fosforo - gerardo rubio

1

El fósforo en sistemas agrícolas

Gerardo Rubio

Universidad de Buenos Aires – INBA CONICETArgentina

[email protected]

¿Qué herramientas poseemos para saber si a nuestro suelo le falta fósforo?

20

40

60

80

100

0 5 10 15 20 25P Bray (mg/kg)

Ren

dim

ient

oM

axim

o(%

)

Soja-Girasol (9-12) Maíz (15-20)

Trigo (15-20) Alfalfa (20-25)

Rendimiento de los cultivos en función del fósforo en el suelo. Las líneas perpendiculares al eje x indican los umbrales críticos de respuesta

El ciclo del P es muy simple pero …. el fertilizante es muy caro!

2

NO3

Ca, Al, Fe

El fósforo es retenido por el suelo, el nitrógeno no

1 mm

++

++

+ +

++

++

+++

+

++

++

++

+ +

+ arcillas, MO

+

++

+

++++

++++

++

PO4

desorción

P soluciónHPO4

2 , H2PO4-

P inorgánico P orgánico

P orgánico lábil

P orgánico resistente

P adsorbido P precipitado(Ca, Fe, Al)

Minerales primariosP ocluido

adsorción precipitaciónsolubilizacion

inmovilización

mineralización

LAB

ILID

AD

LAB

ILID

AD

P Bray

Como se encuentra el fósforo en el suelo?

3

suelo

exportación

fertilizantes

.............

...............

Pero el fósforo no se va del sistema, el nitrógeno si

lluvia

erosión

lixiviación

Pérdidas (o entradas) gaseosas

Como computamos el balance neto de P?

Balance (+) = Crédito para siguientes cultivos

Balance (-) = Disminución del P Bray

Balance neto = P exportado en grano – P aplicado como fertilizante

4

¿Cuánto P exportamoscon el grano?

y = 0.0055xn = 130, R2 = 0.71

0

5

10

15

20

25

30

0 1000 2000 3000 4000 5000

Rendimiento (kg ha-1)

P e

xpor

tado

en

el g

rano

(kg

ha-1

)

Ciampitti, Garcia 2007

Nutrientekg de nutriente / tonelada de cultivo*

Trigo Maíz Soja Girasol Sorgo Cebada

Nitrógeno 18 13 49 22 17 13

Fósforo 3.3 2.6 5.3 5.8 3.0 3.0

Potasio 3.3 3.5 17 5.6 3.0 4.0

Calcio 0.4 0.2 2.7 1.3 1.0 -

Magnesio 2.3 1.3 3.2 2.7 1.0 1.0

Azufre 1.3 1.2 2.5 1.7 2.0 2.0

y = -0.40x + 814.30R

2

= 0.42

0

5

10

15

20

25

30

35

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

P B

ray

(ppm

)

P Bray en suelos del oeste de la región pampeana

Díaz-Zorita, Duarte & Asoc. (2005)

n=1847

5

¿Cuánto baja la disponibilidad en el suelo si no fertilizamos lo suficiente?

PBray: cae 1 ppm por cada 9.8 kg P de balance negativo9 de Julio (L. Ventimiglia)

Fernandez Lopez & Ferraris, 2007

0

10

20

30

40

50ControlFertilizado con P

0,37*Bal

0,018*Bal

P B

ray-

1 (m

g P

kg-1

)

Balance Acumulado de P (kg P ha-1)

Es posible recuperar los niveles de P de suelo mediante balances netos positivos

Red CREA Sur Santa Fe Rotaciones T/S-M y S-T/S-MDosis: 37 kg P/ha año

Arcilla: 8-20%(Ciampitti, Garcia, Piccone, Rubio 2009)

Suelos <20 ppmBray-1

-55 kg 1 ppm+ 2.7 kg 1 ppm

6

-200 -150 -100 -50 0 50 1000

1020304050607080

0,19*Bal

0,006*Bal

P B

ray-

1 (m

g P

kg-1

)

Balance Acumulado de P (kg P ha-1)

Suelos > 40 ppm

Bray-1

-5 kg 1 ppm

Red CREA Sur Santa Fe Rotaciones T/S-M y S-T/S-M(Ciampitti, Garcia, Piccone, Rubio 2009)

Suelos con alto P pueden ser insensibles a balances netos positivos

TestigoRR (%) = x 100Fertilizado

Los umbrales críticos de P Bray son la herramienta básica para diagnosticar la fertilidad fosforada

