Buenas prácticas de manejo de fertilizantes y enmiendas en suelos acidificados de la Región Pampeana

Limitantes de fertilidad edáfica como la acidez y la alcalinidad constituyen uno de los principales condicionantes para maximizar la productividad de los cultivos en ambientes de la Región Pampeana. Si bien es relativamente abundante la literatura científica publicada en la Argentina sobre manejo de suelos afectados por estos problemas de fertilidad edáfica, se evidencia una baja implementación de buenas prácticas de manejo (BPM) a escala predial. Posiblemente esto se deba a diversos factores como el régimen de tenencia de las tierras (alquileres de corto plazo); incertidumbre política, económica e institucional para realizar inversiones que prioricen el largo plazo sobre el corto plazo (necesarias para destinar recursos que mejoren la calidad de los suelos); y/o reducida o ineficaz actividad de extensión y comunicación agropecuaria, entre otros.

La acidificación de suelos en el ámbito templado de la Región Pampeana es un fenómeno que despierta un creciente interés por parte de la comunidad profesional agropecuaria. El objetivo del presente artículo de extensión es ofrecer bases conceptuales y prácticas para el diagnóstico y manejo de suelos afectados por procesos de acidificación, con énfasis en la caracterización y tecnología de aplicación de fertilizantes y enmiendas en sistemas de siembra directa.

Como primer marco conceptual es importante tener claras las diferencias entre la condición de fertilidad de suelos genéticamente ácidos (e.g. Oxisoles y/o Ultisoles) y aquellos suelos que no lo son desde el punto de vista edafogenético, pero que se han acidificado por diferentes causas (e.g Molisoles de la Región Pampeana). En este escrito nos centraremos en este último caso.

El origen de la acidificación de los suelos en la Región Pampeana es principalmente la remoción de bases en los productos cosechados (e.g. granos, forraje) en contextos de muy bajo uso de fertilizantes y enmiendas cálcicas y/o cálcico magnésicas; la pérdida geoquímica de cationes fuera del sistema suelo (e.g. lixiviación de cationes) y, en menor medida, la fertilización nitrogenada. Es importante recordar que los balances de nitrógeno (N) en los agrosistemas de la Región Pampeana de Argentina son marcadamente negativos, y por ello la fertilización nitrogenada actúa más bien como una covariable regional que puede modular (aumentando o reduciendo) la magnitud de la acidificación, pero no es el principal regulador. Así, este contexto es bien diferente al que se puede observar en sistemas de producción intensificados y con altas dosis de aporte de N como EE.UU. o Australia, donde la principal causa de acidificación es la fertilización nitrogenada.

En la actualidad, si bien los suelos acidificados constituyen una superficie relativa del total cultivado en la Región Pampeana (i.e. escala regional), tienen un significativo impacto a escala subregional y local. Esto se evidencia cuando analizamos determinados tipos de cultivos que por su especial sensibilidad a la acidez edáfica y por cultivarse en suelos acidificados, reducen marcadamente la posibilidad de alcanzar los máximos niveles productivos. Algunos ejemplos de estos cultivos son la alfalfa y pasturas a base de leguminosas, maní y también cultivos de grano como soja o trigo en donde existen antecedentes de respuestas económicas y significativas a la aplicación de enmiendas cálcicas y/o cálcico magnésicas en sistemas de siembra directa.

El diagnóstico de suelos acidificados requiere de un abordaje integral considerando diversos factores como las características de los suelos, clima, y/o tipo de cultivo, entre otros (Figura 1).

Para una determinada región agroecológica y teniendo en cuenta la escala predial, los principales aspectos a considerar para diagnosticar limitaciones de acidez edáfica en suelos no ácidos, son la cartografía de suelos a escala detallada (mapas básicos de suelos a escala 1:20.000 o de mayor detalle) y los análisis de suelos. Los mapas detallados de suelos, por representar un inventario del tipo de suelos y su capacidad productiva (e.g. capacidad de uso), deberían ser el principal marco de referencia para la planificación de uso de las tierras. Asimismo, en sistemas donde se realiza agricultura por ambientes, los mismos se suelen complementar con otras fuentes de información como los mapas de elevación del terrero (mapas topográficos), imágenes de índices de vegetación, mapas de rendimientos, entre otros.

