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Aspectos Básicos del Manejo del Potasio

Dr. Armando Tasistro IPNI-México y América Central [email protected]

Temario • Ciclo del K • Formas y funciones en las plantas • Síntomas de deficiencia • Transporte a raíces • Formas en el suelo • Disponibilidad para plantas • Pérdidas • Fuentes • Extracción/remoción por cultivo

Estiércol Biosólidos Residuos de plantas Fertilizantes K en

la planta

K en solución del suelo

Compuestos y minerales

secundarios

Minerales primarios

Fijación

Liberación

Materia orgánica

Cosecha del cultivo

Escorrentía y erosión

K lixiviado

Ciclo del K

Meteorización

FORMAS Y FUNCIONES EN LAS PLANTAS

Formas

• tomado como K+

• en solución o en cargas negativas de superficies de tejidos

• concentración en tejidos: 0.5 – 6.0 %

PresenterPresentation NotesHavlin et al, (2005) p. 200

Funciones

• relacionadas a concentración iónica de soluciones en células – relaciones hídricas – balance de cargas – presión osmótica


Funciones


• balance eléctrico de NO3-


Funciones


• fuerza que provoca entrada de agua en raíces

• turgencia • estomas


Fotosíntesis

• ↑ absorción de CO2 • ↑ actividad de RuBP

carboxilasa • ↓ respiración

concentración de K en el tejido (% MS) as

imila

ción

de

CO

2 [m

g/(d

m2.

h)]

MAÍZ


Productos de la fotosíntesis

• síntesis y transporte a órganos reproductivos y de almacenamiento

• conversión en hidratos de carbono, proteínas, aceites



– síntesis y transporte a órganos reproductivos y de almacenamiento

– conversión en hidratos de carbono, proteínas, aceites • translocación de azúcares

requiere ATP • K necesario para síntesis

de ATP



• síntesis y transporte a órganos reproductivos y de almacenamiento

• conversión en hidratos de carbono, proteínas, aceites • almidón sintasa: azúcares

→ almidón • efectos en calidad


SÍNTOMAS DE DEFICIENCIA

maíz

soya arroz

café

caña

papa

TRANSPORTE A RAÍCES

K en planta

K en solución

• Flujo de masa – ∼ 10% de requerimientos – importante con

• aplicación de dosis altas de fertilizante potásico

• mayoría del agua tomada por las raíces proviene de la zona fertilizada

• Difusión – ∼ 90% de requerimientos – baja disponibilidad de K+

para los cultivos con suelos secos o fríos

PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005) p. 206

raíces de maíz

áreas de donde las raíces toman K+

PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005) p. 207

FORMAS EN EL SUELO

K INTERCAMBIABLE

K en la planta



secundarios

Materia orgánica

K intercambiable

posiciones entre capas

posiciones planares

posiciones margen

K+ (ion deshidratado) K+ (ion hidratado) Ca2+ (ion hidratado)

margen roto

posiciones cuña

capa vermiculita

K+ en solución

capa mica

capa vermiculita

capa vermiculita

capa mica

PresenterPresentation NotesRich, C.I. 1968. Mineralogy of soil potassium. p. 79-108. In V.J. Kilmer, S.E. Younts, and N.C. Brady (Eds.) The role of potassium in agriculture.�ASA, CSSA, SSSA, Madison, WI.

Capacidad amortiguadora del suelo

Habilidad del suelo para reabastecer K+ a la solución del suelo

Diagramas Capacidad/Intensidad (Q/I)

• Relación para un suelo entre K intercambiable (capacidad) y el K en la solución (intensidad)

• El compartimento de K intercambiable es el que abastece a la solución del suelo

• La capacidad amortiguadora del suelo A es mayor que la del suelo B – Al variar el K en

solución entre 1 y 2, el cambio en K intercambiable en el suelo A es mayor que en el suelo B

K en solución K

inte

rcam

biab

le

0 1 2

Capacidad: Intensidad

Proporcional a la CIC • textura • encalado

Concentración de K en la solución del suelo alrededor de raíces de maíz en dos suelos de texturas contrastantes

• K intercambiable inicial • 0.17 cmol/kg (21% arcilla) • 0.37 cmol/kg (4% arcilla)

• Suelos difieren más en K en solución que en K intercambiable

distancia desde raíz (mm)

4% arcilla

21% arcilla

PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 208

K NO INTERCAMBIABLE Y MINERAL

K en la planta



secundarios

Minerales primarios

Fijación

Liberación

Materia orgánica

Meteorización

K no intercambiable

K intercambiable

Transformación de las micas

estructura 2:1

CIC=0; ∼ 10% K

-K + H2O

-K + H2O

Plano de meteorización preferencial

mica con capa meteorizada

cationes hidratados intercambiables

CIC=30-50; 6-8% K

mica con capa y márgenes meteorizados

cationes hidratados intercambiables

cuña

márgenes abiertos

centro

CIC=30-50; 4-6% K CIC=150;

Fijación del K

¿Qué es el Sandwich de Potasio?

