Implicancias para la producción sustentable

Liliana Suñer y Juan Alberto Galantini*

El fósforo en agroecosistemas de Argentina

El fósforo es un elemento clave que influye sobre el rendimiento de los sistemas productivos. La cantidad que hay en el suelo y la forma en que se encuentra determinan la disponibilidad para los cultivos. Por ello es importante conocer los equilibrios entre las diferentes formas de fósforo, para hacer un uso más eficiente de los fertilizantes.

El fósforo (P) es uno de los 17 nutrientes considerados esenciales para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Junto con el nitrógeno (N), potasio (K), azufre (S), calcio (Ca) y magnesio (Mg) conforman el grupo de macronutrientes por las cantidades requeridas y la frecuencia con que se encuentran en cantidades deficientes para los cultivos.

El P en el suelo no existe en forma elemental, se encuentra combinado con otros elementos formando los complejos minerales (fósforo inorgánico, Pi) o en los compuestos orgánicos (fósforo orgánico, Po). El contenido total en la capa superficial del suelo puede variar desde 200 ppm o mg kg-1, en los suelos arenosos, hasta 5000 ppm en los de texturas finas. En suelos del SO de la provincia de Buenos Aires los contenidos varían entre 200 y 1000 ppm (Galantini et al., 2005; Suñer y Galantini, 2012). Esta variabilidad depende de la naturaleza del material original, su grado de meteorización, de las características climáticas y del manejo agronómico.

La mayor parte del P total no se encuentra directamente disponible para los cultivos, sino que está en un equilibrio dinámico entre las formas orgánicas e inorgánicas, que depende del ambiente edáfico. Las formas lábiles son aquellas que se encuentran disponibles en el corto o mediano plazo para las plantas y los microorganismos del suelo. Su contenido se estima mediante la extracción por métodos clásicos, normalmente Bray-Kurtz u Olsen. Este P extraíble (Pe) generalmente es bajo, dadas las características de los materiales originales de los suelos de la región pampeana (Suñer y Galantini, 2012). La intensificación de la agricultura de las últimas décadas ha acentuado estas deficiencias ya que los balances de P son negativos en la mayoría de los sistemas agrícolas y ganaderos argentinos (Duval et al., 2013). Si bien se comenzó a aplicar fertilizante aún no compensa la exportación que se realiza.

Ciclo del P en el suelo

Las plantas toman los fosfatos desde la solución del suelo, los que se reponen a partir de formas de P lábiles. Si estas se agotan, las formas menos solubles, tales como minerales primarios y secundarios, serán las que determinen la concentración de P en la solución del suelo.

La disponibilidad depende tanto de la cantidad de P disponible inicialmente, como de la capacidad del suelo para reemplazar los iones que son tomados en la vecindad de las raíces. La movilización de las formas menos disponibles hacia la solución del suelo es muy lenta (años) y depende de las características físicas y químicas del suelo, del contenido de las diferentes formas de P y de la actividad biológica.

La meteorización de los minerales primarios produce formas simples de P que se incorporan a la solución del suelo. Desde allí, puede ser tomado por las plantas y entrar al ciclo orgánico. El resto se encuentra en equilibrio con las formas lábiles o puede precipitar formando minerales secundarios o, eventualmente, pasar a formas ocluidas disponibles en el muy largo plazo (décadas a siglos).

El P tomado por las plantas es incorporado al suelo en forma de compuestos orgánicos de diferente característica, evolucionando en forma paralela a la materia orgánica del suelo. Tal es así que las formas orgánicas tendrán diferente grado de labilidad, dependiendo de las características del material (desde los residuos de cultivos hasta sustancias húmicas), del ambiente edáfico y la actividad microbiana.

El Po existe en formas química o físicamente protegidas que son descompuestas como un resultado de la mineralización de la materia orgánica del suelo o por la acción de una enzima específica en respuesta a la necesidad de P. Por lo tanto, la transformación de la materia orgánica así como la concentración de Pi y la demanda microbiana de P por los componentes de las plantas serán factores que controlen la labilidad del Po. Una pérdida continua del reservorio de P del suelo por cultivo y cosecha rápidamente agotará las formas lábiles de Po y Pi.

