24/5/12 11:39

Manejo del fósforo en suelos de regiones templadas

El muestreo de suelo, el método de diagnóstico, la forma de aplicación de la fuente fosfatada y la eficiencia de uso del fósforo del fertilizante, son claves para definir una estrategia de nutrición.

INTRODUCCIÓN

En los últimos anos se ha producido una gran expansión del área bajo producción agrícola en la región pampeana argentina. Esta expansión se ha apoyado parcialmente en el cambio en el sistema de labranza tradicional hacia la siembra directa (SD). Actualmente, los suelos de la región presentan bajos niveles de fósforo (P) disponible para las plantas (Tasi, 2000; García et al., 2006) debido a la baja reposición de este nutriente exportado con las cosechas de forrajes y granos (balances negativos) y/o a características inherentes a los materiales originarios de los mismos.
El P es un nutriente esencial para el crecimiento de las plantas y su uso como fertilizante ha demostrado efectos positivos en la producción de cultivos agrícolas en la Argentina (García et al., 1997; Barbagelata et al., 2001; Ferraris, 2010) en situaciones de baja disponibilidad en el suelo.
El análisis de suelos es la herramienta diagnóstica más importante para evaluar la disponibilidad de P para los cultivos; sin embargo, y a pesar de los cambios tecnológicos de los últimos tiempos, en muchas áreas de la región hay información insuficiente y/o desactualizada referida a correlaciones y calibraciones de los métodos de diagnóstico de P.
El extractante más comúnmente utilizado en la región pampeana es Bray1 (Bray y Kurtz, 1945). Estudios de campo y laboratorio (Sen Tran et al., 1990; Mallarino y Blackmer, 1992; Mallarino, 1997a) mostraron que éste es un método confiable en suelos de reacción neutra o ácida, pero subestima el P disponible para las plantas en algunos suelos con pH elevado y contenidos de carbonato de calcio (CO3Ca). La adopción del método de extracción Mehlich-3 (Mehlich, 1984) por los laboratorios de suelos ha ganado popularidad en EEUU en detrimento de los métodos tradicionales como Bray1, principalmente debido a que el primero permite una extracción simultánea y determinación de varios elementos en un mismo procedimiento. En Argentina, varios autores (Ferrari et al., 2005; Zamuner et al., 2006; Barbagelata y Melchiori, 2008a; Gutierrez Boem et al., 2010) mostraron una estrecha relación entre el P extraído por M3 y por Bray1.
La profundidad de muestreo del suelo es otra variable importante para el diagnóstico de la fertilidad fosfatada. El sistema de SD origina una estratificación del P en los primeros centímetros del suelo, lo que podría conducir a una recomendación de menores profundidades de muestreo de suelos. Estudios conducidos en el país (Calvino et al., 2000) y en el exterior (Mallarino, 1997b) muestran que no ha sido necesario un cambio en la profundidad de muestreo de suelos debido al cambio en el sistema de labranzas, aunque esto debería ser confirmado en otros ambientes de la región pampeana.