En cuanto a la evaluación de la fertilidad del suelo, los principales indicadores que permiten definir la magnitud del problema de acidez son:

La mayor parte de la información disponible en cuanto a modelos de diagnóstico de acidez edáfica en ambientes de la Región Pampeana se ha generado en el cultivo de alfalfa y/o recursos forrajeros que la incluyen como componente relevante. Así, para maximizar la producción de esta especie es necesario que el pH alcance niveles superiores a 6,5 (Figura 2).

 

Se debe tener en cuenta que, si bien se conoce que la alfalfa maximiza su producción forrajera con niveles de pH superiores a 6,5 ya que se optimiza la FBN y se logra un adecuado equilibrio y balance nutricional (asumiendo una adecuada fertilización), las dosis de enmienda calcárea que se han calibrado en las décadas de los 90´s o comienzos de la década del 2000 en suelos con labranza, no son representativas ni adecuadas para aplicar en ambientes en siembra directa donde los correctores se aplican sobre la superficie del suelo sin incorporar. Así, los experimentos de evaluación de respuesta a diferentes dosis de enmienda calcárea en condiciones de campo en sistemas de siembra directa, son una referencia empírica de utilidad (Figura 3).

En términos generales, la información que se ha generado en los últimos años sobre manejo de fertilizantes o enmiendas calcáreas en planteos en siembra directa puede considerarse exploratoria. Por ello, es necesario que se vayan generando calibraciones a escala regional y/o subregional obtenidas a partir de la realización de experimentos en diferentes ambientes edáficos y durante varios años como para poder diagnosticar deficiencias de bases y/o definir con exactitud las dosis de fertilizantes y/o enmiendas a aplicar que maximicen el rendimiento de los cultivos.

Teniendo en cuenta que aún bajo situaciones de escasa información experimental se deben decidir prácticas de manejo tendientes a mitigar limitaciones por acidez edáfica en planteos en siembra directa, es importante considerar algunas premisas:

La información experimental disponible muestra que, por un lado, los niveles de pH superficiales (0-20 cm) no son lo suficientemente bajos como para que se detecten contenidos elevados de aluminio soluble. Asimismo, a medida que se profundiza por debajo de la capa superficial, los niveles de pH y de bases tienden a aumentar en la mayor parte de los Molisoles pampeanos. Así, el problema de acidez en realidad corresponde más al de deficiencias de Ca y Mg. Por ello, más allá de evaluar la necesidad de “corrección del suelo”, es necesario diagnosticar de un modo integral la disponibilidad de cationes básicos integrando la corrección del suelo con la fertilización de los cultivos.

Si bien no hay información local, estudios realizados en EE.UU. recomiendan reducir a la mitad las dosis de aplicación de carbonatos de calcio en siembra directa en comparación con las dosis calibradas para suelos con labranza y mayor énfasis en la frecuencia de aplicación (Dorivar Ruiz Díaz, comunicación personal). Esto se debe a la baja solubilidad de los carbonatos de calcio y/o de calcio y magnesio que cuando se aplican sobre el suelo se terminan solubilizando solamente en los primeros centímetros del suelo (típicamente en los primeros 5 cm y algunos trabajos muestran máximas penetraciones hasta 10 cm).

