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PRÓLOGO

El objetivo del material que se presenta es actualizar la temática del repartidocorrespondiente al tema “ Fósforo” del Curso de Fertili dad de Suelos, principalmente enaquellos puntos donde los resultados experimentales de las investigaciones realizadas en losúltimos tiempos han contribuído a explicar los fenómenos relativos a su dinámica.

En la elaboración del material se ha tomado como referencia el repartido anterior sobreel tema, elaborado por los Ing. Agr. Armando Rabuffetti, José P. Zamalvide y AntonioMallarino, además del capítulo “ Soil and Fertili zer Phosphorus” del texto Soil Fertili ty andFertili zers, de los autores S. L. Tisdale, W. L. Nelson, J. D. Beaton y J. L. Havlin (1993).Algunos capítulos fueron elaborados en su totalidad (Capítulos 1, 2 y 7). Los restantescapítulos, fueron modificados a partir del texto del repartido anterior. Algunos aspectos fueronsimpli ficados, en tanto que otros por su relevancia, fueron desarrollados más exhaustivamente,tomando como base los resultados experimentales más recientes. Al final del repartido sepresenta la bibliografía consultada en la elaboración temática.

El diagramado final del material fue realizado por el Ing. Agr. Marcelo Ferrando, entanto que en el mecanografiado de algunas partes del texto colaboró la Prof. Alejandra Piano.

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN.........................................................................................................................................1

2. FORMAS Y CONTENIDOS EN LOS SUELOS........................................................................................5

I. CONTENIDO TOTAL EN LOS SUELOS................................................................................................5

II . FORMAS DEL FÓSFORO EN EL SUELO Y SUS RELACIONES........................................................6

III . FÓSFORO EN SOLUCIÓN.......................................................................................................................8

IV. FÓSFORO INORGÁNICO........................................................................................................................9A. CONCEPTO DE FÓSFORO LÁBIL....................................................................................................10B. COMPUESTOS DE FÓSFORO INORGÁNICO .................................................................................11

V. FÓSFORO ORGÁNICO..........................................................................................................................17A. CONTENIDOS Y FRACCIONES.........................................................................................................17B. COMPUESTOS DE FÓSFORO ORGÁNICO .....................................................................................18

3. RETENCIÓN DE FÓSFORO POR LOS SUELOS.................................................................................21

I. MECANISMOS DE RETENCIÓN DE FÓSFORO EN LOS SUELOS..................................................21A. RETENCIÓN EN SUELOS ÁCIDOS...................................................................................................21B. RETENCIÓN EN SUELOS CALCÁREOS...........................................................................................26

II . CARACTERIZACIÓN DE LA RETENCIÓN DE FÓSFORO EN EL CORTO PLAZO.......................28A. METODOLOGÍA POR ISOTERMAS DE RETENCIÓN DE FÓSFORO............................................28B. CUANTIFICACIÓN DEL PROCESO EN SUELOS DEL URUGUAY................................................30

III . REACCIONES LENTAS DE RETROGRADACIÓN DEL FÓSFORO LÁBIL AL FÓSFOROFIJADO....................................................................................................................................................32

A. EQUIVALENTE FERTILIZANTE........................................................................................................33B. TASA DE DESCENSO ANUAL ...........................................................................................................34

4. FACTORES QUE DETERMINAN LA DISPONIBILIDAD DE FÓSFORO .......................................37

I. MINERALIZACIÓN DE FÓSFORO ORGÁNICO - INMOVILIZACIÓN DE FÓSFOROINORGÁNICO.........................................................................................................................................38

II . EFECTO DEL PH SOBRE LA DISPONIBILIDAD DE FÓSFORO ......................................................41

III . CAMBIOS EN LAS CONDICIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN DE LOS SUELOS................43

5. MECANISMOS DE APORTE DE FÓSFORO A LAS PLANTAS........................................................47

6. EL FÓSFORO EN LA PLANTA ...............................................................................................................51

I. FUNCIONES DEL FÓSFORO EN LAS PLANTAS..............................................................................51

ii

II . SÍNTOMAS DE DEFICIENCIAS...........................................................................................................52

III . REQUERIMIENTOS DE LAS PLANTAS.............................................................................................52

IV. EFECTOS SOBRE EL CRECIMIENTO VEGETAL .............................................................................53A. CRECIMIENTO DE LAS RAÍCES......................................................................................................53B. TIEMPO DE MADURACIÓN.............................................................................................................54C. RESPUESTA AL AGREGADO DE FÓSFORO A TRAVÉS DE LA ESTACIÓN.................................55D. ESPECIES DIFERENTES...................................................................................................................57E. COMPETENCIA VEGETAL ...............................................................................................................59

7. ANÁLISIS DE SUELO PARA FÓSFORO ..............................................................................................61

8. FERTIL IZANTES FOSFATADOS..........................................................................................................63

I. TERMINOLOGÍA DE FERTILIZANTES FOSFATADOS...................................................................63

II . TIPOS DE FERTILIZANTES FOSFATADOS.......................................................................................64A. ROCAS FOSFATADAS O FOSFORITAS............................................................................................65B. FERTILIZANTES FOSFATADOS SOLUBLES...................................................................................66

III . REACCIONES Y EVOLUCIÓN DE LOS FERTILIZANTES FOSFATADOS APLICADOS ALSUELO.....................................................................................................................................................70

A. REACCIONES DE LOS FERTILIZANTES FOSFATADOS SOLUBLES EN AGUA ..........................71B. REACCIONES DE LOS FERTILIZANTES FOSFATADOS INSOLUBLES EN AGUA ......................75

IV. FACTORES QUE AFECTAN LA ASIMILABILIDAD DE LOS FERTILIZANTES FOSFATADOS 75A. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO. ....................................................................................................76B. CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL FERTILIZANTE....................................................................78C. CARACTERÍSTICAS DEL CULTIVO.................................................................................................79D. FACTORES DE MANEJO DEL FERTILIZANTE...............................................................................80

V. UTILIZACIÓN DE FERTILIZANTES FOSFATADOS EN SISTEMAS DE CULTIVOS CONPASTURAS.............................................................................................................................................81

A. CAPACIDAD DE SUMINISTRO DE P CON EL TIEMPO.................................................................81B. USO DEL P RESIDUAL POR CULTIVOS ANUALES. ......................................................................82C. FERTILIZACIÓN DE PASTURAS EN LA IMPLANTACIÓN. ............................................................83D. EFICIENCIA DE LA REFERTILIZACIÓN EN COBERTURA. ..........................................................84

9. BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA ............................................................................................................87

1. INTRODUCCIÓN

El fósforo (P) se clasifica como macronutriente, pese a que su contenido en las plantases siempre menor que el de nitrógeno, potasio y calcio. Sin embargo, como factor limitante dela producción vegetal, el P es más importante que el calcio, y quizás aun que el potasio. En elCuadro 1 se presentan los niveles de P “ disponible” o “ asimilable” de suelos formados a partirde diferentes materiales de origen del Uruguay, bajo campo natural sin fertili zación previa. Seidentifica como “ disponible” o “ asimilable” la fracción del P inorgánico del suelo que estámás estrechamente relacionada con la absorción por la planta.

CUADRO 1. Niveles de P asimilable extraídos con una solución de NH4F + HCl (métodoBray Nº 1) cor respondientes a suelos sin fertili zación fosfatada previa,desarr ollados a par tir de diferentes mater iales de or igen (extractado deHernández et al., 1995).

Material de origen ppm PLavas basálticas (Formación Arapey) (4) 3.6Limos Terciarios (Formación Fray Bentos) (4) 5.2Predevoniano (granitos y migmatitas) (3) 2.2Areniscas Triásicas y Cretácicas (3) 3.2

Nota: el número entre paréntesis indica el número de suelos analizados.

Considerando que la mayoría de las especies de cultivos y pasturas sembradasrequieren niveles superiores a las 10 ppm (10 mg kg-1 expresado en el Sistema Internacionalde Unidades), se concluye que el P es el primer factor limitante nutricional al roturar camponatural para la siembra de cultivos y pasturas en suelos del Uruguay.

Contrariamente a lo que sucede con las formas inorgánicas del nitrógeno, las cuales alno ser muy estables en los suelos son fácilmente perdidas por li xiviación, denitrificación yvolatili zación, el P es relativamente estable en los suelos y no se pierde por ninguno de losmecanismos mencionados. La alta estabili dad de los compuestos fosfatados en los suelos esconsecuencia de la baja solubili dad de estos. Sin embargo, esto constituye la causa inmediatade deficiencias de P para las plantas. Por otra parte, los niveles alcanzados por fertili zaciónirán disminuyendo con el tiempo, en función del grado de reacción del P con diferentesconstituyentes del suelo, para formar compuestos insolubles. Así, es posible encontrarsituaciones con cierta historia de fertili zación fosfatada y valores de P asimilable menores a las10 ppm.

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El P que se libera en forma soluble en los suelos por descomposición de mineralesprimarios que lo contienen (apatita), así como el proveniente de resíduos vegetales y de losfertili zantes, se combina primariamente con constituyentes de la fracción arcill a de los suelos.Como resultado de esto, el contenido de P de la fracción arcill a es normalmente mayor al delas fracciones de tamaño de partícula gruesa. Si las demás condiciones de formación del suelopermanecen constantes, el contenido de P del suelo en su conjunto normalmente aumenta amedida que la textura se afina. Esta tendencia aparece ilustrada en la Figura 1.

y = 7.0432x + 78.845

R2 = 0.6213

0

100

200

300

400

500

600

0 20 40 60 80% de Arci l l a

P to

tal,

mg

kg

-1

FIGURA 1. Relación entre el contenido de arcill a de los suelos y el contenido total de P.(Elaboración del autor sobre datos de Escudero y Morón, 1978 y Hernández etal.,1995).

La baja solubili dad de los compuestos de P en los suelos trae como consecuencianiveles muy reducidos de fosfatos en la solución del suelo, por lo general menores a 0.05 ppmP en suelos sin agregado reciente de fertili zantes fosfatados. Estos valores son muy bajos,comparados con los que normalmente se encuentran para N-NO3

-, los cuales suelen sermayores a 5 ppm (100 veces más). Este comportamiento del anión fosfato marca unadiferencia muy clara respecto a otros aniones de importancia en los suelos como el NO3

- y elCl-, los cuales no son retenidos por los constituyentes del suelo. El SO4

-2 presenta uncomportamiento intermedio.

Otra diferencia importante a destacar entre el P y otros macronutrientes comonitrógeno y potasio es en cuanto a las formas predominantes en los suelos. Mientras más del98% del nitrógeno ocurre bajo forma orgánica, la totalidad del potasio en los suelos seencuentra bajo forma inorgánica. Con respecto al fósforo, para suelos con vegetación de

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pradera como los de nuestro país, sin fertili zación fosfatada previa, existe una equivalenciacuantitativa de ambas formas. Esta distribución sufrirá alteraciones en la medida que lossuelos entran en sistemas agrícolas, con laboreo y fertili zación, donde es de esperar pérdidasde P orgánico por mineralización, y ganancias en el P inorgánico por el pasaje de formasorgánicas a minerales y el aporte a través de fertili zantes químicos.

2. FORMAS Y CONTENIDOS EN LOS SUELOS

I. CONTENIDO TOTAL EN LOS SUELOS

El contenido total de P en los suelos es bajo. La mayoría de los suelos contienen entre0.02 y 0.08% de fósforo, valores considerablemente menores que las cifras de 0.14% y 0.80%comúnmente manejadas para nitrógeno y potasio, respectivamente. Para diferentes suelos delpaís se encontró un rango entre 0.013 y 0.089%, con un promedio de 0.032% (320 ppm P).Dichas variaciones son explicadas fundamentalmente por el material de origen de los suelos ylas condiciones de meteorización. En el Cuadro 2 se indican algunos valores para suelos delUruguay.

Considerando el material de origen de los suelos, los valores más elevados seencuentran en suelos formados a partir de la alteración de rocas básicas, como basalto. Lesiguen en importancia los suelos derivados de sedimentos limo arcill osos, como los de lasformaciones geológicas Fray Bentos y Libertad. En el extremo opuesto, se encuentran valoresbajos de P total en suelos derivados de la alteración de rocas ácidas del basamento cristalino ysedimentos de textura gruesa, como las areniscas triásicas y cretácicas. Por lo general, en rocassedimentarias groseras alteradas es de esperar bajos contenidos de P, lo cual está asociado abajos contenidos de arcill a. El otro aspecto importante a considerar es el grado demeteorización, lo cual se constata en los bajos contenidos de P de suelos altamentemeteorizados del basamento cristalino.

Un aspecto importante a destacar es que si bien existen diferencias importantes en loscontenidos totales de P de diferentes suelos sin fertili zación fosfatada previa, esto no es uníndice de su disponibili dad para la plantas. Si se correlacionan los valores de P total de lossuelos con los correspondientes a las formas más directamente relacionadas con la absorciónpor las plantas (medida del P asimilable para la planta, evaluado con una solución de NH4F +HCl), las correlaciones encontradas son muy bajas (r = 0.0115). No obstante, algunos suelosdel país, como los desarrollados sobre limos de la Formación Fray Bentos y los desarrolladossobre rocas efusivas de la unidad Valle Fuentes (Carta de Reconocimiento de Suelos delUruguay, Dirección de Suelos y Fertili zantes, 1979), muestran niveles de suministro algo máselevados para la media del país, mostrando también contenidos altos de P total. Unaconstatación a campo de estos mayores niveles de suministro lo representa la presencia deleguminosas nativas en el tapiz de campo natural de los suelos de la unidad Valle Fuentes, demayores requerimientos por P que las gramíneas nativas (Spangenberg, 1945).

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CUADRO 2. Contenidos de P total de suelos desarr ollados a par tir de diferentesmateriales geológicos, y proporción del P ligado a cationes Al, Fe y Ca en lafracción inorgánica del suelo (como porcentaje del total de los tres) .(Hernández et al., 1995).

Geología Tipo de suelo P total P-Al P-Fe P-Cappm -------------------%-------------------

Lavas basálticas(F. Arapey)

VertisolesLitosoles 583 (4) 19 56 25

Lodolitas cuatern.(F. Libertad)

VertisolesBrunosoles 386 (4) 36 41 23

Limos terciarios(Fray Bentos)

Brunosoles374 (4) 37 36 27

Siltit os(F. Yaguarí)

BrunosolesVertisoles 350 (3) 39 43 18

Granitos-migmat.(Predevoniano)

ArgisolesLuvisoles 260 (3) 27 62 11

AreniscasCretácicas

ArgisolesPlanosoles 194 (3) 42 42 16

AreniscasTriásicas(F. Tacuarembó)

LuvisolesAcrisoles 163 (3) 47 34 19

Nota: el número entre paréntesis indica el número de suelos analizados.

II. FORMAS DEL FÓSFORO EN EL SUELO Y SUS RELACIONES

En la Figura 2 se representan en forma esquemática las diferentes formas bajo lascuales se encuentra el P en los suelos, sus relaciones, y las entradas y salidas del sistemasuelo-planta.

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Consumoanim

al

P en lasolución del suelo

Residuos de plantas y

animales

P de labiomasa

microbiana

P lábil

P fijado(no lábil )

Pno lábil

Plábil

P orgánico P inorgánico

P en productosanimales

Pérdidas de Phacia áreas

improductivas(erosión)

Excr

ecio

nes

Fertili zaciónfosfatada

Absorción porplantas

P enproductosvegetales

FIGURA 2. Formas de P en los suelos, sus relaciones, y entradas y salidas al sistemasuelo-planta.(Adaptado de Chauhan et al., 1981 y Mc Laren y Cameron, 1990).

Es posible separar al P del suelo en tres pools o compartimentos: el P presente en lasolución del suelo, el P presente bajo forma de compuestos inorgánicos; y el P presente enmateriales orgánicos y humus del suelo. La característica general de los compuestos fosfatadospresentes tanto en el pool de P inorgánico, como el de P orgánico, es su gran heterogeneidad.Mas que responder a compuestos específicos de naturaleza conocida, están conformados porun gran número de compuestos de diferente naturaleza y estructuras químicas no muy bien

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definidas. De esta manera se podría separar dentro de cada pool de P inorgánico u orgánicoaquella fracción correspondiente a compuestos más lábiles (o sea, de menor estabili dadquímica, capaces de ser degradados y/o solubili zados más rápidamente y con mayoresposibili dades de contribuir a la nutrición de las plantas), de aquella correspondiente acompuestos menos lábiles (de mayor estabili dad química). El límite entre ambas fracciones essumamente difuso, en la medida de ser muchos los compuestos involucrados, los cualesademás de presentar diferentes estabili dades, sus proporciones difieren entre suelos ysituaciones de manejo. Dentro del pool de P inorgánico, la fracción de P no lábil se la conocecomo P fijado, en virtud de la característica muy estable de los compuestos que la conforman.

Dentro del pool de P orgánico es posible separar tres fracciones de característicasnetamente diferentes: el P presente en el humus del suelo; el P presente en los restos vegetalesy excreciones animales; y el P presente en la biomasa microbiana.

De acuerdo a la información existente para los suelos del país, los contenidos de P enformas inorgánicas oscilan en términos generales entre 40 y 300 ppm, en tanto que en lasformas orgánicas pueden encontrarse valores que van de 60 a 300 ppm.

En el esquema de la Figura 2 se indican además las relaciones entre las diferentesformas de P de los suelos. Los procesos mediante los cuales el P inorgánico pasa a integrar elpool de formas orgánicas son conocidos genéricamente como inmovili zación de P bajo formasorgánicas, en tanto que el proceso inverso (pasaje de formas orgánicas a inorgánicas) esconocido como mineralización de formas orgánicas. En el esquema se indican también lassalidas y entradas al sistema. Como salidas del sistema se indican la absorción de P por lasplantas y la erosión; en tanto que las entradas al sistema son vía fertili zantes y enmiendas, y elreintegro al suelo mediante restos de cultivos y deyecciones animales. El balance del sistemaqueda establecido, por lo tanto, en términos de entradas y salidas al mismo, así como lastransformaciones dentro del suelo.

III. FÓSFORO EN SOLUCIÓN

Tal como ya fue mencionado, la baja solubili dad de los compuestos fosfatados de lossuelos, determina contenidos de P en la solución extremadamente bajos. En condiciones decampo natural sin fertili zar no es de esperar valores mayores a los 0.05 ppm, en tanto que ensuelos con fertili zaciones medias estos valores pueden alcanzar los 0.1 a 0.2 ppm. Ya ensistemas intensivos con altas fertili zaciones (hortícolas) o en líneas de siembra en sistemas desiembra directa es de esperar valores del orden de los 0.3 a 0.5 ppm.

Acerca de la importancia de estos valores desde el punto de vista de la nutrición paralas plantas, si se considera un nivel de 0.1 ppm P en la solución de un suelo, y un contenido de

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agua del orden del 20%, esto significa que en los primeros 20 cm de suelo habrá 50 g defósforo. Un cultivo absorbe durante su ciclo cantidades del orden de 10 a 20 kg de P/ha, por locual los 50 g de P no serían suficientes para cubrir las necesidades de un solo día. Esnecesaria, por lo tanto, una reposición permanente de P a la solución, la cual se lleva a cabofundamentalmente a partir de la fracción lábil del P inorgánico.

El P presente en la solución del suelo se encuentra bajo diferentes formas iónicasderivadas del ácido fosfórico. La forma predominante presente en solución depende del pH dela misma, tal como se indica en la Figura 3.

