fosfato octocálcico) 4 p H2PO4 5 FePO4.2H2O (Estrengita) 6 7 8 Ca5(PO4) 3(OH) AlPO4.2H2O (Variscita) 9 (Hidroxiapatita) Ca5(PO4)3F (Fluorapatita) 10 2 3 4 5 6 7 8 9 pH Elaborado a partir de Lindsay (1979)
  • 20. Factores que afectan la respuesta y absorción de P (Munson y Murphy, 1986) Del suelo Físicos Textura, Aireación, Compactación, Temperatura, Humedad T t H d d Químicos Mineralogía, pH, Materia orgánica, Capacidad de adsorción, Interacción con otros nutrientes Biológicos Residuos, Raíces, Bacterias, Micorrizas De la planta Desarrollo y distribución de raíces, Especie, Híbrido o variedad, Nivel de rendimiento Diagnóstico de la fertilización fosfatada Basado en la disponibilidad de P en el suelo y en el rendimiento objetivo El diagnóstico se basa en tres etapas: correlación, calibración y recomendación Las calibraciones son afectadas por la textura, pH y materia orgánica del suelo y el tipo y rendimiento del cultivo La recomendación depende de la relación de precios grano/fertilizante y del criterio de recomendación del laboratorio y/o asesor
  • 21. Métodos de análisis para P (Extractantes) Análisis Composición del extractante Comentarios Fuente Bray 1 0.03 M NH4F + 0.025 M HCl Extractante para P en suelos Bray y Kurtz, 1945 ácidos Olsen 0.5 M NaHCO3 – pH 8.5 Extractante para suelos alcalinos, Olsen et al., 1954 también en suelos neutros a ácidos. Mehlich 1 0.05 M HCl + 0.0125 M H2SO4 Extractante multinutriente para Mehlich, 1953 suelos ácidos Mehlich 3 0.2 M CH3COOH + 0.25 M Extractante multinutriente para un Mehlich, 1984 NH4NO3 + 0.015 NH4F + 0.013 M rango amplio de suelos. HNO3 + 0.001 M EDTA – pH 2.5 Correlaciona con Bray 1, Mehlich 1 y Olsen. AB-DTPA NH4HCO3 + DTPA – pH 7.5 Extractante multinutriente para Soltanpour y Schwab, 1977 suelos alcalinos. Morgan y Morgan modificado Morgan: 0.7 M NaC2H3O2 + 0.54 Extractante multinutriente Morgan, 1941 M CH3COOH – pH 4.8 utilizado en el noreste de EEUU Modificado: 0.62 M NH4OH + 1.25 para suelos ácidos. No adaptado p p M CH3COOH – pH 4.8 a suelos calcáreos. Egner 0.01 M lactato de Ca + 0.02 M Extractante multinutriente Egner et al., 1960 HCl utilizado en Europa O 0.10 M lactato de Ca + HOAc – pH 3.75 Adaptado de Sims, 2000 Métodos alternativos de análisis para P (Métodos “Sink”) • Resinas de intercambio aniónico: Resinas saturadas con aniónico: HCl; HCl; realación suelo:resina 1:1; 10-100 mL agua por 16-24 10- 16- horas (Raij et al., 1986; Kuo, 1996) (Raij Kuo, • Membranas de intercambio iónico: Facilitan la separación de la resina del suelo (Qian et al., 1992) (Qian • Papel impregnado en óxido de hierro (Sharpley et al., (Sharpley al 1993)
  • 22. EVOLUCION DEL P RESIDUAL A TRAVES DE LOS AÑOS Berardo y Grattone, 2000 0,20 Trigo-Trigo Trigo-Girasol 0,16 dP-Bray / dPi 0,12 -0.7064 2 y = 0.1733x R = 0.96 0,08 0,04 0,00 , Tiempo 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (años) P Bray/Pi 0.173 0.106 0.080 0.065 0.056 0.049 0.044 0.040 Pi/P Bray 5.8 9.4 12.5 15.4 18.0 20.5 22.8 25.1 P Bray/Pi = incremento de P Bray (mg kg-1) por el agregado de 1 kg ha-1 de P Pi/P Bray = kg ha-1 de P aplicados para el incremento de 1 mg kg-1 de P Bray Deficiencias de K en maíz y soja en el oeste de Uruguay