Para las condiciones de la Región Pampeana y en cultivos como alfalfa o soja, algunos experimentos recientes muestran que dosis bajas, del orden de los 500 o 700 kg.ha^-1 de enmienda calcárea (i.e. rocas calcíticas o dolomíticas) generan aumentos significativos en la productividad, mientras que el aumento de las dosis no conducen a mayores respuestas. En este sentido y en forma preliminar, posiblemente el rango práctico de evaluación de dosis de enmiendas calcáreas se ubique entre 500 y 1500 kg.ha^-1 para la mayor parte de los ambientes acidificados del ámbito templado de esta región. También el contenido de MO del suelo es un indicador importante para definir la estrategia de aplicación de correctores. Suelos con mayores niveles de MO (que a su vez están asociados con suelos con mayor contenido de arcillas), por su mayor estabilidad estructural, permiten la aplicación de mayores dosis de corrector calcáreo, sin generar procesos de recristalización del mineral en la superficie. Este proceso se ha observado en suelos de la Región Semiárida Pampeana cuando se superan dosis de 1,5 ton.ha^-1 de calcita/dolomita en donde los suelos evidencian un aumento significativo de su dureza (resistencia mecánica) y caídas en la tasa de infiltración de agua.

Considerando que, en términos generales, los problemas de “acidificación” son más bien de deficiencias de bases (principalmente de Ca y Mg), el abordaje tecnológico pasa por asegurar la disponibilidad de estos nutrientes a lo largo del ciclo de los cultivos. Para ello, debemos seleccionar la fuente adecuada para cada objetivo. Si el objetivo es principalmente proveer Ca y/o Mg, se pueden utilizar fuentes cálcicas solubles disponibles en el mercado aplicando dosis relativamente bajas, siempre basado en un adecuado diagnóstico de fertilidad (i.e. análisis de suelos y plantas). Ejemplos de fuente de Ca de solubilidad intermedia pero efectivos desde el punto de vista de su solubilización en el suelo, se encuentra el yeso (sulfato de calcio bihidratado) o bien fertilizantes muy solubles (y en general, más caros) como el nitrato de calcio o similares.

Si además de garantizar niveles adecuados de Ca y/o Mg biodisponibles debemos incrementar el pH para ubicarlo en rangos que optimicen la nutrición del cultivo, es necesario aplicar materiales con reacción alcalina. Los típicos productos utilizados para este fin son las rocas carbonatadas, que presentan pureza y composición mineralógica variable y son muy poco solubles en agua. Asimismo, también se ofrecen en el mercado formulaciones en base a óxidos e hidróxidos de calcio que presentan mayor reactividad en el suelo, aunque requieren algunas consideraciones especiales para su manejo por tratarse de materiales cáusticos. La tendencia en innovación de productos es elaborar mezclas químicas que aportan en el mismo gránulo Ca y Mg de diferente solubilidad y reactividad. Para ello se utilizan como materia prima rocas portadoras de calcita y/o dolomita, óxidos o hidróxidos de Ca y Mg, yeso, entre otros.

Para poder evaluar adecuadamente la calidad de los “correctores de acidez” debemos conocer y/o definir las siguientes características:

La calidad química del corrector se define en base a su equivalente en carbonato de calcio. Sin embargo, cuando se utilizan calizas (rocas portadoras de carbonatos de calcio o calcitas) o dolomías (rocas portadoras de carbonato doble de calcio y magnesio o calcita) o rocas que tengan una “tendencia” más calcítica o más dolomítica, la pureza y composición puede ser muy variable. Esta heterogeneidad es intrínseca de cualquier roca y, por ello, depende fundamentalmente del tipo de recurso geológico (yacimiento) explotado y de su procesamiento posterior. En general, por el costo de las calizas o dolomías, no se realiza un beneficio del mineral, sino que se aplican procesos de trituración primaria y secundaria (molienda) para llevarlo a la granulometría de comercialización.

