Calcio magnesio y azufre en el suelo y su funcion nutricional
Calcio,Magnesio,Azufre 2014
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FUENTES DE S DEL SUELO
En la superficie terrestre: 0,6 a 1,0 g/kg.
Las fuentes originales de S son los minerales de sulfuro, que una vez meteorizados, oxidan el S-2 a SO4
2- .
El sulfato es precipitado como sales de sulfato soluble e insoluble en climas áridos y semiáridos, utilizado por organismos vivos, reducido por microorganismos a S-2 o S° bajo condiciones anaeróbicas, o transportado a través de la escorrentía al agua de mar.
El S del suelo está presente en formas orgánicas e inorgánicas, aunque casi el 90% del S total en suelos no calcáreos se encuentra como S orgánico.
El sulfato en solución y adsorbido constituyen el S disponible para la planta.
El ciclo del S en el sistema suelo-planta-atmósfera es similar al N, debido a que ambos tienen componentes gaseosos y su presencia en los suelos está principalmente asociado con la MOS.
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CICLO DEL AZUFRE
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SO42-
Adsorbido
o labil
INMOVILIZACIÓN
SO42-
Solución
Suelo
PLANTA
Absorción
Residuos de
Plantas y
animales
Materia
Orgánica
SO42- sº S2-
MINERALIZACIÓN
SO2
Volatilización
SO2 SO42-
SO42-
Lixiviación
SO2
antropogénico y
natural
SULFATO EN SOLUCIÓN
Concentración promedio: 3 a 5 mg.L-1, en forma de sulfato, para la mayoría de cultivos; aunque canola (colza), alfalfa y brócoli, requieren mayor concentración.
Suelos arenosos, bajos en materia orgánica, contienen < 5 mg.L-1 de SO4
2-
La mayoría de los suelos contienen <10% del S total como SO4
2-
El sulfato de la solución suelo puede ser fácilmente lixiviado.
Desde la solución suelo el S es absorbido por la planta como sulfato.
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SULFATO ADSORBIDO
Es una fracción importante en suelosaltamente meteorizados, de regioneshúmedas, conteniendo grandescantidades de óxidos de Fe y Al.
Los mecanismos de adsorción:
Cargas positivas en óxidos de Fe y Al oen bordes de arcillas (caolinita) a pHbajo.
Adsorción a complejos Al(OH)x
Cargas positivas en la materia orgánicadel suelo a pH bajo.
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SULFATO ADSORBIDO
Muchos Oxisols y Ultisols contienen mas de 100mg.kg-1 de sulfato adsorbido, y pueden contribuirsignificativamente a la nutrición azufrada de lasplantas.
Las reservas de SO42- adsorbido en el subsuelo
resulta de la lixiviación de sulfatos desde lasuperficie del suelo, representando casi el 30%del S total, comparado a 10% en la capasuperficial.
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FACTORES QUE AFECTAN LA ADSORCIÓN DE SO42-
Minerales de arcilla. La adsorción de sulfatos incrementa con el contenido de arcilla.
Óxidos hidratados. Son los responsables de la mayor parte de la adsorción en los suelos.
Materia orgánica del suelo. Incrementando el contenido de MOS se incrementa la adsorción potencial de SO4
2-.
Profundidad del suelo. La capacidad de adsorción de SO42- es
frecuentemente mayor en subsuelos debido al mayor contenido de arcilla y óxidos de Fe y Al.
pH del suelo. La adsorción potencial de SO42- disminuye con el
incremento del pH ( < CIA), y es mínima a pH >6
Sulfato en solución. Incrementando SO42- en solución
incrementará el SO42- adsorbido.
Competición de aniones. El sulfato está débilmente retenido, con una fuerza de adsorción disminuyendo en el orden: H2PO4
-> SO42-
>NO3->Cl-
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REACCIÓN DEL SO42- CON CaCO3
El S se presenta como una impureza, coprecipitado
(CaCO3-CaSO4) en suelos calcáreos.
La disponibilidad de SO42- coprecipitado con CaCO3
aumenta con la disminución del pH (CaCO3 más soluble),
disminuyendo el tamaño de partícula de CaCO3 e
incrementando la humedad del suelo.
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S INORGÁNICO REDUCIDO (S-2 y S°)
Bajo condiciones de suelos anaeróbicos hay acumulación
de H2S formado por la descomposición de materia
orgánica o SO42- agregado.
También el sulfato presente en el suelo sirve como
aceptor de electrones para bacterias reductantes de
SO42- y es reducido a H2S.
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S ORGÁNICO DEL SUELO
La mayor parte del S en el horizonte superficial de lossuelos está presente en formas orgánicas.
