Dinámica del Potasio en Molisoles de la Región Pampeana Norte
Publicado: 13 de junio de 2012
Por: Adrian Correndo y Dr. Fernando Garcia (IPNI Cono Sur); Gerardo Rubio (Cátedra de Fertilidad y Fertilizantes - Facultad de Agronomía - Universidad de Buenos Aires) Argentina; Ignacio Ciampitti (Purdue University, West Lafayette, Indiana, USA)
Resumen
La región pampeana argentina es una de las áreas agrícolas más productivas del mundo y sus suelos, originalmente bien provistos de potasio (K), son considerados uno de los más ricos en este nutriente. Por tal motivo, históricamente se le prestó poca atención y hasta la actualidad la fertilización potásica ha sido nula. Sin embargo, la intensificación agrícola, el incremento de la producción, y la mayor participación del cultivo de soja en los esquemas de rotaciones agrícolas, generan cada vez mayor desbalance del nutriente en los suelos de la región. El objetivo del trabajo fue evaluar la disponibilidad de K en Molisoles bajo situaciones productivas contrastantes, sin reposición del nutriente. Para ello, en la campaña 2009/10 se determinó el K disponible (Kd) en suelos de cuatro sitios pertenecientes a la Red de Nutrición CREA Sur de Santa Fe, iniciada en la campaña 2000/01. Las situaciones evaluadas fueron: i) sin historia agrícola (cuasi-prístina), y bajo agricultura en rotación: ii) sin fertilización (testigo), y iii) con aplicaciones anuales de nitrógeno, fósforo y azufre (NPS). Los resultados indicaron que solo en la mitad de los sitios se observaron disminuciones significativas respecto del nivel de Kd inicial en 0-20 cm, sin diferencias entre testigo y NPS. Por otra parte, la distribución vertical de Kd bajo agricultura respecto de las situaciones cuasi-pristinas, indican patrones de agotamiento influenciados por el manejo de la fertilización y el tipo de suelo en cuestión.
PALABRAS CLAVE: balance de nutrientes; potasio; distribución vertical.
INTRODUCCIÓN
El potasio (K), junto con el nitrógeno (N) y el fósforo (P) son los minerales más requeridos por las plantas superiores (Marschner, 1995). En cuanto a la extracción por cosecha, cereales como el trigo y el maíz, presentan requerimientos de absorción de K, cercanos a los 20 kg K Mg grano-1 y bajos índices de cosecha del nutriente - en promedio 20% removido en granos - resultando que gran parte del K absorbido retorne al suelo en los residuos de cosecha (Ciampitti y García, 2009). Sin embargo, en cultivos como la soja, los requerimientos de absorción se incrementan a 40 kg K Mg grano-1 y alrededor del 50% del K absorbido por el cultivo es exportado en la cosecha (Ciampitti y García, 2009).
La química del K del suelo es relativamente simple si la comparamos con nutrientes como N o P, ya que el K no forma compuestos orgánicos. Solo existe en el suelo en formas inorgánicas (Johnston et al., 2001). Por otra parte, la escasa movilidad del K en el suelo permite que pueda ser redistribuido en el perfil por absorción y reciclaje por las plantas. Estudios recientes han demostrado el importante rol de la vegetación en la redistribución vertical (como estratificación) de nutrientes menos móviles en el suelo y más demandados para la nutrición vegetal como los son el P y el K (Jobbagy y Jackson, 2001). Varios investigadores han reportado estratificaciones de K en el perfil del suelo como resultado de manejos en sistemas conservacionistas (Amado et al., 2006; Mallarino y Borges, 2006; Fernández, 2009).
Los suelos pampeanos, originalmente bien provistos de K, son considerados uno de los más ricos del mundo en este nutriente (Melgar et al., 2001; Morrás y Cruzate, 2001), por tal motivo se le prestó históricamente poca atención. Así, en la Región Pampeana, a la actualidad no se han observado respuestas a la fertilización con este elemento (Prystupa et al., 2004). Sin embargo, la intensificación agrícola, el incremento de la producción, y la mayor participación del cultivo de soja en los esquemas de rotaciones agrícolas, genera cada vez mayor desbalance del nutriente en los suelos. Estimaciones de extracción de K por las cosechas indican que en la actualidad se exportan en algunos casos más de 80 kg K ha-1 año-1.
MATERIALES Y MÉTODOS
En este sentido, recientemente Cruzate y Casas (2009) realizaron un mapeo de las tasas de extracción de nutrientes en la agricultura argentina, mostrando en los departamentos con mayor actividad agrícola e intensidad de producción del país, como lo son los del Sur de Santa Fe y Sudeste de Córdoba. El objetivo de este trabajo fue evaluar los cambios en los niveles de K disponible en Molisoles de la Región Pampeana Norte bajo situaciones productivas contrastantes.
