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1
Mejores cultivos, mejor ambiente … a traves de la ciencia
El Instituto Internacional de Nutrición de Plantas (IPNI) es una organización científica internacional cuya misión es desarrollar y promover información científica acerca del manejo responsable de la nutrición de planta para el beneficio de la humanidad
Eastern Europe and Central Asia
Australia/ New Zealand
Middle East
North America
Northern Latin America
Brazil
China
South Asia
SE Asia
Latin America Southern Cone
• 30 Ph.D. scientists in 10 program areas
– 9 scientists in North America
– 17 scientists in International regions
– 4 in management
Africa
El Instituto Internacional de Nutrición de Plantas
Scientific Staff IPNI es apoyado por productores mundiales de fertilizantes y asociaciones de la industria de
fertilizantes
Investigación/Experimentación y Extensión/Educación
en Argentina, Bolivia, Chile, Paraguay y Uruguay
Trabajando con institutos de investigación/extensión, universidades,
organizaciones de productores y de profesionales, y empresas
El Instituto Internacional de Nutrición de Plantas
Programa Latinoamérica Cono Sur
LACS.IPNI.NET LACS.IPNI.NET
2
Dinámica de nutrientes en el sistema suelo – planta
Fernando García
http://[email protected]
Maestría en Ciencia de Suelos y Ordenamiento TerritorialActualización en Fertilidad de Suelos y Fertilización de Cultivos
Asunción, 19 y 20 de Julio de 2012
Instituto Internacional de Nutrición de Plantas
Nutrientes esenciales para los cultivos
Carbono (C) - Oxígeno (O) - Hidrógeno (H)
MacronutrientesNitrógeno (N) - Fósforo (P) - Potasio (K)
Nutrientes SecundariosCalcio (Ca) - Magnesio (Mg) - Azufre (S)
MicronutrientesBoro (B) - Cloro (Cl) - Cobre (Cu) - Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) - Molibdeno (Mo) Niquel (Ni) - Zinc (Zn)
La Materia Orgánica del Suelo
• El más importante indicador de la calidad de suelo (Larson y Pierce, 1991)
• Fracción orgánica del suelo excluyendo residuos vegetales y animales sin descomponer
Relación de la MO con laspropiedades del suelo
•Físicas: Densidad, capacidad de retención de agua, agregación, color y temperatura
•Químicas: Reserva de nutrientes (N, P, S y otros), pH, Capacidad de intercambio catiónica, capacidad tampón, formación de quelatos
•Biológicas: Biomasa microbiana, actividad microbiana (respiración), fracciones lábiles de nutrientes
Factores que afectan la MO del suelo
• Tiempo
• Clima
• Vegetación
•Material madre
• Topografía
•Manejo: Años de agricultura, Cultivos, Labranzas, Rotaciones, Manejo del cultivo, Fertilización, Períodos de barbecho
Determinación de Materia Orgánica
• Generalmente se utiliza la combustión húmeda, método de Walkley y Black
• Este método determina el C por oxidación
• Se considera que la MO contiene un 58% de C
• MO = C * 1.72
• Relación nutrientes en MO
100 C : 10 N : 1 P : 1 S
3
Nutrientes en la MO
Cada 1% de materia orgánica en 20 cm de suelo con densidad de 1.1 ton/m3
12000 ‐ 13000 kg/ha de C
1000 ‐1200 kg/ha de N
90 ‐120 kg/ha de P
90 ‐120 kg/ha de S
• Funciones en formación de clorofila, aminoácidos, proteínas y vitaminas
• Esencial para lograr altos rendimientos
• Frecuentemente deficiente y limitante en los sistemas de producción
Nitrógeno
Deficiencia de N Nitrógeno • Fotosíntesis (formación de clorofila)• Aminoácidos y proteínas (enzimas)• Vitaminas
Requ
erim
ient
os
Cultivo Producción Cantidad de N absorbidotoneladas kg
Alfalfa 18 500Algodón (fibra) 1.7 200
Arroz 7.8 125Café (pergamino) 3.2 500Caña de azúcar 112 235
Festuca 10 190Maíz 10 240Maní 4.5 270
Naranjas 60 300Sorgo 8.4 250Soja 4 350
Tomates 90 260Trigo 4 130
Funciones en la planta
Acumulación de N en maízEcheverría y Sainz Rozas, 2001 - Balcarce (Bs. As.)
V6
Floración
MadurezFisiológica
0
40
80
120
160
0 50 100 150
Días desde la emergencia
N e
n b
iom
asa
aé
rea
(kg
/ha
)
LC
SD
Ciclo del N en ecosistemas agrícolas
N atmosférico (N )
Desnitrificación
Volatilización
Mineralización-Inmovilización
Nitrificación
Erosión
Biomasa microbiana
N orgánico
Lavado
Fijación
Fijación biológicaPrecipitaciones
Residuos
Fertilizante
NH NO34
2
NitratoAmonio
Absorción
Erosión
Fertilizante
Cosecha
Garcia, 1996
Oxido nitroso (N2O)
4
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
Planta 35 al 80%Melaj et al. 2003; Portela et al. 2006;
Rillo y Richmond 2006; Rimski-Korsakovet al. 2008
Materia orgánica 7 al 29%Sainz Rozas et al. 2004; Portela et al. 2006 ; Rimski-Korsakov et al. 2008;
Volatilización 1.1 al 30%Videla et al., 1996; Garcia et al. 1999;
Sainz Rozas et al. 2004; Rimski-Korsakov et al. 2007a
Denitrificación 0.13 al 6.9%Palma et al. 1997; Picone et al. 1997;
Sainz Rosas et al. 2001; Ciampitti et al. 2008
Lixiviación <0.01 al 23%Sainz Rozas, et al. 2004; Portela et al.
