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UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

FERTILIDAD Y MANEJO DE SUELOS

Unidad 8 Unidad 8

Diagnóstico de deficiencias de P y manejo de la

fertilización fosfatada

Diagnóstico de deficiencias de P y manejo de la

fertilización fosfatada

Cursada 2013Cursada 2013

Objetivos del análisis de suelo

Proveer un índice de disponibilidad de nutrientes en el suelo, para lo cual debe extraer el nutriente de los mismos pooles que las plantas.

Predecir la probabilidad de obtener una respuesta económica a la aplicación de fertilizante.

Proveer una base para el desarrollo de recomendación de fertilizantes y cal.




Unidad 8: Diagnóstico de deficiencias de P.Cursada 2013

Diagnóstico de la fertilidad fosfatada El diagnóstico de la fertilidad fosfatada y la recomendación de

fertilización se basa principalmente en el análisis de muestras de suelo del horizonte superficial.

El análisis de suelo permite conocer la capacidad de abastecimiento de P o el P “disponible”, evaluando principalmente la fracción inorgánica lábil.

Los extractantes utilizados para esta determinación varían de acuerdo a características del suelo (pH, mineralogía y forma de P inorgánico dominante).

Los extractantes de P se basan en distintos mecanismos (disolución ácida, intercambio aniónico, formación de complejos con cationes, o hidrólisis de cationes) para remover el P disponible.





Criterios para la selección de una adecuada metodología de análisis de P.

El extractante utilizado debe extraer todo o una parte proporcional del o las formas disponibles de P que contribuyen a la nutrición de los cultivos.

La cantidad de nutriente extraído debe ser medida con rapidez y exactitud.

La cantidad de nutriente extraído debe estar correlacionada con el crecimiento y rendimiento de cada cultivo (estudios de correlación).

P soluble

Plantas

P lábil P moderadamente

lábil

P de muy

baja

labilidad





Mecanismos de extracción de P

El método de Olsen se usa en suelos neutros a alcalinos y el extractante es NaHCO3 (0.5M) a pH 8.5. En estos suelos las formas del P-Ca controlan el H2PO4

- en solución:

Paso 1: -HCO3 + Ca+2 CaCO3 + H+ (Ca+2 decrece como CaCO3 precipita)Paso 2: CaHPO4.2H2O + H+ Ca+2 + -H2PO4 + 2H2O





El test de Bray and Kurzt 1 se usa en suelos con pH subácidos a neutros: se basa en extracción de las formas inorgánicas solubles del P ligado al Fe y al Al y al Ca con NH4F (0.03M) y HCl (0.025M) y posterior determinación del H2PO4- por colorimetría:La reacción se realiza en dos pasos:

Paso 1: 3F - + Al+3 AlF3 (Al+3 decrece como AlF3 precipita) Paso 2: AlPO4.2H2O + 2H+ Al+3 + H2PO4

- + 2H2OCaHPO4 + H+ Ca+2 + H2PO4

- + 2H2O

Métodos de análisis utilizados para determinar fósforo (P) extractable en suelos. Adaptado de García et al. (2007).





Análisis Composición del

extractante

Comentarios

Bray 1 0,03 M NH4F + 0,025 M HCl Para suelos ácidos y neutros Olsen 0,5 M NaHCO3 - pH 8,5 Para suelos alcalinos,

también para neutros y ácidos

Mehlich 3 0,2 M CH3COOH + 0,25 M NH4NO3 + 0,015 N H4F + 0,013 M HNO3 + 0,001 M EDTA – pH 2,5

Multinutriente para un amplio rango de suelos

Relación entre la concentración de P disponible extraída por la metodología de Mehlich 3 (Mehlich, 1984) y Bray and Kurtz (1945). Adaptado de Zamuner et al. (2006).

