FERTILIZACIÓN Y NUTRICIÓN

CON FOSFORO Luis Armando Castilla Lozano I.A, M.Sc, Ph.D

2015

CLIMA

DISPONIBILIDAD NUTRIENTES

BIOQUIMICA

AGUA RAIZ

FISICA

SUELO

NUTRICION VEGETAL

Extracción por varios cultivos Cultivo

Rendimiento. N P K

Ton ha-1 --------Kg ha-1 --------

Campo natural 2-4 50 5 36

Alfalfa 10 320 30 280

Maíz 12 275 40 230

Trigo 5 170 22 102

Tomate (inv.) 250 700 80 1100

VARIEDADES ELEMENTOS MAYORES Y SECUNDARIOS (Kg.)

N P K Mg S Si

FEDEARROZ-369 24,0 3,0 12,9 4,7 3,8 39,9

FEDEARROZ-275 28,2 3,4 14,8 5,6 4,5 46,9

CLEARFIELD-205 26,2 3,4 14,1 5,1 4,2 43,6

FEDEARROZ-473 29,1 3,9 16,5 6,3 5,1 52,8

FEDEARROZ-50 31,4 4,2 18,6 7,0 5,6 58,6

Cantidades de Nutrimentos (kg) para producir 1 Tonelada de Arroz Paddy Verde.

ALTA OFERTA AMBIENTAL.

VARIEDADES ELEMENTOS MAYORES Y SECUNDARIOS (Kg)

N P K Ca Mg S Si

FEDEARROZ-369 15 1,8 6 3,3 0,9 0,8 20

FEDEARROZ-275 19 2,4 10 6,0 1,3 1,4 31

CLEARFIELD205 15 2,0 8 4,1 1,1 1,0 25

FEDEARROZ473 15 1,3 5 2,6 0,7 0,6 16

FEDEARROZ-50 20 2,6 10 5,5 1,6 1,3 31

Cantidades de Nutrimentos (kg) para Producir 1 Tonelada de Arroz Paddy Verde.

BAJA OFERTA AMBIENTAL.

VARIEDADES ELEMENTOS MENORES (g)

B Cu Zn Fe Mn

FEDEARROZ-369 9,1 11,2 33,9 283 128

FEDEARROZ-275 11,6 13,2 39,8 334 148

CLEARFIELD-205 9,5 12,2 37,1 310 141

FEDEARROZ473 11,3 14,8 45,1 377 167

FEDEARROZ-50 11,7 16,4 50,1 419 183

Cantidades de Micronutrientes (g) para Producir 1 Tonelada de Arroz Paddy Verde.

ALTA OFERTA AMBIENTAL.

VARIEDADES ELEMENTOS MENORES (g)

B Cu Zn Fe Mn

FEDEARROZ-369 5,0 3,2 8,3 55,2 33,0

FEDEARROZ-275 7,8 5,4 14,0 92,3 49,6

CLEARFIELD-205 6,4 4,1 10,6 70,5 40,2

FEDEARROZ473 3,6 2,4 6,1 40,0 24,3

FEDEARROZ-50 7,6 4,9 12,8 84,1 48,4

Cantidades de Micronutrientes (g) para Producir 1 tonelada de Arroz Paddy Verde.

BAJA OFERTA AMBIENTAL.

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES*

ZONA N P K Ca Mg S Si

TOLIMA 26.6 5.0 18.2 4.8 2.8 2.9 49.2

META 20.8 1.6 21.5 2.9 1.5 2.1

IRRI 17.5 3.0 17.0 3.0 3.5 1.8 80.0

*Kg/T

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES *

*g/T

ZONA Fe Mn Zn Cu B

TOLIMA 192 89 17.7 11.2 16.3

META 110 953 46.2 15.5 22.0

IRRI 500 500 50.0 12.0 15.0

NUTRIENTE Kg/t NUTRIENTE g/t

N 20 Fe 200

P 5 Zn 20

K 18 Cu 10

Ca 4 B 15

Mg 2 Mn 80

S 3

Si 50

Requerimientos nutricionales promedio por la planta de arroz.

