fertilidad de suelos

1.648 visualizaciones

Publicado el

reyey

Publicado en: Ingeniería
0 comentarios
1 recomendación
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
1.648
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
4
Acciones
Compartido
0
Descargas
58
Comentarios
0
Recomendaciones
1
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

fertilidad de suelos

  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION FACULTAD DE INGENIERIA AGRARIA, INDUSTRIAS ALIMENTARIAS Y AMBIENTAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE ZOOTECNIA SEPARATA Nº 01 DEL CURSO DE: Mg.Sc. DORI FELLES LEANDRO 2014
  2. 2. CONTENIDO INTRODUCCION A LA FERTILIDAD DE SUELOS 1.1 Conceptos y definiciones 1.2 Influencia de las propiedades del suelo en la disponibilidad de nutrientes - Fertilidad física - Fertilidad química - Fertilidad biológica 1.3 Principios de nutrición de las plantas 1.3.1 Generalidades 1.3.2 Nutrición carbonada: Fotosíntesis 1.3.3 Nutrición mineral 1.3.4 Nutrientes esenciales 1.3.5 Niveles de nutrientes en las plantas 1.3.6 Concentración de nutrientes en las plantas 1.3.7 Factores que afectan el contenido de minerales en la planta 1.3.8 Absorción de elementos nutritivos - Disponibilidad de nutrientes - Movimiento de iones a las raíces - Absorción de iones - Transporte activo y pasivo - Redistribución 1.3.9 Competencia, Antagonismo y sinergismo MACROELEMENTOS PRIMARIOS 2.1 El Nitrógeno 2.1.1 El nitrógeno en la planta 2.1.2 El nitrógeno en el suelo 2.1.3 Mineralización del N 2.1.4 Fijación biológica del N 2.2 El Fósforo 2.2.1 El fósforo en la planta 2.2.2 El fósforo en el suelo 2.2.3 Las Micorrizas 2.3 El Potasio 2.3.1 El potasio en la planta 2.3.2 El potasio en el suelo MACROELEMENTOS SECUNDARIOS 3.1 El Calcio 3.1.1 El Ca en la planta 3.1.2 El Ca en el suelo 3.2 El Magnesio 3.2.1 El Mg en la planta 3.2.2 El Mg en el suelo 3.3 El Azufre 3.3.1 El S en la planta
  3. 3. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. 3.3.2 El S en el suelo FERTILIDAD DE SUELOS 1.1 INTRODUCCION El conocimiento de la fertilidad del suelo es de vital importancia para cualquier actividad agrícola, de esta manera aprovechar al máximo lo que este nos puede ofrecer sin deteriorarlo y mantener una agricultura sostenible. La fertilidad del suelo está básicamente relacionada con los nutrientes esenciales de las plantas, sus características, su disponibilidad para las plantas, las diversas reacciones que experimentan, los mecanismos de pérdida, etc. Por lo tanto es importante conocer tanto la fertilidad química, fertilidad física y biológica, ya que estan íntimamente relacionados el uno con el otro en forma muy dinámica dentro del suelo. CONCEPTO DE FERTILIDAD DEL SUELO Es la capacidad de un suelo para suministrar compuestos en cantidades adecuadas y en un balance apropiado para el crecimiento de las plantas específicas, cuando son favorables los otros factores de crecimiento como luz, luz, humedad, temperatura, aireación y la condición física del suelo. 1.2 INFLUENCIA DE LAS PROPIEDADES DEL SUELO EN LA DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES 1.2.1. FERTILIDAD FISICA Referida a las condiciones físicas del suelo y que van a influir en el crecimiento normal de las plantas. Estas condiciones físicas están directamente dadas por la estructura del suelo, grado de desarrollo, su estabilidad, textura, etc. Desde el punto de vista físico, el suelo ha de proporcionar un lugar adecuado para la germinación de semillas y para el desarrollo del sistema radicular; debe poseer una buena aireación y una termicidad estable, una capacidad de retención hídricas apropiada, junto con un régimen de circulación de agua, que posibilitando un buen drenaje, no llegue a provocar un lavado excesivo a si como una estructura estable que implique resistencia frente a los procesos erosivos. Modificar las propiedades físicas del suelo, es a menudo inviable; por lo que las medidas que se toman para optimizar cambios producidos, consisten usualmente en enmascarar sus efectos desfavorables, mediante la potenciación de otras características del suelo fácilmente alterables. 1.2.2. FERTILIDAD QUIMICA FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 2
  4. 4. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Las propiedades químicas del suelo influyen en la fertilidad del mismo, relacionadas con la reacción del suelo, Conductividad eléctrica, la capacidad de intercambio cationico y otros que van a condicionar la disponibilidad y absorción de nutrientes por las plantas. Las propiedades químicas se pueden parcialmente modificar para lograr condiciones adecuadas, de tal manera que la fertilidad sea lo adecuado. 1.2.3. FERTILIDAD BIOLOGICA Referida a la materia orgánica, todos sus componentes y procesos que ocurren en el suelo, los cuales se pueden manejar en gran medida para mejorar la fertilidad del suelo y así dar las condiciones adecuadas para un buen desarrollo de las plantas. Fig.1: Relaciones entre los diferentes componentes del sistema suelo. Fuente: Azabache, 2003. 1.3 PRINCIPIOS DE NUTRICION DE LAS PLANTAS 1.3.1 GENERALIDADES La nutrición mineral de las plantas es un proceso extremadamente complejo, mediante el cual las plantas obtienen una parte de los elementos necesarios para vivir. En él, suceden una gran cantidad de interacciones de tipo físico, químico y biológico. La célula vegetal cumple funciones metabólicas tan importantes que incluye todas las reacciones químicas de la vida. El metabolismo es el ciclo ininterrumpido de síntesis y degradaciones de las sustancias orgánicas en la planta. La misma que se fundamenta en el uso de las reservas FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 3 Solució n suelo Absorción de nutrientes por las plantas Iones cambiables + adsorción superficial Lluvia + evaporización, drenaje, fertilización Materia orgánica + microorganismos Fase sólida + minerales microorganismos Aire del suelo
  5. 5. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. energéticas y de los mecanismos de transporte, por los cuales la energía liberada en la respiración puede ser aprovechada para realizar las reacciones de síntesis esenciales en la economía celular. Una parte de los azucares formados en la fotosíntesis se queman en la respiración. La energía resultante se emplea para convertir otras porciones de las mismas sustancias en nuevas cantidades de constituyentes celulares. 1.3.2 NUTRICION CARBONADA: FOTOSINTESIS Proceso fisiológico mediante el cual las plantas verdes sintetizan Moléculas orgánicas complejas a partir de CO2, H2O e iones minerales, utilizando para ello la energía solar. CO2+H2O C6H12O6+O2 Fig.2: Nutrición carbonada y estructura del cloroplasto Fuente: Salisbury, 2001. El proceso básico de la fotosíntesis es la absorción de luz por pigmentos los que inducen un flujo de electrones (energía cinética), que es convertido en energía química. Las formas finales de energía química elaborada en este proceso son la adenosina trifosfato (ATP) y la nicotinamida adenina dinucleotido fosfatada hidrogenada (NADPH). Para utilizar la energía almacenada durante la reacción de la luz, como NADPH yate, para la reducción del CO2 y la síntesis de otros compuestos dentro de los cloroplastos, es necesario un aceptor del CO2. Este proceso se realiza a través del ciclo de Calvin-Benson (C3), La incorporación de CO2 en el cloroplasto de ciertas plantas (C4), sigue el mecanismo presentado en la figura, descubierto por Hatch y Slack (1970). FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 4