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40

PBray1 (mgP kg-1, 0-20 cm)

Ren

dim

ient

o re

lativ

o (%

) Red 1Red 2

RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))R2 = 0.70

8 12.460

70

80

90

100

0 10 20 30 40


Ren

dim

ient

o re

lativ

o (%

) Red 1Red 2

RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))R2 = 0.70

8 12.460

70

80

90

100

0 10 20 30 40


Ren

dim

ient

o re

lativ

o (%

) Red 1Red 2

RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))R2 = 0.70

8 12.460

70

80

90

100

0 10 20 30 40


Ren

dim

ient

o re

lativ

o (%

) Red 1Red 2

RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))R2 = 0.70

8 12.4

7

Los umbrales críticos son relativamente constantes para cada cultivo

Soja. Gutiérrez Boem et al., 2006

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40

PBray 1 (mgP kg-1, 0-20 cm)

Ren

dim

ient

o re

lativ

o (%

)

Red 1Red 2

RR1 = 100 (1 - e (-0.1537 (P+7.00))RR2 = 100 (1 - e (-0.1636 (P+5.96))

R2 = 0.70

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40

PBray 1 (mgP kg-1, 0-20 cm)

Ren

dim

ient

o re

lativ

o (%

)

Red 1Red 2

RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69)), R2 = 0.70

Red 1: Fertilizar (Bs As, Santa Fé)Red 2: Sudeste BA (Calviño et al.)

P disponible

Rend

imie

nto

(kg

ha-1)

Rend

imie

nto

rela

tivo

(%)

P disponible

G. Boem 2010


8

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 50 100 150 200

Agua disponible (mm)

Ren

dim

ient

o (k

g ha

-1)

y = 3527 (1-e-0.030x), r2=0.76y = 3020 (1-e-0.028x), r2=0.96

Rendimiento de soja fertilizada con 24 kg P ha-1 y no fertilizada en función de agua disponible en febrero. Sitios de la red con menos de 8 ppm de fósforo disponible (Calviño y Redolatti, 2004).


¿Qué estrategia de fertilización fosforada sigo?

20

40

60

80

100

0 5 10 15 20 25P Bray (mg/kg)

Ren

dim

ient

oM

axim

o(%

) Soja-Girasol (9-12) Maíz (15-20)

Trigo (15-20)

Alfalfa (20-25)

Rendimiento de los cultivos en función del fósforo en el suelo. Las líneas perpendiculares al eje x indican los umbrales críticos de respuesta

9

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40


Ren

dim

ient

o re

lativ

o (%

) Red 1Red 2

RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))R2 = 0.70

8 12


Fertilización en soja

Cada barra es el promedio de 5 a 7 ensayos

¿Cuál es la eficiencia de la fertilización en soja?

Echeverría et al., 2002Calviño & Redolatti, 2004Reelaborados por Gutierrez Boem

0

100

200

300

400

500

600

700

Disponibilidad de fósforo

Res

pues

ta (k

g/ha

)

12 kgP/ha

20 kgP/ha

24 kgP/ha

12 kgP/ha 428 208

20 kgP/ha 572 230

24 kgP/ha 513 231

0-8 ppm 8-12 ppm

10

Disponibilidad de P

Dosis de P aplicada (kgP/ha)

Respuesta a la fertilización (kg/ha)Resultado de la fertilización con P (u$s

/ha)

231 (-15)513 (56)24 (72)

230 (-2)572 (83)20 (60)

208 (16)428 (71)12 (36)

8-12 ppm0-8 ppm

¿Cuál es la eficiencia de la fertilización en soja?

Disponibilidad de PDosis de P aplicada (kgP/ha)

(Costo en U$S)

Eficiencia media de la fertilización(kg grano / kg P aplicado)

9.621.324 (72)

11.528.620 (60)

17.335.612 (36)

8-12 ppm0-8 ppm

Echeverría et al., 2002Calviño & Redolatti, 2004Reelaborados por Gutierrez Boem

Precios x kg(u$s):

P: 3 Soja: 0.25Trigo: 0.15Maiz: 0,13

( )( )

grano grano

P P

Respuesta kg hakgEficiencia media =

kg Dosis kg ha⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

( )( )

grano P

P grano

kg Precio insumo $ kg Relación de precios =

kg Precio producto $ kg⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25Dosis de fósforo (kgP/ha)