  • 23. Deficiencias de Potasio Caña de azucar Soja Potasio P t i Vital para la fotosíntesis y síntesis de proteína Asociado con más de 60 funciones enzimáticas No forma compuestos orgánicos en planta Aumenta la resistencia a enfermedades Disminuye el efecto de vuelco y Mejora la resistencia a sequía Palma aceitera Banano
  • 24. Potasio Requerimientos de los cultivos Cultivo Producción Cantidad de K2O absorbido b bid toneladas kg Alfalfa 18 538 Arroz 6.0 130 Bananas 40 1000 Café 1.5 130 Festuca 10 265 Maíz 10 200 Maní 2.0 92 Papa 40 310 Soja 4 200 Tomates 50 286 Trigo 6 180 Potasio en Trigo Aumenta l resistencia a enfermedades A t la i t i f d d Disminuye el efecto de vuelco Mejora la resistencia a sequía Incrementa los rendimientos
  • 25. El potasio en la nutrición vegetal • No forma compuestos estructurales, existe como K+ • Regula la fuerza iónica de las soluciones • Involucrado e la act dad de mas de 80 enzimas o uc ado en a actividad as e as • Regula la presión osmótica (por ej. apertura y cierre de estomas) y la transpiración • Funciones en intercambios de energía, translocación de asimilados, absorción de N y síntesis de proteínas Las deficiencias se observan como clorosis y necrosis desde los bordes hacia en centro de las hojas inferiores, tallos débiles o quebradizos La adecuada provisión de K resulta en una mayor resistencia a enfermedades e insectos y a una mejor calidad en los productos de cosecha (frutas) Potasio Requerimientos de los cultivos Cultivo Absorción Indice de Extracción Cosecha kg K/ton kg K/ton Soja 33 0.59 19 Trigo 19 0.17 3.2 Maíz 19 0.20 4.0 Girasol 28 0.25 7.0 Caña de Azúcar 2.8 - - Alfalfa 21 - -
  • 26. Ciclo del potasio en ecosistemas agrícolas (Adaptado de Havlin et al., 1999) Cosecha Fertilizantes, Abonos orgánicos á i Residuos Escurrimiento, Erosión Absorción K orgánico K en solución 1-10 ppm 50-750 ppm Fijación K no K intercambiable intercambiable Liberación 40-800 ppm Meteorización Lavado K mineral (Feldespatos, 5000-25000 ppm K total en suelos: 0.5-2.5% 0.5- micas) (5000- (5000-25000 ppm) K Factores que afectan la disponibilidad y absorción de potasio Del suelo • Clase y contenido de arcillas Del cultivo • Capacidad de intercambio catiónico de raíces • Cultivo y sistema radicular • Especie, Híbrido o variedad • Capacidad de intercambio catiónico • Densidad de plantas • Nivel de K intercambiable • Nivel de rendimiento • Capacidad de fijación de K • K en subsuelo Prácticas de manejo y • Temperatura y humedad Fertilización F tili ió • Aireación • Uso de N, P y otros • pH nutrientes • Competencia con Ca y Mg • Ubicación del K • Labranzas • Drenaje
  • 27. Potasio en la solución de suelo (Ks) Está inmediatamente disponible y puede ser absorbido por las plantas en forma inmediata inmediata. Las cantidades presentes son muy pequeñas (1-10 ppm), apenas una mínima porción del K total del suelo se encuentra en esta forma. Constituye el factor Intensidad (I) El proceso de adsorción-desorción de K intercambiable (Ki) repone la concentración de K de la solución del suelo. El Potasio Intercambiable (Ki) Es la forma iónica del potasio (K+) unida a los materiales coloidales, minerales y orgánicos. Mantiene un equilibrio dinámico con el K de la solución del suelo K+ en solución del suelo K+ intercambiable (inmediatamente disponible) El K de la solución más el Ki es denominado "Potasio disponible“ Es el medido en los análisis para evaluar la fertilidad del suelo.