2006 ; Aparicio et al. 2008
Fijación biológica de nitrógeno
Cultivo Promedio Rangokg N/ha kg/ha
Alfalfa 200 50-450Trébol rojo 115 75-170
Trébol blanco 100Vicia 80 80-130
Arveja 70 30-180Soja 100 60-170Maní 40
Soja Alfalfa
Fijación biológica de nitrógenoAdaptado de Lavado et al. (2007)
Región Magnitud Condición Referencia
Pampa Ondulada
60 - 100 kg N ha-1 Soja inoculada bajo LC
Ghelfi et al., 1984
74 kg N ha-1 Soja inoculada, 3200 kg/ha
Diciocco et al., 2004
300 - 400 kg N ha-1 Alfalfa en secano Racca et al., 2001
Sudeste de Buenos Aires
100 - 200 kg N ha-1 Soja en secano y bajo riego
González et al., 1997
200 - 300 kg N ha-1 Alfalfa en secano Racca et al., 2007
Sojera Norte26% al 71% del N
acumulado (Media de 50%)
Soja inoculada Collino et al., 2007
0
100
200
300
400
500
600
Rafaela Manfredi Gral.Villegas
Anguil Barrow
N (
kg/h
a)N total absorbidoN Fijado
Producción Promedio (kg MS/ha) 18994 15285 13424 7727 5951
Fijación Biológica de Nitrógeno en AlfalfaProyecto Pronalfa INTA - Brenzoni y Rivero (1999)
Promedios de 2 variedades (Monarca y Victoria) y 2 o 3 años por localidad
68% 49% 76% 51% 58%Porcentaje del Ntotal fijado
Acumulación de N en soja inoculada y sin inocular
0
100
200
300
400
0 25 50 75 100 125
Días desde la siembra
N a
cum
ulad
o (k
g/ha
) Control
Inoculado (CB1809)
Fuente: González, 1994
V4 R3 R5 R7 C
Campaña 1988/89 - EEA INTA Balcarce (Buenos Aires, Argentina)
RendimientosControl 4222 kg/haInoculado 5060 kg/ha
Mineralización-Inmovilización de Nitrógeno
N orgánicoAmonificación
NH4+ NO3
-Nitrificación
Inmovilización
1. Métodos químicos y biológicos2. Estimaciones a partir del contenido de N orgánico3. Estimaciones a partir del rendimiento de cultivos sin fertilizar
Evaluación de la mineralización
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
Estimación de la mineralización de Ndurante el ciclo del cultivo
1. Métodos químicos y/o biológicosN potencialmente mineralizable TemperaturaHumedad
2. Según contenido de materia orgánica y textura de sueloConcentración promedio de N en la MO del 5%
3. A partir del rendimiento de cultivos previos no fertilizadosRendimiento como estimador del N absorbido por el cultivo N disponible a la siembra
82 - 153 kg/ha CREA Zona Norte Buenos Aires (Satorre y col., 2001)
95 - 202 kg/ha CREA Sur de Santa Fe (Thomas y col., 2001)
Recomendación de fertilización nitrogenada a partir del balance de nitrógeno
(N fert * Ef) = (Ncult) - (N siembra* Es) + (Nmin* Em)
• N fert = N del fertilizante
• Ncult = Rendimiento * Requerimiento de N del cultivo por tonelada de grano producido
• N siembra = N disponible por muestreo (preferentemente hasta 60 cm)
• N min = N mineralizado durante el ciclo del cultivo
• Es, Em, Ef = Eficiencia de uso del N disponible a la siembra, del N mineralizado y del N del fertilizante.
Rangos de eficiencias Es 0.4-0.7
Em 0.7-0.9
Ef 0.4-0.8
Regulación de la mineralización de N(Rice y Havlin, 1994)
N orgánico
Calidad de sustrato
NH4+Labranzas
Disrupciones físicas
Arcilla
Textura
Precipitaciones
Contenido de lignina
Relación C/N
Contenido de agua
Secado-rehumedecimiento
Congelado-descongelado
Temperatura
Accesibilidad
Efecto de la Temperatura
Kirschbaum, 1994Temperatura (oC)
0 10 20 30 40
Min
eral
izac
ion
Rel
ativ
a
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0 y = exp[ -3.432 + 0.186 T (1-0.5T/36.9)]
Efecto de la Humedad
Paul et al., 2003Contenido de Agua Relativo (RWC)
-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Min
era
lizac
ion
Re
lativ
a
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
y = 0.83 RWC + 0.42
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1421
2835
-6-5-4-3-2-1Min
era
lizac
ion
Re
lativ
a
Tem
pera
tura
(o C)
Potencial (MPa)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1421
2835
-6-5-4-3-2-1Min
eral
izac
ion
Rel
ativ
a
Tem
pera
tura
(o C)
Potencial (MPa)
Materia Orgánica Residuos en Superficie
InteracciónTemperatura/Humedad
Cabrera, 2007
6
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)
• Mayor contenido de N orgánico bajo siembra directa
• Similar cantidad de N mineralizado
• Conservación del N en el suelo
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
Curva de crecimiento de maíz
Sie
mb
ra d
e M
aíz
Est
ado
V6
Flo
raci
ón
Mad
ure
z F
isio
lógi
ca
> Consumo de N por la planta
Contenido de NO3-
Biomasa microbiana N
Período de >Inmovilización de N
Mineralización de N y absorción en maízMineralización de N y absorción en maíz
Paraná (Brasil)Adaptado de Sá et al.,
1996
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– Suelos saturados– Precipitaciones excesivas– Riegos excesivos
Pérdidas de N por lavado en condiciones tropicales(Reichardt et al, 1982)
Suelo Cultivo Período (días)
Dosis N(kg/ha)
N lixiviado
N lixiviado del
fertilizante
Precipitaciones (mm)
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)
Pérdidas de N-NO-3 nitratos en maíz
