Fósforo en suelos bajo producción Agrícola. Factores que determinan cambios en su disponibilidad

FÓSFORO EN SUELOS BAJO PRODUCCIÓN AGRÍCOLA: FACTORES QUE DETERMINAN CAMBIOS EN SU DISPONIBILIDAD. UNA APLICACIÓN A SUELOS DEL LITORAL Y DE LA REGIÓN PAMPEANA ARGENTINA

Carolina Fernández López (1) y Gustavo N. Ferraris (2)

1. Cátedra de Edafología, Univesidad Nacional del Nordeste, Corrientes
2. Desarrollo Rural INTA EEA Pergamino

Introducción:

Antes de la introducción de los fertilizantes fosfatados, pocos suelos del mundo eran capaces de proporcionar suficientes fosfatos para mantener un buen nivel productivo en una secuencia agrícola continua. En las zonas en que no es habitual el empleo de fertilizantes fosfatados son frecuentes las carencias de fósforo (P), y es posible inclusive, que en algunas condiciones extremas los suelos no lleguen a proporcionar ningún fosfato a las plantas cultivadas (Wild 1992)

El término “fosfato disponible” se utiliza frecuentemente para indicar la fracción de P del suelo que puede ser utilizado por las plantas. Este término, sin embargo, es muy ambiguo y se refiere generalmente a los métodos de extracción de suelo que están frecuentemente asociados a la variación de las respuestas de los cultivos (Werner, 1969). De la discusión del P del suelo es claro que en general la disponibilidad de fosfatos para las plantas pueden ser evaluada midiendo la concentración de éste en la solución de suelo, y la habilidad del mismo para reponerlo (capacidad reguladora de fosfato).

Si la disponibilidad de fosfatos en suelo está en un rango normal, la dosis requeridas de aplicación debería corresponder a la cantidad de P extraída por la cosechas. Como una parte del fosfato disponible se vuelve no disponible, las dosis de aplicación deberían estar entre 10 y 50% por encima de la cantidad de P absorbida por el cultivo. Las dosis aplicadas generalmente oscilan entre 20 y 80 kg de P ha-1 según la especie cultivada y las condiciones del suelo. Los cultivos con altas tasas de crecimiento y que producen grandes cantidades de material orgánico, tienen una mayor demanda. Esto se aplica para todos los cultivos, como maíz, alfalfa, producción intensiva de forraje, papas y remolacha azucarera. Además, todos los sistemas intensivos de cultivos de campo tienen una demanda relativamente alta de fosfatos (Mengel y Kirkby, 2000).

En la Región Pampeana y otras regiones productivas de nuestro país, existe una larga tradición con fertilización bajo un criterio de suficiencia. Esto implica el agregado de P con el objetivo de obtener una respuesta económica, pero sin contemplar el balance entre lo extraído con las cosecha y el agregado por fertilización. Esto ha causado un marcado deterioro en la disponibilidad de P en los suelos agrícolas, y productores y asesores se plantean hoy estrategias de reposición o reconstrucción de P, que lleven a los suelos a un nivel del nutriente compatible con la obtención de buenos niveles de productividad que puedan ser sostenidos a lo largo del tiempo. Bajo este criterio, es de singular importancia disponer de información que permita cuantificar la relación existente entre la dosis P agregada o retirada del sistema, y los cambios en el nivel de P disponible en el suelo. A continuación se presenta un análisis de los factores que determinan cambios en la disponibilidad de P en el suelo, a partir de datos generados en bajo cultivo de arroz, y algunos ejemplos de su aplicación en situaciones reales para diferentes zonas de la Región Pampeana.

Objetivo:

1. Establecer la variación en la disponibilidad de P en un suelo después de haber sido cultivado con arroz bajo fertilización, para plantear un esquema teórico de los factores que determinan la magnitud de los cambios en la disponibilidad del nutriente ante diferentes niveles de extracción y agregado de P y 2. Presentar algunos ejemplos para la Región Pampeana.

Materiales y métodos:

Se seleccionaron suelos correspondientes a un Alfisol de la provincia de Corrientes. El Alfisol es un suelo ubicado en relieve normal-subnormal, en posición de plano de terraza y pendiente del 0.5%. La vegetación es de bosque abierto de Prosopis y pradera de pastos cortos. El drenaje es imperfecto, con escurrimiento lento a muy lento y permeabilidad también muy lenta.

Se realizó un ensayo siguiendo un diseño en parcelas apareadas consistente en dos tratamientos con 5 repeticiones donde se tomaron 4 muestras en cada caso. Los tratamientos fueron los siguientes:

a) Suelo virgen (Testigo), campo natural perteneciente al mismo de la arrocera, sin labranzas ni cultivo alguno.
b) Arrocera, fertilizado (Arrocera), con aplicación de fertilizante mezcla de 5:30:15, a razón de 180 kg ha-1 en el línea mas aplicaciones de Urea (46-0-0) a lo largo del cultivo.

