INFORME TECNICO ~45

MINERALIZACION DE FOSFORO y NITRO GENO

. EN ARGIUDOLES·

INTA

'SSN 0325·9129 NOVIEMBRE 1991

EsrACION EXPERIMENTAL AGROPfoXTARIA RAFAEI.A

MINERALIZACION DE FOSFORO y NITROGENO EN ARGIUDOLES (*)

Autores (**)

Lic. Edaf. Wilma l. H. de Hein

Ing. Agr.José L. Panigatti

(*) Trabajo presentado en el XI Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo. Neuquén. Setiembre 1986.

(**) Técnicos de la Estación Experimental Agropecuaria Rafaela.

INFORME TECNICO N° 45

, INTA República Argentina

Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria Estación Experimental Agropecuaria Rafaela

Noviembre 1991

.. .

RESUMEN

Este estudio tuvo como objetivo evaluar la mineralización del fósforo y del nitrógeno tanto en el horizonte A como en el B en dos estaciones del año y . con dos temperaturas. Para: ello se muestrearon los horizontes Ap y B21t de nueve suelos, en primavera y verano, realizando determinaciones inici~ les de materia orgánica, nitrógeno total y de nitratos, fósforo y pH. La mineralización del nitrógeno y del fósforo se evalu6 por incubación de los suelos en condiciones de humedad del 70% de la capacidad de campo y a dos temperaturas (28 y 40°C), durante 56· días con evaluaciones cada 14 días. También se cuantificó la actividad biológica global en cada muestra.

Los resultados indicaron que se produjo fósforo disponible por mineraliza ción en el ·horizonte A cuando los suelos se incubaron a 40°C, fue escasa a 28°C y no se registró en el horizonte B. La mayor producción de nitr~ geno de nitratos en el horizonte A fue a 40°C, mientras que no hubo ni-trificación en el B. La actividad biológica global fue mayor en verano y prácticamente nula en el horizonte B.

Palabras claves: Fósforo, nitrógeno, mineralización, Argiudol.

SUMMARY

PHOSPHORUS AND NITRO GEN MINERALIZATION IN ARGIUDOLLS

The objetive of this study was evaluate phosphorus and nitro gen miner~ alization in A and B horizons, under two temperatures and sampled in two seasons. For this reason Ap and B2lt of nine soil were sampled in Spring and Summer and analized initial status of organic matter, total nitro gen , nitra tes , phosphorus and pH. Nitrogen and phosphorus miner alization were evaluated during 56 days of soil incubation under 70% oC field capacity and two temperatures (28 and 40°C) with measurements every two weeks. Global biological activity was also determined.

Results showed increments in. available phosphorus by mineralization in A horizons under incubation at 40°C, was limited at 28°C and null in B horizons. Nitrate - nitrogen highest production was found after incuba-tion of A horizons at 40°C and nitrification was not detected in the B. Global biological activity was higher in Summer than Spring and practi-cally zero in. B horizons. .

Key words: Phosphorus, nitrogen, mineralization, Argiudoll •

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INTRODUCCION

En el área de la EEA Rafaela se realizó un relevamien to de suelos para evaluarla disponibilidad de fósforo (P) para los cultivos (Hein et al., (1981). De los resultados obtenidos surgió una zopa de Argiudoles-:-ubi cacla en los departamentos San Justo y La Capital de Santa Fe, que pre sentaba niveles de aquel nutrimento que podían ser potencialmente defi-=-cientes en la actualidad o a corto plazo.

Esta zona con menores niveles de P presenta una mineralogía distinta al resto del área estudiada, con· escasísima proporción de minerales pesados y ausencia de vidrio volcánico y feldespatos (Scoppa, 1976). Estudios pre liminares realizados en el área indicarían también posibles deficiencias en-"el contenido de otros nutrimentos.

A pesar de los niveles bajos de P, no se detectó una respuesta a la fer-tilización fosfatada en maíz, ni a la interacción de aquel con nitrógeno (N) (Moresco, 1980 y Vivas et .al., 1983).

Hace ya cuatro décadas Bray y Kurtz (1945) expresaban que el P orgam co es la fuente de las formas solubles de dicho elemento y que los fosfa-=-tos, como los nitrátos, se producen por descomposición de la materia or-gánica. Tanto Racz (1979), Foda y Andersen (1979) como Read y Came-ron (1979) encontraron incrementos en el P inorgánico del suelo después de incubarlo en condiciones adecuadas de temperatura y humedad.