Sitio 21

Línea 1:1

P-

Me

hlic

h 3

(m

g k

g-1

)

P- Bray 1 (mg kg-1)

r2= 0.95








Pasos en el desarrollo de un test o análisis de suelo

Correlación

Calibración

Interpretación de los datos y recomendación de fertilización

Análisis de suelo





Pasos para el desarrollo de un test de sueloCorrelación: se refiere a la relación entre la absorción de un nutriente y/o la producción de materia seca de la planta y la concentración de un nutriente determinado por test de suelo en particular. “Debe existir una relación matemática (regresión) entre la producción de MS o la concentración del nutriente en la planta y la concentración en el suelo de dicho nutriente”. “Es importante que exista variabilidad del nutriente en el suelo y se deben tratar de evitar interacciones cuando sea posible, por ej, eliminar limitaciones de otros nutrientes”. “Los ensayos en invernáculo son importantes en esta etapa”.

Calibración: en esta etapa se determina el significado de un análisis de suelo en términos de respuesta del cultivo. El objetivo es agrupar los suelos en categorías de concentración de nutrientes basándose en la probabilidad de respuesta del cultivo a la aplicación de fertilizantes. Esta definición se puede realizar arbitrariamente mediante el uso de un modelo matemático o mediante una aproximación probabilística (Cate y Nelson).

Interpretación y recomendación: La etapa de recomendación exige un acabado conocimiento de las condiciones de suelo y clima de una determinada región. “Cuanto mayor sea el conocimiento del lote en particular, mayor será la probabilidad de efectuar una acertada recomendación”.


Relación entre el rendimiento relativo de los cultivos y la disponibilidad de P-Bray. Adaptado de García et al. (2007).

20

40

60

80

100

0 5 10 15 20 25 30

P Bray (mg kg-1)

Ren

dim

ient

o m

áxim

o (%

)

Soja

Maíz

Trigo

Alfalfa

• La línea punteada horizontal indica el 90% del rendimiento máximo.

• Umbrales críticos: 10-12, 15-17, 18-20 y 22-25 mg P kg-1 para soja, maíz, trigo y alfalfa, respectivamente.





Incremento de rendimiento relativo (IRR) por el agregado de P en función de la disponibilidad de P Bray, a distintas profundidades de muestreo. (Adaptado de Calviño et al., 2000).

y = -8.248Ln(x) + 34.99R2 = 0.31

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40

P (mg kg-1)

y = -12.682Ln(x) + 42.67R2 = 0.64

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25 30

P (mg kg-1)

y = -12.521Ln(x) + 37.92R2 = 0.67

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20

P (mg kg-1)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20 25 30

P Bray (mg kg-1)

Re

sp

ue

sta

(k

g h

a-1

) Area serrana

Area trigera

Relación entre el P extractable Bray 1 y la respuesta al agregado de P en trigo (Adaptado de Berardo, 1994).





Relación entre el rendimiento relativo del trigo en SD y la concentración de P-Bray a distintas profundidades.

Adaptado de Zamuner et al. (2006).

Fósforo disponible (mg kg-1) Fósforo disponible (mg kg-1)Fósforo disponible (mg kg-1)

Re

nd

imie

nto

re

lati

vo

(%

)

r2= 0.40 r2= 0.56 r2= 0.70





-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

0 10 20 30 40 50

P Bray (mg kg-1)

Re

sp

ue

sta

(kg

ha

-1)

500 kg ha-1

15 mg kg-1

Relación entre el P extractable Bray 1 y la respuesta al agregado de P en maíz. La línea vertical indica P Bray= 15 mg kg-1 y la horizontal la respuesta en grano= 500 kg ha-1. (Garcia et al., 1997).





Se deben conocer las características de los suelos (textura, pH, etc).

El conocimiento del clima, disponibilidad de agua a la siembra, la profundidad efectiva del suelo entre otros factores, afectan la respuesta del lote a la fertilización (Echeverría y Garcia, 1998).

Rendimiento objetivo y requerimientos de P de cada cultivo y su grado de respuesta.

Manejo del suelo (labranzas) y de la fertilización (fuente de P y método de aplicación).