Balcarce - Aparicio et al. (2008) Promedios de 8 campañas
0
20
40
60
80
1 1.5 2
Profundidad (m)
Pér
did
as d
e N
-NO
- 3 (K
g h
a-1
)
0
100
200
22
35
12
62
30
44
kg/ha de perdida
Dosis de N (kg/ha)
Drenaje y perdidas de N-
nitratos a lo largo de dos ciclos maíz-soja en Pergamino y
Junín (2001-2005)
Portela et al. (2006)
Dosis de N de 52 y 78 kg/ha en maíz
Perdidas totales menores del 0.01%
del N aplicado
M MS S BBBB
M MS S BBBB
7
Regulación de la desnitrificación (Tiedje, 1988)
Agua
C disponible
Textura
Plantas
Precipitaciones
Respiración
N2
NO3-
O2
NO3-
Carbono
Agua
AguaNH4
+Materia orgánica
PlantasAgua
Disrupciones físicasCompetición o excreción de otros microbios
ReguladoresPróximosDistales
Orden deimportancia
Desnitrificación en TrigoEEA INTA-FCA Balcarce - Campaña 1995
0
1000
2000
3000
4000
15-Jul 24-Aug 03-Oct 12-Nov 22-Dec
Flu
jo d
e N
2O a
cum
ula
do
(g
N h
a-1)
Testigo
120 kg/ha N
Fuente: Picone et al., 2006Perdidas de 2-3%
Clasificación por drenajeMateria
orgánicaExcesivamentebien drenado
Biendrenado
Moderadamentebien drenado
Algo pobrementedrenado
Pobrementedrenado
-- % -- ---------------------------- % 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
Estimaciones de pérdidas por desnitrificación para varios suelos según Meisinger y Randall (1991)
Para siembra directa, los autores recomiendan utilizar el rango inmediato de menor clasificación de drenaje
Fertilizantes nitrogenados
Fertilizante Presentación Contenido de N
Forma/s de N Otros 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 diamónico Sólida 18 NH4+ 20% P
Fosfato monoamónico Sólida 11 NH4+ 23% P
Mezclas varias Sólida Variable Variable P, S, K y otros
UAN
N en el suelo y fertilizantes nitrogenadosReacciones involucradas
NH4+
NH3 H+
H+
Ureasa
+
NO3- H++
Al aumentar el pH, se forma mas amoníaco (NH3)
La nitrificación disminuye el pH
Agua
Esta reacción consume H+
aumentando el pH
Urea
Nitrato de AmonioSulfato de Amonio
Amoníacoanhidro
Urea
Urea: Productos de reacción a los 20 días desde la aplicación
0
400
800
1200
1600
2000
0 3 6 9 12 15
Distancia desde la banda de aplicación (cm)
N-a
mo
nio
y N
-nit
rato
(m
g/k
g)
5
6
7
8
9
10
pH
N-Amonio
N-Nitrato
pH
Suelo Reading franco limoso – pH original 5.6Dosis equivalente a 200 kg/ha de N en bandas a 75 cm
Kissel y Cabrera, 1989
8
2oC
27oC
Tiempo (días)
Ure
a re
man
ente
(kg
/ha)
Fuente: Kissel y Cabrera (KSU)
Factores que afectan la volatilización de amoníaco(Hargrove, 1988)
NH3
NH4+
Actividad ureásica
Presencia de residuosUso de inhibidores
Suelo
Ambiente
ManejoFuente y dosis de N
Método de aplicación
Intercambio de aire
Contenido de agua
Temperatura
Capacidad de intercambiocatiónico
pH y capacidad buffer
Orden de importancia
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%
Siembra Maíz SD - Antecesor Trigo
0
5
10
15
20
25
0 3 6 9 12 15Días desde la aplicación
N-N
H3
vola
tili
zado
(k
g/ha
)
CANTestigoUANUrea
Dosis = 100 kg/ha N
Siembra Maíz LC - Antecesor Trigo
0
1
2
3
4
0 3 6 9 12 15Días desde la aplicación
N-N
H3
vola
tili
zado
(k
g/ha
)
CANTestigoUANUrea
Dosis = 100 kg/ha N
Volatilización de amoníaco con aplicaciones superficiales de NGarcía y col. (1997) - Balcarce (Buenos Aires)
0
10
20
30
40
Pér
did
as (
%)
Septiembre Octubre Noviembre Diciembre
Urea
UAN
CAN
Volatilización de amoníaco a partir de distintas fuentes nitrogenadas
EEA INTA Rafaela - Fontanetto (1999)
Dosis de 50 kg/ha de N al Voleo en Siembra Directa
Nuevos productos fertilizantesFertilizantes de liberación lenta o estabilizados
•Cubiertos con polímeros: N (ESN®, NSN®) o P (Avail®)
• Inhibidores de la ureasa: NBPT (Agrotain, Urea GreenVC Plus®, eNe Total®)
• Inhibidores de la nitrificación: DMPP (Entec®), nitrapirin, o DCD (Super U®)
9
Efectos de inhibidores en fertilizantes nitrogenados modificados
NH4+Urea
Ureasa, Agua
NO3- H++
nBTPTInhibidor de la
actividad ureasa
Nitrapirin, DCD, DMPPInhibidores de la
nitrificación
ESN, NSNPolímeros que recubren urea
NH3
0.0 0.3
1.52.0
2.53.1
0.0
1.2
2.33.2
5.0
7.4
0.00.6
1.6 1.82.7
3.4
0.0
1.2
2.5
6.8
11.8
19.0
0.00.7
1.42.3
3.0
4.7
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 1 3 5 7 9
kg
/ha
de
N d
e N
H3
vo
lati
liza
do
Días desde la aplicación del fertilizante
Testigo
N60-Urea
N60-Urea + NBPT
N120-Urea
N120-Urea + NBPT
MAIZ de 1a: Pérdidas por volatilizacion de amoniaco con y sin aplicación de inhibidor de la ureasa
Fuente: G. Ferraris et al. (2009) ‐ EEA INTA Pergamino – Campaña 2008/09
MAIZ de 1a: Rendimiento con y sin aplicación de inhibidor de la ureasa
Fuente: G. Ferraris et al. (2009) ‐ EEA INTA Pergamino – Campaña 2008/09
6927
8381
9166
9623
10368
6000
7000
8000
9000
10000
11000
Testigo N60-Urea N120-Urea N60-Urea+NBPT
N120-Urea + NBPT
Re
nd
imie
nto
de
gra
no
s (
kg
/ha
)
Fósforo
• Fotosíntesis y respiración
• Transferencia y almacenamiento de energía
• 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
Funciones en las plantas
Sin P Con P
Respuesta a P en SojaPedra Petra (MT, Brasil)
