7/29/2019 Dinamica Nutrientes
1/49
Jornada de Actualizacin
Minga Guaz, Paraguay
11 de Septiembre de 2008
Dinmica de nutrientesDinmica de nutrientes
en el sistema sueloen el sistema suelo plantaplanta
Fernando O. GarciaIPNI Cono Sur
www.ipni.net/lasc
Nutrientes esenciales para los cultivosNutrientes esenciales para los cultivos
Carbono (C)Carbono (C) -- Oxgeno (O)Oxgeno (O) -- Hidrgeno (H)Hidrgeno (H)
MacronutrientesMacronutrientes
Nitrgeno (N)Nitrgeno (N) -- Fsforo (P)Fsforo (P) -- Potasio (K)Potasio (K)
Nutrientes SecundariosNutrientes Secundarios
Calcio (Ca)Calcio (Ca) -- Magnesio (Mg)Magnesio (Mg) -- Azufre (S)Azufre (S)
Micronutrientes
Boro (B) - Cloro (Cl) - Cobre (Cu) - Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) - Molibdeno (Mo) - Zinc (Zn)
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
2/49
Funciones en
formacin de clorofila,
Nitrgeno
,
protenas y vitaminas
Esencial para lograr
altos rendimientos
Frecuentemente
en los sistemas de
produccin
Deficiencia de NDeficiencia de N
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
3/49
Ciclo del N en ecosistemas agrcolasCiclo del N en ecosistemas agrcolas
N atmosfrico (N )
Desnitrificacin
Volatilizacin
Fijacin biolgica
2
Cosecha
Nitrificacin
rec p ac ones
Residuos
Fertilizante
Absorcin
Fertilizante
Mineralizacin-
Inmovilizacin
Erosin
Biomasa microbiana
N orgnico
Lavado
NH NO34
Erosin
Garcia, 1996
Principales destinos del N de fertilizante en laregin pampeana, expresados en porcentaje
del N aplicado a cultivos de maz y trigo
Destino Rango Referencias
Planta 35 al 80%
. .
Rillo y Richmond 2006; Rimski-Korsakov
et al. 2008
Materia orgnica 7 al 29%Sainz Rozas et al. 2004; Portela et al.
2006 ; Rimski-Korsakov et al. 2008;
Volatilizacin 1.1 al 30%
Videla et al., 1996; Garcia et al. 1999;
Sainz Rozas et al. 2004; Rimski-
Korsakov et al. 2007a
Denitrificacin 0.13 al 6.9%
Palma et al. 1997; Picone et al. 1997;
Sainz Rosas et al. 2001; Ciampitti et al.
2008
Lixiviacin
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
4/49
Fijacin biolgica de nitrgenoAdaptado de Lavado et al. (2007)
Regin Magnitud Condicin Referencia
Pampa Ondulada
60 - 100 kg N ha-1Soja inoculada bajo
LCGhelfi et al., 1984
74 kg N ha-1Soja inoculada, 3200
kg/haDiciocco 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-1Soja en secano y bajo
riegoGonzlez et al., 1997
200 - 300 kg N ha-1 Alfalfa en secano Racca et al., 2007
Sojera Norte
26% al 71% del N
acumulado
(Media de 50%)
Soja inoculada Collino et al., 2007
Mineralizacin-Inmovilizacin de Nitrgeno
N orgnico
Amonificacin
NH4+ NO3
-
Nitrificacin
Inmovilizacin
1. Mtodos qumicos y biolgicos
2. Estimaciones a partir del contenido de N orgnico3. Estimaciones a partir del rendimiento de cultivos sin fertilizar
Evaluacin de la mineralizacin
Estimaciones de mineralizacin anual de N orgnico
segn 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%
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
5/49
Regulacin de la mineralizacin de NRegulacin de la mineralizacin de N(Rice y Havlin, 1994)(Rice y Havlin, 1994)
N orgnicoRelacin C/N
Textura
Precipitaciones
Contenido de lignina
Contenido de agua
Temperatura
NH4+Labranzas
Disrupciones fsicas
Secado-rehumedecimiento
Congelado-descongelado
Accesibilidad
EfectoEfecto de lade la TemperaturaTemperatura
a
1.0 y = exp[ -3.432 + 0.186 T (1-0.5T/36.9)]
eraliza
cionRelativ
0.4
0.6
0.8
Kirschbaum, 1994Temperatura (
oC)
0 10 20 30 40
Mi
0.0
0.2
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
6/49
EfectoEfecto de lade la HumedadHumedad
a
1.0
ineralizacionRelati
0.4
0.6
0.8. .
