libro de nutrición vegetal por eison valdiviezo freire

7/23/2019 Libro de Nutrición Vegetal por Eison Valdiviezo Freire

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Eison Valdiviezo Freire Facultad de Ciencias Agrarias-UG. 2014

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Eison Valdiviezo FreireUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL – FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

NUTRICIÓN VEGETAL Y FERTILIDADDEL SUELO




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INDICE

Pág.

1. CRITERIOS Y CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOSESENCIALES.

3

2. METALES PESADOS O POTENCIALMENTE TÓXICOS 11

3. FUNCIONES DE LOS NUTRIMENTOS EN LAS PLANTAS 16

4. ACCESO NUTRIMENTAL 22

5. HIDROPONÍA 29

6. DIAGNÓSTICO EN LA NUTRICIÓN DE LOS CULTIVOS 39

7. CLASIFICACIÓN AGROLÓGICA DEL SUELO 50

8. EL SUELO COMO MEDIO NATURAL EN LA NUTRICIÓN DELAS PLANTAS

56

9. ARCILLAS 70

10. CRITERIOS DE DIAGNÓSTICO Y ENCALADO PARA LACORRECCIÓN DE ACIDEZ DE LOS SUELOS

75

11. ALCALINIDAD, SALINIDAD DEL SUELO Y SU CONTROL. 84

12. FERTILIZANTES: TIPOS, FUENTES, PROPIEDADES YCOMPATIBILIDAD

93

13. ANEXOS 95




3

1. CRITERIOS Y CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS ESENCIALES

En las plantas se han observado más de 70 elementos químicos. Se puede suponer que los

métodos de análisis más exactos y modernos permitirán ampliar estos datos en los sucesivo.A fines del siglo pasado prevalecía la idea de que para el crecimiento normal de las plantassólo eran necesarios los elementos nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca),magnesio (Mg), hierro (Fe), y azufre (S). Sin embargo, a principios del siglo XX sereconoció que para el desarrollo normal de las plantas se requerían además muchos otroselementos minerales y puesto que algunos de ellos eran requeridos por las plantas encantidades muy pequeñas, (un abastecimiento excesivo entre ellos puede inclusive causargraves daños a las plantas), fueron denominados por Boas en 1937, en contraposición a losnutrimentos clásicos “elementos de alta potencialidad). Debido a que con frecuencia o casiúnicamente se presentaban como activadores de enzimas fue propuesto por Noack en 1940

el nombre de “biocatalizadores” para dichos elementos. Otras nomenclaturas conocidas para ellos son: microelementos, oligoelementos, micronutrientes, las cuales a menudo seobservan en la literatura.

Descubrimiento de la esenciabilidad de los micronutrimentos

Micronutrimento Año InvestigadorHierro Siglo XIX ----Manganeso 1922 McHargueBoro 1923 WaringtonZinc 1926 Sommer y Lipman

Cobre 1931 Lipman y MacKinneyMolibdeno 1934 Arnon y StoutCloro 1954 Broyeret al. Niquel 1984 Eskewet al.

Con el fin de establecer una nomenclatura universal y facilitar así el entendimiento entre losinvestigadores ha sido establecido el término “micronutrimento” para aquellos elementosminerales, que son requeridos en concentraciones mínimas y cuya esenciabilidad ha sidoclaramente comprobada.

Criterios establecidos para definir a un elemento como esencial

La composición mineral de las plantas desarrolladas en diferentes suelos no puede serutilizada como criterio para establecer si un nutrimento es esencial. La técnica del“elemento faltante”, la purificación de los reactivos químicos y los métodos de estimaci ónhicieron posible una caracterización más precisa de la esenciabilidad del

elemento mineral y ayudaron a un mejor entendimiento de su papel en el metabolismo de la planta.




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Criterios De esenciabilidad según Arnon y Stout (1939) y Arnon (1950 y 51), citadospor Gauch (1972).

Un elemento es esencial.1. Si con su ausencia la planta no completa su ciclo de vida.2. Si la deficiencia se corrige sólo agregando el elemento en cuestión.3. Si es constituyente de un metabolito esencial o si es funcional en el metabolismo de la planta.

Criterio general

4. Un elemento es esencial para las plantas si éste es metabólico o funcional, sea o no suacción específica (Nicholas, 1961), citado por Gauch (1972).

Referencia: Gauch, H.G. 1972. Inorganic Plant Nutrition. Dowden, Hutchinson and RossInc. Stroudsburg.

Se han encontrado en las plantas un gran número de otros elementos. Algunos de ellosdesempeñan papeles secundarios y de menor importancia en la planta que los esenciales.

Estos son los halógenos

Bromo Br

Yodo IFlúor F

Otros son como:Estroncio SrTungsteno W Níquel NiRubidio RbSilicio SiSelenio Se Tóxico en los animalesAluminio Al Tóxico para las plantas

Los halógenos Br, I y F pueden sustituir al Cl.El Br, I y F, frecuentemente forman parte de ciertos compuestos de la plantaEl Cl no es componente de un compuesto de la planta o metabolito.La función del Br, I y F parace ser físico-química como ocurre en el proceso fotosintético, protector de metabolitos (antimetabolito) y reguladores de ciertos procesos hormonales.El I es útil para evitar el bocio en el hombre.El Sr susbtituye al Ca en algunas algas y hongos.




5

El W se ha reportado que compite con el Mo.El Ni es un componente de la enzima ureasa en ciertas especies.El Rb susbtituye al K en un sistema de enzimas.El Si interviene en la formación de complejos de sistemas de enzimas que actúan como protectores y reguladores de la fotosíntesis y otros procesos de actividad enzimática.

El Si participa en la resistencia mecánica de la pared celular.El Si es absorbido como Si(OH)4-.

El Na es un regulador osmótico y en algunos casos desempeña la función del K.El V funciona en las reacciones de óxido-reducción, promueve la síntesis de clorofila y puede substituir al Mo en sus funciones.El Co participa como coenzima en la fijación biológica simbiótica del N atmosférico.

ELEMENTOS TÓXICOS Y NO TÓXICOS

Hay elementos esenciales y algunos no esenciales que al ser absorbidos en cantidadesmayores que lo que requiere la planta, se vuelven tóxicos en el desarrollo de ésta.

0

10

20

30

40

50

60

70

0 2 4 6 8

Nutrimento aplicado

R e n

d i m i e n

t o ( k g

h a

- 1 )

Diferentes secciones de una curva de respuesta en el desarrollo de la planta.

Los elementos como N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Zn, Na, Si, normalmente, o raras veces, producen una toxicidad en las plantas. Estos más bien pueden provocar desbalancesnutrimentales que toxicidades.

Síntomas

Ham

Suficiencia

Toxicidad




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Los elementos que pueden producir ocasionalmente toxicidad en las plantas son lossiguientes: Mn, Cu, B, Mo, Ni y Cl.

Elementos no esenciales que causan toxicidad en las plantas están los siguientes:

Pb, Al, Sr, Rb, W.

Las sintomatologías de estos elementos normalmente no son definidas.Las toxicidades pueden estar dadas por varias razones:

Mn Inhibe la absorción de K y compite con la absorción de Fe, Ca y Mg.Cu Compite con la absorción de Fe, inhibe la elongación de la raíz y

daña la membrana celular.Mo Molibdocatecol en la vacuola que inhiben los procesos de

crecimiento de la planta.

Molibdocatecol Estos complejos compiten en sitios de incorporación de elementoesenciales similares en valencia, desordenando y destruyendo los procesos metabólicos esenciales de la planta.

Esencialidad de los elementos minerales para las plantas, algas, hongos y bacterias.

Elemento Plantassuperiores

Algas Hongos Bacterias

N, P, K, S + + + +Mg, Fe, Mn + + + +Zn, Cu + + + +Ca + + ± ±B + ± - -Cl + + - ± Na ± ± - ±Mo + + + ±Se ± - - -Si ± ± - -Co - ± - ±I - ± - -V - ± - - Ni + ± - -+ esencial para el grupo.- Se desconoce su esencialidad en el grupo± esencial para algunos, pero desconocidos para otros en el grupo.

Fuente: Epstein, E. 1972. Mineral nutrition of plants: Principles and perspectives. Dep. ofSoil and Plant Nutrition. University of California, Davis. Jonh Wiley & Sons. New York, N. Y. p. 62.




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Clasificación de los nutrimentos

Clasificación de acuerdo a la cantidadrequerida por las plantas

Absorción del nutrimento por la planta casi siemprecomo

Anión catión

Macronutrimentos N, P, S K, Ca, MgMicronutrimentos Mo, B, Cl Fe, Mn, Zn, Cu

Clasificación de los nutrimentos de acuerdo al requerimiento por lasplantas

ClasificaciónRequerimiento por las plantas

Elementos indispensables Aquellos elementos de importancia vital para la nutriciónde la planta y que reúnen los requisitos antes estipulados,los cuales se encuentran contenidos en las sales nutritivaso que son idénticas a ellas.

Elementos útiles Aquellos elementos que en una forma directa o indirecta benefician la nutrición de las plantas superiores o dealgunos grupos específicos de plantas sin serindispensables en la nutrición vegetal (Si, Co, etc.).

Elementos prescindibles Aquellos elementos que son absorbidos por la planta, pero que no realizan funciones fisiológicas específicas o benefician directamente o indirectamente al crecimientode las plantas.




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Clasificación de los nutrimentos de acuerdo a sus propiedades fisiológicasy bioquímicas

Nutrimento Grupo Absorción y transporte Propiedades fisiológicas ybioquímicas

CHO

NSPBSi

No metálicos

Absorción como gas (CO2 u O2)C – absorción también comoHCO3

- O- absorción en parte como H2OH – absorción en forma de H2O

Absorción en forma deoxicomplejo: NO3-, SO4

-2, H2PO4-,

HPO4=, BO4

-2. El N también como NH4

+. Transporte como ióninorgánico o como moléculaorgánica (aminoácidos, amidas,fosfolípidos o esteres)

Principales componentes delas moléculas orgánicas

Componentes importantes delas estructuras orgánicas. NO3

- y SO4-2 están unidos a

las cadenas carbónicasdespués de la reducciónhomopolar. Los pares deelectrones libres del S y N permiten la formación dequelatos. Los fosfatos, boratos y silicatos formanesteres con los gruposalcohólicos de la planta.

K NaCaMg

Alcalinos yalcalinotérreos

Son absorbidos en grandescantidades en forma iónica comocationes y también sontransportados como cationes

Predominantemente seencuentran en formaabsorbitiva con loscompuestos orgánicos.Pueden desplazarse confacilidad entre sí mismos.Acción químico coloidalinespecífica en las enzimas.Ca y Mg en parte unidoscomo quelatos.El Mg en esta forma tienefunciones específicas comoactivador de enzimas.

FeMnCu

ZnMo

Metales pesados

A excepción del Mo sonabsorbidos como cationes o enforma de quelatos.El Mo es absorbido como MoO2

-2.Transporte como quelatos o ionesinorgánicos.

Fundamentalmente son loscomponentes metálicos de lasenzimas, cuya actividadradica con frecuencia en elcambio de valencia del metal.




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Nutrimentos en la planta

ELEMENTO TRANSLOCO MOVILIDADDENTRO DE LAPLANTA.

FORMAS OXIDADAS TOMADASPOR LA PLANTA

MOV. SUELO

C T CO2 MH T H2O MO T CO2, O2 M

N T NH4+, NO3

-, CO(NH2)2, a.a. MP T H2PO4

-, HPO4= NM

K T K + NM

Ca NT Ca NMMg T Mg+ MS NT SO4

= , SO2 ± M

Fe NT Fe+ , Fe+ NMZn NT Zn+ , Zn(OH)2 MCu NT Cu NMMn NT Mn+ NM

B NT H3BO3 o B(OH)3 MMo T MoO4

= NMCl T Cl- M

Si NT Si(OH)4 o H4SiO4 (ác. Monosilicico) NM Na T Na+ MCo T Co NMV T V+ M Ni T Ni+ NMT = Traslocable o móvil; NT = No traslocable; M = Móvil; NM = No Móvil;± M = Mas o

menos móvil.

Fuente: Bennett, F.W. 1994. Nutrient deficiencies and toxicities in crop plants. APSPRESS. St. Paul, Minessota.

LITERATURA CONSULTADA

Bennett. W. F. (Ed.). 1996. Nutrient deficiencies & toxities in crop plants. College ofAgricultural Sciences and Natural Resources Texas Tech University, Lubbock. APSPRESS. The American Phytopathological Society. St. Paul, MN. USA.

Brady, N. C. and Weil, R. R. 1999. The nature and properties of soil. Twelfth edition.Prentice-Hall. New Jersey. USA.




10

Malavolta, E. 1998. Aspectos de la aplicación foliar de micronutrimentos. In: Actualidad yfuturo de los micronutrimentos en la agricultura. Sociedad Colombiana de la Cienciadel Suelo. Santafé de Bogotá, Colombia. p 67.

Pais, I., and J. B. Jones, Jr. 1997. The Handbook of trace elements, CRC Press. BocaRaton, FL. USA.

Sánchez, G. P. 2001. Memorias del curso sobre nutrición vegetal. Colegio dePostgraduados en Ciencias Agrícolas. Montecillo, México. 240 p.Trinidad, S. 1999. Memorias del curso sobre Fertilidad. Colegio de Postgraduados en

Ciencias Agrícolas. Montecillo, México. 500 p.




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2. METALES PESADOS O POTENCIALMENTE TÓXICOS

En años recientes se ha incrementado el interés por conocer los efectos adversos de loselementos potencialmente tóxicos, la acumulación de estos en los diferentes órganos de la

planta, sobre todo en los frutos y partes comestibles de las hortalizas, debido a que suacumulación puede implicar problemas económicos y de salud para productores yconsumidores. Las agencias internacionales y los gobiernos de países desarrollados han propuesto límites estrictos sobre niveles permisibles de cadmio (Cd) y níquel (Ni) en los productos alimenticios sin procesar, cuyo fin sea la exportación. Los gobiernos localestambién han establecido límites máximos de metales potencialmente tóxicos.

Las fuentes de contaminación por elementos potencialmente tóxicos son la fertilización, laaplicación de herbicidas, los escurrimientos de granjas, los desechos municipales, los lodos producto del tratamiento de aguas residuales, la industria minera, las emisiones devehículos motorizados, en forma sólida y liquida y más frecuentemente como partículas

finas presentes en la atmósfera, que finalmente serán depositadas en las superficies de loscuerpos de agua y en el suelo.

Los “metales pesados” conocidos también como elementos potencialmente tóxicos (EPT),son aquellos elementos cuya densidad es mayor a 5 g mL-1 (Moreno y Devars, 1999). Esteíndice coincide con Barceló y Poschenrieder (1992) quienes también utilizan como límiteun valor de densidad de 5 g cm-3. Por otra parte Davis, (1980) indica que el término “metal

pesado”, es utilizado para los metales que tienen un a densidad mayor o igual a 6 g cm-3 (Cuadro 1).

Fergusson (1990), emplea el término “elemento pesado” para referirse a los elementos queson tóxicos para los humanos y son ampliamente usados en la industria, son muyabundantes y ocasionan graves perturbaciones a los ciclos biogeoquímicos, tales como: plomo (Pb), arsénico (As), selenio (Se), cadmio (Cd), mercurio (Hg), antimonio (Sb), talio(Tl), indio (In), bismuto (Bi) y telurio (Te).

El término general “elemento potencialmente tóxico” incluye a todos aquelloselementos (metales pesados, esenciales y trazas) que debido a suscaracterísticas y cantidades pudieran ser tóxicos para organismos vivos(Alloway, 1995).

Los metales pesados son algunos elementos de la tabla periódica que tienen un pesomolecular superior a 55. Si bien se incluyen también el manganeso y el hierro, los metales pesados de interés ambiental son el cromo (Cr), níquel (Ni), cobre (Cu), zinc (Zn), arsénico(As), selenio (Se), estroncio (Sr), el molibdeno (Mo), tecnecio (Tc), cadmio (Cd), mercurio(Hg) y plomo (Pb). El zinc, cobre y molibdeno son micronutrimentos necesarios para elcrecimiento de plantas y animales. Cinco de siete micronutrimentos; cobre, hierro (Fe),manganeso (Mn), molibdeno y zinc están sobre este peso y el manganeso se encuentra en ellímite común de peso atómico de 54.9. Asimismo, se suele identificar a otros elementoscomo cadmio, plomo, mercurio, y




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selenio que son generalmente considerados potencialmente peligrosos para la vida humanay animal, pero no necesariamente para la vida de las plantas. Algunas de ellas tienen lahabilidad de excluir o acumular en sus células metales pesados al igual que lo hacen con loselementos esenciales (Mills y Jones, 1996; Coyne, 2000).

Cuadro 1. Elementos potencialmente tóxicos más importantes, densidades, abundancia ycategoría como esenciales, benéficos, y contaminantes (Davis, 1980; Pais yJones, 1997).

Elemento Densidad(g mL-1)

Rocas† (mg kg-

1)

Generalmente esenciales

En parteesenciales

Fisiológicamente benéficos

Contaminantevegetal/animal

Ag 10.5 0.07 XAu 19.3 0.05Bi 9.8 0.17 XCd 8.7 0.20 XCr 7.2 100.00 X XCo 8.9 25.00 X XCu 8.9 55.00 X XFe 7.9 6x10 X XHg 13.6 0.08 XLa 6.2 25.00 X XMn 7.4 950.00 XPb 11.3 13.00 X XMo 10.2 1.50 X X Ni 8.9 75.00 X XPt 21.5 0.05 X

Tl 11.9 0.45 XTh 11.5 9.60 XSn 7.3 2.00 X XU 19.1 2.70 XV 135.0 X XW 19.3 1.50 X XZn 7.1 70.00 X XZr 6.5 165.00 X X†Concentración promedio.

Dentro de las fuentes artificiales (antrópicas) de elementos potencialmente tóxicos, estas

suelen clasificarse en función de su procedencia en puntuales (fijas) y no puntuales(móviles). Dentro de las primeras están las industrias y las carreteras. En las no puntualesse encuentran los lodos residuales aplicados en suelos agrícolas, fertilizantes, las cenizas yhumos (transportados a través del viento de manera esporádica), los plaguicidas, y el riegocon aguas residuales (Bautista, 1999). Fergusson (1990) listó algunos elementos que seencentran en diversas fuentes artificiales. Los materiales con mayor diversidad de EPT sonlos lodos y los fertilizantes, pero los que mayor aporte en masa tienen son los residuos defumigadoras y la actividad minera (Cuadro 2).




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Respecto a los fertilizantes como fuente de estos elementos, la cantidad de cadmio aportadasegún Singh y Steinnes (1994) depende del tipo de roca fosfórica usada como materia prima. Los contenidos de algunos metales en diferentes rocas fosfóricas se presentan en elCuadro 3. La concentración de metales en los fertilizantes podrían reducirse durante el

proceso de producción, pero eso implicaría incrementar el costo de elaboración.Cuadro 2. Fuentes antrópicas de metales pesados (Fergusson, 1990).

Fuentes Metales pesadosLodos residuales Cd, Pb, As, Cr, Zn, Co, B, Ba, Be, Br, Ce, Cu, Mn, Co, Ge, Hg, Mo, Ni,

Rb, Sn, Sr, V y Zr.Riego Cd, Pb, SeFundidoras Pb, Cd, Sb, As, Se, In y HgPlaguicidas Pb, As, Hg, Br, Cu, V y ZnFertilizantes Cd, Pb, As, B, Ba, Br, Ce, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Sc, Sn, Sr, Te, U, V,

Zn y Zr.

Minas Pb, Cd, As, Hg, etc.Abonos As, B, Ba, Ce, Cr, Cu, F, Ge, Mn, Ni, Pb, Sr, Zn y ZrAutomóviles PbPinturas Pb, CdCarbonatos As, B, Ba, Ce, Cr, Cu, F, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, V, Zn y ZrCombustión de carbón As, Se, Sb, Pb

Cuadro 3. Contenido de metales en diferentes tipos de roca fosfórica (Sing y Steinnes, 1994). Lugar Cadmio Níquel Plomo Zinc

---------------------------mg kg-1-----------------------------Marruecos 18 30 2 270Pebble, Florida 5 13 12 80

Gafsa, Tunez 34 16 2 290Kola, Rusia 0.2 0.5 4 20Taiba, Senegal 71 53 4 500

Jones y Jarvin (1981) y Kabata y Pendias (1984) prepararon una lista de los principalesEPT presentes en diversos tipos de fertilizantes y abonos, los que se detallan en el Cuadro4.

Brady y Weil (1999), mencionan que los problemas más grandes de contaminacióninvolucran al mercurio, cadmio, plomo, arsénico, níquel, cobre, zinc, cromo, molibdeno,magnesio, selenio, fluor (F) y boro (B). En mayor o menor grado todos estos elementos son

considerados tóxicos para humanos y animales. El cadmio y arsénico son extremadamentevenenosos; el mercurio, plomo, níquel y flúor son moderadamente dañinos; el boro, cobre,manganeso y zinc son poco tóxicos para mamíferos. El níquel afecta a peces y plantas, en elhombre es causante de cáncer pulmonar.