En cuanto a la mineralización del N del suelo, son numerosos los trabajos realizados en el área de influencia de la EEA Rafaela e indican diferencias en la nitrificación de acuerdo al manejo del suelo (Hein y Panigatti, 1980 y 1982a), a condiciones de temperatura o humedad (Hein y Panigatti,1982b) o a la época del año (Hein, 1980).

La presente experiencia tuvo como objetivo estudiar la mineralización del P y N, tanto en el horizonte A como en el B, en dos estaciones del año y con dos. temperaturas de incubación.

MA TERIALES y METODOS

En base a los resultados obtenidos en el relevamiento de suelos realizado para determinar la disponibilidad de P en el área de influencia de la EEA Rafaela (Hein et al., 1981), se ubicaron ocho suelos con niveles que os-cilaban entre 4y 10,4 ppm en el horizonte superior (departamento San Justo, Santa Fe). Como contraste también se muestreó un suelo con alto contenido de P disponible (52 ppm), ubicado en el departamento Castella nos. La elección no se realizó teniendo en cuenta el manejo sino los nive les de P.

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Se muestrearon los horizontes Ap (0-15 cm) y B21t (30-45 cm), en prima vera y en verano. En ambos muestreos se realizaron determinaciones In! ciales de N de nitratos (N-N03) por Harper y P disponible por Bray 1. Además de estas evaluaciones, en el primer muestreo se determinó el con tenido de materia orgánica (MO) por Walkley y Black, N total por Kjeldahf y el pH.

Se estudió la actividad biológica global por medio de la evaluación del an hídrido carbónico (C02) producido después de una semana de incubación del suelo a 28°C y con humedad de capacidad de campo (CC).

La mineralización del N y P disponible se realizó por incubación de los suelos en condiciones de humedad del 70% de, la CC y a dos temperaturas (28 y 40°C) durante 56 días, con evaluaciones del contenido de N-N03 y P ,cada 14 días.

RESULTADOS Y DISCUSION

. Valores iniciales de los parámetros químicos evaluados:

En el Cuadro 1 se presentan los parámetros químicos que se evaluaron sólo en el muestreo de primavera por tratarse de características más es tables del suelo, especialmente en un período breve, a diferencia del N disponible que es extremadamente dinámico y alterable por diversos fac-tores climáticos o de manejo (Hein y Panigatti, 1980 y 1982a).

CUADRO 1 - Contenido inicial de los parámetros químicos evaluados.

Suelos MO N pH p

-----------(%)---------- (ppm) 1 A 2,07 0,112 5,8 5,6 lB 1,88 0,108 7,1 2,4 2 A 1,69 0,097 6,0 8,0 2 B 0,91 0,063 6,2 2,8 3 A 2,41 0,128 6,1 10,4 3 B 0,86 0,059 6,2 3,6 4 A 2,31 0,138 6,2 7,6 4 B 0,92 0,075 6,2 2,2 5 A 2,40 0,130 5,9 6,4 5 B 1,02 0,073 6,4 2,4 6 A 2,47 0,132 6,0 4,0 6 B 1,22 0,074 6,4 2,8 7 A 2,67 0,143 5,9 5,6 7 B 1,09 0,078 6,4 3,2 8 A 2,46 0,138 5,8 4,8 8 B 1,11 0,074 6,1 2,8 9 A 3,35 0,177 6,2 52,0 9 B 0,79 0,071 6,4 42,0

A: Horizonte APi B: Horizonte B21t

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En todos los suelos se destaca la pronunciada disminución de MO, N to-tal y. P disponible en el horizonteB con respecto al A. Además, se obse~ va un contenido más bajo de MO y N total en los Argiudoles del departa-mento San Justo (1 al 8) con respecto al de Rafaela (9). Estos niveles ~ nores ya habíán sido observados y pueden atribuirse a las condiciones. de mayor uso cpn agricultura y a la mayor cantidad de lluvias que recibe

.. aquella zona (Mosconi et al., 1981).

El pH en general presenta valores que oscilan entre mediano a débilmen-te ácido, tan t6 en la superficie como en el horizonte B.