  6. 6. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Fig. 3: Los diferentes pigmentos absorben de manera selectiva ciertos colores; la altura de las curvas representa la capacidad de cada pigmento para absorber luz de cada color. La clorofila (curva verde) absorbe intensamente la luz violeta, azul y roja. Fig.4: Ciclo de Calvin o ciclo C3. Fig.5: Incorporación del CO2 en las plantas C4. Fuente: Salisbury, 2001. FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 5
  7. 7. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. 1.3.3 PRINCIPIOS DE NUTRICION MINERAL Es la capacidad de las células vivas para absorber las sustancias nutritivas del medio ambiente para usarlas en la síntesis de sus propios componentes celulares o como fuente de energía. En tal sentido, nutrición de define como el suministro y absorción de los compuestos químicos necesarios para el crecimiento y metabolismo. 1.3.4 NUTRIENTES ESENCIALES PARA LAS PLANTAS Los nutrientes esenciales requeridos por las plantas superiores son exclusivamente de naturaleza inorgánica. Este requerimiento exclusivo de nutrientes inorgánicos las distingue básicamente del hombre, de los animales y de un número de microorganismos que adicionalmente necesitan compuestos. Para que un elemento sea considerado como esencial de las plantas deben satisfacer las tres condiciones siguientes: 1. Una deficiencia de este elemento hace imposible que la planta complete su ciclo vital. 2. Una deficiencia es específica para el elemento en cuestión. 3. El elemento está directamente implicado en la nutrición de la planta. Por ejemplo como constituyente de un metabolismo esencial requerido para la acción de un sistema enzimático. 4. Según estos criterios, propuestos por ARNON Y STOUT (1939), se consideran hoy día elementos esenciales para las plantas superiores los siguientes elementos químicos: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B y Cl (ver cuadro 1). Los elementos como: sodio, níquel, silicio y cobalto, no se han establecido como elementos esenciales para todas las plantas superiores. Sin embargo lo son para algunas especies. Por ejemplo el Na particularmente las quenopodiáceas y las especies adaptadas a condiciones salinas lo requieren. Cuadro 1: Clasificación de los nutrientes de las plantas en base a su comportamiento bioquímico y a su función fisiológica. ELEMENTO FUNCION BIOQUIMICA Primer grupo C,H,O,N,S Principal constituyente del material orgánico Segundo grupo P,B,Si Funciones de esteres con alcoholes. Los esteres de fosfato participan en reacciones de transferencia de energía. Tercer grupo Na,K,Mg,Ca, Mn,Cl Funciones no especificas en el establecimiento de potenciales osmóticos. Reacciones más específicas en que el Ion provoca la conformación optima del enzima (activación de enzimas). Balance de aniones. Controlan la permeabilidad de la membrana y electro-potenciales. Cuarto grupo Fe,Cu,Zn,Mo Presente en forma de quelatos incorporados en grupos prostéticos. FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 6
  8. 8. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Fuente: Azabache, 2003. 1.3.5 NIVELES DE NUTRIENTES EN LA PLANTA DEFICIENTE Cuando la concentración de un elemento esencial de la planta es bastante bajo para eliminar severamente el rendimiento y se observan síntomas de deficiencia bien definidos. RANGO CRÍTICO Es la concentración del nutriente en la planta debajo de l cual se presenta una respuesta al rendimiento al agregar nutriente. Los niveles o rangos críticos varían entre plantas y nutrientes, pero ocurre en la transición entre deficiencia y suficiencia. SUFICIENTE Es el rango de concentración de nutrientes en el cual, al agregar un nutriente, no se incrementará el rendimiento, pero puede aumentar la concentración del nutriente en la planta. El termino CONSUMO DE LUJO frecuentemente se usa para describir la absorción de nutrientes por la planta, superior a sus necesidades, pero que no tiene influencia en el rendimiento. EXCESIVO O TÓXICO Cuando la concentración del elemento esencial es bastante alto el crecimiento y rendimiento de la planta, a través de la toxicidad. La concentración excesiva del nutriente puede causar un desbalance en otros nutrientes esenciales, que también puede reducir el rendimiento. Fig.6: Niveles de nutrientes en la planta. 1.3.6 CONCENTRACION DE NUTRIENTES EN LA PLANTA Los constituyentes de las plantas es: Materia orgánica, agua y minerales. Las cantidades relativas pueden variar sin embargo en las plantas verdes es el agua el elemento predominante. La distribución porcentual de estos tres componentes es del siguiente orden: FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 7
  9. 9. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Agua 70% Material orgánico 27% Minerales 3% Los minerales constituyen una porción relativamente pequeña de la materia seca. Sin embargo son de una extremada importancia, ya que permite que la planta sintetice material orgánico (fotosíntesis). 1.3.7 FACTORES QUE AFECTAN EL CONTENIDO DE MINERALES EN LAS PLANTAS a) Factor genético.- Es el principal factor que controla el contenido de minerales del material vegetal, referido al potencial de absorción de los diferentes nutrientes minerales la que es específico de cada especie. Este tema fue estudiado por COLLANDER (1941), que cultivó 20 especies de plantas diferentes en una misma solución de nutrientes, determinando posteriormente que la composición mineral de dichas plantas variaba una de la otra marcadamente. Asimismo se ha observado la relación cationes bivalentes a monovalentes es más alta en las dicotiledóneas que en las monocotiledóneas. Así por ejemplo las plantas C4 como la caña de azúcar al tener mayor eficiencia fotosintética tiene mayor capacidad de absorción que aquellas plantas C3 tal es el caso del fríjol. b) Disponibilidad de Nutrientes.- Constituye el segundo factor que controla el contenido mineral del material vegetal. La concentración de un determinado mineral o nutriente en la planta aumenta siguiendo una curva de saturación a medida que se incrementa la disponibilidad de nutrientes en la solución suelo. Este factor depende de las condiciones físicas, químicas y biológicas del suelo, así por ejemplo el pH interviene en la solubilidad y disponibilidad de nutrientes en la solución suelo. Debido a que la planta necesita un determinado nivel de cada nutriente en sus tejidos y si este no se le suministra se bloque los procesos metabólicos. Siendo el nivel crítico es diferente para cada nutriente vegetal. Evidentemente los macronutrientes están en concentraciones mucho más altas que los micronutrientes. c) Edad de la Planta.- El contenido mineral varía considerablemente entre los diferentes órganos de las plantas y la edad de los mismos. Generalmente las partes vegetativas como hojas, tallos y raíces muestran una mayor variación en cuanto a su composición mineral que los frutos, tubérculos y semillas. La planta suministra a sus frutos y semillas los minerales y el material orgánico a expensas de otros órganos dándose por ello pequeñas variaciones de los contenidos minerales en las partes reproductivas y de reserva. d) Clima.- Los factores del clima influyen en el contenido mineral. Por ejemplo las horas sol en especies que responden al fotoperiodo, así la fresa es de día corto y si las FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 8