• Intercepción

Radical

•Flujo Masa

•Difusión

CONTACTO

NUTRIENTES - RAÍZ

PORCENTAJE CONTRIBUCIÓN PROCESOS DE CONTACTO ION – RAÍZ EN LA NUTRICIÓN

Nutriente IR FM DIF

N 1 99 0

P 1 5 94

K 2 20 78

Ca 29 71 0

Mg 13 87 0

S 5 95 0

Zn 16 84 0

Cu 3 97 0

B 3 97 0

Fe 13 67 20

Mn 44 22 34

Factores que afectan la difusión del P

✔ Concentración de P en la solución

✔ Temperatura

✔ Contenido de humedad

✔ Tortuosidad

✔ Poder buffer

nutrición de la

planta

Papel del fósforo en

Papel del P en las plantasPapel del P en las plantas• Fotosíntesis y respiración

• Transferencia y almacemaniento de energía (ATP)

• División y alargamiento celular

• Transferencia de características hereditarias

• Formación de la semilla

• Resistencia a bajas temperaturas

Las plantas toman el P de la solución Las plantas toman el P de la solución del suelo en forma de del suelo en forma de ortofosfatosortofosfatos

• Ortofosfato primario

H2PO4-

• Ortofosfato secundario

HPO4=

Solución del sueloSolución del suelo

Aspectos generales

En el suelo el P esta en forma de iones fosfato H2PO4- (monovalente) y

HPO42- (divalente).

La predominancia de estos iones en la solución del suelo está controlada

por el pH del suelo:

H2PO4- HPO4

2-

En términos de biodisponibilidad: H2PO4- >> HPO4

2-

pH 7.2

Minerales de P comunmente encontrados en los suelos (Tisdale et al., 1993).

S u e l o s Á c i d o s

V a r i s c i t a A l P O 4 . 2 H 2 O

S t r e n g i t a F e P O 4 . 2 H 2 O

S u e l o s n e u t r o s y c a l c á r e o s

F o s f a t o d i c á l c i c o d i h i d r a t a d o C a H P O 4 . 2 H 2 O

F o s f a t o d i c á l c i c o C a H P O 4

F o s f a t o o c t o c á l c i c o C a 4 H ( P O 4 ) 3 . 2 . 5 H 2 O

β - f o s f a t o t r i c á l c i c o C a 3 ( P O 4 ) 2

H i d r o x i a p a t i t a C a 5 ( P O 4 ) 3 O H

F l u o r a p a t i t a C a 5 ( P O 4 ) 3 F

Precipitación de Pi con Al, Fe, Ca

2H2PO4- + Ca2+ ↔ Ca(H2PO4)2 (fosfato cálcico dihidrógeno)

HPO42- + Ca2+ ↔ CaHPO4 (fosfato cálcico monohidrógeno)

H2PO4- + Al(OH)2

+↔ AlPO4.2H2O

H2PO4- + Fe(OH)2

+↔ FePO4.2H2O

En suelo ácidos (pH <5.5)

En suelo neutros, alcalinos (pH >6.5)

(variscita)

(estrengita)

ADSORCIÓN DE PI EN EL SUELO

Orden de fijación de P en los minerales arcillosos / óxidos e hidróxidos:

alofana > goetita > gibsita > caolinita (1:1) > montmorillonita (2:1)

Orden de suelos:

Andisol > Ultisol > Oxisol >…> Vertisol, Mollisol > Histosol

Categoría P0.2 (mg P kg-1)* Mineralogía predominante

Muy baja <10 Cuarzo, materiales orgánicos

Baja 10-100 Arcillas 2:1, cuarzo y arcillas 1:1

Media 100-500 Arcillas 1:1 con óxidos

Alta 500-1000 Óxidos, ceniza moderadamente meteorizada

Muy alta >1000 Materiales amorfos desilicatados

Categorías para medir la fijación de P del suelo y la mineralogía

predominante en cada categoría. Fuente: Juo y Fox (1977).

* Cantidad de P requerida para obtener una concentración de P en la solución del suelo de 0.2 mg L-1.

FR

AC

CIO

N A

RC

ILLO

SA

Alo

fana

> O

x.-O

H. F

e/A

l > 1

:1 >

2:1

MINERALES SECUNDARIOS

(P precipitado con Al, Fe, Ca)

• Cristalino (p.e., estrengita, variscita)

• No cristalino

MINERALES PRIMARIOS

Apatitas/Francolita

SOLUCION DEL SUELO

H2PO4- (pH < 7.2)

HPO42- (pH > 7.2)

HONGO MICORRIZAL

P-MICROBIAL

(inmovilizado)

ESCORRENTIA

P-particulado

LIXIVIACION

• Suelos arenosos

• Histosoles

P PRECIPITADO

P ADSORBIDO

• Adsorción específica

• Adsorción no específica

Adsorción

Desorción Precipitación

Disolución

Des

com

posi

ción

mic

robi

al

Inm

ovili

zaci

ón

Des

com

posi

ción

m

icro

bial

FERTILIZANTES ENMIENDAS

Excretas

P-ORGANICO

(Inositol, Ac. Nucleico)

Descomposición microbial

Disolución

P APLICADO

Absorción raíces

Absorción hifas

Translocación

(hifa-raíz)

P- BIOMASA

VEGETAL

PSM PSM

P-ANIMAL

Ciclo Biogeoquímico del P en el Suelo

P- COSECHA P - carne, leche

Biosólido Compost

Residuos

P-INORGANICO

(H2PO4-)