FIGURA 3. Formas químicas del fosforo en los suelos en función del pH.(Tisdale et al.,1993)

De acuerdo con lo observado, en medio ácido predomina la forma H2PO4-, en tanto que

cuando el pH es superior a 7.2 predomina la forma HPO4-2. Por lo general la forma H2PO4

- esde más rápida absorción por las plantas. También se han encontrado en la solución del suelomoléculas orgánicas de fósforo, las cuales han mostrado capacidad para ser absorbidas por lasplantas (Tisdale et al., 1993).

IV. FÓSFORO INORGÁNICO

Los fosfatos de la fase sólida del suelo pueden ser divididos, tal como ya fuemencionado, en dos grandes categorías: inorgánico y orgánico. En las formas inorgánicas deuno a tres iones hidrógeno del ácido fosfórico son reemplazados por cationes metálicos. En lasformas orgánicas uno, o quizás más, de los iones hidrógeno del ácido fosfórico es eliminado

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en una unión ester. Los iones hidrógeno restantes son reemplazados en parte o completamentepor cationes metálicos.

Las proporciones relativas de P en estas dos categorías varían ampliamente. El Porgánico tiende a aumentar y disminuir junto con el contenido de materia orgánica; por lotanto, su contenido es comparativamente bajo en los subsuelos y alto en los horizontessuperficiales. El P inorgánico del suelo va aumentando relativamente de importancia conrelación al total del P en el suelo en la medida que un suelo es cultivado y existe el agregadode fertili zantes fosfatados. Sin embargo, este aumento no significa que todo el P agregadoquedará altamente disponible siempre, sino que a medida que transcurre el tiempo el P delfertili zante va reaccionando con constituyentes del suelo y formando compuestos insolubles,de manera que su disponibili dad se va reduciendo.

A. CONCEPTO DE FÓSFORO LÁBIL

Tal como ya fue mencionado, la característica general de los compuestos inorgánicosde P en el suelo es su bajo grado de solubili dad. En general se trata de compuestos de bajaconstante del producto de solubili dad (Kps). Sin embargo, dada la diferente naturaleza dedichos compuestos, existen diferencias entre ellos. Un ejemplo ocurre cuando se agrega unfertili zante fosfatado soluble al agua al suelo. En la mayoría de los casos se trata de fosfatomonocálcico [Ca(H2PO4)2] o fosfatos de amonio [fosfato diamónico (NH4)2HPO4 o fosfatomonoamónico NH4(H2PO4)]. Dichos compuestos son totalmente solubles (alta Kps). Sinembargo, al entrar en contacto con los constituyentes del suelo, el fosfato va reaccionando conlos mismos, formándose compuestos de baja solubili dad. Dicho proceso continúa en eltiempo, de tal forma que aquellos fosfatos inicialmente agregados al suelo van perdiendosolubili dad en función del tiempo, hasta formar compuestos de alta estabili dad química y muybaja Kps. No obstante, los primeros productos de reacción del P con el suelo, pese a serinsolubles comparados con la forma aplicada, son compuestos metaestables, presentando aunvalores altos de Kps. Dichos compuestos son los que mantienen los niveles de P en la solucióndel suelo. Esta fracción es la que se conoce como P inorgánico lábil del suelo, y podría serdefinida como aquella fracción del P del suelo que responde rápidamente a un descenso en laconcentración de P en la solución del suelo, tendiendo a reponer ese P a la solución hasta unnivel que sería el correspondiente a la constante del producto de solubili dad de los compuestosque lo forman. De esta manera el concepto de lábil queda referido al de compuestosmetaestables, de baja cristalinidad, y por lo tanto, de alta reactividad química.

Así como se habla del P lábil , se identifica la fracción de P no lábil . La misma esconocida también como P fijado, y está referida a aquellos compuestos fosfatados de muy altaestabili dad y cristalinidad, con valores muy bajos de Kps. Estas características determinan unamuy baja reactividad química, por lo cual su importancia desde el punto de vista de la

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nutrición de las plantas es prácticamente nula. Sin embargo, la mayoría del P presente bajoformas inorgánicas del suelo se encuentra formando parte de esta fracción, tal como surge delos rangos de valores ya citados.

El límite entre las fracciones lábil y no lábil es difuso, ya que los compuestosfosfatados son muy diversos, y de valores de Kps muy variables. Por otra parte, susproporciones dentro del suelo también varían, y están estrechamente relacionadas con lacantidad, forma y frecuencia de las fertili zaciones fosfatadas. Así pueden encontrarse en unsuelo desde formas altamente reactivas correspondientes a los primeros productos de reaccióndel fertili zante fosfatado con el suelo, las cuales obviamente constituyen la fracción lábil ,hasta compuestos del tipo de la fluorapatita [CaF2(PO4)6] o la vivianita [Fe3(PO4)2.8H2O],ambas de muy baja solubili dad, que son constituyentes del P fijado. El P presente encompuestos producto de la reacción de un fertili zante fosfatado aplicado años atrás, no es tanclaro saber a qué fracción asignarlo.

Este comportamiento del P en los suelos en términos de límites difusos entre lafracción lábil y la fracción no lábil , presenta diferencias marcadas con el comportamiento delos cationes del suelo, en cuyo caso es posible sí marcar una diferencia clara entre lo que seencuentra en posiciones de intercambio catiónico y lo que no es intercambiable. De aquí surgeuna consecuencia práctica desde el punto de vista de las metodologías analíticas para evaluarla disponibili dad de los nutrientes para las plantas a través de la estimación de estas fracciones.Mientras que para los cationes puede realizarse una extracción de la casi totalidad deelementos presentes bajo forma intercambiable, para el P los diferentes métodos desarrollados“ estiman” cantidades diferentes, aunque proporcionales al P presente en la fracción lábil . Peroninguno de ellos puede extraer la totalidad del elemento de una fracción de la cual no seconocen sus límites.

B. COMPUESTOS DE FÓSFORO INORGÁNICO

En la fracción inorgánica del suelo el P se encuentra formando parte de compuestosmuy diversos, que podrían agruparse genéricamente bajo forma de fosfatos de hierro, aluminioy calcio (Cuadro 3). Los minerales más comunmente encontrados en los suelos ácidos son losfosfatos de hierro y aluminio, en tanto que los fosfato de calcio predominan en suelos neutrosy calcáreos.

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CUADRO 3. Minerales de P comunmente encontrados en suelos ácidos, neutros ycalcáreos (Tisdale et al., 1993).

Suelos Ácidos*Variscita AlPO4.2H2OStrengita FePO4.2H2O

Suelos neutros y calcáreosFosfato dicálcico dihidratado CaHPO4.2H2OFosfato dicálcico CaHPO4

Fosfato octocálcico Ca4H(PO4)3.2.5H2Oβ-fosfato tricálcico Ca3(PO4)2

Hidroxiapatita Ca5(PO4)3OHFluorapatita Ca5(PO4)3F

* Los minerales están ordenados en forma decreciente de solubili dad

Los métodos desarrollados para caracterizar el P presente en la fracción inorgánica seclasifican en físicos o químicos.

Los métodos físicos tienen como objetivo la identificación de fosfatos cristalinos en lossuelos. Sin embargo, los resultados obtenidos no han permitido caracterizar adecuadamente alP inorgánico de los suelos. Las razones principales son: a) el P presente en las fracciones arenay limo de los suelos es muy escaso, por meteorización de las mismas y pasaje a fraccionesfinas; b) el P presente bajo estructuras minerales específicas es una minoría dentro de lafracción arcill a; y c) no es posible separar los minerales portadores de P en la fracción arcill ade otros constituyentes, lo cual reduce la sensibili dad de los métodos. Estos mismosinconvenientes se plantean también cuando se desea realizar la caracterización de loscompuestos específicos de P por métodos químicos.

Los métodos basados en criterios de solubili dad han sido los más utili zados. La basegeneral de estos métodos químicos es la solubili zación de los compuestos fosfatados medianteel uso de soluciones características, que permiten separar los fosfatos presentes en diferentesfracciones.

1) Solubili dad de los compuestos fosfatados a diferentes pH

Tal como fue mencionado, la concentración de P en la solución está controlada porla solubili dad de los compuestos inorgánicos de P en el suelo. Las relaciones entre lasolubili dad de varios minerales fosfatados y el pH de la solución se muestra en la Figura 4.

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En este diagrama, el eje y representa la concentración de H2PO4- o HPO4

-2 en la solucióndel suelo, expresada como pH2PO4. El eje x representa el pH de la solución del suelo. Elcomportamiento observado indica que en la medida de un aumento en el pH, ocurre unaumento en la concentración de H2PO4

- proveniente de la disolución de la variscita(AlPO4.2H2O) y strengita (FePO4.2H2O). El mecanismo, ejempli ficado para la strengita,sería el siguiente:

FePO4.2H2O + H2O = H2PO4- + H+ + Fe(OH)3

En la medida que la concentración de H2PO4- en la solución disminuye por la

absorción de un cultivo, la strengita en el suelo puede disolverse para lograr mantenerdicha concentración. Esta reacción también muestra que en la medida que la concentraciónde H+ aumenta (disminución del pH), la concentración de H2PO4

- disminuirá. Por lo tanto,los minerales específicos de P en los suelos, y la concentración de P en la soluciónmantenida por estos minerales es altamente dependiente del pH de la solución.

La solubili dad de los minerales de tipo fosfatos de Ca (P-Ca) presenta elcomportamiento contrario al de los minerales de tipo fosfatos de Al y Fe (P-Al y P-Fe), talcomo surge de la pendiente negativa de las gráficas de la Figura 4. A medida que el pHaumenta, la concentración de H2PO4

- disminuye por su precipitación bajo forma de P-Ca,como se indica en la siguiente ecuación para el fosfato dicálcico:

Ca HPO4 . 2 H2O + H+ = Ca+2 + H2 PO4- + 2 H2 O

Otro aspecto indicado en la Figura 4 es que a un determinado valor de pH laconcentración de H2PO4

- puede ser mantenida por la solubili zación de diferentescompuestos. Entre pH 6.0 y 6.5, los minerales de tipo P-Al y P-Fe pueden co-existir conlos minerales de tipo P-Ca a una concentración de H2PO4

- de 10-3.2 M en la solución(pH2PO4 = 3.2) .

Se ha utili zado esta metodología para intentar caracterizar los fosfatos inorgánicosen los suelos. El objetivo fue comparar los productos de actividades iónicas calculadospara soluciones en equili brio con suelos, con las constantes de productos de solubili dad deminerales fosfatados conocidos. Si se obtiene concordancia entre estos valores, se infiereque el fosfato en cuestión está presente en el suelo. El análisis de diferentes suelosestudiados sin embargo no indicó que los valores obtenidos sigan la tendencia de ningunode los fosfatos de calcio conocidos. Por lo tanto, a pesar de que los fosfatos de calciocristalinos pueden y probablemente están presentes en algunos de estos suelos, lasactividades de los iones en solución no corresponden a la del equili brio con ninguno de losminerales de fósforo. Estos resultados corroboran, por lo tanto, que los compuestos quemantienen la concentración de P en la solución son de naturaleza más compleja que los queaquí se presentan.

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FIGURA 4. Solubili dad de fosfatos de hierro, aluminio y calcio en los suelos. (Olsen yKhasawneh, In F. E. Khasawneh et al., eds., The Role of Phosphorus inAgr iculture, p.380. Madison, Wis. American Society of Agronomy, 1980).

2) Método s por extracc iones secuenciales

La base de estos métodos es el uso de diferentes soluciones que, utili zadas en formasecuencial en una misma muestra de suelo, van solubili zando diferentes fracciones de P de lossuelos. Con estas metodologías no se llegan a conocer compuestos fosfatados concretos, sinoque se extraen grupos de compuestos con determinadas características.

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Uno de los métodos tradicionales ha sido el propuesto por Chang y Jackson (1957). Labase del método, en su versión original, es una extracción secuencial mediante el uso dediferentes reactivos, a través de la cual se separan grupos de compuestos según el catión alcual está ligado el P: compuestos de P ligado al Al (P-Al), compuestos de P ligado al Fe (P-Fe), compuestos de P ligado al Ca (P-Ca), y fosfatos ocluídos en óxidos de Fe. El términofosfatos ocluídos se refiere a aquellas fracciones de P inorgánico que se encuentran recubiertoso dentro de estructuras del tipo de los óxidos de hierro y aluminio, y que no son disueltas porlas extracciones anteriores.

La aplicación de esta metodología o modificaciones de la misma ha permitido conocerla naturaleza de los fosfatos inorgánicos presentes en los suelos, y su relación con otrascaracterísticas de suelo. Los resultados obtenidos han confirmado que:

- existe una tendencia a la acumulación de fosfatos de Fe y Al en las fracciones másfinas. Como resultado de la alteración de la apatita (fosfato de calcio), losproductos de dicha meteorización tienden a acumularse en la fracción arcill a, bajoforma de fosfatos de Fe y Al (Scheffer et al., cit por Black, 1975).

- a medida que el pH del suelo es mayor, hay una predominancia de los fosfatos deCa, disminuyendo en importancia los fosfatos de Fe; los fosfatos de Al y ocluídospermanecen aproximadamente iguales (Schaschtschabel y Heineman, 1964). Entres suelos analizados por Chang y Jackson, los fosfatos de Ca predominan en elsuelo poco meteorizado y los fosfatos ocluídos predominan en el suelo fuertementemeteorizado.

Se ha aplicado esta metodología para caracterizar las diferentes fracciones de Pinorgánico en suelos de Uruguay, formados a partir de diferentes materiales de origen, y sinfertili zación fosfatada previa. Algunos resultados ya fueron presentados en el Cuadro 2.

La fracción predominante en los suelos estudiados generalmente es la de fosfatosligados al hierro (en promedio, 46 % del total de las tres fracciones analizadas en 31 suelos),en tanto que los fosfatos ligados al aluminio y calcio representan proporciones menores (35 y19 %, respectivamente). En términos absolutos y relativos, la fracción P-Fe es la másimportante en suelos desarrollados sobre basalto y basamento cristalino, lo cual estaríaasociado con altos contenidos de óxidos de hierro del material de origen. Por otro lado, lafracción P-Ca pasa a ser importante en suelos derivados de materiales con altos contenidos decalcio, como los de formaciones geológicas Libertad, Fray Bentos, y en cierta medida, basalto.Finalmente, la fracción P-Al es importante en suelos ácidos.

La metodología de Chang y Jackson actualmente ha sido sustituída por otros esquemasde fraccionamiento, los cuales se basan en separar diferentes fracciones de P del suelo enfunción del grado de estabili dad de los compuestos, mas que en diferenciarlos en fosfatos de

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Fe, Al o Ca. Uno de los más desarrollados a nivel mundial es el esquema propuesto porHedley (1982). En esta metodología se realiza la separación del P presente en fracciones nosólo dentro de las formas inorgánicas, sino también dentro del pool orgánico. En la Figura 5 semuestra un esquema del método y de las fracciones extraídas.

P ASIM ILABLE

Faci lmentemineral izable

Protegido químicay f ísicamente

Biológicamenteasimilable

P-Fe y P-Alamorfos y algunos

cristalinos

P-Ca relativamente estables

P estable• P ocluído• P-Ca ocluído• P orgánico estable

P ORGÁNI COP INORGÁNICO

P BIOMASA

NaHCO3

Na OH

HCl

H2SO4 + H 2O2

FIGURA 5. Esquema simpli ficado del método de fraccionamiento de P del suelo (Hedley,1982).

La ventaja que presenta esta metodología es la de brindar un mayor conocimiento del Ppresente tanto en el pool inorgánico como orgánico, desde el punto de vista de la diferente“ labili dad” de sus componentes, y su significado en términos de potencial pasaje a formas dealta disponibili dad para las plantas. Algunos resultados de la implementación de este métodose indican en la Figura 6.

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Moli sol

0

50

100

150

200

250

Pi resina Pibicarb.

Pihidróx.

Pi HCldil .

Pi HClconc.

Pobicarb.

Pohidróx.

Po HClconc.

fracción

ppm

P

Campo naturalCultivado 65 años

FIGURA 6. Fraccionamiento del P en suelos de acuerdo con la metodología de Hedley(1982), modificada por Tiessen y Moir (1994). Pi se refiere al P inorgánicoextraído por diferentes reactivos, en tanto que Po se refiere al P orgánico de lasmismas extracciones.

V. FÓSFORO ORGÁNICO

A. CONTENIDOS Y FRACCIONES

El contenido de P orgánico de los suelos representa aproximadamente el 50% delcontenido total, aunque puede variar entre un 15 y un 80% (Tisdale et al., 1993). En suelos delUruguay provenientes de diferentes materiales de origen, bajo campo natural sin fertili zar, seencontró un valor promedio del 51%, con un rango de variación entre 33 y 67%. Estosporcentajes están relacionados con los procesos de formación de los suelos del Uruguay, loscuales han dado lugar a suelos de pradera, con altos contenidos de materia orgánica en elhorizonte de mayor desarrollo radicular.

Si bien los contenidos de P orgánico generalmente aumentan con un incremento en elcontenido de carbono y/o nitrógeno orgánico, las relaciones C/P y N/P en los suelos son másvariables que las relaciones C/N. Para suelos del Uruguay se han encontrado relaciones C/N/Ppromedio de 106:10:0.63, con un rango de variación entre 105:10:1.25 y 115:10:0.45. Lasrelaciones C/P promedio de 170:1 son las que permiten calcular un valor porcentual promediode P de la materia orgánica de 0.36 % (asumiendo un factor de 1.724 para transformar el datode carbono orgánico a materia orgánica).

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Bajo el término genérico de P orgánico es posible encontrar constituyentes concaracterísticas muy variadas, lo cual ll eva a una heterogeneidad muy grande en dichas formas.Básicamente es posible separar al P orgánico en tres fracciones:

- Humus del suelo, en el cual el P se encuentra formando parte de compuestos muydiversos, la mayoría de constitución desconocida, variando en cuanto a suestabili dad frente a mecanismos de degradación química y biológica. Según estecriterio se los ha agrupado genéricamente en fracciones lábil y no lábil , aunque ellímite entre ambas es muy difuso.

- Restos frescos de cultivos no humificados, donde también se encuentra formandoparte de diferentes estructuras, aunque probablemente menos variables que lascorrespondientes al humus del suelo. También aquí se incluirían excresiones deorigen animal (heces).

- Biomasa microbiana del suelo, donde forma parte de las estructuras de losmicroorganismos del suelo. De las tres, ésta es la fracción más dinámica.

Con respecto al contenido de P de las tres fracciones, existen diferencias muyimportantes. Los restos frescos incorporados a un suelo pueden variar en contenidos del órdende 0.1 a 0.2% de P en la materia seca, en tanto que para el humus del suelo pueden encontrarsecontenidos mayores (entre 0.3 y 0.4% para suelos del Uruguay). Esto indica que durante elproceso de humificación de los restos vegetales incorporados se da una concentración delfósforo, al igual que como ocurría con nitrógeno. Con respecto a la biomasa microbiana, sehan encontrado valores que oscilan entre el 1 y 4% de P en la materia seca de losmicroorganismos, aunque los valores más corrientemente referidos son del orden de 0.5 a1.0% para hongos, y 1.5 a 2.5% para bacterias (Brookes et al., 1984).