  • 28. El Potasio de reserva Son las formas de K que están fuertemente unidas en la fase sólida mineral. Se distinguen el “K no intercambiable y el “K mineral K intercambiable" K mineral". El K no intercambiable es el que se ubica en el espacio interior de las láminas de las arcillas El K mineral que es el que está químicamente combinado en la estructura de los minerales del suelo Incluye minerales primarios como las micas (muscovita, biotita) y los feldespatos (ortoclasa y microclina) Las Arcillas La reserva de Ki y no-intercambiable depende fundamentalmente de la cantidad y calidad de arcillas presentes en el suelo Rich, 1968
  • 29. Equilibrio entre el potasio intercambiable y no-intercambiables Velocidad de reposición (rápida) ( lenta) (muy lenta) K+ en Solución Ki K no intercambiable K mineral Disponible Reserva • El K en solución es la fuente inmediata de K para las plantas; • La reposición que mantiene su nivel estable es en primer lugar, ó la forma intercambiable y luego el K no intercambiable El K mineral, es el que regula el abastecimiento del K disponible del sistema en períodos de alta demanda Dinámica de la liberación potásica Las raíces de las plantas en crecimiento, producen una rápida disminución en la concentración de K de la solución d l suelo cercana a ellas. l ió del l ll Esto genera un proceso de difusión, con liberación del Ki adsorbido por las arcillas y de la materia orgánica. Cuando la concentración de Ki ha disminuido hasta un mínimo (Ki mínimo), comienza a ser liberado del K fijo de las arcillas para reponer el K de la solución del suelo, convirtiéndose en la principal fuente natural de abastecimiento ante las intensivas extracciones realizadas por los cultivos
  • 30. Diagnóstico de la fertilización potásica Análisis de suelos El diagnóstico de necesidades de K presenta dos fases g p experimentales: la “correlación”, la selección del método de análisis a usar la “calibración”, la probabilidad de obtener una respuesta de rendimiento ante la aplicación de una dosis de K para distintas concentraciones de K en el suelo Análisis de suelos Métodos de determinación de K Para determinar la disponibilidad actual Método d l Cloruro de Calcio (0,01 M), estima el K Mét d del Cl d C l i (0 01 M) ti l Ks Método de Acetato de amonio (pH 7, 1M), estima el Ki+Ks En Brasil, Mehlich 1 y resinas, estima el Ki+Ks En EE UU Mehlich 3, ti E EE.UU., M hli h 3 estima el Ki K l Ki+Ks Para evaluar la disponibilidad futura de K Método del ácido nítrico en ebullición (1M) (K no intercambiable)
  • 31. Deficiencia de S en Trigo Deficiencia de Azufre en Soja Don Osvaldo – Camilo Aldao, Córdoba – 2006/07 Aldao,
  • 32. Síntomas de deficiencia de azufre Funciones del Azufre en las Plantas Esencial para la formación de proteínas • C Constituyente de aminoácidos esenciales i d i á id i l • Componente de enzimas, coenzima A, tiamina, biotina Requerido para la formación de clorofila Participa l f P i i en la formación de componentes de ió d d aceites (glucósidos y glucosinolatos) y en la síntesis de vitaminas Importante en la fijación de N por leguminosas
  • 33. Azufre El ciclo Materia orgánica atmosférico Fertilizantes de del suelo que contienen azufre Azufre Oxidación por las O i ió bacterias H2 S Sulfato Residuos de plantas y animales S Reducción Asimilación por las bacterias por bacteria (inmovilización) Absorción por la planta Pérdidas por Remoción por el cultivo lavado Requerimientos de azufre de cultivos de grano* Cultivo Rendimiento Absorción de S Extracción de S ton kg kg Alfalfa 15 53 - Trigo 5 22 7.5 Maíz 10 35 12 Soja 5 20 14 Girasol 3 13 6 Colza 2 21 12 Sorgo 8 26 15 Cebada 4 15 7 * A humedad de cosecha