Descomposición

microbial

Hojarasca,

Residuos de cosecha

LOS IONES FOSFATO PASAN

RAPIDAMENTE A FORMAR

COMPUESTOS INSOLUBLES O

REACCIONAN FUERTEMENTE

CON LOS COLOIDES DEL SUELO

EFECTOS DEL PH (ENCALAMIENTO)

Ca e

n s

olu

ció

n (

cm

ol c

L-1

)

Mn e

n s

olu

ció

n (

µg m

L-1

)

P e

n s

olu

ció

n (

µg

mL

-1)

Al e

n e

xtr

acto

de K

Cl(c

mol c

kg

-1)

pH del suelo

1.0 -

0.5 -

0.0 -

4 -

2 -

0 -

- 8

- 4

- 0

- 0.08

- 0.04

- 0.0I I I

5 6 7

Mn

Al

P Ca

Cambios en los niveles de Ali, Ca, Pi y Mn en extractos de saturación en función del pH del suelo

establecido a través de la aplicación de cal en un Oxisol

•• Al inicio, la inundación promueve un Al inicio, la inundación promueve un

incremento en la concentración de P en la incremento en la concentración de P en la

solución del suelosolución del suelo

•• Esto se debe a la liberación del P fijado y Esto se debe a la liberación del P fijado y

precipitado luego de la reducción del Feprecipitado luego de la reducción del Fe3+3+

•• La inundación incrementa la difusión, el La inundación incrementa la difusión, el

principal mecanismo de movimiento de P principal mecanismo de movimiento de P

hacia las raíceshacia las raíces

Efecto de la inundación en la disponibilidad de P

Cambio en las condiciones de oxidación reducción y efecto en la

disponibilidad. de P

• Reducción del Fe: Fe+3 Fe+2

Forma oxidada Forma reducida

(Férrico) (Ferroso)

Consecuencia: Aumento en la disponibilidad de P (menos carga,

menos enlaces, P más lábil)

EPOCAS DE APLICACIÓN DE FOSFORO

TRATAMIENTOS RIEGO CORRIDO R. INUNDACION RENDIMIENTO Tn/Ha

1. 100% PSI 6.5 6.0 2. 50 PSI+ 50 IM 7.0 5.7 3. 100 IM 6.8 5.7

4. 50 IM +50M 6.7 5.6 5. 100 M 6.5 5.4

R. CORRIDO = MESETA DE IBAGUE INUNDACION = SALDANNA

RENDIMIENTO- FOSFORO- AMBIENTE

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 23 46 92

FOSFORO-AMBIENTE

AOA BOA

7.4

7.6

7.8

8

8.2

8.4

8.6

0 23 46 92

t/h

a

kg/ha P2O5

Respuesta del arroz en produccion a la dosis de Fosforo en baja radiacion solar, Ibague,

2011

*

D-F

O 23

46 92

P

SUELOS POTENCIALMENTE DEFICIENTES EN FOSFATO

DISPONIBLE PARA LAS PLANTAS

y bajos en P

SUELOS DEFICIENTES EN P

Buena parte de los suelos son deficientes en fosfato disponible

Esto es particularmente cierto en suelos del trópico (~80%) (>1500

millones de ha)

Suelo deficientes en P disponibles: Andisoles, Oxisoles, Ultisoles,

Inceptisoles ácidos, entre otros.

Esto se constituye en un limitante para la productividad agropecuaria

y forestal

Ca2+ + H2PO4- ↔ Ca(H2PO4)2 (insoluble)

Ca2+ + HPO42- ↔ CaHPO4 (insoluble)

Fe3+ + 3OH- ↔ Fe(OH)3 (insoluble)

Mn4+ + 4OH- ↔ Mn(OH)4 (insoluble)

Cu2+ + 2OH- ↔ Cu(OH)2 (insoluble)

Zn2+ + 2OH- ↔ Zn(OH)2 (insoluble)

SOBREENCALAMIENTO

Exceso de cal genera altos niveles de Ca2+ y aumenta el pH.

USO DE ENMIENDAS ORGÁNICAS PARA MANEJAR LA ACIDEZ

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

0 5 10 15 20 25

Dosis (t ha-1

)

pH

(a

gu

a, 1

:2)

Gallinaza

Porcinaza

Control

Efecto de la aplicación de dos

materiales orgánicos compostados

sobre el pH de un Oxisol

La adición de enmiendas orgánicas

puede aumentar la disponibilidad de P

en el suelo, tanto como los fertilizantes-P

solubles

ASOCIACIÓN MICORRIZAL

Raíz

Pelo radical

Hifas del hongo

Nutrientes

Raíz no micorrizal Micorriza= mico: hongo; rhiza: raíz

1-2 mm 10 cm

Micorriza explora 1000 veces más suelo que la raíz sola

Captación de P:

0

20

40

60

80

100

0,001 0,01 0,1 1 10

Concentración de P en solución (mg L-1

)

Re

nd

imie

nto

rela

tivo

(%

)

Rendimiento relativo del maíz en función de la concentración de P en solución del suelo.