El otro aspecto importante a destacar es que al igual que lo que ocurre con nitrógeno,los mecanismos de estabili zación del humus llevan a que el P presente en el humus del suelose encuentre con diferentes grados de susceptibili dad al ataque microbiano. En la medida queen un suelo ocurre una degradación de la materia orgánica, los primeros en degradarse son loscompuestos más lábiles (menos estables) quedando con mayor dificultad para ser atacadas lasformas más estables químicamente y/o más protegidas físicamente.

B. COMPUESTOS DE FÓSFORO ORGÁNICO

“ Al igual que para el P inorgánico en los suelos, se ha intentado caracterizar el Porgánico del suelo desde el punto de vista de sus constituyentes. Un primer intento fue

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caracterizar los compuestos químicos que lo constituyen. La mayoría de ellos son ésteres delácido ortofosfórico (H2PO4

-), y han sido identificados como inositol fosfatos, fosfolípidos yácidos nucleicos. La proporción aproximada de estos compuestos en el P orgánico total es lasiguiente:

Inositol fosfatos 10 - 50%Fosfolípidos 1 - 5%Ácidos nucleicos 0.2 – 2.5%

De esta manera, sólo se conoce la naturaleza química del 50% del P orgánico de lossuelos.

Los inositol fosfatos representan una serie de ésteres fosfatados desde monofosfatos ahexafosfatos. El ácido fítico (inositol hexafosfato) tiene seis grupos ortofosfato (H2PO4

-)ligados a los átomos de carbono de un anill o bencénico, y es el éster fosfatado más común enlos suelos. La mayoría de los fosfatos de inositol son producto de la actividad microbiana y dela degradación de resíduos de plantas. Forman complejos fuertes con las proteínas. Tambiénpueden formar sales insolubles con cationes como Fe+3 y Al+3 en suelos ácidos, y Ca+2 ensuelos calcáreos. En estos complejos el inositol fosfato es más resistente al ataque enzimático,lo que explicaría su predominancia en los suelos comparado con otros ésteres fosfatados. Losminerales arcill osos y óxidos de hierro y aluminio pueden adsorber fuertemente al inositolhexafosfato.

Los ácidos nucleicos ocurren en todas las células vivas, y son producidos durante ladescomposición de resíduos por los microorganismos del suelo. Las dos formas de ácidosnucleicos (ARN y ADN) son liberadas al suelo en mayores cantidades que los inositolfosfatos, y son degradados más rápidamente. En consecuencia, los ácidos nucleicosrepresentan sólo una pequeña proporción del total de P orgánico del suelo.

Los compuestos de tipo fosfolípidos son insolubles en agua, pero son rápidamenteutili zados y sintetizados por los microorganismos. Algunos de los fosfolípidos más comunesson derivados del glicerol. La tasa de degradación de los fosfolípidos de fuentes orgánicas alsuelo es rápida, por lo cual su contenido también es bajo.

El remanente de los compuestos orgánicos de P de los suelos se piensa que pueden seroriginados a partir de los microorganismos, especialmente de las paredes celulares de lasbacterias, las cuales presentan en su constitución un número importante de ésteres muyestables” (Tisdale et al., 1993).

Los métodos de fraccionamiento del P orgánico de los suelos mediante la extracciónsecuencial con diferentes extractantes han sido utili zados por diferentes autores. Bowman yCole (1978) y Hedley et al. (1982) han propuestos dos técnicas similares con el objetivo deseparar al P orgánico del suelo en diferentes pools, de acuerdo a su grado de estabili dad frente

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a diferentes reactivos químicos, y que tendrían relación con la diferente capacidad de sermineralizados frente a condiciones favorables al proceso. Ya fueron presentados algunosresultados de la aplicación de la metodología de Hedley en la Figura 6.

Finalmente se han desarrollado trabajos tendientes a evaluar la fracción conocida comoP de la biomasa microbiana del suelo. En tal sentido se han evaluado los contenidos presentesen los microorganismos del suelo, así como sus variaciones en función de características desuelo y clima. Esta fracción es probablemente la más dinámica de las tres mencionadas, porestar sujeta a las alternancias de humedad y temperatura del suelo, en conjunto con lapresencia de sustrato para la degradación y características del mismo. Trabajos realizados porGarcía y Morón (1992) mencionan valores entre 8 y 24 ppm P, equivalentes a 20 a 51 kg Pmicrobiano por ha a una profundidad de 20 cm. Otros autores han encontrado valores mayores(en promedio, 83 kg P microbiano por ha), aunque considerando una profundidad menor de12.5 cm.

3. RETENCIÓN DE FÓSFORO POR LOS SUELOS

Cuando se agrega un fertili zante fosfatado soluble en agua al suelo se observarápidamente una desaparición casi total del mismo de la solución del suelo. Este fenómeno esconocido como retención, fijación o adsorción de P por parte del suelo, según el significadoque se da a la terminología y a la interpretación del fenómeno.

En términos generales, la causa de la desaparición del P de la solución del suelo, es sureacción con cationes como Al, Fe o Ca, o superficies de alta reactividad química, formandoproductos de muy baja solubili dad. A continuación se discuten los principales mecanismosresponsables de la retención de P en los suelos.

I. MECANISMOS DE RETENCIÓN DE FÓSFORO EN LOS SUELOS

Básicamente se conocen dos mecanismos de retención de P en los suelos: laprecipitación y la adsorción. Ambos mecanismos ocurren simultáneamente, aunque en algunoscasos puede ser más relevante alguno de ellos.

La precipitación es un proceso que se da en la solución del suelo. Este mecanismofunciona cuando están presentes en la solución del suelo Ca+2, Al+3 y posiblemente Fe+3. Lareacción del H2PO4

- con estos cationes en solución resultará en compuestos que precipitandada su baja Kps.

El proceso de adsorción es un proceso de retención aniónica que se da sobre lasuperficie de óxidos, hidróxidos y carbonatos. No se trata de una atracción electrostática comoocurre con los cationes, en la cual no hay transferencia de electrones. La adsorción es unareacción llamada de intercambio ligante, donde el anión entra en coordinación con oxígenosligados al metal. La otra diferencia con las reacciones de retención de cationes es que mientraséstas son reversibles, las reacciones de retención de fosfatos son mucho menos reversibles, ytienden a formar compuestos cada vez más estables y de menor reversibili dad.

A. RETENCIÓN EN SUELOS ÁCIDOS

Precipitación: Por lo general este mecanismo es más relevante a altas concentracionesde P. En suelos ácidos el proceso se da a través de la presencia de Al+3 y posiblemente Fe+3 enla solución del suelo, en equili brio con las formas intercambiables y algunos compuestos del

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suelo. La reacción del H2PO4- con estos cationes en solución resultará en compuestos de

naturaleza diversa según los suelos, que precipitan dada su baja Kps.

El alto grado de retención de P por los suelos ácidos está asociado con la presencia dealtos contenidos de Al intercambiable (Figura 7). Tanto el Al+3 en solución, como loscompuestos producto de su hidrólisis (polímeros), pueden retener al P (Tisdale et al., 1993). ElAl+3 en solución reaccionará con el P presente en la misma, a través de una reacción de tipoprecipitación. Los polímeros de Al reaccionarán con el P a través de reacciones deprecipitación/adsorción de la siguiente manera:

Precipitación y/o adsorción

Al(OH)2+ + H2PO4

- = Al(OH)2H2PO4 (Kps = 10-29)

FIGURA 7. Efecto del Al intercambiable en la cantidad de P retenido por arcill assuspendidas. (Coleman et al., Soil Sci 90:1, 1960).

Adsorción: Mediante este mecanismo el P reacciona con cationes de alta reactividadquímica presentes en la superficie de las fracciones finas del suelo. En general, a medida que

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aumenta el contenido de arcill a aumenta la capacidad del suelo para retener P por adsorción,debido a la mayor cantidad de posiciones con cationes capaces de retener P en la superficie delos coloides. Los componentes de la fracción arcill a que actúan con potencial capacidad deretener al P son:

• Arcill as aluminosili catadas. Los mecanismos de reacción propuestos para explicar laretención de P por estos minerales arcill osos son: a) reemplazo de un OH- de la capaoctaédrica de Al por H2PO4

- y b) a través de cationes retenidos en la superficie de losminerales arcill osos, los cuales desarrollan una pequeña carga positiva cerca de lasuperficie del mineral. Esta pequeña carga positiva puede atraer y retener pequeñascantidades de aniones como el fosfato. Se ha visto trabajando con arcill as puras que losminerales 1:1, que tienen mayor relación Al/Si, retienen más P que los minerales 2:1. Porello, los suelos muy meteorizados en los que predominan las arcill as 1:1 son conocidos porsu alta capacidad de retención de P, lo cual se explica no sólo por el contenido de arcill as1:1, sino también por su alto contenido en óxidos de Fe y en Al intercambiable en formaasociada. A estos factores se suma también el hecho de que en condiciones ácidas lacaolinita puede desarrollar cargas dependientes del pH de signo positivo, en las cuales el Ppuede quedar retenido (Tisdale et al., 1993).

En la Figura 8 se indica la incidencia conjunta de estos factores en la retención de P, através de un estudio donde se equili braron muestras de 9 suelos con soluciones deconcentración variable de P (metodología de isotermas de retención de P). Se evaluó el Premanente en la solución luego de un cierto período de agitación, calculando cuanto del Pagregado fue adsorbido por los suelos. Un valor elevado de P adsorbido para cierto nivelen la solución indica una alta retención de P. Comparando los tres suelos con más del70% de arcill a, se observa que en el Molisol la retención de P fue reducida comparada conla que ocurrió en el Oxisol o Andept (Inceptisol). La mineralogía de la fracción arcill a enel Molisol es fundamentalmente montmorill onita, con poca caolinita y óxidos de Fe/Al, entanto que el Oxisol presenta mayores contenidos de óxidos de Fe/Al, lo cual determinauna mayor capacidad de retención de P. El Andept está compuesto principalmente poróxidos de Fe/Al y otros minerales, lo cual determina valores muy elevados de retenciónde P. Por otra parte se observa que los suelos de mayor porcentaje de arcill a retienen másP que los suelos de textura liviana, en virtud de una mayor área de superficie para reteneral P -por ejemplo, comparando con los tres Ultisoles- (Sanchez y Uehara, cit. por Tisdaleet al., 1993).

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FIGURA 8. Isotermas de retención de P de diferentes suelos. (Sanchez y Uehara, In F.E.Khasawneh, E.C. Sample y E.J. Kamprath, Eds., The Role of Phosphorus inAgr iculture, p.480. Madison, Wis.: American Society of Agronomy, 1980).

• Óxidos de Fe e hidróxidos de Al. Estos compuestos tienen un rol preponderante en laretención de P por los suelos. La superficie de estos minerales tiene una carga netapositiva, aunque coexisten sitios positivos con sitios negativos. La predominancia decargas positivas provoca la atracción de aniones como el H2PO4

-. Los iones fosfato sonadsorbidos en la superficie de óxidos de Fe/Al por intercambio con el OH- y/o gruposOH2

+ en la superficie del mineral (Figura 9). Cuando el ortofosfato es ligado a través de unenlace Al-O-P, el H2PO4

- es considerado lábil , y puede ser rápidamente desorbido(liberado) de la superficie del mineral a la solución del suelo. Cuando ocurren dos enlaces

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Al-O con el H2PO4-, se forma un anill o estable de seis elementos. En consecuencia, la

desorción es más difícil , y el H2PO4- es considerado no lábil (Tisdale et al., 1993).

FIGURA 9. Mecanismos de adsorción de P en superficies de óxidos de Fe y Al. (Tisdaleet al., 1993).

Estos minerales existen bajo la forma de pequeñas partículas o recubriendo bajo laforma de costras, otras partículas de suelo. En la Figura 10 se indica la relación entre un índicede retención de P y el contenido de Fe total extraído por ditionito de sodio (correspondiente alFe presente en óxidos) para suelos del Uruguay.

y = 0.0073x + 6.5571

R2 = 0.6781

0

20

40

60

80

100

0 2000 4000 6000 8000 10000

ppm Fe

ppm

P

FIGURA 10. Relación entre la concentración de P en fase sólida necesar ia paramantener 0.2 ppm en la solución del suelo, y el contenido total de Fe de óxidosextraído con ditionito de sodio. (Hernández y Zamalvide, 1999).

Además del contenido total de óxidos de Fe en los suelos, otras características quedeterminan el grado con el cual el P es retenido es su grado de cristalinidad y el tamaño departícula de los óxidos de Fe. En la medida de mayores contenidos y proporciones de óxidosde Fe de baja cristalinidad (del tipo de la ferrihydrita), la retención de P es mayor, lo cual se

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explica por ser minerales con mayor área superficial específica donde puede quedar retenido elP. Analíticamente, estos óxidos se extraen con una solución de oxalato de amonio 0.2M. En laFigura 11 se indican algunos resultados obtenidos para suelos del Uruguay, acerca del gradode retención de P en función del contenido de óxidos de Fe de baja cristalinidad.

y = 0.0092x + 19.716

R2 = 0.8255

0

20

40

60

80

100

0 2000 4000 6000 8000Fe, ppm

P a

dsor

bid

o, %

FIGURA 11. Relación ente la retención de P y las formas más reactivas de Fe presente enóxidos, extraído con oxalato de amonio 0.2M. (Hernández y Meurer, 1998).

En cuanto a Al, al igual que lo ya mencionado para Fe, la presencia de altos contenidosde óxidos e hidróxidos de Al en los suelos determina altos niveles de retención de P por partede los suelos. Estos compuestos, además de estar presentes como pequeñas partículas o comocoberturas de otras partículas de suelo, se encuentran como compuestos de tipo hidróxidosamorfos entre láminas de minerales arcill osos expansibles. Para la caracterización de loshidróxidos de Al, se ha sugerido una extracción débil de la fracción más reactiva con ácidoacético. Ozanne (1967), en Australia, encontraba que el coeficiente de correlación entre lacapacidad de retención de P por 90 suelos australianos, y las cantidades de Fe y Al extraídascon ácido oxálico y acético era de 0.96.

B. RETENCIÓN EN SUELOS CALCÁREOS

Parte de los mecanismos de retención antes citados, en especial la acción de los óxidose hidróxidos de Fe y Al, actúan no sólo en suelos ácidos sino también en suelos neutros oalcalinos, aunque seguramente con menor intensidad. En los suelos calcáreos o alcalinosactúan, además, otros tipos de reacciones que a continuación se describen:

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• Precipitación como CaHPO4 . El alto pH y la gran actividad del Ca en los suelosalcalinos o calcáreos conduce a una rápida formación de fosfatos dibásicos de Ca,de baja solubili dad en agua pero de alta reactividad. A medida que transcurre eltiempo, estos fosfatos evolucionan a su vez hacia fosfatos tricálcicos uoctocálcicos, de menor reactividad y mayor cristalinidad. Las reacciones deprecipitación ocurren en la solución del suelo entre el Ca+2 y los aniones H2PO4

- yHPO4

-2, por lo cual están determinadas en gran parte por la actividad del Ca+2 en lasolución. A concentraciones altas de P, es el proceso predominante.

• Adsorción sobre carbonato de calcio. El ortofosfato de los fertili zantes fosfatadossolubles puede neutralizarse y quedar absorbido sobre las partículas de CaCO3, através de reemplazo con el CO3

-2. La intensidad de la adsorción sobre el carbonatodependerá de su cantidad y de reactividad. Carbonato de calcio finamente divididoy “ blando” poseerá más reactividad química que concreciones sili cificadas. Abajas concentraciones de P es el proceso que predomina.

• Adsorción sobre partículas de arcill as. En suelos calcáreos las arcill as tienen engeneral una alta saturación en Ca, por lo cual el H2PO4

- puede unirse a ellas através de puentes de Ca.

La retención de P es un proceso de mayor importancia en suelos ácidos, con altoscontenidos de óxidos de Fe y Al finamente divididos. El P adsorbido es retenido con unaenergía de enlace cinco veces mayor en suelos ácidos que en suelos calcáreos. Este aspecto serepresenta en la Figura 12.

FIGURA 12. Efecto del pH del suelo en la adsorción y precipitación de P. (Adaptado deStevenson, Cycles of Soil , p.250, John Wiley & Sons, 1986).

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En resumen, a través de los mecanismos mencionados, tanto en suelos ácidos como ensuelos calcáreos, la primera etapa es la desaparición del P agregado de la solución del suelo.Se forman entonces, productos metaestables de alta reactividad química, permaneciendo por lotanto estos productos como P lábil . A medida que transcurre el tiempo estos productos vanevolucionando hacia formas más estables para las condiciones del suelo, mejor cristalizadas,de menor reactividad química y que desaparecen por lo tanto, de la fracción de P lábil de lossuelos.

II. CARACTERIZACIÓN DE LA RETENCIÓN DE FÓSFORO EN ELCORTO PLAZO

A pesar de que todos los suelos tienen el equili brio entre el P adsorbido y el P ensolución fuertemente desplazado hacia la fase sólida, en términos cuantitativos estedesplazamiento varía según los distintos suelos. El hecho de poder estimar cuanto P esnecesario agregar a ellos para que luego de las reacciones de corto plazo se mantenga un ciertonivel en la solución, es de gran implicancia agronómica.

A. METODOLOGÍA POR ISOTERMAS DE RETENCIÓN DE FÓSFORO

A los efectos de caracterizar esta relación entre P en fase sólida - P en solución paradiferentes concentraciones de P se utili za la técnica de las isotermas de retención o adsorciónde P. Para ajustar una isoterma se equili bran muestras de suelo con soluciones deconcentración variable de P durante 12 a 18 hs, luego de las cuales se mide el P remanente ensolución, calculándose la cantidad de P retenido por el suelo, por diferencia con el P agregado.

A los efectos de obtener datos comparables es necesario mantener constantes latemperatura y el tiempo de contacto con la solución de P. Estos factores afectan también laretención en las condiciones naturales de campo.

Debe notarse que en estos estudios se llega a concentraciones de P en la solución delsuelo muy superiores a las encontradas en suelos naturales.

La capacidad de retención de P en suelos del Uruguay fue caracterizada por diferentesautores (Escudero y Morón, 1978; Cayota et al., 1981; Hernández et al., 1999), a través de latécnica de las isotermas de adsorción. La Figura 13 muestra la relación en el P retenido y el Pen solución para cuatro suelos.

29

0

100

200

300

400

500

0 10 20 30 40 50

P solución, ppm

P re

teni

do,

ppm

Luvisol S.Polanco

Vertisol Itapebí

Brunosol Toledo

Planosol R.Branco

FIGURA 13. Isotermas de retención de P para cuatro suelos del Uruguay. (Hernández yZamalvide, 1999).

En las relaciones anteriores se observa que una cierta concentración de P en lasolución, es mantenida por cantidades diferentes de P en la fase sólida según los distintossuelos. En algunos suelos el equili brio entre la fase sólida y la solución está fuertementedesplazado hacia la primera, como en el Luvisol de Sierra Polanco y el Vertisol Itapebí-TresÁrboles. Un alto porcentaje del P agregado al suelo fue retenido por la fase sólida, siendonecesario agregar grandes cantidades para mantener determinados niveles en solución. Estossuelos presentan un alto poder de retención de P. Por el contrario, en otros suelos, la mismaconcentración de P en la solución es mantenida por menores cantidades de P en la fase sólida,lo cual indica un menor grado de desplazamiento del equili brio P solución – P en fase sólida.Tienen, por lo tanto, menor poder de retención de P.

