Por: Micaela Biassoni1*, Flavio Gutiérrez Boem2, Hugo Vivas3, Fernando Salvagiotti1
1INTA Estación Experimental Agropecuaria Oliveros, Oliveros, Santa Fe, Argentina; 2Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina; 3Asesor independiente.
INTRODUCCIÓN
El fósforo (P) es un nutriente esencial para los cultivos (Raghothoma, 2005), de baja movilidad en el suelo y su manejo de la fertilización es importante para la sustentabilidad de los sistemas de producción a largo plazo (Sharpley A. N., 1995). Cuando se aplican fertilizantes fosfatados, una proporción del mismo no es utilizado por los cultivos y permanece en el suelo en distintos grados de disponibilidad, generando residualidad que puede ser aprovechado por cultivos siguientes. En suelos molisoles de la región pampeana, se han observado estos efectos residuales de la fertilización, tanto en secuencias de dobles cultivos trigo-soja (Salvagiotti et al., 2004) como hasta luego de tres años de aplicado el fertilizante (Fontanetto et al., 2003).
En este contexto, es importante conocer cómo los suelos responden a la fertilización con P y contar con indicadores químicos que sirvan para evaluar el grado de residualidad de los fertilizantes en el largo plazo. Una alternativa para caracterizar los efectos residuales de la fertilización con P es el procedimiento de extracción química secuencial de Hedley et al., (1982) que remueve progresivamente desde las fracciones más lábiles hasta las menos disponibles para las plantas, mediante extracciones sucesivas con álcalis y ácidos.
Los objetivos de este trabajo fueron: i) cuantificar los cambios en el contenido de P-Bray 1 y las fracciones de P del suelo y ii) evaluar la biodisponibilidad de estas fracciones de P a través de un cultivo prueba en respuesta a las aplicaciones continuas de P a largo plazo en un suelo Argiudol típico.
MATERIALES Y MÉTODOS
El estudio se realizó en un experimento de 10 años de larga duración (2000-2010) sobre una rotación agrícola trigo/soja- maíz temprano – soja en el centro-sur de Santa Fe sobre un suelo serie Clason con más de 50 años de agricultura continua. Los tratamientos consistieron en la combinación factorial de tres dosis de P (0, 20 y 40 kg de P ha-1) y cuatro dosis de S (0, 12, 24 y 36 kg de S ha-1) aplicados en las gramíneas sobre un diseño factorial con cuatro repeticiones. En 2011 cuando finalizó el ensayo, se sembró un cultivo de maíz (como cultivo prueba) que recibió solo fertilización nitrogenada y se usó para estudiar la biodisponibilidad de P y S.
Las muestras de suelo fueron extraídas a 20 cm de profundidad, se determinó el p extractable (P-Bray 1) (Bray and Kurtz, 1945) y se realizó el fraccionamiento mediante el método de Hedley et al. (1982) modificado por Tiessen y Moir (1993) como se muestra en la Figura 1. En todos los casos la concentración de fósforo inorgánico en los extractos fue determinado colorimétricamente por el procedimiento del Murphy y Riley (1962), después del ajuste del pH a 5,4 usando paranitrofenol como indicador.
La biodisponibilidad de P se cuantifico a través de la absorción del mismo en la biomasa aérea del cultivo prueba de maíz en madurez fisiológica. Los balances de P del suelo se calcularon cada año durante el periodo experimental como la diferencia entre el P aplicado como fertilizante y el P exportado por los granos.
Los datos obtenidos fueron analizados mediante ANOVA, y las medias de los tratamientos fueron comparadas mediante la prueba LSD (α=0,05). Los análisis estadísticos fueron realizados utilizando el software Infostat (Di Rienzo et al., 2011). Las relaciones entre las distintas fracciones del suelo y las dosis de P acumuladas y el P absorbido por el cultivo, fueron evaluadas mediante regresiones lineales.
Figura 1: Procedimiento de extracción del fósforo según el método secuencial de Hedley (1982) modificado por Tiessen y Moir (1993).
RESULTADOS
Después de diez años de experimento, la aplicación acumulada de P fue de 0, 120 y 240 kg P ha-1, respectivamente, con una extracción de 184, 217 y 221 kg P ha-1, respectivamente, a través de granos de los cultivos. Esta extracción produjo un balance negativo de -184 kg ha-1 y -97 kg P ha-1, para los tratamientos que recibieron 0 y 120 kg P ha-1, y el balance sólo fue positivo con 19 kg P ha-1 cuando los cultivos recibieron la mayor dosis i.e. 240 kg P ha-1. Asimismo, el contenido de P-Bray 1 en el suelo disminuyó en el tratamiento testigo a una tasa media anual de -0,5 mg P kg-1 mientras que los tratamientos que recibieron 120 kg P ha-1 y 240 kg P ha-1 aumentaron a una tasa media anual de 0,2 y 1,6 mg kg-1, respectivamente (Figura 2).
Figura 2: Evolución en la concentración de P-Bray 1 a 0-20 cm durante 10 años de tratamiento según dosis acumuladas de P.
Cuando se relacionó el balance acumulado de P luego de diez años con el P-Bray 1 del suelo, se observó un aumento 0,2 mg kg-1 por unidad de balance de P acumulado, lo cual significó que se necesitaron 5 kg P ha-1 por encima de la extracción de los cultivos para incrementar 1 mg kg-1 P (Figura 3).
Figura 3: Relación entre la concentración de P-Bray 1 y el balance acumulado de P luego de diez años de fertilización acumulada con 0 (círculos blancos), 120 (círculos grises) y 240 (círculos negros) kg P ha-1.