Los datos fueron obtenidos en estudios hechos en un Oxisol (cuadros negros) y Andisol (cuadros blancos) de Hawai’i.

Fuente: Fox (1971).

RELACIÓN ENTRE PI EN LA SOLUCIÓN DEL

SUELO Y RENDIMIENTO

95

0.05

Cultivo P en la solución del suelo

(mg L-1)

Maíz 0.05

Caña de azúcar 0.01

Sorgo 0.06

Trigo 0.035

Arroz 0.02

Raigrás 0.1

Maní 0.01

Soya 0.2

Desmodium 0.2

Caupí 0.1

Trébol blanco 0.3

Lechuga 0.3

Repollo 0.2

Tomate 0.2

CONCENTRACIÓN DE P EN LA SOLUCIÓN DEL SUELO ASOCIADA AL 95% DEL

MÁXIMO RENDIMIENTO DE VARIOS CULTIVOS.

FUENTE: HUE & FOX, 2010.

Cultivo P en la solución del suelo

(mg L-1)

Berenjena 0.2

Cebolla 1.6

Cebolla micorrizal 0.4

Yuca 0.005

Batata, camote 0.1

Papa 0.18

Taro 0.05

Banano 0.05

Macadamia 0.008

Crisantemo 0.17

Leucaena 0.2

Leucaena micorrizal 0.02

Café 0.2

Café micorrizal 0.02

ESTRATEGIAS DE FERTILIZACIÓN

Building-up & maintenance (construcción de la

concentración en la solución y mantenimiento):

inicialmente se aplica una cantidad alta del fertilizante

(hasta alcanzar un nivel deseado, p.e. 0.17 mg/L) y luego se

aplican cantidades menores para sostenerlo.

Suficiencia: aplicación de una cantidad suficiente

moderadas del fertilizante para mejorar el rendimiento del

cultivo, no se esperan efectos residuales en el suelo

Balance de bases (Ca, Mg, K= contenido y/o saturación)

…(fertirrigación, biofertilización, fertilización foliar,

enmiendas orgánicas,…)

Cultivo P-Bray II

(mg kg-1)

Fertilización

(kg de P ha-1)

Algodón

(Costa

Atlántica)

< 30 22-30

30-60 13-22

> 60 0-13

Arroz < 10 17-35

10-20 9-17

> 20 0-9

Hortalizas < 20 44-65

20-40 22-44

> 40 0-22

Maíz < 15 22-33

15-30 11-22

> 30 0-11

Banano

(Urabá) < 12 60-80*

12-20 40-60

> 20 20-40

Cultivo P-Bray II

(mg kg-1)

Fertilización

(kg de P ha-1)

Yuca < 10 44-54

10-20 33-44

> 20 0-33

kikuyo < 10 22-33**

10-20 11-22**

> 20 0-11

Cacao < 15 44-54***

15-30 22-44

> 30 0-22

Piña < 10 33-44

10-20 22-33

> 20 0-22

Braquiaria < 5 22-33**

5-10 11-22

> 10 0-11

Caféa <10 26

10-20 17

20-30 9

>30 0

Cantidad de P a aplicar en función de la concentración de P extraído por el método de

Bray-II para diversos cultivos de Colombia. Fuente: ICA (1992), aSadeghian (2008).

Fertilizantes fosfóricos Portador nutricional P (%) P2O5 (%)

Rocas fosfóricas Ca5(PO4)3(OH, F, Cl) 10-12 22-28

Fosfato natural Carolina del Norte Ca5(PO4)3(OH, F, Cl) 13 30

Fosfacid Ca5(PO4)3(OH, F, Cl)+ Ca(H2PO4)2 11 26

Superfosfato simple Ca(H2PO4)2.2H2O 8 17

Superfosfato triple Ca(H2PO4)2.2H2O 20 44

Fosfato monoamónico NH4H2PO4 23 53

Fosfato diamónico (NH4)2HPO4 20 46

Acido fosfórico H3PO4 23 53

Fosfato de potasio (fosfaK) KH2PO4 23 52

Solufos H3PO4 + (NH2)2CO 20 44

Calfos, Escorias Tomas Ca5(PO4)2SiO2 5 12

Materiales usados como fertilizantes fosfatados. (P2O5 = P x 2.29).

GRACIAS POR LA ATENCIÓN