  10. 10. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. horas luz es mayor que 10 horas la absorción de nutrientes se limita y por lo tanto también variará en su contenido mineral. Cuadro.2: Concentraciones relativas y promedio de nutrientes en la planta (sobre la base de materia seca) NUTRIENTE CONCENTRACION RELATIVA CONCENTRACION PROMEDIO H O C N K Ca Mg P S Cl Fe B Mn Zn Cu Mo 60 000 000 30 000 000 30 000 000 1 000 000 400 000 200 000 100 000 30 000 30 000 3 000 2 000 2 000 1 000 300 100 1 60 g/Kg 450 g/kg 450 g/Kg 15 g/Kg 10 g/Kg 5 g/Kg 2 g/Kg 2 g/Kg 1 g/Kg 100 mg/Kg 100 mg/Kg 20 mg/Kg 50 mg/Kg 20 mg/Kg 6 mg/Kg 0.1 mg/Kg Fuente: Mengel y Kirkby, 2000. 1.3.8 ABSORCION DE LOS ELEMENTOS NUTRITIVOS POR LAS PLANTAS 1. DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES Es considerado como la fracción de nutriente del suelo que es accesible a las raíces de las plantas. Este termino abarca en estado físico- químico del nutriente en el suelo así como la relación con las raíces de las plantas que involucran el metabolismo. Es por esta razón que en sentido estricto la cantidad de nutriente disponible en el suelo no puede ser medido y expresado en términos cuantitativos. La estimación de nutriente disponible puede realizarse mediante análisis de suelo, planta y experimentos. Los factores que contribuyen a la disponibilidad de nutrientes son: 2. MOVIMIENTO DE IONES DEL SUELO A LAS RAÍCES.- Par que lo iones sean absorbidos por las raíces de las plantas, ellos deben entrar en contacto con la superficie radicular, hay generalmente 3 maneras: a. Flujo de masa.- Ocurre cuando los iones nutrientes de las plantas y otras sustancias disueltas son transportadas en el flujo de agua a la raíz, que resulta de la absorción del agua transpiracional por la planta, esta determinada por la cantidad de iones en el agua y por la tasa de transpiración de la planta. b. Difusión.- Ocurre cuando un Ion se mueve de un lugar de alta concentración a uno de baja concentración por medio del movimiento térmico. La mayor parte del P, K, Nh4 se mueve por difusión. FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 9
  11. 11. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. c. Intercepción radicular.- La importancia de la intercepción radicular para la absorción de iones está favorecido por el crecimiento de nuevas raíces a través de la masa de suelo y quizás también por las infecciones micorrizales. Cuadro 3 : Movimiento de iones en el suelo NUTRIENTE CANTIDAD NECESARIA PARA UNA COSECHA DE 450 Kg DE GRANO CANTIDAD DE ELEMENTO ABASTECIDA POR: INTERCEPCION RADICULAR FLUJO DE MASAS DIFUSIÓN N 170 2 168 0 P 35 1 2 33 K 175 4 35 136 Ca 35 60 150 0 Mg 40 15 100 0 S 20 1 19 0 B 0.2 0.02 0.7 0 Cu 0.1 0.01 0.4 0 Fe 1.9 0.2 1.0 0.7 Mn 0.5 0.1 0.4 0 Mo 0.01 0.001 0.02 0 Zn 0.3 0.1 0.1 0.1 Fuente: Azabache, 2003. La Solución Suelo.- La movilidad de nutrientes en le suelo depende considerablemente de la concentración del nutriente en la solución suelo; está no es homogénea y difiere en concentración y composición, considerando el agua que llena los espacios y poros del suelo no está completamente interconectada. La composición y concentración de la solución suelo también depende de la humedad del suelo. En un suelo a capacidad de campo la solución suelo esta mas diluida. Cuadro 4 : Concentración iónica en la solución del suelo (estrato acuoso saturado) en mM (FRED Y SHAPIRO 1961) ELEMENTO RANGO EN TODOS LOS SUELOS SUELO ACIDO SUELO CALCAREO Ca Mg K Na N P S Cl 05-38 0.7-100 0.2-10 0.4-150 0.16-55 <0.001-1 <0.1-150 0.2-230 3.4 1.9 0.7 1.0 12.1 0.007 0.5 0.1 14 7 1 29 13 <0.03 24 20 Fuente: Azabache, 2003. Intensidad y Cantidad Las plantas deben ser provistas adecuadamente con nutrientes durante su ciclo de vida. Por esta razón el nivel de nutrientes en la solución del suelo debe ser mantenido en un nivel satisfactorio para el crecimiento de la planta. La disponibilidad de nutrientes no solo depende de la concentración de nutrientes de la solución del FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 10
  12. 12. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. suelo en un momento dado sino también en la habilidad del suelo para mantener la concentración de nutrientes. Generalmente aquellos nutrientes requeridos por las plantas en grandes cantidades, están presentes en la solución suelo en cantidades relativamente pequeñas. ABSORCION DE IONES POR LA PLANTA Los elementos nutritivos son absorbidos por las plantas, generalmente desde la solución suelo y a través de la raíz por procesos y mecanismos que aún no están completamente aclarados. La absorción presenta características muy especificas como la: SELECTIVIDAD, ciertos elementos minerales son tomados preferencialmente mientras que otros son discriminados o excluidos. ACUMULACION, la concentración de elementos minerales pueden ser mucho más alta en la célula de la planta que en la solución externa, esto es, la absorción se hace en contra de la gradiente de concentración o eléctricos, lo que necesariamente exige el consumo de energía para superar estas físicas. GENOTIPO, hay diferencias entre especies de plantas en las características de absorción de iones. Existen muchas teorías sobre la absorción de nutrientes, sin embargo casi todas coinciden en los siguientes pasos: 1. Paso de iones de la solución externa al interior de la célula - Entrada de iones al apoplasma - Paso hacia el citoplasma y la vacuola 2. Transporte de iones a través de la membranas - transporte activo y pasivo TRANSPORTE ACTIVO Y PASIVO Los iones de la solución suelo están sujetos a dos fuerzas físicas principales: una proviene del gradiente de potencial químico y otra del potencial eléctrico (DAYNTY 1962). El transporte activo va en contra del gradiente de concentración lo cual requiere de energía. Mientras que el transporte pasivo no requiere de energía. Movimiento del nutriente desde el lugar de absorción a cualquier otro, dentro o fuera de la raíz. El elemento sigue este trayecto: Epidermis Parénquima Endodermos Cilindro central (Floema y xilema) cortical FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 11
  13. 13. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. De la endodermis, el nutriente avanza por las paredes celulares y espacios intercelulares: Apoplasto. Puede también pasar de una célula a otra avanzando por el citoplasma, o sea por el cotinuum citoplasmático: Simplasto. Luego la travesía apoplástica en la endodermos es impedida por la banda de caspari, constituida por suberina, siendo necesario entonces recorrer la vía simplasto. Seguido el nutriente se encamina de la raíz a la parte aérea, predominantemente por el xilema, es un proceso pasivo, por flujo de masa. REDISTRIBUCION Se refiere al movimiento del nutriente de un lugar a otro (de un órgano a otro). Ejem: de una hoja vieja a una nueva, de una hoja al fruto. Se da predominantemente por el Floema. Los elementos dentro de la planta pueden mostrar diferente movilidad: Móviles : N, P, K, Mg, Cl, Mo. Poco móviles : S, Cu, Fe, Mn, Zn. Inmóviles : Ca, B. Por lo tanto cuando hay una disminución del suministro de un elemento a la raíz, aparecen los síntomas de deficiencia: Elementos móviles : Hojas más viejas. Elementos poco móviles : Hojas jóvenes. Elementos inmóviles : Hojas y órganos más jóvenes. 1.3.9 COMPETENCIA, ANTAGONSIMO Y SINERGISMO DE IONES Antagonismo catiónico.- se refiere a la reducción en la concentración de los cationes en el tejido vegetal como consecuencia del incremento en la concentración de uno de los cationes en la solución suelo. Ejem. Un aumento en el contenido de Mg en la solución suelo, produce una disminución en el contenido de Na y Ca y un aumento de Mg en el tejido vegetal. El antagonismo es menos común entre los aniones, aunque los iones Cl- , SO4 = y H2PO4 - pueden ser estimulados cuando se reduce fuertemente la absorción de NO3 - (Kirkby and Knight, 1977). Siendo el antagonismo más común entre Cl- y NO3 - . Sinergismo.- Es un termino usado en la nutrición de las plantas para describir el fenómeno opuesto al antagonismo. Aquí la absorción de un nutriente estimula la absorción de otro. Ejem. La absorción de NO3- estimula la absorción de cationes, la cual se asocia con la acumulación de altos niveles de ácidos orgánicos (Kirkby and Knight, 1977). FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 12