Foto: Martín Díaz Zorita
Testigo sin fertilizar
80 kg 0-46-0 en línea
100 kg 0-20-20 pre-siembra +80 kg 0-46-0 en línea
100 kg 0-20-20 pre-siembra
Deficiencias deFósforo
Trigo
Maíz
Arroz
10
Fósforo
• Fotosíntesis y respiración: Componente de enzimas y NADP
• 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
Funciones en las plantasLas deficiencias de fósforo
Disminuyen el crecimiento de los cultivos al afectar el desarrollo y la expansión foliar, y la 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)
REQUERIMIENTOS DE P, EXTRACCION POR EL GRANO E INDICE DE COSECHA DE P PARA TRIGO, MAIZ, GIRASOL Y SOJA
Berardo y col. - Unidad Integrada EEA INTA - FCA Balcarce
Cultivo Requerimientos Indice decosecha
Extracción engrano
kg P / ton % kg P / tonTrigo 3-4 75-80 2.5-3
Maíz 3-4 75-80 2.5-3
Soja 6-7 75-80 4.5-6
Girasol 7-9 50-55 3.5-4.5
Maíz: Concentración de P en grano
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0 3000 6000 9000 12000 15000
Rendimiento (kg/ha)
Con
cent
raci
ón d
e P
en
gran
o (%
)Con P (37 kg/ha)Sin P
Rendimiento promedio 8888 kg/ha; Concentración de P promedio 0.29%n = 64
Ensayos Red de Nutrición CREA Sur de Santa Fe 2000/01
Maíz: Absorción de PFontanetto y Darwich (1995) – EEA INTA/FCA Balcarce
0
10
20
30
40
50
0 20 40 60 80 100 120 140
Días desde la siembra
P a
bsor
bido
(kg
P/h
a) TestigoFertilizado
V8 R1
R6
Fertilización con 21 kg/ha de P como superfosfato triple
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
1 0000
S R 1 -2 R 5 M . F .
E s tad o fen o ló g ico
Ma
teri
a s
ec
a (
kg
ha
-1)
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
P A
bs
orb
ido
(k
g h
a-1
)
M S T
M S P 2 2
P Ab s T
P Ab s P 22
P s = 9 .4 p p m
0
100 0
200 0
300 0
400 0
500 0
600 0
700 0
800 0
900 0
1000 0
S R 1 -2 R 5 M . F .
E s ta d o fen o ló g ico
Ma
teri
a s
ec
a (
kg
ha
-1)
0
10
20
30
40
50
P A
bs
orb
ido
(k
g h
a-1
)
M S T
M S P 2 2
P Ab s T
P Ab s P 22
P s = 15.4 p p m
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
1 0000
S R 1 -2 R 5 M . F .
E s tad o fen o ló g ico
Ma
teri
a s
ec
a (
kg
ha
-1)
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
P A
bs
orb
ido
(k
g h
a-1
)
M S T
M S P 2 2
P Ab s T
P Ab s P 22
P s = 9 .4 p p m
0
100 0
200 0
300 0
400 0
500 0
600 0
700 0
800 0
900 0
1000 0
S R 1 -2 R 5 M . F .
E s ta d o fen o ló g ico
Ma
teri
a s
ec
a (
kg
ha
-1)
0
10
20
30
40
50
P A
bs
orb
ido
(k
g h
a-1
)
M S T
M S P 2 2
P Ab s T
P Ab s P 22
P s = 15.4 p p m
SOJA: ACUMULACION DE MATERIA SECA Y ABSORCION DE P SIN Y CON FERTILIZACION FOSFATADA
Berardo y col., 1999/2000. EEA INTA-FCA Balcarce
Dosis de P de 22 kg/ha
Ps 9 ppm Ps 15 ppm
11
El Ciclo del Fósforo
Estiércol animal
y biosólidosFertilizantes
Cosecha
Escurrimiento yerosión
Lavado
Fósforo orgánico• Biomasa microbiana• Residuos vegetales• Humus
MineralesPrimarios(apatita)
Residuos de las plantas
Absorción
P en solución del suelo• HPO4
-2
• H2PO4-1
CompuestosSecundarios
(CaP, FeP, AlP, MnP)
Superficies de minerales
(arcillas, óxidos deFe y Al )
EntradaComponente Pérdida
¿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)
• Un cultivo creciendo activamente puede utilizar todo el P de la solución del suelo dos veces en un día.
• La habilidad del suelo de mantener un abastecimiento de P para las plantas es el factor de importancia.
Solución del suelo
Formas iónicas de ortofosfato en solución según el pH
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6 8 10 12 14
pH
Fra
cció
n m
olar
del
P to
tal e
n so
luci
ón (
%) H3PO4
o H2PO4-
HPO4-2 PO4
-3
El fósforo sobre las superficies de los coloides del suelo
P Precipitado
P Adsorbido
H2PO4-
HPO42-
P SoluciónP Labil
P No labil
Adsorción de Fósforo
Superficie de óxido de Fe
Difusión Intercambio de ligandos
Oxígeno
HidrogenoFósforo
Mecanismos de sorción de P en la superficie de óxidos de Fe y Al
Complejos mono (1), y bidentados (2) y binucleares (3)
O
O
O
O
OH
P
A
A
O
O
O
O
OH
P
A
A
A
A
O
O
O
OH
PO
A
A
O
O
O
OH
PO
A
A
O
OH
O
OHP
O OH
A
A
O
OH
O
OHP
O OH
(1) (2) (3)
Adaptado de Fixen y Grove (1990)
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2 3 4 5 6 7 8 9
pH
p H
2P
O4
CaHPO4.2H2O(Fosfato dicálcico dihidratado)
Ca8H2(PO4)6.5H2O(Fosfato octocálcico)
Ca5(PO4)3(OH)(Hidroxiapatita)
Ca5(PO4)3F (Fluorapatita)
FePO4.2H2O (Estrengita)
AlPO4.2H2O (Variscita)
Isotermas de solubilidad de minerales fosfatados según el pH
Elaborado a partir de Lindsay (1979)
Factores que afectan la respuesta y absorción de P(Munson y Murphy, 1986)
Del suelo
Físicos Textura, Aireación, Compactación, Temperatura, Humedad
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
Métodos de análisis para P(Extractantes)
Adaptado de Sims, 2000
Análisis Composición del extractante Comentarios Fuente
Bray 1 0.03 M NH4F + 0.025 M HCl Extractante para P en suelosácidos
Bray y Kurtz, 1945
Olsen 0.5 M NaHCO3 – pH 8.5 Extractante para suelos alcalinos,también en suelos neutros a
ácidos.