Paul et al., 2003
Contenido de Agua Relativo (RWC)
-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Mi
0.0
0.2
InteraccinInteraccinTemperatura/HumedadTemperatura/Humedad
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
2128
35
ineralizacionRelativa
tura
(oC
)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
2128
35
--1Mineraliza
cionRelativa
eratura(oC)
-6-5-4-3
-2-
Tempe
rPotencial(MPa)
-6-5-4-
Tem
Potencial(MPa)
Materia Orgnica Residuos en Superficie
Cabrera, 2007
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
7/49
N orgnico y mineralizado en un suelo con 10 aos bajo
labranza convencional y siembra directa
Carambei (Paran, Brasil)Fuente: J. C. Moraes S (1996)
N orgnico N mineralizado N orgnico 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
Mayor contenido de N orgnico bajo siembra directa
Similar cantidad de N mineralizado
Conservacin del N en el suelo
41-60 58 3.0 70 3.2
Curva de crecimiento de maz
Contenido de NO3-
Alteraciones del N del suelo en rotacin de cultivosAlteraciones del N del suelo en rotacin de cultivos
z
Biomasa microbiana N
Perodo de
>Inmovilizacin de N
Residuosdesoja
Siembrade
Avena
Manejomecnicod
avena
SiembradeMa
EstadoV6
Floracin
Madurez
Fisiolgica
> Consumo de N
por la planta
Paran (Brasil)Paran (Brasil)
S et al., 1996S et al., 1996
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
8/49
Prdidas de N por lavadoPrdidas de N por lavado
El nitrato (NOEl nitrato (NO33--) es soluble en agua) es soluble en agua
Excesos de agua en el perfil drenan en profundidad,Excesos de agua en el perfil drenan en profundidad,
arrastrando los nitratos a zonas fuera del alcance de lasarrastrando los nitratos a zonas fuera del alcance de lasracesraces El nitrato lavado puede alcanzar las napas freticasEl nitrato lavado puede alcanzar las napas freticas
contribuyendo a la contaminacin de las mismascontribuyendo a la contaminacin de las mismas Las condiciones predisponentes para la ocurrencia de lavadoLas condiciones predisponentes para la ocurrencia de lavado
de nitratos son:de nitratos son: Presencia de nitratos en el perfilPresencia de nitratos en el perfil Epocas de baja absorcin de N por los cultivosEpocas de baja absorcin de N por los cultivos ,, Suelos saturadosSuelos saturados
Precipitaciones excesivasPrecipitaciones excesivas Riegos excesivosRiegos excesivos
Prdidas de N por lavado en condiciones tropicalesPrdidas de N por lavado en condiciones tropicales(Reichardt et al, 1982)(Reichardt et al, 1982)
SueloSuelo CultivoCultivo PerodoPerodo(das)(das)
Dosis NDosis N
(kg/ha)(kg/ha)
NNlixiviadolixiviado
N lixiviadoN lixiviadodeldel
PrecipitacionesPrecipitaciones
(mm)(mm)
AlfisolAlfisol FeijaoFeijao 120120 120120 6.76.7 -- 661661
AlfisolAlfisol FeijaoFeijao 365365 100100 15.015.0 1.41.4 13821382
OxisolOxisol MazMaz 130130 8080 9.29.2 0.40.4 717717
AlfisolAlfisol MazMaz 150150 100100 32.432.4 11.011.0 620620
AlfisolAlfisol FeijaoFeijao 8686 4242 -- 0.80.8 403403
88.488.4 15.815.8 3.43.4 757757
Prdidas promedio de 4.5 g N de fertilizante por mm de lluvia(5% con 1000 mm de lluvia)
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
9/49
Regulacin de la desnitrificacinRegulacin de la desnitrificacin(Tiedje, 1988)(Tiedje, 1988)
guaTextura
PrecipitacionesNO3
-
O
C disponible
an as
RespiracinNO3-Agua
Agua
NH+Materia orgnica
Orden de
importancia
N2
CarbonoPlantas
AguaDisrupciones fsicas
Competicin o excrecin de otros microbios
ReguladoresPrximosDistales
Estimaciones de prdidas por desnitrificacinEstimaciones de prdidas por desnitrificacin
para varios suelos segn Meisinger y Randall (1991)para varios suelos segn Meisinger y Randall (1991)
Clasificacin por drenajeMateria
orgnicaExcesivamentebien 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
Para siembra directa, los autores recomiendan utilizar el rango inmediato de
menor clasificacin de drenaje
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
10/49
Fertilizantes nitrogenadosFertilizantes nitrogenados
Fertilizante Presentacin Contenido
de N
Forma/s de N Otros
nutrientes
%
Urea Slida 46 Urea
Nitrato de amonio Slida 33 NO3- y NH4
+
Nitrato de amonio calcreo (CAN) Slida 27 NO3- y NH4
+ 12% CaO
Sulfonitrato de amonio Slida 26 NO3- y NH4
+ 14% S
Sulfato de amonio Slida 21 NH4+ 24% S
Amonaco anhidro Gaseosa 82 NH3
UAN (Urea + Nitrato de amonio) Lquida 30 Urea, NO3- y NH4
+
os a o am n co a 4+
Fosfato monoamnico Slida 11 NH4+ 23% P
Mezclas varias Slida Variable Variable P, S, K y otros
N en el suelo y fertilizantes nitrogenadosReacciones involucradas
NH3 H++
Amonaco
anhidro
NH4+
H+
Ureasa NO3- H++
Al aumentar el pH, se forma
mas amonaco (NH3)
UreaUrea
UAN
La nitrificacin
disminuye el pH
Agua
Esta reaccin consume H+
aumentando el pH
Nitrato de AmonioSulfato de Amonio
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
11/49
Factores que afectan la volatilizacin de amonacoFactores que afectan la volatilizacin de amonaco(Hargrove, 1988)(Hargrove, 1988)
NH3
Actividad uresicaActividad uresica
SueloSuelopH y capacidad bufferpH y capacidad buffer
Ambiente
Intercambio de aire
Contenido de agua
Temperatura
catinicocatinico
NH4+
Presencia de residuos
Uso de inhibidores
Manejo
uen e y os s e
Mtodo de aplicacin
Orden de importancia
a)
2oC
27oC
Urearemanente(kg/
Tiempo (das)