A partir de las isotermas es posible definir ciertos índices de retención de P, como porejemplo, la cantidad de P retenido en la fase sólida del suelo necesaria para mantener un ciertonivel de P en la solución del suelo, o qué porcentaje del P agregado a una muestra de suelo esretenido por ella. Estos últimos son utili zados en algunos países conjuntamente con el dato deanálisis de P asimilable a los efectos de las recomendaciones de fertili zación. En el trabajo deEscudero y Morón (1978) se evaluó la cantidad de P que debía quedar retenida por el suelopara mantener 1 mg P L-1 en solución, encontrando que dicho nivel oscilaba, en 39 suelosestudiados, entre 19 y 248 ppm. Si se hubiera definido el índice como aquel necesario paramantener 0.2 ppm en la solución del suelo, las diferencias entre suelos hubieran aumentado.

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Los autores anteriormente mencionados correlacionaron las tres características queexplicaban mejor la retención de P: porcentaje de arcill a, porcentaje de Fe2O3 en la arcill a ycantidad de Al intercambiable. La ecuación de regresión múltiple obtenida fue:

Y = -42.1 + 3.47(%Ac) + 3.32(meq Al int/100g) + 756.5(%Fe2O3/%Ac) R2 = 0.75

donde Y = ppm de P a ser retenido en la fase sólida para mantener 1 ppm P en lasolución del suelo.

B. CUANTIFICACIÓN DEL PROCESO EN SUELOS DEL URUGUAY

De los resultados obtenidos en los diferentes trabajos realizados, se han podidocategorizar los suelos del Uruguay desde el punto de vista de su poder de retención de P.Obviamente, las características del material de origen de los suelos es uno de los factores másimportantes en el proceso. En segundo lugar, las condiciones de formación del suelo sería otrode los factores a tener en cuenta. En el Cuadro 4 se indica una categorización de suelos enfunción de los valores de un índice de retención (P retenido en fase sólida para mantener 1ppm de P en la solución).

CUADRO 4. Categorías de retención de P de diferentes suelos del Uruguay acuerdo conlos valores de un índice de retención (P retenido en fase sólida para mantener 1ppm de P en solución). Elaboración del autor basada en datos de Escudero yMorón (1978), y Hernández y Zamalvide (1999).

Grado deRetención

Valor delÍndice

Unidades de suelos(M.A.P.- D.S.F.)

Bajo 0 – 60 Algorta, Cuchill a Corralito, Cañada Nieto, Chapicuy, LasToscas, Trinidad, Fray Bentos, Colonia Palma, Libertad,San Luis, Lascano, Río Branco

Medio 60 – 120 La Carolina, Tacuarembó, Rivera, San Gabriel-Guaycurú,La Charqueada, Arroyo Blanco, Los Mimbres, Paso Coelho,Tala-Rodríguez, Toledo, Bequeló, San Manuel, Young,Risso, Espinillar

Alto > 120 Itapebí-Tres Árboles, Queguay Chico, Curtina, Cuchill a deHaedo, Sierra de Polanco, Cerro Chato, Arroyo Hospital,Fraile Muerto, Aparicio Saravia, Manuel Oribe

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En la categoría de alta retención de P se encuentran los suelos derivados o coninfluencia de materiales del basamento cristalino, basalto, Formación Melo y devoniano. Lossuelos derivados de basalto presentan altos contenidos de óxidos de Fe y arcill a, en tanto quelos suelos del basamento cristalino presentan altos contenidos de óxidos de Fe, pero sucontenido de arcill a no es elevado. No obstante, presentan minerales de tipo 1:1 en formarelevante dentro de la fracción arcill a (Durán, com. pers). Complementariamente, algunospresentan Al intercambiable. En los materiales del devoniano la presencia de minerales de tipo1:1 en su fracción arcill a, explicaría su alto grado de retención, además de la presencia de Alintercambiable.

Los suelos dentro de la categoría de baja retención de P, normalmente tienen medios abajos contenidos de arcill a y/o óxidos de Fe, siendo los minerales dominantes de tipo 2:1. Porlo general no contienen Al intercambiable.

De los procesos analizados anteriormente, y del comportamiento de los suelosestudiados, surgen básicamente dos consecuencias importantes desde el punto de vistaagronómico:

- Se requiere agregar más P para elevar los niveles de P lábil en suelos con altacapacidad de retención.

- Los niveles de suficiencia alcanzados por fertili zación van disminuyendo másrápidamente en el tiempo en suelos con alta capacidad de retención.

En consecuencia, las diferencias en capacidad de retención de P pueden explicar engran medida la distinta eficiencia de una misma dosis de fertili zante agregado a distintossuelos, a corto plazo. Parece claro que a medida que aumenta la capacidad de retención de P,mayores deben ser las dosis iniciales a agregar al suelo para asegurar en el inicio un suministroadecuado de P.

Para las condiciones de los suelos del Uruguay, puede entonces predecirse que elfertili zante agregado tendrá menos eficiencia en suelos sobre basamento cristalino que en losplanosoles arenosos del lit oral, como ejemplos extremos.

Los estudios de retención de P mediante la técnica de isotermas caracterizan laeficiencia inicial de un fertili zante agregado, pero no tienen valor como predicción de laevolución lenta que ocurre a los fosfatos del suelo luego de su retención, y que implicaprocesos de retrogradación hacia formas más estables y cristalinas. No obstante sirven comoherramienta para decidir en qué suelos será necesario manejar dosis mayores de P en lainstalación de un cultivo, y en cuales menos, para similares niveles de P lábil . Para poderevaluar las reacciones en el largo plazo ha sido necesario realizar investigaciones a campo, enlas cuales evaluar los procesos en el tiempo.

32

III. REACCIONES LENTAS DE RETROGRADACIÓN DEL FÓSFOROLÁBIL AL FÓSFORO FIJADO

Luego de agregado al suelo, el fertili zante fosfatado tiene un efecto de suministro de Pque persiste durante más de un ciclo de crecimiento, conocido como efecto residual, y queresulta de la permanencia del P en los compuestos fosfatados metaestables que integran el Plábil . Sin embargo, con el transcurso del tiempo la disponibili dad del P agregado disminuye.

Según la mayoría de los autores, la retención de P se cumpli ría en los suelos en dosetapas:

a) reacciones rápidas en las cuales el P es fundamentalmente adsorbidosuperficialmente, conservando por ello alta reactividad.

b) pasos lentos en los cuales el P se va transformando en compuestos precipitadoscristalinos estables menos reactivos y muy poco disponibles para las plantas. Alproducto final de estas reacciones se le llamaría P precipitado o cristalino.

Es de gran importancia agronómica poder preveer para un determinado suelo durantecuanto tiempo el P del fertili zante permanecerá en forma asimilable (P lábil ), o másexactamente, la variación del incremento del P lábil l ogrado por la fertili zación en función deltiempo. Es de esperar que los resultados que se obtengan en este tipo de estudios varíen porvarios factores, como pueden ser el tipo de suelo, temperatura, fuente de fertili zante agregado,tamaño de gránulo del fertili zante, etc.

Barrow cita como datos promedio de varios autores una pérdida del P lábilpreviamente aumentado por la fertili zación, del 40-50% anual (1980). La evolución de este Plábil en función del tiempo sería una progresión geométrica, con una pérdida porcentualconstante del resto que va quedando lábil , tal como sería, por ejemplo, 1 - 0.5 - 0.25 - 0.125para una pérdida anual del 50%. La figura 14 muestra los resultados de este tipo de estudiospara suelos australianos.

33

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1 2 3 4 5 6 7

Ti e m p o tra n scu r r i d o d e sd e l a a p l i c a c i ó n d e l

P (a ñ o s)

Efi

cie

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ia d

el

sup

erf

osf

ato

FIGURA 14. Evolución de la eficiencia del superfosfato en función del tiempo deaplicación. (Arndt and Mc Intyre, 1963 cit. por Black, 1993).

En el Uruguay, Castro et al. (1981) estudiaron a través del análisis de suelo laevolución del P asimilable en fertili zación de pasturas. Estos autores definen dos parámetrospara caracterizar la evolución de la disponibili dad del P luego de su aplicación.

A. EQUIVALENTE FERTILIZANTE

Son los Kg de P2O5 necesarios a agregar a un suelo para aumentar 1 ppm de P a unaprofundidad de 15 cm en el momento de aplicación (valor obtenido por extrapolación). Paradiferentes suelos del país los valores de equivalente fertili zante oscilan entre 5 y 10 kg P2O5.

Los autores citados encontraron para los suelos estudiados una relación lineal entre Pagregado e incremento de P asimilable por análisis de suelo. Otros autores, e inclusiveobservaciones realizadas en nuestro país en situaciones distintas a las antes citadas, hanencontrado que esta relación sigue mejor un modelo exponencial. Este último modelo indicaque para elevar las primeras ppm de P asimilable se consume más fertili zante que el queconsume un incremento igual en valores más altos de P asimilable. En otras palabras, habríaque agregar más fertili zante, por ejemplo, para subir el valor del análisis de suelo de 2 a 4 ppmque de 10 a 12 ppm. La Figura 15 indica este comportamiento.

34

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

0 8 0 1 6 0 2 4 0k g P 2O 5 h a-1

P a

sim

ilabl

e, m

g kg

-1

FIGURA 15. Aumentos en los niveles de P disponible en un Luvisol de la UnidadTacuarembó en función de la dosis de P agregado. (Hernández y Otegui, 1998).

B. TASA DE DESCENSO ANUAL

Los coeficientes de este parámetro miden el porcentaje del P lábil aumentado por lafertili zación que pasa anualmente a formas fijadas no asimilables. De acuerdo a los datosobtenidos por Castro et al. (1981), estos porcentajes variarían para suelos del Uruguay entre el28% y el 50%, usando como fuente fertili zante al superfosfato de calcio, aunque trabajosposteriores han mostrado tasas de descenso mucho mayores.

Teóricamente el equili brio al que se llegaría en un tiempo largo sería casi igual al quese partió antes de la fertili zación. El nivel final de P lábil y en solución estará determinado porlos compuestos en equili brio para las condiciones del suelo consideradas. Este equili brioestará poco afectado, a largo plazo, por las cantidades relativamente pequeñas de P agregado,en relación con las grandes cantidades de Fe, Al y Ca, que pueden operar para hacer volver elequili brio a sus valores iniciales.

En algunos países, como Nueva Zelandia, se ha tratado de integrar la información quebrinda el análisis de suelo con un parámetro de retención de P, a los efectos de elaborarrecomendaciones de fertili zación fosfatada en diferentes situaciones. En el diagrama de laFigura 16 se establecen estas relaciones.

35

FIGURA 16. Recomendación de dosis de P a agregar (kg P2O5 ha-1) en la instalación depasturas en función del dato de análisis de suelo (según el método Olsen) y uníndice de retención de P (porcentaje del P retenido luego de agitar 5 g de suelocon 25 mL de una solución de 1000 mg P kg-1 durante 16 horas) (Saunders ySinclair , 1984).

De acuerdo con este esquema, para un valor dado de análisis de suelo para Pdisponible, de acuerdo sea la capacidad de retención de P del suelo será la dosis de P a agregarpara obtener cierto nivel de rendimiento.

4. FACTORES QUE DETERMINAN LA DISPONIBILIDAD DEFÓSFORO

En el capítulo anterior se analizó el proceso de retención de P, como uno de losfactores responsables de la disminución en la disponibili dad del P en los suelos aumentada porel agregado de un fertili zante fosfatado en función del tiempo. Los primeros productos dereacción de un fertili zante fosfatado con el suelo son productos metaestables, los cuales vanevolucionando con el tiempo hacia productos de mayor estabili dad. Además de latransformación gradual de estos compuestos metaestables a compuestos más estables y menosreactivos, de equili brio final con el suelo, hay factores adicionales que explican también loscambios en la disponibili dad del P del suelo y el P agregado:

a) Extracción de P por las cosechas.

b) Pérdidas por erosión, importantes debido a la acumulación del P en la partesuperficial del suelo.

c) Mezclado y difusión del P del fertili zante, lo cual disminuye la alta concentraciónde P que originalmente se establece alrededor de su punto de aplicación.

d) Ganancias y pérdidas en las formas orgánicas e inorgánicas de P de los suelos, através de los procesos de mineralización e inmovili zación de P.

e) Variaciones en el pH.

f) Cambios en los potenciales de oxidación-reducción de los suelos.

No obstante, debe recordarse que dentro de los procesos que determinan la reducciónen la disponibili dad de P, el pasaje de P lábil a P fijado es el más importante.

A continuación se discutirán algunos aspectos de los tres últimos factoresmencionados, por incidir en forma importante en los cambios de disponibili dad del P.

38

I. MINERALIZACIÓN DE FÓSFORO ORGÁNICO - INMOVILIZACIÓNDE FÓSFORO INORGÁNICO1

Estos dos factores serán comentados en forma simultánea, por constituir las dos partesde un proceso biológico dinámico que determina cambios en las dos formas de P de los suelos.En el mismo están involucradas las fracciones lábiles de ambas formas, lo que determina quelos cambios operados entre ellas van a tener una incidencia fundamental en la disponibili dadde P para las plantas.

Similarmente a lo que ocurre con el N, los procesos pueden ser descriptos de lasiguiente manera:

Mineralización

P orgánico P inorgánico Inmovili zación

La fuente inicial de P orgánico son los resíduos de plantas y animales, los cuales sondegradados por los microorganismos para producir otros compuestos orgánicos y liberar Porgánico. Algo del P orgánico es resistente a la acción microbiana y está más relacionado conlos ácidos húmicos del suelo. Los inositol fosfatos, ácidos nucleicos y fosfolípidos tambiénpueden ser mineralizados en los suelos por una reacción catalizada por la enzima fosfatasa.

Las fosfatasas juegan un rol importante en la mineralización de fosfatos orgánicos delos suelos. Existe en los suelos un amplio rango de microorganismos que a través de susactividades de fosfatasas son capaces de desfosforilar (mineralizar) todos los fosfatosorgánicos de origen vegetal. La actividad de fosfatasas de los suelos es debida a la accióncombinada de la microflora del suelo y de algunas enzimas libres presentes. La actividad defosfatasa de los suelos aumenta con el aumento del contenido de carbono, pero también estáafectada por el pH, humedad, temperatura y otros factores. Se ha planteado la teoría de que lamineralización del P orgánico ocurre más rápidamente en el suelo adyacente a las raíces de lasplantas que en el resto del suelo, y que las plantas se benefician de esta mineralización localadicional, tanto como de la mineralización en conjunto del suelo. Esta teoría está sostenida porla evidencia de que enzimas capaces de liberar P inorgánico a partir de ciertos compuestos deP están presentes en la superficie de las raíces y en los recubrimientos muscilaginosos de lasraíces.

Las evidencias de la mineralización de P orgánico puede ser evaluada midiendo loscambios en el P orgánico del suelo durante la estación de crecimiento. Muchos factores

1 Extractado de Tisdale et al. (1993) con aportes de información nacional.

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influyen sobre la cantidad total de P mineralizado en el suelo. En la mayoría de los suelos elcontenido total de P mineralizado está altamente correlacionado con el contenido de Corgánico.

Con respecto a la mineralización de restos vegetales, las relaciones C/P de los resíduosen descomposición regulan la predominancia de la mineralización sobre la inmovili zación deP, así como la relación C/N regula la mineralización/inmovil ización de N. Se han sugerido lossiguientes límites:

Relación C/P Mineralización/Inmovili zación

< 200 Mineralización neta de P orgánico200-300 Ni ganacia ni pérdida de P inorgánico> 300 Inmovili zación neta de P inorgánico

Expresado como % P del resíduo, la inmovili zación neta ocurre cuando % P < 0.2%, yla mineralización neta cuando el % P > 0.3%. Cuando los resíduos son incorporados al suelo,en los primeros momentos ocurre una inmovili zación neta, seguida por una mineralizaciónneta de P en la medida que la relación C/P del resíduo disminuye.

Otros factores que afectan el balance mineralización/inmovili zación de P son latemperatura, humedad, aereación, pH, intensidad de laboreo y fertili zación fosfatada. Losfactores ambientales actúan similarmente para la mineralización/inmovili zación de N, en lamedida que ambos son procesos microbianos.

Evidencias del proceso de mineralización lo constituyen la disminución del P orgánicoen la medida del laboreo contínuo. Generalmente en regiones templadas la disminución en el Porgánico por cultivos es menor que la de C y N, en virtud de los menores mecanismos depérdida de P, lo cual resulta en una conservación relativa de P orgánico mayor.

La evaluación del ciclo del P orgánico en los suelos es más difícil que para N, ya que elP producido a través de la mineralización puede ser removido de la solución, ya sea poradsorción a arcill as y otras superficies de minerales, o precipitar bajo forma de mineralessecundarios con Fe, Al o Ca. Sin embargo, la mineralización de P durante una estación decrecimiento ha sido estimada en numerosos estudios, y como es de esperar, varía ampliamenteentre suelos. En ambientes tropicales con altas temperaturas se constataron grandes cantidadesde P orgánico mineralizado, del orden de los 100 kg/ha/año, aunque en períodos que nosuperaron los tres años (Steward y Sharpley, 1987). En la mayoría de los sistemas de cultivosdel Medio Oeste americano, la mineralización contribuye probablemente con cantidades

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bastante menores, del órden de 4 a 10 kg/ha/año, aunque considerando períodos mayores deevaluación (decenas de años).

Un hecho importante a tener en cuenta en suelos donde el P orgánico constituye entrela mitad y las dos terceras partes del total de P del suelo, es que normalmente los métodos deanálisis de P disponible (asimilable) del suelo ignoran esta fracción. La mayoría de losextractantes de suelo sólo extraen una proporción del P lábil en forma inorgánica. Muchas delas variaciones estacionales observadas en los niveles de P asimilable de los suelos podrían serexplicadas por la contribución de la mineralización de formas orgánicas de P.

En diferentes suelos de nuestro país, se ha podido evaluar la mineralización de P enexperimentos en los cuales se laboreó el suelo, no permitiendo el crecimiento posterior devegetación, mediante control químico. Los resultados obtenidos se indican en el Cuadro 5.

CUADRO 5. Niveles de P disponible (Bray Nº1) en tratamientos sin cultivar ytratamientos cultivados con Lotus, a los seis meses de roturados diferentessuelos. (Hernández y del Pino, datos no publicados)

Suelo Campo Natural Barbecho sin cultivar Pradera de lotus-------------------------mg kg-1-------------------------

Luvisol Tacuarembó 5.1 8.5 6.2Vertisol Itapebí 2.7 3.7 2.8Brunosol Young 5.0 8.1 8.1Vertisol Los Mimbres 8.3 20.4 10.2Luvisol S. Polanco 1.6 1.4 1.8Vertisol Tala-Rodr. 2.9 7.8 4.2

De esta información surge un aspecto importante a destacar, y es que luego de roturarun campo natural, o una pradera de buena productividad, existe una mineralización importantede P orgánico, lo que repercute en un aumento en la disponibili dad de P. Esto determinaríaque:

a) Un muestreo de suelo posterior al laboreo, y lo más próximo posible a la siembradel cultivo dará una idea más clara de la disponibili dad de P para el cultivosiguiente.

b) Las dosis de P a agregar (en el caso que fuera necesario) se verían disminuídas enfunción de dicho aumento en la disponibili dad de P.