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Cuadro 4. Contenido de metales pesados en fertilizantes (Jones y Jarvin, 1981; Kabata yPendias, 1984).

Fuente Cadmio Níquel Plomo Cobalto Cromo--------------------------------mg kg-1-------------------------------

Superfosfato 2-156 0-32 0-92 0.02-13 0-1000Sulfato de amonio 0.05-8.5 <5 0-200 <5 <5Sulfato de potasio <5 <50 <5 <5Abonos orgánicos 0.3-0.8 7.8-30 6.6-15 0.3-24 5.2-55Lodos de aguas residuales 2-1500 16-5300 50-300 2-260 20-40600

Reid (1998), señala que el cadmio es un metal pesado que puede acumularse en los tejidos.Generalmente éste no es un problema para la planta, pero la acumulación en los tejidos delos humanos y animales pueden tener serios efectos. El cadmio es la principal causa de losdenominados bebes azules; al combinarse con grupos SH de proteínas del hígado producela substancia Metalotionina, siete veces más tóxica que el cadmio solo. También seconsidera un inductor de cáncer prostático y testicular.

La exposición de humanos a elementos como el cadmio y el níquel ocurre principalmente por ingestión con alimentos, por esta razón el entendimiento de los efectos potenciales de laespeciación y disponibilidad en productos alimenticios es muy importante.

Si se toma en cuenta que más del 95% del fruto de tomate es agua se puede hacer unarelación sobre cuánto es permisible de cadmio y níquel en la alimentación con los nivelescontaminantes máximos en agua potable; estos son 0.005 y 0.1 (nivel de acción) mg L-1 ,respectivamente (Alabama Cooperative Extension Service, 1995).

Meriam (1991) da a conocer una guía de valores para cadmio, plomo y mercurio enalimentos recomendado por la Agencia de Salud de Alemania Federal que se muestran en el

Cuadro 5.Según las normas mexicanas (Nom-127 SSA1-1994) los límites permisibles de cadmio enagua para uso y consumo humano es 0.005, 2 y 5 mg L-1 de cadmio, cobre y zinc,respectivamente, mientras que el límite máximo de metales pesados, en agua de riego(PROY-NOM-ECOL-004-2000) es de 0.05, 2, 4 y 10 mg L-1 en promedio mensuales paracadmio, níquel, cobre y zinc, respectivamente (SAGAR, 1994; SAGAR, 2000).




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Cuadro 5. Límites permisibles en mg kg-1 peso fresco de cadmio, plomo y mercurio enalimentos vegetales (Meriam, 1991).

Alimento Cadmio Plomo MercurioTrigo 0.10 0.30 0.03Arroz 0.10 0.40 0.03Papas 0.10 0.25 0.02Hortalizas verdes (excepto kale, hierbas yespinaca)

0.10 0.80 0.05

Kale - 2.00 -Hierbas - 2.00 -Espinaca 0.50 - -Coles 0.10 0.50 0.05Frutas vegetales 0.10 0.25 0.05Raíces vegetales 0.10 - -Poro 0.20 - -Frutas pomáceas 0.05 0.50 0.03Frutas de hueso 0.05 0.50 0.03Frutas pequeñas o bayas 0.05 0.50 0.03Cítricos 0.05 0.50 0.03Frutas de cáscara dura 0.05 0.50 0.03Este documento fue tomado de:

Valdiviezo, F. E. 2001. Absorción y transporte de cadmio y níquel en tomate( Lycopersicon esculentum Mill.). Tesis de Maestro en Ciencias. Colegio dePostgraduados. Montecillo Edo. de México. 85 p.




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Cuadro 1. Funciones de los macronutrimentos.

Elemento Estructural Constituyente o activador deenzimas

Procesos

Nitrógeno Aminoácidos y proteínasBases nitrogenadas y ácidosnucleicosEnzimas y coenzimasVitaminasGlico y lipoproteínasPigmentosProductos secundarios

Todas(constituyente) Absorción iónicaFotosíntesisRespiraciónSíntesisMultiplicación ydiferenciacióncelularesHerencia

Fósforo Esteres de carbohidratosFosfolípidosCoenzimasÁcidos nucleicos

Ver nitrógeno

Almacenamiento ytransferencia deenergíaFijación simbióticade nitrógeno

Potasio PredominantementeEn forma iónica

Quinasa piruvicaFosfofenol piruvato+ADP = piruvato+ATP6 – fosfofructoquinasafructosa – 6 – P+ATP=fructosa – 1,6 – 2P+ADPSintetatasa de glutationeGlutamil – cisteína+glicina+ATP=glutatione+ADP+PSintetasa de succinil-CoASuccinato+CoA+ATP=Succinil – CoA+ADP+PSintetasa de glutamilcisteínaGlutamato+cisteína+ATP= glutamilcisteína+ATP +PSintetasa de NAD+ Deamino-NAD++glutamina+H2O +ATP=NAD+ +glutamato+AMP+ PPSintetasa de formiltetrahidrofolatoFormato + tetrahidrofolato + ATP =10-formil tetrahidrofolato+ADP+ PDeshidratasa de treoninaTreonina+H2O=2 oxo butirato+ NH3 + H2OAldolasa de fructosa difosfatoFructosa – 1,6 – 2P = dihidroxiacetona

– P + gliceraldheído 3-PDeshidrogenasa de aldheídoAldheído+NAD (P)+ + H2O = ácido+ NADP (P) HSintetasa de amidaADP-glicosa + (1,4-alfa-D-glicosil)n+1 + ADP

PropiedadesosmóticasAbertura y cierrede los estomasFotosíntesisTransporte decarbohidratos yotros productosRespiraciónSíntesisFijación simbióticadel nitrógeno




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Procesos

Boro Complejos cis condifenoles,carbohidratos yazúcares-P

ATP-asas de membranascelulares (?)ATP=ADP+PSintetasa de glicanioUDPG+R=UDP+R-G

Absorción iónicaTransporte decarbohidratos

Síntesis de lignina ycelulosaSíntesis de ácidosnucléicos y proteínasFotosíntesis (Cl-)

Cloro Acutumina yacutumidina(=lactonasesquiterpenóide)Jaconina (alcaloide)Ácido 4-Cl-indolil-3-acéticoSulfolípidos

Fotólisis del agua NADP+ + 2H2O+ADP+P = NADPH+H2O+O2+ATP

Fotosíntesis (Cl-)

Cobalto Vitamina B12 yderivados

Isomerasa de metil malonil- CoA COOH|

CH3CH=HOOC-(CH2)2-CO-SCoA|CO-SCoA

Mutasa de glutamato COOH COOH| |CH-NH2 CH-NH2 | |(CH2)2 CH-CH3 | |COOH COOHDeshidratasa de glicerolGlicerol=gliceraldehído + H2ODeshidratasa de diolDiol=aldehído + H2ODesaminasa de etanol-aminaEtanolamina = acetaldehído + NH3 Mutasa de B-lisina NH2-CH2-(CH2)3-CHNH2-COOH=CH3-CH(NH2)-(CH2)2-CHNH2-COOH

Fijación biológica delnitrógenoRegulación hormonal(abscisión ysenescencia)

Cobre Proteínas (anurina,estelacianina,umecianina,glicoproteínas)

Constituyente – Oxidasa de ascorbato

Ascorbato = dicetogliconatoPolifenol oxidasa, cresolasa catecolasa otirosinana O-difenol + O2 = OquinonaLacasa p-difenol y diaminas+O2=p-quinonaPlastocianinae – clorofila o P 700Oxidasa de diaminaPutrescina+O2=aminoaldehído+H2O2Oxidasa de citocromoCit. a + cit. a3 + e-cit.a + cit. a red.Carboxilasa de ribulosa difosfato

Rul-1-5-2P+CO2=2,3-fosfoglicerato

FotosíntesisRespiraciónRegulación ormonalFijación de nitrógeno(efecto indirecto)Metabolismo decompuestossecundarios




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Continuación Cuadro 2Elemento Estructural Constituyente o activador de enzimas ProcesosHierro Quelatos (con

ácidos ditricarboxílicos)Fitoferritina

Constituyente1. Heme peroxidasaAH2+H2O2=A+2H2OCatalasa

AH2+H2O2=A+2H2O2H2O2=2H2O+O2 Citocromos a, a3, b2, b3, b6, fTransporte de e- Hemoglobina (leguminosas)Hb + O2 = HbO2 Reductasa de sulfitoSulfito + 2H+ = sulfato(?)Oxidasa de sulfitoSulfito + H2O = sulfato + 2H+ 2e-2. Tipo ferredoxinaFerredoxina

Transporte e-

, fotosíntesis y fijación de nitrógenoDeshidrogenasa succínicaSuccinato = fumarato + 2HNitrogenasa2N2+3H2 = 2NH33. No hemeReductasa de nitrito NO3

- + NADP(H) + H+ = NO2- + NAD(P) + H2O

HidrogenasaH2 = 2H+ + 2e-

AconitasaCitrato = isocitrato

FotosíntesisRespiraciónFijación biológicadel nitrógeno

Asimilación delnitrógeno y de azufre

Manganeso Manganita Síntesis de glutanioneVer potasioActivación de metioninaMetionina+ATP=S-adenosil metionina + PATPasaATP + H2O = ADP + PQuinasa pirúvicaVer magnesioEnolasaVer magnesioDeshidrogenasa isocítricaDescarboxilasa pirúvicaVer magnesioPirofosforilasaUDGP + PP = UTP + glicosa-1-PSintetasa de glutamiloVer magnesioTransferasa de glutamiloVer magnesioEnzima málicaPiruvato + CO2 + NADPH+ = malato + NADP+ Oxidasa de ácido indolil acéticoAIA + O2 = Indol aldehídoMetilenoindol

Ansorción iónica

FotosíntesisRespiraciónControl hormonalSíntesis de proteínas




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continuación Cuadro 2

Literatura consultada

Marschner, H. 1995. Mineral nutrition of higher plants. Second edition Academic Press.London.

Sánchez, G. P. 2001. Memorias del curso sobre nutrición vegetal. Colegio dePostgraduados en Ciencias Agrícolas. Montecillo, México. 240 p.


Procesos

Molibdeno ConstituyenteReductasa de nitrato

Ver hierroNitrogenasaVer hierro

Reducción de nitratoFijación de nitrógeno

Zinc ConstituyenteAnhidrasa carbónica CO2 + H2O = H2CO3 Isomerasa de fosfomanosaManosa-6-P = fructosa 6-PDeshidrogenasa lácticaLactato + NAD+= piruvato + NADH+ H+

Deshidrogenasa alcohólicaEtanol + NAD+ = acetaldehído +

NADH + H+

AldolasaFructosa – 1,6-2P= gliceraldehído-P +dihidrooxiacetona-PDeshidrogenada glutámicaGlutamato + NAD+ + H2O =alfacetoglutarato + NADH+ + NH4+Carboxilasa pirúvicaPiruvato +ATP + CO2 =oxaloacetato+ ADP + PSintetasa de triptofano Indol + serina= triptofanoRibonucleasa

RNA + H2O = nucleotido

RespiraciónControl hormonalSíntesis de proteínas

Sodio (?) Control hormonal(citoquininas) en plantas C4

Níquel UreasaUrea + H2O = CO2 + 2NH3

Metabolismo delnitrógeno

Silicio (?) SiO2 hidratado




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4. ACCESO NUTRIMENTAL

El acceso nutrimental se define como los procesos anteriores a la absorción de los

nutrimentos, es decir, la forma en que los diferentes nutrimentos llegan a la zona derizoplano, o sea el límite de la raíz con la parte externa.

Las formas en que se puede presentar el acceso de los nutrimentos a la raíz (Fig. 1) son:

1.- Intercepción2.- Flujo de masas3.- Difusión

1.- Intercepción. Se refiere a que la raíz durante su desarrollo irá desplazando a undeterminado volumen de suelo con el cual está en contacto íntimo, a nivel de angtröms, de

tal forma que las zonas de alta concentración de los sistemas edáficos quedanestrechamente interrelacionados con el sistema radicular.

Según Jenny y Overstreet (1938), los cationes intercambiables del suelo son absorbidos porla raíz mediante un intercambio directo con los cationes adsorbidos en ella (intercambio porcontacto). Este intercambio por contacto puede ser representado de la siguiente manera. Laraíz de la planta se encuentra tan cercana al coloide edáfico, que está en posibilidad dealcanzar la zona de alta concentración catiónica de la “solución interna”, o se a, los cationesacumulados en la superficie coloidal (Jenny, 1951). Ciertamente, estos cationes de lasolución interna son menos móviles debido a la atracción de las fuerzas electrostáticas delcoloide, que los iones de la solución libre, de tal forma que según Lagerwerf (1960) estosiones pueden penetrar con menos facilidad en la raíz. Por otra parte, debe considerarse quela concentración de cationes sobre la superficie de los coloides es considerablemente mayora la solución libre, es decir, aquella que no esta sujeta al campo de la fuerza electrostáticadel coloide.

Esta mayor concentración de cationes en la solución interna, permite bajo condicionesespecíficas igualar la baja movilidad de los cationes durante la absorción catiónica.

La delimitación, de si la absorción tiene lugar en la solución libre, dependerá también de ladiferencia en concentración entre ambas. En el caso de los cationes, al menos Fe, sonabsorbidos de la solución (Glauser y Jenny, 1960). Un intercambio por contacto significaríaque los cationes de solución interna del coloide son intercambiados por cationes de lasolución interna de la raíz. Este paso del coloide del suelo a la superficie de la raíz noconstituye todavía una absorción verdadera.

El catión se encuentra ahora en el campo de la fuerza de la superficie radicular, pero sudifusión hacia el citoplasma se encuentra obstruida por la pared celular. Únicamenteentonces cuando el catión alcance nuevamente, a través de un intercambio, la soluciónexpuesta a un campo de fuerza menos intenso, es capaz de recorrer grandes distancias




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por difusión, o sea de difundir de los límites superficiales “pared celular /suelo” hasta loslinderos de la superficie “pared celular/citoplasma”.

El acceso nutrimental por el proceso de intercepción es importante para todos loselementos, pero es más importante aún que para un tipo de elementos que para otros. Estadepende, en primera instancia de la forma en que se encuentre el elemento y si loselementos están en forma no disponible, por más cercana que esté a la raíz el elemento notendrá importancia para el proceso de absorción. A mayor disponibilidad del nutrimentomayor será el posible acceso. De gran importancia es el proceso de intercepción sobre losiones altamente reactivos (metálicos) los cuales se encuentran distribuidos máscercanamente a la superficie de intercambio y estos tendrán fácil acceso por intercambiocon la raíz (intercambio por contacto).

Las cantidades de nutrimento asimilables por crecimiento radicular (Cuadro 1) depende dela cantidad en la cual se encuentre presente en el suelo, el volumen radicular y la porosidaddel suelo.

Si conocemos el volumen radicular, porosidad del suelo y cantidad del elemento que seencuentra disponible estamos en la posibilidad de calcular la cantidad de nutrimentos queva a tener la raíz por acceso.

Por ejemplo, con un volumen de explotación del 3% y 20% de porosidad del suelo y 20 mgde K 2O por 100 gramos de suelo, tendremos 200 mg de K 2O por kg de suelo o 600 kg deK 2O por hectárea. Si el suelo tiene 20% de porosidad, lo que en realidad se tiene son 480 kg

Coloideedáfico

Cu

K +

H2ON

Raíz

Figura 1. Los elementos entran en contacto con la raíz por intercepciónradicular (1), flujo de masas (2) y difusión (3).

1)

2)

3)




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de K 2O ha-1 disponibles. Entonces la raíz con 3% de volumen tendrá posibilidad de ponerseen contacto con 14.4 kg de K 2O (Cuadro 1).

Para el calcio que por crecimiento radicular la planta tiene acceso a 144 kg de CaO y éstasolo requiere de 45 kg de CaO, o sea, que por este solo proceso las plantas pueden extraer

mucha más cantidad de la que requiere el cultivo (Cuadro 1).Cuadro 1. Cantidad de nutrimentos accesibles por crecimiento radicular (Volumen radicular

3%, porosidad 20%).

Cantidad de nutrimentoen 100 g de suelo

Cantidad de nutrimentodisponible kg ha-1

Requerimientos del cultivokg ha-1

N 10 mg 7.2 110P2O5 20 14.4 60K 2O 20 14.4 200MgO 20 14.4 50CaO 200 144 45

Los factores que afectan la intercepción son: a) Densidad del suelo, b) Condiciones deanaerobiosis y c) Condiciones de compactación. Esto va a ocasionar que la presión parcialde oxígeno sea muy baja, reduciendo la respiración de la raíz y la energía que requiere paraabsorción de nutrimentos, así como una disminución del crecimiento por lo que se afectagrandemente la interacción.

2.- Flujo de masas. El flujo de masas está regido por la ley de Poiseville. Un ejemplocomún de flujo de masas es la descarga de un líquido de un recipiente bajo la influencia dela gravedad. Su caracterización está dada por la siguiente ecuación:

dm = (r4/8n) · (dp/dx) · dtEn donde:

dm = la cantidad de líquido que pasa por un planor = radio del tubon = el coeficiente de viscosidad del líquidodp/dx = gradiente de presióndt = el tiempo

dado que el flujo de masas varía con el cuadrado del área (r 4), el flujo de masas es menor amedida que el diámetro de los conductos o tubos, en que tienen lugar los procesos, es más pequeño.

En el caso del sistema planta-suelo, el flujo de masas está definido principalmente por elafecto de absorción de agua y este en última instancia por la transpiración.

En el suelo hay poros, en la planta hay tejidos de conducción, la raíz al absorber agua,generará un gradiente hídrico y el agua se moverá por los poros del suelo hacia el sistemaradicular, y esa agua llevará los elementos presentes en la solución del suelo. Los elementos




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serán transportados hacia la raíz en función de los gradientes de presión (absorción de agua)y en función del radio ó diámetro de los poros del suelo (capilares).

Para poder hacer una evaluación de la cantidad de nutrimentos que tienen acceso por flujode masas a los sistemas radiculares es necesario conocer el volumen de líquidos que llegan

al sistema radicular y los cuales pueden ser evaluados con cierta precisión porque estosestán en función de los coeficientes de transpiración puesto que toda el agua que sale de lashojas entra por las raíces. Además de los coeficientes de transpiración es necesario conocerla composición de la solución del suelo que esta teniendo acceso a los sistemas radiculares.

Las cantidades de agua que van a llegar al sistema radicular dependen de la transpiración delos cultivos (Cuadro 2), y obviamente hay cultivos con niveles de transpiración muy altoscomo el caso de la alfalfa, que requiere de 840 litros de agua por cada kg de materia seca producido, en tanto que otros como el sorgo consumen solamente 270 litros.

Cuadro 2. Coeficientes de transpiración de algunos cultivos (Schats, citado por Mengel,1968).

Cultivo Coeficiente Cultivo CoeficienteMaíz milo (mijo) 227 Avena 586Maíz 249 Centeno 634Remolacha 443 Trébol rojo 698Trigo 491 Lino 783Cebada 527 Alfalfa 844Papa 575

Con las concentraciones de la solución del suelo y los coeficientes de transpiración podemos evaluar cual es la magnitud de nutrimentos que llegan al sistema radicular

(Cuadro 3).Si no hubiera limitaciones de agua, la planta tendrá 90% de lo que necesita de nitrógeno;calcio 10 veces más de lo que requiere, P y K sólo el 20% y Mg casi el 100%.

El factor agua, en este caso no limita la disponibilidad de los nutrimentos sino su acceso ala raíz. El efecto de la transpiración no solamente es sobre el acceso sino también sobre laabsorción.

Cuadro 3. Cantidad de nutrimentos transportados en el agua (flujo de masas, calculados para cereales).

Concentración de la solucióndel suelo (mg L-1)

Cantidad de nutrimentostransportados kg ha-1 (3·10-

6 ha-1)

Requerimiento delcultivo kg ha-1

N 30 90 110P2O5 4 12 60K 2O 20 60 200MgO 16 48 50CaO 150 450 45




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3.- Difusión. Se define como el movimiento de moléculas de una región de altaconcentración a una de baja concentración. Cuando la fuente de suministro por intercepcióny flujo de masas no es suficiente a lo que demanda la planta, se genera un gradiente deconcentración y el acceso por difusión.

Las relaciones entre la difusión y los factores que la afectan están dadas por la ley de Fick bajo la siguiente ecuación:F = -D (dc/dx) · dt

En donde:

F = la cantidad de sustancia que se difundeD = Coeficiente de difusión (cm2 /s)dc/dx = gradiente de concentración (g/cm3)dt = tiempo (seg)

Cuadro 4. Coeficientes de difusión de algunos iones en la solución del suelo

Ion Difusión (cm s- ) NO3

- 1 x 10- NO3

- 10- - 10- NH4 1.4 x 10- H2PO4

- 10- - 10- H PO4

- 2.1 x 10- K 1.4 x 10- K + 10- - 10- K + 2.1 - 9.5 x 10- Ca + 0.9 - 4.0 x 10- Ca + 3 x 10- Mg + 0.6 - 11.5 x 10- Cl- 1.2 x 10- MoO4

- 0.5 - 8.4 x 10-

Como puede observarse en el Cuadro 4 el fósforo es el que se difunde más lentamente.Cuando el ion está en la solución del suelo, este se diluye y su difusión es muy lenta, deesta forma la concentración en la superficie de la raíz va a disminuir rápidamente casi hastaceso y la demanda de la planta será muy alta.