El S orgánico del suelo está en dos grupos: S enlazado aC (cistina, metionina) y S no enlazado a C (sulfatosfenólicos y polisacáridos sulfatados).
La relación C/N/S promedio: 120/10/1,4.
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Localidad
S reducible S enlazado a C S residual
Rango Promedio Rango Promedio Rango Promedio
% del total
Quebec, Canada (3) 44-78 65 12-32 24 0-44 11
Alberta, Canadá (15) 25-71 49 12-32 21 7-45 30
Australia (15) 32-63 47 22-54 30 3-31 23
Iowa, U.S. (24) 36-66 52 5-20 11 21-53 37
Brasil (6) 36-70 51 5-12 07 24-59 42
FRACCIONAMIENTO DEL S ORGANICO EN LA CAPA SUPERFICIAL DE LOS SUELOS
Los números en paréntesis significan número de muestras.
Fuente: Biederbeck (1978). In Soil Organic Matter, M. Schnitzer and S.U.Khan (Eds.). New York. Elsevier.
MINERALIZACIÓN E INMOVILIZACIÓN DEL S
La mineralización del S es la conversión del S orgánico a SO4
-2 inorgánico y la inmovilización es la acción inversa.
AA + H2O S-2 + CO2 + NH4+
S-2 So + 1,5 O2 + H2O SO4-2 + 2H+
Cualquier factor que afecta la actividad microbial influye en la mineralización e inmovilización de S.
Cuando los residuos de plantas y animales son devueltos al suelo, son digeridos por los microorganismos y convierten algo del S a SO4
-2; sin embargo, la mayor parte del S permanece como S orgánico.
El suministro de S para las plantas depende mayormente de la liberación de SO4
-2 de la MOS y de los residuos de plantas y animales.
Aproximadamente 2,24 a 16,80 kg/ha de S a SO4-2 es
mineralizado cada año de la fracción orgánica.
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heterótrofos
O2
FACTORES QUE AFECTAN LA MINERALIZACION E INMOVILIZACION DE S DEL SUELO
Contenido de S en la MO. La mineralización o inmovilización depende del contenido de S del material en descomposición:Relación C:S en los residuos de cultivo 200:1 Mineralización200-400 Ningún cambio 400 Inmovilización
Temperatura del suelo. La mineralización del S es impedida debajo de O°C, incrementando con la temperatura de 20 a 40°C y disminuye a 40°C.
Humedad del suelo. Cambios graduales entre CC y PM tiene poca influencia en la mineralización del S.
pH del suelo. La mineralización del S es directamente proporcional al pH hasta 7,5.
Presencia o ausencia de plantas.
Tiempo y cultivo
Actividad de la sulfatasa
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FERTILIZANTES CON S
MATERIAL FÓRMULA S (%)
S Agrícola S 90,0
Yeso agrícola CaSO4.2H2O+Impurezas 13-14
Sulfato de amonio (NH4)2SO4 23,7
Urea-azufre 10
SPS de Ca Ca(H2PO4)2 13,9
SPT de Ca Ca(H2PO4)2 1,5
Sulfato de potasio K2SO4 17,6
Sulfato de Mg y K K2SO4.2MgSO4 22,0
Sulfato de cobre CuSO4.5H2O 12,8
Sulfato de cinc ZnSO4.4H2O 17,8
Sulfato de Mg MgSO4.7H2O 13,015/02/20
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S EN LA PLANTA
Contenido: 1 a 4 g.kg-1.
Participa en la formación de enlaces bisulfuro entre
canales polipéptidos en las proteínas.
Necesario para la síntesis de coenzima A.
Componente de las ferrodoxinas.
Deficiencia: retarda crecimiento. Plantas cloróticas
uniformes.
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CONTENIDO DE CALCIO
En la corteza terrestre: 36,4 g.kg-1.
Suelos arenosos de regiones húmedas tienen bajocontenido de calcio.
En suelos no calcáreos de regiones templadas: 7 a 15g.kg-1 (14 a 30 Mg.ha-1)
En suelos altamente meteorizados: 1 a 3 g.kg-1 (2 a 6Mg.ha-1).
En suelos calcáreos: 10 a 250 g.kg-1(20 a 500 Mg.ha-1)
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FUENTES DE Ca EN EL SUELO
El mineral plagioclasa ANORTITA es la fuente primaria de Ca en elsuelo, aunque los piroxenos y anfiboles son bastante comunes en elsuelo.
La calcita es la fuente dominante en suelos de regiones áridas ysemiáridas. La dolomita y el yeso también están presentes.
