NUTRIENTES SECUNDARIOS: CALCIO, AZUFRE Y MAGNESIONUTRIENTES ESENCIALES PARA LA PLANTAEl calcio (Ca), el azufre (S) y el magnesio (Mg) se denominan nutrientes secundarios, pero esto no significa que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas. Estos elementos son tan

importantes para la nutricin de las plantas como lo son los nutrientes primarios, a pesar de que las plantas los requieren en menores cantidades. Muchos cultivos contienen tanto azufre (S) como fsforo (P), y en ocasiones an ms. Las deficiencias de los nutrientes secundarios pueden afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los nutrientes primarios. La siguiente tabla muestra las cantidades de Calcio, Magnesio y Azufre presente en varios cultivos.

Absorcin de calcio, magnesio y azufre por diversos cultivos Rendimiento Cultivo Alfalfa Algodn Arroz Maz Man Naranjas Pasto Bermuda Sorgo Soya Tomate Trigo 20 9 4 90 4 65 67 29 33 18 32 45 27 40 20 55 44 22 60 17 toneladas 20 1 8 10 4 60 Kilogramos en todo el cultivo Calcio 218 14 23 43 20 90 Magnesio 50 23 16 58 25 25 Azufre 50 20 14 30 21 (n.d.)

Un estudio conducido en 104 suelos de 13 provincias de China, en la dcada de 1980, determin la existencia de deficiencias de Ca, Mg y S en 18, 14 y 23 % de esos suelos, respectivamente. El rendimiento de materia seca fue del 36 al 50 % menor cuando no se aadi Calcio, Magnesio y Azufre a estos suelos

Estudio del contenido de nutrientes en 104 suelos de 13 provincias de China Porcentaje Rango de Media de Tratamiento de suelos deficientes Sin Calcio (Ca) Sin magnesio (Mg) Sin azufre (S) 14 23 34-90 42-92 74 72 18 rendimiento relativo % 2-85 rendimiento En porcentaje 50

CALCIO (Ca)PAPEL DEL CALCIO EN LA PLANTAEl calcio es absorbido por las plantas en forma del catin Ca++. Una vez dentro de la planta, el Ca funciona de varias formas, incluyendo las siguientes

Estimula el desarrollo de las races y de las hojas.

Forma compuestos que son parte de las paredes celulares. Esto fortalece la estructura de la planta.

Ayuda a reducir el nitrato (NO3 ) en la planta.

Ayuda a activar varios sistemas de enzimas.

Ayuda a neutralizar los cidos orgnicos en la planta.

Es esencial para el desarrollo del grano de man.

Influye directamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (carbonato de calcio). Esto reduce la solubilidad y toxicidad del manganeso (Mn), cobre (Cu) y aluminio (Al).

Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las races y estimula la actividad microbiana, la disponibilidad del molibdeno (Mo) y la absorcin de otros nutrientes.

Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de nitrgeno.

SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTAUn sntoma comn de la deficiencia de Ca es un pobre crecimientote de las races. Las races con

deficiencia de calcio se tornan negras y se pudren. Las hojas jvenes y otros tejidos nuevos desarrollan sntomas debido a que el Ca no se trasloca dentro de la planta. Los tejidos nuevos necesitan calcio para la formacin de sus paredes celulares, por lo tanto deficiencia de calcio causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos. En casos severos, los puntos de crecimiento mueren.

Las deficiencias de calcio casi nunca se muestran en el campo, debido a que los efectos de condiciones secundarias, como una acidez alta, limitan primero el crecimiento de la planta. Las deficiencias que ocurren, son ms notorias comnmente en los cultivos de man y varios tipos de hortalizas.

CALCIO EN EL SUELOLa cantidad total de calcio en el suelo flucta entre 0.1 hasta alrededor de 25 %. Los suelos ridos y calcreos contienen los niveles ms altos de calcio. Los suelos viejos de los trpicos contienen muy poco calcio y tienen un valor de pH muy bajo. Los suelos arcillosos contienen ms calcio que los suelos arenosos.

Debido a que el calcio existe como un catin, este nutriente est gobernado por los fenmenos del intercambio catinico al igual que los otros cationes y se mantiene adherido como Ca+ + intercambiable en la superficie de los coloides cargados negativamente. Generalmente es el catin dominante en el suelo, an a valores de pH bajos, y ocupa normalmente el 70 % o ms de los sitios en el complejo de intercambio. Al igual que otros cationes, el calcio tambin est presente en la solucin del suelo. El calcio es parte de la estructura de varios minerales del suelo como la dolomita, calcita, apatita y feldespatos. En realidad estos minerales son las fuentes principales de calcio en el suelo.

