Respuesta de Un suelo Typic Palehumult (Ultisoles) serie Metrenco a la aplicación de Ácido Mono Silícico

Los suelos volcánicos de Chile están constituidos mayoritariamente por Andisoles (“Trumaos”) y en menor grado por Ultisoles (“Rojos Arcillosos”).

se encuentran entre los 36º y 44º Sur, son suelos más antiguos que los Trumaos, profundos, arcillosos, estrecho rango de friabilidad, plásticos en húmedo y duros en seco, suelos de color pardo rojizo oscuro de pH fuertemente ácido (5,1-5,5), de difícil laboreo. Poseen carga variable alta, especialmente en los horizontes superficiales, atribuible a coloides orgánicos ya que en sus arcillas predomina la haloisita-0,7 mm (Besoain, 1999; Sadzawka y Porte 1985).

Los Ultisoles poseen un horizonte argílico de poco espesor propios de climas cálidos y húmedos que presentan una estación con precipitación deficiente y se localizan en posiciones geomorfológicas antiguas, en donde se encuentra comunidades vegetales densas que constituyen bosques; con una saturación de bases inferior al 35%; la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) es baja con un aumento leve en el horizonte superior, debido al reciclaje de la materia orgánica. Debido a la constante pérdida de bases a través de la lixiviación y erosión, la CIC se mantiene baja. Debido también a la presencia de Caolinita que la capacidad de intercambio catiónico es baja, al igual que la capacidad de retención de agua y rangos de friabilidad. Los bajos contenidos de bases están asociados a una alta acidez del suelo. Horizontes superficiales rara vez poseen valores de pH de menor de 5,0 o mayor de 5.8. En general, los valores de pH disminuyen con la profundidad a un mínimo de 4,0 a 5,5 en el horizonte argílico. Se presenta al aluminio como el catión dominante en este tipo de suelos.

El problema en el manejo agronómico en los Ultisoles deriva en la falta de nutrientes, falta de fósforo disponible, lavado de potasio, magnesio y calcio.

Su manejo recomienda uso de materia orgánica para evitar la erosión y enmiendas como el encalado (CaCO3), o dolomita (CaMg (CO3)2), además de fertilizaciones inorgánicas de fósforo y prácticas conservacionistas.

 

Es de 0,1 cmol+kg-1 de aluminio intercambiable en especies de plantas sensibles (Foy, 1964). Sin embargo, el mejor índice para diagnosticar la toxicidad de aluminio es la saturación de aluminio de la capacidad de intercambio catiónico efectiva (CICE).

En este contexto, el Ministerio de Agricultura de Chile ha fijado, para las regiones con predominio de suelos volcánicos, un límite de 5% para la saturación de aluminio, sobre el cual hay una alta probabilidad de respuesta al encalado. Para las otras zonas del país, la propiedad utilizada es el pH en H2O (pH con valores mayores de 5,8 es muy improbable la toxicidad de aluminio).

 

Es absorbido en un rango de pH de 2 hasta 9 en forma energéticamente pasiva (Epstein, 1994), siendo tomado por la raíces en la solución como ácido mono silícico Si(OH)4 (Yoshida, 1975; Loué,1988) para ser acumulado en las células epidermales actuando como barreras efectivas a la pérdida de agua, transpiración cuticular e infecciones.

En condiciones de campo, el silicio puede estimular el crecimiento (entendido como la acumulación irreversible de materia seca, que se asocia a procesos de elongación y crecimiento celular) (Loaiza, 2003) y la productividad por aumentar la disponibilidad de elementos como el P, Ca, Mg, K y B, al contrarrestar el antagonismo generado en suelos con alta saturación de aluminio y hierro (Epstein y Bloom, 2005; Hodson y Evans, 1995).