Fuente: Kissel y Cabrera (KSU)
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
12/49
Volatilizacin de amonaco a partir de distintasVolatilizacin de amonaco a partir de distintasfuentes nitrogenadas en siembra directafuentes nitrogenadas en siembra directa
Lara Cabezas y Yamada (1999)
Prdidas de 40-50% de N de urea aplicada ensuperficie para maz
Las prdidas se reducen al 5% cuando laurea se incorpora
Otras fuentes en aplicaciones superficiales:
Nitrato de amonio 8-10%
Sulfato de amonio 10-12%
Siembra Maz SD - Antecesor Trigo
20
25
lizado
CAN
Dosis = 100 kg/ha N
Volatilizacin de amonaco con aplicaciones superficiales de NVolatilizacin de amonaco con aplicaciones superficiales de NGarca y col. (1997)Garca y col. (1997) -- Balcarce (Buenos Aires)Balcarce (Buenos Aires)
0
5
10
0 3 6 9 12 15
Das desde la aplicacin
N-NH3volat
(kg/ha) Testigo
UAN
Urea
Siembra Maz LC - Antecesor Trigo
4
0
1
2
3
0 3 6 9 12 15Das desde la aplicacin
N-NH3volatilizado
(kg/ha)
CAN
Testigo
UAN
Urea
Dosis = 100 kg/ha
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
13/49
40 Urea
Volatilizacin de amonacoVolatilizacin de amonacoa partir de distintas fuentes nitrogenadasa partir de distintas fuentes nitrogenadas
EEA INTA Rafaela - Fontanetto (1999)
10
20
30
Prdidas(%) UAN
CAN
0
Septiembre Octubre Noviembre Diciembre
Dosis de 50 kg/ha de N al Voleo en Siembra Directa
FsforoFsforoSin PSin P Con PCon P
Fotosntesis y respiracinFunciones en las plantas
rans erenc a y a macenam en o e energ a
Crecimiento y divisin celular
Desarrollo y crecimiento temprano de la raz
Mejora la calidad
Vital para la formacin de la semilla
Transferencia de caractersticas genticas
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
14/49
80 kg 080 kg 0--4646--0 en lnea0 en lnea
100 kg 0100 kg 0--2020--20 pre20 pre--siembra +siembra +
80 kg 080 kg 0--4646--0 en lnea0 en lnea100 kg 0100 kg 0--2020--20 pre20 pre--siembrasiembra
Testigo sin fertilizarTestigo sin fertilizar
Respuesta a P en SojaRespuesta a P en SojaPedra Petra (MT, Brasil)Pedra Petra (MT, Brasil)
Foto: Martn Daz ZoritaFoto: Martn Daz Zorita
Deficiencias deDeficiencias deFsforoFsforo
TrigoTrigo
MazMaz
ArrozArroz
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
15/49
FsforoFsforo
Fotosntesis res iracin: Com onente de enzimas NADP
Funciones en las plantas
Sntesis de almidn
Transferencia y almacenamiento de energa: Componente de ATP
Transferencia de caractersticas genticas: Componente de ARN
Crecimiento y divisin celular
Desarrollo y crecimiento temprano de la raz
Mejora la calidad
Vital para la formacin de la semilla
Las deficiencias de fsforoLas deficiencias de fsforo
Disminuyen el crecimiento de los cultivos alDisminuyen el crecimiento de los cultivos al,,
fotosntesis (Andrade et al., 2000)fotosntesis (Andrade et al., 2000)
La expansin foliar es ms sensible a lasLa expansin foliar es ms sensible a las
deficiencias de P que la tasa de fotosntesis pordeficiencias de P que la tasa de fotosntesis porunidad de rea de hoja (Colomb et al., 2000).unidad de rea de hoja (Colomb et al., 2000).
Demoran la formacin de rganos reproductivosDemoran la formacin de rganos reproductivosy restringen la formacin de grano (Marschner,y restringen la formacin de grano (Marschner,1995)1995)
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
16/49
Deficiencias de P en trigoDeficiencias de P en trigo Menor expansin foliar y tasa deMenor expansin foliar y tasa de
fotosntesis por unidad de reafotosntesis por unidad de reafoliar (Rodrguez et al., 1998a)foliar (Rodrguez et al., 1998a)
Menor tasa de emergencia deMenor tasa de emergencia de
iniciacin de primordios de hojas yiniciacin de primordios de hojas ytasa de elongacin foliartasa de elongacin foliar(Rodrguez et al., 1998b)(Rodrguez et al., 1998b)
Demora y hasta suprime laDemora y hasta suprime laemergencia de macollos, poremergencia de macollos, pordemora de la emergencia de hojasdemora de la emergencia de hojasen el tallo principal y la tasaen el tallo principal y la tasamxima de emergencia demxima de emergencia de
., .., .
Menor nmero de granos por mMenor nmero de granos por m22por menor produccin depor menor produccin defotoasimilados durante el perodofotoasimilados durante el perodode crecimiento de la espiga debidode crecimiento de la espiga debidoa la reduccin en la radiacina la reduccin en la radiacininterceptada (Abbate y Lazaro,interceptada (Abbate y Lazaro,2001).2001).
El Ciclo del FsforoEl Ciclo del Fsforo
Estircol
animal
y bioslidosFertilizantes
Cosecha
EntradaComponente Prdida
Escurrimiento y
erosinFsforo orgnico
Biomasa microbiana
Residuos vegetales
MineralesPrimarios
(apatita)
Residuos de
las plantas
Absorcin Superficies de
Lavado
umus
P en solucin
del suelo
HPO4-2
H2PO4-1
Compuestos
Secundarios(CaP, FeP, AlP, MnP)
(arcillas, xidos de
Fe y Al )
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
17/49
Cuanto P hay en la solucin del suelo?Cuanto P hay en la solucin del suelo?
4 k P/ha o menos esta dis oniblepara las plantas en la solucin delsuelo (< 0.3 ppm)
Un cultivo creciendo activamente puede utilizar todo el P de la
Solucin del sueloSolucin del suelo
so uc n e sue o os veces en un a.
La habilidad del suelo de mantener un abastecimiento de P
para las plantas es el factor de importancia.