Efic

ienc

ia m

argi

nal (

kg g

rano

/kg

P)

Echeverría et al., 2002; Calviño y Redolatti, 2004, reelaborados por G Boem 2008

Cada punto es el promedio de 5 a 7 ensayos

Dosis óptima económica

RP=12 kgsoja/kgP

La eficiencia marginal cae a mayor dosis:

─── Ef (0-8ppm) = 52.5 – 2.524 P─── Ef (8-12ppm) = 24.2 – 1.234 P

Eficiencia marginal: es el aumento de rendimiento por kg de P adicional (la pendiente de la curva de respuesta)

Dosis óptima económica:eficiencia marginal = relación de precios

0

100

200

300

400

500

600

700

0 10 20 30Dosis de fósforo (kgP / ha)

Res

pues

ta (k

g / h

a)

0-8 ppm 8-12 ppm

y=52.5x-1.262x2, n=17, r2=0.31y=24.2x-0.617x2, n=19, r2=0.08

11

El requerimiento de fertilizante nitrogenado es altamente dependiente del rendimiento, por lo tanto

también depende del nivel de P del suelo

Calviño , Echeverría y Redolatti, 2002

Los modelos de N disponible asumen optima disponibilidad de P

20

40

60

80

100

0 5 10 15 20 25P Bray (mg/kg)

Ren

dim

ient

oM

axim

o(%

)

Maíz (16)

Respuesta de maíz al agregado de fósforo

7 ppm

Cuanto fósforo debo agregar para incrementar 1 ppm de P Bray en el suelo?

9 ppm

¿Qué herramientas poseemos para determinar la dosis de P?

12

Metodología¿Qué herramientas poseemos para determinar la dosis de P?

Rubio et al. 2008

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 10 20 30 40

Arcilla (%)

b

NS

b = 0.51942 - 0.004 Arc + 0.15098 Zonar2: 0.568

b = 0.4536 – 0.00344Arc + 0.00356PBray1 + 0.162 Zona

Zona=1 Norte; 0= SurR2 = 0.652

Norte: b = 0.58Sur: b = 0.41

ABCH

SACA

LN

CN JN

CT

SL

OLCG

AMTE

COVT

SO

VM

RN

PI

OV

SN

TR

AZ

LBSCBB

JULA

VI

TA

100 km

Southern Pampa

Flooding Pampa

Northern PampaEX

ABCH

SACA

LN

CN JN

CT

SL

OLCG

AMTE

COVT

SO

VM

RN

PI

OV

SN

TR

AZ

LBSCBB

JULA

VI

TA

100 km

Southern Pampa

Flooding Pampa

Northern PampaEX

Cuantos kg P/ha se necesitan para elevar P Bray en 1 ppm?

¿Qué herramientas poseemos para determinar la dosis de P?

Rubio et al.2008

Norte: b = 0.58 → 4.2 kg P ha-1Sur: b = 0.41 → 5.8 kg P ha-1

Dosis p incrementar 1 ppm (kg P ha-1)= {0.1 x Dap (t /m3) x Prof (cm)}/ Coef b

Dosis para incrementar P Bray en 1 ppm (kg P ha-1)= 2.4 / Coef b(considerando D. aparente 1.2 t /m3 y profundidad 0-20 cm)

C Tejedor (15 ppm Pb): b = 0.74 → 3.2 kg P ha-1C Tejedor (10 ppm Pb): b = 0.67 → 3.6 kg P ha-1Si debo subir 7 ppm: 22 y 26 kg P/ha

ABCH

SACA

LN

CN JN

CT

SL

OLCG

AMTE

COVT

SO

VM

RN

PI

OV

SN

TR

AZ

LBSCBB

JULA

VI

TA

100 km

Southern Pampa

Flooding Pampa

Northern PampaEX

ABCH

SACA

LN

CN JN

CT

SL

OLCG

AMTE

COVT

SO

VM

RN

PI

OV

SN

TR

AZ

LBSCBB

JULA

VI

TA

100 km

Southern Pampa

Flooding Pampa

Northern PampaEX

13

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40


Ren

dim

ient

o re

lativ

o (%

) Red 1Red 2

RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))R2 = 0.70

8 12


Muestreo de suelo, factor clave en el diagnóstico del P

enero 199925 de Mayo(Buenos Aires)


1: distinguir áreas heterogéneas

12

3

14

b: profundidad:

2: como muestreo?

a: evitar sitios calientes en P

5 ppm P Bray

81 ppm10 ppmexactamente 0-20 cm (en SD también!)