Filosofía o criterio de fertilización: básicamente existen dos filosofías para recomendar dosis de P, la de “nivel de suficiencia” y la de “rápida reconstrucción y mantenimiento” (Fixen and Grove, 1990).

Etapa de recomendación de fertilización fosfatada





Propone la adición de dosis que repongan lo extraído por el cultivo más la adición de una cantidad extra para ir aumentando gradualmente la concentración de P-Bray (0.4 a 0.6 mg/kg/año) hasta niveles medios, para aplicar luego dosis de mantenimiento.

Si los suelos tienen valores altos a muy altos de concentración no se recomienda aplicar P. A su vez, si los niveles P-Bray están en la categoría de muy baja concentración se aumenta más la dosis de P para salir rápidamente de esa categoría.

Esta filosofía de recomendación requiere del monitoreo frecuente de los suelos y de una adecuada calidad del análisis de suelo (exactitud y precisión), dado que una subestimación de la disponibilidad de P podría llevar a pérdidas de rendimiento (Fixen and Grove, 1990).

Para la aplicación de esta filosofía de recomendación se necesita conocer, además del valor del análisis de suelo, el requerimiento de P por tonelada de grano exportado y el rendimiento objetivo

Filosofía de nivel de suficiencia y reconstrucción parcial





Propone llevar el suelo en uno o dos años a niveles altos de concentración de P-Bray para luego mantenerlo reponiendo la extracción de P de los cultivos. No considera por ende el aporte de reservas minerales del suelo. El objetivo es proteger al cultivo de cualquier pérdida de rendimiento.

Esta metodología no requiere muestreos frecuentes de suelos y a su vez tiene menos dependencia de la calidad del análisis de suelo

Para aplicar esta metodología se necesita conocer cuanto se incrementa el P-Bray por cada kg de P aplicado, lo que depende del tipo de suelo (cantidad y tipo de arcillas, pH y concentración inicial de P-Bray).

Las dosis del criterio de “rápida reconstrucción y mantenimiento” son mucho mas elevadas que las determinadas empleando el criterio de “nivel de suficiencia”, y por lo tanto, esta última filosofía de recomendación es económicamente más conveniente y con menor riesgo de impacto ambiental negativo (Dahnke and Olson, 1990).

Filosofía de rápida reconstrucción y mantenimiento





Recomendación de fertilización fosfatada:Nivel de suficiencia

Requerimientos de P de los cultivos de trigo, maíz, girasol y soja.

Soja de 3 Tn ha-1 de rendimiento exportaría 16,5 kg ha-1 de P.

Trigo de 5 Tn ha-1 de rendimiento exportaría 19,2 kg ha-1 de P.

Maíz de 8 Tn ha-1 de rendimiento exportaría 22,4 kg ha-1 de P.

Girasol de 2,5 Tn ha-1 de rendimiento exportaría 10,5 kg ha-1 de P.





Recomendación de P2O5 en bandas (al costado y debajo de la línea de siembra) para el cultivo de trigo de diferentes rendimientos objetivo en función de los contenidos de P en el suelo.

Concentración de P disponible (ppm)Rto

(Ton ha -1)Menos de 5 5,1-7 7,1-9 9,1-11 11,1-13 13,1-16 16,1-20

---------------------------------kg P2O5--------------------------------

2 45 34 30 25 21 17

4 62 51 47 42 38 35 23

6 78 68 63 59 55 50 39

Concentración de P disponible (ppm)Rto

(Ton ha -1)Menos de 5 5,1-7 7,1-9 9,1-11 11,1-13 13,1-16 16,1-20

---------------------------------kg P2O5--------------------------------

2 45 34 30 25 21 17

4 62 51 47 42 38 35 23

6 78 68 63 59 55 50 39









Para ambas metodologías de fertilización nos surge una pregunta:

Cuanto P hay que aplicar?

Es lo mismo para todos los tipos de suelo?