Si se quisiera hacer comparación de las tres vías de acceso nutrimental, se llegará a laconclusión que hay una intima correlación entre las tres y que todas participan en laadquisición de los nutrimentos para las plantas (Cuadro 5).




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Durante el proceso de absorción la concentración de nutrimentos disminuye en lascercanías de la raíz con respecto a las zonas más alejadas, de ahí que los iones se van amovilizar de las zonas adyacentes de mayor a menor concentración por movimientos propios (movimientos Brownianos). Obviamente la difusión y flujo de masa no se danaisladamente ya que la planta al estar absorbiendo agua, se abate la cantidad de agua en las

cercanías de la raíz por lo que habrá movimientos de la solución del suelo (flujo de masas)hacia la raíz, además la planta absorbe los iones en diferente proporción abatiendo laconcentración de unos iones más rápidamente que otros.

En el Cuadro 5 puede observarse los porcentajes de las distintas posibilidades de accesonutrimental a la raíz, notándose la importancia de la difusión sobre el acceso del P a lasraíces.

Cuadro 5. Requerimiento nutrimental y las fracciones porcentuales de las distintas posibilidades de transporte nutrimental a la raíz.

Nutrimento Requerimiento Intercepción(%)

Flujo de masas(%)

Difusión(%)

N 110 7 82 11P2O5 60 24 20 56K 2O 200 7 30 63MgO 48 33 100 ---CaO 42 340 1070 ---

De lo anterior podemos observar que el N, P y K se mueven en el suelo fundamentalmente por flujo de masas y difusión y ambos proceso se llevan a cabo en medios acuosos, de ahíque las condiciones de humedad del suelo afecten el acceso nutrimental de estosnutrimentos.

El sistema poroso del suelo bajo condiciones adecuadas de humedad forma conductoscontinuos de agua en donde se pueden dar los procesos de difusión y flujo de masas, amedida que disminuye la humedad se rompe la continuidad y el sistema poroso se vuelveun sistema aislado que ya no permite un flujo directo ó aumentando las distancias quedeben recorrer los elementos para llegar a la raíz. El primer caso puede aplicarse a uncultivo bajo condiciones de riego y el segundo a un cultivo que desarrolla bajo condicionesde temporal.

En el Cuadro 6 se puede observar otros resultados con relación al acceso nutrimental yaplicación del fertilizante.




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Cuadro 6. Relación entre acceso nutrimental y la localización del fertilizante (Malavoltaetal., 1989).

Procesos de contactoElemento Intercepción Flujo de masas Difusión Aplicación del

fertilizante-------------------- % Total --------------------- N 1 99 0 DistanteP 2 4 94 LocalizadoK 3 25 72 LocalizadoCa 287 760 0 Al voleoMg 57 375 0 Al voleoS 5 95 0 DistanteB 29 1000 0 DistanteCu 70 20 10 Localizado Na 50 10 40 Localizado

Mn 15 5 80 LocalizadoMo 10 200 0 Al voleoZn 20 20 60 Localizado

Existe un cuarto mecanismo para que las formas iónicas sean absorbidas por las raíces quees el Efecto de masa iónica.De acuerdo con lo expuesto por Kass (1996), este efectoocurre cuando un elemento en disolución (forma iónica), tiene una alta concentración en lasolución del suelo. Cuando están cerca de los coloides del suelo (arcillas), ejercen un“efecto de masa” que desplaza otros elementos iónicos como potasio, sodio y magnesio, de

las arcillas. Los elemento desplazados pasan a una condición soluble en la disolución delsuelo; mientras que el elemento abundante lo sustituye en la superficie del coloide arcilloso.Este intercambio de iones entre la disolución del suelo y las arcillas, ocurre másrápidamente en el siguiente orden: Na>K>Mg>Ca, lo que se evalúa así: el sodio es elelemento más rápidamente desplazado de la superficie coloidal mientras que el calcio es elelemento más lentamente desplazado.


Plaster, E. J. 2000. La Ciencia del suelo y su manejo. Paraninfo. Madrid, España. 419 p.

Sánchez, G. P. 2001. Memorias del curso sobre Nutrición Vegetal. Colegio dePostgraduados en Ciencias Agrícolas. Montecillo, México. 240 p.

Kass, D. C. 1996. Fertilidad de suelos. Universidad Estatal Distancia. Jorge Núñez (ed.).San José, Costa Rica. 233 p.




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5. HIDROPONÍA

La hidroponía conocida como la técnica de cultivo sin suelo, es relativamente nueva, deapenas 40-50 años a la fecha. Sin embargo, esta técnica hoy en día ofrece grandes posibilidades para satisfacer la demanda de alimento a un mundo cada vez más poblado,aun en contra de los problemas que la explosión demográfica ocasiona como son: lacontaminación y reducción de las tierras de cultivos por el asentamiento humano; tambiénofrece la posibilidad de producir alimento en condiciones climáticas muy adversas, comolugares muy secos, muy húmedos, con bajas temperaturas, terrenos altamente erosionados,etc.; además, permite controlar eficazmente las plagas y enfermedades y reducir los dañosque éstas causan a la producción. En realidad ha hidroponía parece ser una forma efectivade combatir el hambre en el mundo (Maldonado, 1994).

La hidroponía es una técnica muy variada, pero se puede enmarcar en la definiciónsiguiente: es la técnica de cultivar plantas sin suelo, mediante el uso de un medio inerte quesirve de sustrato (pudiendo ser arena, grava, tezontle, turba, aserrín, cascarilla de arroz, etc.)y suministrando una solución nutritiva que contenga todos los nutrimentos para eldesarrollo de las plantas.

SOLUCIONES NUTRITIVAS

En sistemas hidropónicos los elementos esenciales son suministrados por una soluciónnutritiva en forma asimilable por las raíces de las plantas, a excepción del carbono,hidrógeno y oxígeno, mediante la disolución de sales fertilizantes en agua las cuales sedisocian quedando los elementos o compuestos en forma iónica (Resh, 1991).

La composición de la solución nutritiva es un aspecto muy importante para lograr éxito enel cultivo, cuando se escoge el producto que va a suministrar el nutrimento es importanteconsiderar el efecto del ion acompañante, además la concentración óptima de los elementosdepende de varios factores como son: La especie y la variedad vegetal, el estado dedesarrollo de la planta, la parte de la planta que será cosechada, la estación del año, el climay la calidad del agua (Resh, 1991, Schwarz, 1975).

Para que la solución nutritiva tenga efectivamente disponibles los nutrimentos que contiene,debe ser una solución verdadera, en este sentido se define como aquella que es homogéneaen todas sus partes. Steiner (1961) señaló que la solución nutritiva verdadera es aquella enque las especies químicas indicadas en la fórmula química de la solución, son en realidadlas que se encuentren presentes en la misma y por lo tanto deben coincidir con las que sedeterminan mediante el análisis químico.

Las principales características de la solución nutritiva que influyen en el desarrollo ycalidad de los cultivos, así como de los productos de importancia económica son: a)relación mutua de aniones (NO3

-, H2PO4- y SO4

-2), b) relación mutua de cationes (K +, Ca+2




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y Mg+2), c) concentración de iones (representada por el potencial osmótico) y d) el pH(Steiner, 1961).

FÓRMULA PARA SOLUCIÓN NUTRITIVA

Cuadro 1. Miliequivalentes por litro de cada nutrimento para constituir la solución nutritiva propuesta.

Iones K + Ca++ Mg++ NO3- H2PO4

- SO4=

me L- 7.080 9.103 4.046 11.888 0.991 6.934

Teniendo las fuentes de cada nutrimento se forma una tabla de trabajo (Cuadro 2) donde secalculan los miliequivalentes de cada compuesto hasta completar la concentración indicada para cada nutrimento.

Cuadro 2. Miligramos por litro de cada compuesto para obtener los me L-1 de cadanutrimento

Fuente de me L- de agua Nutrimentos K + Ca++ Mg++ NO3

- H2PO4- SO4

= Peso equivalentedel compuesto

mg L- decompuesto7.080 9.103 4.046 11.888 0.991 6.934

KH2PO4 0.991 0.991 136 134.776MgSO4·7H2O 4.046 4.046 123 497.658Ca(NO3)2·4H2O

9.103 9.103 118.09 1074.970

KNO3 2.785 2.785 101.0 281.285K 2SO4 2.888 2.888 87.0 251.256KOH 0.416 56 23.296

CALCULOS PARA LOS MACRONUTRIMENTOS:Ejemplo:

Ca(NO3)2 4H2OPeso atómico

Ca = 1 x 40.1 = 40.1 N = 2 x 14.0 = 28.0O = 6 x 16.0 = 96.0

H = 8 x 1.01 = 8.08O = 4 x 16.0 = 64.0------236.18 Peso molecular

P.M.Peso equivalente P.E. = ----------------------

No. de e- en juego




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P.E. = 236.18/2 = 118.09 g L- ppm = meq L-1 x P.E. ppm = 9.103 x 118.09 ppm = 1074.97 mg L-1

PREPARACIÓN DE LA MEZCLA DE MICRONUTRIMENTOS

Cuadro 3 Indicaciones sobre concentración y cantidad de micronutrimentos

Sal Cantidad (g L- ) Concentración mg L- = ppmH3BO3 2.88 0.500MnCl2·4H2O 1.81 0.500ZnSO4·7H2O 0.22 0.050CuSO4·5H2O 0.18 0.045H2Mo4·H2O 0.02 0.011

Total 5.11La cantidad total (5.11 g L-1) de la mezcla de los micronutrimentos será disuelta en un litrode agua destilada.

Al preparar las soluciones nutritivas es necesario agregar 1 mL de la mezcla demicronutrimentos por cada litro de solución.

El Fe se agrega separado de la mezcla de micronutrimentos en forma de Fe-EDTA.

CALCULOS PARA EL CASO DE LOS MICRONUTRIMENTOS

Ejemplo:ZnSO4·7H2O0.050

0.220Zn = 1 x 65.39 = 65.39S = 1 x 32.066 = 32.066O = 4 x 15.9994 = 63.9976H = 14 x 1.00794 = 14.11116O = 7 x 15.9994 = 111.9958

------------287.56056

287.56056 ----------- 65.39X ----------- 0.050

X = 0.220 g de ZnSO4·7H2O

Todos estos cálculos están basados utilizando fertilizantes con grado reactivo (95-100%).




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FÓRMULAS COMERCIALES

Comercialmente existen muchas formulas, solo basta buscar por internet y podrá ver la infinidad de formulas a continuación se describen algunas deestas generadas en México, EE.UU y Perú. En el Cuadro 4 se presenta unafórmula comercial generada en México por la Universidad Autónoma deChapingo y validada en el Ecuador por el INIAP-EE. Boliche y la Universidadde Guayaquil.

Cuadro 4. Cantidad de fertilizantes para preparar mil litros de solución nutritiva para producir tomate en invernadero (Pérez y Castro, 1999).

FUENTE CANTIDAD (gramos)Ácido fosfórico 85% 31 mLSulfato de potasio 1000

Sulfato de magnesio 1230 Nitrato de potasio 750 Nitrato de calcio 2600Sulfato ferroso 50Sulfato de manganeso 5Sulfato de zinc 2Sulfato de cobre 2Bórax 10

Por otra parte, debido a la dificultad ocasional para conseguir los fertilizantes en el país, seseñala a continuación algunas combinaciones en la preparación de solución nutritiva paratomate (Cuadro 5).

Cuadro 5. Cantidad de fertilizantes necesarios para 1000 litros de solución nutritiva.Ordendedilución

Compuesto Opción1

Opción2

Opción3

Opción4

Opción5

Opción6

1 Ácido Sulfurico 50 mL* - - 50 mL* - 50 mL2 Ácido Fosfórico - 175 mL 175 mL - 175 mL -3 Sulfato de Potasio 551 g - - 558 g 558 g -4 Fosfato Monoamónico 297 g - - 297 g - -5 Nitrato de potasio 140 g 650 g 650 g - - 388 g6 Fosfato Monopotásico - - - - - 351 g7 Sulfato de Magnesio

(Sal de Epson)1110 g 1110 g - 1110 g - 1110 g

8 Nitrato de Magnesio - - 605 g - 605 g -9 Nitrato de Amonio - - - 154 g 126 g 103 g10 Nitrato de Calcio 1230 g 1230 g 1230 g 1230 g 1230 g 1230 g11***

Solución madre demicronutrimentos

100 mL 100 mL 100 mL 100 mL 100 mL 100 mL

* Ajustar el pH cuando el agua a usarse tiene un pH = 7.0




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** Podría presentarse alguna deficiencia de calcio (opción 3).El ácido fosfórico, en general, mantiene adecuadamente el pH de la solución, sin embargo, esnecesario chequearlo cada 3 días en sistemas cerrados y semanalmente en sistemas abiertos.*** Con un mL de solución madre, se preparan 10 litros de solución nutritiva. Cómo preparar 3 litros de solución madre de micronutrimentos.

a) Se agregan lentamente 30 mL de ácido sulfurico (H2SO4) a 3 litros de agua en un envasede vidrio ámbar.

b) Se agregan 150 g de sulfato ferroso (FeSO4·7H2O) en varias proporciones poco a poco yse agita el recipiente de la solución madre hasta que se disuelve perfectamente la primera porción. Después de ésta, se siguen agregando las demás porciones hasta su disolucióncompleta. De este modo se evita la precipitación del sulfato ferroso.

c) En el mismo orden que se menciona en el Cuadro 6, se añaden lentamente las demássales como en el caso anterior y se agita constantemente el recipiente de la soluciónnutritiva (aproximadamente se debe agitar vigorosamente de 15 a 20 minutos después deagregar cada fertilizante).

d) Después de agregar todos los micronutrimentos la solución madre está lista.

Según Gloria Cervantes (Profesora de la UNAM), los elementos de la solución madre quemás precipitan son hierro y manganeso.

Cuadro 6. Cantidad de fert il izantes para preparar 3 li tros de solución madre(Or deñana, citado por Gil y M iranda, 2000).

Fuente Cantidad (g)Sulfato ferroso (FeSO4·7H2O) 150.0Sulfato de manganeso (MnSO4·5H2O) 60.0Ácido bórico (H3BO3) 84.0Sulfato de cobre (CuSO4·5H2O) 6.0Sulfato de Zinc (ZnSO4·7H2O) 6.0Nota: Antes de disolver cada uno de los microelementos indicados en esta tabla, se agregan10 mL de ácido sulfúrico por cada litro de solución madre.

OTRAS FORMULAS

FÓRMULA La Molina (Universidad La Molina- Perú).

Solución concentrada A: Cantidad de sales para 10 L de agua:

- Superfosfato triple 45% P2O5, 20% CaO 300,0 g- Nitrato de potasio 13.5% N, 44% K 2O 1.100,0 g- Nitrato de amonio o sulfonitrato 31% N, 5% SO4

- 700,0 g




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Nota: Dejar remojando el superfosfato un día antes de la preparación.

Solución concentrada B: Cantidad de sales para 5 litros de agua

- Sulfato de Magnesio 80% MgO 150.0 g

- Fetrilom-Combi 30.0 g- Ácido bórico 3.0 g

Para preparar cada solución concentrada, los fertilizantes se añaden al agua en el ordenestablecido. Por otro lado, para preparar un litro de solución nutritiva se añaden a un litrode agua, 5 mL de solución concentrada A y 2 mL de la solución B.

FÓRMULA 1: Bechhart y Connors (Estación Experimental Agrícola de New Jersey)

Sulfato de Amonio SO4(NH4 ) 2 30 gramosFosfato de Potasio monobásico KH2 PO 4 7 gramosSulfato de Magnesio MgSO4+7H2 O 114 gramos Nitrato de Calcio Ca(NO3 ) 2 +H 2 O 486 gramos

Para disolver directamente en 200 litros de agua.

FÓRMULA 2 Colegio de Agricultura Universidad de California

Nitrato de Calcio Ca(NO3 ) 2 +H 2O 90 gramos Nitrato de Potasio KNO3 90 gramosFosfato ácido de amonio 20 gramosSulfato de Magnesio MgSO4 +7H2 O 30 gramos

Para disolver en 400 litros de agua

Deben disolverse primero las sales de Fosfato en ambas fórmulas y luego agregarles losiguiente, por igual a las dos:

1. Hierro en forma de solución de Tartrato de Hierro al 0,5%, a razón de 5 cc por cada 400cc de la solución principal, aproximadamente dos veces por semana o atendiendo a lavitalidad de las plantas. El sulfato de hierro puede ser usado también en la misma proporción.

2. Magnesio, en forma de cloruro de magnesio, para obtener una concentración de 0,5 pormillón de solución de magnesio. Mayor concentración puede ser venenosa.

3. Boro, en forma de ácido bórico o borax, para obtener 0,5 por millón de solución de boro(2,5 a 5,0 partes por millón de boro, resulta venenoso).

4. Zinc, en forma de sulfato de zinc, para obtener 0,05 partes por millón de solución dezinc.




35

FÓRMULA 3 Shive Boyce Thompson Institute

Nitrato de Calcio Ca(NO3 ) 2 +H 2O 0,085% de aguaFosfato monopotásico PO4 H 2 K 0,200% de aguaSulfato de Magnesio MgSO4 0,180% de agua

Deben añadirse pequeñas cantidades de Hierro, Boro y Manganeso, procediendo como conlas Fórmulas 1 y 2. Los productos empleados para estas fórmulas deben ser productos más bien químicamente puros.

FÓRMULA 4 Shive Boyce Thompson Institute

Acido Sulfúrico H2 SO 4 0,0379% de aguaAcido Nítrico HNO3 0,0277% de aguaAcido Fosfórico H3 PO 4 0,0394% de aguaHidróxido de Potasio KOH 0,0143% de aguaHidróxido de Amonio NH4 OH 0,0155% de aguaOxido de Calcio CaO+H2 O 0,0140% de aguaOxido de Magnesio MgO 0,0165% de agua

Las mismas advertencias hechas para la Fórmula 3 se aplican a ésta.

FÓRMULA 5 R. B. Farnham y R. P. White Estación Experimental de Nueva Jersey

Sulfato amónico SO4 (NH4 ) 2 15,0 gramosFosfato monopotásico KH2 PO 4 28,5 gramosSulfato magnésico MgSO4 +7H2 O 57,0 gramos Nitrato de calcio Ca(NO3 ) 2 243,0 gramos

Para 100 litros de agua

Para un mejor rendimiento de esta fórmula, hay que variar el pH: de 6 a 7 para rosas, 5,5 a6,5 para claveles, 4,5 a 5,5 para gardenias.

FÓRMULA 6 R. B. Farnham y R. P. White Estación Experimental de Nueva Jersey

Fosfato monopotásico KH2 PO 4 60,8 gramosSulfato magnésico MgSO4 +7H2 O 113,0 gramos Nitrato de calcio Ca(NO3 ) 2 326,0 gramos


Para un mejor rendimiento de esta fórmula, hay que variar el pH: de 6 a 7 para rosas, 5,5 a6,5 para claveles, 4,5 a 5,5 para gardenias.

FÓRMULA 7 Robert Withrow Universidad de Purdue




36

Sulfato amónico SO4 (NH4 ) 2 28,0 gramosSuperfosfato triple (PO4 )2H4 Ca 31,0 gramosSulfato magnésico MgSO4 +7H2 O 26,0 gramos Nitrato de potasio KNO3 88,0 gramos



Sulfato magnésico anhidro MgSO4 6,5 gramosSuperfosfato triple (PO4 ) 2 H 4 Ca 15,5 gramos Nitrato de potasio KNO3 110,0 gramosSulfato de Calcio CaSO4 76,0 gramosSulfato amónico SO4 (NH4 ) 2 14,0 gramos



Sulfato magnésico anhidro MgSO4 52,0 gramosSuperfosfato triple (PO4 )2H4 Ca 62,0 gramos Nitrato de potasio KNO3 66,0 gramos Nitrato de Calcio Ca(NO3 ) 2 72,0 gramosSulfato amónico SO4 (NH4 ) 2 7,0 gramos



Sulfato magnésico anhidro MgSO4 6,5 gramosSuperfosfato triple (PO4 )2H4 Ca 15,5 gramos Nitrato de potasio KNO3 66,0 gramos Nitrato de Calcio Ca(NO3 ) 2 72,0 gramosSulfato amónico SO4 (NH4 ) 2 16,0 gramos


FÓRMULA 11 Estación Experimetal de Ohio

Nitrato de potasio KNO3 61,0 gramosSulfato amónico SO4 (NH4 ) 2 11,0 gramosSulfato magnésico anhidro MgSO4 51,0 gramosFosfato monocálcico (PO4 )2H4 Ca 28,0 gramosSulfato de Calcio CaSO4 72,0 gramosSuperfosfato triple (PO4 )2H4 Ca 15,5 gramos




37


FÓRMULA 12 Estación Experimental de Ohio

Nitrato de potasio KNO3 67,2 gramos

Sulfato amónico SO4

(NH4

)2

17,0 gramosSulfato magnésico anhidro MgSO4 5,6 gramosFosfato monocálcico (PO4 )2H4 Ca 11,2 gramos Nitrato de Calcio Ca(NO3 ) 2 11,2 gramos

Para 100 litros de aguaAgregar 1 cc de solución de sulfato ferroso al 0,5% y 30 cc de solución de sulfato demanganeso al 1%.