El “pan” del sandwich: • Minerales filosilicatos • Dos componentes

estructurales básicos: – Capa de tetrahedros – Capa de octahedros

Estructura de montmorillonita

Cationes intercambiables

PresenterPresentation NotesImagen disponible en: http://pubs.usgs.gov/of/2001/of01-041/htmldocs/clays/smc.htm (verificada feb 24, 2014).

Potasio “Fijado”

K “Fijado”

Estructura de illita/mica hidratada

PresenterPresentation NotesImage available at: http://pubs.usgs.gov/of/2001/of01-041/htmldocs/clays/illite.htm (verificada feb 24, 2014)

El Sandwich de K

Capa mineral

Capa mineral

Potasio en la entrecapa

Cambio en K intercambiable al secar las muestras de suelo

La concentración de K intercambiable puede aumentar o disminuir según:

– mineralogía predominante – concentración de equilibrio de K+

– desviación de la concentración de equilibrio al momento del muestreo

PresenterPresentation NotesHaby et al., 1990

Efecto de la concentración de K intercambiable

K intercambiable en el suelo, muestras húmedas (mg kg-1)

cam

bio

en e

l K in

terc

ambi

able

en

el s

uelo

(mg

kg-1

) al secar las muestras se libera K

al secar las muestras se fija K

concentración de equilibrio


• agrietamiento de bordes de las arcillas

• exposición del K entre las capas

• liberación del K

contenido de agua del suelo (kg kg-1)

K in

terc

ambi

able

en

el s

uelo

(mg

kg-1

)

franco arcilloso

franco limoso

franco limoso

franco limoso

franco

Efectos de la humedad puede variar con textura


FACTORES QUE AFECTAN LA DISPONIBILIDAD PARA PLANTAS

• Minerales arcillosos y CIC • K intercambiable • Agua en el suelo • Temperatura del suelo • Aireación del suelo • pH del suelo


Minerales arcillosos y CIC

• Vermiculita, montmorillonita, mica con más K que caolinita

• Mayor CIC → mayor capacidad de retención de K+

– no necesariamente más K+ en solución


K intercambiable

• Indicador de la disponibilidad de K para las plantas

• Estimado por análisis de suelos

K intercambiable determinado por análisis de suelo (ppm)

dosi

s de

ferti

lizan

te p

otás

ico

(kg/

ha)

4 t/ha 6 t/ha

8 t/ha

rendimiento objetivo de la alfalfa


Agua en el suelo

• Suelo seco limita difusión

conc

entra

ción

de

K e

n re

sina

(meq

x 1

02)


Temperatura del suelo

• disponibilidad de K • actividad de raíces

concentración de K en la solución (µM)

entra

da d

e K

a ra

íces

de

maí

z (p

mol

K/c

m.s

eg)

8x más raíces 2x más K en tallo


Aireación del suelo

• Raíces necesitan oxígeno – exceso de agua – compactación


pH del suelo

• Aluminio intercambiable en suelos ácidos limita raíces

↑ necesidades de K al encalar

• Mayor pH – cargas dependientes del pH – liberación de sitios ocupados por Al+3

• Más Ca (y Mg con cal dolomítica)

PÉRDIDAS DE K

K en la planta



secundarios

Minerales primarios

Fijación

Liberación

Materia orgánica


K lixiviado

Ciclo del K

Meteorización

Lixiviación

• suelos arenosos – trópico húmedo – riego

• KCl > K2SO4 • Baja saturación de bases > alta

saturación de bases

Erosión y escorrentía

• Mayor pérdida de K intercambiable

FUENTES DE K


la planta



secundarios

Minerales primarios

Fijación

Liberación

Materia orgánica

K lixiviado

Ciclo del K

Meteorización

Fuentes orgánicas

• Estiércol – K+

– 0.2 – 2.0% base seca (2-20 kg K/t)