 

El Ácido Mono Silícico tiene una estructura muy estable y saturada de hidrógeno, aumentan la capacidad de intercambio catiónico que incorpora los minerales insolubles presentes en el suelo al medio líquido, permitiendo que estos sean absorbidos por las plantas; además estimula la actividad microbiana, provee nutrientes esenciales y restaura los ya existentes en la tierra, detienen la interferencia de elementos como el aluminio (Al), Fierro (Fe), Manganeso (Mn) y Cobre (Cu) y mejora la estructura del suelo y el manejo del agua.

Aplicados en los terrenos debido a su tamaño de partícula y a ser formas simples de silicio mineral (soluble en agua), mejoran las condiciones físicas y biológicas (mas nutrientes asimilables, menos productos tóxicos), creando un ambiente más adecuado para que actúen los microorganismos del suelo y por lo tanto pueden aumentar la cantidad de silicio asimilable por las plantas a lo largo del cultivo, por tanto, es muy interesantes como enmiendas previas al cultivo.

Los compuestos de silicio soluble, como el ácido mono silícico y el ácido poli silícico, afectan las propiedades químicas y físico-químicas del suelo. El ácido mono silicio posee una elevada actividad química Ma, Takahashi,(2002) y Matichenkov, Ammosava, (2001). El ácido mono silícico puede reaccionar con el aluminio, hierro y manganeso para la formación de silicatos ligeramente solubles. Bajo diferentes concentraciones el ácido monosilícico puede combinarse con metales pesados (Cd, Pb, Zn, Hg, y otros), formando compuestos complejos solubles si la concentración de ácido mono silícico es menor, y silicatos de metales pesados ligeramente solubles cuando la concentración de ácido mono silícico es mayor en el sistema (Biel, Matichenkov, 2008). De esta forma la aplicación de formas activas de Si ofrece la posibilidad de manejar la movilidad de metales pesados. El Silicio puede jugar una parte prominente en los efectos del aluminio en los sistemas biológicos. El mejoramiento significativo de la toxicidad del aluminio por silicio ha sido reportado por Matichenkov, (2007).

La época de pre siembra es la más eficiente para el aporte de ácido mono silícico explicado por el efecto benéfico que ejerce el silicio sobre la dinámica de elementos que se requieren en etapas iniciales del cultivo en elementos de baja movilidad como el P, lo cual garantiza el normal desarrollo radical y de crecimiento.

 

Evaluar la respuesta de un suelo “Rojo Arcilloso “serie Metrenco a la aplicación de Ácido Mono Silícico en dosis disímiles.

 

a) Evaluar el comportamiento de una pradera polifitica establecida con prácticas habituales propias de la AFC. B) Comportamiento químico del suelo para cuatro niveles distintos de Ácido Mono Silícico.

 

Materiales. El ensayo se ubicó en la parcela Nuestra Señora, Rol SII N° 679-589, Datum WGS84 Huso 18 5729006 Norte, 713358 Este, sector Solo Yo, comuna de Lautaro, provincia de Cautín, región de La Araucanía.

Suelo. Typic Palehumult, (Ultisol), Serie Metrenco, (“Rojo Arcilloso”).

Manejo. Establecimiento pradera polífitica rotación larga, cultivo tutor Avena.

Mezcla Forrajera. Lolium Perenne 20kg*ha-1+Festuca Arudinacia10kg*ha-1+Pasto Ovillo 10 kg*ha-1+Trebol Rosado10kg*ha-1.

Cultivo Tutor. Avena Urano 40 kg*ha-1

Fecha Siembra. 22/08/2015

Sistema de Siembra. Cero Labranza.

Aplicación Acido Monisilísico. Zumsil (26±2% Si(OH)4; 0-2-3-4 lt/há disuelto en 400 lt de agua pre siembra.

Fertilización Basal. Mezcla 7:27:8 250 kg*há-1 17,5:67,5:20 kg*ha-1

Fertilización Post Emergencia. No se aplicó

Distancia Entre Hileras. 17,5 cm.