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Con respecto a la inmovili zación de P, el proceso está referido a la inmovili zación de Pen la materia orgánica del suelo. Esta situación es común en la etapa de pasturas de unarotación, donde la tendencia es hacia la acumulación de materia orgánica. De una maneraesquemática, si hubo un aumento absoluto en la materia orgánica del suelo del orden de 0.2 %en los primeros 20 cm de suelo, esto significa que en una hectárea hubo un aumento de 5000kg de materia orgánica (considerando una densidad aparente promedio de 1.25 g cc-1).Asumiendo un contenido promedio de P de la materia orgánica del orden de 0.35 %, estosignificaría 17.5 kg P orgánico ha-1, lo cual equivale a 40 kg de P2O5 ha-1, o sea, casi 100 kgdel fertili zante superfosfato triple por ha.

Otro aspecto importante a considerar es el reciclaje de P que ocurre en las rotacionesde cultivos y pasturas. En la etapa de cultivos existe reciclaje a partir de los restos de cultivoscosechados, los cuales son devueltos al suelo. Aquí surgen diferencias importantes en la formacomo esos restos son incorporados según el sistema de laboreo. En los sistemasconvencionales, estos restos son incorporados al suelo, con lo cual su descomposición se veestimulada, en función de otras características relativas al tipo de material, estado del mismo alenterrar, condiciones de clima y tiempo. En los sistemas bajo siembra directa, el manejo derastrojos en superficie no permite una tasa de descomposición muy elevada. Por otra parte, laincorporación de los productos de esa descomposición, particularmente P, se dará en losprimeros cm de suelo, en virtud de la acción de los mecanismos de retención de P. En la etapade pasturas, existe un reciclaje importante de P, principalmente bajo forma de heces. Sinembargo, además de la lentitud en la descomposición de este material, existe una distribuciónlocalizada del mismo en puntos, cuya densidad depende del número de animales pastoreando,el tiempo durante el cual se encuentran pastoreando (sistema de pastoreo), la categoría deanimales, etc.

II. EFECTO DEL pH SOBRE LA DISPONIBILIDAD DE FÓSFORO

El pH del suelo afecta la disponibili dad del P para las plantas de varias maneras.Algunos de los efectos son el resultado de procesos químicos y biológicos que tienen lugar enel suelo, en ausencia de plantas. Estos afectan el suministro de P lábil y la concentración de Pen la solución del suelo. Otros incluyen, además, el comportamiento de las plantas.

Dentro de los primeros, el pH afecta la disponibili dad de P del suelo, a través dediferentes mecanismos:

- Retención de P- Formas químicas en solución- Mineralización del P orgánico- Solubil ización de compuestos fosfatados

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Los tres primeros ya han sido comentados anteriormente. Con respecto al último, sibien ya fue en parte mencionado, se resaltarán aquí dos aspectos. Uno relativo a los cambiosen la solubili dad de los compuestos fosfatados en los suelos, como consecuencia de unaumento en el pH luego del encalado del suelo. El otro guarda relación con el efecto del pHdel suelo en la solubili zación de fertili zantes fosfatados insolubles del tipo de la fosforita(apatita).

El efecto del pH sobre el comportamiento de los fosfatos de Fe y Al y los hidróxidosasociados, es un efecto o serie de efectos químicos que pueden representarse en forma muysimpli ficada de la siguiente manera:

Al PO4 + 3OH = Al (OH)3 + PO4-3

Con un aumento en el pH o actividad del OH-, los fosfatos de Al y Fe liberan fosfatoen forma soluble, y el Al y el Fe permanecen en forma insoluble como hidróxidos. A lainversa, con una disminución en el pH o actividad del ión OH-, o con un aumento en laactividad del ión fosfato, aumenta la tendencia de los hidróxidos de Al y Fe a reaccionar con elfosfato para formar fosfatos de Fe y Al. La reacción es altamente dependiente de laconcentración dentro del rango de los valores de pH y concentración de fosfato comunes en elsuelo.

Otro efecto del pH tiene que ver con los fosfatos de calcio. Este efecto puedevisualizarse en términos de la siguiente ecuación convencional, escrita para la hidroxiapatita:

Ca10(PO4)6(OH)2 + 20H+ = 10Ca+2 + 2H2O + 6H3PO4

Los fosfatos de calcio se disuelven a medida que el pH aumenta, debido a la tendenciade los iones H+ de asociarse con los iones fosfato. Con la hidroxiapatita, que contiene ionesOH-, la tendencia de los iones H+ a asociarse con los OH- para formar agua, es otro factor en ladisolución del compuesto, con una disminución del pH.

Este efecto del pH sobre los fosfatos de calcio insolubles es aprovechado cuando seutili zan materiales fertili zantes de tipo fosforitas molidas sin tratamiento industrial previo.Estos materiales son del tipo de las apatitas (carbonatoapatitas, hidroxiapatitas). Al seraplicados en suelos ácidos, los iones H+ actúan sobre el material, solubili zando al P. Sonmateriales que se comportan de una manera eficiente desde el punto de vista del suministro deP a las plantas en suelos ácidos.

Los efectos del pH mencionados tienen que ver con procesos que ocurren en los suelosindependientemente de las plantas. Dos efectos adicionales involucran tanto al suelo como ala planta. Uno es la relación entre toxicidad de Al y la nutrición fosfatada. Hay evidencias deque un exceso de Al en solución en suelos fuertemente ácidos induce una deficiencia de P en

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las plantas. Las altas concentraciones de Al en la solución del suelo están asociadas con bajasconcentraciones de P. Por lo tanto, el Al penetra a las raíces y aparentemente inactiva parte delP absorbido por las raíces. A medida que el pH va aumentando, el Al precipita en el suelo y lainactivación del P por el Al en la planta no ocurre. Al mismo tiempo, la disminución en latoxicidad del Al reduce la inhibición del crecimiento de la raíz. Un incremento en ladisponibili dad del P sería entonces seguida de una mayor extensión del sistema radicular y unamayor área de contacto suelo-raíz.

Un segundo efecto del pH que involucra tanto al suelo como a la planta, tiene que vercon la forma iónica del ortofosfato en solución. Este aspecto ya ha sido discutido previamente.Hagen y Hopkins (1955) propusieron la teoría de que las plantas absorben el P como H2PO4

- yHPO4

-2, siendo los dos iones tomados en diferentes sitios del transportador en las raíces. Sinembargo, la absorción de ambos iones es inhibida competitivamente por OH-. La absorción deP por las plantas generalmente disminuye con un aumento en el pH del suelo. Ya que el P ensolución está presente principalmente como H2PO4

- a pH 5 y como HPO4-2 a pH 7.7, el efecto

del pH indica que el H2PO4- fue absorbido más rápidamente que el HPO4

-2.

III. CAMBIOS EN LAS CONDICIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓNDE LOS SUELOS

Otro de los factores que determina variaciones en la disponibili dad de P del suelo sonlos cambios en las condiciones de oxidación-reducción de los suelos. Cuando en un suelo seestablecen condiciones de anaerobiosis, como puede ocurrir por un exceso de agua, la ausenciade oxígeno determina que los microorganismos del suelo deban hacer uso de otros elementoscomo aceptores de electrones. Uno de ellos es el Fe, el cual pasa de su forma oxidada (Fe+3) ala forma reducida (Fe+2). Los compuestos que forma el Fe con el P en condiciones normales deoxidación tienen la característica de ser altamente insolubles, en tanto que la reducción del Fetrae como consecuencia la liberación del fosfato a la solución. Esto es lo que determina que alestablecerse las condiciones de anaerobiosis en un suelo, aumente la disponibili dad de P.Dicho proceso, si bien adquiere fundamental importancia en cultivos inundados, como arroz,no deja de serlo en suelos no inundados, en la medida de que factores de suelo (diferenciacióntextural, textura), topografía (zonas planas del paisaje) y clima (balance lluvia-evapotranspiración) determinen períodos durante los cuales ocurran excesos de agua en elperfil , y en consecuencia, condiciones temporarias de anaerobiosis. En la Figura 17 se indicanlas variaciones en los niveles de P disponible en diferentes suelos del país en función de laduración del período de anaerobiosis.

44

0

20

40

60

80

Itapebí La Charqueada A. Blanco

P a

sim

. (B

ray

Nº

1), p

pm 0 día 5 días

15 días 45 días

FIGURA 17. Var iación en los niveles de P disponible de tres suelos del Uruguay enfunción de la duración en días de un período bajo exceso de agua(anaerobiosis). (Hernández, 1996).

El proceso de anaerobiosis puede también aumentar la disponibili dad de P a través deotros mecanismos:

- Cuando se da un proceso de reducción en un suelo ácido, se produce un aumento enel pH, de acuerdo con la siguiente ecuación teórica:

Fe(OH)3 + 1/4CH2O + 2H+ = Fe+2 + 1/4CO2 + 11/4H2O

En la misma se observa que en dicho proceso hay un “ consumo” de iones H+, porlo cual el pH aumenta. Este aumento en el pH determinaría un aumento en lasolubili dad, de los compuestos fosfatados con Al, a través de una hidrólisis yprecipitación del Al como Al(OH)3 y liberación del fosfato.

- En condiciones anaeróbicas existe una importante mineralización de la materiaorgánica. Esto traería como consecuencia la liberación de P a partir de formasorgánicas como los fitatos.

- Se daría la liberación de fosfatos adsorbidos a óxidos e hidróxidos de Fe y Al, porparte de aniones orgánicos.

- En suelos calcáreos, la anaerobiosis determina una disminución del pH, pordisolución del CO2 y formación de H2CO3, lo cual aumenta la solubili dad de loscompuestos fosfatados con el Ca, los cuales predominan en estos suelos.

El otro proceso asociado con los cambios en las condiciones de óxido-reducción de lossuelos guarda relación con la disminución en la disponibili dad de P cuando retornan las

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condiciones de oxidación en un suelo que previamente estuvo sujeto a condiciones reductoras.En tal caso ocurre la oxidación (aFe+3) del Fe solubili zado durante la reducción, yprecipitación bajo forma de óxidos finamente divididos, de gran superficie específica y bajacristalinidad, y con una elevada reactividad por el P. Esto determina que los fosfatos presentesen forma soluble en el suelo reaccionan con estas superficies, disminuyendo su solubili dad, ypor consiguiente, su disponibili dad para la planta. En el Cuadro 6 se indica estecomportamiento.

CUADRO 6. Var iación en los niveles de P asimilable de dos suelos sujetos a trestratamientos: a) un exceso de agua; b) un exceso de agua y posterior secado, yc) sin exceso de agua, bajo condiciones normales de difusión de oxígeno.(Fer rando y Mercado, 1997).

Suelo Tratamiento P asimilable(Bray Nº 1)

ppmExceso de agua 12.3Sin exceso de agua 7.3

Solod La Charqueada

Exceso de agua-secado posterior 3.5

Exceso de agua 14.2Sin exceso de agua 10.7

Brunosol Young

Exceso de agua-secado posterior 6.7

Los procesos anteriormente mencionados de aumento en la disponibili dad de P cuandose establecen condiciones de reducción, y disminución de la misma cuando el suelo vuelve are-oxidarse, generalmente ocurren más rápidamente y con mayor intensidad cuando elcontenido y/o proporción de formas activas de Fe es mayor. Por lo general es la situacióndonde los suelos, por estar sujetos a períodos frecuentes de reducción y oxidación presentancompuestos de hierro poco cristalizados, altamente reactivos. El Solod de la unidad LaCharqueada es un ejemplo de esta situación, donde la tercera parte del Fe presente en óxidosse encuentra bajo formas de alta reactividad. Topográficamente ocupa posiciones planas delpaisaje, siendo uno de los suelos importantes del área arrocera de la zona este del país (cuencade la Laguna Merim).

En las rotaciones de cultivo de arroz con pasturas estos procesos son de naturalrelevancia en determinar la disponibili dad de P en las diferentes etapas de la rotación. Noobstante, en suelos de zonas planas bajo pasturas, la existencia de estos períodos, aunque deduración breve, también puede determinar cambios de cierta importancia en la disponibili dadde P.

5. MECANISMOS DE APORTE DE FÓSFORO A LASPLANTAS

Las plantas absorben el P que está disuelto en la solución del suelo. A su vez, lacantidad de P absorbido por una planta por unidad de tiempo es función del volumen de raícesque tenga la planta, la tasa de absorción por unidad de raíz, y la concentración de P en lasolución del suelo donde se encuentra la raíz.

En general, la concentración de P en la solución del suelo en condiciones delaboratorio, y por lo tanto, en condiciones de equili brio sin plantas retirando P, oscilan entre0.1 y 0.5 mg L-1 para suelos fertili zados. Tal como fue visto, esta cantidad es totalmenteinsuficiente para el crecimiento de un cultivo, y deberá ser repuesta permanentemente por lafracción lábil . Por ello, la concentración de P en la solución del suelo donde están las raícesserá la que pueda reponer el suelo cuando la planta está absorbiendo, y esta concentracióndeterminará el ritmo de absorción de P. Para comprender mejor como opera este mecanismo,se definirán cuatro parámetros:

• Factor cantidad. Se refiere al P lábil en la fase sólida capaz de reponer el P a lasolución del suelo.

• Factor intensidad. Se refiere a la concentración de P en la solución del suelo.

• Factor capacidad. Es el gradiente que se establece entre el P lábil y el P ensolución, debido a la absorción por la planta del P de la solución. Se identifica conel poder buffer del suelo para P.

• Difusión. Movimiento por gradiente de concentración desde la solución del suelo ala raíz.

De acuerdo a lo discutido anteriormente en el capítulo sobre retención de P, seránecesario tener más P en la fase sólida en un suelo pesado que en un suelo liviano, paramantener un mismo nivel de P en la solución del suelo en condiciones de laboratorio. Sinembargo, en condiciones de crecimiento de las plantas esta diferencia se atenúa debido a queel nivel de P a tener en la solución del suelo para mantener una determinada tasa de absorciónde P, es menor en un suelo pesado que en un suelo liviano. Ambos conceptos se ilustran en lasFiguras 18 y 19 (Olsen y Watanabe, 1963).

48

FIGURA 18. Relación entre el P lábil y el P en solución para tres suelos de diferentetextura (Olsen y Watanabe, 1963, cit. por Black, 1975).

FIGURA 19. Relación entre el P absorbido por plantas de cebada durante 60 días y el Pen solución para dos suelos de diferente textura (Olsen y Watanabe, 1963, cit.por Black, 1975).

49

El hecho de que una concentración de P en la solución en equili brio signifique más Ppara la planta en un suelo arcill oso que en uno arenoso, puede explicarse por dos factores:

• El suelo arcill oso tiene más capacidad para reponer el P retirado por la planta de lasolución, es decir, mayor poder buffer.

• El P puede difundir hacia la raíz a través del agua con más facili dad en un sueloarcill oso que en uno arenoso.

Si se agita una muestra de suelo con una solución marcada con 32P, y se mide cuánto32P se intercambió con la fase sólida a determinados períodos de tiempo, se puede teneruna evaluación de la fracción lábil . En la Figura 20 se pueden observar los resultadospara dos suelos diferentes texturalmente.

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4L ogar itmo del tiempo de equili br io

P is

otóp

icam

ente

in

terc

ambi

able

, ppm

A rgisol C retác ico

V ertisol B asalto

FIGURA 20. P isotópicamente intercambiable de dos suelos en función del tiempo deequili br io. (Zamalvide, Otegui, Goyenola, datos no publicados)

La figura indica que en el suelo de textura liviana existe un escaso intercambio de 32Pcon el P presente en la fase sólida, en virtud de un reducido factor cantidad. Por lo tanto, lacapacidad de este suelo de mantener los niveles de P en la solución, frente a una demanda dela planta, será reducida. Se dice que tiene un bajo poder buffer para P. Por el contrario, en elsuelo de textura pesada hubo un intercambio mayor de 32P con el P presente en la fase sólida,lo que indica mayor factor cantidad. En consecuencia, el poder buffer de este suelo es mayor,o sea, frente a la demanda de la planta es capaz de mantener la concentración de P de lasolución en niveles adecuados de suministro para la planta.

Dado que por un lado la raíz no ocupa todos los puntos del volumen del suelo sinoaproximadamente 1/100 del mismo, y por otro, que el P que se toma con el agua del suelo noalcanzaría ni para las necesidades de la planta de un día, es necesario que el P difunda hacia la

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raíz. Por lo tanto, la difusión aparece como el mecanismo principal por el cual el P de lasolución del suelo llega a la raíz. Según Barber (1994) este mecanismo opera por diferenciasde concentración a pequeñas distancias (0.1 a 15 mm). Los principales factores que afectandicho mecanismo son:

• Temperatura. El efecto de la temperatura se da sobre todo afectando la tasa dedifusión. Con bajas temperaturas, el coeficiente de difusión en agua disminuye, porun aumento en la viscosidad del agua. Esto indica que en épocas del año con bajastemperaturas (otoño-invierno), la difusión del P en el suelo se verá reducida,comparada con épocas de mayores temperaturas (primavera-verano). Estodetermina una mayor dependencia de la planta de altas concentraciones de P enépocas de temperaturas bajas.

• Contenido de agua. Un mismo suelo presentará más facili dad para la difusión conmayor contenido de H2O, por tener mayor continuidad en el camino a recorrer.Existe una mayor continuidad de los films de agua en los poros del suelo. Entre dossuelos con igual energía de retención del agua tendrá más agua un suelo pesado,por lo cual también por este hecho tendrá mejor difusión y reposición del P.

• Factor tortuosidad. El camino que el P tiene que recorrer en el suelo se aparta deuna recta, debe dar vueltas a través de películas de agua sobre las partículas. Estádeterminado por dos factores: el contenido de agua y el tamaño de las partículas desuelo. En un suelo con bajo contenido de humedad, la tortuosidad es mayor, poruna discontinuidad de los films de agua. Con respecto a la textura, en un suelopesado el camino se presentará más tortuoso que en un suelo liviano. Sin embargo,a igual energía de retención del agua, en el suelo pesado habrá un mayor contenidode agua, por lo que mejorará la difusión.

En resumen, los suelos pesados presentan mejores condiciones para la difusión del P.

6. EL FÓSFORO EN LA PLANTA

I. FUNCIONES DEL FÓSFORO EN LAS PLANTAS

El P tiene diferentes funciones en la planta, pero una de las más importantes es su rolen el almacenamiento y transferencia de energía obtenida de la fotosíntesis y del metabolismode los carbohidratos. Dicha energía es almacenada hasta su utili zación, bajo la forma deenlaces químicos entre moléculas de fosfato, en un compuesto conocido como adenosintrifosfato (ATP). La rotura del enlace de una molécula de fosfato del ATP libera energía, lacual puede entonces ser usada en reacciones bioquímicas esenciales.

El P es también un componente estructural de otros constituyentes biológicos de lasplantas, incluyendo los ácidos nucleicos: ácido ribonucleico (ARN) y ácidodesoxiribonucleico (ADN). Dado que estos constituyentes controlan el desarrollo y procesoshereditarios en las plantas, no debe sorprender que la falta de P tenga un serio efecto en elcrecimiento de las plantas y reproducción.

La fitina (sal de calcio magnesio del ácido inositol hexafosfórico) es otro de losconstituyentes estructurales. En las semillas el P es almacenado bajo esta forma.