En campos de la Región CREA Sur de Santa Fe (Sur de Santa Fe y Sudeste de Córdoba) se realizan estudios de los efectos de la fertilización de largo plazo desde la campaña agrícola 2000/01 (García et al., 2010). Esta red experimental se estableció con once ensayos en campos de agricultores bajo sistemas de siembra directa estabilizados, de los cuales se analizaron cuatro sitios: bajo rotación maíz-trigo/soja (M-T/S), 1) Balducchi (Teodelina, Santa Fe, suelo Hapludol típico) y 2) San Alfredo (Hughes, Santa Fe, suelo Argiudol típico); y bajo rotación maíz-soja- trigo/soja (M-S-T/S), 3) La Blanca (Alejo Ledesma, Córdoba), y 4) La Hansa (Cañada de Gómez, Santa Fé, suelo Argiduol ácuico). El período evaluado estuvo comprendido entre las campañas agrícolas 2000/01 y 2009/10.
El diseño experimental de los ensayos fue en bloques completos aleatorizados (DBCA), con tres repeticiones. El tamaño de las parcelas es de 25-30 m de ancho y 65-70 m de largo. Los tratamientos se realizan anualmente siempre sobre las mismas parcelas. Aquellos seleccionados para evaluar el balance de K del suelo y los niveles de disponibilidad de K fueron: i) "aplicación continua de N, P y S (NPS)", ii) su "testigo", sin fertilización alguna, y iii) una situación no agrícola, "prístina o de referencia" de cada sitio. Los últimos sitios se escogieron en sectores ocupados por cascos o puestos de estancia, nunca sometidos a actividad agrícola.
Los fertilizantes se aplicaron en pre-siembra o siembra en mezclas físicas, en los cultivos de maíz, trigo y soja de primera, incorporándose a la profundidad de siembra distanciados al menos 5 cm de las semillas para evitar efectos de fitotoxicidad (Ciampitti et al., 2006). En el caso de N, la fuente utilizada fue la urea (46% N). Para P, la fuente utilizada fue el fosfato monoamónico (12% N,-22.5% P) durante la totalidad de los años evaluados de esta red de ensayos y para el S se utilizó como fuente el sulfato de calcio (19 % S).
Al establecer la red en, el año 2000, se llevó a cabo un análisis de suelos completo (0-20 cm). Se extrajeron muestras de cada bloque y las mismas fueron sometidas a los pre-tratamientos de secado al aire, tamizado por una malla de 2 mm para la determinación de K por el método NH4OAc 1N a pH 7 (Warncke y Brown, 1998) por espectrofotometría de absorción atómica. Tras 9 campañas agrícolas, a inicios de la campaña de grano grueso 2009/10 (Agosto 2009), se tomaron muestras de suelo en cinco rangos de profundidad (0-20, 20-40, 40-60, 60-80, y 80-100 cm) representativas de cada bloque y las mismas fueron sometidas a secado al aire y pasadas por un tamiz de 2 mm, siguiendo la misma metodología de determinación inicial de K disponible (Kd). Considerando que no existen tratamientos que incluyan fertilización potásica, el balance acumulado de K en el suelo fue calculado directamente como el egreso del nutriente. Para tal objetivo, se tomaron los datos de rendimientos de los cultivos (maíz, soja y trigo desde la campaña 2000/01 a 2008/09, inclusive) en cada parcela y se utilizaron requerimientos e índices de cosecha (IC) estimados para el K (Ciampitti y García, 2007; Tabla 2). Con el objetivo de incrementar la precisión en el cálculo del egreso de K del sistema, los valores de requerimientos (expresados en base seca) fueron ajustados por la humedad de grano de cada cultivo.
La evaluación estadística de los resultados obtenidos luego de las determinaciones de laboratorio de Kd, se llevó a cabo mediante análisis de varianza (ANVA) y tests de comparaciones múltiples LSD, utilizando el paquete estadístico SAS.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Cambios temporales en la disponibilidad de K
Cambios temporales en la disponibilidad de K
En todos los sitios evaluados se detectaron diferencias significativas en el Kd (0-20 cm) entre la situación "cuasi-pristina" o "de referencia" y: i) el momento inicial de los ensayos (año 2000) y, ii) las situaciones agrícolas con y sin fertilización NPS (año 2009). Esto indicaria que la mayor pérdida del elemento del suelo ocurrió antes del año 2000 que es cuando se realizó la primera medición del presente estudio.