FÓRMULA 13 Estación Experimental de Ohio

Nitrato de potasio KNO3 135,0 gramosSulfato amónico SO4 (NH4 ) 2 17,0 gramosSulfato magnésico anhidro MgSO4 100,0 gramosFosfato monocálcico (PO4 )2H4 Ca 45,0 gramosSulfato de Calcio CaSO4 236,0 gramos


Agregar 1 cc de solución de sulfato ferroso al 0,5% y 30 cc de solución de sulfato demanganeso al 1%.

FÓRMULA 14 H. Hill y M. B. Davis Granja Experimental Central de Ottawa,Canadá

Sulfato magnésico anhidro MgSO4 123,0 gramosFosfato monopotásico PO4 H 2 K 67,0 gramosCloruro de calcio CaCl2 138,0 gramos Nitrato de potasio KNO3 145,0 gramos Nitrato amónico NO3 (NH4 ) 2 338,0 gramos


Las fórmulas del 1 al 14 fueron bajadas de INTERNET – ¿LA HIDROPONÍA? ... Pero si es muy fácil! Por: Patricio Barras.


Gil, V. I.; I. V. Miranda. 2000. Producción de tomate rojo en hidroponía bajo invernadero.Manual de manejo. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. 63p.




38

Gushiken, S. (comp.). 1995. Hidroponía un nuevo campo en la agricultura. Tercer curso-taller de hidroponía, septiembre de 1995. Centro de Investigación de Hidroponía y Nutrición Mineral. Universidad Nacional Agraria La Molina. Perú. 92 p.

Pérez, G. M. y R. B. Castro. 1999. Guía para la producción intensiva de jitomate eninvernadero. Boletín de Divulgación # 3. Universidad Autónoma Chapingo. Texcoco,

México, 58 p.Resh, H. M. 1991. Hydroponic food production. Fourth edition. Woodbridge PressPublishing Company. Santa Bárbara, California, U.S.A. 335 p.

Schawarz, M. 1975. Guide to Comercial Hidroponics. Israel University. Press. Jerusalem.Israel.

Steiner, A. A. 1961. universal method for preparing nutrient solutions of certain desiredcomposition. Plant and Soil. XV: 134-154.




39

6. DIAGNÓSTICO EN LA NUTRICIÓN DE LOS CULTIVOS

Para hacer un buen diagnóstico de la condición nutrimental de los cultivos, se debe ver más

allá de solamente los problemas de fertilidad del suelo. La persona encargada deldiagnóstico debe conocer y entender todas las condiciones de campo que tengan influenciaen el crecimiento del cultivo.

El conocimiento adecuado de estas condiciones ayuda a determinar si la presencia de un problema está provocando o incrementando la aparente escasez de nutrimentos. Se debentomar en cuenta todos los factores que influyen en el crecimiento final del cultivo. Algunosde estos factores se los resume en el siguiente cuadro y se detallan a continuación delmismo.

Métodos de diagnóstico en la nutrición vegetalElemento de diagnóstico Observaciones Resultante

1. Planta a) Variaciones Síntomas: típicos y atípicos b) Simetríasc) Movilidad

2. Suelo a) pH Posibles causas de lasalteraciones nutrimentales b) Textura y Estructura

c) Humedad3. Manejo a) Fertilización

Desequilibrionutrimental

b) Cultivo anteriorc) Control de plagas y

enfermedades

4. Clima a) Luz Alteraciones diferentes a lasnutrimentales b) Temperatura

c) Precipitaciones

5. Biota a) EnfermedadesSíntomas b) Plagas

c) Malezas

1. Planta




40

a) Variaciones : La comparación se hará de acuerdo al arquetipo de la región.

- Tamaño Deficiencia Causa reducción en tamañoPlagas No causa reducción

- Color Deficiencia

Plagas- Forma: En los frutos y flores las deficiencias y plagas causan deformación.- Sabor Subjetivo

b) Simetría : Las deficiencias nutrimentales siempre serán simétricas. Las plagasasimétricas.

c) Movilidad:

* La deficiencia de los elementosmóviles (N, K, Mg) se presenta en las partes bajas de la planta.

* La deficiencia de los elementosNO móviles (Fe, Mo, Cu, Mn) se presenta en las hojas jóvenes.

Una deficiencia siempre se presentará en forma repetitiva.

2. Suelo

a) pH de la solución edáfica: El pH del suelo influye en la concentración de nutrimentosen la planta principalmente debido a que éste tiene un efecto directo sobre la disponibilidadde los elementos nutritivos en el suelo. Por ejemplo, un pH bajo de (<5.5) incrementará ladisponibilidad del Al, B, Cu, Fe, Mn y Zn, sin embargo, la disponibilidad del Mo serámenor.

El incremento del Al y Fe solubles en el suelo generalmente se encuentra asociado con unareducción del P asimilable en pH menor de 6.5. A pH mayor de 7.0 la cantidad de Pasimilable también decrece y esto se encuentra asociado con las altas concentraciones deCa y Mg que usualmente se encuentran en niveles altos a pH altos.

La disponibilidad del N está íntimamente relacionada al pH del suelo. Por ejemplo, el NH4+

se absorbe mejor a un pH aproximado de 7.0; sin embargo, la absorción del mismo decrece

Ambos causan variación del color

Mismo síntoma dedeficiencia

Simetría causada por deficiencia nutrimental




41

cuando el pH se torna cada vez más ácido. Al contrario, el NO3- es absorbido mejor en

suelos con un pH ácido.

En leguminosas, la fijación simbiótica del N atmosférico ocurre a un pH entre 6.0-7.0(Rhizobia) y 6.0-8.0 (Azotobacter); sin embargo algunas especies pueden fijar el N a pH

cercanos a 4.5.b) Textura y estructur a: La textura se refiere al tamaño de partículas individuales y laestructura es la organización de las partículas en terrenos o agregados.

De acuerdo al tipo de suelo, la Capacidad de Intercambio Catiónico será diferente. Por lotanto, la disponibilidad de algunos elementos también será diferencial. Por ejemplo, ensuelos arenosos las deficiencias de Ca y Mg son usuales debido a la baja CIC (0-1me/100g).

c) Humedad: El efecto de la humedad sobre la concentración de elementos en la plantadepende de la cantidad de humedad presente en el suelo. El incremento de la humedadhasta un punto máximo de la capacidad de campo tiende a incrementar la disponibilidad dela mayoría de los elementos. La disponibilidad del Ca y B es especialmente favorecida.

La humedad arriba de la capacidad de campo puede tener efectos negativos sobre lalixiviación de nutrimentos y la disponibilidad de éstos, por ejemplo, el N.

En suelos pesados, el K y Mg pueden también verse seriamente afectados por lixiviación.La concentraciones de P y S, derivados de la descomposición de la matería orgánica, pueden reducirse por el exceso de humedad.

3. Manejo

a) F erti li zación: La adición de fertilizantes al suelo modifica considerablemente laconcentración de nutrimentos en las plantas, así como también, las aplicaciones defertilizantes al follaje. Para un diagnóstico nutrimental, es necesario tomar en consideraciónlos efectos residuales de los fertilizantes aplicados anteriormente.

b) Cultivo anteri or: Diferentes cultivos extraen del suelo los elementos nutritivos en formadiferencial. Por ejemplo, al Cáñamo puede extraer hasta 200 kg ha-1 de N, de ésta manera,es necesario tomar en cuenta éste fenómeno al momento de adicionar fertilizantesnitrogenados después de éste cultivo.

c) Control de plagas y enf ermedades: Es muy común el uso de funguicidas que contienenCu y plaguicidas con S.

De esta manera, l a apl icación de éstos agroquímicos incrementará laconcentr ación de Cu y S en el tejido fol iar de los cul tivos.

4. Clima




43

Lewis (1981) propuso la hipótesis de que el B está envuelto en la formación de fitoalexinasfenólicas (substancias con propiedades fungistáticas). En respuesta a las infeccionesmicrobianas.

Está bien establecido que el contenido de fenoles en plantas deficientes de N es alto y que

el nivel de éstas substancias y sus efectos fungistáticos decrecen cuando la aplicación de Nes prolongada.

En los tejidos adultos (hojas), la l ignif icación o acumulación y depositaciónde silicio en la epidermis de las células pueden formar una barrera físicaefectiva para la penetración de las hi fas. Este proceso provee la pr incipalresistencia estr uctural de las plantas a las enfermedades, especialmente enlas hojas de los pastos.

c) M alezas: las malezas absorben, además del agua, una gran cantidad de nutrimentos. Porejemplo. El Cirsio campestre (Cirsum arvensis) utiliza 1.5 y 2 veces más N y K que loscereales.

En el transcurso de un año, una población media deSonchus arvensis absorbe 150 kg ha-1 de N, 35 kg ha-1 de P y 120 kg ha-1 de K. Esta cantidad de nutrimentos es suficiente paraobtener 60 T de caña de azúcar ó 6 T de azúcar por hectárea.

La Avena fatua y Artemisia absinthium (ajenjo) toman del suelo, agua dos veces más que eltrigo.

Síntomas y secuencias sintomatológicas por alteraciones nutrimentales.

El crecimiento de las plantas puede ser restringido por numerosas causas y comoconsecuencia el rendimiento abatido. Entre más rápidamente se identifiquen los factoreslimitantes, tanto más fácilmente pueden ser subsanados. Es claro que durante la realizaciónde los análisis de las plantas o suelos (envío, análisis, cálculos e interpretación) debetranscurrir un lapso de tiempo relativamente largo. Mientras que mediante el análisis visualde un síntoma, principalmente a nivel de cultivar, posibilita de inmediato establecer lasfactibles causas de alteración y tomar medidas rápidamente. Sin embargo, para poderdiagnosticar un efecto por una alteración nutrimental se deben conocer los diferentessíntomas de deficiencia y toxicidad; así como sus causas y consecuencias.

Existen en la literatura numerosas publicaciones, describiendo los diferentes síntomas poralteraciones nutrimentales, bajo las más variadas condiciones de clima, suelo y especies.Entre ellas se encuentran las de Wallace, Malavolta, Bussler, Mulder, etc.

No siempr e es posible reconocer la causa de una anomalía nu tr imental enun solo síntoma. Pero si se analiza el desarrollo del síntoma se llega a unaserie de caracter ísticas secuenciales y dependientes una de otra, a “lassecuencias del síntoma”, típicas de una alteración nutrimental.




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+ Al< Fosforilación<Absorcióniónica (P, K, Ca,Mg)

Paredescelul ares malformadasDificultad dedivisión celular

Células pequeñas condos núcleos

Raícescortas ygruesasHojasdeficientes enK, Ca, Mg, P.

El inicio del desarrollo de un síntoma debe ser la suspensión de una reacción en una célula.Esta suspensión no es comprobable. Sino que la alteración nutrimental se puede detectarhasta que numerosísimas reacciones, que en alguna forma son activadas por el nutrimento,no tienen lugar, o toman otro transcurso; mientras que las reacciones normales en las cualesdeberían haber participado el nutrimento son mínimas, conduciendo a alteraciones,transformaciones y pérdida de funciones de las células, tejidos y órganos. El estado final deeste desarrollo es una planta totalmente dañada, el cual ya no es posible reconocer, debidoa que los daños encubren la sintomatología inicial.

El número de síntomas y alteraciones aumenta de 1 a 4. Los síntomas del grupo 3D. O 3Tincluyen los síntomas 1 y 2. Por lo que el intervalo en que un síntoma puede ser analizado,observando y reconocido; se encuentra en la parte media entre el estado inicial y final, aquí2 y 3. El inicio de un síntoma (1D ó 1T) no puede ser identificado por observación.

La diagnosis se complica además, cuando se originan simultáneamente varios síntomas enla planta.

ESTADIOS DE LAS ALTERACIONES NUTRIMENTALES POR DEFICIENCIA OEXCESOS

Estadios: aumentoen deficiencia (D)

4D Encubrimiento y sobreposición de los síntomas dedeficiencia por otros daños.Alteraciones metabólicas generales y degradación delos tejidos. Invasión de parásitos.

3D Formación de los síntomas de deficiencia típicos.

2D Inhibición general del crecimiento.Detección química de contenidos nutrimentalesdeficientes, comprobación de variaciones en lascélulas o los tejidos con el microscopio.

1D Inhibición general del crecimiento Ningún síntoma típico.

Planta normal. Idealo de comparación N No manifiesta desviaciones del óptimo.




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El motivo por el cual un síntoma es típico de un elemento se debe a que un nutrimentoejerce las mismas funciones cualquiera que sea la especie de la planta.

Debe tenerse en cuenta que antes de que aparezca un síntoma de deficiencia, el crecimientoy la producción podrán estar limitados por lo que se conoce como “Hambre oculta”.

Relación entre la nutrición y el rendimiento de los cultivos De ésta manera, el hambre oculta se encuentra en la zona comprendida entre lasdeficiencias agudas y los rendimientos máximos.

El hambre oculta es difícil detectarla mediante un diagnóstico visual, por lo tanto, esrecomendable realizar un análisis de tejido foliar.

Antes de hacer un diagnóstico de alguna deficiencia o exceso de un elemento convienetomar en consideración lo siguiente:

1. Incidencia de plagas y enfermedades2. Generalización del síntoma3. Movilidad (gradiente, ubicación)4. Simetría

El siguiente cuadro ayudará a distinguir los síntomas de deficiencias y excesosnutrimentales o algunas otras alteraciones que los cultivos pueden manifestar en el campo.

Diagnóstico Observaciones

Deficiencias nutrimentales - Generalización- Simetría- Movilidad

Exceso (toxicidad) - Generalización- Simetría- Movilidad

Hambre oculta

Deficiencia aguda

Rendimiento máximo

A u m e n t o

d e l r e n d i m

i e n t o

Aumento de la nutrición




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7. CLASIFICACIÓN AGROLÓGICA DEL SUELO

Los suelos tienen una serie de características heredadas y otras adquiridas por influencias

externas que le son propias y los diferencian uno de otro. El hombre atendiendo a estascaracterísticas ha establecido sistemas de Clasificación de Suelos. Con el transcurrir deltiempo han aparecido diferentes sistemas de clasificación que han ido evolucionando en lamedida que ha crecido el conocimiento sobre la génesis del suelo.

Existen sistemas de clasificación europeos como el ruso, el británico, el belga, el francés,sistema americano como el canadiense, el brasileño, el estadounidense, FAO-UNESCO.

En Ecuador actualmente los suelos son clasificados según el Sistema natural deClasificación de Suelos, desarrollado por el servicio de conservación de suelos de EstadosUnidos, conocido con el nombre de TAXONOMÍA DE SUELOS.

Existen también una serie de clasificaciones técnicas de suelos tales como:

CLASIFICACIÓN POR CAPACIDAD DE USO.CLASIFICACIÓN EN BASE A LA FERTILIDAD.CLASIFICACIÓN CON FINES DE RIEGO.CLASIFICACIONES CON FINES DE INGENIERÍA.

A continuación se describe de manera muy general la clasificación agrológica y porcapacidad de uso de los suelos.

La clasificación agrológica se realiza siguiendo las premisas de un Sistema natural deClasificación, la Taxonomía de Suelos.

La taxonomía de suelos se considera un sistema de clasificación natural pues se basa en las propiedades de los suelos y considera al suelo como cuerpo natural.

El sistema tiene un conjunto de características propias de él, que se mencionan acontinuación:

Los nombres tienen su origen en raíces griegas y latinas (Cuadro 1).

Mediante el análisis de los nombres se pueden hacer inferencias sobre las propiedades delos suelos.

El sistema está constituido por seis categorías: ORDEN – SUB ORDEN – GRAN GRUPO – SUB GRUPO – FAMILIA – SERIE.

____________1/. Docente de la cátedra Fertilidad y Fertilización. Facultad de Ciencias Agrarias

Universidad de Guayaquil.




51

Cada categoría queda establecida con base a un conjunto de propiedades de los suelos queson específicas para cada una. Estas propiedades pueden ser observadas o medidasen el campo o determinadas en el laboratorio. En el Cuadro 2 se presenta la clasificaciónagrológica de un suelo hasta la categoría familia.

Cuadro 1. Ordenes de suelos y elementos formativos. Orden Elemento formativo Derivación NemotecniaVERTISOL ERT Latino: INVERTO INVERTIRENTISOL ENT Silaba sin sentido RECIENTEINCEPTISOL EPT Latino: INICIO COMIENZOARIDISOL ID Latino: ARIDO SECOESPODOSOL OD Ruso: SPODO (Ceniza) PODZOLULTISOL ULT Latino: ULTIMO ULTIMOMOLISOL OL Latino: SUAVE MOLEALFISOL ALF Silaba sin sentido PEDALFER

OXISOL OX Francés: OXIDO OXIDOHISTOSOL IST Griega: TEJIDO HISTOLOGÍAANDISOL AND Japones: VOLCANICOGELISOL EL HELADO

Cuadro 2. Ejemplo de clasificación de un suelo hasta la categoría de familia. SUELO : Typic Tropaquept. Limosa fina, Isohipertérmica.ORDEN : INCEPTISOLSUBORDEN : AQUEPT.GRAN GRUPO : TROPAQUEPT.SUBGRUPO : Typic Tropaquept.

FAMILIA : Typic Tropaquept. Limosa Fina. IsohipertérmicaEn el Cuadro 3 se observa los doce ordenes de acuerdo a su grado aproximado de madurez

CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS POR CAPACIDAD DE USO.

Este sistema de clasificación se basa en la potencialidad y las limitaciones que tienen lossuelos para el uso agrícola.

En este sistema existen tres (3) niveles categóricos. CLASES – SUBCLASE – UNIDADESDE CAPACIDAD. A nivel de clase se ubican los suelos con similares limitaciones para su

uso o por los riesgos o daños de los suelos y los cultivos. En este sistema existen ochoclases: Las cuatro primeras clases se pueden usar para la siembra de cultivos pastos yárboles. La clase VIII se destina para fines de conservación de recursos y recreación.

Las limitaciones de los suelos se incrementan de las clases menores hasta las mayores(Cuadro 4).




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Cuadro 3. Los doce órdenes del sistema de clasificación del suelo de los Estados Unidos(USDA). Los órdenes aparecen en la lista según su grado aproximado demadurez (Brady y Weil, 1999).

Orden de suelo Características

Entisoles Suelos sin un desarrollo de perfil, salvo un horizonte A poco profundo.Existen en lugares como llanuras con elevadas precipitaciones y en áreasseriamente erosionadas. Las áreas arenosas suelen tener entisoles.

Histosoles Suelos orgánicos que contienen más de 20 a 30% de materia orgánica en unacapa con un grosor superior a 30 o 46 cm, que se formaron a partir del detritusvegetal acumulado en pantanos y marismas.

Gelisoles Suelos que se forman en ambientes con capas permanentemente congeladas.Suelen tener escarcha revuelta (crioturbación). El elemento primordial es unacapa permanentemente congelada en los dos metros superiores de la superficiedel suelo.

Inceptisoles Los inceptisoles se encuentran en climas húmedos y presentan un desarrollode los horizontes de débil a moderado. El desarrollo de los horizontes puedehaberse retrasado debido al frío, anegamiento de agua o a un períodoinsuficiente para el desarrollo del suelo.

Andisoles Suelos con más de un 60% de cenizas volcánicas, carbonilla, piedra pómez y basalto. Los andisoles tienen horizonte A oscuro y presentan una elevadaabsorción de fósforo, pero un desarrollo del perfil relativamente débil.

Aridisoles Suelos que se forman en climas áridos. Algunos aridisoles tienen horizontesen los que se acumulan la cal, el yeso o la sal.

Vertisoles Suelos con un elevado contenido de arcilla que se expande cuando sehumedece y se contrae al secarse, favoreciendo el desarrollo de grietas. Losvertisoles tienen horizontes A característicos que se mezclan solos y seoriginan en climas templados y tropicales con estaciones húmedas y secasdiferenciadas.

Alfisoles Suelos que se forman en bosques de climas húmedos y subhúmedos en los quese produce la lixiviación. La arcilla se acumula en el horizonte B (horizonteargílico). Los alfisoles presentan una acidez ligera a moderada.

Molisoles Suelos que se desarrollan fundamentalmente en prados. Los molisoles tienenhorizontes A profundos y oscuros (epipedón mólico).