Los fosfolípidos son ésteres del glicerol, o inositol, con el ácido fosfórico, ácidosgrasos y a veces otras sustancias. El ácido fosfórico puede estar presente como una sal, opuede ser esterificado con una base nitrogenada. Los fosfolípidos aparentemente actúan comomaterial de reserva en semillas.

Las uniones éster de los grupos fosfato en la fitina, fosfolípidos y nucleoproteínas, noson uniones de alta energía y dan menor energía por hidrólisis. Aunque hay varias clases deuniones de alta energía además de la del P, las uniones fosfatadas de alta energía tienen lapropiedad única de ser relativamente estables en agua.

Aunque el papel de las formas orgánicas de P ha sido enfatizada en la discusiónprecedente, el rol auxili ar que desempeña el P inorgánico en la planta no debe ser pasado poralto. El P inorgánico representa la fuente de iones fosfato que entra a la parte orgánica delciclo metabólico y el depósito de estos iones a medida que salen. Un ión fosfato dado,probablemente no queda por un largo período en forma orgánica o inorgánica, sino quecambia frecuentemente de una otra. Si la concentración de P inorgánico es muy baja, larelación (tasa) del proceso metabólico será limitada por la relación a la cual los iones fosfatollegan a los lugares donde están unidos en forma orgánica.

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Esta obligada relación entre el metabolismo orgánico y el P en la forma inorgánica,probablemente es responsable de la tendencia a la concentración de P inorgánico a serrelativamente alta en tejidos que están metabolizando rápidamente.

Sería difícil enumerar todos los procesos individuales en los cuales el P estáinvolucrado; sin embargo, algunos de los más importantes incluyen la división celular, laestimulación del crecimiento celular, floración, fructificación y formación de semillas, ymacollaje en los cereales.

II. SÍNTOMAS DE DEFICIENCIAS

Una deficiencia de P da como resultado plantas pequeñas, de escaso crecimiento, conreducido sistema radicular y tallos delgados. La formación de frutos y semillas se reduce, y elmacollaje de los cereales se ve perjudicado. El P se movili za rápidamente en la planta, ycuando ocurre una deficiencia, el P es transferido de los tejidos viejos a las partes en másactivo crecimiento. Como resultado, los síntomas de deficiencia se observan generalmente enlas hojas más viejas primero.

Aunque una deficiencia extrema de P puede ocasionar un amarill amiento foliar, laapariencia más común es un color azulado oscuro que puede estar acompañado con tintas decolor bronce o púrpura.

La coloración púrpura es la más notable y el síntoma de deficiencia fosfatada másfrecuentemente mencionado. Como criterio de diagnóstico, sin embargo, la coloración púrpuradesgraciadamente es de poco valor para las plantas en general, a causa de su bajo grado deespecificidad. Tintes similares son producidos a veces por una deficiencia de N, o por otrascondiciones. Además, algunas clases de plantas producen el color esté o no deficiente el P.Otras no lo producen aún cuando el P esté en deficiencia.

En general, los síntomas de deficiencia de P no son particularmente llamativos ocaracterísticos. La deficiencia de P es difícil de diagnósticar por examen visual de las plantas.Se requieren análisis químicos o ensayos con fertili zantes fosfatados.

III. REQUERIMIENTOS DE LAS PLANTAS

Las plantas contienen entre 0.1 y 0.5% de P en la materia seca, y los requerimientos delos cultivos están entre 5 y 50 kg ha-1 año-1, dependiendo del tipo de cultivo y su nivel derendimiento. Los requerimientos de las pasturas con leguminosas son generalmente mayores

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que los de cultivos, siendo que los contenidos de P del forraje de pasturas con un suministroadecuado de P oscilan entre 0.3 y 0.4% de P en la materia seca. Las concentraciones críticasde P en cereales (debajo de 0.2%) son más bajas que para plantas de una pastura; sin embargo,la concentración de P puede variar con la edad del cultivo y entre diferentes partes de laplanta. Generalmente el contenido de P es mayor en plantas jóvenes, pero, mientras elcontenido de P en la paja madura es bajo (0.1 a 0.15% P), el del grano puede variar entre 0.4 y0.5% P (Mc Laren y Cameron, 1990).

IV. EFECTOS SOBRE EL CRECIMIENTO VEGETAL2

A. CRECIMIENTO DE LAS RAÍCES

El efecto del P sobre el crecimiento radicular de cultivos con tejidos subterráneos dereserva por lo general es mayor que su efecto en el desarrollo de la parte aérea. Si estoscultivos son deficientes en P, la fertili zación con P generalmente aumenta el rendimiento deraíces más que el de las partes aéreas. El cuadro 7 da un ejemplo de ello.

CUADRO 7. Rendimiento promedio de hojas y raíces de reserva de remolacha forr ajera,con y sin aplicación de fosfato, en el período 1904 a 1950, en la EstaciónExperimental de Rothamsted. (Watson y Russell , 1943)

Parte de la planta Sin agregado de P Con agregado de P-----------------kg ha-1-----------------

Hojas 8.4 8.4Raíces de reserva 25.9 39.5

Una explicación razonable para este comportamiento parece ser que el máximo peso dehoja es alcanzado más tardíamente por las plantas deficientes en P, que por aquellasfertili zadas con P, con el resultado de que la traslocación de los carbohidratos hacia los tejidosde reserva prosigue por un período más largo de tiempo en las plantas que han sido fertili zadascon fosfato, que en las que presentan deficiencias en P.

Por otra parte, el P no parece tener ningún efecto estimulante especial sobre las raícesabsorbentes. En efecto, el tratamiento de plantas deficientes en P con fertili zantes fosfatados,

2 Partes extractadas y resumidas de Black (1975), con aportes y discusión de información nacional

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generalmente aumenta el rendimiento de las partes aéreas en mayor extensión que las raícesabsorbentes (Cuadro 8).

CUADRO 8. Rendimiento en materia seca de retoños y raíces de tr igo con diferenteaplicaciones de P como fosfato dibásico de calcio. (Goedenwaagen, 1937)

Partes de laplanta

mg de P agregado por maceta

0 44 175 306-----------------------------g maceta-1------------------------------

Retoños 3 76 124 135Raíces - 23 37 26

Las plantas deficientes en P tienden a ser ricas en carbohidratos. Cuando lascondiciones son más favorables para la utili zación de los carbohidratos en el crecimiento, talcomo cuando el suministro de P es aumentado, la proporción de carbohidratos traslocada a lasraíces decrece. La diferencia en la manera en la cual los dos tipos de cultivos responden a lafertili zación fosfatada, no significa necesariamente que haya alguna diferencia fundamentalentre ellos.

El tejido de reserva subterráneo de la remolacha forrajera se desarrolla al final de laestación y no es análogo al sistema radicular del trigo. El desarrollo de las raíces absorbentesde la remolacha forrajera es paralela a la de las partes aéreas, y probablemente es afectada porel suministro de P en la misma forma que el sistema radicular del trigo.

B. TIEMPO DE MADURACIÓN

Si la disponibilidad de P es alta, las plantas jóvenes absorben P rápidamente. Cuandohan acumulado 25% de materia seca total, han absorbido ya el 75% del P total. La absorciónrápida de P en la primera etapa de la vida de la planta conduce a un rápido desarrollo.Willi ams (1948), por ejemplo, encontró que el tiempo requerido por las plantas para alcanzarla máxima velocidad de absorción de P disminuía a medida que aumentaba la concentraciónde P en el medio.

Glover (1953) encontró que el maíz alcanzaba antes los estados de formación de lasflores masculinas y salida de los estigmas, cuando el suministro de P era amplio, que cuandoéste era deficiente. Debido a la diferencia en las relaciones de desarollo, las plantas que sondeficientes en P maduran tarde en comparación con las plantas que están bien provistas de P.

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C. RESPUESTA AL AGREGADO DE FÓSFORO A TRAVÉS DE LA ESTACIÓN

La respuesta relativa de los cultivos a la fertili zación fosfatada generalmente esmáxima al principio de la estación, cuando la velocidad de crecimiento es alta, y decrecegradualmente cuando se aproxima a la madurez. La fertili zación fosfatada puede así producirun aumento relativamente grande en rendimiento cuando la planta es joven, pero si laabsorción puede ser prolongada sobre un período de tiempo suficiente, la planta sin fertili zarpuede eventualmente acumular suficiente P como para producir un rendimiento casi tangrande como el obtenido con fertili zación fosfatada.

La importancia de una alta disponibili dad de P en el suelo es mayor para cultivos deciclo corto de crecimiento, y con un volumen radicular restringido, que para las que tienen ungran volumen radicular. Muchos cultivos hortícolas requieren de altas concentraciones de P envirtud de su escaso desarrollo radicular. Por otro lado, una alta disponibili dad de P esnecesaria en los primeros estados de crecimiento de cualquier cultivo, en virtud del escasodesarrollo radicular. A comienzos del ciclo de un cultivo, la exploración radicular es escasa,vale decir, la colonización de diferentes zonas de suelo de donde tomar P es aun reducida enplantas jóvenes. Sin embargo, los elevados requerimientos metabólicos de los tejidos en activocrecimiento llevan a la necesidad de un suministro adecuado. Todo esto determina lanecesidad de disponer de altas concentraciones de P en la zona radicular en las primeras etapasde crecimiento de un cultivo.

Varias características de suelo afectan también la absorción de P, a través de suincidencia en el crecimiento radicular. Condiciones estructurales desfavorables, el alto gradode diferenciación textural, la presencia de capas compactadas de suelo (como consecuencia dellaboreo) van a determinar la menor exploración radicular de un cierto volumen de suelo, conlo cual se verán reducidas las posibili dades de acceso de las raíces a otras zonas de suelo dedonde tomar P. También las condiciones de drenaje pobre afectarán el desarrollo ysupervivencia de las raíces, excepto para aquellos cultivos como arroz, adaptados a estascondiciones.

Las temperaturas bajas también están asociadas con la necesidad de mayores niveles deP disponible por la razón adicional de que las raíces absorben el P en forma relativamentelenta a temperaturas bajas del suelo. A esto deben agregarse tres efectos más de las bajastemperaturas: la menor tasa de difusión, la reducción en la mineralización del P orgánico, y elmenor crecimiento radicular. De esta manera, la respuesta al agregado de P es superior enépocas frías que en épocas cálidas. En el Cuadro 9 se indica este comportamiento.

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CUADRO 9. Respuesta en la producción invernal y anual de forr aje de una pastura delotus fertili zada con 80 kg P2O5 ha-1 en cuatro suelos. Datos expresados enrendimiento relativo (rendimiento con la dosis de 80 kg P2O5 ha-1/ rendimientocon una dosis no limitante de P) expresado en porcentaje. (Hernández y Otegui,datos no publicados)

Suelo Producción invernal Producción anual-------------------%--------------------

Luvisol Tacuarembó 72 83Argisol Algorta 90 97Solod La Charqueada 54 85Brunosol Arroyo Blanco 56 89

Los valores de rendimiento relativo más bajos cuando se evalúa la producción invernal,indican que en época fría se limitó la disponibili dad de P para la pastura de lotus. Por elcontrario, al evaluar todo el año, se incluye la producción de primavera, verano y otoño, dondelas temperaturas elevadas determinan un mayor suministro de P por parte del suelo, y por lotanto, un rendimiento más cercano al máximo.

Lo discutido anteriormente indica a la necesidad de lograr una alta disponibili dadinicial de P en los diferentes cultivos. Esto se traduce en una serie de medidas concretas demanejo de la fertili zación fosfatada:

• Cuando un suelo es deficiente en P es necesaria una alta disponibili dad al comienzodel ciclo del cultivo. Esto obliga a la ubicación del fertili zante fosfatado en elmomento de la siembra del cultivo o de la pastura.

• En almácigos se requieren elevadas aplicaciones de P, dada la necesidad de unrápido crecimiento y acumulación de P por las plantas para un período de stressposterior en el trasplante.

• Para la producción de forraje en invierno, donde la disponibili dad del P del suelodisminuye, ésta debe ser aumentada vía fertili zación fosfatada.

• En suelos con aparente nivel de suficiencia respecto a P, el agregado de una dosisbaja de fertili zante fosfatado que proporcione una mayor disponibili dad de P en lasprimeras etapas del cultivo, donde el crecimiento radicular aun es restringido,adelanta el desarrollo del cultivo hasta la etapa donde puede independizarse del Pdel fertili zante. Estas son las llamadas fertili zaciones starter.

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• En siembras tempranas de cultivos de verano, en las cuales las temperturas delsuelo aun son bajas, se recomienda aumentar la dosis de P a la siembra, paracompensar los efectos de las bajas temperaturas en la disponibili dad de P del suelo.

D. ESPECIES DIFERENTES

Las especies de plantas que se desarrollan individualmente sobre un suelo particularpueden diferir marcadamente en el grado en que su rendimiento puede aumentar por agregadode un fertili zante fosfatado. El cuadro 10 da un ejemplo.

CUADRO 10. Niveles críticos de P asimilable (método Bray Nº 1) para suelos de texturasmedias y pesadas del sur , para leguminosas y gramíneas forr ajeras (Bordoli ,1998).

Especie ppm PAlfalfa 20-25Trébol Blanco 15-16Trébol Rojo 12-14Lotus corniculatus 10-12Gramíneas 8-10

Los datos del Cuadro indican que existen diferencias marcadas en los requerimientosde P de leguminosas y gramíneas forrajeras. Los niveles críticos indican los valores de P en elsuelo por debajo de los cuales es de esperar respuesta en rendimiento de cada especie alagregado de P. Así, mientras para una gramínea son suficientes niveles de P asimilable de 8 a10 ppm, para una leguminosa estos niveles son insuficientes. Aun dentro de las leguminosashay diferencias importantes: la alfalfa es de las especies de mayores requerimientos, en tantoque el lotus es de requerimientos más bajos. Inclusive dentro de especies del mismo género,como trébol blanco y trébol rojo, hay diferencias en los niveles críticos.

Probablemente, las especies de plantas difieren más en su reacción al suministro de Pdel suelo que al K y N del suelo, si se exceptúan las leguminosas en lo que concierne al N.Diferencias marcadas en la composición botánica de cultivos mezcla pueden acompañar asívariaciones en el suministro de P. Generalmente, la proporción de leguminosas en laproducción total de cultivos mezcla de forrajes, aumenta con el aumento del suministro de P,lo que significa que la habili dad competitiva de las leguminosas es menor bajo condiciones debaja disponibili dad de P del suelo, que con alta disponibili dad.

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Varias hipótesis han sido propuestas para explicar las diferencias entre especies. Unade ellas es la hipótesis del CO2. Algunas plantas excretan más CO2 en el suelo que otras.Como resultado de esto pueden existir diferencias en acidez en el suelo, alrededor de lasraíces. A consecuencias de ellas la concentración de P en la solución del suelo en torno a lasraíces puede ser mayor con algunas plantas que con otras. Los microorganismos que están enel suelo directamente alrededor de las raíces pueden jugar un importante papel en lasolubil ización del fosfato.

Una segunda hipótesis es llamada “ absorción de calcio” . Truog (citado por Black,1975) sugirió que la diferencia en la disponibili dad del P de las rocas fosfatadas (una formaimpura de apatita) en varios cultivos se debe a diferencias en la absorción de calcio. Algunasplantas absorben más calcio que otras. Dado que la concentración de P en solución debeaumentar a medida que la concentración en calcio decrece, la concentración de P en solucióndebe ser máxima con las plantas que absorben más calcio. El trébol dulce absorbe muchocalcio y crece relativamente bien con roca fosfatada como fuente proveedora de P. Drake ySteckel (1955) modificaron el punto de vista de Truog, postulando que el calcio es inactivopor las propiedades de intercambio catiónico de las raíces. De acuerdo a Drake y Steckel, ladisponibili dad del P de la roca fosfatada debe ser mayor para plantas con raíces de altacapacidad de intercambio, que para aquellas con raíces de baja capacidad de intercambio.

Una tercera hipótesis es la de la extensión radicular. La disponibili dad de P del suelodebe ser mayor para plantas que tienen una gran superficie absorbente, que para las que tienenpequeña superficie absorbente, en relación con la cantidad de P requerido. Maíz y papaspueden ser citados como ejemplos del primero y segundo tipo, respectivamente. En unapastura mixta, las gramíneas tendrían una gran superficie absorbente, en tanto que en lasleguminosas es menor.

En cuarto lugar está la hipótesis de las micorrizas. En suelos relativamente pobres ennutrientes, el crecimiento de coníferas mejora cuando hongos de tipo micorrizas infectan lasraíces, comparado a situaciones cuando éstos están ausentes. Una razón para el mejorcrecimiento asociado con la presencia del hongo parece ser que, en alguna forma, ellosfacilit an la absorción de P por la planta (Mc. Comb, 1938). Un efecto sería aumentando lasuperficie de contacto con el suelo, a través de las hifas del hongo. De esta manera, tendría unefecto similar al aumento del desarrollo radicular del cultivo. Por otra parte podría tener unefecto directo del hongo en la mineralización del P orgánico del suelo y/o sustanciassolubil izadoras de fosfatos. Si bien las micorrizas se han encontrado en diferentes especiesanuales, resultan poco efectivas en el suministro de P, ya que la mayoría de ellas se encontraráa mitad de ciclo cuando las micorrizas estén desarrolladas. Por otra parte, condiciones de altadisponibili dad de P inhiben el desarrollo de las micorrizas. No obstante, en cultivos perennescomo las coníferas, pueden realizar una contribución importante a la nutrición fosfatada de lasplantas.

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El nivel de otros nutrientes es un quinto factor que puede ser responsable por diferentesespecies. Probablemente este factor es más importante cuando las leguminosas inoculadas, soncomparadas con otros cultivos; si la inoculación es adecuada, la respuesta de la leguminosa escaracterística de un amplio suministro de N, aún cuando el suministro externo de N eslimitado.

E. COMPETENCIA VEGETAL

Una de las consecuencias de las divergencias entre las especies, en lo que respecta a surespuesta frente a distintos niveles de suministro de P del suelo, es su variación en lacapacidad relativa para competir por la reserva de P. Por lo general, la proporción deleguminosas en la producción total de las plantaciones mixtas de cultivos forrajeros aumentasegún el suministro de P, lo que indica que la capacidad de competencia de las leguminosas esmenor cuando el suministro de P es escaso.

Puesto que las raíces deben estar muy juntas para competir directamente por el P delsuelo, sería razonable suponer que la variación en la composición botánica relacionada con lasdiferencias en el suministro de P en los suelos no es, en esencia, consecuencia de lacompetencia directa por el P, como ocurriría con el nitrato. Parecería más probable que lasrelaciones causa-efecto tengan el orden siguiente: a) algunas especies son mucho mássensibles que otras al escaso suministro de P del suelo. Cuando son cultivadas en un suelopobre en P, representarán un porcentaje menor del peso total de la vegetación, de lo que loharían a altos niveles de suministro de P, aún cuando se trate de una población constante detodas las especies y sin que haya competencia por otros factores de crecimiento, y b) comoresultado de su reducido crecimiento en suelos de bajo contenido de P, las especies sensibles ala deficiencia perderán parte de su capacidad de competencia con respecto a otros factores decrecimiento, además del P. Las especies tolerantes a la deficiencia que no fueran así afectadaspodrán, entonces, eliminar algunas o todas las plantas de las especies sensibles a la deficienciade P, por medio de la competencia por otros factores de crecimiento además del P, de maneraque tanto el porcentaje del número total de plantas como el del peso total de la vegetación,tienden hacia un aumento de las especies tolerantes a la deficiencia.