Número de Tratamientos. 4

Fecha Cosecha. 28/12/2015

Tipo Cosecha. Ciega y henificación equipo convencional corte por impacto.

Determinación MS. Horno Micro Ondas.

Método Experimental. Siembras habituales pequeño productor

 

En parcela de 7,2 há dividida en tres retazos, de un pequeño productor representativo de la Agricultura Familiar Campesina (AFC), se midió la respuesta de una pradera polífitica, establecida tardíamente, de acuerdo a manejo habitual, sujeta a cuatro niveles disimiles de Ácido Mono Silícico, (0-2-3-4), en disolución acuosa, (400 lt/ha), pre siembra; junto con los herbicidas del control químico pre establecimiento.

 

Determinación de Materia Seca. Para cada tratamiento se cosecho mediante ciega y henificación convencional la pradera, contabilizando el rendimiento de fardos, luego se pesó una muestra y determinó MS usando el método de la Micro onda.

 

Perfil Químico. La profundidad del perfil se definió entre 0 -10 cm, el análisis químico de rutina se realizó en laboratorio Instituto Agro Industria UFRO. La toma de muestras se realizó previo a la aplicación de Zumsil y después de la cosecha de heno.

 

Evaluación Resultados. a) Se compararon los rendimientos de MS (kg/ha) para los diferentes tratamientos con Zumsil. b) Comportamiento químico del suelo antes y después de la aplicación para los diferentes tratamientos.

 

Evolución del pH. La acidez medida en solución suelo: agua a 0 -10 cm, (gráfico 1), para dosis 0 -2 -3 y 4 lt/ha disueltos en 400 litros de agua experimenta un incremento desde 5,17 a 5,45 evidenciando una relación directamente proporcional a la dosis de Zumsil aplicado.

 

Gráfico 1- Respuesta De Un Suelo Palehumult Serie Metrenco A Cuatro Dosis Disimiles De Zumsil.

 

De acuerdo a Pinilla, (1994) esta variación experimentada con la aplicación de 4 lt/Zumsil equivaldría a la aplicación de 1,6 tn*ha-1 de Carbonato de Calcio o 1.900 kg*ha-1 para un producto comercial con un PRNT = 0,84 (Poder Neutralizante relativo Total). Los resultados del ensayo concuerdan con aquellos obtenido por Matichencov, (2008). La disminución de la concentración de H+ en la solución del suelo CEPA, (2015) la atribuye a que la molécula de ácido mono silícico posee una forma tetraédrica con propiedades anfóteras atrapando H+ conformando cadenas estable producto de la reacción del Si y el H+ de la solución del suelo.

 

Cuando los H+ se encuentran en exceso en la solución del suelo, compiten, desde el punto de vista absorción radicular, con otros cationes y provocan pérdidas de cationes previamente absorbidos, así como de azucares y otras sustancias orgánicas; como consecuencia del exceso de H+ puede inducir incremento en los requerimientos de Ca y otros nutrientes por los cultivos (Lund, 1970 ; Blamey et al, 1982).

 

Es necesario señalar que los efectos directos del ion H+ sobre los cultivos, son difíciles de precisar por la razón de que los valores de pH a los que es potencialmente dañino en los suelos, suelen coexistir, además, Al, Mn, y otros elementos, en concentraciones que por lo general son toxicas e incentivan los problemas de carencia de Ca, Mg, P, Mo (Foy, 1992).Islam et al ,( 1980) reporta en sus estudios que diferentes especies manifiestan signos de problemas de desarrollo radicular a pH menores de 4,0. Según Foy, (1992) a pH por encima de 4,0 el Al+++ y el Mn son limitantes desde el punto de vista de toxicidad del H+.

 

Los tenores de Materia Orgánica, (gráfico 1), tiende a incrementar con la concentración de ácido mono silícico de 8.0 a 11% evidenciando una relación directamente proporcional a la dosis de Zumsil aplicado; esto se puede atribuir a un aumento de la biomasa radicular y aérea y un reciclaje de la materia orgánica, situación coincidente con diferentes experiencias, (CEPA, 2015 y Matichencov, 2008).