Formas inicas de ortofosfato en
solucin segn el pH
100(
%)
H3PO4o H2PO4
-HPO4
-2 PO4-3
40
60
80
lardelP
totalensoluci
0
20
0 2 4 6 8 10 12 14
pH
Fraccinmo
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
18/49
El fsforo sobre las superficiesEl fsforo sobre las superficies
de los coloides del suelode los coloides del suelo
sor o
H2PO4-
HPO42-
P LabilP No labil
P Precipitado
P Solucin
AdsorcinAdsorcin dede FsforoFsforoOxgeno
DifusinIntercambio de ligandos
Fsforo
Superficie de xido de Fe
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
19/49
Mecanismos de sorcin de P en la
superficie de xidos de Fe y AlComplejos 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
OHP
O OH
A
A
O
OH
OHP
O OH
(1) (2) (3)
Adaptado de Fixen y Grove (1990)
1
2
CaHPO4.2H
2O
(Fosfato diclcico dihidratado)
Isotermas de solubilidad de mineralesfosfatados segn el pH
3
4
5
6
7
pH2PO4
Ca8H
2(PO
4)6.5H
2O
(Fosfato octoclcico)
FePO4.2H
2O (Estrengita)
8
9
10
2 3 4 5 6 7 8 9
pH
Ca5(PO
4)3(OH)
(Hidroxiapatita)
Ca5(PO
4)3F (Fluorapatita)
AlPO4.2H
2O (Variscita)
Elaborado a partir de Lindsay (1979)
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
20/49
Factores que afectan la respuesta y absorcin de P(Munson y Murphy, 1986)
Del suelo
Fsicos Textura, Aireacin, Compactacin,
emperatura, ume a
Qumicos Mineraloga, pH, Materia orgnica,
Capacidad de adsorcin, Interaccin
con otros nutrientes
Biolgicos Residuos, Races, Bacterias,
Micorrizas
De la plantaDesarrollo y distribucin de races, Especie, Hbrido o
variedad, Nivel de rendimiento
Diagnstico de la fertilizacinDiagnstico de la fertilizacinfosfatadafosfatada
el rendimiento objetivoel rendimiento objetivo
El diagnstico se basa en tres etapas:El diagnstico se basa en tres etapas:correlacin, calibracin y recomendacincorrelacin, calibracin y recomendacin
Las calibraciones son afectadas por la textura,Las calibraciones son afectadas por la textura,
rendimiento del cultivorendimiento del cultivo
La recomendacin depende de la relacin deLa recomendacin depende de la relacin deprecios grano/fertilizante y del criterio deprecios grano/fertilizante y del criterio derecomendacin del laboratorio y/o asesorrecomendacin del laboratorio y/o asesor
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
21/49
Mtodos de anlisis para PMtodos de anlisis para P(Extractantes)(Extractantes)
Anlisis Composicin del extractante Comentarios Fuente
Bray 1 0.03 M NH4F + 0.025 M HCl Extractante para P en suelos
cidos
Bray y Kurtz, 1945
Olsen 0.5 M NaHCO3 pH 8.5 Extractante para suelos alcalinos, Olsen et al ., 1954
cidos.
Mehlich 1 0.05 M HCl + 0.0125 M H2SO4 Extractante multinutriente parasuelos cidos
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 + 1.25
Extractante multinutrienteutilizado en el noreste de EEUUara suelos cidos. No ada tado
Morgan, 1941
Adaptado de Sims, 2000Adaptado de Sims, 2000
M CH3COOH pH 4.8 a suelos calcreos.
Egner 0.01 M lactato de Ca + 0.02 MHCl
O 0.10 M lactato de Ca + HOAc pH 3.75
Extractante multinutrienteutilizado en Europa
Egner et al., 1960
Mtodos alternativos de anlisis para PMtodos alternativos de anlisis para P(Mtodos Sink)(Mtodos Sink)
Resinas de intercambioResinas de intercambio aninicoaninico: Resinas saturadas con: Resinas saturadas conHClHCl;; realacinrealacin suelo:resinasuelo:resina 1:1; 101:1; 10--100100 mLmL agua por 16agua por 16--2424horas (horas (RaijRaij et al., 1986;et al., 1986; KuoKuo, 1996), 1996)
Membranas de intercambio inico: Facilitan la separacinMembranas de intercambio inico: Facilitan la separacinde la resina del suelo (de la resina del suelo (QianQian et al., 1992)et al., 1992)
.,.,1993)1993)
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
22/49
0,16
0,20 Trigo-Trigo
Trigo-Girasol
0,16
0,20 Trigo-Trigo
Trigo-Girasol
EVOLUCION DEL P RESIDUAL A TRAVES DE LOS AOSEVOLUCION DEL P RESIDUAL A TRAVES DE LOS AOSBerardo y Grattone, 2000Berardo y Grattone, 2000
y = 0.1733x-0.7064
R2
= 0.96
0,00
0,04
0,08
0,12
dP-Bray/dPi
y = 0.1733x-0.7064
R2
= 0.96
0,00
0,04
0,08
0,12
dP-Bray/dPi
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9Tiempo
(aos)
P Bray/Pi 0.173 0.106 0.080 0.065 0.056 0.049 0.044 0.040
Pi/P Bray 5.8 9.4 12.5 15.4 18.0 20.5 22.8 25.1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9Tiempo
(aos)
P Bray/Pi 0.173 0.106 0.080 0.065 0.056 0.049 0.044 0.040
Pi/P Bray 5.8 9.4 12.5 15.4 18.0 20.5 22.8 25.1
P Bray/Pi = incremento de P Bray (mg kg-1) por el agregado de 1 kg ha-1 de 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
Deficiencias de K en maz y soja en el oeste de Uruguay
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
23/49
Deficiencias de PotasioDeficiencias de Potasio