FUENTES DE CALCIOEl calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes. Si se considera que la mayora de los suelos que tienen deficiencia de Ca son cidos, un buen programa de encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera ms eficiente. La calcita y la dolomita son excelentes fuentes de calcio. El sulfato de calcio puede tambin suministrar calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal, pero que al mismo tiempo sea deficiente en calcio (este caso no es muy frecuente). Tambin se puede aadir calcio al suelo mediante la aplicacin de superfosfato simple que

contiene 50 % de sulfato de calcio y el superfosfato triple que contiene calcio pero en menor cantidad. Algunas fuentes comunes de calcio se presentan en la siguiente tabla.

Fuentes comunes de calcio Contenido de Calcio Material Calcita Dolomita Escorias industriales Sulfato de calcio Gredas Cal Hidratada Cal viva 29 22 24 46 60 50 70 Ninguno 15 85 120 135 150 175 % 32 22 Valor neutralizante % 85 100 95- 100

Se debe tener precaucin cuando se usan fuentes de calcio diferentes a la calcita y a la dolomita. Por ejemplo un exceso de cal hidratada o de cal viva puede esterilizar parcialmente el suelo. El aadir grandes cantidades de calcio (Ca) y magnesio (Mg) a suelos con deficiencia de potasio (K), o el aadir calcio a suelos deficientes en magnesio (Mg), puede causar un desbalance nutricional y un pobre crecimiento del cultivo. Se

deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo.

AZUFRE (S)PAPEL DEL AZUFRE EN LAS PLANTAS

A diferencia del calcio (Ca) y el magnesio (Mg) que son absorbidos por plantas como cationes (carga positiva), el azufre (S) es absorbido principalmente como anin sulfato (SO4=). Tambin puede entrar por las hojas como dixido de azufre (SO2) presente en el aire. El azufre (S) es parte de cada clula viviente y forma parte de dos de los 21 amino cidos que forman las protenas. Otras funciones del azufre (S) en la planta se describen a continuacin:

Ayuda a desarrollar enzimas y vitaminas.

Promueve la nodulacin en las leguminosas como la soya.

Ayuda en la produccin de semilla.

Es necesario en la formacin de clorofila a pesar de no ser un constituyente de este compuesto.

Est presente en varios compuestos orgnicos que dan el olor caracterstico al ajo, la mostaza, la cebolla, el tomate.

SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTA

Las plantas que tienen una deficiencia de azufre (S) presentan un color verde plido en las hojas ms jvenes, aun cuando en casos de deficiencia severa toda la planta puede presentar color verde plido y crecimiento lento. Las hojas se arrugan a medida que la deficiencia progresa.

El azufre (S), al igual que el nitrgeno (N), es un constituyente de las protenas, por lo tanto los sntomas de deficiencia son similares a los del nitrgeno (N). Los sntomas de deficiencia de N son ms severos en las hojas viejas debido a que el N es un nutriente mvil que transloca de tejido viejo hacia lugares de

crecimiento nuevo en la planta. El azufre en cambio es inmvil en la planta, por lo tanto, cuando los niveles de S no son adecuados para satisfacer las necesidades de la planta, la deficiencia aparece primero en los sitios de crecimiento nuevo. Esta diferencia en sintomatologa es importante cuando se quiere distinguir cual de los dos nutrientes es limitante, particularmente en etapas tempranas de la deficiencia.

En ciertos cultivos, la deficiencia de azufre produce tallos delgados y hojas enrolladas. Cultivos como la col y la canola desarrollan un color rojizo que primero aparece en el envs de las hojas y en los tallos. En la alfalfa las hojas se tornan ms largas y ms finas y las ramificaciones son reducidas.

AZUFRE Y NITROGENO: LA CLAVE PARA UNA MAYOR PRODUCCION

La necesidad de azufre (S) est muy relacionada con la cantidad de nitrgeno (N) disponible para la planta. Esta estrecha relacin no debe sorprender debido a que ambos nutrientes son constituyentes de las protenas y estn asociados con la formacin de la clorofila. Los datos de la siguiente tabla demuestran como se obtienen mejores rendimientos de maz cuando se aplican nitrgeno (N) y azufre (S).