Analizando la disminución del Kd en el transcurso de los años 2000 a 2009, se observó, en todos los sitios, una tendencia de disminución anual mayor en los tratamientos con fertilización NPS respecto de los testigos. En los sitios con diferencias respecto de los niveles iniciales, Balducchi mostró tasas de disminución anuales de 8 y 18 ppm K año-1 para el tratamiento testigo y NPS, respectivamente; mientras que, en La Hansa se observaron las mayores tendencias de disminución, con tasas de 33 y 38 ppm K año -1, en las parcelas testigo y NPS, respectivamente. Con dichas tasas de disminución promedio, y considerando los niveles de K reportados como críticos, según la bibliografía internacional entre 150-200 mg kg-1
Para la rotación M-T/S, en el sitio Balducchi, se observaron disminuciones significativas para las situaciones con fertilización NPS y su testigo, respecto de los niveles iniciales, pero entre las situaciones agrícolas no se presentaron diferencias estadísticas significativas. En San Alfredo, no se observaron diferencias significativas respecto de los niveles iniciales, ni entre las situaciones agrícolas en 2009. En coincidencia con lo observado para San Alfredo, para la rotación M-S-T/S, particularmente en el ensayo de La Blanca tampoco se observaron diferencias significativas respecto de los tenores iniciales de K, ni entre tratamientos de fertilización. Por otra parte, en La Hansa, se observaron disminuciones significativas para las situaciones con fertilización NPS y su testigo respecto de los niveles iniciales, pero ambas situaciones no se diferenciaron significativamente entre sí (Figura 1).
(Mallarino, 2006), ambos suelos podrían comenzar a manifestar respuestas a la fertilización potásica en algo más de 15 años, bajo el actual nivel de rendimientos y sin reposición del nutriente.
Si bien los balances acumulados de K fueron más negativos en las situaciones con fertilización NPS, el balance acumulado del nutriente (kg ha-1) no mostró una asociación con los cambios en la disponibilidad de K en ninguno de los tratamientos en evaluación. Sin embargo, la tendencia general observada, es a presentar mayores disminuciones en el Kd a medida que los balances son más negativos.
Estos resultados y tendencias observadas nos indican que la dinámica del Kd en los primeros 20 cm, no dependió fuertemente del balance acumulado de K sino que se encuentran en juego variables propias de cada sitio. Esto hace suponer que existe interacción con otras propiedades del suelo, como las dinámicas de intercambio entre las fracciones de K (Wang et al., 2004; Öborn et al., 2005; Johnston, 2007; Fernández et al., 2008) y/o la interacción con las capas más profundas del perfil y procesos de estratificación superficial de K (Bordoli y Mallarino, 1998; Jobbagy y Jackson, 2001; Amado et al., 2006; Mallarino y Borges, 2006).
Figura 1: Niveles de K disponible (NH4 OAc) en los primeros 20 cm de suelo en las diferentes situaciones evaluadas, para los cuatro sitios evaluados tras 9 campañas agrícolas consecutivas desde 2000/01 a 2008/09. *Letras distintas junto a las medias indican diferencias significativas entre situaciones (LSD p< 0.05).
Distribución vertical de la disponibilidad de K
Analizando la distribución vertical del Kd, se observó en todos los sitios que la situación prístina presentó mayor disponibilidad de K, respecto de las situaciones agrícolas, testigo y NPS (2000- 2009), en todas las profundidades hasta el metro evaluado. Por otra parte, bajo rotación M-T/S, en el sitio Balducchi (Hapludol típico), el agotamiento de Kd respecto de la situación de referencia, ocurrió en todo el perfil analizado, siendo más pronunciado en las capas más profundas (Figura 2 -I-). Caso contrario a San Alfredo (Argiudol típico), donde las mayores disminuciones observadas se dieron en las capas superiores del perfil analizado (Figura 2 -II-). Bajo la rotación M-S-T/S, en el sitio La Blanca (Hapludol típico), las principales disminuciones se observaron en las capas más profundas del perfil (Figura 2 -III-). Por el contrario, en el sitio La Hansa (Argiudol ácuico), las mayores disminuciones observadas se dieron en las capas superiores del perfil analizado (Figura 2 -IV-).