Caa de azucar Soja
o as oo as o Vital para la fotosntesis y sntesis de protena
Asociado con ms de 60 funciones enzimticas
No forma compuestos orgnicos en plantaAumenta la resistencia a enfermedades
Disminu e el efecto de vuelco
BananoPalma aceitera
Mejora la resistencia a sequa
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
24/49
PotasioPotasio
Requerimientos de los cultivos
Cultivo Produccin Cantidad de K2Oa sor o
toneladas kg
Alfalfa 18 538
Arroz 6.0 130
Bananas 40 1000
Caf 1.5 130
Festuca 10 265
Man 2.0 92
Papa 40 310
Soja 4 200
Tomates 50 286
Trigo 6 180
Potasio enPotasio enTrigoTrigo
umen a a res s enc a a en erme a es
Disminuye el efecto de vuelco
Mejora la resistencia a sequa
Incrementa los rendimientos
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
25/49
El potasio en la nutricin vegetal
No forma compuestos estructurales, existe como K+
Regula la fuerza inica de las soluciones
Involucrado en la actividad de mas de 80 enzimas
Regula la presin osmtica (por ej. apertura y cierre deestomas) y la transpiracin
Funciones en intercambios de energa, translocacin deasimilados, absorcin de N y sntesis de protenas
los bordes hacia en centro de las hojas inferiores, tallos dbiles
o quebradizos La adecuada provisin de K resulta en una mayor resistenciaa enfermedades e insectos y a una mejor calidad en losproductos de cosecha (frutas)
PotasioPotasioRequerimientos de los cultivos
Cultivo Absorcin Indice de Extraccin
Cosecha
kg K/ton kg K/ton
Soja 33 0.59 19
Trigo 19 0.17 3.2
Maz 19 0.20 4.0
Girasol 28 0.25 7.0
Caa de Azcar 2.8 - -
Alfalfa 21 - -
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
26/49
Ciclo del potasio en ecosistemas agrcolasCiclo del potasio en ecosistemas agrcolas(Adaptado de Havlin et al., 1999)
Fertilizantes,Abonos
Cosecha
K orgnico
Residuosorgnicos
K en solucin
Absorcin
1-10 ppm
-
Escurrimiento,
Erosin
Fijacin
K intercambiableK no
intercambiable
Lavado
Liberacin
K mineral
(Feldespatos,
micas)
Meteorizacin40-800 ppm
-
5000-25000 ppm K total en suelos: 0.5K total en suelos: 0.5--2.5%2.5%
(5000(5000--25000 ppm)25000 ppm)
KFactores que afectan laFactores que afectan ladisponibilidad y absorcindisponibilidad y absorcin
de potasiode potasioDel cultivo
Capacidad de intercambio
catinico de races
Del suelo
Clase y contenido de arcillas
Capacidad de intercambio catinico
Nivel de K intercambiable
Capacidad de fijacin de K
K en subsuelo
Cultivo y sistema radicular
Especie, Hbrido o
variedad
Densidad de plantas
Nivel de rendimiento
Prcticas de manejo y
Aireacin
pH
Competencia con Ca y Mg
er zac n Uso de N, P y otros
nutrientes
Ubicacin del K
Labranzas
Drenaje
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
27/49
Potasio en la solucin de suelo (Ks)
Est inmediatamente disponible y puede ser.
Las cantidades presentes son muy pequeas
(1-10 ppm), apenas una mnima porcin del K
total del suelo se encuentra en esta forma.
Constituye el factor Intensidad (I)
El proceso de adsorcin-desorcin de K
intercambiable (Ki) repone la concentracin de Kde la solucin del suelo.
El Potasio Intercambiable (Ki)
Es la forma inica del potasio (K+) unida a los
materiales coloidales, minerales y orgnicos.
KK++enen solucinsolucin deldel suelosuelo K K++ intercambiableintercambiable
Mantiene un equilibrio dinmico con el K de la
solucin del suelo
El K de la solucin ms el Ki es denominado
"Potasio disponible Es el medido en los
anlisis para evaluar la fertilidad del suelo.
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
28/49
El Potasio de reserva
Son las formas de K que estn fuertemente unidas en la
fase slida mineral.
Se distinguen el K no intercambiableK no intercambiable" y el K mineralK mineral".
El KK no intercambiableno intercambiable es el que se ubica en el espacio
interior de las lminas de las arcillas
El K mineralK mineral que es el que est qumicamente combinado
en la estructura de los minerales del suelo
9Incluye 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
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
29/49
Velocidad de reposicin
Equilibrio entre el potasio intercambiable y
no-intercambiables
El K en solucin es la fuente inmediata de K para las plantas;
K+ en Solucin Ki K no intercambiable K mineral
DisponibleDisponible ReservaReserva
La reposicin 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 Kdisponible del sistema en perodos de alta demanda
Las races de las plantas en crecimiento, producen una
rpida disminucin en la concentracin de K de la
Dinmica de la liberacin potsica
so uc n e sue o cercana a e as.
Esto genera un proceso de difusin, con liberacin del
Ki adsorbido por las arcillas y de la materia orgnica.