 

El contenido de Nitrógeno a 0 -10 cm, (gráfico 1), para dosis 0 -2 -3 y 4 lt*ha-1 disueltos en 400 litros de agua experimenta un incremento desde 13 ppm a 25 situación atribuida a un mayor crecimiento radicular y una mayor actividad biótica del suelo estimulada por el Si y la disminución de cationes tóxicos.

 

La fitoxicidad del Aluminio activo (Al+++), en los suelos Andisoles y Ultisoles es la principal limitante para el desarrollo de los cultivos, el efecto perjudicial del Al+++ sobre el desarrollo de las plantas en suelos ácidos es conocido desde tiempos inmemoriales (Fried y Peech, 1946; Schmell et al. , 1950). Los suelos Rojo Arcillosos se caracterizan por su baja capacidad de intercambio catiónico, (CIC), asociado a una alta acidez del suelo fluctuando entre 5,0 – 5,8 ; tanto las bases como la acidez disminuyen en profundidad, predominando en la CICE el catión Al+++ .

 

La concentración de Aluminio activo (Al+++) en los primeros diez centímetros (Gráfico 2), evidencia un decremento del orden de 1,46 – 0,76 cmol+*kg-1 con las diferentes aplicaciones de Si en forma de producto comercial Zumsil, es decir el Al+++ disminuye, (0,69 cmol+*kg-1) con la aplicación de cuatro litros de Zumsil.

 

Gráfico 2- Respuesta De Un Suelo Palehumult Serie Metrenco A Cuatro Dosis Disímiles De Zumsil.

 

Los resultados obtenidos validan las experiencias de diferentes autores que trabajaron con suelos Ultisoles en diferentes países. De acuerdo a Biel, Matichencov, Fomina, (2008) el ácido mono silícico puede reaccionar con el aluminio, hierro y manganeso formando silicatos ligeramente solubles .Los mismos autores agregan que bajo diferentes concentraciones el ácido mono silícico el Si puede combinarse con metales pesados, (Cd, Pb, Zn, Hg y otros), formando compuestos complejos solubles si la concentración de ácido mono silícico es menor, y silicatos de metales pesados poco solubles cuando la concentración de ácido mono silícico en el sistema es mayor.

 

El principal mecanismo por el cual el Si disminuye la toxicidad del Aluminio se atribuye a la capacidad de formar complejos Silicato hidrógeno aluminosos no tóxicos, (Snyder, Maticherncov, Datnof ; 2006), de esta forma el Si detienen la interferencia de elementos como el aluminio (Al), Fierro (Fe), Manganeso (Mn) y Cobre (Cu) y mejora la estructura del suelo y el manejo del agua.

 

Los resultados del ensayo, confirman aquellos obtenidos por diferentes autores, en efecto, en los diez primeros centímetros del suelo estudiado se observa un incremento de 2,97 cmol+*kg-1 que representa un 56,5% de los cationes de intercambio total, incremento atribuido principalmente a un aumento en la solución del suelo de los cationes Ca (2,91 cmol+*kg-1 ,Magnesio 0,51 cmol+*k-1g y 0,22 cmol+*kg-1 de K, de igual manera se observó un decremento de 0,69 cmol+*kg-1 Al+++, situación que se expresa en el aumento de la Saturación de bases (SB).

 

Zumsil tiene una estructura muy estable y saturada de hidrogeno lo cual le confiere propiedades únicas, que sumadas a las propiedades eléctricas en los suelos genera una mayor CIC que incorpora los minerales insolubles presentes en el perfil al medio liquido de este, permitiendo que sean absorbidos por las plantas y estas se nutran, además estimula la actividad microbiana, provee nutrientes esenciales y restaura los ya existentes en la tierra, detiene interferencia de elementos como el Aluminio (Al), Fierro (Fe), Manganeso (Mn) y Cobre (Cu) además mejora la estructura del suelo y contenido de agua útil.