Olsen et al., 1954
Mehlich 1 0.05 M HCl + 0.0125 M H2SO4 Extractante multinutriente parasuelos ácidos
Mehlich, 1953
Mehlich 3 0.2 M CH3COOH + 0.25 MNH4NO3 + 0.015 NH4F + 0.013 MHNO3 + 0.001 M EDTA – pH 2.5
Extractante multinutriente para unrango amplio de suelos.
Correlaciona con Bray 1, Mehlich1 y Olsen.
Mehlich, 1984
AB-DTPA NH4HCO3 + DTPA – pH 7.5 Extractante multinutriente parasuelos alcalinos.
Soltanpour y Schwab, 1977
Morgan y Morgan modificado Morgan: 0.7 M NaC2H3O2 + 0.54M CH3COOH – pH 4.8
Modificado: 0.62 M NH4OH + 1.25M CH3COOH – pH 4.8
Extractante multinutrienteutilizado en el noreste de EEUUpara suelos ácidos. No adaptado
a suelos calcáreos.
Morgan, 1941
Egner 0.01 M lactato de Ca + 0.02 MHClO 0.10 M lactato de Ca + HOAc –
pH 3.75
Extractante multinutrienteutilizado en Europa
Egner et al., 1960
Métodos alternativos de análisis para P(Métodos “Sink”)
• Resinas de intercambio aniónico: Resinas saturadas con HCl; realación suelo:resina 1:1; 10-100 mL agua por 16-24 horas (Raij et al., 1986; Kuo, 1996)
• Membranas de intercambio iónico: Facilitan la separación de la resina del suelo (Qian et al., 1992)
• Papel impregnado en óxido de hierro (Sharpley et al., 1993)
y = 0.1733x-0.7064 R2 = 0.96
0,00
0,04
0,08
0,12
0,16
0,20
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9Tiempo(años)
dP
-Bra
y /
dP
i
Trigo-Trigo
Trigo-Girasol
P Bray/Pi 0.173 0.106 0.080 0.065 0.056 0.049 0.044 0.040Pi/P Bray 5.8 9.4 12.5 15.4 18.0 20.5 22.8 25.1
y = 0.1733x-0.7064 R2 = 0.96
0,00
0,04
0,08
0,12
0,16
0,20
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9Tiempo(años)
dP
-Bra
y /
dP
i
Trigo-Trigo
Trigo-Girasol
P Bray/Pi 0.173 0.106 0.080 0.065 0.056 0.049 0.044 0.040Pi/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 PPi/P Bray = kg ha-1 de P aplicados para el incremento de 1 mg kg-1 de P BrayP Bray/Pi = incremento de P Bray (mg kg-1) por el agregado de 1 kg ha-1 de PPi/P Bray = kg ha-1 de P aplicados para el incremento de 1 mg kg-1 de P Bray
EVOLUCION DEL P RESIDUAL A TRAVES DE LOS AÑOSBerardo y Grattone, 2000
13
Deficiencias de K en maíz y soja en el oeste de Uruguay
Deficiencias de Potasio
Deficiencias de K en soja
Potasio
Caña de azucar Soja
BananoPalma aceitera
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
Mejora la resistencia a sequía
Potasio en Trigo
Aumenta la resistencia a enfermedades
Disminuye el efecto de vuelco
Mejora la resistencia a sequía
Incrementa los rendimientos
Relaciones hídricas
Síntesis de proteínas
Elongación celular
Transporte floemático
Fotosintesis
Activación de enzimas
Control y resistencia al stress
K
Rol del K en las plantas
Cakmak, 2004
14
El potasio en las plantas y cultivos• No forma compuestos estructurales, existe como K+• Regula la fuerza iónica de las soluciones• Involucrado en la actividad de mas de 80 enzimas• 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 proteinas• 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)
• Mejora la calidad: Aceite y proteina en soja, panificacion en trigo, micronaire y resistencia de fibras en algodon, tamaño, color , solidos solubles y vitamina C en citrus, maduracion uniforme en uvas.