En cuanto a la forma de aplicación de los fertilizantes fosfatados, se ha sugerido que la respuesta al P aplicado en línea es superior a la aplicación al voleo en suelos muy deficientes en fósforo o que presentan alta capacidad de fijación de fosfatos (Mallarino, 1997b). Sin embargo, los suelos de la región, a pesar de ser frecuentemente deficientes en P, poseen baja capacidad de fijación de fosfatos (Quintero et al., 1996) y requieren dosis elevadas de fertilizantes fosfatados, las que aplicadas junto a las semillas pueden causar fitotoxicidad y además generar inconvenientes operativos al momento de la implantación del cultivo, incrementando el tiempo de reabastecimiento de las sembradoras, con un mayor costo de aplicación en comparación con aplicaciones al voleo en cobertura total.
Aplicaciones de fertilizantes fosfatados en cobertura en SD han resultado tan eficientes como las localizadas para suelos de Iowa (EEUU) con amplio rango de disponibilidad de P (Mallarino, 1998), así como también para la región pampeana núcleo (Bianchini et al., 2006) y para Entre Ríos y Uruguay, con bajos niveles de P en suelos (Barbagelata et al., 2001; Bordoli et al., 2004; Barbagelata y Melchiori, 2008b). En sistemas de SD la adsorción de P por los constituyentes del suelo en las capas superficiales a menudo son menores comparadas con suelos laboreados debido a que la falta de remoción y mezcla reduce el contacto de los fertilizantes con los coloides del suelo, disminuyendo la fijación e incrementando la disponibilidad de este nutriente para los cultivos (Fink y Wesley, 1974; Dick, 1983; Guertal et al., 1991). La información actualizada sobre respuesta de los cultivos a la fertilización fosfatada y a la forma de aplicación del P permitiría realizar recomendaciones de manejo de este nutriente más acertadas.
Es fundamental contar con información acerca de cambios en los niveles de P en suelo en sistemas de producción ante distintas estrategias de manejo de este nutriente para lograr la máxima eficiencia. Conociendo como los niveles de P en suelo declinan o aumentan cuando dosis de P menores o mayores al promedio de remoción por los cultivos son aplicadas debería ayudar a manejar la fertilización con P para mantener niveles óptimos de P en suelo a través del tiempo y a determinar por cuánto tiempo se puede mantener un suelo productivo antes que los niveles de P en suelo decrezcan a niveles que requieran fertilización (Webb et al., 1992; Dodd y Mallarino, 2005; Cox, 1992).
De acuerdo a lo planteado previamente, en este trabajo se analizan algunos resultados de una red de ensayos de fertilización fosfatada en trigo y en maíz, evaluados en las campanas 2006/07 a 2009/10 en el área de influencia de las EEA INTA Ch. E. Barrow, Balcarce, Pergamino, Gral. Villegas, G. Covas (Anguil), Marcos Juárez, Paraná, Rafaela, Santiago del Estero, y Famaillá (Tucumán) con el objetivo de: (1) estimar la respuesta en trigo y maíz a la fertilización con P y su relación con el nivel de P en suelos medido en muestras obtenidas a dos profundidades (5 y 20 cm) y mediante dos métodos de extracción (Bray1 y Mehlich-3) , (2) contrastar el efecto de la aplicación de P incorporado en la línea de siembra y al voleo en cobertura total sobre el rendimiento de estos cultivos en SD y (3) examinar los cambios en niveles de P en suelos a través del tiempo para diferentes niveles iniciales de P en suelo y dosis de P aplicadas anualmente.

Respuesta a P y correlación con el P extraíble en el suelo
Las condiciones de crecimiento a través de sitios y anos resultaron en rendimientos en grano de trigo promedio de 3942 kg ha-1, con un mínimo de 1933 y un máximo de 7258 kg ha-1 (se descartaron tres sitios con rendimiento debajo de los 1600 kg ha-1 debido a déficit hídrico severo). La respuesta promedio a dosis crecientes de P aplicadas al voleo previo a la siembra fue de 381, 503 y 576 kg de grano de trigo ha-1 para las dosis de 12, 24 y 36 kg de P ha-1, respectivamente (Figura 1a). Más del 70 % de los 46 sitios evaluados con trigo presentaron respuesta en rendimiento a la fertilización con P.
En la red de ensayos en maíz el rendimiento promedio de todos los sitios fue de 10000 kg ha-1, con un rango de 5900 a 14400 kg ha-1 (se descartaron 5 sitios de la campana 2007/08 con rendimiento debajo de los 4000 kg ha-1 debido a déficit hídrico severo). La respuesta promedio a las dosis de P (12, 24 y 36 kg de P ha-1) aplicadas al voleo previo a la siembra fue de 313, 445 y 648 kg de grano de maíz ha-1, con eficiencias de uso de P de 26, 19 y 18 kg de grano/kg de P de fertilizante aplicado para cada dosis, respectivamente (Figura 1b). En el caso del maíz, de 63 sitios evaluados alrededor del 40% mostraron respuesta en rendimiento por encima del 10% respecto a los tratamientos testigo sin P aplicado. Una de las probables razones de esta menor proporción de sitios con respuesta es el mayor nivel de P en suelo promedio en los sitios con maíz comparado con aquellos con trigo, 14 y 12 mg kg-1 P, respectivamente. Aunque esto no justifica la menor magnitud de las respuestas en numerosos sitios con maíz que contenían bajos niveles de P disponible previo a la siembra (Figura 2).