Los microorganismos del suelo son los que continuamente participan en todas las transformaciones regulando las entradas (descomposición) y salidas (utilización) del P de la solución del suelo según la calidad del material presente.

El esquema básico de los equilibrios y las transformaciones del P se puede apreciar en la Figura.

Ciclo del P en el suelo

En relación al ciclo del P se deben destacar los siguientes puntos:

  • Los equilibrios entre los diferentes compartimientos son generalmente bidireccionales y dependientes de las características del ambiente edáfico (pH, temperatura, humedad, etc.).
  • Las formas orgánicas de P representan un aporte importante al P de la solución del suelo.
  • Existe una doble división del P del suelo, teniendo en cuenta sus diferentes formas (orgánico e inorgánico) y su disponibilidad (ciclado rápido y lento).

La labranza del suelo tiende a causar un mayor grado de la aireación que estimula la actividad microbiana, conduciendo a la aceleración de la descomposición de la materia orgánica.

Durante los primeros 40-60 años de agricultura el P exportado por los cultivos era mucho menor que el disponible a través de la descomposición de la materia orgánica (Galantin i et al., 1992; Galantini y Rosell, 1997). Este exceso de Pi originado durante la mineralización de la MO precipita en forma de compuestos de baja solubilidad, como por ejemplo la apatita (Galantini et al., 2005; Suñer et al., 2012). Es decir, la agricultura produce un impacto significativo sobre la disponibilidad del P, por extracción a través de las cosechas y modificando los equilibrios entre las diferentes formas.

Los componentes de las formas orgánicas del fósforo difieren en su facilidad de descomposición. 

La consideración del fósforo orgánico dentro del sistema, provee información útil para evitar una fertilización excesiva con sus indeseables consecuencias ambientales. La cuantificación de la mineralización del fósforo en distintas condiciones, permitirá la inclusión de datos reales en los modelos utilizados.

Los suelos bajo cultivo pierden P a través de la remoción en los productos de cosecha (granos, frutos, forrajes) y por erosión (Galantini et al., 2006). Los primeros efectos se ven en las caídas del P orgánico, ya que la materia orgánica (MO) disminuye rápidamente cuando los suelos se cultivan: un 1% de pérdida de MO puede representar una pérdida de 80-120 kg ha-1 de P de la capa superficial.

Las pérdidas de P por erosión, sea hídrica o eólica, pueden ser significativas. En estudios realizados en el partido de Tornquist (Galantini et al., 2007), suelos con labranza convencional llegaron a perder 12 toneladas de suelo por ha y por año, con un contenido de fósforo cercano a 10 kg de P ha año-1 (equivalente a 47 kg ha año de superfosfato triple de calcio). Este nivel de pérdida compromete el potencial productivo del suelo y lo hace cada vez más dependiente de la aplicación de fertilizantes.

Una agricultura sustentable debería considerar el balance de nutrientes de los lotes en los cuales se está trabajando. Sin embargo, para el caso del fósforo la intensa interacción con la matriz del suelo no permite predecir fácilmente los efectos de un determinado balance de P en la disponibilidad de este nutriente en el agro ecosistema. En tal sentido, los ensayos a campo de larga duración constituyen una herramienta valiosa para estudiar el comportamiento y transformaciones del P del suelo en situaciones contrastantes de rotaciones agrícolas y aporte de fertilizante fosfatado (Suñer et al., 2002).

En planteos de fertilización continua, incrementos en la cantidad de residuos en la superficie del suelo producen una acumulación en el contenido de Po, lo cual hace que la extractabilidad del Pi en el suelo, y consecuentemente la respuesta del cultivo, sea menos predecible. Convencionalmente, los análisis de extracción de P del suelo no miden la contribución potencial de P del residuo y de las formas orgánicas de mayor labilidad. La acumulación de Po en los suelos se produce como resultado de aplicaciones de Pi mediante fertilizantes fosfatados) o fuentes orgánicas debido a una mayor inmovilización neta o un mayor ingreso de residuo vegetal al suelo.

La fracción más afectada por el manejo agrícola es el P asociado a los residuos semitransformados o a la materia orgánica particulada (MOP), comprobándose que ésta última es una fuente importante de N y P una vez incorporados los residuos de cultivos. Estudios de investigación han indicado que la dinámica de la MOP tiene una influencia significativa en el ciclo del P del suelo, en rotaciones agrícolas con leguminosas o en barbecho natural, sugiriéndose que el contenido de Po de esta fracción puede representar un aporte significativo a la fracción lábil de P del suelo.