K: Resistencia a enfermedades
• La adecuada nutrición potásica disminuye la susceptibilidad de las plantas a enfermedades severas (parásitos obligados o facultativos)
• En plantas deficientes, la síntesis de compuestos orgánicos de alto peso molecular (proteínas, almidón, celulosa) es afectado y se acumulan compuestos de bajo peso molecular (azucares, aminoácidos)
• Ejemplos: Royas, mildiu, manchas foliares, podredumbres, manchas y podredumbres bacterianas
• Putrescina en uvas en Chile (Ruiz and Sadzawka, 2005)
Marschner, 1995
Efecto del nitrógeno y el potasio en la expresión de enfermedades
Nivel de N Nivel de K
Alto Bajo Alto Bajo Biotróficos
Royas +++ + + ++++Mildius +++ + + ++++
Necrotróficos Drechslera + +++ + ++++Fusarium + +++ + ++++
Fuente: Carmona, 2011
Enfermedades de Soja y Potasio
Fuente: Clover, Mallarino, Mueller, 2008
Categoria de K Disponible
Bajo Optimo Alto MA
Inci
de
nci
a d
e la
En
ferm
ed
ad
(%
)
0
10
20
30
40
50
Categoria de K Disponible
Bajo Optimo Alto MA0
20
40
60
80
100
Sin KCon K
Sin KCon K
Frog eye leaf spot (Cercospora sojina) Leaf spot (Cercospora kukuchii)
PotasioRequerimientos de los cultivos
Cultivo Producción Cantidad de K2Oabsorbido
toneladas kgAlfalfa 18 538Arroz 6.0 130
Bananas 40 1000Café 1.5 130
Festuca 10 265Maíz 10 200Maní 2.0 92Papa 40 310Soja 4 200
Tomates 50 286Trigo 6 180
PotasioRequerimientos de los cultivos
Cultivo Absorción Indice de Cosecha
Extracción
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 - -
15
Los coloides cargados negativamente atraen a los cationes
K+
Ca++
Na+
Ca++
H+
Mg++
-
---
- -
---
Coloide del Suelo(arcillas, humus)
CIC y contenido de arcilla o arena
CIC = 32.94 - 0.326 Arena
R 2 = 0.928
0
5
10
15
20
25
30
0 20 40 60 80 100
Arena (%)
CIC
(cm
ol/k
g)
CIC = 2.85 + 0.726 Arcilla
R 2 = 0.913
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Arcilla (%)
CIC
(cm
ol/k
g)
Establecimiento El OscuroPerugorria (Corrientes, Argentina)
Ciclo del potasio en ecosistemas agrícolas(Adaptado de Havlin et al., 1999)
K orgánico
Fijación
Residuos
Fertilizantes,Abonos
orgánicos
K en solución
Absorción
K intercambiableK no intercambiable
Lavado
Liberación
K mineral (Feldespatos,
micas)
Meteorización
1-10 ppm
40-800 ppm
50-750 ppm
5000-25000 ppm K total en suelos: 0.5-2.5% (5000-25000 ppm)
Cosecha
Escurrimiento,Erosión
KFactores que afectan la disponibilidad y absorción
de potasio
Del suelo
• Clase y contenido de arcillas• Capacidad de intercambio catiónico• Nivel de K intercambiable• Capacidad de fijación de K• K en subsuelo• Temperatura y humedad• Aireación• pH• Competencia con Ca y Mg
Del cultivo
• Capacidad de intercambio catiónico de raíces
• Cultivo y sistema radicular• Especie, Híbrido o variedad
• Densidad de plantas• Nivel de rendimiento
Prácticas de manejo y Fertilización
• Uso de N, P y otros nutrientes
• Ubicación del K• Labranzas• Drenaje
Potasio en la solución de suelo (Ks)
Está inmediatamente disponible y puede ser absorbido por las plantas en forma 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)
El K de la solución más el Ki es denominado "Potasio disponible“ Es el medido en los análisis para evaluar la fertilidad del suelo.
K+ en solución del suelo K+ intercambiable(inmediatamente disponible)
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
16
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".
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 ArcillasLa reserva de Ki y no-intercambiable depende fundamentalmente de la cantidad y calidad de
arcillas presentes en el suelo
Rich, 1968
• El K en solución es la fuente inmediata de K para las plantas;
• La reposición que mantiene su nivel estable es en primer lugar, 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
Velocidad de reposición
(rápida) ( lenta) (muy lenta)
K+ en Solución Ki K no intercambiable K mineral
Disponible Reserva
Equilibrio entre el potasio intercambiable y no-intercambiables
Las raíces de las plantas en crecimiento, producen una rápida disminución en la concentración de K de la solución del suelo cercana a ellas.
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
Dinámica de la liberación potásica
Diagnóstico de la fertilización potásicaAnálisis de suelos
El diagnóstico de necesidades de K presenta dos fases 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 suelosMétodos de determinación de K
Para determinar la disponibilidad actual
Método del Cloruro de Calcio (0,01 M), estima el 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, estima el Ki+Ks
Para evaluar la disponibilidad futura de K
Método del ácido nítrico en ebullición (1M) (K no intercambiable)
17
Deficiencia de S en Trigo
Deficiencia de Azufre en SojaDon Osvaldo – Camilo Aldao, Córdoba – 2006/07
Síntomas de deficiencia de azufre
Funciones del Azufre en las Plantas
Esencial para la formación de proteínas• Constituyente de aminoácidos esenciales
• Componente de enzimas, coenzima A, tiamina, biotina
Requerido para la formación de clorofila
Participa en la formación de componentes de aceites (glucósidos y glucosinolatos) y en la síntesis de vitaminas
Importante en la fijación de N por leguminosas
Número de Nódulos y Producción Inicial de Alfalfa en el Oeste Bonaerense
Promedio de dos sitiosDiaz Zorita y Fernandez Canigia, INTA Gral. Villegas, 1998
Número de Nódulos y Producción Inicial de Alfalfa en el Oeste Bonaerense
Promedio de dos sitiosDiaz Zorita y Fernandez Canigia, INTA Gral. Villegas, 1998
0123456789
Testigo 23 N 46 N 11 N + 12 S
21 N + 24 S
Nó
du
los
(Nro
./p
lan
ta)
0
200
400
600
800
Mat
eria
Sec
a (k
g-h
a)
Nódulos
Materia Seca
El ciclo de
Azufre
Materiaorgánicadel suelo
Azufreatmosférico
S
SulfatoH2S
Reducciónpor bacteria
Pérdidas por lavado
Absorciónpor la planta
Remoción por el cultivo
Residuos deplantas y animales
Fertilizantesque contienenazufre
Oxidación por las bacterias
Asimilación por las bacterias(inmovilización)
18
Requerimientos de azufre de cultivos de grano*
Cultivo Rendimiento Absorción de S Extracción de S
ton kg kgAlfalfa 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
Situaciones de deficiencia de azufre• Suelos con bajo contenido de materia
orgánica, suelos arenosos• Sistemas de cultivo mas intensivos,
disminución del contenido de materia orgánica
•Caracterización del ambiente•Nivel crítico de 10 ppm de S-sulfatos (en algunas situaciones)•Balances de S en el sistema
Diagnóstico de deficiencia de azufre
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 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
Residualidad de S aplicado en Soja sobre Maíz del año siguiente
Fontanetto y col. – EEA INTA Rafaela (2001/02)
6850
9860 10
625
1124
0
1220
0
7224
1050
0
1065
5 1192
7
1218
9
5000
7000
9000
11000
13000
Testigo N56 S0 N56 S15 N114 S0 N114 S15
Ren
dim
ient
o de
maí
z (k
g/ha
)
Sin S en Soja PreviaCon S en Soja Previa
Respuesta residual a S
374 640 68730 -11
Todas las parcelas con P20
Calcio y Magnesio
Cultivo Calcio Magnesio
Absorción Indice de Cosecha
Extracción Absorción Indice de Cosecha
Extracción
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
Requerimientos de los cultivos
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 de paredes y membranas celulares (estructura y 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 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
19
Deficiencia de calcio
en remolacha
La deficiencia de calcio es común en cultivos como el maní y
hortalizas
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 MagnesioHojas viejas con clorosis entre las nervaduras
Deficiencia de Magnesio
Hojas viejas con bandas amarillentas o cloróticas entre nervaduras verdes
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 y yeso en zonas áridas
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
20
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 bloedita en climas áridos.