[Clic sobre la imagen para ampliarla]

Figura 1. Rendimiento en grano de trigo (a) y maíz (b) en función de las dosis de P aplicadas al voleo previo a la siembra del cultivo. Promedio de 46 y 63 ensayos conducidos durante las campanas 2006/07 a 2009/10 en trigo y maíz, respectivamente en el marco del proyecto Nacional de INTA PNCER-022421.

El nivel o rango crítico de P en suelo indica el valor por encima del cual la fertilización con P tiene baja o nula probabilidad de generar respuestas en rendimiento de los cultivos o beneficios económicos. Las relaciones entre el rendimiento relativo de trigo y maíz, de las redes de ensayos descriptas previamente, y el P disponible a 20 cm según métodos de extracción (Bray1 y Mehlich-3) se muestran en la Figura 2. Allí se puede observar que los rangos críticos de P determinados, por debajo de los cuales la probabilidad de respuesta es alta, fueron prácticamente iguales para trigo y maíz (12 a 18 mg kg-1 P), así como para ambos métodos de extracción de P en suelos. Estos valores son similares a los citados por García (2010) y Zamuner et al. (2006), aunque el rango es algo mayor, seguramente debido a la gran amplitud de ambientes, la cual contiene un rango de texturas de suelos no contempladas en otras redes de ensayo.
Como es de esperar, los rangos críticos para la profundidad de muestreo más superficial (5 cm) fueron significativamente mayores, debido a la alta estratificación del P característica de los sistemas de SD. Sin embargo la relación entre el rendimiento relativo de trigo y maíz y el P determinado sobre muestras tomadas a 20 cm tuvo mejor ajuste que con las muestras tomadas a 5 cm (datos no mostrados). En el país, otros autores también han obtenido un mejor ajuste comparando muestras de suelo tomadas a 20 cm y a 5 cm de profundidad en sistemas de SD (Calvino et al., 2000; Zamuner et al., 2006).

[Clic sobre la imagen para ampliarla]

Figura 2. Relación entre el rendimiento relativo de trigo (a) y maíz (b) y el P del suelo extraído por Bray1 (a1 y b1) y Mehlich-3 (a2 y b2) sobre muestras tomadas a 20 cm de profundidad. Elaborada a partir de los resultados de la red de ensayos conducidos durante las campanas 2006/07 a 2008/9 en trigo y maíz en el marco del proyecto nacional de INTA PNCER-022421.

Efecto de la forma de aplicación del P sobre el rendimiento
En el análisis conjunto de los sitios evaluados con trigo no se manifestaron diferencias entre las dos formas de aplicación del P evaluadas (Figura 3a). En tanto en el promedio de los sitios con maíz se aprecia una leve tendencia (no significativa) a aumentar el rendimiento (2.3% más) debido a la localización del P en líneas (Figura 3b), siendo la magnitud de la respuesta promedio al agregado de P mucho menor comparada con trigo, como se senaló anteriormente.
Estos resultados son coincidentes con lo reportado por varios autores para trigo (Bordoli et al., 2004; Bianchini et al., 2006 y Barbagelata y Melchiori, 2008b, 2010) y maíz (Bordoli y Mallarino, 1998; Barbagelata y Paparotti, 2000, Barbieri et al., 2006, Barbagelata 2007a, 2007b) en SD. Se han mencionado distintas razones para explicar estos resultados, por un lado la aplicación del fertilizante fosfatado en superficie minimiza el contacto con los coloides del suelo, al localizarlo en forma horizontal, disminuyendo así la fijación del P del fertilizante. Por otro lado, en SD se produce un incremento de la actividad radicular superficial debido al mayor contenido de humedad del suelo debajo del manto de residuos vegetales de cosechas anteriores (Bordoli y Mallarino, 1998). Esto ayudaría a interpretar por qué el fertilizante fosfatado aplicado al voleo sobre la superficie del suelo en forma anticipada a la siembra es utilizado con eficiencia por los cultivos de trigo y maíz en SD, hecho que permite aumentar la capacidad de trabajo de la sembradora al independizar la siembra de la práctica de la fertilización fosfatada, como senalan varios autores (Bordoli et al., 2004; Barbieri et al., 2006; Barbagelata y Melchiori, 2008b).