Ultisoles Suelos fuertemente ácidos y altamente expuestos a la interperie de climastropicales y subtropicales. La arcilla se acumula en el horizonte B.




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A nivel de subclase se ubican los suelos que presentan similares factores limitantes. Estosson: EROSIÓN-HUMEDAD (Problemas de exceso). SUELO (limitaciones dentro de lazona radicular tales como: pedregosidad y poca retención de humedad, baja fertilidad, problemas de salinidad y alcalinidad). CLIMA (Baja temperatura o falta de agua).

En las unidades de capacidad de uso se agrupan todos aquellos suelos que se adaptan a losmismos cultivos o pastos y similar manejo de los mismos. DETERMINACIÓN DE LA APTITUD DEL SUELO PARA EL CULTIVO DEBANANO

Las tierras para el cultivo de banano se pueden clasificar en los siguientes cinco grados deaptitud (Jaramillo y Vázquez, 1990):

Clase CaracterizaciónI (Muy buenas) Tierras apropiadas para el cultivo que no presentan limitaciones para la

obtención de altas productividades en forma sostenida. Son tierras planas, bien drenadas, con suelos muy profundos (mínimo 120 cm de profundidad), de texturas medias, bien estructurados, permeablesfértiles, de pH neutro a ligeramente ácido, sin peligro de inundaciones ysin problemas de salinidad.

II (Buenas) Tierras apropiadas para el cultivo, aunque presentan algunaslimitaciones que originan productividades más bajas que la claseanterior o que requieren de mayores inversiones para obtener altosrendimientos.

III (Regulares) Tierras poco apropiadas para el cultivo debido a que presentandeficiencias moderadas que originan más bajos que la clase II o que

requieren practicas de adecuación a costos más altos para obtenerrendimientos económicamente rentables.IV (Restringidas) Tierras no apropiadas para el cultivo debido a que presentan

deficiencias como la clase anterior, pero tan fuertes que losrendimientos son muy bajos o que para aumentarlos se requiere degrandes inversiones. De acuerdo con sus limitaciones este tipo de tierras pueden eventualmente sembrarse con el fin de conformar bloques desiembra compactos en los que se aprovechen al máximo las obras deinfraestructura realizadas para la explotación.

V (Inapropiadas) Presentan limitaciones tan severas que no es posible obtenerrendimientos económicamente rentables.


Brady, N. C. and Weil, R. R. 1999. The nature and properties of soil. Twelfth edition. Prentice-Hall.New Jersey. USA.

Castillo N. 1988. Una introducción al estudio del suelo y de los fertilizantes. América.Caracas, Venezuela. 164 p.




56

8. EL SUELO COMO MEDIO NATURAL EN LA NUTRICIÓN DE LAPLANTA

El concepto inicial de suelo se deriva del latínSolum que significa piso o terreno.

El suelo puede definirse como un sistema biogeoquímico natural que se origina comoresultado de la intemperización de las rocas madres que emergen a la superficie por laacción conjunta del clima, vegetales, animales, etc (Zonn S.V., 1986).

SUELO

Clima Flora Fauna Orografía Hombre

TiempoFunciones:

a) Sirve como soporte físico y anclaje a las plantas b) Suministra agua y los nutrimentos minerales a las plantas

Debido a que las plantas no solo se desarrollan en el suelo sino que sus raíces crecen através del mismo es importante estudiar las propiedades físico-químicas y biológicas deéste, ya que en el sistema suelo-planta ocurren fuertes interacciones.

El suelo como fuente de nutrimentosComposición del suelo

El suelo es un sistema heterogéneo en el que se pueden diferenciar tres fases:

a) Fase sólida (minerales y materia orgánica) b) Fase líquida (solución del suelo)c) Fase gaseosa (aire del suelo)

Fase sólida del suelo

Se considera la principal reserva de nutrimentos para las plantas y se compone de dos partes:

- Mineral (90-99%)- Orgánica (1-10%)

La composición química de la fase sólida del suelo es como sigue (en %) (Cuadro 1).




58

Las dif erentes partículas de la parte mineral del suelo ( arena, limo y arci lla ) se diferenci an entr e sí por la dimensión de las par tícul as , y también por la

composición mineralógica y química ( Cuadro 2).

Cuadro 2. Composición química aproximada de distintas fracciones mecánicas delsuelo.

Con la disminución del tamaño de las partículas de la parte mineral del suelo se reduce la cantidad desilicio y aumenta el contenido de aluminio , hierro, potasio, calcio, magnesio y fósforo. Por lo tanto, laspartículas más pequeñas, que pertenecen a las arcillas, tienen gran importancia como fuente denutrimentos para las plantas.

Además, las arcillas son las que más activamente sirven a los procesos de adsorción en elsuelo y a su capacidad de absorción.

Parte orgánica del suelo ( M ateria Orgánica )

La parte principal del suelo es la materia orgánica (M.O.).El contenido de ésta endiferentes suelos es muy distinta (Cuadro 3 ).

Cuadro 3. Contenido de materia orgánica en diferentes suelosSuelos Contenido de

humus en la capaarable (en %)

Reservas de humus (en T ha- ) en lacapa del suelo0 ... 20 cm(promedio)

0 ... 100 ó0 ... 120 cm

Dernovopodsólico 2 ... 4 53 80 ... 120Gris forestal podsolizado 4 ... 6 109 150 ... 300Chernozióm:Lixiviado 7 ... 8 192 500 ... 600Potente 10 ... 12 224 654 ... 800Ordinario 6 ... 8 137 400 ... 500Meridional 4 ... 5 -- 300 ... 350Castaño oscuro 3 ... 4 99 200 ... 250Castaño y castaño claro 1,5 ... 3 -- 100 ... 200Sierozióm (tierra gris) 1 ... 2 37 50Rojo 5 ... 7 153 150 ... 300

Fracciones, en mm Contenido (en % del peso)Si Al Fe Ca Mg K P

1,0 ... 0,2 43,4 0,8 0,8 0,3 0,3 0,7 0,020,2 ... 0.04 43,8 1,1 0,8 0,4 0,1 1,2 0,040,04 ... 0,01 41,6 2,7 1,0 0,6 0,2 1,9 0,090,01 ... 0,002 34,6 7,0 3,6 1,1 0,2 3,5 0,04> 0,002 24,8 11,6 9,2 1,1 0,6 4,1 0,18




59

Substancias orgánicas no humificadas

Están constituidas principalmente por:a) restos vegetales muertos ( semi descompuestos )

b) restos de animales edáficos ( gusanos, insectos, etc.) y microorganismos.c) productos intermedios de la descomposición de los dos anteriores ( carbohidratos,ácidos, orgánicos, substancias protéicas y nitrogenadas, grasas, resinas, aldehídos,ácidos poliurónicos, polifenoles, taninos, lignina y otros).

Las substancias orgánicas no humificadas constituyen el 10 – 15% de las reservas de lamateria orgánica.

Según Tiurin (1970), los suelos agrícolas reciben anualmente 5-8 T ha-1 de residuosvegetales. La masa de bacterias ( en 0-20 cm de profundidad ) varía de 0.7 – 2.7 T ha-1 (según otros datos alcanza 2-8 T ha-1) lo que compone un máximo de 1-2% de la reserva dela materia orgánica del suelo.

Los nutrientes contenidos en las substancias no humificadas son: nitrógeno, fósforo yazufre, los cuales se transforman en forma mineral asimilable para las plantas.

No todos los restos vegetales y animales se mineralizan. Una parte sirve como fuente parala formación de substancias húmicas - compuestos nitrogenados de alto peso molecular.

Sustancias húmicas

Las substancias húmicas se dividen en los siguientes grupos de acuerdo a su composición ypropiedades:

a) ácidos húmicos b) ácidos fúlvicosc) huminasLas substancias húmicas constituyen el 85-90% del total de la materia orgánica del suelo. De éstas, losácidos húmicos han sido los mas estudiados.

Acidos húmicos

Estan constituidos elementalmente por:

MATERIA ORGÁNICA

Substancias no

humificadas

Sustancias

húmicas




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Carbono 52-62%Oxígeno 31-39%Hidrógeno 2.8-2.6% Nitrógeno 3.3.-5.1%

También contienen residuos de carbohidratos ( azúcares ) y compuestos orgánicos nitrogenados (aminoácidos )

Acidos fúlvicos

Se componen de los siguientes elementos:

Carbono 45-48%Hidrógeno 5-6%Oxígeno 43-48.5% Nitrógeno 1.5-3%

Huminas

Substancias húmicas similares a los ácidos húmicos . El nitrógeno de esta fracción de lamateria orgánica está fuertemente fijada y es mas resistente a la descomposición por losmicroorganismos.

Los ácidos húmicos y fúlvicos pueden formar humatos de Ca, Mg, Na, etc. Además, éstos pueden ser adsorbidos por las arcillas.

No obstante a que las substancias húmicas poseen relativamente alta

resistencia a la descomposición microbiológica, la mineralización de lamateri a orgánica ocur re lenta, pero permanentemente.

Se dice que para obtener 60-120 kg ha-1 de nitrógeno en forma de nitratos debenmineralizarse 1 – 2 T de M.O.

Bajo la acción de los ácidos húmicos y fúlvicos ocurre la disolución paulatina de losminerales de silicatos y aluminosilicatos, carbonatos de calcio y de magnesio, fosfatos yotras sales insolubles.

La M.O. es una importante fuente de nutrientes para la planta. El 90% del nitrógenoorgánico se encuentra en diferentes substancias húmicas. El 30-40% de fósforo y 90% deazufre de os suelos se encuentran contenidos en la materia orgánica de los mismos.Otras bondades de la M.O. son:

* Material energético para los microorganismos del suelo* Participa en los procesos de adsorción (mayor capacidad)* Mejora la estructura del suelo* Aumenta la capacidad de retención de humedad




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* Mejora la permeabilidad de los suelos* Favorece el régimen térmico

Fase líquida del suelo

Es la parte del suelo más dinámica y activa en la que se realizan diversos procesos químicosy de la cual las plantas asimilan directamente los nutrimentos.

Dependiendo del tipo de suelo la solución de mismo contiene:Aniones (HCO3-, OH-, Cl-, NO3

-, H2PO4-, SO4

2- y otros)Cationes (H+, Na+, K +, NH4+, Ca2+, Mg+ y otros)Así como sustancias orgánicas hidrosolubles y gases disueltos (O2, CO2, NH3 y otros).

Las sales conteni das en l a solución del suelo provienen como resul tado de:- Erosión e intemperización de los minerales

- Descomposición de la materia orgánica por los microorganismos- Aplicación de fertilizantes minerales y orgánicos

Por lo general, el contenido de sales solubles en la solución del suelo es de 0.05%. Elexceso de estas (>0.2%) es nocivo para las plantas.

La composición y concentración de sales en la solución del suelo depende de:- Su interacción con la fase sólida del suelo- Las reacciones de intercambio entres la solución y los coloides edáficos

El contenido de sales solubles en la solución del suelo se incrementa:

- Al aplicar fertilizantes- Con la reducción de la humedad del suelo- El aumento de la mineralización de la M.O.

La concentración de sales en la solución del suelo disminuye:- Con la extracción nutrimental por las plantas- El lavado de compuestos solubles a niveles inferiores del suelo- Fijación de compuestos en formas no solubles

Fase gaseosa del suelo

El aire del suelo contiene mayor cantidad de CO2 (0.3 – 1.0%) que el aire de la atmósfera(0.03%), pero menor concentración de oxígeno (O2). Esto debido a:

- Descomposición de materia orgánica por los microorganismos- Respiración de las raíces de las plantas- Producto de ciertas reacciones químicas del suelo




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El intercambio catiónico se puede representar de la siguiente manera:

K

Ca + 2 KCl + CaCl2 K

Cada suelo en su estado natural contiene cierta cantidad de cationes adsorbidos porintercambio: Ca2+, Mg2+, H+, Na+, K +, NH4+, Al3+ y otros.

La transformación de los fer tilizantes en l os suelos , par ticularmente losnitrogenados y potásicos, está predeterminada en gran medida por la CI C.

Acidez del suelo (pH)El índice de acidez y alcalinidad de los suelos determina considerablemente la movilidad deuna serie de elementos en los mismos, su asimilación por las plantas y el crecimiento ydesarrollo de éstas.

La reacción de la solución del suelo depende de la correlación en ella de los iones dehidrógeno (H+) e hidróxilo (OH-).

La concentración de iones de hidrógeno en la solución está admitido expresarla con elsímbolo pH, el cual es igual a:

pH = - log [ H+ ]

Según la concentración de iones hidrógeno y el valor de pH, la reacción de la solución delsuelo se divide de la siguiente manera:

Reacción pH Concentración de iones H+ (en g L-1)

Fuertemente ácida ................... 3 ... 4 10-3 ... 10-4 Ácida ....................................... 4 ... 5 10-4 ... 10-5 Ligeramente ácida ................... 5 ... 6 10-5 ... 10-6 Neutra ..................................... 7 10-7 Ligeramente alcalina ............... 7 ... 8 10-7 ... 10-8 Alcalina ................................... 8 ... 9 10-8 ... 10-9 Fuertemente alcalina ............... 9 ... 11 10-9 ... 10-11

Diversos cultivos agrícolas pueden desarrollarse diferencialmente bajo ciertos intervalosóptimo de pH del suelo (Cuadro 5).

Suelo Suelo




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Cuadro 5. Exigencias de los cultivos en cuanto al pH del medio

Cultivo Intervaloóptimo del pH

Cultivo Intervaloóptimo del pH

Centeno 5.5 – 7.5 Col 6.7 – 7.4Avena 5.0 – 7.7 Tomate 6.3 – 6.7Trigo de primavera 6.0 – 7.5 Zanahoria 6.5 – 7.0Trigo de otoño 6.3 – 7.6 Pepino 6.7 – 7.0Cebada 6.8 – 7.5 Arroz 4.0 – 6.0Maíz 6.0 – 7.0 Lenteja 5.5 – 7.2Guisante 6.0 – 7.0 Arveja 5.7 – 6.5Aluvia 6.4 – 7.1 Nabo 4.8 – 6.5Trigo sarraceno 4.7 – 7.5 Serradella 5.4 – 6.5Remolacha forragera 6.2 – 7.5 Alopécuro 5.3 – 6.0Patata 5.0 – 6.5 Raygrass 6.8 – 7.5

Nabo 6.0 – 6.5 Rabanillo 5.5 – 7.3Cebolla 6.4 – 7.3 Adormidera 6.8 – 7.2Lechuga 6.0 – 6.5 Té 4.5 – 5.0

Para su estudio, la acidez edáfica se divide de la siguiente manera:

Acidez actual

Es la acidez de la solución del suelo, creada por el ácido carbónico (H2CO3), ácidosorgánicos hidrosolubles y sales hidrolíticamente ácidas.

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

Como resultado de la reacción anterior la concentración de iones hidrógeno aumenta en lasolución edáfica y ésta se acidifica.

Según Capeen, el CO2 contenido en el aire del suelo, en la solución del suelo y el valor del pH de la solución están correlacionados de la siguiente manera:

Acidez actual (activa) Acidez potencial

Acidez de cambio Acidez hidrolítica

Acidez del suelo




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Contenido de CO2 en el aire (%) 0.03 0.3 1.0 3.0 10.0 100.0Contenido de CO2 en la solución (mg L- ) 0.5 5.4 17.9 54.0 178.7 1787.0 pH de la solución 5.7 5.2 4.9 4.7 4.5 3.9

La acidez actual se determina midiendo el pH de la solución acuosa delsuelo (extracto con agua). La acidez actual influye directamente en eldesarrollo de las plantas y microorganismos del suelo.

Acidez de intercambio

Es la acidez condicionada por los iones de hidrógeno y aluminio adsorbidos porintercambio, los cuales se extraen del suelo al tratarlo con solución de sal neutra.

H + KCl K + HCl

Al + 3KCl K + AlCl3

AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + 3HCl

La acidez de intercambio adquiere gran importancia cuando se aplican al suelo grandescantidades de fertilizantes minerales solubles. El aluminio que pasa a la solución es tóxico para las plantas.

La acidez de intercambio se expresa por el valor de pH del extracto obtenido de KCl o enmiligramo-equivalentes por 100 g de suelo.

Acidez de intercambio del suelo

Acidez hidrolítica

Arcilla Arcilla

Arcilla Arcilla

K

K

Mg

Ca

Ca

H5 H4

H1

H2 + 8KCl

H3

KK

KK

K K

K 2CaCl2

H5 H4

H3 2HCl

K + MgCl2




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Es la acidez del suelo resultante de la acción de éste con una solución normal de salhidrolíticamente alcalina (CH3COONa).

En solución acuosa esta sal se disocia hidrolíticamente y forma ácido acético débilmentedisociado y base fuerte, por lo que la solución se torna alcalina (pH cerca de 8.2):

Acidez hidrolítica del suelo

La reacción alcalina de la solución de esta sal es la causa principal del desplazamiento máscompleto del hidrógeno adsorbido del suelo.

Determinación de la dosis de cal en suelos ácidos

La necesidad de los suelos en encalado se determina a partir de los siguientes datos:

1) pH de la extracción salina2) Grado de saturación con bases3) Textura4) Sensibilidad de los cultivos a la acidez

Apr oximadamente se puede calcular la necesidad del suelo en cal, a parti rdel valor de pH de la extr acción salina (KCl), de acuerdo Cuadro 6:

Cuadro 6 . Necesidades de encaladoGrupo pH Necesidad de encaladoI < 4.5 AltaII 4.5 – 5.0 ModeradaII 5.1 – 5.5 InsignificanteIV > 5.5 No necesita

Ca

Ca

H5 H4

H1

H2 + 8KCl

H3

Na Na

Na Na Na 2(CH3COO)2Ca

Na Na

Na 2HCl

Na + (CH3COO)Mg2

Mg NaNa




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Con un mismo valor del pH los suelos ligeros requieren menos encalado que los suelos pesados (Cuadro 7).

Cuadro 7. Necesidades de encalado en suelos con diversa textura.

Suelos Necesidad de encaladoFuerte Mediana Débil Nula pH V . % pH V . % pH V . % pH V . %

Arcillo-arenosos pesados y medianos

< 5.0 < 45 5.0 – 5.5 45 – 60 5.5 – 6.0 60 - 70 > 6.0 > 70< 4.5 < 50 4.5 – 5.0 50 – 65 5.0 – 5.5 65 - 75 > 5.5 > 75< 4.0 < 55 4.0 – 4.5 55 – 70 4.5 – 5.0 70 - 80 > 5.0 > 80

Arcillo-arenosos yarenosos

< 5.0 < 35 5.0 – 5.5 35 – 55 5.5 – 6.0 55 - 65 > 6.0 > 65< 4.5 < 40 4.5 – 5.5 40 – 60 5.0 – 5.5 60 - 70 > 5.5 > 70< 4.0 < 45 4.0 – 4.5 45 – 55 4.5 – 5.0 65 - 75 > 5.0 > 75

Areno-arcillosos yarenosos

< 5.0 < 30 5.0 – 5.5 30 – 45 5.5 – 6.0 45 - 55 > 6.0 > 55< 4.5 < 35 4.5 – 5.0 35 – 40 5.0 – 5.5 50 - 60 > 5.5 > 60< 4.0 < 40 4.0 – 4.5 40 – 55 4.5 – 5.0 55 - 65 > 5.0 > 65

De turba y turbo pantanosos < 3.5 < 35 3.5 – 4.2 35 – 55 4.2 – 4.8 55 - 65 > 4.8 > 65

Necesidades de encalado (calculo)

La dosis de cal se determina tomando en consideración el valor obtenido de la acidezhidrolítica.

Ejemplo:

Si se admite que la densidad del suelo es igual a 1.5 g cm-3, en una profundidad de 0.20 m,entonces la masa de la capa arable por hectárea será: 100 m x 100 m x 0.20 m x 1500 kgm-3 = 3´000.000 de kg ha-1 = 3000´000.000 gramos ha-1, o sea, 3000 toneladas.

Si la acidez hidrolítica obtenida es igual a 4.5 meq/100 g suelo,

Peso molecular H 1.00194 0.00100194 g HH meq/100 g = ---------------------- = ----------- = ------------------

Valencia x 1000 1 x 1000 100 g

1 meq H = 0.0010019 g /100 g suelo

Si en 100 g suelo ------------------ 0.00100194 g H/100 g suelo

3 x 109 g suelo ----------------- X

0.0010019 x 3000000000




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X = -------------------------------- = 30058.2 g H100

1 meq ------------------ 30058.2 g4.5 ------------------ X

X = 135261.9 g ha-1 es decir, 135.2619 kg ha-1 de hidrógeno intercambiable.

De acuerdo a la ecuación de reacción: 2H+ + CaCO3 = Ca2+ + H2O + CO2, para neutralizarun kg de hidrógeno intercambiable se necesitan 50 kg de cal.

Por lo tanto, para 1 ha de terreno se necesitan 135.2619 x 50 = 6763.095 kg = 6.76Toneladas de cal por hectárea.