Conocer la especie química del corrector (por ejemplo, si se trata de calcáreos u óxidos o hidróxidos) es fundamental para predecir el funcionamiento y comportamiento del fertilizante y/o enmienda aplicada en el sistema suelo-cultivo. Sobre todo, permite inferir su reactividad y/o velocidad de disolución (aspectos que inciden en el tiempo y profundidad de acción del corrector en el suelo). En el caso de las rocas carbonáticas, además de conocer su composición química (i.e. pureza), resulta útil tener alguna referencia adicional sobre el origen geográfico y geológico del material. Por ejemplo, un rasgo importante es si el calcáreo presenta materiales “insolubles” (silicatos) en su composición. La presencia de este tipo de componentes puede estar presente en calizas metamórficas reduciendo su reactividad en el suelo.

El conocimiento de la especie química también permite ajustar el manejo logístico a campo, ya que, por ejemplo, el uso de óxidos e hidróxidos, por su carácter cáustico, pueden requerir ciertos cuidados que no son necesarios cuando se aplican carbonatos. El carácter caustico de los óxidos e hidróxidos se minimiza cuando se utilizan productos granulados adecuadamente formulados.

Este valor se determina en base al análisis químico del material, relacionándolo con el valor de referencia (100%=carbonato de calcio puro) (Tabla 1).

La granulometría es un atributo de marcada influencia agronómica cuando se utilizan calizas, cuya reactividad aumenta a medida que se reduce su granulometría (Tabla 2). En la Argentina hay equipamiento adecuado tanto para la aplicación de enmiendas calcáreas en polvo, siendo usual la leve humectación de las mismas previas a la aplicación, o bien productos granulados obtenidos mediante pelletización de fracciones finas de carbonato utilizando agentes aglomerantes ad hoc. Tanto el carbonato en polvo aplicado como tal, o bien éste mismo polvo aglomerado y granulado, presentan equivalente reactividad en el suelo y por consiguiente similar efectividad agronómica.

Es importante aclarar que los valores de eficiencia relativa (o eficiencia física o granulométrica) que se indican en la Tabla 2 se generaron para materiales calcáreos (calizas o dolomías). Así, un 100% de eficiencia relativa significa que reaccionarán en 2-3 meses. Sin embargo, la velocidad de reacción es mayor cuando se aplican óxidos e hidróxidos de calcio.

El PRNT es el índice con el cual se evalúa la calidad de los materiales correctores de acidez edáfica. Este índice integra en su cálculo la eficiencia química (equivalente carbonato de calcio) y física (reactividad), y es la base para definir y seleccionar materiales calcáreos u otros productos (e.g. óxidos, hidróxidos, etc.) (Caja 1).

Cuando se comparan diferentes opciones de correctores, no sólo es importante conocer el precio por tonelada (típico dato comercial), sino también calcular el costo o precio por unidad de PRNT. Para un mismo precio del producto en USD.ton-1 (puesto en el campo), a mayor PRNT menor es el precio o costo por unidad de PRNT. Es importante evaluar en laboratorios de referencia la calidad de los materiales correctores ya que pueden existir bastantes diferencias entre lo que indica la hoja técnica del producto y lo efectivamente determinado en una determinada partida de producto.

 

Un aspecto crítico que a veces se soslaya es el ajuste de la dosis final a aplicar a campo teniendo en cuenta la información de PRNT. Las dosis de calcáreo que surgen ya sean de incubaciones y/o análisis de laboratorios o bien de experimentos realizados en condiciones controladas (e.g. ensayos en maceta) o de campo, se suelen definir en kg o toneladas por hectárea de equivalente carbonato. Esta dosis considera 100% de PRNT. Si el material utilizado difiere de este valor se debe aumentar o reducir la dosis real a aplicar a campo. Asimismo, una vez obtenida la “dosis efectiva” a aplicar se pueden calcular otros indicadores relevantes como la cantidad total de producto que se debe comprar y el costo de aplicación por hectárea, que en conjunto permiten definir cuál es la mejor alternativa tanto desde el punto de vista de la eficiencia agronómica esperada como así también desde el punto de vista económico y logístico.