. Actividad biológica global:

La actividad biológica global se determinó evaluando el C02 producido al cabo de siete días. Los resultados obtenidos en los dos muestreos se pr~ sen tan en el Cuadro 2.

CUADRO 2 - Actividad biológica global de los suelos en primavera y en verano.

Suelos

1 A 1 B 2 A 2 B 3 A 3 B 4A 4 B 5 A 5B 6 A 6 B 7 A 7 B 8 A 8 B 9 A 9 B

Primavera .Verano

------------ (rng C02/g suelo) ------------

0,18 0,13 0,22 0,13 0,31 0,00 0,30 0,04 0,21 0,04 0,17 0,02 0,10 0,00 0,23 0,05 0,60 0,23

0,25 0,11 0,20 0,12 0,27 0,05 0,49 0,11 0,30 0,07 0,31 0,09 0,15 0,00 0,37 0,01 0,46 0,07

A: Horizonte APi B: Horizonte B21t.

En todos los suelos y en ambos muestreos se observó una actividad bio-lógica ínfima y en algunos casos nula en el horizonte B, como ya se ha-bía manifestado en otra experiencia (Hein y Panigatti, 1983). Es de des tacar que esto no sucedió en el suelo 9 en ambas estaciones.

Comparando los muestreos, en general en verano se registró un conteni-do similar o mayor de C02 con respecto a primavera. También se destacq la mayor actividad biológica del suelo 9, que presentó un contenido más alto de MO y N total que los restantes (Cuadro 1)

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Evolución del P disponible:

En el Gráfico 1 se presenta la evolución del P asimilable en suelos incuba dos durante 56 días, correspondientes al muestreo de primavera.

En el horizonte A se observa que sólo dos suelos aumentaron el contenido de P disponible en incubaciones a 28°C,mientras que todos incrementaron los niveles cuando se incubaron a 40°C. Es decir que temperaturas altas, de 40°C, permitirían una mayor mineralización de la MO y liberación de P. Trabajos realizados por Panigatti et al. (1983) revelan la posibilidad de que en verano las temperaturas máximas del suelo a 5 cm de profundidad sean incluso superiores a 50°C.

En los horizontes B prácticamente no se registró un aumento del conteni-do de P a 28 ni a 40°C. Esto indicaría una menor mineralización en suelos con contenidos muy bajos de P asimilable (menores de 3,6 ppm) , en con-cordancia con la actividad biológica casi nula del horizonte B. Los peque ños incrementos que se produjeron fueron en los primeros días de incuba ción, pero luego los valores descendieron. -

En el Gráfico 2 se indica la evolución del conténido de P disponible en sue los muestreados en verano.

En el horizonte A en general no se produjo un aumento de este elemento en los suelos incubados a 28°C, mientras que todos los que presentaban bajos niveles incrementaron sus valores a 40°C.

En los horizontes B ambas temperaturas de incubación produjeron aumen-tos de la disponibilidad de P, pero de muy escasa magnitud y no en todos los suelos.

La importancia de conocer la mineralización del P orgamco y su pasaje a disponible para asegurar una buena producción de los cultivos, es mayor en suelos con bajo contenido que puede llegar a ser deficiente. Por medio de la incubación se produjo un incremento en el contenido de P alcanzan-do valores medios, lo que también se observó entre muestreos, lográndose un nivel mayor en verano. Esto estaría indicando que naturalmente hay una mineralización de este nutrimento y así explicaría en parte la falta de respuesta a la fertilización fosfatada de los cultivos de verano en el área estudiada (Moresco, 1980 Y Vivas et al., 1983) y en suelos de relativamen te baja disponibilidad de P. Esto concuerda con lo encontrado por Echevf rría et al. (1979), quienes observaron una mayor disponibilidad de P en verano y en suelos en barbecho con respecto a pasturas. En la mayoría de los suelos, el incremento natural de P en el horizonte A en la época estival se dio principalmente en los que fueron arados ,en cam bio se mantuvieron en las pasturas.

El contenido de P inicial en el horizonte B no varió con la estación del año, es decir que la disponibilidad sería igual, ya que a esa profundirlad no se producen cambios marcados de temperatura como en la parte supe-

• :riar- del suelo ~n las distintas épocas" cOI}sideradas.