Cuando la concentracin de Ki ha disminuido hasta un
mnimo (Ki mnimo), comienza a ser liberado del K fijo de
las arcillas para reponer el K de la solucin del suelo,
convirtindose en la principal fuente natural de
abastecimiento ante las intensivas extracciones
realizadas por los cultivos
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
30/49
Diagnstico de la fertilizacin potsicaAnlisis de suelos
El diagnstico de necesidades de K presenta dos fasesexperimentales:
lacorrelacin, la seleccin del mtodo de anlisis ausar
lacalibracin, la probabilidad de obtener una
de K para distintas concentraciones de K en el suelo
Anlisis de suelosMtodos de determinacin de K
Para determinar la disponibilidad actual
o o e oruro e a c o , , es ma e s
9 Mtodo de Acetato de amonio (pH 7, 1M), estima elKi+Ks
9En Brasil, Mehlich 1 y resinas, estima el Ki+Ks
n . ., e c , es ma e + s
Para evaluar la disponibilidad futura de K
9 Mtodo del cido ntrico en ebullicin (1M) (K nointercambiable)
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
31/49
Deficiencia de S en Trigo
Deficiencia de Azufre en SojaDeficiencia de Azufre en Soja
Don OsvaldoDon Osvaldo CamiloCamilo AldaoAldao, Crdoba, Crdoba 2006/072006/07
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
32/49
Sntomas de deficiencia de azufreSntomas de deficiencia de azufre
Funciones del Azufre en las Plantas
Esencial para la formacin de protenas
onst tuyente e am no c os esenc a es
Componente de enzimas, coenzima A, tiamina,
biotina
Requerido para la formacin de clorofila
art c pa en a ormac n e componentes e
aceites (glucsidos y glucosinolatos) y en la
sntesis de vitaminas
Importante en la fijacin de N por leguminosas
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
33/49
El ciclo
de
Materia
orgnica
del suelo
Azufre
atmosfrico
Fertilizantes
que contienenazufre
Azufre
S
SulfatoH2S
Reduccin
Residuos de
plantas y animales
Oxidacin por las
bacterias
por bacteria
Prdidas por
lavado
Absorcin
por la plantaRemocin por el cultivo
Asimilacin por las bacterias
(inmovilizacin)
Requerimientos de azufre de
cultivos de grano*
Cultivo Rendimiento Absorcin de S Extraccin de S
ton kg kg
Alfalfa 15 53 -
Trigo 5 22 7.5
Maz 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
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
34/49
Situaciones de deficiencia de azufreSituaciones de deficiencia de azufre
Suelos con bajo contenido de materiaSuelos con bajo contenido de materia
orgnica, suelos arenososorgnica, suelos arenosos s emas e cu vo mas n ens vos,s emas e cu vo mas n ens vos,
disminucin del contenido de materiadisminucin del contenido de materiaorgnicaorgnica
Diagnstico de deficiencia de azufreDiagnstico de deficiencia de azufre
Nivel crtico de 10 ppm de SNivel crtico de 10 ppm de S--sulfatos (ensulfatos (en
algunas situaciones)algunas situaciones)
Balances de S en el sistemaBalances de S en el sistema
Anlisis de S del Suelo
Los anlisis de S-sulfatos no han sido confiables debidoa que solo extraen el S del suelo del pool disponible,que normalmente es muy pequeo en comparacincon la absorcin total del cultivo.
El punto importante es que los mtodos usados no
estiman la tasa potencial de renovacin del pooldisponible
nves gac ones en us ra a usaron cn cas e uc nisotpica con 35S para estudiar las relaciones entre elS absorbido por las plantas de una pastura y el Sextrado por varios reactivos.
Till, 2002
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
35/49
NUTRIENTE FORMASEN SUELO
ABSORCION FUNCION MOVILIDADSINTOMAS
2+
Formas, funciones y deficiencias deFormas, funciones y deficiencias denutrientes secundariosnutrientes secundarios
DIVISION YELONGACION
CELULAR
MALFORMACION Y MUERTEDE MERISTEMAS EN
SUELOS ACIDOS.
Mg MINERAL Mg2+ CLOROFILA,
COFACTOR DEENZIMAS
ALGO MOVIL
CLOROSIS INTERNERVALEN HOJAS VIEJAS
EN SUELOS ACIDOS YARENOSOS.
S ORGANICO(90-99%)
MINERAL
SO42- A.A., COENZIMA
A, VITAMINAS,
SINTESISPROTEINAS
BAJA MOVILIDAD
CLOROSIS EN HOJAS
JOVENES,MARCHITAMIENTO, TALLOS
FINOS, EN SUELOSARENOSOS DE BAJA M.O.
Deficiencia de MagnesioDeficiencia de Magnesio
Hojas viejas con clorosis entre las nervaduras
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
36/49
Deficiencia de MagnesioDeficiencia de Magnesio
Hojas viejas con bandas amarillentas o clorticas
entre nervaduras verdes
El calcio en la nutricin vegetal9 El calcio se absorbe como Ca2+ y es abastecido a las races vaflujo masal o intercepcin
9 Concentracin promedio en plantas de 0.2-1%
Constituyente e pare es y mem ranas ce u ares estructura yestabilidad)
9 Regulador de enzimas
9Es esencial para la elongacin y divisin celular
9 Es inmvil en la planta
,terminales y apicales, desordenes fisiolgicos en tejidos dealmacenamiento (frutos) (bitter pit en manzano); menor crecimientoradicular en subsuelos pobres en Ca.