RESPUESTA DEL MAIZ A LA APLICACIN CONJUNTA DE NITROGENO Y AZUFRE Dosis de -------- Dosis de nitrgeno ( N ), kilogramos x hectrea azufre Kilogramos/ha. 0 84 -----168 Promedio

---------- Rendimiento, toneladas por hectrea ----------0 11 22 4.0 5.0 5.8 8.1 9.0 9.2 9.1 9.6 9.8 7.1 7.9 8.2

El nitrgeno y el azufre se relacionan tambin por el hecho de que el S juega un papel importante en la activacin de la enzima nitrato reductasa, necesaria para la conversin de NO3 a amino cidos en las plantas. Una baja actividad de esta enzima reduce los niveles de protenas solubles, a la vez que incrementa la concentracin de NO3 en los tejidos de las plantas. La acumulacin de altos niveles de NO3 en las plantas, cuando existe una deficiencia de azufre (S), impiden drsticamente la formacin de semilla en cultivos sensibles como la canola Canad). El NO3 (oleaginosa cultivada en acumulado puede tambin ser txico para los animales que consumen forraje con

deficiencia de azufre. Niveles adecuados de S mejoran la utilizacin de magnesio (Mg) por parte de los rumiantes al reducir los niveles de N no proteico ( NO3 ) en los forrajes. Se ha sugerido que la relacin N : S ( nitrgeno total y azufre total ) en las plantas es una buena gua de diagnstico para determinar las deficiencias de S. Se han considerado relaciones de 10 a 1, de 15 a 1, de 7 a 1, de 11 a 1. Sin importar si estas proporciones son vlidas o no, existe una fuerte relacin en nitrgeno y azufre que no puede ser ignorada cuando se evala la eficiencia de los fertilizantes nitrogenados. La siguiente tabla ilustra este hecho al demostrar, en un experimento en un suelo en Arkansas que el pasto bermuda respondi a la fertilizacin con azufre (S) y que la aplicacin de este nutriente tambin increment la eficiencia en el uso del nitrgeno (N), mejorado la rentabilidad potencial y reduciendo la posibilidad de prdida de NO3 por lixiviacin al manto fretico.

Efecto de la aplicacin de azufre (S) en el rendimiento y en la eficiencia del uso de nitrgeno (N) de pasto bermuda ------------ Nitrgeno ---------Dosis de nitrgeno kilogramos/ha. 0 Azufre aplicado No Si 225 No Si 450 No Si Rendimiento Ton / Ha 5.4 5.8 10.3 11.6 11.4 13.7 Absorcin Kilos / Ha 91 99 208 250 264 343 Recuperacin Porcentaje (*) 93 112 59 76 Arkansas, USA

* ( absorcin de N / aplicacin de N ) x 100

AZUFRE EN EL SUELO=

El azufre inorgnico del suelo en la forma como lo toman las plantas ocurre como anin sulfato (SO4 ). Debido a su carga negativa, el no es atrado por las arcillas del suelo y los coloides orgnicos, excepto en ciertas condiciones. Se mantiene en la solucin del suelo y se mueve con el flujo de agua, por lo tanto se puede lixiviar fcilmente. Ciertos suelos acumulan SO4 en el subsuelo que estara disponible para los En regiones ridas, los sulfatos de magnesio (SO4Mg.7H2O), de calcio (=

cultivos de races profundas.

SO4Ca.2H2O ) , de potasio ( SO4K2 ) y de sodio son las formas predominantes de S inorgnico. La mayora del azufre en suelos de regiones hmedas est asociado con la materia orgnica. Transformaciones biolgicas, similares a las del N, producen sulfatos que son disponibles para la planta.

El ciclo del azufre, describe la relacin entre el S atmosfrico, el S proveniente de los fertilizantes y el S del suelo. Un manejo apropiado asegura el uso eficiente del S, con una prdida mnima por lixiviacin o erosin.

El nmero de suelos que presentan deficiencia de S se est incrementando. Existen varios factores para que esto se produzca. Algunos de estos factores son:

Incremento de los rendimientos lo que remueve grandes cantidades de azufre. Incremento del uso de fertilizantes de mayor pureza que contienen poco o nada de S como impureza. Menor contaminacin atmosfrica con S debido al menor uso de combustibles con alto contenido de este elemento . . y mejores tcnicas de remocin del S de los gases producidos. Menor uso de los pesticidas que contienen S. Inmovilizacin de S en la materia orgnica acumulada por el uso de labranza conservacionista. Mayor inters por el uso de S en la produccin de cultivos de altos rendimientos y calidad.

Se recomienda el anlisis foliar y el anlisis de suelo, incluyendo el subsuelo, especialmente en aquellos suelos que se sospecha tienen contenidos marginales o deficientes en S. Otros factores que contribuyen a la potencial deficiencia de S y que deben ser considerados al disear recomendaciones de S, son los siguientes:

Cultivo a sembrarse . . . Los cultivos que producen altas cantidades de forraje, como los hbridos de pasto bermuda y alfalfa, remueven ms S y generalmente responden ms que la mayora de los cultivos de granos.