Algunas características de dicho suelo pueden observarse en la Tabla 1.

Tabla 1: Valores promedios para el suelo del sitio experimental (Alfisol)

Se determinó P por el método de Bray-Kurtz I (Olsen and Sommers, 1982). Con los datos obtenidos se realizó un análisis de ANOVA con test de Tuckey (α = 0.05) con el software estadístico Infostat (2006 p.2).

Discusión de resultados:

El cultivo de arroz, realizado en condiciones de inundación provoca un estado de reducción en los suelos, los cuales si provienen de pH ácidos tienden a elevar éste y, como consecuencia, liberan fosfatos antes retenidos en fracciones insolubles.
La disponibilidad de P se incrementa cuando hay un buen nivel de materia orgánica (MO) y de P en suelo. De aquí se deduce la importancia de aportar MO y de no escatimar la dosis de fertilizante agregado. Cuando se fertiliza en bajas dosis se aprovecha un porcentaje menor que cuando se agregan dosis adecuadas, debido a que en el primer caso, el suelo proporcionalmente retiene una fracción mayor de fertilizante. Una vez saturados los sitios de adsorción, la fracción de P que queda disponible se incrementa.
Los ácidos que segregan las raíces de las plantas contribuyen a solubilizar el P insoluble. El caso más conspicuo es el del cultivo de Soja, que gracias al ambiente ácido que genera en su rizósfera, es capaz de absorber P de fracciones que son insolubles para otros cultivos, determinado así un umbral crítico de respuesta a la fertilización más bajo. Por otra parte, las plantas que poseen un sistema radical muy extenso tienen mayor capacidad para asimilar el P poco disponible, por cuyo motivo estas plantas pueden prosperar en suelos con menores niveles del nutriente i.e. El cultivo de maíz tiene un umbral crítico de respuesta a la fertilización más bajo que una pastura de trébol. El potencial de crecimiento de la especie es otro factor determinante de las necesidades de fertilización i.e. la alfalfa, por su elevada tasa de crecimiento, requiere más P en el suelo que un cultivo agrícola.
El balance del P en el suelo bajo formas asimilables por la planta es el resultado de una serie de procesos, que producen un continuo movimiento de ganancias y pérdidas.

Las ganancias se producen por los siguientes procesos:

• Mineralización de la materia orgánica.
• Meteorización de los minerales del suelo.
• Aportación de fertilizantes químicos o abonos orgánicos.

Las pérdidas se producen por los siguientes procesos:

• Extracción por plantas y microorganismos. Este P queda inmovilizado temporalmente hasta que es devuelto al suelo con los residuos orgánicos. Sin embargo, la mayor parte es exportada del sistema con los granos cosechados, alcanzando en cultivos agrícolas entre el 75 y el 85 % del total absorbido.
• Insolubilización bajo ciertas formas químicas muy estables. Una parte de este P insoluble se recupera, pero el resto se pierde definitivamente para los cultivos.
• Arrastre con el agua de percolación. Estas pérdidas son muy pequeñas.
• Arrastre por erosión de las capas superficiales.

Los requerimientos de P en suelo por el método Bray I en arroz son de 7-20 mgP kg-1, por lo que en nuestro suelo en estudio, la dosis empleada no solo no cubrió los requerimientos del cultivo, si no que además fue insuficiente para compensar la extracción realizada con los granos, originando una vez finalizado el cultivo; una situación de balance negativo.

Figura 1: Fósforo disponible en suelo testigo y después de haber sido utilizado con arroz. Valores medios de veinte repeticiones ± desvío standard. Letras distintas indican diferencias significativas(p<= 0,05)

En casos como el anterior, para calcular el requerimiento de fósforo se debería recurrir a fórmulas que contemplen tanto la reposición que debe hacerse al suelo como el aporte necesario para satisfacer las necesidades del cultivo, ya que se parte de un elemento en deficiencia.

En general, se puede decir que: la dosis de mantenimiento será igual a la cantidad extraída por la cosecha (valores tabulados), incrementando esa cifra en un 50%, para compensar las pérdidas. La dosis de enriquecimiento consistirá en aumentar la dosis de mantenimiento en las siguientes cantidades por hectárea (Fuentes Yagüen, 1997):

• En suelos arenosos no calizos: 40-60 kg de P2O5.
• En suelos francos no calizos y en arenosos calizos: 50-70 kg de P2O5.
• En suelos arcillosos no calizos: 60-80 kg de P2O5.
• En suelos francos y arcillosos calizos: 80-100 kg de P2O5.