9Altos requerimientos de Ca en tomate, man, apio, frutales, alfalfa,repollo, papa y remolacha
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
37/49
El magnesio en la nutricin vegetal
El magnesio se absorbe como Mg2+ y es abastecido a lasraces va flujo masal o difusin
Concentracin promedio en plantas de 0.1-0.4%
Constituyente de la clorfila y de ribosomas (sntesisproteica)
Asociado a reacciones de transferencia de energa (ATP yenzimas)
Es mvil en la planta
Deficiencias: Clorosis internerval en hojas jvenes
Baja concentracin de Mg en forrajes causahipomagnesemia, en especial en gramneas (competicin con Ky NH4)
Deficiencia
de calcio
en
remolacha
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
38/49
Calcio y MagnesioCalcio y MagnesioRequerimientos de los cultivos
Cultivo Calcio Magnesio
Absorcin Indice de
Cosecha
Extraccin Absorcin Indice de
Cosecha
Extraccin
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
Maz 3 0.07 0.21 3 0.28 0.84
Girasol 18 0.08 1.44 11 0.28 3.08
Alfalfa 3 3
Calcio en el suelo9 Concentracin total de 0.7-1.5%, hasta 10% en suelos de
zonas ridas
9 Origen: Minerales como anortita, piroxenos y anfiboles.
a c a, o om a y yeso en zonas r as
9 Ciclo similar al de K
9 Factores que afectan la disponibilidad:
1. Disponibilidad total de Ca
2. pH
3. CIC
4. Saturacin de Ca (debe ser mayor de 25%)
5. Tipo de coloides
6. Relacin con otros cationes
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
39/49
Contenido de calcio en los suelosContenido de calcio en los suelos
zz Los suelos ridos y alcalinos generalmenteLos suelos ridos y alcalinos generalmente
contienen altos niveles de calciocontienen altos niveles de calciozz Suelos nuevos muy drenados y orgnicosSuelos nuevos muy drenados y orgnicos
frecuentemente contienen bajo contenidofrecuentemente contienen bajo contenidode calciode calcio
zz Suelos arcillosos contienen mas Ca queSuelos arcillosos contienen mas Ca quelos arenososlos arenosos
intercambiable mas dominante.intercambiable mas dominante.
zz Normalmente ocupa entre 70 y 90 % de laNormalmente ocupa entre 70 y 90 % de lacapacidad de intercambio catinico (CIC)capacidad de intercambio catinico (CIC)del suelodel suelo
Magnesio en el suelo Concentracin total de 0.1-4
Origen: Minerales como biotita, dolomita, hornblenda,
olivina y serpentina. Arcillas como clorita, illita,
.
bloedita en climas ridos.
Ciclo similar al de K
Factores que afectan la disponibilidad:1. Disponibilidad total de Mg
.
3. CIC
4. Saturacin de Mg: del 4-20%; no menor del 10%
5. Tipo de coloides
6. Relacin con otros cationes
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
40/49
zz La mayora de las deficiencias de Mg ocurrenLa mayora de las deficiencias de Mg ocurren
Magnesio en el sueloMagnesio en el suelo
cidos con baja CIC.cidos con baja CIC.
zz Deficiencias en suelos alcalinos donde el aguaDeficiencias en suelos alcalinos donde el aguacontiene alta concentracin de bicarbonatos.contiene alta concentracin de bicarbonatos.
zz El Mg puede ser deficiente en suelos sdicos.El Mg puede ser deficiente en suelos sdicos.
zz Se sugiere un nivel crtico de MgSe sugiere un nivel crtico de Mg
intercambiable de 25intercambiable de 25--50 ppm (0.250 ppm (0.2--0.40.4cmol/kg)cmol/kg)
Disponibilidad de cationes en el sueloDisponibilidad de cationes en el sueloRelacionesRelaciones
Porcentaje de saturacin de la CICPorcentaje de saturacin de la CIC Ca 50-70%
Mg 10-15%
RelacionesRelaciones Ca/Mg < 10-15
K/Mg < 2-5
Havlin et al. 1999Havlin et al. 1999
Relacin idealRelacin ideal K:Mg:Ca 01:03:09 a 01:05:25
(Vitti, 2002)(Vitti, 2002)
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
41/49
Competencia de K con Mg
0.1
0.2
0.3
TissueMg,
%
Concentraciones de Mg en alfalfa
0
0 150 300 450 600
K applied, lb K2O/A
Burmester et al., 1991 (AL)
Competencia de K con Ca
0.4
0.8
1.2
1.6
Tiss
ueCa,
%
Concentraciones de Ca en alfalfa
0
0 150 300 450 600
K applied, lb K2O/A
Burmester et al., 1991 (AL)
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
42/49
Anlisis de suelosMtodos de determinacin de K, Ca y Mg
Mtodo de Acetato de amonio (pH 7, 1M), el ms,
Extraccin con bicarbonato de amonio + DTPA (zonasridas)
Mehlich I y III
Resinas de intercambio inico
Electroultrafiltracin (EUF)
Niveles crticos de Ca y Mg en BrasilNiveles crticos de Ca y Mg en Brasil
Ba oBa o MedioMedio AltoAlto
Interpretacin de anlisis en RS/SC
Extractante KCl 1M (cmolc/L)
CalcioCalcio < 2< 2 2.12.1--44 > 4> 4
MagnesioMagnesio < 0.5< 0.5 0.60.6--11 > 1> 1
Interpretacin de anlisis en el Estado de Sao Paulo3
BajoBajo MedioMedio AltoAlto
CalcioCalcio 00--33 44--77 > 7> 7