Castellanos, J.Z. J.X. Uvalle-Bueno y A. Aguilar-Santelises. 2000. Memoria del cursosobre interpretación de análisis de suelos, aguas agrícolas, plantas y ECP.INIFAP-FIATE-Universidad Autónoma Chapingo. 188p.


Torrado, P. O. 1998. Nutrición, interpretación, análisis de suelos y foliares. Tallerseminario (memorias). FUMIAGRO. Quito, Ecuador. 8p.




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9. ARCILLAS

Se consideran arcillas todas las fracciones con un tamaño de grano inferior a2 m. Según esto todos los filosilicatos pueden considerarse verdaderas arcillassi se encuentran dentro de dicho rango de tamaños, incluso minerales no pertenecientes al grupo de los filosilicatos (cuarzo, feldespatos, etc.) pueden serconsiderados partículas arcillosas cuando están incluidos en un sedimentoarcilloso y sus tamaños no superan las 2m. A continuación se presenta algunastipos de arcilla usadas en agricultura:

Tipos de arcil las

1. Ar cil las de tipo 1:1 No expandible

a) Grupo caolinita (caolinita, halloisita, anauxita y dicksita).Tamaño 0.5 a 2µ.

b) Representación esquemáticaO Al

c) No expandible T Si

d) Cargas (-) de fracturas y márgenes

e) CIC 3-15 me/100 g de arcilla

2. Ar cil las de tipo 2:1 Expandibles

a) Grupo montmorillonita (Montmorillonita, beidillita, nontronita, saponita, hectorita, pirofilita)Tamaño de 0.01 a 0.1 µ

b) Representación esquemáticaT SiO Al

c) Expandible T Si

d) Cargas (-) por substitución Isomórfica.Al por Mg en los O Al. 20%

e) CIC 80-120 me/100 g de arcilla

3. Arcil las de tipo 2:1 no expandible




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a) Illita o hidromicas.Tamaño 0.1 a 0.3 µ

b) Representación esquemáticaT Si

O AlT SiK K K

c) No expandible T SiO AlT Si

d) Cargas (-) por substi tución I somórfica Al subt. al Si en los T de Si.

e) CIC 15 a 40 me/100 g de arcilla

> K < CIC< K > CIC

4. Ar cil las de tipo 2:1 Expandibles

a) Vermiculita

b) Representación esquemáticaT SiO AlT Si

Ca Mg Cac) Expandible T Si

O AlT Si

d) Cargas negativas por:Subst. Isomorf. Al por MgEn los O Al y Si por Al en los T Si.

e) CIC 100 a 150 me/100 g de arcilla

5. Arcil las de tipo 2:2

a) Cloritas


Mg(OH)2 Mg O




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T SiO AlT Si

c) No expandible

d) Cargas (-) por subst. Isom.Mg subt. al Al en el O Al.

e) CIC 10-40 me/100 g de arcilla.

6. Arcil las de tipo 2:2

a) Integrados


OAl Al(OH)3 T SiO Al

c) No expandibles T Si

d) Cargas (-)dependientes del pH.

pH CIC4.5 5-10 me/100 g5.5 15-20 me/100 g

7. Al ófano. Constituido por amorf os de alumin o-sil icatos(Al2O3. 2 SiO2. H2O).

Cargas(-) dependientes de pH

pH CIC5.0 0 me/100 g6.0 33 me/100 g7.5 100 me/100 g

8. Óxidos H idr atados de Fe y Al . Cargas (-) dependi endo del pH.

Hematita Fe2O3 rojoGeotita Fe2O3.H2O rojizo




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Limonita Fe2O3.3H2O amarillentoGibsita Al2O2.3H2O blanquizco

ORIGEN DE LAS CARGAS NEGATIVAS EN LAS ARCILLAS

A) Por substitución isomórficade un catión estructural por otro catión del mismo númerode coordinación, pero de menor valencia.

B) Por ligaduras rotas de las láminas de arcilla en los extremos de la estructura cristalina.

C) Por ionización de hidróxidos de las arcillas y de los hidróxidos de Fe y Al.

El proceso(A) de origen a lascargas permanentes del suelo, mientras que los procesos(B) y (C) dan lugar a lascargas dependientes del pH. Porque al elevarse éste, aumentanlas cargas negativas por laionización de los hidrógenos de los hidróxilos.

CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES DE LOS MINERALES DEL SUELOY CLASIFICACIÓN DEL SUELO POR SU CIC.

Minerales del suelo y M.O.

Caolinita tipo 1:1 3-15 me/100g NEMontmorillonita tipo 2:1 80-120 me/100g EIllita tipo 2:1 15-40 me/100g NEVermiculita tipo 2:1 100-150 me/100g EClorita tipo 2:1 ó 2:2 10-40 me/100g NEIntegrados tipo 2:2 15-20 me/100g NEAlófano o amorfos CIC/AM 0-100 me/100g NEM.O. del suelo humificada 200-400 me/100g NE __________ NE = No expandible

E = Expandible

Clasificación del suelo por la CIC

Suelo muy pobre < 5 me/100g suelo pobre 5-15 me/100g suelomedio 15-30 me/100g sueloalto 30-45 me/100g suelo

muy alto > 45me/100g suelo




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Ortiz-Villanueva, B. Y C. A. Ortiz. 1990. Edafología. Universidad Autónoma Chapingo.Méx. Tex. 394 p.

Trinidad S., A. D. Rosas C. 1994. Compilación. Sección de Fertilidad de Suelos.PROEDAF-IRENAT. C.P. Móntecillo, Méx.

Trinidad, S. 1999. Memorias del curso sobre Fertilidad. Colegio de Postgraduados enCiencias Agrícolas. Montecillo, México. 500 p.




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10. CRITERIOS DE DIAGNÓSTICO Y ENCALADO PARA LA CORRECCIÓN DEACIDEZ DE LOS SUELOS

Es importante recalcar que no hay fórmulas “fáciles” para decidir las dosis de cal dada la

complejidad de la química de los suelos ácidos y su gran diversidad, además de la grancantidad de variables que están involucradas. En general una dosis del orden de 1-2 T ha-1 es una cantidad razonable para aplicar al suelo y ver sus efectos en el propio terreno y a partir de ahí decidir aumentar o bajar la dosis en aplicaciones posteriores. Si el valor del pHdel suelo es mayor a 5.5 o menor, es recomendable conducir un sencillo experimento condiferentes dosis de cal. Para conducirlo se recomienda seleccionar un área del terreno quesea uniforme y representativa y formar parcelas de 5 x 5 m que deberán ser tratadas encuanto a manejo de suelo y del cultivo en la mejor forma con la que se pueda esperar un buen desarrollo de las plantas. Aplicar en las parcelas 0, 1, 3 y 6 T ha-1 de cal quecorresponden, para el área de 25m2: 0, 2.5, 7.5 y 15 kg de cal por parcela. Sembrar ydesarrollar el cultivo normalmente y tomar nota de cualquier diferencia entre las parcelas

en cuento a germinación y desarrollo general de las plantas. Al cosechar, medir y compararlos rendimientos entre parcelas para generar conclusiones. Es muy conveniente repetir lasobservaciones al cultivar las parcelas en años subsecuentes para conocer el efecto residualdel encalado. En muchos casos no es necesario encalar cada año siendo suficiente hacerlocada 3 o 4 años.

¿Cuáles son los objetivos que perseguimos cuando encalamos?

1) Aumentar la estabilidad de la estructura del suelo2) Disminución de iones H+ (hidrógeno)3) Aumento de los iones OH- (oxidrilo)

4) Disminución de la solubilidad de los iones Al+3

(aluminio), Mn2+

(manganeso) y Fe2+

(hierro), que ha determinadas concentraciones pueden ser tóxicos5) Aumento de la solubilidad del P (fósforo)6) Aumento de las cantidades disponibles de Ca2+ (calcio) y Mg2+ (magnesio) por el

agregado con los materiales calizos7) Estimular los microorganismos del suelo8) Aumentar el ritmo de mineralización de la materia orgánica con el consiguiente aumento

del N (nitrógeno) disponible, etc.

Criterios para diagnosticar problemas de acidez

El análisis de suelos es una de las herramientas más útiles para el diagnóstico de lafertilidad de los suelos. Mediante este procedimiento es posible identificar la presencia deacidez y a su vez generar una recomendación para solventar adecuadamente el problema.La mayor parte de los suelos tropicales (excluyendo los suelos orgánicos) proviene de Al, por lo que generalmente se habla de acidez intercambiable (Al+3 + H) y Al intercambiablecomo si fueran sinónimos. La acidez o Al intercambiable se determina mediante laextracción del suelo con una sal neutra no tamponada, tal como el KCl 1N, y la titulación




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del extracto con una base. Esta fracción incluye el Al y el H intercambiables y en lasolución del suelo, que pueden perjudicar el crecimiento de las plantas.

La acidez intercambiable se expresa en me 100 mL o cmol(+) L-1, y se considera que unvalor mayor a 0.5 cmol(+) L-1 podría ser problemático para los cultivos.

La suma de bases (Ca + Mg + K) es también importante ya que un valor inferior a 5cmol(+) L-1 puede llegar a disminuir el rendimiento de los cultivos, y está relacionado consuelos de baja fertilidad. Cuando a la suma de bases (Ca + Mg + K) se le agrega la acidezintercambiable (Al + H) se obtiene la Capacidad de Intercambio de Cationes Efectiva(CICE) de un suelo.

Con estos valores es posible estimar otro parámetro de diagnóstico, quizás los más útiles,que es el porcentaje de saturación de acidez y el porcentaje de saturación de Al. Estos parámetros se calculan mediante las siguientes fórmulas:

Acidez [cmol (+) L-1

]% Saturación de Acidez = --------------------------------------------------------- x 100CICE = (Al + H + Ca + Mg + K ) [cmol (+) L-1]

Al intercambiable [cmol (+) L-1]% Saturación de Al = --------------------------------------------------------- x 100

CICE = (Al + H + Ca + Mg + K ) [cmol (+) L-1]

La saturación de acidez es una medida del porcentaje del complejo de intercambiocatiónico que está ocupado por Al y H. El valor del % de saturación de Al o acidez

intercambiable es el mejor criterio para diagnosticar problemas de acidez. Cada cultivo,variedad o cultivar tiene su grado de tolerancia a la acidez, lo cual depende de lascaracterísticas genéticas de la planta. Sin embargo, en términos generales se puede indicarque casi ningún cultivo soporta más de 60% de saturación de acidez, y el valor para lamayoría de las plantas oscila entre 10 y 25%.

El pH del suelo está directamente relacionado con el % de saturación de acidez, ya que elAl intercambiable precipita entre pH 5.5 y 6.0. Cuando el pH es menor a 5.5 el Al sesolubiliza, y por lo tanto, resulta más abundante y tóxico para las plantas.

En síntesis, se puede indicar que los problemas de acidez aumentan cuando se presentan las

siguientes condiciones en el suelo:a) pH < 5.5 b) Acidez o Al intercambiable > 0.5 cmol(+) L-1 c) Suma de bases (Ca + Mg + K) < 5 cmol(+) L-1 d) Saturación de acidez > 20%

Estimación de la dosis de cal para neutralizar la acidez




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El criterio practico que domina en la actualidad es utilizar una dosis de cal que reduzca el% de saturación de acidez del suelo a un nivel que sea tolerable por el cultivo (Cuadro 1),de acuerdo con alguna de las siguientes fórmulas propuestas para cuantificar la dosis:

a) Cochrane, Salinas y Sánchez (1980)Esta fórmula es la más sencilla, pues contemple la neutralización de un determinado porcentaje de saturación de acidez en relación con el CICE del suelo, multiplicado por unaconstante con la que se cubren los factores que limitan la eficiencia de la relación química,a saber, calidad del material encalante, reacciones paralelas en el suelo y el Al nointercambiable proveniente de la materia orgánica.

Donde:Al = % de saturación de acidez existente en el sueloPRS = % de saturación de acidez deseado (Cuadro 2)CICE = Capacidad de intercambio catiónica efectiva

b) Van Raij (1991)

El principio de esta fórmula es exactamente el mismo que la anterior sólo que expresado entérminos de saturación de bases en lugar de acidez, con la ventaja que incluye el factor f,que se refiere a la calidad del material encalante.

Donde:V1 = % de saturación de bases deseadoV2 = % de saturación de bases que presenta el sueloCICE = Capacidad de intercambio catiónico efectivaF = 100/PRNTPRNT = Poder Relativo de Neutralización Total

= Equivalente Químico x Eficiencia Granulométrica/100

C) Modificación

En esta fórmula modificada combina los criterios prácticos de las dos anteriores. Se expresaen términos de % de saturación de acidez y se incluye el factor f de calidad del materialancalante. Al hacer esto, la constante se disminuye a 1.5 pues quedan menos factores deeficiencia de la neutralización sin contemplar.

1.8 (Al – PRS) (CICE)Ton CaCO3 ha-1 = -----------------------------

100

(V1 – V2) (CICE)ton CaCO3 ha-1 = ------------------------ x f100

1.5 (Al - PRS) (CICE)ton CaCO3 ha-1 = ------------------------ x f

100




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Donde:Al = Porcentaje de saturación de Al actualPRS = Porcentaje de saturación de Al deseado

Dentro de las reacciones paralelas que se incluyen en esta constante están, la neutralizacióndel Al no intercambiable proveniente de la materia orgánica, las correcciones de peso/volumen que pueden ser necesarias para ajustar el encalado a una profundidad deincorporación de 15 cm (Yostet al ., 1991), y la cantidad necesaria para neutralizar losnuevos puntos de carga negativa generados en muchos coloides en medio básico al ionizarsus OH terminales.

A continuación se muestran tres ejemplos de resultados de análisis de suelos para el calculode necesidades de encalado utilizando la fórmula modificada c.

La tolerancia a la acidez del suelo es muy variable entre cultivos, y dentro de una mismaespecie existen diferencias notables entre variedades. Algunos cultivos desarrolladosoriginalmente en suelos calcáreos, como el algodón, el sorgo, la soya y la alfalfa, sonsusceptibles a niveles de 10 a 20% de saturación alumínica (Bertsch 1995), mientras queotros que han crecido en ambientes más silvestres son altamente tolerantes.

SUELO: Typic HapludultUBICACIÓN: Horquetas de SarapiquíCULTIVO: Pejibaye para palmito

PRNT DE LA CAL: 86% (determinada en el laboratorio)PRS DESEADO: 25% (Cuadro 1)

pH Ca Mg K Al CICE % Sat. Al---------------------------------- cmol(+) L-1 -----------------------------4.6 0.5 0.3 0.3 2.1 3.2 66

1.5 (66-25) 3.2 100ton CaCO3 ha-1 = ------------------- x -----

100 86

ton CaCO3 ha-1 = 2.3




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En el Cuadro 1 se presentan los valores de saturación de Al tolerados por algunos cultivos,

y el porcentaje recomendado de saturación de aluminio (PRS) para la producción de losmismos.

Procedimiento de cálculo tomando en consideración el valor obtenido dela acidez hidrolítica.

SUELO: Typic HapludultUBICACIÓN: Pital, San CarlosCULTIVO: NaranjaPRNT DE LA CAL: 70% (determinada en el laboratorio)PRS DESEADO: 25% (Cuadro 1)

pH Ca Mg K Al CICE % Sat. Al---------------------------------- cmol(+) L-1 -----------------------------

4.7 1.8 0.3 0.41 2.6 5.11 511.5 (51 - 25) 5.11 100

ton CaCO3 ha-1 = ----------------------- x -----100 70

ton CaCO3 ha-1 = 2.8

SUELO: Typic HapludultUBICACIÓN: Sabanilla, AlajuelaCULTIVO: CaféPRNT DE LA CAL: 80% (determinada en el laboratorio)PRS DESEADO: 25% (Cuadro 1)

pH Ca Mg K Al CICE % Sat. Al---------------------------------- cmol(+) L-1 -----------------------------4.7 1.7 0.4 0.37 3.1 5.57 54

1.5 (54-25) 5.57 100ton CaCO3 ha-1 = --------------------- x -----

100 80

ton CaCO3 ha-1 = 3




80

Ejemplo:

Si se admite que la densidad del suelo es igual a 1.5 g cm-3, en una profundidad de 0.20 m,entonces la masa de la capa arable por hectárea será: 100 m x 100 m x 0.20 m x 1500 kgm-3 = 3´000.000 de kg ha-1 = 3000´000.000 gramos ha-1, o sea, 3000 toneladas.

Si la acidez hidrolítica obtenida es igual a 4.5 me 100 g-1 suelo,

F órmula empírica:

Dosis de cal = acidez hidrolítica x profundidad del x densidad x 0.05(me 100 g-1 suelo) muestreo (cm) del suelo

Dosis de cal = 4.5 me 100 g-1 de suelo x 20 cm x 1.5 g x 0.05

Dosis de cal = 6.75 T ha-1

Otra forma de calculo:

Peso molecular H 1.00794 0.00100794 g HH meq/100 g = ---------------------- = ----------- = ------------------

Valencia x 1000 1 x 1000 100 g

1 meq H = 0.00100794 g /100 g suelo

Si en 100 g suelo ------------------ 0.00100794 g H/100 g suelo

3 x 109 g suelo ----------------- X

0.00100794 x 3000000000X = -------------------------------- = 30238.2 g H

100

1 meq ------------------ 30238.2 g4.5 ------------------ X

X = 136071.9 g ha-1 es decir, 136.0719 kg ha-1 de hidrógeno intercambiable.

De acuerdo a la ecuación de reacción: 2H+ + CaCO3 = Ca2+ + H2O + CO2, para neutralizarun kg de hidrógeno intercambiable se necesitan 50 kg de cal.




81

Por lo tanto, para 1 ha de terreno se necesitan 136.0719 x 50 =6803.595 kg = 6.80 T calha-1.

Fuentes de encalado y sus características

En principio, se entiende por cal, al óxido de calcio que también se denomina cal viva. Sinembargo, comocal agrícola podemos denominar cualquier material que neutralice laacidez del suelo y que contenga calcio y magnesio. En la práctica, entre los materiales másempleados para encalar esta el carbonato de calcio finamente molido, ya que representa elmaterial más abundante y económico para este fin.

El CaCO3 se encuentra en la naturaleza en diferentes formas cristalinas e incluso comocomponente principal de materiales de origen orgánico como las conchas marinas. Suforma más abundante es la calcita.

La cal viva es OCa (óxido de calcio), que produce la industria por calcinación de CaCO3.

1000oCCaCO3 ______ CaO + CO2

Es un material que puede usarse como cal agrícola, pero es más costoso y sumamentecáustico por lo cual no es recomendable.

La cal apagada, Ca(OH)2, es la misma cal viva después de haberla tratado con aguatambién recibe técnicamente el nombre de hidróxido de calcio y de cal hidratada.

La dolomita es el carbonato doble de calcio y magnesio, CaCO3-MgCO3 y normalmente se

encuentra mezclada en diferentes proporciones con CaCO3. La dolomita pura contiene 217g kg-1 (21.7%) de Ca y 131 g kg-1 13.1%) de Mg. La mayoría de las canteras producenmateriales que contienen diferentes proporciones de Ca y Mg. Para fines agrícolas ladolomita o los materiales calizos ricos en Mg son apreciados, ya que el Mg es también unelemento esencial para las plantas frecuentemente deficiente en suelos ácidos. El Cuadro 2contiene nombres, fórmulas y valores de neutralización de los principales materiales deencalado. Estos valores se basan en compuestos 100% puros y se debe tomar en cuenta la pureza real del material al momento de decidir la dosis, además de su finura ó mallaje.

La cal agrícola normalmente contiene una proporción de silicatos y otras impurezas que noejercen ningún efecto sobre la acidez del suelo y obviamente reducen el valor neutralizante.Otro factor sumamente importante en relación al comportamiento de la cal en el suelo serefiere a la reacción ácido-base requiere el contacto íntimo entre el ácido y la base. Así, elcontacto entre el ácido y la base dificulta. Las partículas de cal, si son muy grandes pueden pasar años en el suelo ácido sin disolverse y sin reaccionar con los ácidos presentes.Es por lo tanto importante que la cal esté finamente dividida. Por otra parte, el proceso demolido de una roca es costoso y debe buscarse un tamaño de partículas adecuado, que seaefectivo y que cueste lo menos posible.




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Cuadro 1. Porcentaje recomendado de saturación de aluminio (PRS) para cultivos en producción (Berstch, 1995).

Cultivo PRS (%)

Banano < 15Cacao < 20Café < 25Camote < 20Caña de azúcar < 20Caupí < 40Cítricos < 20Coco < 30Frijol negro < 20Gandul < 40

Maíz < 25Mango < 20Maní < 25Palma aceitera < 15Papa < 20Pejibaye < 25Piña < 30Plátano < 25Sorgo < 20Soya < 10Trigo < 10

Yuca < 601. Estos valores de PRS han sido estimados a través de la práctica.