7. ANÁLISIS DE SUELO PARA FÓSFORO

Con el objetivo de disponer de índices que permitan evaluar la disponibili dad de P delos suelos para las plantas (P asimilable), se han desarrollado diferentes metodologíasanalíticas. Los análisis de suelo para P generalmente están basados en la estimación del Ppresente en la fracción inorgánica lábil . Básicamente, lo que realizan las diferentesmetodologías es una “ estimación proporcional” del P presente en la fracción lábil , y no latotalidad de la misma, ya que, como fue comentado en otro capítulo, difícilmente puedaevaluarse el contenido de una fracción de la cual no se conocen sus límites. De esta manera,los diferentes métodos logran extraer diferentes cantidades de P de la fracción lábil , aunqueproporcionales a la misma.

El principio general de todos los métodos es lograr la solubili zación de los fosfatoslábiles del suelo, ya sea a través de una disolución de los compuestos, como de sustancias queforman complejos con los cationes que retienen al P, así como a través de resinas deintercambio capaces de retener aniones (como el fosfato) y/o cationes (como el Ca, Al, Fe).Por consiguiente, los métodos podrían separarse en aquellos en los cuales se hace unaextracción química, de los que actúan reteniendo aniones y cationes de la solución y desuperficies de partículas de suelo.

Dentro de los métodos que hacen uso de extractantes químicos, los más difundidosmundialmente son el método Bray Nº 1, el método Olsen y el método Mehlich II I.

El método Bray Nº 1 se basa en el uso de una solución extractiva compuesta de NH4F0.03M y HCl 0.025M, donde el F del NH4F complejea al Fe y Al de los compuestos fosfatadosde tipo P-Fe y P-Al, mientras que el HCl disuelve los P-Ca, determinando como consecuenciala solubili zación del P de compuestos metaestables con estos cationes. Este método fuedesarrollado para evaluar el P asimilable de suelos débilmente ácidos, y es el método utili zadomayoritariamente en Uruguay, por evaluar aceptablemente la disponibili dad de P para lasplantas en la mayoría de los suelos del país.

El método Olsen utili za una solución de NaHCO3 0.5M buffereada a pH 8.5. Fuedesarrollado para suelos de pH neutro o calcáreos, donde los compuestos de tipo P-Cacontrolan la solubili dad del P. El ión HCO3

- precipita el CaCO3 durante la extracción,reduciendo la concentración de Ca en la solución, lo cual ll eva a la disolución de los P-Ca,liberando fosfato a la solución. Las cantidades extraídas por este método son menores a lasextraídas por Bray Nº 1.

El método Mehlich II I fue desarrollado para mejorar las estimaciones realizadas por suantecesor, el método Mehlich I (en el cual la solución extractiva era una mezcla de HCl yH2SO4 diluídos). La solución extractiva de Melich III está compuesta de una serie de reactivos

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(NH4F, CH3COOH, NH4NO3, HNO3, EDTA) con lo cual, además de extraer P, cumple con elobjetivo de extraer otros nutrientes de interés, como los cationes del complejo de intercambio.Este método extrae cantidades equivalentes a las extraídas por Bray.

Los métodos que hacen uso de resinas de intercambio se basan en la retención de losaniones y/o cationes presentes en la solución del suelo por parte de una resina, y de aquellosque se van liberando de la fase sólida del suelo, frente a una disminución de concentración delos mismos en la solución. De esta manera, una resina aniónica retendrá a los aniones de lasolución y de los minerales que se disuelvan, entre ellos el fosfato. Luego estos fosfatos sondesplazados de la resina para su determinación. Las resinas catiónicas actúan reteniendo a loscationes de la solución, de las formas intercambiables, y de los minerales de suelo, entre elloslos fosfatos. De esta manera, el fosfato queda en solución, de donde es determinado. Esteúltimo método con resinas catiónicas es utili zado en el Uruguay por el laboratorio de suelosdel INIA-La Estanzuela. En otros países se ha utili zado fundamentalmente el de resinasaniónicas, el cual extrae cantidades de P más elevadas que los métodos químicos, lo que seinterpreta como que realiza una mejor estimación del P presente en la fracción lábil .Finalmente, en algunos países se utili za una mezcla de resinas aniónicas y catiónicas paralograr extraer P en suelos altamente fijadores, donde los métodos químicos clásicos no llegana extraer cantidades significativas o no evaluan las diferencias en disponibili dad de P que sí seevidencian a través del crecimiento de la planta.

Como es lógico, la elección de un método que evalúe adecuadamente la disponibili dadde P está basada en mostrar buenas correlaciones entre lo que el método extrae y lo querealmente está disponible para la planta. Esto último sólo puede conocerse a través de laevaluación de parámetros en la planta (rendimiento, nutriente absorbido, etc.). En una segundaetapa, luego de seleccionado un método, será necesario realizar su calibración, es decir,traducir los valores de análisis obtenidos en términos de suficiencia o no del nutriente para undeterminado cultivo.

En nuestro país el método más utili zado para evaluar el P disponible (P asimilable) esel método Bray Nº 1. Dicho método se adapta a la mayoría de las situaciones de suelo del país,aunque presenta algunas limitantes en cuanto a evaluar correctamente la disponibili dad de Pen suelos desarrollados de materiales con influencia de basalto, o suelos extremos: a)fuertemente ácidos (algunos suelos arenosos y algunos desarrollados a partir de materiales delbasamento cristalino); y b) suelos con CaCO3. También en situaciones en las cuales se hanhecho grandes aplicaciones de fertili zantes fosfatados insolubles (de tipo apatitas para usodirecto), Bray Nº 1 no evalúa adecuadamente el efecto residual de estos fertili zantes.

8. FERTILIZANTES FOSFATADOS3

Históricamente, el contenido en P de los fertili zantes se ha representado en términos desu equivalente en P2O5 (pentóxido de P). Aunque se han hecho esfuerzos por cambiar esteprocedimiento y tener el contenido de P expresado en % de P, la mayoría de las industrias aunexpresan el contenido de P de los fertili zantes en P2O5. La conversión de una expresión a otraes la siguiente:

% P = % P2O5 x 0.43 % P2O5 = % P x 2.29

En nuestro país, los análisis de fertili zantes son listados y vendidos en términos de sucontenido en P2O5.

I. TERMINOLOGÍA DE FERTILIZANTES FOSFATADOS

La solubili dad del P en los diferentes portadores de P es variable. La solubili dad enagua del fertili zante fosfatado no es siempre el mejor criterio de la disponibili dad de esteelemento para las plantas. Quizás la medida más exacta de la disponibili dad para las plantas decualquier elemento nutriti vo es el grado en el cual es absorbido por las plantas en condicionesfavorables para el crecimiento. Estas determinaciones no son fáciles de hacer cuando tiene quedeterminarse la disponibili dad de elementos fertili zantes rápidamente en un gran número demuestras. Se han desarrollado métodos químicos que estiman rápidamente el contenido de Psoluble al agua, asimilable y total de los fertili zantes fosfatados. El término “ asimilable” , enprimer lugar, no debe confundirse con el correspondiente al análisis de suelo. Si bien enambos casos se ha tratado de indicar con este término aquellas fracciones del P más relevantespara la nutrición de las plantas, en un caso se trata de un fertili zante, y en el otro del suelo. Ensegundo lugar, a los efectos de un fertili zante, el término asimilable es arbitrario, no sóloporque está referido a una fracción del fertili zante solubili zada por un extractante, lo cualpuede o no coincidir con lo que efectivamente está disponible para la planta, sino ademásporque según el tipo de fertili zante fosfatado (soluble/insoluble) varía el extractante a utili zar,con lo cual las cantidades solubili zadas representan fracciones muy diferentes. En el caso delos fertili zantes fosfatados insolubles, lo que el fertili zante es capaz de aportar dependerá decaracterísticas de suelo, tipo de material, manejo y cultivo, lo cual será visto más adelante. Acontinuación se da una definición de los términos.

3 Resumen del Tema desarrollado por A. Mallarino y A. Rabuffetti, con aportes de investigaciones

recientes.

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a) P soluble al agua.- Representa la fracción de la muestra de fertili zante que essoluble en agua, expresada como porcentaje en peso de la misma.

b) P soluble al citrato.- Corresponde al P de la muestra soluble al citrato de amonio1N, luego de la extracción con agua, expresada como porcentaje del peso total de lamuestra.

c) P insoluble al citrato.- Corresponde al P remanente en la muestra luego de lasextracciones anteriores.

d) P asimilable.- La suma del P soluble al agua y del P soluble al citrato de amonioconstituye una estimación de la fracción rapidamente disponible para las plantas yse denomina P asimilable.

e) P total.- La suma de P asimilable y del P insoluble al citrato de amonio representala cantidad total de P presente en el fertili zante.

f) P soluble en ácido cítrico al 2%.- En fertili zantes que contienen fosforita natural,como una o la única fuente de P se cuantifica el contenido de P soluble en ácidocítrico al 2%, en lugar de hacerlo con una solución de citrato de amonio, o conagua. Este contenido es referido también como P asimilable, aunque tiene unsignificado diferente al P extraído con agua y citrato de amonio.

En nuestro país en los fertili zantes portadores de P se expresan el porcentaje de Pasimilable y el porcentaje de P total.

II. TIPOS DE FERTILIZANTES FOSFATADOS

Desde hace muchos años, la fuente importante para la fabricación de fertili zantesfosfatados es la roca fosfatada o fosforita. Básicamente el compuesto dominante en losmismos es la apatita, cuya fórmula es Ca10(PO4)6 (F, Cl, OH)2. Este mineral ocurre en distintasformas, tales como fluorapatita, cloroapatita, o hidroxiapatita. La más comunmente extraída delas minas es la fluorapatita. Aunque pueden ser de orígen ígneo, generalmente la mayoría delos depósitos del mundo contienen apatitas sedimentarias. La carbonato-fluorapatita(francolita) es el mineral primario en la mayoría de las rocas fosfatadas. La alta reactividad dealgunas rocas fosfatadas se debe a la existencia de francolita. Los mayores depósitos sonencontrados en Marruecos (aproximadamente el 50%), mientras que el resto se extrae deyacimientos en los Estados Unidos, Rusia, Sud África y China. Esta roca es tratada ya sea concalor, o con ácidos, a efectos de aumentar la solubili dad del P de la misma.

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A. ROCAS FOSFATADAS O FOSFORITAS

La roca fosfatada finamente molida puede ser utili zada directamente como fuente de Ppara las plantas. Sin embargo, si bien el material fosfatado principal de todos los depósitos esla apatita, existen variaciones muy importantes en la composición química de la roca entre losdistintos yacimientos, lo cual determina la factibili dad o no de utili zar estos materialesdirectamente como fuentes de P. En este sentido y como situación extrema se handiferenciado las fosforitas duras y las fosforitas blandas.

En las fosforitas duras, que pueden ser de origen sedimentario, ígneo o metamórfico, elmineral predominante es la fluorapatita Ca10 (PO4)6 F2. En éstas, la apatita ocurre bajo formade cristales bien formados, siendo la roca muy estable térmicamente y de baja reactividadquímica. Son materiales inadecuados para uso directo y debido a su riqueza en fosfato puedenser utili zados como materia prima para la fabricación de fosfatos solubles mediantetratamiento con ácidos.

En las fosforitas blandas, en cambio, que provienen siempre de depósitos de origensedimentario, la roca fosfatada aparece pobremente cristalizada y su composición químicadifiere bastante de la fluorapatita. En efecto, en estos materiales parte del PO4

-3 ha sidosustituído por F- y CO3

-2, y a su vez, parte del Ca+2 ha sido reemplazado por otros cationes(Mg+2, Na+). El resultado es un material generalmente menos rico en P que las fosforitasduras, más pobre en Ca, pero térmicamente más inestable y de mayor reactividad química.Sería una francolita, y de acuerdo a los análisis químicos realizados, estas rocascorresponderían a la fórmula general:

(Ca10-a-b, Naa, Mgb) (PO4)6-x (CO3)x (F, OH)2

El análisis de difracción por Rayos X de estos materiales generalmente da valoresunitarios de celda entre 0.9322 y 0.9376 nm. Valores superiores corresponden a materiales detipo fluorapatitas.

La mayor reactividad química de las fosforitas blandas, resultantes de su menorestabili dad estructural, se traduce en mayor solubili dad del P de la roca frente a los reactivosutili zados en la caracterización de los fertili zantes fosfatados, así como en mayorsolubil ización de la roca una vez aplicados a los suelos. En el Cuadro 11 se ilustra lacomposición química de fosforitas procedentes de distintos orígenes.

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CUADRO 11. Composición química de diferentes fosfor itas.

Procedencia P2O5 CaO F CO2 Na2O Rayos X P soluble enác. cítrico

------------------%------------------ nm %Kola (Rusia) 38.2 52.0 3.1 0.2 0.50 0.9384 4.3*Florida (EUA) 33.4 48.9 3.9 3.0 0.53 0.9340 20.7North Carolina (EUA) 32.1 51.6 4.1 5.3 0.83 0.9326 31.7*Gafsa (Túnez) 28.8 48.3 3.4 6.3 1.30 0.9325 34.4

(* ) Valores estimados

De los materiales indicados en el cuadro, la fosforita de Gafsa es la que presentamenores contenidos de P, lo cual está asociado a mayores sustituciones por carbonato(expresado como CO2), y menores contenidos de calcio por una mayor sustitución por Na yprobablemente Mg.

En términos generales se podría decir que los materiales con contenidos de P2O5

superiores al 30% son destinados a la elaboración de fertili zantes fosfatados mediantetratamientos industriales para aumentar la solubili dad del P, en tanto que los materiales concontenidos de P2O5 inferiores al 30% son destinados a la molienda y uso directo al suelo, porpresentar condiciones para una mayor reactividad. El fosfato procedente de Gafsa, Túnez(cuyo nombre comercial es Hiperfosfato), y el extraído de yacimientos del Estado de NorthCarolina (EUA), constituyen en la actualidad dos de las rocas fosfatadas de mayor eficienciaagronómica relativa. El grado de sustitución de PO4

-3 por CO3-2 en la roca y la solubili dad de

la misma en ácido cítrico al 2%, son criterios adecuados para caracterizar el valor agronómicorelativo de distintas rocas fosfatadas.

B. FERTILIZANTES FOSFATADOS SOLUBLES

Bajo este término se conocen a aquellos materiales fertili zantes donde se ha aumentadola solubili dad del P a través de un tratamiento ácido o térmico. El material resultante presentala característica general de presentar un contenido muy elevado de P soluble al agua y citratode amonio 1N. A continuación se mencionarán algunos aspectos de los procesos defabricación y características de los materiales resultantes. En el Cuadro 12 se indican losdiferentes tipos de fertili zantes fosfatados solubles con sus características principales.También se indica como referencia la fosforita de Gafsa (Tunez).

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CUADRO 12. Tipos y características de los fertili zantes fosfatados comerciales

Fertili zante Compuesto fosfatado P2O5

asimilableP2O5

totalN K2O S

--------------------%--------------------Fosforita de Gafsa Francolita 10 28 - - -Superfosfato común Ca(H2PO4)2 21 23 - - 13Superfosfato triple Ca(H2PO4)2 44-53 44-53 - - 1.5Fosfato monoamónico NH4(H2PO4) 48-62 48-62 11-13 - 0-2Fosfato diamónico (NH4)2 HPO4 46-53 46-53 18-21 - 0-2Ácido fosfórico H3PO4 48-53 48-53 - - -Hyperfos Ca(H2PO4)2 + Francolita 14 28 - - 4Fosfatos nítricos 11-22 14-28 14-28 - -Fosfato monopotásico KH2PO4 41 51 - 35 -Fosfato dipotásico K2 HPO4 41 41 - 54 -Poli fosfato de amonio 34 34 27 - -Poli fosfato de potasio 41 51 - 40 -

Los fertili zantes fosfatados obtenidos mediante acidificación de la roca fosfatada,constituyen, ampliamente, el grupo más importante de fertili zantes fosfatados.

1) Acido fosfórico (H3PO4)

Este fertili zante puede obtenerse tratando la roca fosfatada con H2SO4, u oxidando el Pelemento a P2O5 y haciéndolo luego reaccionar con el agua. Aquel obtenido a partir del H2SO4

se conoce como “ ácido verde u obtenido por vía húmeda” , y es utili zado ampliamente en laindustria fertili zante.

El H3PO4 de uso agrícola contiene 55% de P2O5 (24% de P) y se utili zafundamentalmente para acidificar la roca fosfatada y obtener así el superfosfato triple. Cuandose le utili za para la fabricación de fosfatos de amonio y fertili zantes líquidos, se le neutralizacon NH3.

Es una sustancia líquida y puede como tal aplicarse directamente al suelo, medianteequipos de inyección. Alternativamente, y en forma más frecuente, se le agrega disuelto en elagua de riego, a través de los sistemas de fertirrigación.

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2) Ortofosfatos de calcio

Los fertili zantes más importantes que contienen ortofosfato de calcio [Ca(H2PO4)2] sonel superfosfato de calcio, superfosfato triple y superfosfatos enriquecidos, así como distintossuperfosfatos o superfosfatos triples que han sido enriquecidos en N mediante reacción conNH3, denominados superfosfatos amonificados.

Los superfosfatos son fertili zantes neutros en el sentido de que no tienen efectosapreciables sobre el pH del suelo, como pueden tenerlo el ácido fosfórico, o los fertili zantesque contengan NH4.

Superfosfatos

El superfosfato de calcio, simple o común, de uso generalizado en nuestro país, seobtiene mediante la reacción del H2SO4 sobre la roca fosfatada. El producto resultante es unamezcla de fosfato monocálcico [Ca(H2PO4)2] y de yeso (CaSO4) y contiene 16 a 22% de P2O5,del cual aproximadamente el 90% es soluble en agua y se clasifica como asimilable. Además,contiene S como CaSO4.

Es una fuente adecuada de P para una combinación muy variable de tipos de suelos ysistemas de cultivos, pero su bajo contenido de P, hace que cuando el material deba sertrasladado grandes distancias, se prefiere su sustitución por otros fosfatos solubles másconcentrados. Los superfosfatos de calcio comunes, además de tener aplicación directa a lossuelos como fuente de P, se utili zan en la industria fertili zante como fuente de P para lafabricación de mezclas fertili zantes, o fertili zantes granulados que contengan N, P y K.

Los superfosfatos triples, contienen entre 44-53% de P2O5, del cual más del 90% essoluble en agua y se clasifica como asimilable. Químicamente es esencialmente [Ca(H2PO4)2]y se obtiene tratando el fosfato de roca con H3PO4. Los superfosfatos triples son tambiénfuente adecuada de P para una amplia gama de suelos y sistemas de cultivos, y pueden serutili zados también como fuentes de P en la fabricación de fertili zantes compuestos NPK. Altener mayor concentración de P que el superfosfato común presentan la ventaja de menorescostos de flete, manipulación y almacenamiento.

Los superfosfatos amonificados se obtienen mediante la reacción del NH3 anhidro, odel agua amonificada, con superfosfato de calcio común o superfosfato triple. El contenido enP del producto final decrece en proporción directa a la cantidad de NH3 agregado. También lasolubili dad en agua del P se ve reducida al aumentar la cantidad de NH3 agregado.