Recomendación de fertilización fosfatada:rápida reconstrucción y mantenimiento

Relación entre el incremento de P-Bray y dosis de P aplicada. Adaptado de Rubio et al. (2007)

Coef b= 0.45369 + 0.00356*P-Bray + 0.16245*Z – 0.00344*arcilla (%); r2= 0.61





Ejemplo de cálculo para dos suelos

Datos del lote (0-20 cm); P-Bray= 11 mg kg-1

Cont. de arcilla: 28%; Dap= 1.2 Mg m-3; Ubicación Venado Tuerto; Z= 1

Calculo del coef b:

Coef b= 0.45369 + 0.00356 * P-Bray + 0.16245*1- 0.00344*28= 0.559

Objetivo de la fertilización

Valor obj P-Bray= 15 mg kg-1

Dosis para elevar el P-Bray en 1 mg kg-1

Si con 1 mg kg-1 elevo 0.559 mg kg-1, esto significa que con 2.4 kg ha-1 elevo 0.559, entonces para 1 ppm voy a necesitar (2.4 kg ha-1)/0.559= 4.29 kg ha-1 de P.

Dosis para umbral= (15 – 11)*4.29= 17.2 kg ha-1 de P





Ejemplo de cálculo para dos suelos

Datos del lote (0-20 cm); P-Bray= 11 mg kg-1

Cont. de arcilla: 28%; Dap= 1.2 Mg m-3; Ubicación Balcarce; Z= 0

Calculo del coef b:

Coef b= 0.45369 + 0.00356 * P-Bray + 0.16245*0- 0.00344*25= 0.407

Objetivo de la fertilización

Valor obj P-Bray= 15 mg kg-1

Dosis para elevar el P-Bray en 1 mg kg-1

Si con 1 mg kg-1 elevo 0.407 mg kg-1, esto significa que con 2.4 kg ha-1 elevo 0.407, entonces para 1 ppm voy a necesitar (2.4 kg ha-1)/0.407= 5.9 kg ha-1 de P.

Dosis para umbral= (15 – 11)*5.9= 23.6 kg ha-1 de P





Recomendación de P2O5 para cultivos de trigo de 5 ton ha-1 siguiendo los

criterios de suficiencia (Echeverría y García, 1998) y rápida reconstrucción según el modelo de Rubio et al. (2008) para diferentes contenidos de P-Bray en el suelo. Se asume un valor medio del rango y un umbral de 15 mg kg-1 para ambas metodologías.





Concentración de P disponible (mg kg-1)

< 5 5-7 7,1-9 9,1-11 11,1-13 13,1-16 16,1-20

Filosofía de nivel de suficiencia

---------------------------------------------kg P2O5 ha-1-------------------------------------------------

70 59 55 51 46 42 32

Filosofía de rápida reconstrucción

----------------------------------------kg P2O5 ha-1---------------------------------------------

198 147 117 88 59 43 44

Relación entre el fósforo disuelto en aguas de escurrimiento y la concentración de P-Bray 1 (0-15 cm) en suelos pobremente drenados (símbolos vacíos) y bien drenados (símbolos llenos). Adaptado de Andraski and Bundy (2003).





Fó

sfo

ro d

isu

elt

o e

n a

gu

as

de

es

cu

rrim

ien

to (

mg

L-1

)

Concentración de P-Bray (mg kg-1)

0 30 60 90 120 150 180

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

y = 0.0015 + 0.0024x

r2= 0.65

y = -0.08 + 0.012x

r2= 0.66

Concentración de P-Bray en función de la dosis de P para dos suelos con distinta capacidad de fijar P.

Barbagelata (comunicación personal).





Argiudol ácuico

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

0 1 2 3 4

Años desde la fertilización

P M

ehlic

h 3

(m

g k

g-1

)

0

100

200

Cromuderte árgico

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

0 1 2 3 4

Años desde la fertilización

0

100

200

Manejo del fósforo en trigo y maíz

Método de localización del P

El H2PO4 alcanza las raíces principalmente por difusión e intercepción radicular, lo que retrasa inicialmente su absorción respecto de nutrientes mov., por lo que el P debe ser aplicado antes o al momento de la siembra.