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CICLO DEL Ca EN EL SUELO
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Ca2+ en
Solución suelo
Cal Planta
Materia Orgánica
Ca2+ cambiable Ca2+ Mineral
Residuos de Plantas
y animales
Absorción
Precipitación
Disolución
Desorción
Adsorción
FACTORES QUE AFECTAN LA
DISPONIBILIDAD DE Ca2+
Ca total en el suelo.
pH del suelo.
CIC.
Porciento de saturación de Ca en la CIC.
Tipo de coloide del suelo, y
Relación de Ca2+ a otros cationes en el suelo.
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FERTILIZANTES DE Ca2+
El Ca2+ está presente como componente de materiales que suministran otros nutrientes, particularmente P.
El superfosfato simple de calcio tiene 18 a 21% de Ca.
El superfosfato triple de calcio tiene de 12 a 14% de Ca.
EDTA-Ca: 3 a 5 %.
Roca fosfórica: 35%.15/02/20
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EL Calcio en la Planta
Contenido: 2 a 10 g.kg-1.
Función: estructura y permeabilidad de las membranas
celulares.
Esencial para división y crecimiento celular.
Es relativamente inmóvil.
Deficiencia: reducción de crecimiento de tejidos
meristemáticos.
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CONTENIDO EN EL SUELO
Promedio en suelos arenosos de regiones húmedas: 1 g.kg-1 (2 Mg.ha-
1)
En suelos de textura fina, áridos, de material parental alto en Mg:
40 g.kg-1 (80 Mg.ha-1).
Predominantemente en forma cambiable y en solución.
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FUENTES DE Mg2+ EN EL
SUELO
En el suelo la fuente de Magnesio loconstituyen las rocas conteniendominerales: biotita, dolomita,hornblenda, olivino y serpentina.
También se halla en minerales dearcilla como: clorita, illita,montmorillonita y vermiculita.
Epsomita y bloedita puedenpresentarse en regiones áridas osemiáridas.
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El Mg2+ de la solución suelo
Puede ser:
- Perdido en el agua de percolación.
- Absorbido por organismos vivos, plantas y
microorganismos.
- Adsorbido al complejo de cambio.
- Precipitado como minerales secundarios,
predominantemente en climas áridos.
Concentración típica: 5 a 50 mg.L-1
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EL Mg2+ puede ser
deficiente:
Suelos ácidos.
Suelos arenosos.
Suelos altamente lixiviados con baja CIC.
Suelos calcáreos con bajos niveles de Mg.
Suelos ácidos que han recibido materiales encalantes bajos en Mg.
Altas dosis de fertilización con NH4+ ó K+.
Recomendable K:Mg <5:1
Cultivos con alta demanda de Mg2+.
Suelos con alta relación Ca.Mg: 10 a 15.
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DINÁMICA DEL Mg2+
La absorción de Mg2+ por la planta, dependede:
La cantidad de Mg en solución.
El pH del suelo.
El porcentaje de saturación de Mg.Normal: 4 a 20% de la CIC.
Es probablemente deficiente cuando elMg2+ cambiable es < 25 a 50 mg.kg-1.
La cantidad de otros iones cambiables.
El tipo de arcilla.
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Influencia de fertilizantes potásicos en la
desorcion de Mg cambiable en suelos
arenosos
Fuente de
potasio
Mg intercambiable inicial (% de la CIC)
0,56 0,59 0,22
% desorbido
KCl 12,1 6,8 31,4
K2SO4 4,3 6,1 30,4
K2CO3 ó KHCO3 <0,1 <0,1 1,6
KH2PO4 <0,1 <0,1 2,6
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FERTILIZANTES DE Mg2+
Sulfato de potasio y magnesio (11% Mg).
Sulfato de magnesio (9,8% Mg).
Dolomita
Oxido de magnesio (55% Mg).
Nitrato de magnesio (16% Mg).
Silicato de magnesio (26% Mg).
Quelatos sintéticos (2 a 4% Mg).
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Magnesio en la planta
Contenido: 1 a 4 g.kg-1.
Suministrado a las plantas a través de flujo de masa y difusión; en menor proporción intercepción radicular.
Las plantas toman menos Mg2+ que Ca2+ y K+
Constituyente primario de la clorofila. La clorofila contiene del 15 al 20% del total de Mg2+ contenido en las plantas.
Componente estructural de los ribosomas, estabilizándolos en la configuración necesaria para la síntesis de proteínas.
Complemento de enzimas que activan la fosforilación.
Móvil. Su deficiencia causa clorosis intervenal en hojas. En algodón desarrollan un color purpura rojizo castaño y luego se necrosan.
Se acumula en frutos y órganos de reserva.
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