[Clic sobre la imagen para ampliarla]

Figura 3. Rendimiento en grano de trigo (a) y maíz (b) en función de la forma de aplicación del P: Voleo, en cobertura total previo a la siembra e Incorporado, en bandas al momento de la siembra con la sembradora. Dosis evaluada: 24 kg de P ha-1. Promedio de 46 y 63 ensayos conducidos durante las campana 2006/07 a 2009/10 en trigo y maíz, respectivamente.

En 9 de los 46 sitios evaluados con trigo se manifestaron diferencias de rendimiento debidas a la forma de aplicación del P. De estos 9 sitios, en cinco la aplicación de P en líneas rindió más comparada con la aplicación al voleo, con aumentos promedio del 14% (rango de 11 a 19%). En los restantes cuatro sitios se observó lo inverso, los tratamientos con P aplicado al voleo anticipado rindieron 16 % más (12 a 19%) que aquellos que recibieron P en la línea. Este comportamiento no se relacionó con el nivel inicial de P en suelo, así como tampoco con los días de anticipación en la fertilización al voleo respecto a la siembra del cultivo, lo que coincide con lo reportado por Mallarino et al. (2009). Una razón probable para que la aplicación al voleo anticipado muestre un mejor comportamiento respecto a la aplicación en la línea de siembra sería los danos potenciales sobre la germinación/emergencia del cultivo causado por una dosis elevada de fertilizante (24 kg de P), aunque esta variable no se registró en estos ensayos.
Asimismo, de los 63 ensayos de fertilización fosfatada evaluados en maíz cinco mostraron un rendimiento 12 % mayor (10 a 14%) en los tratamientos que recibieron P en la línea. De todos los sitos con respuesta diferencial a favor de la aplicación del P en líneas tanto en trigo como en maíz (total 10 sitios), cuatro fueron ensayos ubicados en la zona de Marcos Juárez (Córdoba) y tres de la zona de Gral. Villegas (oeste de Buenos Aires, pampa arenosa). Barraco et al. (2006) sugirieron que para las condiciones ambientales predominantes en esta última región la localización de P en líneas es más eficiente que las aplicaciones en cobertura total. Este comportamiento se asociaría, parcialmente, a los tipos de suelo y condiciones climáticas predominantes en estas regiones, que producirían un secado más rápido en los primeros centímetros del suelo, lo que reduciría el aprovechamiento por parte de las raíces de los cultivos del P aplicado superficialmente.