Debido a la poca movilidad del P en el suelo la colocación del mismo cerca de las raíces es generalmente ventajosa. Por otra parte, la colocación de P separado de la línea de siembra impide el daño a la semilla por toxicidad.

La mayor eficiencia de la aplicación en bandas vs aplicaciones en superficie o al voleo incorporada depende de la dosis, P disponible en el suelo y de las características físico-químicas del mismo.

Sistemas de labranzas?









Influencia del nivel de P en el suelo sobre la eficiencia relativa de aplicaciones al voleo y incorporadas. Adaptado de Havlin et al.

(2005)

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

0 5 10 15 20 25

P disponible (Bray y Kurtz) mg kg-1

Efi

cie

nc

ia r

ela

tiv

a d

e

ap

lic

ac

ión

en

ba

nd

as

re

sp

ec

to a

vo

leo

Incremento del rendimiento del trigo por la aplicación de FDA producido por la aplicación en bandas o junto con la semilla.

Adaptado de Tisdale et al. (1995).

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 50 100 150

Dosis de P2O5 (kg ha-1)

Inc

rem

en

to d

e r

en

dim

ien

to (

kg

ha-1

)

Bandas

Con la semilla





Respuesta al agregado de 22 kg ha-1 de P en trigo en LC en función de distintos niveles de P Bray en el suelo. Adaptado de Berardo et al. (1998).

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 10 20 30 40

P Bray (ppm)

Re

nd

imie

nto

en

gra

no

(k

g h

a-1)

Bandas

Voleo

Testigo





Rendimiento relativo del cultivo de trigo en LC para distintos niveles de P Bray. El tratamiento con N y sin P (control) y el tratamiento con N y P al voleo (Npvol) se relativizaron con el tratamiento con N al voleo y P incorporado (Npinc). Covacevich et al. (2005).

y = 0,0078x + 0,7581

r2 = 0,92 (N)

y = 0,1304Ln(x) + 0,6313

r2 = 0,85 (Npinc)

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0 5 10 15 20 25 30 35

P Bray (ppm)

Re

nd

imie

nto

re

lati

vo

ControlNpinc

Npvol





Respuesta del cultivo de soja a la forma de aplicación del P en un suelo con bajo P-Bray. Adaptado de Baigorri et al. (1997).

0

200

400

600

800

1000

1200

30 60

kg ha-1 de superfosfato triple

Inc

rem

ento

so

bre

el t

esti

go

(k

g h

a-1

)

Voleo e inc.

Bandas





Efecto de los sistemas de labranza sobre la distribución del P disponible. Adaptado de Randall (1980).

-30.0

-25.0

-20.0

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

0 20 40 60 80

P disponible luego de 8 años (mg kg -1)

Pro

fun

did

ad (

cm)

AR 0

Cincel

Disco

SD





Rendimiento, absorción y eficiencia de recuperación de P (ERP) del cultivo de trigo bajo SD en función de dosis y método de colocación. Sainz Rozas et al (2004).

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

2002 2003

Años

Re

nd

imie

nto

(k

g h

a-1) 0P-N

25-V

25-L

50-V

50-L

0

5

10

15

20

25

30

0P-N 25-V 25-L 50-V 50-L

Tratamientos

P e

n p

lan

ta (

kg

ha

-1)

0

5

10

15

20

25

30

ER

P (

%)

P planta (2002)P planta (2003)ERP (2002)ERP (2003)

P-Bray= 9 ppm

P-Bray= 14 ppm





Análisis de varianza del % de fósforo retenido con el extractante de Bray I (Mc Lean, 1982) en el suelo de Necochea en función de la dosis de P y de la profundidad. Fernández Palma (comunicación personal).