60

70

80

90

100

0 10 20 30 40


Ren

dim

ient

o re

lativ

o (%

) Red 1Red 2

RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))R2 = 0.70

40

30

20

10

PBray1 mgP kg-1

5 10 20 30

Pro

fund

idad

(cm

) 0-10 cm= 11 ppm

0-20 cm= 7.5 ppm

0-25 cm= 5 ppm


15

c: 1 muestra por área homogénea compuesta de submuestras:

i) al azar: 25-30

ii) dirigidas (suelos fertilizados antes)

líneas a 70 cm: 1 en el surco c/20 en entresurco

líneas a 52 cm: 1 en surco c/14 en entresurco

líneas a 30 cm: 1 en surco c/8 en entresurco

Methods for P Analysis, J.L. Kovar and G.M. Pierzynski (eds) 2009


Ciampitti et al., 2006

En el caso de soja, las dosis máximas para una merma de plantas del 20% oscilan entre 4 y 8 kg P ha-1 pero una soja de 3 ton ha-1, exporta 16.2 kgP ha-1.


16

Fertilización con P en campo propio con rotación clásica T/S –M–S en 8 a 12 ppm P Bray

Casos habituales

0.333.5x5.3=18.535Soja 1ra

0.4810x2.6=26100Maiz

2.30.212.2x5,3=11.722Soja 2da

0.37x1.5=0.50.018x16.5=0.35x3.3=16.550Trigo

Ascenso ppm Bray (18 kgP)

Descenso ppmBrayExp kg P/ha

Rinde qq/ha

Eficiencia de la fertilización P para 10 ppm P38 kg trigo /kg P

C Tejedor: 3.6 kg fert P cada 1 ppmBray10 ppm a 15 ppm= 18 kg P (54 dol/ ha)

Respuesta a 18 kg P = 684 kg trigo (102 dol)

Beneficio: 48.6 dol / ha

Respuesta P = ‐29.1 ln(P Bray) + 104.4R² = 0.477; n = 53

‐20

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60

Respuesta a P (kg trigo/kg P)

P Bray (mg/kg)

Eficiencia fertilización P trigo58 ensayos región Pampeana

Precios x kg (u$s): P: 3; Soja: 0.25; Trigo: 0.15; Maiz: 0,13

Casos habitualesCampo alquiladocon rotación clásica S – S – S - T/S con rindes 30 - 40/186 ppm P Bray

Disponibilidad de P

Dosis de P aplicada (kgP/ha)

Respuesta a la fertilización (kg/ha)Resultado de la fertilización con P (u$s

/ha)

231 (-15)513 (56)24 (72)

230 (-2)572 (83)20 (60)

208 (16)428 (71)12 (36)

8-12 ppm0-8 ppm

Precios x kg(u$s):

P: 3 Soja: 0.25Trigo: 0.15Maiz: 0,13

17

Adaptado de Mallarino, 2007

Ren

dim

ient

o R

elat

ivo

(%)

Muy Bajo Bajo Optimo Alto Muy Alto

100

50

Alta Casi NulaBaja

Rec

omen

daci

ónPa

raM

ante

nim

ient

o

Nivel de P en el Suelo (Bray-1 o Mehlich-3, ppm)

Media

Probabilidad de Respuesta

Arrendamiento y baja inversión de capital

Propietario y alta inversión de capital

Beneficio Económico

Entonces …..

El ciclo del P es relativamente simple pero el fertilizante es caro

Existen herramientas para planificar la fertilización P desarrolladas localmente

Los umbrales críticos son bastante constantes ….

El muestreo es la base del diagnóstico

18

Gracias!!

Gerardo Rubio [email protected]

visiten www.suelos.org.ar

Tecnología de la FertilizaciónFertilización Profunda - Sur de Bs.As.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Tres Arroyos Copetonas

Ren

dim

ient

o (k

g/ha

)

TestigoP12 ConvencionalP22 ConvencionalP12 ProfundoP22 Profundo

Valetti y Migasso, 1983

P 10.4 ppm P 5.1 ppm

fosforo - gerardo rubio

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