  14. 14. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. LOS MACRONUTRIENTES PRIMARIOS EL NITROGENO 2.1.1 El nitrógeno en la planta La materia seca del vegetal contiene entre 2 a 4%. Es el factor limitante más común del crecimiento de las plantas y que un deficiente suministro puede provocar notables descensos en la producción vegetal. Principales funciones Es fundamental en la nutrición de la planta, ya que favorece el desarrollo vegetativo de las plantas al formar parte de la composición de las proteínas, los ácidos nucleicos y otros polímeros con función estructural, como la lignina. Una planta bien provista de nitrógeno brota adecuadamente, adquiere un gran desarrollo de hojas y tallo y toma un color verde oscuro, debido a la abundancia de clorofila. Una buena vegetación hace prever una intensa actividad asimiladora, es decir un crecimiento activo y un rendimiento alto, pero es importante ajustar el momento de aplicación y la cantidad del mismo porque la intensidad de su acción podría causar una serie de inconvenientes en la planta como el retraso en la maduración o una mayor sensibilidad a las enfermedades y las plagas (ya que los tejidos permanecen tiernos y verdes durante más tiempo), además de los graves problemas medio ambientales que ya se han discutido anteriormente. Absorción Las plantas lo absorben fundamentalmente bajo formas nítricas NO3- y también en formas amoniacales NH4 + en menor proporción. Siendo el nitrato una fuente preferencial, pero depende bastante de la especie vegetal y de los factores medio ambientales. La diferencia entre la absorción de ambas formas se debe principalmente a su sensibilidad al pH. La mejor absorción de N-NH+ 4 tiene lugar en un medio neutro y se deprime cuando se disminuye el pH. Lo contrario sucede para la absorción de N-NO- 3, ocurriendo una absorción más rápida a valores bajos de pH, esto se debe al efecto competitivo de los iones OH- que suprimen el sistema de transporte de la absorción del NO3 - . Reducción del nitrato Actualmente se sabe que el nitrato absorbido por la planta no puede ser usado como tal, lo cual indica que para ser usado debe ser reducido a la forma amoniaca y para ello precisa de una determinada energía. En este aspecto los glúcidos de reserva de la planta y las sustancias fotosintéticas, no solamente le proporcionan los esqueletos carbonados necesarios para la incorporación del grupo amonio, sino también la energía y el hidrógeno requerido para esta reducción. NO- 3 Nitrato reductasa NO2 - Nitrito reductasa NH3 Mo Fe, Cu FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 13
  15. 15. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Cuadro 5: Cantidades promedio de N fijado por diferentes leguminosas Fuente: INCAGRO, 2010. Cuadro 6: Requerimiento de NPK de algunos pastos cultivados (Kg/ha). ESPECIE NITROGENO FOSFORO POTASIO FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 14 LEGUMINOSAS KgN/ha/año Alfalfa Kudzu Caupi Garbanzo Arveja Soya Maní Haba Lenteja Trebol 224 123 100 121 78 112 45 45 150 196
  16. 16. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Alfalfa (Siembra) (Mantenimiento) Rye grass ingles Rye grass italiano Rye grass hibrido Avena forrajera Cebada forrajera Festuca alta Trébol blanco Trébol rojo 20 00 50 50 60 60 50 60 20 10 100 80 80 80 100 80 80 80 100 80 50 50 50 50 60 20 50 60 50 50 Fuente: INCAGRO, 2010. Alteraciones por deficiencias y excesos La deficiencia de nitrógeno se caracteriza por hojas pequeñas, los primeros síntomas aparecen como un color verde pálido en las hojas, seguido por un verde amarillento, luego un amarillo verdoso y finalmente un color amarillo uniforme, cuando la deficiencia es aguda. La clorosis es el síntoma más característico de la deficiencia de nitrógeno y debido a la gran movilidad de este elemento, esta aparece primero en las hojas viejas. Las hojas jóvenes permanecen verdes por más tiempo, ya que reciben formas solubles de nitrógeno provenientes de las hojas más antiguas. En caso de deficiencia extrema todas las hojas aparecen amarillentas y luego se queman a medida que mueren. Por otro lado, el exceso de N es el causante del “enviciamiento”, originando plantas muy suculentas, con pocas partes leñosas, disminución muy marcada en el desarrollo de las raíces y con un amplio desarrollo vegetal aéreo. Las hojas toman un color verde oscuro y la maduración se retrasa. También una abundancia de N puede dar lugar a una mayor sensibilidad a las enfermedades y a las condiciones climatológicas. También se deprime la absorción de Fósforo, Potasio, Cobre y otros Fig.9: Deficiencia de N 2.1.2 El nitrógeno en el suelo El nitrógeno que se encuentra en el suelo procede en una proporción muy baja de las rocas y minerales; tiene su origen fundamentalmente en la fijación biológica del nitrógeno atmosférico. La incorporación se realiza bien por fijación simbiótica de bacterias del FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 15
  17. 17. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. género Rhizobium localizadas en las raíces de las leguminosas (Rennie y Kemp, 1983) o por la adición de fertilizantes orgánicos e inorgánicos. Otras vías de aporte de nitrógeno de menor importancia cuantitativa son el agua de riego, la lluvia y la fijación biológica no simbiótica. Las reservas nitrogenadas del suelo se encuentran, principalmente, en estado orgánico. Así, por lo general, más del 95% del nitrógeno presente en el suelo se encuentra en forma orgánica y bajo la acción progresiva de la flora microbiana se irá mineralizando hasta las formas químicas que pueden ser asimiladas por las plantas. Dada la importancia de la reserva de nitrógeno orgánico y de las transformaciones microbianas, la disponibilidad y el destino del nitrógeno están íntimamente relacionados con la dinámica de la materia orgánica del suelo. Transformaciones del Nitrógeno en el suelo Las cantidades de N disponible para las plantas dependen mayormente de la cantidad aplicada como fertilizantes nitrogenados y de la mineralización del N orgánico del suelo. En la incorporación del N al suelo intervienen muchos factores y procesos, algunos fisicoquímicos y otros biológicos, como: • Amonificación: conversión del N orgánico en NH3. • Mineralización: conversión del N orgánico en N mineral. • Nitrificación: Transformación de NH3 en NO- 3. • Inmovilización: Conversión del N mineral en N orgánico. • Desnitrificación: Transformación de NO- 3 en NO- 2, N2 • Fijación no simbiótica de N2, por microorganismos libres • Fijación simbiótica de N2, con plantas superiores FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 16