Textura del suelo . . .La lixiviacin de aniones de sulfato (SO4=) es ms probable en suelos arenosos que en suelos de textura franca o arcillosa. La respuesta de los cultivos al S es ms comn en suelos de textura gruesa.

Materia orgnica . . . Los suelos que contienen menos del 2 % de materia orgnica son los que ms comnmente tienen deficiencia de S, sin embargo, tambin pueden producirse deficiencias en suelos que contienen niveles ms altos de materia orgnica. Cada unidad porcentual de materia orgnica libera aproximadamente 6 kilogramos de azufre (S) por hectrea por ao.

La calidad del agua de irrigacin . . Los lagos y ros contienen mayores niveles de S que los pozos de aguas profundas. Se debe analizar las fuentes de agua para determinar la concentracin de azufre.

FUENTES DE AZUFRE

Se ha mencionado anteriormente que la materia orgnica del suelo es la principal fuente de azufre. Ms del 95 % del S encontrado en el suelo est retenido en la materia orgnica. Otras fuentes naturales incluyen residuos de animales, agua de irrigacin y la atmsfera.

Los residuos de animales contienen niveles de S que varan entre 0,02 hasta aproximadamente 0,3 %. Obviamente, el contenido vara considerablemente dependiendo de la especie, mtodo de almacenamiento y aplicacin, etc.

El dixido de azufre y otros gases atmosfricos se disuelven en la lluvia y pueden contribuir hasta con 22 kg de S por hectrea por ao, y mucho ms en ciertas reas industriales. El agua de irrigacin puede contener niveles de S relativamente altos. Cuando el contenido de sulfato en el agua de irrigacin excede 5 partes por milln (ppm), es virtualmente imposible que ocurra una deficiencia de S. Sin embargo, aplicaciones de arranque en cultivos nuevos pueden ser beneficiosas, debido a la movilidad del S con las lluvias de invierno.

La mayora de las fuentes de S son sulfatos que van de moderadamente a muy solubles en agua. Las formas solubles tambin incluyen los bisulfatos, tiosulfatos y polisulfatos. La fuente insoluble en agua ms importante es el S elemental, que debe primero oxidarse por accin bacteriana para formar sulfato ( SO4= ), para que las plantas puedan utilizarlo. La oxidacin bacteriana del S en el suelo est favorecida por las siguientes condiciones.

Temperatura normal, adecuada humedad y buena aireacin del suelo. Tamao fino de las partculas del S elemental usado.

La siguiente tabla presenta las fuentes ms comunes de S con sus respectivas frmulas qumicas y porcentaje de azufre.

Fuentes comunes de azufre Frmula Contenido de azufre, Material Sulfato de Amonio qumica SO4(NH4 )2 S2O3(NH4 )2 . Tiosulfato de amonio Polisulfato de amonio Sulfato de Potasio Sulfato de Potasio magnesio Azufre elemental Sulfato de calcio Sulfato de magnesio SO4K2 . 2SO4Mg S SO4Ca . 2H2O SO4Mg . 7H2O 22 > 85 12 - 18 14 5H2O (NH4 )2 SX SO4K2 26 40 50 18 % 24

Los sulfatos solubles en agua estn disponibles inmediatamente para la planta y deben ser utilizados cuando se necesite azufre rpidamente. Son comnmente utilizados en fertilizantes slidos, a pesar de que

soluciones de sulfato de amonio son tambin comunes. El tiosulfato de amonio (TSA; 12-0-0-26) es un lquido claro adecuado para formular fertilizantes lquidos o para utilizacin directa en el agua de riego. El tiosulfato de amonio no debe ser colocado directamente en contacto con la semilla. Si se aplica en banda, esta debe ubicarse a 2,5 cm. de la semilla. El polisulfato de amonio (PSA) es un lquido rojo con un fuerte olor a amonio, comnmente aplicado al agua de irrigacin. El S en el PSA debe ser oxidado a sulfato para ser disponible para la planta.

A pesar de que el sulfato de calcio es menos soluble en agua que los otros sulfatos, es una fuente efectiva y barata de S. Los datos de la siguiente tabla indican que con 20 kilos de azufre X hectrea en forma de sulfato de calcio, incrementaron significativamente el rendimiento en Bangladesh.