Cambios en P Bray a través del tiempo
Es importante comparar la evolución de los niveles iniciales de P en suelo en áreas que no han recibido P de fertilizantes con aquellos de áreas fertilizadas con dosis de P conocidas por largos periodos de tiempo. Esta información puede ser usada para obtener recomendaciones razonables y para responder a preguntas originadas en la filosofía de fertilización que indica que las dosis de nutrientes a aplicar deben estar basadas en la remoción por los cultivos (Cope, 1981). Dichas recomendaciones están sustentadas en una filosofía que parece razonable pero que debe ser chequeada y apuntalada con datos de experimentos de campo de larga duración.
Potencialmente existen diferencias en los requerimientos de P de fertilizantes necesarios para mantener altos rendimientos y niveles óptimos de P en suelo entre distintas regiones. Las diferencias entre sitios son debidas a variaciones en los tipos y cantidades de minerales nativos dominantes en cada suelo y a las reservas de nutrientes en el subsuelo como senalan McCallister et al. (1987) así como también a los niveles iniciales de P (Rubio et al., 2008), las cantidades de P extraídas en los granos cosechados y las dosis de P aplicadas como fertilizantes (Ciampitti et al., 2011).
La Figura 4 muestra la evolución del nivel de P Bray en el suelo en el tiempo en función de las dosis de fertilizante fosfatado aplicadas y la producción de cultivos en una rotación trigo/soja-maíz-soja (T/S-M-S) en el sitio Vertisol o trigo/soja-maíz (T/S-M) en Molisol. La gran diferencia en la evolución del P Bray entre sitios se basa en las características contrastantes de los suelos en cada sitio. El sitio “Vertisol” (Cromuderte árgico) contiene más de 40% de arcilla, 3.3% de CO3Ca y es ligeramente alcalino (pH > 7.3) en el horizonte superficial. Mientras que “Molisol” (Argiudol ácuico) posee un 27% de arcilla, no presenta CO3Ca y es ligeramente ácido (pH<6.2) en el horizonte superficial. Estas variables explican la distinta capacidad de retención o fijación del P del fertilizante en cada sitio, lo que se ve reflejado en la cantidad de P necesaria para aumentar el P Bray luego de un ano: 15 y 20 kg de P aplicados para elevar 1 mg Kg-1 el P Bray en “Vertisol” y tan solo 7 y 6 kg de P aplicados para elevar 1 mg P Kg-1 en “Molisol” para las dosis básicas iniciales de 100 y 200 kg de P ha-1, respectivamente en ambos casos. Resultados similares obtuvieron Ciampitti et al. (2011) en Molisoles, quienes reportaron valores de 8 y 11 kg de P ha-1 ano-1 necesarios para elevar 1 mg P Bray Kg-1 en rotaciones de cultivos parecidas a las analizadas en este trabajo.
En el sitio Molisol (Fig. 4a) se puede apreciar que la tasa de decrecimiento del P Bray fue mayor a medida que el nivel inicial fue más alto. Resultados similares se han observado tanto en el país como en otras regiones del mundo (Berardo et al., 1997; Ciampitti et al., 2011; Dodd y Mallarino, 2005). Algunas de las probables razones que explican estas tendencias son una mayor absorción y concentración de P en granos cosechados con niveles altos de P en suelos y, posiblemente, mayores pérdidas de P por escurrimiento superficial.

[Clic sobre la imagen para ampliarla]

Figura 4. Evolución de P Bray (0-20 cm) en función de tres dosis básicas (baja, media y alta: 0, 100 y 200 kg P ha-1) aplicadas por única vez en 2006 o 2007 y cuatro dosis (0, 1, 2 y 3: 0, 12, 24 y 36 kg P ha-1 ano-1) aplicadas anualmente entre el 2007 y 2010 para dos sitios, uno en suelo (a) Molisol y otro en (b) Vertisol.

El P extraído en los granos cosechados (estimado a partir de Ciampitti y García, 2007) de los cultivos en la rotación varió entre 16 y 17 kg P ha-1 ano-1 en el sitio Vertisol con rotación T/S-M-S y 21 a 27 kg P ha-1 ano-1 en Molisol con T/S-M, durante el período de tiempo considerado. En el sitio Vertisol los tratamientos con menos extracción fueron los que recibieron la dosis básica baja con valores promedio de 80 kg P ha-1, mientras que las mayores extracciones (85 kg P ha-1) se dieron con las dosis básicas media y alta, independientemente de las dosis anuales aplicadas. En tanto el sitio Molisol tuvo un rango desde 83 kg P ha-1 en el testigo sin fertilización a 106 kg P ha-1 promedio con la dosis básica alta y las anuales de 24 y 36 kg de P ha-1. Las diferencias entre tratamientos y sitios reflejadas aquí son debidas exclusivamente a las variaciones en rendimiento observadas (no mostradas), ya que para el cálculo de extracción se utilizaron valores de concentración de P en grano tabulados. Probablemente estas diferencias serían mayores si se analizara la concentración de P en granos de cada tratamiento, debido a que es conocido que esta varía de acuerdo a la disponibilidad de P en suelos y a la fertilización fosfatada (Heckman et al., 2003).