  18. 18. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Fig.10: ciclo del N en la naturaleza. 1.2.3 Mineralización del nitrógeno Se produce en tres reacciones principales: Aminización, amonificación y nitrificación. Las dos primeras a través de organismos heterótrofos y la tercera por bacterias autótrofas. o Aminización Proteínas hidrólisis enzimático R-NH2 + CO2 +Energía + Otros Productos o Amonificación Producción de Amonio a partir de las amidas R-NH2 + HOH NH3 + R-OH + energía + H2O NH+ 4 + OH Una población de bacterias aerobias y anaeróbicas, hongos y actinomicetos son capaces de liberar NH+ 4. El amonio producido puede sufrir las siguientes transformaciones: • Convertido a nitrito y nitrato por le proceso de nitrificación • Absorbido directamente por las plantas superiores • Utilizado por organismos heterótrofos, • Fijado en las láminas de ciertos minerales arcilloso del tipo expandible. o Nitrificación NH+ 4 NO- 2 NO- 3 Nitrosomonas nitrobacter 1.2.4 Fijación biológica del N La atmósfera supone de una vasta reserva de N molecular. Sin embargo, este no está inmediatamente disponible para las plantas superiores. Antes de ser asimilado primero debe convertirse en una forma “fijada” la cual requiere de una cantidad considerable de energía, solo los procariotes son capaces de reducir NH3 directamente usando N atmosférico como fuente de N. de la 47 familias conocidas solo 11 son capaces de reducir N2 a NH3. La asociación puede ser: • De vida libre • Asociativa • Simbiótica FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 17
  19. 19. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Fig.11: Esquema de la fijación biológica de N. Fuente: Marscnner, 2000. EL FOSFORO 2.2.1 El Fósforo en la planta Principales funciones El fósforo es un componente esencial de los vegetales, cuya riqueza media en P2O5 es del orden del 0,5 al 1% de la materia seca. Tiene especial importancia como constituyente de las membranas celulares y los ácidos nucleicos. Es un factor de precocidad que activa el desarrollo inicial de la planta y acorta el ciclo vegetativo, favoreciendo los períodos de vegetación críticos para el cultivo, como son la fecundación, la maduración y el movimiento de reservas. En este aspecto juega un papel compensador con el nitrógeno. También aumenta la resistencia de las plantas al frío y a las enfermedades. El fósforo acelera la formación de raíces, incrementa la fructificación, interviene en la maduración de frutos e incrementa el contenido de carbohidratos, grasas y proteínas en los tejidos, teniendo una función muy similar a la del magnesio y el azufre FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 18
  20. 20. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Después del nitrógeno, el fósforo es el elemento que con mayor frecuencia resulta limitante en los suelos Absorción y translocación en la planta La forma monovalente (H2PO- 4) de fósforo es la más rápidamente absorbida por las plantas que la divalente, además el fósforo inorgánico necesita ser reducida en el interior de la célula antes de ser incorporado en los compuestos orgánicos. Así las raíces de las plantas absorben 10 veces más rápido el ión monovalente que el divalente. La forma del ión absorbido viene determinada por el pH del suelo. Se redistribuye fácilmente dentro de la planta pasando de un órgano a otro, mientras que se pierden en las hojas antiguas, acumulándose en las hojas jóvenes y en las flores y las semillas que están en desarrollo. Este elemento en las plantas se encuentra en forma mineral y orgánica. El fósforo orgánico está presente en las semillas especialmente en las hortalizas, la fitina (Fosfato de inositol, principal forma de reserva de P en la semilla), según Dinchev (1973), contiene 22% de P y se encuentra en los granos de aleurona, que es parte estructural del embrión de la semilla. Alteraciones por deficiencias y excesos Los primeros síntomas de deficiencia de P en las plantas se presentan como una coloración verde oscura o verde azulada de las hojas, colores antocianicos de las hojas (en maíz en los bordes, en las venas en los tomateras), que se aprecian primero en las hojas maduras por su gran movilidad en el interior de la planta; hay reducción de crecimiento y cuando hay una deficiencia grave las plantas se achaparran. En cereales se observa una disminución en el número de espigas, debilitamiento de sus cañas y menor resistencia a las enfermedades y daños por heladas. El exceso de fósforo se observan experimentalmente solo en cultivo en medio líquido. En ciertos suelos enriquecidos por aportaciones masivas y repetidas de fertilizantes fosforados solubles, son frecuentes clorosis férricas por la insolubilización que sufre el hierro ante dichos excesos. Fig.12: Carencia de fósforo FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 19
  21. 21. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. 2.2.2 El Fósforo en el suelo A diferencia del nitrógeno, el fósforo sí que se encuentra de modo natural en el suelo en cantidades apreciables, ya que forma parte de la roca madre como minerales fosfatados insolubles, siendo estas formas las reservas más importantes de dicho elemento. El fósforo total en los suelos va desde 0.03 a 0.3%. El P en los suelos se encuentra en forma inorgánica, especialmente en forma de iones fosfato monovalente (H2PO4 - ) y divalente (HPO4 = ), predominando el ión monovalente en los suelos de reacción acida, y el divalente en los de reacción alcalina. Es por eso que la escasez de fósforo en suelos ligeramente ácidos no es frecuente, mientras que en suelos con pH elevado, el fósforo se vuelve altamente insoluble cuando reacciona con los componentes del suelo especialmente carbonato de calcio. Suelos con elevado contenido de fósforo por lo tanto, no siempre aseguran una alta concentración de nutriente en la planta. Las deficiencias de fósforo son más frecuentes de encontrar en suelos arenosos y con bajo contenido de materia orgánica, dependiendo de las aplicaciones del elemento. El P orgánico de los residuos vegetales y heces animales es retornado normalmente a la superficie del suelo, e incorporado dentro de la capa arable hasta cierto limite por los organismos del suelo. Gran parte del P devuelto al suelo por sistema planta-animal está en forma orgánica alrededor del 40% del P en los residuos vegetales y de 60 a 70% en las heces de los animales. Fig. 13: Ciclo global del P en el sistema suelo-planta (adaptado de Conti, 2000). FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 20