MagnesioMagnesio 00--44 55--88 > 8> 8
meq/100 g *10 = mmol/dm3
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
43/49
Concentraciones crticas de potasio, calcio y magnesioen planta
(Malavolta et al., 1997 )Nutriente Maiz Soja Trigo Arroz
------------------------- g/kg -------------------------
Potasio 17.5-22.5 17-25 23-25 25-35
Calcio 2.5-4.0 2-4 14 7.5-10.0
Magnesio 2.5-4.0 3-10 4 5-7
MuestreoHoja opuesta y
por debajo de laespiga en
a aricin de
Primera hojasuperior
desarrollada, sineciolo al fin de
Primera a cuartahoja desde la
espiga alcomienzo de
Hoja superiortotalmente
desarrollada enleno macolla e
estigmas,
floracin floracin
Fuentes comunes de calcioFuentes comunes de calcioContenido de Valor relativo de
Material Ca , % neutralizacin* (%)Cal calctica 32 85-100
Ca o omt ca -
Escorias industriales 29 50-70
Yeso 22 Ninguno
Residuos de hornos (Gredas) 24 15-85
Cal hidratada 46 120-135Cal viva quemada 60 150-175
* Comparado con carbonato de calcio 100% puro
Superfosfato simple 18Superfosfato simple 18--21%21% -- Superfosfato triple 12Superfosfato triple 12--14%14%
Rocas fosfatadas 35%Rocas fosfatadas 35%
Estircol y bioslidos 2Estircol y bioslidos 2--5%5%
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
44/49
Fuentes comunes de magnesioFuentes comunes de magnesio
Cal dolomtica (carbonato de Ca y Mg) 3-12
Magnesita (xido de Mg) 55-60
Escorias bsicas 3
Sulfato de magnesio 9-20
Cloruro de magnesio 7.5
Nitrato de magnesio 16%Nitrato de magnesio 16%
Los siete micronutrientesLos siete micronutrientes
Boro (B) Cloro (Cl) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Boro (B) Cloro (Cl) Cobre (Cu) Hierro (Fe) Molibdeno (Mo) Zinc (Zn)
Molibdeno (Mo) Zinc (Zn)
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
45/49
Deficiencia de HierroDeficiencia de Hierro
con nervaduras mas oscuras
Deficiencia de ManganesoDeficiencia de Manganeso
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
46/49
Deficiencia de Zinc en MazDeficiencia de Zinc en Maz
Internudos cortos, pice de crecimiento blanquecino,
hojas nuevas pequeas con estras blancasy tonos rojos
Deficiencia de ZincDeficiencia de Zinc
Hojas nuevas angostas con
manchas grandes de color ferroso
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
47/49
Deficiencia de HierroDeficiencia de Hierro
Clorosis de hojas nuevascon nervaduras mas oscuras
NUTRIENTE FORMASEN SUELO
ABSORCION FUNCION MOVILIDADSINTOMAS
2+, 3+
Formas, funciones y deficiencias deFormas, funciones y deficiencias demicronutrientesmicronutrientes
ORGANICO QUELATOS
ELECTRONES,
ENZIMASANTAGONICO CON P,Cu,Mn, Zn.
CLOROSIS INTERNERVAL HOJASJOVENES, SUELOS ALCALINOS
Mn MINERAL Mn2+ ACTIVADOR DE
ENZIMAS,
TRANSPORTE DEELECTRONES
INMOVIL
DEFICIENTE EN SUELOS CALCAREOS,
ARENOSOS O ALTOS EN M.O.TOXICO EN SUELOS ACIDOS
Zn MINERAL Zn2+ SINTESIS DE INMOVIL
(PRECURSOR DEAIA)
ENZIMAS
Y/O ARENOSOS- ANTAGONICO CON P.CLOROSIS INTERNERVAL EN HOJAS
JOVENES DE MAIZ.
Cu MINERAL
ORGANICO
Cu 2+ PLASTOCIANINA,OXIDASAS,
FORMACIONCLOROFILA
INMOVIL
CLOROSIS EN HOJAS JOVENES (PUNTASECA)
DEFICIENTE A ALTOS Ph y M.O.
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
48/49
Formas, funciones y deficiencias deFormas, funciones y deficiencias demicronutrientesmicronutrientes
NUTRIENTE FORMAS ENSUELO
ABSORCION FUNCION MOVILIDADSINTOMAS
ORGANICO
3 3 AZUCARES Y
FORMACION DEPOLISACARIDOS
(MOVIL EN ALGUNAS ESPECIES)
DEFICIENTE EN SUELOS ARENOSOS,BAJA M.O.
MANCHAS PARDO-ROJIZAS EN HOJASJOVENES, DEFORMACION DE
MERISTEMAS (CAPITULOS EN GIRASOL)
Mo MINERAL Mo O42- REDUCTASAS
NITROGENASA(FIJACION DE N2)
CLOROSIS INTERNERVAL
DEFICIENTE A BAJO pH
ANTAGONICO CON S
Cl MINERAL Cl- ESENCIAL PARA
LA EVOLUCIONDEL
FOTOSISTEMA II
CLOROSIS
MAYOR INCIDENCIA DEENFERMEDADES
Concentracin Crtica de Micronutrientes en SueloConcentracin Crtica de Micronutrientes en Suelo
(Sims y Johnson, 1991)Micronutriente Factores de importancia Mtodo Rango de
nivel crtico
m /k
Boro Rendimiento, pH, humedad desuelo, textura, MO, tipo de suelo
Soluble en aguacaliente
0.1-2.0
Cobre Cultivo, MO,pH, presencia deCaCO3
Mehlich 1Mehlich 3
DTPA
0.1-10.0
0.1-2.5
Hierro pH, presencia de CaCO3, aireacin,humedad de suelo, MO, CIC
DTPA
Olsen modificado2.5-5.0
10.0-16.0
Manganeso pH, textura, MO, presencia deCaCO3
Mehlich 1Mehlich 3
5.0-10.04.0-8.0. - .
Molibdeno pH, cultivo Oxalato deamonio pH 3.3
0.1-0.3
Zinc pH, presencia de CaCO3, P, MO,porcentaje de arcilla, CIC
Mehlich 1Mehlich 3
DTPA
0.5-3.01.0-2.00.2-2.0
7/29/2019 Dinamica Nutrientes
49/49
9
Rango de pH para una ptima
disponibilidad de micronutrientes
5
6
7
8
afectado
3
4
B Cl Cu Fe Mn Mo Zn
No