El rendimiento del cultivo prueba de maíz no tuvo interacción entre factores P*S ni diferencias significativas entre los distintos niveles de P (p<0,05), con un promedio de 7352 kg ha-1. Sin embargo, la capacidad del suelo de proveer P (evaluado con el P absorbido por el cultivo prueba) mostró diferencias significativas (p<0,05) entre tratamientos. Mientras que el testigo absorbió 52 kg P ha-1, los tratamientos que recibieron 120 y 240 kg P ha-1 absorbieron un 23% y 51% más de P respecto al testigo (Figura 4).
Figura 4: P absorbido (kg P ha-1) por el cultivo prueba luego de diez años de aplicación acumulada de fertilizante con P. Letras diferentes indican diferencias significativas al 5% según el test LSD.
Por otro lado, el fraccionamiento químico secuencial del P del suelo se diferenció según tratamientos de fertilización con P (p<0,05), indicando que el P del fertilizante que no fue utilizado por los cultivos en los diez años de tratamiento, se alojó en las fracciones de P inorgánicas lábiles (Pi-NaHCO3) y moderadamente lábiles (Pi-NaOH y Pi-HCl 1 M).
En este sentido, en el pool inorgánico lábil, el testigo promedió 12 mg kg-1, incrementándose un 33% y 83% para las dosis acumuladas de 120 y 240 kg P ha-1, respectivamente.
En términos relativos, esto representó un aumento del Pi lábil de 29 a 44 % en tratamientos fertilizados (Figura 5). Esta misma tendencia se observó en el pool moderadamente lábil, donde las fracciones inorgánicas (Pi-NaOH y Pi-HCl 1 M) del tratamiento testigo promediaron 24 y 50 mg kg-1, incrementándose hasta 50 y 22% (p<0,05), respectivamente, con respecto al testigo. Esto representó en términos relativos un aumento del Pi del pool moderadamente lábil del 36 al 44 % en los tratamientos fertilizados (Figura 5). En contraposición, no se observaron diferencias en el pool de P orgánico lábil, moderadamente lábil y el P no lábil (Biassoni et al., 2023).
Figura 5: Porcentaje de P inorgánico (Pi) y orgánico (Po) en los pools de del suelo según labilidad.
Finalmente, se encontraron relaciones estadísticamente significativas entre el contenido de P en las fracciones de Pi del pool lábil (¨Pi-NaHCO3) y moderadamente lábiles (Pi-NaOH y Pi-HCl 1 M) con la capacidad del suelo de proveer P i.e. P biodisponible. Esta relación indicó que el cultivo absorbió 1,6 kg P ha-1 (r2=0,29), 1,5 kg P ha-1 (r2=0,33) y 1 kg P ha-1 (r2=0,34) por cada aumento en mg kg-1 de estas fracciones (Figura 6), demostrando ser responsables del efecto residual.
Figura 6: Relación entre las fracciones de P orgánico (Po) e inorgánico (Pi) del suelo con diferente labilidad y el P absorbido por el cultivo prueba (P biodisponible) luego de diez años de fertilización acumulada de P con 0, 120 y 240 kg P ha-1.
CONCLUSIONES
Luego de 10 años de aplicación acumulada de fertilizantes fosfatados, el P proveniente de los fertilizantes y que no fue absorbido por los cultivos se acumuló en fracciones inorgánicas lábiles (Pi-NaHCO3) y moderadamente lábiles (Pi-NaOH y Pi-HCl 1 M) del suelo. Asimismo, estas mismas fracciones estuvieron asociadas al P biodisponible, por lo tanto, pueden servir como indicadores para evaluar el efecto residual de la fertilización con P y ser utilizadas para evaluar el legado del P en suelos molisoles de la región Pampeana.
BIBLIOGRAFIA
Biassoni, M. M., Vivas, H., Gutiérrez-Boem, F. H., & Salvagiotti, F. (2023). Changes in soil phosphorus (P) fractions and P bioavailability after 10 years of continuous P fertilization. Soil and Tillage Research, 232, 105777.
Di Rienzo JÁ; F Casanoves; MG Balzarini; L Gonzalez; M Tablada & CW Robledo. 2011. InfoStat versión 2011. Córdoba Argentina: Grupo InfoStat, FCA, Universidad Nacional de Córdoba
Fontanetto H; H Vivas; R Albrecht and JL Hotian. 2003. La fertilización con N, P y S y su residualidad en una secuencia agrícola de la región central de Santa Fe. I-Efecto sobre el rendimiento de grano. Información Técnica de Cultivos de Verano. Campaña 2003. Publicación Miscelanea Nº 100
Hedley MJ; JW Stewart and BS Chauhan. 1982. Changes in Inorganic and Organic Soil Phosphorus Fractions Induced by Cultivation Practices and by Laboratory Incubations1. Soil Sci. Soc. Am. J. 46:970-976
Murphy JA & Riley, JP 1962. A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters. Ana. Chim. acta 27, 31-36.
Raghothama KG. 2005. Phosphorus and plant nutrition: an overview. En: Sims, JT., A. Sharpley (eds), Phosphorus: agriculture and the environment. ASA, Madison, WI. p. 355-378
Salvagiotti F; G Gerster; S.Basigaluppo; J Castellarin; C Galarza; N Gonzalez; V Gudelj; O Novello; H Pedrol and P Vallone. 2004. Efectos Residuales y Directos de Fósforo y Azufre en el Rendimiento de Soja de Segunda.Ciencia del Suelo 22:92- 101.
Sharpley NA. 1995. Soil phosphorus dynamics: Agronomic and environmental impacts. Ecol. Eng. 5, 261–279.