Cuadro 2. M ater iales para encalado y su valor neutrali zante (equivalente en % CaCO 3 )

Material Fórmula del componentecaracterístico

Valor neutralizante(equiv. % CaCO3)

Calcita CaCO3 100Cal viva CaO 178Cal hidratada Ca(OH)2 134Carbonato de Mg MgCO3 119

Cal dolomítica CaCO3-MgCO3 108-95Conchas marinas molidas CaCO3 80-88Escorias de silicato de calcio CaSiO3 71-80Escorias básicas CaCO3-CaSiO4 67-70Marga CaCO3 40-71Roca fosfórica Ca10(PO4)F2 7Cenizas de madera CaCO3, K 2CO3, MgSO4 40Yeso CaSO4. 2H2O Ninguno




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Problemas de sobre encalado

Por muchos años se consideró que en general el pH óptimo para la producción de cultivosestaba entre 6.5 y 7.0. Esto es cierto en Mollisoles, Vertisoles y ciertos Alfisoles (suelos

dominados por esmectitas). Investigación conducida en suelos tropicales ha demostradoque el encalar Oxisoles, Ultisoles y Andisoles de los trópicos a pH mayor de 6.0 es nosolamente innecesario sino también riesgoso. El sobreencalado a valores de pH cercanos a7.0 puede deprimir seriamente el rendimiento al causar deterioro de la estructura e inducirdeficiencias de Zn, B y Mn.

El uso de cantidades excesivas de cal puede dispersar los coloides al afectar la agregaciónde partículas del suelo. El sobre encalado promueve la dispersión de los agregados delsuelo debido a que produce cambios en la superficie de los coloides que llevan a quedominen las fuerzas de repulsión entre partículas. Esto altera las condiciones físicas delsuelo haciendo que aparezcan costras en la superficie que taponen los poros del suelo y que

exista una muy lenta infiltración. Todo esto afecta considerablemente los cultivos. LITERATURA CONSULTADA

Bertsch, F. 1995. La fertilidad de los suelos y su manejo. San José. Costa Rica. ACCS.157p.

Castellanos, J.Z. J.X. Uvalle-Bueno y A. Aguilar-Santelises. 2000. Memoria del cursosobre interpretación de análisis de suelos, aguas agrícolas, plantas y ECP. INIFAP-FIATE-Universidad Autónoma Chapingo. 188p.

Cochrane, T.; J. Salinas.; P. Sánchez. 1990. An equation for liming acid mineral soils tocompesate crops aluminium tolerance. Tropical Agriculture 57(2):133-140.Colacelli N. A. 1997. Suelos: corrección de suelos ácidos. Universidad Nacional deTucumán. 3p. Disponible en: http://www.producción.com.ar/1997/97jun_15.htm;(Revisado en julio 31 de 2003).

Espinoza, J.; Molina E. 1999. Acidez y encalado de los suelos.1ra ed. Ecuador, Quito.INPOFOS. 41 p.

ICA, 1992. Fertilización en diversos cultivos. Quinta aproximación. ICA. Colombia,Bogota. P 24.

Molina R.E. 1998. Encalado para la corrección de la acidez del suelo. 1ª ed. San José, C. R.ACCS. 45 p.

Raij, B. Van. 1991. Fertilidade do solo e adubacao. Sao Paulo, Piracicaba, Brasil.POTAFOS. 343p.Sánchez, G. P. 2001. Memorias del curso sobre nutrición vegetal. Colegio dePostgraduados en Ciencias Agrícolas. Montecillo, México. 240 p.

Yost, R., T. J. Smith, S. Itoga y Zhi-cheng Li 1991. Uso de sistemas de apoyo-decisión para hacer recomendaciones de cal y fósforo. In: Manejo de suelos tropicales enLatinoamérica. Ed. Por T. J. Smithet al . Costa Rica. North Carolina State University. p. 177-185.




84

11. ALCALINIDAD, SALINIDAD DEL SUELO Y SU CONTROL

A diferencia de la acidez, la alcalinidad es un proceso que se explica en el suelo por lasacumulaciones excesivas de bases (calcio, magnesio, potasio y sodio) procedentes de rocade origen básico ricas en feldespatos, micas, piroxenos, anfiboles y apatitas. Los suelosalcalinos (pH 7.4 a 9) se originan en regiones áridas y semiáridas y secas de Ecuador endonde la precipitación es menor que la evapotranspiración. Esta condición de déficit deagua hace que en el suelo se concentren cationes básicos y aniones hasta niveles que pueden ser tóxicos para las plantas. Los mayores problemas de alcalinidad están referidos asuelos salinos, sódicos y calcáreos.

En la costa del Ecuador el 8.01 del área territorial Manabí, Guayas, y El Oro que llega a las337.613 ha tienen problemas de salinidad. Ligera: 175.107; media: 59.247; alta: 72.806 ymuy alta: 30.453 ha. Se han realizado algunas estimaciones de la superficie afectada por

diversos grados de salinidad en la provincia del Guayas, las mismas que se detallan acontinuación.

Superficie porcentaje Salinidad1770.630 ha (Total) 100%

1436.630 81.14 Sin salinidad141.434 7.99 Salinidad ligera34.217 1.93 Salinidad media66.698 3.77 Salinidad alta4.500 0.25 Salinidad muy alta

288 0.02 Bancos de arena58.026 3.28 Camaroneras23.767 1.34 Área urbana5.070 0.29 Cuerpos de agua

Existe una variación de la conductividad eléctrica con respecto a la profundidad del suelo,así tenemos que en muestras tomadas en el cantón Yaguachi, se obtuvo:

Profundidad de muestreo CE = dS/m.

0 – 10 cm 23.5

10 – 20 cm 19.220 – 30 cm 9.130 – 40 cm 8.7




85

Clasificación de la alcalinidad

La alcalinidad en el suelo puede ocurrir por la presencia de sales solubles, en cuyo caso lossuelos se denominansuelos salinos; por la presencia de sodio intercambiable en cuyo casolos suelos se denominansuelos sódicos; por la presencia de sales y sodio en cuyo caso los

suelos se denominansalino sódicos, y por la presencia de carbonatos de calcio en formalibre, en cuyo caso se denominan suelos calcáreos.

Suelos salinos

Los suelos salinos en forma muy general, son aquellos que contienen concentracionesexcesivas de sales solubles (>2%). Las sales solubles son aquellas más solubles que el yeso(CaSO4·2H2O), cuya solubilidad a 0oC es de 2.4 gramos por litro de agua. Las salessolubles del suelo están compuestas principalmente de los cationes Na+, Ca2+ y Mg2+ y losaniones Cl-, SO4

2-, HCO3- y CO3

2-.

Las sales más solubles son las más nocivas, debido a que forman soluciones salinas muyconcentradas, mientras que las poco solubles se precipitan antes de alcanzar un límite peligroso. Los cloruros y los sulfatos de sodio y magnesio y el carbonato de sodio son lassales que ocasionan mayores problemas, debido a su gran solubilidad.

Los principales suelos salinos son:

- Solonchak , con cloruros y sulfatos de sodio y pH neutro- Solonets- Solod , ambos con altos contenidos de bicarbonatos, carbonatos y silicatos de sodio.

Los problemas de los suelos salinos que limitan la capacidad de producción son:1. Dispersión del complejo orgánico-mineral2. Baja permeabilidad3. pH alcalino4. Poca disponibilidad de micronutrimentos5. Alto contenido de sodio intercambiable6. Solubilización de las arcillas

Salinidad

La medida de salinidad se expresa mediante la Conductividad Eléctrica (CE), basada en elhecho de que las sales contenidas en una solución salina dejan pasar corriente eléctrica conmayor facilidad que el agua. Con el fin de normalizar las medidas se han acordado que lamedición de la conductividad se haga a 25oC en el llamado “extracto de saturación” delsuelo. Para esto se agrega agua destilada al suelo hasta la saturación, posteriormente seextrae el total del agua mediante succión y se mide la conductividad de ésta solución a la




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temperatura ambiente y mediante valores preestablecidos en tablas se determina el valor deCE a 25oC.

Unidades de la conductancia:

mho cm-1

1.0mmho cm-1 1000 (suelos)µmho cm-1 1000000 (aguas)

Unidades en el sistema internacional

dS m-1 decisiemens por metro1 dS m-1 = 1 mmho cm-1 1 mS cm-1 = 1 µmho cm-1

El contenido de sales totales (ST) y la CE están relacionadas por la siguiente igualdad:ST = 0.64 CE, dondeST Contenido de sales totales, expresado en ppm (mg L-1)CE Conductividad eléctrica, expresada en micromho cm-1 a 25oC

Porcentaje de sodio (Na+) intercambiable

Uno de los efectos negativos más importante de la salinidad se debe al Na+ sorbido por elcomplejo coloidal. Cuando este ion se encuentra en una proporción alta en los lugares deintercambio, los agregados del suelo se desintegran y se dispersan. Estas pequeñas

partículas dispersadas taponan los poros del suelo, llegando este a ser impermeable al agua.Por lo tanto, es importante conocer la cantidad de Na+ intercambiable con relación a lacantidad total de iones intercambiables. Esta relación, expresada en %, se llama porcentajede sodio intercambiable (PSI):

Iones de sodio intercambiablePSI = --------------------------------------- X 100

Total de iones intercambiables

Origen de la salinidad del suelo

La salinidad del suelo puede ser originada por factores naturales y antropogénicos. Entre lascausas naturales podemos citar las siguientes:

a) La constitución geológica del terreno b) La acumulación de partículas salinas transportadas por el vientoc) La actividad volcánica

mmhos – milimohos

µmho – micromohosmS - milisiemendS - decisiemen




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Y aquellas relacionadas por la acción del hombre:

a) El empleo de aguas salinas (Riego con marea – aguas – con influencia marina) b) El uso excesivo de fertilizantesc) El uso irracional del riego

Clasificación de suelos salinos de acuerdo a su CE y PSI

La clasificación de los suelos salinos se hace teniendo en cuenta la CE en el extracto desaturación y el porcentaje de sodio intercambiable (PSI). Según los valores de ambos parámetros existen los siguientes tipos de suelos salinos:

Tipo de suelo CE(mmho cm-1)

PSI(%)

Normal < 4 < 15Salino > 4 < 15Sódico < 4 > 15

Salino-sódico > 4 > 15

Habitualmente se emplea la expresión de suelo salino para indicar cualquier suelo que tieneexceso de sales. Sin embargo, desde el punto de vista de clasificación se denomina salino altipo de suelo que presenta las características anteriormente descritas.

Relación de Adsorción de Sodio (RAS)

Otro parámetro de importancia para determinar el grado de salinidad en suelo es laRelación de Adsorción de Sodio (RAS) y se calcula a partir de las concentraciones desodio, calcio y magnesio en el extracto de saturación.

Na+ RAS = ------------------------

Ca2+ + Mg2+

2

En la figura siguiente se observa la relación entre el RAS del extracto de saturación y el PSIdel suelo en equilibrio con el extracto.




88

The Sodium Adsorption Ratio (SAR) can also be calculated using the following equation:

Fig. 1 Nomogram for determining the SAR value of irrigation water and for estimating thecorresponding ESP value of a soil that is at equilibrium with the water (Richards 1954)




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Efectos de la salinidad en las plantas

1. Ef ectos en la germinación

a) Disminución de la absorción del agua

b) Absorción de iones en cantidades tales que pueden ser tóxicasc) La salinidad retrasa la germinación de las semillas de algunas especies, pero noreduce el porcentaje de germinación.

2. Efectos osmóticos

a) Reducción del crecimiento como consecuencia de la reducción del potencial hídricodel suelo, el cual a su vez se ve reducido por la disminución del potencial osmótico

b) Coloración verde-azul oscuroc) Hojas cerosas y de mayor espesor

3. Efectos en l a anatomíaa) Disminución de biomasa seca b) Reducción del área foliar (inhibición celular)c) Hojas pequeñas y suculentas (incremento del grosor del parénquima esponjoso)d) Retrazo de la floración

4. Ef ectos en l a fisiología de la plan ta

a) Disminución de la fotosíntesis b) Disminución del contenido de clorofila

c) Disminución de la exportación de fotosintatosd) Inhibición de la fosforilacióne) Disminución de los porcentajes de fijación de CO2

Mecanismos de tolerancia a la salinidad

La tolerancia a la salinidad es la capacidad de una planta para crecer y completar su ciclode vida sobre un substrato que contenga altas concentraciones de sales, principalmente NaCl, así como sales solubles.

Según Jeschke (1984) y Maas (1976), la tolerancia a la salinidad es la capacidad de las

plantas para sobrevivir y producir rendimientos económicos bajo condiciones adversascausadas por las concentraciones de sales en el suelo,

La ecuación general que describe dicha respuesta (en términos de rendimiento) es:

Y = 100 - b (CEes - Su), donde




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Y - Rendimiento relativo (%) b - Reducción del rendimiento (%) por cada incremento unitario en la salinidadCEes - Salinidad media espacial y temporal en el suelo, expresada como la conductividad eléctrica del

extracto de saturación (dS m-1)Su - Salinidad umbral (CEes) a la cual el rendimiento empieza a ser afectado (dS m-1)

De tal manera que los mecanismos de tolerancia de las plantas a la salinidad del suelo son:1. Impedimento de la penetración de las sales a nivel radical2. Ajuste osmótico (Presión osmótica interior > Presión osmótica exterior)3. Excreción por glándulas especiales4. Abscisión foliar

Tolerancia de los cultivos a la salinidad de los suelos

Cultivo CE umbral (dS m- )

Cebada 8.0

Maíz 1.7Remolacha 7.0Caña de azúcar 1.7Alfalfa 2.0Pasto Bermuda 6.9Trébol 1.5Ryegrass 5.6Frejol 1.0Brócoli 4.0Pepino 2.5Cebolla 1.2

Ají 1.5Papa 1.7Fresa 1.0Tomate 2.5Vid 1.5 Naranja 1.7Durazno 1.7Jazmín 1 – 2Rosa 2 – 3Magnolia 4 – 6Bugambilia > 8

Enyesado de suelos salinos

Por enyesado se entiende la aplicación de yeso al suelo con el fin de mejorar las cualidadesquímicas de suelos salinos.




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La aplicación de yeso al suelo elimina la sosa de la solución del suelo y el sodio adsorbidose desplaza y se sustituye por calcio, formando sal neutra de sulfato de sodio soluble, comosigue:

Na2CO3 + CaSO4 = CaCO3 + Na2SO4

NaComplejo de intercambio) + CaSO4 = Complejo de cambio) Ca + Na2SO4

Na

Las pequeñas cantidades de Na2SO4 que se forman en la solución no perjudica las plantas.Sin embargo, el enyesado de suelos solonets que contengan más de un 20% de sodio de lacapacidad total de adsorción forman gran cantidad de Na2SO4 que debe ser eliminado delsuelo con un riego pesado y con drenaje para no contaminar los mantos freáticos. El yesoaplicado al suelo elimina su reacción alcalina.

La dosis de yeso (CaSO4·2H

2O) se determina de la manera siguiente:

Dosis de yeso (T ha-1) = 0.086 (Na – K x CIC) H D , donde

0.086 1 meq de CaSO4·2H2O (en gramos) Na - Contenido total de sodio intercambiable (meq por 100 g de suelo)K - Contenido permisible de sodio intercambiable en el suelo (en partes de CIC, es decir 10%, o

0.1 CIC)CIC - Capacidad de Intercambio Catiónico (meq por 100 g de suelo)H - Profundidad de muestreo (cm)D - Densidad del suelo (g cm-3)

Fuentes de yeso

Fuentes % de CaSO4·2H2O

Yeso húmedo molido 71 - 73Yeso fosfórico 70 - 75Yeso arcilloso 60 - 90

Suelos sódicos

Son aquellos suelos cuya concentración de sodio intercambiable es tan alta que afecta su productividad. Se les denomina “alcali negro” porque el sodio dispersa la materia orgánicay la concentra en pequeñas películas o parches negros. El parámetro químico que mide laconcentración de sodio en el suelo es el PSI o porcentaje de sodio intercambiable. Un suelosódico, para considerarlo como tal, debe tener los siguientes parámetros químicos:




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- pH mayor de 8.5. El pH puede llegar a 10 especialmente cuando se presentan carbonatos o bicarbonatos de sodio (CO3 Na2, NaHCO3).

- CE (conductividad eléctrica): menor a 2 mmho cm-1 o dS m-1.

- PSI (% de sodio intercambiable): mayor de 7%.

Clasificación de los suelos de acuerdo con su porcentaje de sodiointercambiable (PSI)

Clase de sodicidad Porcentaje de sodio intercambiable (PSI)Ligeramente sódico 7 – 15Medianamente sódico 15 – 20Fuertemente sódico 20 – 30

Extremadamente sódico > 30Fuente: Manual 60, USA. Departamento de agricultura 1962.

Suelos calcáreos

Son aquellos que presentan altas saturaciones de calcio intercambiable y además poseencarbonatos libres, los cuales se conocen en el campo porque reaccionan al ácido clorhídrico(HCl – 10%).

Un suelo calcáreo debe considerarse como tal cuando presenta los siguientes parámetrosquímicos:

- pH en el orden de 7.4 – 7.5- Calcio intercambiable en el orden de 20 meq/100g de suelo.- Presencia de carbonatos de calcio libres en formas de nódulos calcáreos (ocurren

generalmente en el horizonte B).- Reacción moderada a fuerte al HCl o a gotas de limón.


Castro, F. H. 1998. Fundamentos para el conocimiento y manejo de suelos agrícolas.Manual técnico. Instituto Universitario Juan de Castellanos Tunja. Produmedios.Tunja - Boyaca, Colombia. 360 p.





93

12. FERTILIZANTES: TIPOS, FUENTES, PROPIEDADES Y COMPATIBILIDAD

El suelo funciona como almacén de nutrimentos para las plantas y proporcionanormalmente una gran cantidad de los requerimientos nutricionales de las mismas. Sinembargo, bajo la mayoría de las condiciones, el crecimiento puede estimularse mediante laaplicación apropiada de nutrimentos complementarios. Cualquier material que contengauno o varios de los nutrientes esenciales que se añaden al suelo o que se aplican sobre elfollaje de las plantas con el propósito de complementar el suministro de nutrimentos de las plantas puede denominarse fertilizante.

Fertilizante. Producto químico generalmente inorgánico, que aporta nutrientes para las

plantas. Como producto químico es una sal inerte sin carga, que en contacto con el agua delsuelo o de una solución, se disocia, dejando nutrientes en forma iónica, es decir, especiesquímicas con carga positiva (cationes) y especies químicas con carga negativa (aniones).

Sales in ertes I ones cargados lu ego de la hi drólisisKNO3

Nitrato de potasioK + + NO3

- Catión potasio Anión nitrato

NH4H2PO4 Fosfato monoamónico

NH4+ + H2PO4

- Catión amonio Anión fosfato

Los primeros fertilizantes fueron abonos animales, restos de plantas y animales, huesosmolidos y sales de potasio derivadas de cenizas de madera.

Tres importantes avances ocurridos en el siglo XVIII fueron los precursores de la modernaindustria de los fertilizantes:

1839 - Descubrimiento de depósitos de sales de potasio en Alemania.1842 - Tratamiento de fosfato mineral con ácido sulfúrico para formar superfosfato.1884 - Establecimiento de los principios teóricos para combinar hidrógeno y nitrógeno

atmosférico y formar amoníaco.

Tipos de fer tilizantesLos fertilizantes pueden agruparse en cuatro categorías: minerales, sintéticos, orgánico-sintéticos, o inorgánicos.

Los fertilizantes minerales son rocas molidas que contienen nutrimentos. La caldolomítica, por ejemplo, es una buena fuente de calcio y magnesio. La mayoría de los




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Las fuentes de nitrógeno mineral y su equivalencia de acidez en relación con el CaCO3 se presentan en el Cuadro 1. Es importante recalcar que estas deben ser seleccionadas enfunción del pH del suelo. En aquellos suelos de reacción alcalina es recomendable utilizarfertilizantes de reacción ácida. De esta manera se coadyuva a reducir los problemas dedisponibilidad de Fe y Zn e incluso algunas veces el fósforo.

Cuadro 1. Fuentes de nitrógeno mineral, sus concentraciones y su efecto sobre lascondiciones básicas o ácidas del suelo.

Fuente Fórmula química Concentración(%)

Acidez equivalentekg de CaCO3/kg de N

Ácido Nítrico HNO3 22 *Sulfato de Amonio (NH4)2SO4 21 5.2

Amoniaco Anhidro NH3 82 1.8 Nitrato de Amonio NH4 NO3 34 1.8 Nitrato de Magnesio Mg(NO3) ·6H2O 11 0.5-0.8 (B)Urea CO(NH2)2 46 1.8 Nitrato de Calcio Ca(NO3)2 ·4H2O 15 0.5-1.0 (B) Nitrato de Sodio NaNO3 16 1.8 (B) Nitrato de Potasio KNO3 13 2.0 (B)Fosfato Monoamónico (MAP) NH4H2PO4 11 5.0Fosfato Diamónico (DAP) (NH4)2 HPO4 18 3.1* No se usa como fuente de N, sino como acidulante para eliminar carbonatos y bicarbonatos en el agua de

riego en sistemas de fertirrigación.(B) Consideradas como fuentes neutras.