Análisis de la varianza Fuente de variación -----P > F----

Dosis de P (D) 0.003 Profundidad (P) 0.012

D*P 0.101 Medias de tratamientos

Dosis de P (μg g de suelo-1) % retención 60 33.2 a 120 28.5 b

Profundidad de suelo (cm)

0-10 29.1 b 10-20 32.6 a





Intensidad de micorrización en raíces de trigo en Necochea en el año 2003. 0, 25, 50 y 150= kg P ha-1. V= aplicación en superficie anticipada; L= aplicación de P a 5 cm por debajo y al costado de la línea de siembra. Datos extraídos de Covacevich et al (2004).

aba

c

c cc

c

abc

bc

ab

cbc

0

5

10

15

20

25

0-10 cm 10-20 cm

Profundidad

Inte

ns

ida

d d

e m

ico

rriz

ac

ión

(%

)

0-P 25-L 50-L

25-V 50-V 150-V





Rendimiento en grano del maíz en SD en IOWA en función del método de colocación de P para dosis de 14 y 28 kg P ha-1. 0-P= testigo, sup= al voleo en superficie en presiembra; Band= 5 cm debajo y al costado de la semilla. Adaptado de Bordoli y Mallarino (1998).

0

2

4

6

8

10

12

Sitio1

Sitio2

Sitio3

Sitio4

Sitio5

Sitio6

Sitio7

Sitio8

Sitio9

Sitio10

Sitio11

Sitio12

Sitio13

Sitio14

Sitio15

Re

nd

imie

nto

(M

g h

a-1

)

0-P Sup Band

P-Bray (ppm) 35 33 23 12 9 11 8 7 7 24 18 15 17 17 17 (0-15 cm)

*

* * *

**





Rendimiento en grano de soja en SD en IOWA en función del método de colocación de P para dosis de 14 y 28 kg P ha-1. 0-P= testigo, sup= al

voleo en superficie en presiembra; Band= 5 cm debajo y al costado de la semilla. Adaptado de Borges y Mallarino (2000).

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

Sitio1

Sitio2

Sitio3

Sitio4

Sitio5

Sitio6

Sitio7

Sitio8

Sitio9

Sitio10

Sitio11

Sitio12

Sitio13

Sitio14

Sitio15

Ren

dim

ien

to (

Mg

ha

-1)

0-P Sup Band

P-Bray (ppm) 31 33 24 29 8 8 11 7 6 7 7 8 22 18 16 (0-15 cm)

**

**

*

*

*





Rendimiento en grano de maíz en SD en el oeste arenoso en función del método de colocación de P para dosis de 24 kg P ha-1. 0-P= testigo, VA= al voleo en superficie en presiembra; B= 5 cm debajo y al costado de la

semilla. Barraco (comunicación personal).





11717

8738

12885

9552

13980

10697

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

Sitio 1 Sitio 2

Sitios

Re

nd

imie

nto

en

gra

no

(k

g h

a-1

)

0-P

24 VA

24 B

b ab a

b ab a

Consideraciones finales sobre el manejo del P • Se dispone de métodos de diagnóstico (Bray 1 y Mehlich 3) adaptados a los

suelos y cultivos de la región pampeana.

• La filosofía de recomendación basada en el “nivel de suficiencia” es la más adecuada desde el punto de vista económico y ambiental.

• La siembra directa provoca estratificación de P y MO, promueve el crecimiento de raíces en el estrato superficial del suelo y un mayor desarrollo de micorrizas, por lo que en suelos poco fijadores es factible la fertilización al voleo de P. Sin embargo, esta forma de colocación no es recomendable para zonas donde la humedad del suelo pueda restringir la actividad de raíces y la difusión del P a las mismas.

• En suelos con bajos niveles de P y bajo labranza convencional (LC) la aplicación de P en bandas cercanas a la línea de siembra es mas eficiente que la aplicación al voleo.

• La SD produce estratificación de P, propiciando los riesgos de pérdida en aguas de escurrimiento, principalmente en suelos con elevada pendiente.

• En contenidos medios a altos de P-bray, cuando las respuesta a P es baja y se fertiliza básicamente para reponer el P exportado, es posible la aplicación de P al voleo, aún en suelos bajo LC.





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