Más allá de algunos experimentos puntuales que se han conducido en los últimos años, no se dispone en el ámbito local de información experimental regional y/o subregional sobre diagnóstico de acidez edáfica y tecnología de aplicación de materiales calcáreos en sistemas de siembra directa. La mayor parte de la información que se ha investigado en la Región Pampeana corresponde al “viejo paradigma” (manejo con labranza). Sin embargo, es posible establecer algunos principios a considerar para el manejo de correctores en planteos de siembra directa (Figura 4).

Como se puede apreciar en la Figura 4, una premisa relevante es la aplicación de dosis bajas de enmiendas (típicamente en el rango de los 500 a 1500 kgha^-1 de equivalente carbonato de calcio). Debido a que estos materiales son poco solubles, no es efectivo aplicar dosis muy altas ya que alcalinizarían marcadamente los primeros centímetros, reduciendo aún más la disolución del material. Asimismo, la aplicación frecuente, el tiempo y el uso de dosis bajas de calcáreo permiten corregir y aportar Ca y/o Ca y Mg disponibles en los primeros centímetros del suelo que es donde se manifiesta la mayor reducción de la saturación de bases o del pH. Esto representa una diferencia muy considerable en relación a los problemas de acidez que se observan frecuentemente en países como Brasil, Paraguay o inclusive Uruguay, donde además de los bajos niveles de pH o de saturación de bases, presentan muy frecuentemente elevados contenidos de Al soluble e intercambiable en el suelo tanto a nivel superficial (e.g. Uruguay) o subsuperficial (e.g. Brasil). En los suelos Molisoles de la Región Pampeana, la mayor parte de los perfiles de suelos muestran aumentos del pH en profundidad y presencia de carbonatos. Así, la problemática de la “acidificación” de suelos en el ámbito templado de la Región Pampeana parecería ser más bien un problema nutricional (carencias y/o deficiencias de bases en la capa superficial) más que un típico problema de “acidez edáfica” que tradicionalmente incluye efectos negativos de la toxicidad del Al extractable sobre el crecimiento y desarrollo de las raíces. Sin embargo, a medida que se intensifique la fertilización nitrogenada (sobre todo en términos de dosis de aplicación), aún en los suelos Molisoles de la Región Pampeana, podrían observarse descensos más significativos del pH que generarían problemas de toxicidad de Al tal como ocurre por ejemplo en el Medio Oeste de EE.UU. en cultivos como trigo o maíz que reciben dosis elevadas de N en ambientes comparables con los nuestros en términos edáficos.

Para maximizar la solubilización y penetración de los materiales calcáreos en el suelo en planteos de siembra directa, suele recomendarse la aplicación combinada de calizas o dolomías con yeso (sulfato de calcio bihidratado). Algunas empresas que proveen este tipo de productos en la Argentina ofrecen la posibilidad de diferentes mezclas (e.g. 80-30 o 50-50% p/p).

Independientemente de la calidad y dosis de aplicación del calcáreo, cuando el problema de acidez edáfica requiere principalmente aumentar el pH (e.g. suelos acidificados donde se realiza producción de alfalfa), es importante que la aplicación se realice en forma anticipada a la siembra, por lo menos 2-3 meses previo a la siembra. Cuando se aplican óxidos o hidróxidos o productos formulados en base a éstos, su mayor velocidad de reacción permite reducir el tiempo de anticipación, aunque no se dispone de curvas y/o estudios ad hoc para las condiciones locales.

En situaciones donde el objetivo es maximizar la provisión de cationes básicos como Ca o Mg (i.e. “fertilización cálcica o cálcico-magnésica”), se pueden seleccionar productos que tengan una mayor velocidad de reacción o solubilidad que las calizas o dolomías. Algunos ejemplos de fuentes de Ca y/o Mg para considerar en estos casos son la kieserita (sulfato de magnesio monohidratado), yeso (sulfato de calcio bihidratado), nitrato de calcio, entre otros. La decisión de cuál utilizar depende del precio y contenido de nutrientes, condiciones comerciales, servicios ofrecidos por el proveedor, entre otros aspectos.