  • 34. Situaciones de deficiencia de azufre • Suelos con bajo contenido de materia orgánica, suelos arenosos • Si t Sistemas d cultivo mas intensivos, de lti i t i disminución del contenido de materia orgánica Diagnóstico de deficiencia de azufre •Caracterización del ambiente •Nivel crítico de 10 ppm de S-sulfatos (en S- algunas situaciones) •Balances de S en el sistema Análisis de S del Suelo Los análisis de S-sulfatos no han sido confiables debido a que solo extraen el S del suelo del pool disponible, que normalmente es muy pequeño en comparación con la absorción total del cultivo. El punto importante es que los métodos usados no estiman la tasa potencial de renovación del pool disponible Investigaciones en Australia usaron técnicas de dilución I ti i A t li té i d dil ió isotópica con 35S para estudiar las relaciones entre el S absorbido por las plantas de una pastura y el S extraído por varios reactivos. Till, 2002
  • 35. Formas, funciones y deficiencias de nutrientes secundarios NUTRIENTE FORMAS ABSORCION FUNCION MOVILIDAD EN SUELO SINTOMAS Ca MINERAL Ca 2+ PARED CELULAR INMOVIL DIVISION Y MALFORMACION Y MUERTE ELONGACION DE MERISTEMAS EN CELULAR SUELOS ACIDOS. Mg MINERAL Mg2+ CLOROFILA, ALGO MOVIL COFACTOR DE CLOROSIS INTERNERVAL ENZIMAS EN HOJAS VIEJAS EN SUELOS ACIDOS Y ARENOSOS. S ORGANICO SO42- A.A., COENZIMA BAJA MOVILIDAD (90-99%) A, VITAMINAS, CLOROSIS EN HOJAS MINERAL SINTESIS JOVENES, PROTEINAS MARCHITAMIENTO, TALLOS FINOS, EN SUELOS ARENOSOS DE BAJA M.O. Deficiencia de Magnesio Hojas viejas con clorosis entre las nervaduras
  • 36. Deficiencia de Magnesio Hojas viejas con bandas amarillentas o cloróticas entre nervaduras verdes El calcio en la nutrición vegetal El calcio se absorbe como Ca2+ y es abastecido a las raíces vía flujo masal o intercepción Concentración promedio en plantas de 0.2-1% Constituyente d paredes y membranas celulares (estructura y C tit t de d b l l ( t t estabilidad) Regulador de enzimas Es esencial para la elongación y división celular Es inmóvil en la planta Deficiencias: Rotura de membranas, falta de desarrollo de yemas membranas terminales y apicales, desordenes fisiológicos en tejidos de almacenamiento (frutos) (bitter pit en manzano); menor crecimiento radicular en subsuelos pobres en Ca. Altos requerimientos de Ca en tomate, maní, apio, frutales, alfalfa, repollo, papa y remolacha
  • 37. El magnesio en la nutrición vegetal El magnesio se absorbe como Mg2+ y es abastecido a las raíces vía flujo masal o difusión Concentración promedio en plantas de 0.1-0.4% Constituyente de la clorófila y de ribosomas (síntesis proteica) Asociado a reacciones de transferencia de energía (ATP y enzimas) Es móvil en la planta Deficiencias: Clorosis internerval en hojas jóvenes Baja concentración de Mg en forrajes causa hipomagnesemia, en especial en gramíneas (competición con K y NH4) Deficiencia de calcio en remolacha