Fuentes inorgánicas

• Contenido de potasio en K2O – %K = %K2O x 0.83 – %K2O = %K x 1.2


Principales fuentes inorgánicas de potasio

fuente N P2O5 K2O Mg S

(%)

cloruro de potasio 60-62

sulfato de potasio 50 17

sulfato de potasio y magnesio 22 11 22

nitrato de potasio 13 44

fosfato monopotásico 52 34

tiosulfato de potasio 25 17

PresenterPresentation Noteshttp://www.ipni.net/publication/nutrifacts-na.nsf/0/B0F17B6AA885626185257CC80058C19D/$FILE/NutriFacts-NA-3.pdf

Cloruro de potasio (KCl)

• altamente soluble • eficacia no

depende del color


Sulfato de potasio (K2SO4)

• aporta S • alternativa en

cultivos sensibles al Cl-

• 1/3 de solubilidad del KCl

alph

ache

mic

als.

com

PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 215http://www.ipni.net/publication/nss.nsf/0/ADD4AB8BDFABE40C852579AF007505D6/$FILE/NSS-05%20Potassium%20Sulfate.pdf

http://alphachemicals.com/potassium_sulfate__sop_

Sulfato de potasio y magnesio (K2SO4, MgSO4)

• aporta Mg y S • pH 7

PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 215http://www.ipni.net/publication/nss.nsf/0/598016C0780C1B49852579AF007541F7/$FILE/NSS-06%20Langbeinite.pdf

Nitrato de potasio (KNO3)

• aporta N • alta solubilidad • disponibilidad

inmediata de N y K • cultivos con alto

valor

PresenterPresentation Noteshttp://www.ipni.net/publication/nss.nsf/0/C1D7F29F6ABC2C31852579AF00763882/$FILE/NSS-11%20Potassium%20Nitrate.pdf

Fosfato monopotásico

• alto contenido de nutrientes • bajo índice salino • fertilizantes líquidos


Tiosulfato de potasio

• fertilizantes líquidos • aplicaciones foliares



la planta



secundarios

Minerales primarios

Fijación

Liberación

Materia orgánica

Cosecha del cultivo


K lixiviado

Ciclo del K

Meteorización

EXTRACCIÓN Y REMOCIÓN DE K

Extracción

• Cantidad total de K extraída en la biomasa aérea de un cultivo (incluyendo partes cosechables) a determinado nivel de rendimiento

• Madurez fisiológica o etapa de máxima acumulación

Extracción de K

Cultivo kg K2O/t alfalfa 25 maíz 25 papa 12

caña de azúcar 2.1 trigo 26

tomates 3.8

PresenterPresentation Noteshttp://www.ipni.net/article/IPNI-3296

Remoción

• Cantidad de K removida en los productos cosechados

Remoción de K

Cultivo kg K2O/t alfalfa 25

maíz (grano) 4.5 papa (tubérculos) 6.5

caña de azúcar 1.8 trigo (grano) 5.5

tomates 2.9

PresenterPresentation Noteshttp://www.ipni.net/article/IPNI-3296

¡Gracias!

Aspectos Básicos del Manejo del PotasioTemarioSlide Number 3formas y Funciones en las plantasFormasFuncionesFuncionesFuncionesFotosíntesisProductos de la fotosíntesisProductos de la fotosíntesisProductos de la fotosíntesisSlide Number 13síntomas de deficienciaSlide Number 15transporte a raícesSlide Number 17Slide Number 18Slide Number 19formas en el suelok intercambiableSlide Number 22Slide Number 23Capacidad amortiguadora del sueloDiagramas Capacidad/Intensidad (Q/I)Slide Number 26Capacidad: IntensidadConcentración de K en la solución del suelo alrededor de raíces de maíz en dos suelos de texturas contrastantesk no intercambiable y mineralSlide Number 30Transformación de las micasFijación del K¿Qué es el Sandwich de Potasio? Potasio “Fijado”El Sandwich de K Cambio en K intercambiable al secar las muestras de sueloEfecto de la concentración de K intercambiableEfectos de la humedad puede variar con texturaFactores que afectan la disponibilidad para plantasSlide Number 40Minerales arcillosos y CICK intercambiableAgua en el sueloTemperatura del sueloAireación del suelopH del suelo necesidades de K al encalarpÉrdidas de KSlide Number 49LixiviaciónErosión y escorrentíaFuentes de KSlide Number 53Fuentes orgánicasFuentes inorgánicasPrincipales fuentes inorgánicas de potasioCloruro de potasio (KCl)Sulfato de potasio (K2SO4)Sulfato de potasio y magnesio (K2SO4, MgSO4)Nitrato de potasio (KNO3)Fosfato monopotásicoTiosulfato de potasioSlide Number 63extracción y remoción de kExtracciónExtracción de KRemociónRemoción de KSlide Number 69

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