Conocer las formas y la disponibilidad del P en el suelo, resultado del manejo de suelos y residuos, de la aplicación de fertilizantes y la remoción por los cultivos, es esencial para plantear estrategias de fertilización a largo plazo que tiendan a maximizar la eficiencia de uso del fertilizante, asegurar un balance nutricional y garantizar la sustentabilidad de los sistemas agrícolas (Landriscini et al., 1997; Galantini et al., 2000a,b).

El conocimiento del efecto del P incorporado en los sistemas productivos sustentables a largo plazo, sobre el balance de P, evolución de P extraíble y la distribución de este nutriente en las fracciones de suelo, es de utilidad práctica a la producción agropecuaria. Su empleo permitirá ajustar las dosis de fertilizantes fosforados aplicados, maximizar la eficiencia de utilización y disminuir los riesgos de perjuicio ambiental, con el fin de lograr formas de producir eficientes y ambientalmente amigables en suelos representativos de la región pampeana.

Estudios realizados en el CERZOS sobre el P y su relación con la productividad

En base a lo anteriormente comentado, queda claro que mucha de la información de la que normalmente se dispone está relacionada con el Pe. Esta parte del P rápidamente disponible puede variar entre unas pocas ppm a 50 o 60 ppm, más normalmente entre 5 y 25 ppm. Se conoce solo una pequeña parte de todo el P que tenemos en el suelo (200 a 600 ppm) y mucho menos de cómo son los equilibrios que existen entre las diferentes formas.

Con la difusión de la siembra directa, otro factor se suma a lo poco que se conoce en cuanto a la cantidad, se sabe menos de que efectos tiene el cambio en su distribución.

Los estudios que se llevan adelante en el Laboratorio de Suelos, Planta y Ambiente buscan aportan conocimiento sobre las reservas del suelo y de los equilibrios entre las diferentes fracciones, así como sobre la dinámica del P bajo diferentes manejos (Rotación, fertilización, labranzas). Estos estudios buscan profundizar en este tema, tratando de responder a las siguientes preguntas: ¿cuál es la reserva en los diferentes suelos?, ¿cuáles son los cambios en el corto plazo de las fracciones lábiles del P (incluidas aquellas orgánicas relacionadas con la materia orgánica lábil)?, ¿cuál es la disponibilidad de las fracciones orgánicas y cuál es la capacidad del cultivo para tomar las diferentes formas presentes en el suelo?

Se están realizando estudios es parcelas experimentales que llevan muchos años de iniciadas y en lotes de productores.

En los diferentes sitios estudiados se analizan las diferentes formas de P (extraíble, orgánico, inorgánico, total y orgánico lábil).

Para caracterizar los cambios en la distribución se realizan muestreos a diferentes profundidades, a fin de evaluar la estratificación (0-1, 0-5, 5-10 y 10-20 cm) y la reserva total de P (0-20 y 20-60 cm).

Se realizan ensayos de fertilización utilizando las maquinarias del productor, con 3 a 4 dosis de P y en cada una de ellas 4 dosis de N, a los efectos de ver la combinación más adecuada de N y P en cada sitio/año.

Se analiza la cantidad de P en grano y en la materia seca total aérea del cultivo, a los efectos de tener clara idea de la exportación de P por las cosechas y el reciclado a través del rastrojo que queda en el campo.

Bibliografía

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  • Suñer L.G., J.A. Galantini, R.A. Rosell, M.D. Chamadoira. 2002. Cambios en el contenido de las formas de fósforo en suelos de la región semiárida pampeana cultivados con trigo (Triticum aestivum). Rev. Fac. Agron., La Plata 104(2): 105-111.

*Lic. M.Sc. Liliana Suñer, Profesional de Apoyo de la Comisión de Investigaciones Científicas (CIC Pcia. BA)-CERZOS-Dpto. Agronomía (UNS); Dr. Juan Alberto Galantini, Investigador de la CIC - CERZOS - UNS; Laboratorio de Suelos, Plantas y Ambiente

 

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