Efectos de la aplicacin de azufre en forma de SO4Ca . 2H2O en el rendimiento de varios cultivos en Bangladesh Rendimiento, ton / ha. Incremento en Sin Cultivo Trigo Maiz Maiz Papa Camote Arveja Algodn Jute Coliflor Col Cebolla Tabaco Caa de Azcar 100.15 109.98 9.8 azufre 3.50 4.95 5.62 25.78 49.9 0.95 1.81 1.98 13.80 45.10 5.50 2.12 Con 20 kg/ha de azufre 4.69 7.21 7.48 29.02 65.20 1.71 2.08 1.99 33.05 76.03 7.30 2.33 rendimiento (%) 34.0 45.7 33.01 12.6 30.7 80.0 14.9 0.5 139.5 68.6 32.7 9.9

MAGNESIO (Mg)El magnesio (Mg) es absorbido por las plantas como un catin Mg++. Una vez dentro de la planta, el Mg cumple muchas funciones. El Mg es el tomo central de la molcula de la clorofila, por lo tanto est

involucrado activamente en la fotosntesis. El Mg y el N son los nicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la clorofila, y por esta razn, la mayora del Mg en las plantas se encuentra en este compuesto. Las semillas tambin tienen un contenido relativamente alto de Mg, aun cuando los cereales como el maz tienen bajos niveles en sus semillas. El Mg tambin interviene en el metabolismo del fsforo, en la

respiracin y en la activacin de muchos sistemas enzimticos en las plantas.

SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTA

Los sntomas de deficiencia de Mg aparecen primero en las hojas inferiores (hojas viejas), debido a que el Mg se transloca dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven. Las hojas presentan un color amarillento, bronceado o rojizo, mientras que las venas de las hojas permanecen verdes. En el maz se presentan fajas amarillentas a lo largo de las hojas, mientras que las venas permanecen verdes. Las hojas de cultivo como la papa, tomate, soya y col presentan un color amarillo anaranjado con sus venas verdes.

Un desbalance entre Ca y Mg en los suelos de baja CIC puede acentuar la deficiencia de Mg. Cuando la relacin Ca:MG es muy alta en estos suelos, las plantas absorben menos Mg. Esto puede ocurrir cuando se encala solamente con calcita por varios aos consecutivos, suelos relativamente bajos en Mg. La deficiencia de Mg tambin puede acentuarse con la aplicacin de altas dosis de K o por una alta disponibilidad de amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de Mg. MAGNESIO EN EL SUELO El Mg nativo del suelo proviene de la meteorizacin de rocas que contienen minerales como biotita, hornablenda, dolomita y clorita. Siendo un catin, el Mg++ est sujeto a intercambio catinico. Se encuentra en la solucin del suelo y se adsorbe en las superficies de las arcillas y la materia orgnica. Los suelos generalmente contienen menos Mg que Ca debido a que el Mg no es adsorbido tan fuertemente como el Ca por los coloides del suelo y puede perderse ms fcilmente por lixiviacin. Adems, la mayora de los materiales parenterales contienen menos Mg que Ca. Muchos suelos contienen suficiente Mg para soportar el crecimiento vegetativo, sin embargo las deficiencias de Mg ocurren con ms frecuencia en suelos cidos sujetos a alta precipitacin y en suelos arenosos. Las deficiencias tambin pueden desarrollarse en suelos calcreos donde el agua de irrigacin tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos sdicos.

La relacin entre magnesio y potasio puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones. Por ejemplo, el fertilizar con potasio reduce la absorcin de Mg de los forrajes que se utilizan en el pastoreo de ganado, lo que resulta en bajas cantidades de Mg en la sangre de los animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos. La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo, en presencia de cantidades moderadas de potasio, resultan en una alta absorcin de este nutriente, en comparacin con la absorcin de Mg, lo que promueve la produccin de forraje con tendencia a producir tetania.

FUENTES DE MAGNESIO La fuente ms comn de magnesio es la dolomita, un excelente material que provee Ca y Mg, al mismo teimpo que neutraliza la acidez del suelo. Otras fuentes son el sulfato de potasio y magnesio (Sulpomag), sulfato de magnesio, oxido de magnesio y escorias bsicas.

La siguiente tabla, presenta las fuentes comunes con su respectivo porcentaje de Mg. Las fuentes que contienen sulfato son ms solubles que la dolomita y son la fuente preferida de Mg en aquellos suelos donde se requiere una respuesta rpida del cultivo. Fuentes comunes de magnesio Contenido Material Dolomita (carboanto de Ca y Mg) Oxido de Mg Escorias bsicas Sulfato de magnesio Sulfato de potasio y magnesio Cloruro de magnesio 3 12 55 60 3 9 20 11 7.5 de Mg ( % )