Ciclo similar al de K
Factores que afectan la disponibilidad:
1. Disponibilidad total de Mg
2. pH
3. CIC
4. Saturación de Mg: del 4-20%; no menor del 10%
5. Tipo de coloides
6. Relación con otros cationes
Magnesio en el suelo
La mayoría de las deficiencias de Mg ocurren en suelos de textura “gruesa” (arenosos) y 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 cmol/kg)
Competencia de K con Mg
0
0.1
0.2
0.3
0 150 300 450 600
K applied, lb K2O/A
Tis
su
e M
g,
%
Burmester et al., 1991 (AL)
Concentraciones de Mg en alfalfa
Competencia de K con Ca
0
0.4
0.8
1.2
1.6
0 150 300 450 600
K applied, lb K2O/A
Tis
su
e C
a,
%
Burmester et al., 1991 (AL)
Concentraciones de Ca en alfalfa
Disponibilidad de cationes en el sueloRelaciones
Porcentaje de saturación de la CIC Ca 50-70%Mg 10-15%K 5%
Relaciones Ca/Mg < 10-15K/Mg < 2-5
Relación ideal K:Mg:Ca 01:03:09 a 01:05:25
(Vitti, 2002)
(Havlin et al., 1999)
21
Equivalencias para cationes
Catiónmg/kg por 1 cmol/kg
(1)
kg/ha en 0-20 cm
(2)
Ca 200 400
Mg 120 240
K 390 780
(1) 1 mg/kg es equivalente a 1 ppm, y 1 cmol/kg es equivalente a 1 meq/100g
(2) Considerando una densidad aparente de 1 Mg/m3 (o 1 g/cm3)
Análisis de suelosMétodos de determinación de K, Ca y Mg
Método de Acetato de amonio (pH 7, 1M), el más utilizado para K, Ca y Mg intercambiables
Extracción con bicarbonato de amonio + DTPA (zonas áridas)
Mehlich I y III
Morgan y Morgan modificado
Resinas de intercambio iónico
Electroultrafiltración (EUF)
Trigo afectado por bajo pH y alta concentración de Aluminio
Fuente: Ruiz-Diaz y Waldschmidt (KSU), 2011
Suelo de pH 4.6
• La toxicidad por Al comienza con pH menores de 5.0 y niveles de Al extractable superiores a 25 ppm.
• Los síntomas de toxicidad por Al incluyen pobre macollaje, y a veces coloraciones purpuras. Las hojas viejas parecen como marchitas. Las plantas también muestras síntomas de marchitamiento aun con buenas condiciones de humedad y de N
Método de la saturación por bases
PRNT
TSBSBhatNC
)().( 121
ENCALADO
NC = Necesidad de CAL en t/ha para la capa de 0-20cm.SB1 = Saturación por bases actual del sueloSB2 = Saturación por bases deseada para el cultivoT = Capacidad de intercambio catiónica potencial del suelo en cmolc/dm3 o meq/100cm3 de sueloPRNT = Poder relativo de neutralización total del calcáreo (%)
Corrección de suelos alcalinos y salinos/alcalinos
• No es fácil ni rápido,• Se debe identificar y corregir las causas del exceso o
acumulación de sal y sodio• Establecer el drenaje interno del suelo• El exceso de sodio debe ser reemplazado
• Agregar yeso (sulfato de calcio)– Se disuelve lentamente y el calcio reemplaza al sodio en el complejo de
intercambio, y el sodio es lixiviado de la zona radicular
– La aplicación de yeso es efectiva sólo en suelos sódicos, no así en suelos salinos
• Acido sulfúrico y Azufre elemental puede solamente utilizarse para corregir suelos alcalinos si contienen carbonato de calcio libre
– El azufre elemental se convierte en ácido sulfúrico por los microorganismos del suelo, el cual reacciona con el carbonato de calcio y forma sulfato de calcio
• Enmiendas para suelos alcalinos
• Los suelos alcalinos son tratados con aplicaciones de yeso. La cantidad de producto a aplicar está directamente relacionada con la cantidad de Na que debe ser desplazado y se podría calcular de la siguiente manera:
Ca de yeso a aplicar (cmolc / kg) = CIC (PSI inicial – PSI final)100
• El valor de PSI final, es el que uno desea alcanzar con posterioridad de la aplicación de la práctica de manejo de corrección, considerado comúnmente en el valor 10.
Corrección de suelos alcalinos Aplicación de Yeso
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Ejemplo, para un suelo de PSI inicial = 30 y CIC = 25 cmolc/kg
Ca de yeso (cmolc/kg) = 25 * (30‐10) = 5 cmolc/kg100
1 cmolc de Ca de yeso = 870 mg de yeso (22‐23% Ca)
• Considerando una profundidad de corrección de 20 cm., en una ha de superficie, el Pesode la Capa Arable (PCA) seria:
PCA = Profundidad (m) * Superficie (m2) * Densidad (ton/m3)= 2600 ton/ha
La cantidad de yeso teórica requerida para esta profundidad:
Requerimiento de yeso (ton/ha)=Ca de yeso requerido (cmolc/kg) * PCA (ton/ha)* 870 cmol/kg yeso*10‐6 = 11.3 tn/ha
• Se debe tener en cuenta que en términos generales, el yeso no es 100% puro, o seapresenta impurezas y la eficiencia de reemplazo de Na (sodio) por Ca no es del 100%. Se hademostrado que en términos generales, la eficiencia del yeso es sólo de 60‐75% en elreemplazo del Na intercambiable, por lo cual se debería tener en consideración estosaspectos para realizar el ajuste conveniente en cada situación.