  22. 22. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Movilidad del P en el suelo. El movimiento del P se realiza principalmente por difusión, y en mucho menor medida por flujo masal. Los factores principales que influyen en el ritmo de difusión son: • Constante de solubilidad del P: es una propiedad química intrínseca del elemento • Gradiente de concentración de P entre dos puntos considerados • Distancia entre los puntos entre los que se realiza la difusión y tortuosidad del medio. • Humedad: la difusión se realiza en medio acuoso, por lo que se transforma en un factor crítico. • Temperatura: la difusión del P aumenta con el incremento de la temperatura. Microorganismos solubilizadores de P en el suelo Los factores que afectan la solubilidad de P son de gran importancia en el crecimiento de las plantas, siendo en este sentido, de fundamental importancia, la actividad de los microorganismos del suelo, ya que desarrollan las siguientes acciones: • Alteran la solubilidad de los compuestos inorgánicos de P. • mineralizan compuestos orgánicos, liberando fósforo inorgánico, • utilizan el P inorgánico disponible para confeccionar sus primos componentes celulares, y • provocan fenómenos de oxidación o reducción de compuestos inorgánicos fosforados. 2.2.3 LAS MICORRIZAS Los hongos micorrizales se encuentran en el suelo en estrecha asociación con las raíces de las plantas. Esos hongos pueden dividirse en dos grupos. Las micorrizas ectotroficas y endotroficas. Las primeras cubren las raíces y raicillas con un grueso manto de hifas. Estos hongos que pertenecen a los Basidiomicetos, son dependientes de los carbohidratos suministrados por las raíces. Estas facilitan la absorción de agua y nutrientes principalmente fosfatos. Las micorrizas endotroficas pertenecen a los ficomicetos y Basidiomicetos aquí hay un infección intracelular, los hongos dependen de los fotosintatos de las plantas y al mismo tiempo facilita la absorción de fosfatos. FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 21
  23. 23. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Fig 14 : Esquema de la asociación de las raíces con las micorrizas. EL POTASIO 2.3.1 El Potasio en la planta Principales funciones El contenido en materia seca 1 a 5%, cumple funciones muy variadas tanto metabólicas como estructurales. Si se sabe que a diferencia de otros elementos, como N, P o S, no entra en la constitución de los principios esenciales (prótidos, lípidos y glúcidos), se le atribuye múltiples funciones, tales como: • Interviene en el equilibrio hídrico, turgencia celular y absorción y reducción de nitratos. • Favorece la resistencia a enfermedades, al frío y a la salinidad y disminuye la transpiración. FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 22
  24. 24. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. • En el control y regulación de las actividades de varios elementos minerales esenciales. • Influencia sobre la fotosíntesis • En el metabolismo del N y síntesis de proteínas • Disminuye la transpiración de la planta dotándola de una mayor resistencia a la sequía y mejorando el aprovechamiento del agua de riego • En combinación con el fósforo favorece el desarrollo de las raíces e incrementa la resistencia a las plagas y enfermedades. • Estimula el desarrollo vegetativo, promueve el almacenamiento de azucares y almidón. • Como catalizador de más de 60 enzimas. Absorción y translocación en la planta Es absorbido por la raíces bajo la forma de ión K+ , y es el principal catón presente en los jugos vegetales, pudiendo encontrarse bajo la forma de sales orgánicas (oxalatos, tartratos), sales minerales (fosfatos y nitratos) y de combinaciones complejas inestables con los coloides celulares. No hay evidencia de que forme parte de la estructura molecular de las células. El potasio en la planta es muy móvil, siendo su principal dirección de transporte hacia los tejidos meristemáticos. A menudo el K+ de los órganos más viejos de la planta es redistribuido hacia los tejidos más jóvenes. La razón por la cual es transportado preferencialmente hacia los tejidos meristemáticos jóvenes aún se desconoce, pero se han postulado las relaciones hacia la síntesis de proteínas, tasa de crecimiento y el suministro de citoquininas. Así, la absorción y el transporte de K+ hacia las hojas más jóvenes son favorecidas en las plantas bien suministradas con N. La síntesis de proteínas y la tasa de crecimiento son estimuladas por las citoqininas, que también mejoran la absorción de K+ . Desde el punto de vista agrícola, el N es el nutriente más importante en aumentar el rendimiento, pero el K es el más significativo en estabilizar el rendimiento. Alteraciones por deficiencia y exceso La deficiencia del potasio en las plantas, se manifiesta como un moteado de manchas cloróticas seguida de zonas necróticas en la punta y bordes de las hojas, mostrándose primero en las hojas maduras, acortamiento de los entrenudos y en condiciones extremas las yemas terminales y laterales mueren. Además son menos tolerantes a condiciones ambientales extremas como sequía, exceso de agua, viento y altas o bajas temperaturas. Las alteraciones por exceso de potasio en la planta se presenta con menos frecuencia, y están basadas en los antagonismos: K/Mg, K/Ca, K/Fe y K/B. La absorción excesiva y su FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 23
  25. 25. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. enriquecimiento hacen disminuir la de otros por ello el exceso origina comúnmente situaciones a deficiencias de magnesio hierro y zinc. Fig.15: Síntomas de deficiencia de K 2.3.2 El Potasio en el suelo El potasio en los suelos se encuentra en 4 formas: como componente estructural de los minerales primarios (micas y feldespatos de K); potasio que está atrapado temporalmente en las arcillas expandibles (illita y montmorillonita); potasio intercambiable sostenido por los coloides del suelo cargados negativamente, y una pequeña cantidad de K soluble presente en la solución del suelo. El potasio está disponible para la absorción por las plantas bajo la forma de catión cambiable (K+ ) en la solución del suelo. El Instituto de la Potasa y el Fósforo (1994), considera que el nivel mínimo absoluto de potasio intercambiable en la agricultura tropical es alrededor de 0.10 meq/100 g suelo pero puede variar 0.07 a 0.20 meq/100 g suelo dependiendo de la clase suelos y plantas. Los elevados niveles de calcio en la solución suelo pueden reducir la absorción de potasio por las plantas. Finalmente se ha notado deficiencias de potasio en los suelos con excesos de carbonato de calcio. Es por eso que las aplicaciones frecuentes y ligeras tienen algunas ventajas sobre las aplicadas en una sola vez y menos frecuentes. Tal conclusión se basa en el consumo de lujo del potasio por algunos cultivos, y al hecho de que el exceso de potasio está sujeto a fijación. En suelos con un buen contenido de materia orgánica se ha encontrado que incrementa la capacidad de intercambio catiónico del suelo, aumentando así la capacidad de retención de nutrientes como el potasio. En tales circunstancias, con la gran proporción de potasio intercambiable contenido en la materia orgánica del suelo, puede haber menos migración y fijación del potasio en las redes de las arcillas. FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 24
  26. 26. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Fig 16: Ciclo del K en la naturaleza Cuadro 7: Para producir 10 Toneladas de maíz se necesitan. Fuente: INCAGRO, 2010. FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 25