Dando:

Dosis de mantenimiento (C)
(A * B) + (A * B) * 0.5 = C

A: cantidad extraída en la cosecha por hectárea y por unidad de producción
B: cantidad producida
Dosis de enriquecimiento (D)
D: dosis respecto al tipo de suelo

Dosis total

C + D = kg de P2O5 por hectárea

Algunos ejemplos para la Región pampeana.
Se presentan casos de diferentes situaciones de balance (aplicado-extraído) en el cultivo de soja, generados mediante la aplicación de P en cobertura total a la siembra del cultivo, y la cuantificación del extraído en los granos de cosecha, para suelos de General Arenales (Argiudol túpico), 9 de Julio (Hapludol típico) y Marcos Juárez (Argiudol típico). La inversa de la pendiente que representa la relación existente entre el nivel de P Bray al final del experimento y el balance de P representa la dosis del nutriente que es necesario agregar para provocar un cambio unitario (1 mg kg-1) en su disponibilidad en el suelo. De acuerdo con las relaciones ajustadas, sería necesario agregar (o extraer) una dosis de 8.3, 9.8 y 5.5 kgP ha-1 para que se incremente (o disminuya) la disponibilidad de P en suelo en 1 mg kg-1 (ppm) para General Arenales, 9 de Julio y Marcos Juárez, respectivamente. Estos niveles de P corresponden a dosis de 41.5, 49 y 27.5 kg de Superfosfato Triple de Calcio (0-40-0) por ha, para los sitios mencionados. Como se observan, las dosis necesarias fluctúan en un amplio rango, y en ellos influyen todos los factores mencionados en el párrafo anterior. Nótese que el suelo de textura más liviana (9 de Julio) fue el que mayor dosis requirió para variar su disponibilidad, o dicho de otra manera, el que tuvo una mayor capacidad buffer de fosfatos. Esto demuestra que la textura del sitio no es el único factor involucrado en el poder regulador del suelo, y que a la hora de implementar una estrategia de reconstrucción de P, varios factores deben ser tenidos en cuenta.

Figura 2.a

Figura 2.b

Figura 2.c

Figura 2: Relación existente entre el nivel de P en suelo como resultado de diferentes balances de P (aplicado-extraído) y el balance de P, para suelos de General Arenales (Ferraris et al., 2005), 9 de Julio (Ventimiglia, comunicación personal) y Marcos Juárez (Bianchini, citado por García, 2006). La inversa de la pendiente de la relación ajustada representa la dosis de P que origina una variación unitaria en la disponibilidad de P en el suelo

Conclusión:

La fertilización fosfatada en suelos deficientes en fósforo debe cubrir tanto el déficit original como el consumo de la planta, y considerar la reposición que se debe hacer para los próximos cultivos. Las dosis requeridas para provocar cambios en su disponibilidad fluctúan en un amplio rango, y están determinadas por diversos factores de suelo y cultivo, no pudiendo utilizarse el fraccionamiento textural como una base única de decisión a la hora de implementar una estrategia de reposición de los niveles de P en suelo.

Bibliografía:

Ferraris, G. y L. Couretot. 2005. Fertilización fosforada de Soja y su impacto en la disponibilidad de fósforo del suelo en el medio oeste de Buenos Aires. En: Soja. Resultados de Unidades demostrativas del Proyecto Regional Agrícola, año 2005. CERBAN. Áreas de Desarrollo Rural EEA INTA Pergamino y General Villegas. pp 35-38.
Fuentes Yagüe J.L. 1997. Manual práctico sobre utilización de Suelo y Fertilizantes. Ed. Mundi-Prensa; Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación. España. 159 pág.
INFOSTAT. 2006. Versión p.2. Grupo InfoStat, Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Nacional de Córdoba (FCA-UNC).
Melgar R. y M. diaz Zorita. 1997. La fertilización de Cultivos y pasturas. Ed. Hemisferio Sur S.A. – INTA. 259p.
Mengel K. y Kirkby E.A. 2000. Principios de nutrición vegetal. Instituto Nacional de la Potasa. Basilea, Suiza. 607pp.
Werner, W. 1969. Characterization of the available phosphate alter an application of different phosphate forms for some years. Z. Planzenernähr. Bodenk. 122, 19-32. In Mengel and Kirkby (Ed. Hemisferio Sur) Principios de nutrición vegetal. Instituto Nacional de la Potasa. Basilea, Suiza. 607pp.
Wild, A. 1992. Condiciones del suelo y desarrollo de las plantas según Russell. Editorial Mundi-Prensa. Madrid, España. 1045 pág.