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Horitonte A. 28°C

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GRAFICO 1 - Evolución del P disponible en suelos extraídos en primavera.

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GRAFICO 2 - Evolución del P disponible en suelos extraídos en verano.

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van respecto a las diferencias entre épocas de muestreo, también Read y Cameron (1979) registraron cambios en el contenido de P del suelo entre otoño y primavera, aumentando en esta última estación.

En relación a las temperaturas de incubación, la mineralización del P fue mayor a 40°C con respecto a 28°C. También Heras y Nijensohn (1984), en Haplustoles, encontraron sólo un leve aumento de P disponible después de incubarlos a 30°C durante distintos períodos. A pesar de que las tempera turas cercanas a los 30°C parecen no ser muy favorables para la minera--lización del P, se observa que hay aumentos en el contenido del mismo al in cremen tar aquellas.

Si bien se registraron aumentos en la disponibilidad de P, es necesario destacar que provienen de suelos con muy bajo contenido de este nutrimen to,por lo tanto sólo en muy pocas oportunidades esta mineralización permi te alcanzar niveles adecuados. -

Con.siderando los suelos muestreados en primavera y dentro de ellos los que alcanzaron un nivel de "escasamente provistos" (11-15 ppm,Hein et al.; 1981) ,se observa que sólo tres de ellos lo superaron pero con una minera lización a 40°C. Haciendo la misma relación con los extraídos en verano, -dos suelos llegaron a ese nivel con 28°C y tres con 40°C. Es necesario destacar que en el primer caso dos de los suelos provenían de pasturas y tenían un nivel de P disponible entre 7,6 y 10,4 ppm. En el muestreo de verano fueron los mismos suelos que manifestaron proceso de minerali-zación que permitieron llegar a esos contenidos. Todos provenían de agri cultura de dos años implantadas sobre pasturas de tres o más años ,lo que puede explicar el mayor contenido de P inicial. Trabajos realizados por L. Barberis (Comunicación personal) indican un descenso del contenido de P cuando el suelo se maneja con agricultura continua y tiene niveles medios de este nutrimento .

. Evolución del N disponible (N-N0 3):

En el Gráfico 3 se presenta la evolución del N-N03 de los suelos muestre~ dos en primavera e incubados a 28 y 40°C.

En todos los casos se partió de valores bajos de N-N0 3 y se registró nitrific~ don en el horizonte A con ambas temperaturas de incubación, aunque de mag nitud diferente. -

Fue mucho más acentuada la producción de 'esta forma de N disponible con temperaturas de incubación de 40°C, lo que confirma resultados anteriores (Hein yPanigatti, 1982b).

También es de destacar que la nitrificación en el horizonte B, con ambas temperaturas de incubación, fue muy baja y siempre con valores inferiores a los 3 ppm, corroborando estudios anteriores (Hein y Panigatti, 1983) y está en relación a la actividad biológica evaluada.

En el Gráfico 4 se presentan los resultados de los suelos muestreados en verano e incubados a 28 y 40°C. Se observa la misma evolución que en el muestreo de primavera, pero los valores obtenidos con la incubación a',· 40°C fueron aún mayores que los alcanzados en aquella época.

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GRAFICO 4 - Evolución del N-N03 en suelos extraídos en verano. -15-

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GRAFICO 4 - Evolución del N-N03 en suelos extraídos en verano (continuación)

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• El comportamiento del suelo 9, de la EEA Rafaela, fue diferente en esta época no registrándose grandes variaciones entre temperaturas de incu-bación ya que con ambas se obtuvieron valores máximos de N-N03 de aproximadamente 85 ppm.

CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos en esta experiencia permiten concluir que:

. Se produjo mineralización del P disponible en el horizonte A cuando los suelos se incubaron a 40°C, mientras que fue escasa a 28°C. Práctica-mente no se registró en el horizonte B.

La mayor producci?n de N-N03 en el horizonte A se manifestó con tem-peraturas de 40°C. mientras que en el horizonte B' no se produjo nitri ficación.

, La actividad biológica global fue mayor en verano con respecto a prim~ vera y prácticamente nula en el horizonte B.

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Impreso en: INTA - Estación Experimental Agropecuaria Rafaela Casilla de Correo N° 22- 2300 - RAFAELA (Sta. Fe) 250 ejemplares --------------- Noviembre de 1991

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