Acumular materia seca en el lote reduce el impacto de salinidad y sodicidad
MicronutrientesDeficiencias y Requerimientos de Cultivos Extensivos
Fernando O. GarcíaIPNI Cono [email protected]
Funciones esenciales de los micronutrientes en las plantas
Fuente: Adaptado de Alloway (2008)
Micronutriente Funciones
BoroMetabolismo y transporte de carbohidratos; síntesis de pared celular y
lignificación; integridad de membranas; alargamiento de raíz; síntesis de ADN; formación de polen y polinización
Cloro Fotosíntesis; compensación de cargas y osmoregulación; actividad enzimática
Cobre Constituyente de numerosas enzimas con roles en fotosíntesis, respiración, metabolismo de carbohidratos y proteínas, lignificación y formación de polen
Hierro Constituyente de citocromos y metaloenzimas; roles en fotosíntesis, fijación simbiótica de N, metabolismo de N y reacciones redox
Manganeso Fotolisis de agua en cloroplastos; regulación de actividad enzimática; protección contra daño oxidativo de membranas
Molibdeno Fijación simbiótica de N; constituyente de enzimas
Níquel Constituyente de enzima ureasa; rol en asimilación de N
ZincConstituyente de numerosas enzimas con roles en síntesis de carbohidratos y
proteínas; mantenimiento de integridad de membranas; regulación de síntesis de auxinas y de formación de polen
Alfalfas deficientes en B presentan muerte de brotesde crecimiento, forma de roseta, amarillamiento dehojas jóvenes y brotes terminales, pobre floración
y desarrollo de semillas.
Deficiencia de Boro en Alfalfa
BORO en GIRASOL
Foto M. Díaz Zorita
BORO en GIRASOL
Foto M. Díaz ZoritaBoro en canola (Foto IPNI)
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Cloro en Trigo
Deficiencias de Cu CebadaTrigo
Deficiencia de Fe Deficiencia de Fe
Deficiencia de HierroClorosis de hojas nuevas
con nervaduras mas oscuras
Deficiencia de HierroClorosis de hojas nuevas
con nervaduras mas oscuras
Deficiencia de Manganeso
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Deficiencia de Mn Deficiencia de molibdeno
Citricos: manchas amarillas
entre nervaduras (original:
CATI)
Soja: clorosis generalizada
reflejando deficiencia de N
(Original: Borkert et al., 1994)
Fuente: WOOD et al. (2004) Fuente: RUTER (2005)
Pecan Abedul
Deficiencia de Ni en campo
Deficiencia de Zinc en MaízInternudos cortos, ápice de crecimiento blanquecino,
hojas nuevas pequeñas con estrías blancas y tonos rojos
+Zn -Zn
Foto: Ernesto Caracoche (ASP) – Herrera Vega (Bs. As.)
Deficiencia de Zinc en MaízInternudos cortos, ápice de crecimiento blanquecino,
hojas nuevas pequeñas con estrías blancas y tonos rojos
Deficiencia de Zinc
Hojas nuevas angostas conmanchas grandes de color ferroso
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Sensibilidad relativa de distintos cultivos a deficiencias de micronutrientes
Fuente: Adaptado de Alloway (2008)
Cultivo B Cu Fe Mn Mo Zn
Alfalfa Alta Alta MediaMedia a
bajaMedia Baja
Cebada BajaMedia a
altaAlta a media
Media Baja Media
MaízBaja a media
Media Media Baja Baja Alta
Papa Baja Baja - Alta Baja Media
Canola/Raps Alta Baja - - - -
Sorgo Baja Media AltaAlta a media
BajaAlta a media
Soja Baja Baja Alta Alta Media Media
Remolacha azucarera
Alta Media AltaMadia a
altamedia Media
Trigo Baja AltaMedia a
bajaAlta Baja Baja
Remoción de micronutrientes en la porción cosechada
Cultivo, rendimiento
B Cu Fe Mn Mo Zn
---------------------------------------- g/ha ----------------------------------------
Alfalfa, 12 t/ha 600 120 1200 600 24 830
Arroz, 3 t/ha 6 10 141 52 0.3 30
Maíz, 9 t/ha 40 20 100 50 5 170
Soja, 2.4 t/ha 58 34 275 102 11 102
Trigo, 3 t/ha 400 30 - 90 - 40
Fuente: Malavolta et al. (1997) e IFSM-PPI (1995)
Tipos de suelos y propiedades asociadas con deficiencias de micronutrientes
Fuente: Adaptado de Alloway (2008)
Tipo/propiedades de los suelos Deficiencia de micronutrientes
Suelos arenosos y fuertemente lavados B, Cl, Cu, Fe. Mn, Mo, Ni, Zn
Altas concentraciones de MO (>10%) Cu, Mn, Zn
Alto pH (>7) B, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn
Alto CaCO3 (>15%), suelos calcáreos B, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn
Suelos recientemente encalados B, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn
Alto contenido de sales Cu, Fe, Mn, Zn
Suelos ácidos Cu, Mo, Zn
Gleys Zn
Alto contenido de arcillas Cu, Mn, Zn
Fuente: Malavolta (1992)
Efecto del pH en la disponibilidad
3
4
5
6
7
8
9
B Cl Cu Fe Mn Mo Zn
Rango de pH para una óptima disponibilidad de micronutrientes
No
afec
tad
o
Micronutrientes y calidad de los productos agrícolas
Fuente: ALLEN et al. (2006); HOTZ y BROWN (2004); COMBS JUNIOR (2001); WELCH (2008)
FAO (2008): El hambre volvió a aumentar en el
mundo
Desnutrición (deficiencia)
Fe: 2 billones de personas
Zn: 1/5 de la población podría presentar carencias de
Zn
Se: 0,5 a 1,0 de personas