 

El fosforo Olsen del suelo entre 0 -10 cm, (Gráfico 3), para dosis de 0-2-3 y 4 lt*ha-1 disueltos en 400 lt de agua experimenta una variación directamente proporcional respecto a la concentración de ácido mono silícico en el suelo es así que el fosforo aprovechable fluctuó de 14 – 30 ppm , es decir se incrementó el tenor de Fosforo aprovechable en 16 ppm una relación directamente proporcional a la dosis de Zumsil aplicado. De acuerdo a Pinilla, (1994) y Rodríguez (1993) esta variación equivaldría a 293,14 kg de P2O5.

 

Los resultados obtenidos validan la experiencia internacional respecto a la respuesta de aplicaciones crecientes de ácido mono silícico al suelo.

 

Gráfico 3- Respuesta De Un Suelo Palehumult Serie Metrenco A Cuatro Dosis Disímiles De Zumsil.

 

Snyder, Matichenkov, Datnoff , (2006). Explican el aumento de fosforo aprobechable debido a que el anión del ácido mono silícico [Si(OH)3]- puede reemplazar el anión fosfato [HPO4]2- del calcio, magnesio, aluminio y fosfatos de hierro seguidas por la desadsorción del anión-fosfato, lo que lleva al incremento de fósforo en la solución del suelo y mejora la nutrición de P de la planta por la aplicación de fertilizantes de Si. Matichenkov, Ammosova, Bocharnikova (2001),agregan que los compuestos de silicio soluble, posee una elevada actividad química, como el ácido mono silícico y el ácido poli silícico, aplicados en los terrenos debido a su tamaño de partícula y a ser formas simples de silicio mineral (soluble en agua), mejoran las condiciones físicas y biológicas (mas nutrientes asimilables, menos productos tóxicos), creando un ambiente más adecuado para que actúen los microorganismos del suelo y por lo tanto pueden aumentar la cantidad de silicio asimilable por las plantas a lo largo del cultivo, por lo tanto son muy interesantes como enmiendas previas al cultivo. afectan a muchas de las propiedades químicas, físico-químicas y Biológicas del suelo. Ma; Takahashi, (2002), Matichenkov, Ammosova, Bocharnikova (2001).

 

Se constató que la producción de biomasa aérea expresada en materia seca incremento con las aplicaciones crecientes de ácido mono silícico,(Gráfico 4.), situación esperada según la experiencia obtenida (Epstein y Bloom, 2005; Hodson y Evans, 1995) debido a que en condiciones de campo, el Si puede estimular el crecimiento (entendido como la acumulación irreversible de materia seca, que se asocia a procesos de elongación y crecimiento celular), (Loaiza, 2003),y la productividad por el aumento en la disponibilidad de elementos como el P, Ca, Mg, K y B, al contrarrestar el antagonismo generado en suelos con alta saturación de alúmina y hierro (Epstein y Bloom, 2005; Hodson y Evans, 1995),los mismos autores destacan que el ácido mono silícico ayuda a la estabilidad de las moléculas de clorofila y otros organelos, los que refuerzan la estabilidad fisiológica de la planta y otorgan resistencia a patologías, insectos e incrementan la economía hídrica.

 

Gráfico 4-  Respuesta De Un Suelo Palehumult Serie Metrenco A Cuatro Dosis Disimiles De Zumsil.

 

Otro efecto fisiológico del Si en los vegetales, observado en las investigaciones, es la promoción de un sistema radicular más potente. Biel; Matichenkov; Fomina, (2008). Las altas concentraciones de ácido poli silícico en el simplasto y el apoplasto de la planta pueden retener el agua y estas moléculas pueden ser usadas como un tanque de agua recargable.

 

De la presente experiencia podemos concluir:

 

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