Consideraciones finales
La fertilización fosfatada, como es esperable, incrementó la producción de granos en gran número de los sitios evaluados con bajos niveles de P en suelos, ratificando la utilidad del análisis de suelos como herramienta para el diagnóstico de la fertilidad fosfatada.
Las cantidades de P extraídas de muestras de suelo mediante los métodos Bray1 y M3 estuvieron altamente correlacionadas y fueron muy similares. Asimismo, ambos métodos de extracción de P, Bray1 y M3, mostraron similar capacidad para predecir la probabilidad de respuesta a la fertilización fosfatada en trigo y maíz. Esto es alentador debido a que el uso del método M3 por los laboratorios posibilitaría abaratar el costo de análisis de suelos completo, al permitir la determinación de varios elementos en un mismo procedimiento.
A pesar de la marcada estratificación superficial de P encontrada en suelos con historia de SD, el muestreo a 20 cm tuvo mayor poder predictivo de la respuesta a la fertilización con P que muestreos más superficiales (5 cm). Esto confirma que es recomendable no modificar la profundidad tradicional de muestreo de suelos (20 cm) para el diagnóstico de fertilización con P en cultivos implantados en sistemas de siembra directa.
La forma de aplicación de P, en líneas o al voleo anticipado, en dosis cercanas a reposición, no modificó significativamente el rendimiento de trigo y maíz en la mayoría de los sitios evaluados. Esto significa que la aplicación de P al voleo en forma anticipada a la siembra es una alternativa viable en gran parte de la región pampeana, con suelos mediana a pobremente provistos en P. Cuando se pretende aplicar dosis medias a altas de P como fertilizantes sin riesgo de pérdidas de plántulas, permitiendo además realizar una siembra más eficiente y rápida al independizarla de la práctica de la fertilización.
El análisis de P en suelos, más allá de ser una herramienta útil para el diagnóstico de fertilidad, posibilita también evaluar la dinámica y evolución de este nutriente en el suelo como consecuencia de las estrategias de fertilización utilizadas y de la remoción de P por los cultivos en la rotación planteada. Una dosis de P basada en remoción, en general aplica suficiente P para producir el máximo rendimiento de un cultivo o rotación. Sin embargo, esto no significa que la dosis de fertilización basada en reposición del P extraído será la dosis óptima económica para un cultivo y ano dado. En muchos casos, dosis menores serían suficientes, pero es muy difícil poder predecir con cierta seguridad cuál será esa dosis para un lote o ano en particular. Por lo tanto, el uso del concepto de mantenimiento de niveles de P en suelos dentro de un rango óptimo refleja una filosofía de manejo de nutrientes a mediano/largo plazo que reduciría el riesgo de perder rendimiento en un ano en particular.

AGRADECIMIENTOS
En esta presentación se analiza información generada por profesionales pertenecientes a las EEA INTA Ch.E. Barrow, Balcarce, Pergamino, Gral. Villegas, G. Covas, Marcos Juárez, Paraná, Rafaela, Santiago del Estero, y Famaillá en el marco del Proyecto “Diagnostico, reposición de macronutrientes y tecnología de la fertilización” (PNCER-022421) de INTA.

Fuente:
Pedro A. Barbagelata (INTA EEA Paraná, Facultad de Cs. Agropecuarias – UNER). 2012. Manejo del fósforo en suelos de Regiones Templadas. Trabajo presentado en el XIX Congreso Latinoamericano de la Ciencia del Suelo, XXIII Congreso Argentino de la Ciencia del suelo Mar del Plata, Argentina – 16 al 20 de abril de 2012.