De tal manera, el contenido de arcillas parece jugar un rol importante en la atenuación de la caída en los niveles de Kd, ya sea representando una mayor capacidad buffer de K -cantidad y naturaleza de las arcillas- (Vitosh et al.,1996; Öborn et al., 2005; Johnston, 2007), o bien, una impedancia mecánica a la exploración radical mediante la presencia de horizontes argílicos y, por ende, inducir una menor absorción del nutriente respecto de las capas superiores a estos horizontes arcillosos. En este sentido, en el cinturón maicero de EE.UU. Mallarino (2006) muestra una recategorización de los niveles de Kd (0-18 cm) para cultivos de maíz y soja, debido a una tendencia a observar respuestas en suelos considerados bien provistos del nutriente. Las dos razones principales fueron la disminución del Kd en capas más profundas del suelo o la existencia de impedimentos físicos para el crecimiento de las raíces. Así, aquellos suelos con menor provisión de K en el subsuelo o con malas condiciones de hospedaje para las raíces presentan, actualmente, mayores valores críticos de Kd en los primeros cm del perfil.
Figura 2: Distribución vertical de potasio disponible (Kd) en los cuatro sitios experimentales bajo tres situaciones contrastante: condición de referencia ?Quasi ( -pristino), y situaciones agrícolas sin fertilización ? Testigo) ( y con aplicaciones anuales de nitrógeno, fósforo y azufre (?NPS) desde 2000/01 a 2008/09. (I): Balducchi, Hapludol típico; (II): San Alfredo, Argiudol típico; (III): La Blanca, Hapludol típico; (IV): La Hansa, Argiudol ácuico. *Letras mayúsculas distintas indican diferencias significativas entre profundidades para una misma situación (LSD α= 0.05). **Letras minúsculas distintas indican diferencias significativas entre situaciones para una misma profundidad (LSD α= 0.05).
CONCLUSIONES
• La variación en los niveles de Kd en los primeros 20 cm del perfil, bajo situaciones contrastantes de fertilización NPS no mostró una asociación unívoca con los balances acumulados de K. Sin embargo, las tendencias observadas marcan que las disminuciones son mayores a medida que los balances del nutriente son más negativos. Dos de los cuatro suelos estudiados presentaron un incremento del agotamiento del K debido a las mayores exportaciones de los tratamientos fertilizados.
• Los patrones de distribución de Kd en el perfil, mostraron cambios influenciados por el sitio y el manejo agrícola. De tal forma, los suelos con horizontes enriquecidos en arcilla mostraron una tendencia de agotamiento de Kd mayor en las capas superiores a estos horizontes, y aquellos suelos sin presencia de los mismos mostraron, por el contrario, una tendencia de agotamiento de Kd mayor en las capas más profundas del suelo.
· El desarrollo de modelos predictivos de disminución de la disponibilidad de K en función del balance del nutriente seria una herramienta fundamental, a través de la cual se podrían realizar perspectivas de tasas de agotamiento y necesidades de fertilización potásica.
AGRADECIMIENTOS
Los autores de este trabajo agradecen especialmente a Miguel Boxler (coordinador de los ensayos), a todos los productores, asesores técnicos y staff de la región CREA sur de Santa Fe, y a Agroservicios Pampeanos por su apoyo continuo desde el inicio de la red de nutrición. ANPYCT y CONICET financiaron parcialmente este trabajo.
BIBLIOGRAFÍA
Amado ,TJC; M Cubilla; JA Schleindwein; LA Santi & E Cubilla Ramos. Manejo del suelo para la obtención de altos rendimientos en soja en el sistema de siembra directa en Paraguay y en el sur de Brasil. 2006, Mercosoja 2006: Rosario, Santa Fe. p. 99-103. Bordoli, JM & AP Mallarino. 1998. Deep and shallow banding phosphorus and potassium as alternatives to broadcast
fertilization for no-till corn. Agron. J. 90:27-33. Ciampitti, IA & FO García. 2009. Requerimientos nutricionales, absorción y extracción de macronutrientes y nutrientes secundarios. I Cereales, Oleaginosos e Industriales. IPNI Cono Sur. Acassuso, Bs. As., Argentina. Consulta web en: http://www.ipni.net/lasc. Ultimo acceso: 31/10/2011 Ciampitti, IA; H Fontanetto; F Micucci & FO García. 2006. Manejo y ubicación del fertilizante junto a la semilla.