  27. 27. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. MACRONUTRIENTES SECUNDARIOS EL CALCIO 3.1.1 El Calcio en la planta El calcio es absorbido bajo la forma de ion Ca++ es, después del potasio el elemento básico más abundante que existe en las plantas. A menudo el contenido de calcio es alrededor de 5 a 30mg Ca/g. de materia seca. Generalmente la concentración de Ca++ en la solución suelo es 10 veces mayor que la del potasio. Pero la absorción es menor que la del K. Este bajo potencial de absorción de Ca++ es debido a que el Ca++ puede ser absorbido solo por las puntas de las raíces jóvenes en las cuales la pared celular de la endodermis todavía no está suberizada. La absorción de Ca++ puede ser disminuida por competencia de K+ y NH+4, los cuáles son tomados más rápidamente que el calcio, por las raíces. Principales funciones • Síntesis del pectato de Ca necesario para la formación de la lamela central de las células. • Formación e incremento del contenido proteico de la mitocondria. Debido al rol de la mitocondria en la respiración aeróbica y por lo tanto en la absorción de sales. • Síntesis de proteínas debido a su efecto en la absorción de N nítrico y su asociación con la actividad de ciertas enzimas. • Desarrollo del tejido meristemático y alargamiento celular. • Enlace de calcio a la proteína y especialmente a la calmodulina, juega un rol en la regulación celular. Formas y contenidos de Ca Se encuentra en el tejido de las plantas como calcio libre, calcio adsorbido a iones no difusibles tales como los grupos carboxílico, fosforílico e hidroxi-fenólico. También se presenta como oxalato, carbonato y fosfato de Ca. Estos compuestos se encuentran depositados en las vacuolas de la célula. En las semillas el calcio esta presente predominantemente como sales de acido inositol hexafosforico (ácido fítico). También está asociado en la pared celular a los grupos carboxílicos libres de las pectinas y satura muchos de estos sitios. La relación entre el calcio ‘libre’ y ‘ligado’ es de importancia en la madurez de las frutas. La madurez de las frutas es retardada por el incremento de Ca y estimulada por su deficiencia. Deficiencia de Ca en la planta La deficiencia de este elemento es puesta de manifiesto en la totalidad de la planta, presentándose desordenes primeramente en los tejidos meristemáticos, como en las puntas de las raíces, puntos de crecimiento de tallo y ramas, hojas jóvenes y órganos de almacenamiento. Aunque los síntomas varían entre especies, generalmente se observará necrosis de los ápices y de las puntas de hojas jóvenes además de algún tipo de deformación de las FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 26
  28. 28. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. hojas, generalmente en gancho hacia abajo cuyos bordes se encorvan hacia la cara inferior o adoptan una apariencia dentada y, a menudo, clorosis en el nuevo crecimiento. No se considera fácil tampoco el exceso de calcio como tal, pero si son bastante frecuentes otras consecuencias indirectas de un exceso de cal. Esto se suele dar en suelos calizos, con elevado pH, y en donde la falta de asimilabilidad de otros elementos es bien conocida. El exceso de carbonato cálcico puede provocar deficiencias de potasio motivada por una insuficiente absorción de estos, debido al antagonismo Ca-K, inducir a la clorosis férrica e inmovilizar el Zn, Cu y P, provocando la deficiencia de estos elementos. El exceso de calcio puede presentarse también en las plantas por otras causas: empleo de aguas de riego ricas en Ca; excesiva aplicación de yeso; aplicaciones amplias de S a suelos calizos; empleo abusivo del nitrato cálcico y de otros fertilizantes que contengan calcio; y por el encalado excesivo de suelos ácidos. Fig. 17: Síntomas de deficiencias de calcio 3.1.2 El Calcio en el suelo La concentración en la corteza terrestre es aproximadamente 36.4 g/Kgde suelo. Los suelos arenosos tienen bajo contenido de Ca; mientras que los suelos no calacareos se regiones templadas húmedas tienen rangos de 7 a 15 g/Kg y los suelos altamente meteorizados de los trópicos contienen solo de 1 a 3 g/Kg. En suelos calcareos el Ca varía desde alrededor de 10 hasta 250 g/Kg. Valores mayores a 30 g/Kg indican presencia de CaCO3. El calcio se encuentra también en el suelo formando parte de la materia orgánica o combinado con los ácidos húmicos y fosforito en los humatos y fosfohumatos cálcicos. Formas de Ca en el suelo • Como base cambiable en la fracción arcilla y fracciones orgánicas del suelo. • Como constituyente en los silicatos. • Como constituyente en las apatitas. • En forma de carbonatos de calcio en los suelos de zonas áridas y semiáridas y en zonas subyacentes de suelos de regiones húmedas. • Como sulfato de calcio en zonas áridas y semiáridas. FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 27
  29. 29. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Deficiencia de Ca en el suelo Ocurre frecuentemente en suelos ácidos y lavados, por la extracción por los cultivos. La corrección se realiza agregando cal, la cual cumple doble función, ya sea como suplemento de Ca para los cultivos y como corrector de la toxicidad de los elementos H, Al y Mn aumentando a la vez la disponibilidad de P y Mo, promoviendo la nitrificación y la estructura física del suelo. Exceso de Ca en el suelo Es producido por la presencia de CO3Ca, SO4Ca y Cl2Ca en el suelo con la abundancia de Ca soluble en le suelo. No hay forma practicable de eliminación de la cal del suelo. Cuando su presencia no es muy alta, aplicaciones de fertilizantes acidificantes al suelo como el sulfato de amonio, puede atenuar el problema de exceso. EL MAGNESIO 3.2.1 El Magnesio en la planta La materia seca de los vegetales contiene de 0,1 a 0,5% de magnesio. Es absorbido por la planta como Mg++. Es un constituyente de la clorofila, pigmento esencial para que las plantas verdes puedan llevar a cabo la fotosíntesis. Representa, aproximadamente, el 10 – 12% del total contenido en la planta. También se encuentra asociado a diversos aniones orgánicos como son: malato, nitrato, pectato y oxalato, en semillas, ramas, hojas y troncos. Las semillas son generalmente ricas en magnesio. Principales funciones • Su papel fundamental en los fenómenos vitales de las plantas, ya que participa en la formación y funcionamiento de la clorofila y otros pigmentos (carotenos y xantofilas). • Regula el equilibrio ácido-base de los jugos celulares. • Interviene en la movilización de los fosfatos favoreciendo la formación de ATP. • Síntesis de ácidos nucleicos. • Participa en la formación y acumulación de reservas de azúcares e hidratos de carbono, proteínas, vitaminas, etc. Alteraciones por deficiencia o exceso Las deficiencias de Mg en la mayoría de cultivos generalmente que casi siempre le estado alcanzado no llega a ser crítico, excepto en cultivos exigente en este elemento. Generalmente son deficiencias débiles, más bien provocadas por el agricultor, que por falta de este elemento en el suelo. Un excesivo aporte de potasio, falta de suministro adecuado de N y acumulación de P, se consideran causas que contribuyen ala deficiencia de Mg en el suelo, debida a la interacciones N-K. FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 28