F uentes de F ósforo

La fuente a aplicar de fósforo depende esencialmente del pH del suelo. En suelos calcáreoso pH alto es recomendable utilizar Fosfatos mono o diamónicos, que son los más solubles,además de que tienen reacción ácida, más aún el primero. También se puede usar estafuente en suelos con un pH ligeramente ácido y/o débil presencia de carbonatos. Estasfuentes son más solubles en estos suelos. También se recomienda el uso de ácido fosfórico,cuando la infraestructura de riego lo permite (i.e. en sistemas de fertirrigación, con lo que

se eliminan los carbonatos y bicarbonatos del agua de riego). Mientras que ensuelos con pHácido se recomienda la utilización de fosfatos de calcio, en donde el calcio es también unaforma de suministrar este nutrimento. Las fuentes de fósforo y sus concentraciones se presentan en el Cuadro 2.

Es importante recalcar que el fertilizante que se use deberá ser compatible con las demásfuentes que van a conformar la mezcla física, utilizando ya sea fuentes granuladas parasuministrar los tres elementos N, P y K o refinadas, según sean las características del




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equipo del equipo de fertilización del productor, con esto se evita que un fertilizante se“asiente”, resultando esto en una aplicación desuniforme del fertilizante. Cuando se mezclauna fuente granulada con otra cristalina se tienden a separar físicamente y resulta en unaaplicación heterogénea.

Cuadro 2. Fuentes de fósforo y concentraciones de N, P2O5 y K 2O.

Fuente Fórmula Concentración Nutrimental (%) N P2O5 K 2O S

cido Fosfórico(100%)

H3PO4 0 48-52 0 0

Superfosfato de CalcioTriple

Ca(H2PO4)2 0 46 0 1-1.5

Superfosfato de CalcioSimple

Ca(H2PO4)2 0 20 0 11-12

Fosfato Monopotásico(MKP)

KH2PO4 0 52 34 0

Fosfato Dipotásico(DKP)

KH2PO4 0 41 54 0

Fosfato Monoamónico(MAP)

NH4H2PO4 11 52 0 0-2

Fosfato Diamónico(DAP)

(NH4)2HPO4 18 46 0 0-2

Polifosfato de Potasio K 3HP2O7 + KH2PO4 0 51 40 0Polifosfato deAmonio (NH4)3HP2O7 + NH4H2PO4 10-20 32-62 0 0

F uentes de Potasio

En cuanto a las fuentes de potasio a utilizar se debe tomar en cuenta el cultivo a establecer,el pH del suelo, considerando que los sulfatos tienen reacción ácida y los nitratos reacciónalacalina, mientras que los cloruros son de reacción neutra, sin embargo muchos cultivos notoleran dosis altas de cloruros, por lo que se debe tener esta precaución al momento dedefinir esta fuente. Se debe tener en cuenta la época en que se aplica el nutrimento y lanecesidad de agregar otros nutrimentos. Las fuentes de potasio y sus concentracionesnutrimentales se presentan en el Cuadro 3.

F uentes de Calcio

Las fuentes de calcio utilizadas como fertilizantes se mencionan en el Cuadro 4.




97

Cuadro 3. Fuentes de potasio y concentraciones de N, P2O5, K 2O, S y Mg.

Fuente Fórmula Concentración Nutrimental (%) N P2O5 K 2O S Mg

Sulfato de Potasio K 2SO4 0 0 50 17 0

Sulfato doble de Potasio y magnesio K 2SO4 MgSO4 0 0 22 22 11Cloruro de Potasio KCl* 0 0 60 0 0 Nitrato de Potasio KNO3 13 0 44 0 0Fosfato Monopotásico (MKP) KH2PO4 0 52 34 0 0Fosfato Dipotásico (DKP) K 2HPO4 0 41 54 0 0Polifosfato de potasio --- 0 40-60 22-48 0 0Tiosulato de Potasio K 2S2O3 0 0 25 17 0Polisulfuro de Potasio KSx 0 0 22 23 0* Este fertilizante también posee 47% de cloro (Cl)

Cuadro 4. Fuentes de calcio como fertilizantes y sus concentraciones nutrimentales

Fuente Fórmula concentración NutrimentalCa N P2O5 S

Nitrato de Calcio Ca(NO3)2 24.4 17 0 0 Nitrato Calcico Hidratado* Ca(NO3)2 ·4H2O 19 15.5 0 0Cloruro Cálcico CaCl2 37.2 0 0 0Cloruro Cálcico Hidratado CaCl2 ·6H2O 18.3 0 0 0Sulfato Cálcico (70%) CaSO4 20.5 0 0 16.4Sulfato Cálcico Hidratado (80%) CaSO4 ·2H2O 18.6 0 0 15Polisulfuro de Calcio CaSx 6 0 0 22Superfosfato de Calcio triple Ca(H2PO4)2 12-14 0 46 1-2Superfosfato de calcio simple Ca(H

2PO

4)2 18-21 0 20 11-12

Ca-EDTA (Para uso foliar) Ca-EDTA 3-5 0 0 0* Fuente más común de Nitrato de calcio

F uentes de M agnesio

Las fuentes de magnesio y sus concentraciones nutrimentales se indican en el Cuadro 5.

Cuadro 5. Fuentes de magnesio como fertilizantes y sus concentraciones nutrimentales.

Fuente Fórmula concentración Nutrimental

Mg N K 2O SSulfato de Magnesio MgSO4·7H2O 10 0 0 13Sulfato de Potasio y Magnesio K Mg SO4 11 0 20 22Oxido de Magnesio MgO 45-60 0 0 0Oxisulfato de Magnesio MgSO4-MgO 36 0 0 Nitrato de Magnesio Mg(NO3)2·6H2O 9.5 11 0 0Cloruro de Magnesio MgCl2 7.5 0 0 0Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaMgCO3 3-12 0 0 0




98

Micronutrimentos

Los micronutrimentos se denominan así debido a las cantidades tan pequeñas en que se

consumen por los cultivos, sin embargo son tan importantes como los macronutrimentos para mantener el potencial productivo del suelo. Recientemente han recibido mucha másatención debido a la generación de nuevos híbridos con mayores potenciales derendimiento, nuevas tecnologías de producción y una mayor exigencia en el mercado encuanto a la calidad de los productos agrícolas.

F uentes de H ierro

Cuadro 6. Fuentes de hierro y su concentración.

Fuente Fórmula Porcentaje aproximado de FeSulfato ferroso FeSO4 ·7H2O 19Oxisulfato de hierro FeSO4 ·7H2O + FeO* 25Oxido de hierro FeO* 77Fosfato de amonio ferroso Fe(NH4)PO4 ·H2O 29Sulfato de amonio ferroso (NH4)2SO4 FeSO4 ·6H2O 14Polifosfato de amonio-hierro Fe(NH4)HP2O7 22Quelato-EDTA NaFeEDTA 5-14Quelato-HEDTA NaFeHEDTA 5-9Quelato-EDDHA NaFeEDDHA 6Quelato-DPTA NaFeDTPA 10* Fuentes de muy baja solubilidad en el suelo.

F uentes de Zinc

Cuadro 7. Fuentes de zinc y su concentración.

Fuente Fórmula Porcentaje aproximado de ZnSulfato de Zinc monohidratado ZnSO4 ·H2O 35

Oxisulfato de Zinc ZnSO4 ·7H2O + ZnO* 36Oxido de Zinc ZnO* 78Quelato-EDTA Na2ZnEDTA 14Quelato-HEDTA NaZnHEDTA 9* Fuentes de baja solubilidad en el suelo.




100

Propiedades de los ferti lizantes

Entre las características físicas y químicas más importantes de los fertilizantes, que debenser tenidas en cuanta para evitar perjuicios al suelo, a los cultivos y pérdida de eficiencia en

su aplicación están:

1. Poder de acidi ficación o basicidad residual

El uso de fertilizantes en agricultura tiende con frecuencia a cambiar el pH del suelo. Laacidez o basicidad de un fertilizante es una medida del grado en que el pH del suelo cambiacuando el material se aplica al suelo.

El efecto de una sola aplicación anual de fertilizantes sobre el pH del suelo, a dosisnormales, es relativamente débil y su significado agronómico puede ser despreciable. Sin

embargo, el efecto acumulativo de aplicaciones sucesivas con un mismo tipo de fuente ydurante varios años, puede acidificar o alcalinizar el suelo hasta el punto de afectar su productividad.

Los fertilizantes que dejanresiduo ácido en el suelo son: urea, nitrato de amonio, sulfato deamonio, fosfato monoamónico, fosfato diamónico y el azufre elemental. En general, todoslos fertilizantes nitrogenados donde esté involucrada la oxidación del amonio, originanresiduo ácido en el suelo.

Los fertilizantes deresidualidad neutra son el superfosfato triple, el cloruro de potasio elsulfato de potasio el sulfato doble de potasio y magnesio, el nitrato de potasio y el sulfato

de calcio (yeso). Los fertilizantes deresidualidad básica son la roca fosfórica, las calescalcíticas y las cales dolomíticas.

2. Indice de salinidad

Los fertilizantes minerales están compuestos por sales. En condiciones normales, unfertilizante, no produce concentraciones salinas suficientemente altas para causar daño a las plantas. Sin embargo un fenómeno que puede hacer entender el efecto de salinización poruso de fertilizantes es el generado particularmente en los sistemas de fertirrigación, cuandose aplican muy altas dosificaciones de nutrimentos, como ocurre en las plantaciones deflores.

El índice de sali nidad de un fertilizante es una cifra indicativa del grado en el cual unacantidad dada del producto incrementa la presión osmótica de la solución del suelo.

Los fertilizantes que mayor índice de salinidad presentan son el cloruro de potasio, elnitrato de amonio y el nitrato de sodio.




103


California Fertlilizer Association. 1995. Manual de fertilizantes para horticultura. Taducidadel ingles al español y revisada por Etchevers, B. J. y Guzmán, O. M. 1era. Ed.Limusa. México, DF. 297p.

Castellanos, J.Z. J.X. Uvalle-Bueno y A. Aguilar-Santelises. 2000. Memoria del cursosobre interpretación de análisis de suelos, aguas agrícolas, plantas y ECP. INIFAP-FIATE-Universidad Autónoma Chapingo. 188 p.

Castro, F. H. 1998. Fundamentos para el conocimiento y manejo de suelos agrícolas.Manual técnico. Instituto Universitario Juan de Castellanos Tunja. Produmedios.Tunja - Boyaca, Colombia. 360 p.

Havlin, J. L; J. D. Beaton; S. L. Tisdale and W.L. Nelson. 1999. Soil fertility andfertilizers: an introduction to nutrient. Management/Samuel L. Tisdale et al. 6th ed.

Prentice-Hall. USA. New Jersey. 499 p.ICA, 1992. Fertilización en diversos cultivos. Quinta aproximación. ICA. Colombia,

Bogota. P 24.

López A. M. Espinosa J. M. 1995. Manual de nutrición y fertilización del banano.Instituto del Fósforo y la Potasa. Quito, Ecuador. 82 p.

Plaster, E. J. 2000. La ciencia del suelo y su manejo. Paraninfo. España Madrid. 419 p.

SQM. 2002. Libro azul. Manual de fertirriego de SQM. Tercera edición. Santiago. Chile.

pp. 129 y 134.Fertilizando.com. s/f. Disponible en:http://www.fertilizando.com/articulos/Fertilizantes

%20y%20Soluciones%20Concentradas.asp(revisado 15/06/2009)

http://www.fertilizando.com/articulos/Fertilizantes%20%20y%20Soluciones%20Concentradas.asp







105

DIAGRAMA EXPERIMENTAL DE CAMPO

25.2 m

26 m32 m

2 m

5 m

19.2 m

Número de parcela

Número de tratamiento

3 m

ÁREA NETA DEL ENSAYO = 384.0 m (19.2 x 20 m)ÁREA ÚTIL DEL ENSAYO = 153.6 m2 (6.4 m2 x 24 parcelas)ÁREA TOTAL DEL ENSAYO = 806.4 m2 (25.2 x 32 m)

I

II

III

IV

Número de repetición

5 6 3 2 1 4

2 3 4 5 61

10

1

11

46

12 9

3

8

2 5

7

16151413 1817

1 2 6 3 5 4

614532

192021222324

3m




106

DELINEAMIENTO EXPERIMENTAL

Este comprende las siguientes características: Número de parcelas 24

Número de hileras por parcela 4

Área total de la parcela (3.2 m ancho x 5 m largo) 16.0 m

rea útil de la parcela (1.6 m ancho x 4 m largo) 6.4 m

Números de bloques 4

Área del bloque (19.2 m ancho x 5 m largo) 160.0 m

rea útil del bloque (9.6 m ancho x 4 m largo) 64.0 m

Distancia entre bloques 2.0 m

Distancia de los bloques al cerramiento perimetral por los 4 lados 3.0 m

Área neta del ensayo (19.2 m de ancho x 20 m de largo) 384.0 m

Área útil del ensayo (9.6 m de ancho x 16 m de largo) 153.6 m

Área total del ensayo (25.2 m de ancho x 32 m largo) 806.4 m

ALGUNAS VARIABLES QUE SE PUEDEN MEDIR EN EL ÁREA ÚTIL DE LAUNIDAD EXPERIMENTAL.

Altura de planta (cm) Altura de inserción de mazorca (cm)

Diámetro del tallo (cm) Peso de mazorcas sin brácteas (g) Largo de mazorca (g) Diámetro de mazorca (g) Peso de 100 semillas (g) Rendimiento (kg ha-1)




107

FORMATO PARA LA TOMA DE DATOS DE LAS VARIABLES A MEDIR(TOMANDO 5 DATOS EN EL ÁREA ÚTIL)

VARIABLE:.........................................................................Fecha:..................................

DATOSREPET. PARC. TRAT. 1 2 3 4 5 Σ X

I 1 5I 2 6I 3 3I 4 2I 5 1I 6 4II 7 5II 8 2

II 9 3II 10 1II 11 4II 12 6III 13 1III 14 2III 15 6III 16 3III 17 5III 18 4IV 19 6IV 20 1IV 21 4IV 22 5IV 23 3IV 24 2

OBSERVACIONES:.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................




109

CALCULOS PARA DETERMINAR LA M.O. Y EL NITRÓGENO DEL SUELO:

Si el análisis de suelos solo reporta el % de carbono:

%C x 1.7242 = M.O. %16.6 % C x 1.7242 = 28.6% de M.O. (en el suelo aproximadamente) MUY ALTA

y en términos generales M.O. / 20 = N.T. (Nitrógeno total), por qué?Porque ya esta establecido que el 5% aproximadamente de la M.O. es el N.T. (NitrógenoTotal).

DETERMINACIÓN kg N ha-1 (suelo)=“CRITERIO PROFESIONAL TÉCNICO”.

Clima fríoM.O. alta0.5% pH = < 5.4

To suelo < 10oCM.O. C/N alta------ = N.T.20 Clima cálido

M.O. baja2.5% PH > 5.4

To suelo > 25oCC/N = 15 - 30

28.6 0.5% 0.007 kg N ha-1 ----- = 1.43 N.T. x ------- = -------------------20 100 100 kg suelo

Una hectárea de suelo, capa arable, pesa en promedio 2´000.000 kg o en su vez, tiene unvolumen de 2.000.000 de litros, cuando el suelo tiene una densidad aparente de 1 g cm-3.

0.007 kg N ha-1

---------------------------- 100 kg sueloX ---------------------------- 2.000.000 kg suelo

X = 140 kg N ha-1 año-1

% de eficiencia del N = 50% X = 70 kg N ha-1 disponible aproximadamente

Rata de descom osición

Rata de descom osición




110


Torrado, P. O. 1998. Nutrición, interpretación, análisis de suelos y foliares. Tallerseminario (memorias). FUMIAGRO. Quito, Ecuador. 8p.

TABLAS DE RECOMENDACIONES DEFERTILIZACIÓN

RECOM ENDACI ONES DE F ERTI LI ZACIÓN PARA AJO Y CEBOLL A

INTERPRETACIÓN DELANÁLISIS DE SUELO

kg ha- N P2O5 K 2O

BAJO 120 160 160MEDIO 80 80 80ALTO 60 40 40

Aplicar el fertilizante compuesto a chorro continuo en la línea de siembra, tapar y luegosembrar.

El nitrógeno adicional se aplicará después de 30-45 días, en banda lateral, a 10 cm de las plantas.

RECOM ENDACI ONES DE F ERTI LI ZACIÓN PARA ARROZ DE SECANO

INTERPRETACIÓN DELANÁLISIS DE SUELO

kg ha- N P2O5 K 2O

BAJO 160 40 60MEDIO 100 20 30ALTO 80 0 0

CALCULO CON FERTILIZANTES

100 kg urea 46 kg de NX 80 kg de N

X = 173.9 kg de urea

80 kg de N------- = 173.9 kg de urea 0.46

Valor constante




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100 kg de DAP 46 kg P2O5 X 40 kg P2O5

X = 86.9 kg de DAPÉpoca de fertilización con nitrógeno en variedades de arroz de110 a 120 días.

El fertilizante nitrogenado se aplica en dos fracciones 10 ddt primeraaplicación y 30 ddt segunda aplicación (ecosistema de riego).

El fertilizante nitrogenado se aplica en dos fracciones 20 dds primera aplicación y 40 dds segunda aplicación (ecosistema desecano).

Relaciones de equilibrio K-Ca-Mg en el suelo utilizadas en CostaRica en el cultivo de banano (López, 1983).

Relación Valor Ca/Mg 3.5 – 4.0 Ca/K 17.0 – 25.0 Mg/K 8.0 – 15.0 (Ca + Mg)/K 20.0 – 30.0 100 K/(Ca + Mg + K) 3.0 – 5.0




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Eison Valdiviezo Freire Noviembre 18 de 2014

FERTILIDAD. viene de la palabra FÉRTIL

FÉRTIL. Viene del latín fertilis que significa fecundo, prolífero, rico, productivo(Diccionario “Pequeño Larousse” ).

SUELO. Material no consolidado de la superficie terrestre donde crecen las plantas paraencontrar condiciones adecuadas de sostén, agua y nutrimentos (SSSA. 1973. Glossary ofSoil Science Terms. Madison, Wis.).

FERTILIDAD DE SUELOS. Es la disponibilidad de nutrimentos del suelo en forma ycantidades requeridas para el buen desarrollo y rendimiento de los cultivos(adaptado de Foth y Ellis, 1988).

PRODUCTIVIDAD DEL SUELO. Es la capacidad que tiene el suelo para producir unacosecha o cosechas redituables en un tiempo dado, bajo un sistema de manejo según lacondición ecológica (Adaptado de Foth y Ellis, 1988).

LANUTRICIÓN VEGETAL es el conjunto de procesos mediante los cuales los vegetalestoman sustancias del exterior y las transforman en materia propia y energía. El principalelemento nutritivo que interviene en lanutrición vegetal es el carbono, extraído del gascarbónico del aire por las plantas autótrofas gracias al proceso de la fotosíntesis. Las plantas no clorofílicas, llamadas heterótrofas dependen de los organismos autótrofos para

su nutrición carbonosa.

FACTORES CONTROLABLES Y NO CONTROLABLES. Son las condiciones delmedio que influyen en el desarrollo y rendimiento de las plantas bajociertas condiciones de cultivo.

VARIABLES INDEPENDIENTES Y DEPENDIENTES. Variable independiente es unfactor que se puede controlar (Temperatura, luz, agua, nivel de un nutrimento) y variabledependiente un parámetro que depende del efecto de una variable independiente.

NUTRIMENTOS. Son los elementos esenciales que las plantas necesitan para sucrecimiento y desarrollo.

LEY DEL MINIMO. [de Justo Von Liebig (1803-1873) ] “El crecimiento de la planta estálimitado por el nutrimento presente en cantidad insuficiente cuando losdemás elementos están en cantidades adecuadas”. Esta ley se refiere aefectos principales únicamente.

http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono



http://es.wikipedia.org/wiki/Gas_carb%C3%B3nico




http://es.wikipedia.org/wiki/Aire



http://es.wikipedia.org/wiki/Aut%C3%B3trofo



http://es.wikipedia.org/wiki/Fotos%C3%ADntesis



http://es.wikipedia.org/wiki/Clorofila



http://es.wikipedia.org/wiki/Nutrici%C3%B3n_heter%C3%B3trofa



http://void%280%29/

http://void%280%29/

http://void%280%29/

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LEY DE LOS INCREMENTOS DECRECIENTES. El aumento de un factor delcrecimiento eleva la producción vegetal proporcionalmente a la diferenciacon la producción máxima (según una curva logarítmica). Es decir, cuandose efectúan constantes aumentos de abonado, los aumentos de la producción son decrecientes.

INTERACCIÓN. Es el efecto conjunto de dos o más factores en el desarrollo de las plantas. El efecto conjunto de dos o más factores combinados.

libro de nutrición vegetal por eison valdiviezo freire

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