  • 38. Calcio y Magnesio Requerimientos de los cultivos Cultivo Calcio Magnesio Absorción Indice de Extracción Absorción Indice de Extracción Cosecha Cosecha kg Ca/ton kg Ca/ton kg Mg/ton kg Mg/ton Soja 16 0.19 3.04 9 0.30 2.70 Trigo 3 0.14 0.42 3 0.50 1.50 Maíz 3 0.07 0.21 3 0.28 0.84 Girasol 18 0.08 1.44 11 0.28 3.08 Alfalfa 3 3 Calcio en el suelo Concentración total de 0.7-1.5%, hasta 10% en suelos de zonas áridas Origen: Minerales como anortita, piroxenos y anfiboles. Calcita, dolomita C l it d l it y yeso en zonas á idáridas Ciclo similar al de K Factores que afectan la disponibilidad: 1. Disponibilidad total de Ca 2. pH 3. CIC 4. Saturación de Ca (debe ser mayor de 25%) 5. Tipo de coloides 6. Relación con otros cationes
  • 39. Contenido de calcio en los suelos Los suelos áridos y alcalinos generalmente contienen altos niveles de calcio Suelos nuevos muy drenados y orgánicos frecuentemente contienen bajo contenido de calcio Suelos arcillosos contienen mas Ca que los arenosos El calcio es esencialmente el catión intercambiable mas dominante. Normalmente ocupa entre 70 y 90 % de la capacidad de intercambio catiónico (CIC) del suelo Magnesio en el suelo Concentración total de 0.1-4 Origen: Minerales como biotita, dolomita, hornblenda, olivina y serpentina. Arcillas como clorita, illita, montmorillonita y vermiculita También como epsomita y vermiculita. bloedita en climas áridos. Ciclo similar al de K Factores que afectan la disponibilidad: 1. Disponibilidad total de Mg 2. 2 pH 3. CIC 4. Saturación de Mg: del 4-20%; no menor del 10% 5. Tipo de coloides 6. Relación con otros cationes
  • 40. Magnesio en el suelo La mayoría de las deficiencias de Mg ocurren en suelos de textura “gruesa” (arenosos) y gruesa ácidos con baja CIC. Deficiencias en suelos alcalinos donde el agua contiene alta concentración de bicarbonatos. El Mg puede ser deficiente en suelos sódicos. Se sugiere un nivel crítico de Mg intercambiable de 25-50 ppm (0.2-0.4 25- (0.2- cmol/kg) Disponibilidad de cationes en el suelo Relaciones Porcentaje de saturación de la CIC Ca 50-70% Mg 10-15% K 5% Relaciones Ca/Mg < 10-15 K/Mg < 2-5 ( (Havlin et al., 1999) , ) Relación ideal K:Mg:Ca 01:03:09 a 01:05:25 (Vitti, 2002)
  • 41. Competencia de K con Mg 0.3 Tissue Mg, % 0.2 0.1 Concentraciones de Mg en alfalfa 0 0 150 300 450 600 K applied, lb K2O/A Burmester et al., 1991 (AL) Competencia de K con Ca 1.6 1.2 Tissue Ca, % Concentraciones de Ca en alfalfa 0.8 0.4 0 0 150 300 450 600 K applied, lb K2O/A Burmester et al., 1991 (AL)
  • 42. Análisis de suelos Métodos de determinación de K, Ca y Mg Método de Acetato de amonio (pH 7, 1M), el más utilizado para K Ca y Mg intercambiables K, Extracción con bicarbonato de amonio + DTPA (zonas áridas) Mehlich I y III Morgan y Morgan modificado Resinas de intercambio iónico Electroultrafiltración (EUF) Niveles críticos de Ca y Mg en Brasil Interpretación de análisis en RS/SC Extractante KCl 1M (cmolc/L) Bajo j Medio Alto Calcio <2 2.1-4 2.1- >4 Magnesio < 0.5 0.6-1 0.6- >1 Interpretación de análisis en el Estado de Sao Paulo Extractante Resina (mmol/dm3) Bajo Medio Alto Calcio 0- 3 4-7 >7 Magnesio 0- 4 5-8 >8 meq/100 g *10 = mmol/dm3
  • 43. Concentraciones críticas de potasio, calcio y magnesio en planta (Malavolta et al., 1997 ) Nutriente Maiz Sojaj Trigo g Arroz ------------------------- g/kg ------------------------- Potasio 17.5-22.5 17-25 23-25 25-35 Calcio 2.5-4.0 2-4 14 7.5-10.0 Magnesio 2.5-4.0 3-10 4 5-7 Hoja opuesta y Primera hoja Primera a cuarta Hoja superior Muestreo por debajo de la superior hoja desde la totalmente espiga en desarrollada, sin espiga al desarrollada en aparición de peciolo, al fin de comienzo de pleno macollaje estigmas floración floración Fuentes comunes de calcio Contenido de Valor relativo de Material Ca , % neutralización* (%) Cal calcítica 32 85-100 Cal dolomítica C l d l íti 22 95-100 95 100 Escorias industriales 29 50-70 Yeso 22 Ninguno Residuos de hornos (Gredas) 24 15-85 Cal hidratada 46 120-135 Cal “viva” quemada 60 150-175 * Comparado con carbonato de calcio 100% puro • Superfosfato simple 18-21% - Superfosfato triple 12-14% 18- 12- • Rocas fosfatadas 35% • Estiércol y biosólidos 2-5% 2-