Informaciones AgronómicasNo 31, Archivo Agronómico No 10. IPNI Cono Sur. Acassuso, Bs. As., Argentina. Cox, AE; BC Joern; SM Brouder & D Gao. 1999. Plant-available potassium assessment with a modified sodium
tetraphenylboron method. Soil Sci. Soc. Am. J. 63:902-911. Cruzate, G & RA Casas. 2009. Extracción de Nutrientes en la Agricultura Argentina. Informaciones Agronómicas del
Cono Sur No 46. IPNI Cono Sur. Acassuso, Bs. As., Argentina. p. 21-26. Fernández, FG; SM Brouder; CA Beyrouty; JJ Volenec & R Hoyum. 2008. Assement of Plant-Available Potassium for
No-Till, Rainfed Soybean. Soil Sci. Soc. Am. J. 72:1085-1095. Fernández, FG. 2009. Mejores prácticas de la nutrición de cultivos en el cinturón maicero norteamericano. En: Ciampitti, IA y FO García (Eds.) Mejores prácticas de Manejo para una mayor eficiencia en la nutrición de Cultivos. Actas Simposio de fertilidad 2009 del IPNI Cono Sur, 12 y 13 de Mayo de 2009, Rosario, Santa Fe, Argentina. p. 119-123. Jobbagy, EG & RB Jackson. 2001. The distribution of soil nutrient with depth: Global patterns and imprint of plants.
Biogeochemistry, 2001, Vol. 53, pp. 51-77. Johnston, AE, PR Poulton & JK Syers. 2001. Phosphorus, potassium, and sulphur cycles in agricultural soils. The
International Fertiliser Society. Proceedngs no 465 IFS: York, United Kingdom: 1-36. Johnston, AE. 2007. Potassium, Magnesium and soil fertility: Long term experimental evidence, in The International
Fertiliser Society. 2007, Proceedings no 613 IFS: York, United Kingdom: 1-40. Mallarino, AP. 2006. Changing potassium recommendations in Iowa and the Cornbelt. Presentado en: The Fluid Fertilizer Foundation Forum. Feb. 12-14, 2006. Scottsdale, AZ. En: http://extension.agron.iastate.edu/. Ultimo acceso: 31/10/2011. Mallarino, AP & R Borges. 2006. Phosphorus and Potassium Distribution in Soil Following Long-Term Deep-Band
Fertilization in Different Tillage Systems. Soil Sci. Soc. Am. J. 70:702-707. Marschner, H. 1995. Mineral nutrition of higher plants. London, Academic Press. 889p. Melgar, R; H Hillel Magen; ME Camozzi & J Lavandera. 2001. Respuesta del trigo a la aplicación de KCl en molisoles con alto contenido de potasio. Actas Simposio "El Potasio en Sistemas Agrícolas Argentinos". FAUBA-IPI-Fertilizar- INTA, 20-21 Noviembre Buenos Aires, Argentina. p. 73-84. Morrás, H & G Cruzate. 2001. Origen y distribución del potasio en suelos de la región Chaco-pampeana. Actas Simposio
"El Potasio en Sistemas Agrícolas Argentinos", 20-21 Noviembre. FAUBA-Fertilizar INTA, Buenos Aires, Argentina. Öborn, I; Y Andrist-Rangel; M Askegaard; CA Grant; CA Watson & AC Edwards. 2005. Critical aspects of potassium
management in agricultural systems. Soil Use and Management 21: 102-112. Prystupa, P; F Salvagiotti; GN Ferraris; FH Gutiérrez Boem; J Elisei & L. Couretot. 2004. Fertilización con P, S y K en cultivos de maíz en la pampa ondulada. Informaciones Agronómicas del Cono Sur no23. Ago 2004. INPOFOS Cono Sur. Acassuso, Buenos Aires, Argentina. p. 1-4. SAS Institute Inc.1991. SAS/STAT Guide for personal computers, Version 8. Edition Cary NC: SAS Institute Inc. Vitosh, M; J Johnson & D Mengel (Eds). 1996. Tri-state fertilizer recommendations for corn, soybeans, wheat and alfalfa.
Ext. Bull. E-2567. Michigan State Univ. USA. Wang, JJ; DL Harrell & PF Bell. 2004. Potassium Buffering Characteristics of Three Soils Low in Exchangeable
Potassium. Soil Sci. Soc. Am. J. 68: 654-661. Warncke, D & JR Brown. 1998. Chapter 7: Potassium and Other Basic Cations. p. 31-33. In: Recommended Chemical Coil Test Procedures for the North Central Region. North Central Regional Research Publication No. 221. Missouri Agric. Exp. St. SB 1001, Columbia. 72 p
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19 de junio de 2012
EQUIPO DE TRABAJO INTERDISCIPLINARIO
Por este medio le envió un cordial saludo por la Excelente información sobre potasio, espero que haya mas información no solo concerniente a este rubro, de otros mas.
A qui en México, se cuenta con una gama de climas y edafologia pero gran parte del suelo son pobres en materia orgánica.