  30. 30. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. Los síntomas de deficiencia se presentan primero en hojas viejas, un color amarillento tanto entre los nervios como en los bordes, siendo las hojas de abajo las más afectadas con un triángulo verde que queda en la base. Más tarde, también afecta a las hojas jóvenes. Finalmente, caída de hojas. Las alteraciones por exceso de Mg son poco conocidas. Solo cuando el Mg se aplica abundantemente en suelos pobres en podría producirse. Ensayos con soluciones nutritivas muestran síntomas concretos necrosis, deformaciones en las hojas jóvenes y daños en las raíces. Fig. 18: Síntomas de deficiencia de Mg 3.2.2 El magnesio en el suelo Las reservas globales de magnesio en el suelo en general son muy importantes, encontrándose desde formas minerales muy poco solubles como silicatos y carbonatos, a otras de mayor solubilidad como sulfatos y cloruros. Pero como ocurre con el resto de nutrientes absorbidos en forma catiónica, la forma más relevante para la nutrición de las plantas es el magnesio asimilable, formado por el magnesio retenido en la superficie del complejo arcillo-húmico y el magnesio libre en la solución del suelo. El contenido en magnesio asimilable de un suelo no define con precisión la capacidad nutritiva del mismo si no se tienen en cuenta los antagonismos que pueden producirse entre el magnesio y otros cationes. Hay que considerar el antagonismo Ca/Mg, ya que valores por encima de 10 puede originar carencias magnésicas, así como la relación K/Mg, que debe ser inferior a 3 para que no se presenten deficiencias nutritivas en las plantas. También se presentan estados carenciales en suelos ácidos o en cultivos fuertemente fertilizados con compuestos amoniacales, al igual que existen problemas de absorción del magnesio en suelos salinos. La perdida por lixiviación es ferviente en suelos arenosos y en lugares con alta precipitación. FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 29
  31. 31. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. EL AZUFRE 3.3.1 El azufre en la planta El contenido en materia seca varía dentro de límites relativamente amplios, y pueden situarse entre 0.1 a 1%, variando según las especies. Las plantas toman al azufre en la forma de SO= 4, a través de su sistema radicular. En pequeñas cantidades también puede ser absorbido del suelo como SO=3 y de la atmósfera como dióxido de azufre, por la hojas a través de los estomas. En la planta la mayor parte del SO= 4 se reduce a compuestos sulfhídricos (-SH), y así, en este estado se integra en los compuestos orgánicos. Solo una pequeña parte se incorpora sin ningún cambio redox, contribuyendo a la regulación osmótica celular. Pero a diferencia del N en la planta el S puede volver a ser oxidado a SO= 4 y permanecer en la planta como reserva. Bajo esta forma se halla distribuido con bastante regularidad en los diferentes órganos de la planta. Es menos móvil que el N por lo que está disponible e los órganos de crecimiento más tardíamente. Por lo tanto los síntomas de deficiencia se presentan primero en hojas jóvenes. Principales funciones • Síntesis de aminoácidos que contienen azufre y síntesis de proteínas. • Activación se ciertas enzimas proteolíticas tales como las papainas • Constituyente de ciertas vitaminas. • Se encuentra presente en los aceites de algunas plantas, incrementando su contenido en cultivos tales como la soya. • Se ha relacionado el contenido de S con el incremento de la resistencia al frío. • Formación del Acetilcoenzima A (Eslabón de los ciclos tricarboxílicos) Alteraciones por deficiencias y excesos Al ser un constituyente esencial de las proteínas, su deficiencia resulta en una inhibición de la síntesis de las mismas. La deficiencia es poco frecuente y se presenta como una clorosis general, con hojas más claras hacia la parte superior de la planta. Los síntomas son muy semejantes a la carencia de Nitrógeno, pero la clorosis se observa primero en las hojas más jóvenes. Las alteraciones por exceso están íntimamente ligado al exceso de SO= 4, en casos extremos puede observarse clorosis seguidos de necrosis y quemaduras en las hojas y enanismo de la planta. Fig. 19: Síntomas de deficiencia de S. FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 30
  32. 32. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. 3.3.2 El azufre en el suelo El azufre se encuentra en el suelo en formas orgánicas e inorgánicas. La proporción C:N:S en la materia orgánica del suelo es aproximadamente: 125:10:1.2. Las formas inorgánicas de azufre en el suelo consiste principalmente de SO=4. En suelos de zonas áridas se acumula en forma de sales de: CaSO4, MgSO4 y NaSO4. En zonas húmedas está en forma de SO=4 en la solución suelo o adsorbido en los coloides del suelo. El SO=4 en la solución suelo se encuentra en equilibrio con las formas de la fase sólida. Las arcillas minerales son factores importantes en la retención en la retención del SO=4 aumenta a medida que el pH disminuye, y es mayor en las arcillas caoliniticas que en las de tipo 2:1. El contenido de azufre total en el suelo depende del contenido de materia orgánica y de las condiciones climáticas. Bajo condiciones húmedas el SO=4 es lixiviado mientras que en la zonas áridas es acumulado en la capa superficial del suelo. El azufre orgánico del suelo se hace disponible a las plantas a través de la actividad microbial. Cuadro 8: Absorción de Ca, Mg y S por diversos cultivos.. Fuente: Tomasini, 2011. FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 31
  33. 33. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión Escuela Profesional de Zootecnia. BIBLIOGRAFIA Aguirre, G. 2008 y 2009. Separatas de Edafología. Dpto. de Suelos de la Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima. 72 pag. Azabache, A. 2003, Fertilidad de suelos para una agricultura sostenible. Universidad Nacional del Centro. 23p. Barber, S. 1968 Fertilizing faro fields in indiana Univ. Purdue Ext. Bergmann, W.H. 1992. Nutritional disorders of plants. Development, visual and analytical diagnosis. Gustav Fisher Jean. Sttugart, New York. Brady N.C. 1990. The Nature and Properties of soils. Mac Millan Publishing Company Australian Geological Survey Organization. 1998. The salinity problem. Cadahia, C. 1998. Fertirrigación – Cultivos hortícola y Ornamentales. Ediciones Mundi Prensa . Madrid. Davelouis J. 1995. Fertilidad del suelo. Univ. Nac. Agraria La Molina – Lima. 65p. Evlin R. 1980. Fisiología Vegetal. Ediciones Omega S.A. Barcelona. 132p. Estrada E. 2003. Curso: Química de Suelos. Dpto de Química – Universidad Nacional de Colombia – Bogota. Fassbender H. W. y E. Bornemiza. 1987. Química de suelos con énfasis en suelos de América latina. IICA. San José – Costa Rica. Loli, O. 2012. Curso Fertilidad del suelo avanzada I, II . Escuela de Post Grado. Universidad Agraria La Molina. Malavolta E. 1981. Manual de Química agrícola Adobos e Adubaçao. III edición. Editora Agronómica Ceres Ltda.. Sao Paulo – Brasil. Mengel K. and C. Cross 1994. Principals of plant Nutrition. Institute de la Potasa- Suiza. Mengel K. y Kirkby E. 2000. Principios de Nutrición Vegetal. IV edición. Instituto Internacional de la Potasa. 692 pag. Marscner H. 1996. Mineral Nutrition of higher plant, Academia Press N.Y. Moreno U. 1974. La Nutrición de las Plantas – fundamentos y métodos. Dpto. de Biología - UNA La Molina. Navarro G. 2000. Química Agrícola – El suelo y los Elementos Químicos esenciales para la vida vegetal. Ediciones Mundi Prensa . Madrid. Razeto B. 1993. La Nutrición Mineral de los Frutales – Deficiencias y Excesos. Facultad de Ciencias Agrarias y forestales. Universidad de Chile. SQM. Rojas, M. 1993. Fisiología Vegetal Aplicada. Interamericana McGraw-Hill México. 112p. Salisbury F. 2000. Fisiología de las Plantas. Paraninfo – México. 587p. Tisdale S. y Nelson. 1997. Fertilidad de los suelos fertilizantes. Montaner y Simón S.A. Barcelona. 189p. Tomassini, L. 2010 y 2011. Separatas de Edafología y Fertilidad de Suelos. Dpto. de Suelos de la Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima. 95 pag. VillagarciA S. 1998; Manual de Fertilizantes. Dpto. de suelos de la Universidad Nac. Agraria la Molina. Lima. Paginas a visitar: www.ipni.net, www. Infoagro.com.pe, www.fertiberia.com, www.inta.com, www.misti.com, www. edafología.ugr.es, www.terralia.com, www.unex.es, www.fao.org FERTILIDAD DE SUELOS Ingº Mg, Sc. Dori Felles Leandro 32

×