  • 44. Fuentes comunes de magnesio Material %de %de Magnesio Cal dolomítica (carbonato de Ca y Mg) 3-12 Magnesita (óxido de Mg) 55-60 Escorias básicas 3 Sulfato de magnesio 9-20 Sulfato de potasio y magnesio potasioymagnesio 11 Cloruro de magnesio 7.5 • Nitrato de magnesio 16% Los siete micronutrientes • Boro (B) • Cloro (Cl) • Cobre (Cu) • Hierro (Fe) • Manganeso (Mn) • Molibdeno (Mo) • Zinc (Zn)
  • 45. Deficiencia de Hierro Clorosis de hojas nuevas con nervaduras mas oscuras Deficiencia de Manganeso
  • 46. Deficiencia de Zinc en Maíz Internudos cortos, ápice de crecimiento blanquecino, hojas nuevas pequeñas con estrías blancas y tonos rojos Deficiencia de Zinc Hojas nuevas angostas con manchas grandes de color ferroso
  • 47. Deficiencia de Hierro Clorosis de hojas nuevas con nervaduras mas oscuras Formas, funciones y deficiencias de micronutrientes NUTRIENTE FORMAS ABSORCION FUNCION MOVILIDAD EN SUELO SINTOMAS Fe MINERAL Fe2+, Fe3+ TRANSPORTE DE INMOVIL ORGANICO QUELATOS ELECTRONES, ANTAGONICO CON P,Cu,Mn, Zn. ENZIMAS CLOROSIS INTERNERVAL HOJAS JOVENES, SUELOS ALCALINOS Mn MINERAL Mn2+ ACTIVADOR DE INMOVIL ENZIMAS, DEFICIENTE EN SUELOS CALCAREOS, TRANSPORTE DE ARENOSOS O ALTOS EN M.O. ELECTRONES TOXICO EN SUELOS ACIDOS Zn MINERAL Zn 2+ SINTESIS DE INMOVIL ORGANICO TRIPTOFANO DEFICIENTE EN SUELOS CALCAREOS (PRECURSOR DE Y/O ARENOSOS- ANTAGONICO CON P. AIA) CLOROSIS INTERNERVAL EN HOJAS ENZIMAS JOVENES DE MAIZ. Cu MINERAL Cu 2+ PLASTOCIANINA, INMOVIL ORGANICO OXIDASAS, CLOROSIS EN HOJAS JOVENES (“PUNTA FORMACION SECA”) CLOROFILA DEFICIENTE A ALTOS Ph y M.O.
  • 48. Formas, funciones y deficiencias de micronutrientes NUTRIENTE FORMAS EN ABSORCION FUNCION MOVILIDAD SUELO SINTOMAS B MINERAL H3 BOº3 BO TRANSPORTE DE INMOVIL ORGANICO AZUCARES Y (MOVIL EN ALGUNAS ESPECIES) FORMACION DE POLISACARIDOS DEFICIENTE EN SUELOS ARENOSOS, BAJA M.O. MANCHAS PARDO-ROJIZAS EN HOJAS JOVENES, DEFORMACION DE MERISTEMAS (CAPITULOS EN GIRASOL) Mo MINERAL Mo O42- REDUCTASAS CLOROSIS INTERNERVAL NITROGENASA DEFICIENTE A BAJO pH (FIJACION DE N2) ( IMPORTANTE PARA FIJACION DE N2 ANTAGONICO CON S Cl MINERAL Cl- ESENCIAL PARA CLOROSIS LA EVOLUCION MAYOR INCIDENCIA DE DEL ENFERMEDADES FOTOSISTEMA II Concentración Crítica de Micronutrientes en Suelo (Sims y Johnson, 1991) Micronutriente Factores de importancia Método Rango de nivel crítico mg/kg Boro Rendimiento, pH, humedad de Soluble en agua 0.1-2.0 suelo, textura, MO, tipo de suelo caliente Cobre Cultivo, MO,pH, presencia de Mehlich 1 0.1-10.0 CaCO3 Mehlich 3 DTPA 0.1-2.5 Hierro pH, presencia de CaCO3, aireación, DTPA 2.5-5.0 humedad de suelo, MO, CIC Olsen modificado 10.0-16.0 Manganeso pH, textura, MO, presencia de Mehlich 1 5.0-10.0 CaCO3 Mehlich 3 4.0-8.0 DTPA 1.0-5.0 1050 Molibdeno pH, cultivo Oxalato de 0.1-0.3 amonio pH 3.3 Zinc pH, presencia de CaCO3, P, MO, Mehlich 1 0.5-3.0 porcentaje de arcilla, CIC Mehlich 3 1.0-2.0 DTPA 0.2-2.0
  • 49. Rango de pH para una óptima disponibilidad de micronutrientes 9 8 No afectado 7 6 5 4 3 B Cl Cu Fe Mn Mo Zn

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