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Fosfatos de amonio

Los fosfatos de amonio se obtienen mdiante la reacción del NH3 con H3PO4. Los máscomunes son el fosfato monoamónico (NH4H2PO4), que contiene 12 % de N y 48-62% deP2O5, y el fosfato diamónico [(NH4)2 HPO4], que contiene 18% de N y 46-53% P2O5.

Estos fertili zantes son solubles en agua. Pueden utili zarse directamente en lafertili zación de cultivos y pasturas, en una amplia gama de tipos de suelos y sistemas deproducción. También pueden ser utili zados como fuentes de N y P en la elaboración defórmulas fertili zantes complejas, sólidas o líquidas. Son fertili zantes que ofrecen comoventajas comparativas la elevada concentración de nutrientes, lo cual facilit a su transporte y/oalmacenado.

Debido a que el N está bajo forma amoniacal, tendrían efecto acidificante en el suelo.No obstante, es preciso recordar que el efecto acidificante de los fertili zantes amoniacalespuede o no tener significación agronómica en función de las dosis utili zadas y el tipo de sueloal que se aplican, tal cual se discutió en el capítulo sobre fertili zantes nitrogenados.

En el caso específico del fosfato diamónico, la reacción inicial es alcalina y ello debeser tenido en cuenta cuando se utili za ese fertili zante en forma localizada, cerca de lassemillas. En efecto, la liberación de NH3 resultante de la descomposición de este fertili zanteen el suelo puede provocar daños en la emergencia de las plántulas si existe contacto entre elfertili zante y la semilla, especialmente en suelos de baja capacidad “ buffer” . El efectoperjudicial es mayor en el caso del fosfato diamónico que en el caso del fosfato monoamónico.

Finalmente, un nuevo tipo de fertili zante fosfatado amoniacal, de uso aún no muyextendido a nivel comercial son los poli fosfatos de amonio. Los mismos se obtienen ya sea poramonificación directa del ácido superfosfórico (obtenido mediante deshidratación del ácidofosfórico), o por un proceso de amonificación en dos etapas empleando también ácidosuperfosfórico. Estos fertili zantes responden a la fórnula 27-34-0. Pueden ser utili zadosdirectamente como fuentes de N o P, o bien utili zarse como materia prima para la elaboraciónde otras fórmulas fertili zantes sólidas o líquidas.

Fosfatos nítricos

Se obtienen haciendo reaccionar el HNO3 con la roca fosfatada. Los fosfatosnítricos contienen entre 14-28% de N y entre 14-28% de P2O5. En general, la mayoría delos fosfatos nítricos tienen un grado de solubili dad en agua menor que los fosfatosobtenidos por tratamiento de la roca fosfatada con H2SO4 o H3PO4 (nunca supera al 80%del P total, aunque valores del orden del 50% son los más comunes).

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Estos fertili zantes, han sido más que nada usados en algunos países europeos. Sumayor eficiencia se da promedialmente en suelos ácidos y con cultivos de ciclos relativamentelargos, o en pasturas. No obstante, debe recordarse que cuando el grado de P soluble en aguaes alto (65% o más del total de P), estos fertili zantes son tan eficientes como las fuentestradicionales de P soluble en agua, es decir, los superfosfatos y los fosfatos de amonio.

Fosfatos de potasio

Están representados por el fosfato monopotásico (51% P2O5) y el fosfato dipotásico(41% P2O5). Son completamente solubles al agua y son fabricados en pequeña escala dado sualto costo, por lo cual se justificarían para sistemas de producción muy intensivos y de altovalor del producto final.

Fosfatos de roca parcialmente acidulados

A veces, en lugar de tratar a la roca fosfatada con la cantidad total de ácido necesariapara transformar todo el P de la misma en P soluble en agua, se agrega una cantidad menor deácido, lo que resulta en una acidificación parcial. El resultado es un fertili zante que contieneuna parte del P como P soluble en agua, o citrato de amonio, y otra parte del P como Pinsoluble en agua y citrato de amonio, es decir, con la solubili dad en ácido cítricocaracterística de la roca fosfatada original.

El grado de acidulación es variable, encontrándose comunmente en el rango de 20 a50% de acidificación. Por otra parte, en algunos casos se realiza la acidificación parcial de laroca fosfatada utili zada para la fabricación de los fertili zantes fosfatados solubles, de altaconcentración de P. La eficacia de estos fertili zantes en relación con los fertili zantesfosfatados totalmente solubles es variable, tal como se verá más adelante.

III. REACCIONES Y EVOLUCIÓN DE LOS FERTILIZANTESFOSFATADOS APLICADOS AL SUELO

Para poder manejar en forma eficiente los distintos materiales fertili zantes es necesario,primeramente, conocer las reacciones que ocurren entre el suelo y el fertili zante luego que éstees aplicado al suelo. Desde el punto de vista de las reacciones que ocurren en el suelo, losfertili zantes fosfatados pueden dividirse en: a) aquellos que contienen una alta proporción de Psoluble en agua y b) aquellos insolubles en agua y total o parcialmente solubles en citrato deamonio, o ácido cítrico.

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A. REACCIONES DE LOS FERTILIZANTES FOSFATADOS SOLUBLES EN AGUA

En la Figura 21 se representan esquemáticamente los pasos que se dan cuando unfertili zante fosfatado reacciona con el suelo. Es posible identificar dos procesos que ocurrensimultáneamente durante la reacción del gránulo de fertili zante con el suelo.

FIGURA 21. Reacciones de un gránulo de fosfato monocálcico en el suelo. (Tisdale et al.,1993).

1) Disolución d el fertili zante.

Cuando se agrega al suelo un gránulo de un fertili zante fosfatado soluble al agua, talcomo es el caso del fosfato monocálcico Ca(H2PO4)2, lo primero que ocurre es elhumedecimiento y disolución de éste. El agua del suelo se mueve hacia el gránulo porcapilaridad o transporte como vapor.

La solución formada es muy ácida (pH 1.5) y altamente concentrada en Ca y P. Estodetermina que continúe el movimiento de agua hacia el sitio donde está el gránulo siguiendoun gradiente osmótico y que se produzca un avance de la solución concentrada hacia el suelocircundante. El movimiento inicial del P del punto de aplicación raramente excede los 3 a 5mm.

La difusión de los productos de reacción del fertili zante aumenta con el aumento en elcontenido de humedad del suelo. Estudios realizados por la Tennessee Valley Authoritymostraron una difusión de P de 18, 25 y 34 mm cuando el contenido de humedad fue 6.7, 9.6 y19% respectivamente.

En el Cuadro 13 se indica la constitución de las soluciones saturadas de P producidas apartir de diferentes fertili zantes fosfatados.

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CUADRO 13. Compuestos fosfatados comunmente encontrados en fertili zantes ycomposición de las soluciones saturadas respectivas. (Sample et al., In F. E.Khasawneh et al., eds., The Role of Phosphorus in Agr iculture, p. 275.Madison, Wis.: Amer ican Society of Agronomy, 1980).

Composición de las soluciones saturadasCompuesto FórmulapH P

(moles/lit ro)Catión acompañante

Moles/lit roSolubles al agua

Fosfatomonocálcico

Ca(H2PO4)2 1.5 4.5 Ca 1.3

Fosfatomonoamónico

NH4H2PO4 3.5 2.9 NH4 2.9

Pirofosfatotriamónico

(NH4)3HP2O7 6.0 6.8 NH4 10.2

Fosfatodiamónico

(NH4)2HPO4 8.0 3.8 NH4 7.6

Poco solublesFosfatodicálcico

CaHPO4 6.5 ∼0.002 Ca 0.001

Hidroxiapatita Ca10(PO4)6(OH)2 6.5 ∼10-5 Ca 0.001

Al mismo tiempo que la solución saturada se desplaza hacia el suelo circundante, seproduce la precipitación de compuestos fosfatados de calcio en el sitio del gránulo. Estoscompuestos son el fosfato dicálcico anhidro e hidratado, dependiendo la proporción relativa deambos de la humedad del suelo y del tiempo de reacción. En general, se ha estimado queaproximadamente el 20% del P aplicado queda de esta manera en el sitio de aplicación, elresto del P se mueve con la solución.

Es importante destacar que estas reacciones están determinadas por las propiedades delfertili zante (% de P soluble en agua, acidez residual, cationes acompañantes), humedad ytemperatura del suelo, pero existiendo poca o nula influencia de las características químicas ymineralógicas del suelo.

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2) Reacciones de la solución con el suelo.

El avance de la solución ácida altamente concentrada en Ca y P determina inicialmenteuna acidificación temporal del suelo circundante y la aparición de cantidades variables de Fe,Al, Mn, Ca y otros cationes. La aplicación de estos elementos en la solución del suelo resultaen parte del reemplazo de cationes intercambiables, pero, fundamentalmente de ladescomposición y disolución de minerales del suelo (arcill as, óxidos o hidróxidos de Fe, Al yCaCO3).

El efecto de la disolución del fosfato monocálcico en el pH de la zona afectada estemporal y restringido a unos pocos milímetros alrededor del gránulo. Aun en el caso deaplicaciones en banda, el efecto en el pH no se da más allá de 3 cm. Por otra parte el pH en lazona de aplicación empieza a aumentar nuevamente restableciéndose el pH original del sueloal cabo de pocas semanas.

A medida que la solución se vuelve supersaturada en Ca, P, Fe, Al, etc, se vaproduciendo una lenta precipitación de diferentes compuestos fosfatados. La naturaleza deestos compuestos depende de las características del fertili zante (% de P soluble en agua,cationes acompañantes) y de las propiedades del suelo, el que también está determinando lacantidad y proporción de cationes y aniones que reaccionan.

Cuando se trata de fuentes de P soluble en agua que contiene amonio (fosfato deamonio), la solución saturada que sale del gránulo es menos ácida (pH 4 u 8, según se trate delfosfato monoamónico o del fosfato diamónico). En este caso, no habrá formación significativade fosfato dicálcico en el gránulo, y en lugar del Ca el amonio pasará a ser un componenteimportante de los compuestos fosfatados de Fe y Al, que precipitarán a partir de la soluciónsaturada formada.

El suelo afectará en forma importante el tipo y la cantidad de compuestos fosfatadosformados, y afectará también la velocidad con la que decrecerá su asimilabili dad a través deltiempo. De esta manera, en suelos calcáreos predominan fosfatos de calcio, mientras que ensuelos ligeramente ácidos y ácidos, los compuestos fosfatados de Fe y Al seránpredominantes. Estos compuestos son, en general, altamente asimilables porque son dereciente formación y, por ende, coloidales o poco cristalizados.

En este sentido, se ha estudiado la asimilabili dad de distintos compuestos identificadosen las reacciones del fosfato monocálcico con los suelos, mediante su evaluación como fuentesde P a sucesivos cultivos en un mismo suelo. Parte de estos resultados aparecen en el Cuadro14, en donde se presenta la asimilabili dad de estos compuestos relativa a la del fosfatomonocálcico.

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CUADRO 14. Asimilabili dad de distintos compuestos formados al reaccionar elCa(H2PO4)2 con el suelo, expresado en forma relativa a la asimilabili dad delCa(H2PO4)2 = 100. El suelo tenía pH 7, y los valores son promedios de trescultivos.

Compuesto Asimilabili dad relativa al Ca(H2PO4)2

%Fosfato dicálcico hidratadoCaHPO4.H2O

100-105

Fosfato dicálcico anhidroCaHPO4

65-70

Fosfato octocálcicoCa4H(PO4)3.3H2O

75-80

HidroxiapatitaCa10(PO4)6(OH)2

9

FluorapatitaCa10(PO4)6F2

2

Fosfato férricoCaFe2(HPO4)4.5H2O

80-90

Taranakito de potasioK3Al5H6(PO4)8.18H2O

75-80

Taranakito de amonio(NH4)3Al5H6(PO4)8.18H2O

45-50

Fosfato férrico ácido de amonio(NH4)Fe3H8(PO4)6.6H2O

40

Fosfato coloidal deHierro y aluminio

70-75

StrengitaFePO4.2H2O

3-5

Se deduce, entonces, que estos compuestos son capaces de mantener una buenaconcentración de P en la solución del suelo facilmente disponible para la planta.

Esta alta asimilabili dad comenzará a descender con el tiempo debido a dos procesossimultáneos ya discutidos: a) la adsorción del P de la solución sobre compuestos de Ca, Fe, Aly arcill as; y b) la retrogradación de los compuestos fosfatados neoformados, a formas másestables, más cristalizadas y menos solubles.

Los compuestos precipitados en suelos con alto nivel de bases (pH altos), tal comofosfato dicálcico u octocálcico, evolucionarán a formas más básicas y menos solubles, talescomo los fosfatos tricálcicos e hidroxiapatita. Los compuestos fosfatados de Fe y Al, que se

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forman predominantemente en suelos ligeramente ácidos y ácidos, pasarán de fosfatoscoloidales, amorfos o poco cristalizados, a fosfatos más cristalizados y menos solubles, deltipo de la variscita (AlPO4) y strengita (FePO4), de asimilabili dad muy baja.

En general, la fracción P-Al del P inorgánico en suelos fertili zados es la fuente de Pmás importante para las plantas, pese a no ser la fracción más abundante.

B. REACCIONES DE LOS FERTILIZANTES FOSFATADOS INSOLUBLES ENAGUA

Al ser insolubles en agua, las fosforitas no se disuelven rápidamente en el suelo, niforman una solución concentrada que reaccione enérgicamente con el suelo, tal como sucedecon el Ca(H2PO4)2. El P queda en gran parte confinado al punto de aplicación y para serasimilable requiere su transformación a formas fosfatadas capaces de ser absorbidas por lasplantas (H2PO4

-, HPO4-2). La mayor o menor intensidad de esa transformación depende a su

vez de características del material fertili zante (composición química de la roca fosfatada,estado de división o tamaño del grano), y de características del suelo entre las cuales el pH delsuelo es un factor preponderante.

De acuerdo al diagrama de solubili dad ya indicado en la Figura 4, se deduce que lasolubil ización de las fosforitas, y por lo tanto la eficiencia de las mismas como fuentes de Ppara las plantas, será distinta según el pH del suelo.

En suelos con pH cercanos a la neutralidad, suelos con alto nivel de bases y sueloscalcáreos o alcalinos, la solubili zación de las fosforitas será muy baja comparada con suelosácidos (pH < 5.5), desaturados con bajo porcentaje de saturación en bases. En estos últimos,la presencia de acidez aumenta la reactividad de la roca, y por lo tanto, la producción decompuestos fosfatados asimilables.

IV. FACTORES QUE AFECTAN LA ASIMILABILIDAD DE LOSFERTILIZANTES FOSFATADOS

Los fertili zantes fosfatados con alta proporción de P soluble en agua, son altamenteasimilables inmediatamente luego de su aplicación, reduciéndose su disponibili dad con eltiempo. Por el contrario, los fertili zantes fosfatados con P insoluble en agua y soluble enácidos débiles, necesitan reaccionar con el suelo para solubili zarse y suministrar P asimilable,y son, por lo tanto, de baja asimilabili dad inicial.

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Sin embargo, no existe a priori una fuente de P mejor que otra, sino que es necesarioconocer el conjunto de factores que afectan la asimilabili dad del P en los fertili zantes, paradecidir sobre el uso más adecuado de los fertili zantes fosfatados. En este sentido, la mayor omenor eficiencia de una fuente de P depende de características del suelo, factores propios de lafuente fertili zante, tipo de cultivo, y forma y época de su aplicación. A continuación sediscutirán algunos de estos factores y su incidencia en la eficiencia de los fertili zantesfosfatados más comunes.

A. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO.

1) pH del suelo.

El pH del suelo influye en la disponibili dad de P de un material fertili zante a través dea) su efecto en la solubili dad del material fertili zante, y b) su efecto en la asimilabili dad de losproductos resultantes de la reacción del fertili zante y el suelo.

Los fertili zantes que agregan el P como Ca(H2PO4)2, (NH4)H2PO4, o (NH4)2 HPO4,son solubles en un amplio rango de pH de suelos, por lo que no es éste un factor importanteen la asimilabili dad inicial del P del fertili zante. En cambio, el pH del suelo incide en laasimilabili dad a largo plazo de los productos resultantes de la reacción de fertili zante con elsuelo. La disminución en asimilabili dad de los compuestos formados será más intensa yrápida en suelos con pH extremos. En suelos calcáreos o alcalinos se evolucionará a fosfatosde calcio poco solubles; en suelos muy ácidos la evolución será a fosfatos de Fe y Al pocosolubles.

Las fosforitas, por el contrario, dependen estrechamente de la acidez del suelo parasolubil izarse, siendo precisamente la solubili zación de la roca en el suelo el procesogeneralmente más limitante. Este proceso de solubili zación es gradual, y su intensidaddepende del pH, siendo más en intenso en suelos ácidos, con concentraciones importantes deH+ en la solución del suelo.

Sin embargo, los compuestos fosfatados resultantes de la solubili zación de la roca, unavez incorporados a la solución del suelo quedan expuestos a los mismos mecanismos deretrogradación ya discutidos para los compuestos fosfatados neoformados al reaccionar unafuente soluble. Es decir, el P puede ser absorbido por la planta, o también ser fijado por elsuelo.

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El hecho es que un proceso gradual de solubili zación, absorción por la planta yretrogradación hace que las fosforitas sean fertili zantes eficientes en suelos fuertementeácidos, o de alta fijación de P.

Peaslee y col. (1962) estudiaron la asimilabili dad relativa del P del superfosfato decalcio y el de una fosforita (roca fosfatada de Florida), en suelos que cubrían un amplio rangode variación en su pH. Los resultados aparecen en la Figura 22. Se ve claramente que larelación de los coeficientes de asimilabili dad de la fosforita al superfosfato decrece a medidaque aumenta el pH del suelo.

FIGURA 22. Asimilabili dad de la fosfor ita relativa al superfosfato en función del pH delsuelo. (Peaslee et al., 1962 cit. por Black, 1975).

2) Otras propiedades del suelo.

Si bien el pH del suelo es, sin duda, la propiedad del suelo que por sí sóla más efectotiene en la asimilabili dad de las fosforitas, se ha comprobado que distintos tipos de suelos conigual pH responden de manera distinta a la aplicación de estos fertili zantes. Ello está

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particularmente relacionado con la actividad del ion Ca+2 en la solución del suelo. Cuantomenor sea la actividad del Ca+2 en la solución del suelo, mayor será la disolución de lafosforita. Ello, a su vez, está relacionado con la naturaleza de la fracción arcill a de los suelos.

Estudios realizados por Benett et al. (1957) muestran una eficiencia similar de lafosforita de Gafsa y del superfosfato en un suelo en el cual predominaba la caolinita en lafracción arcill a, mientras que en otro suelo con montmorill onita y caolinita y mayores nivelesde Ca la fosforita fue significativamente menos eficiente que el superfosfato como fuente de P.

B. CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL FERTILIZANTE

1) Tamaño d el grano

El tamaño de grano con que se suministra un fertili zante para su aplicación puedeafectar de manera significativa la eficiencia de las distintas fuentes de P. Cuando el materialfosfatado contiene una alta proporción del P soluble en agua, la granulación del material esuna manera de disminuir el contacto entre el fertili zante y el suelo. Ello hace que lasreacciones de retrogradación a las que normalmente están expuestos los fertili zantesfosfatados solubles, sean menos intensas durante los primeros meses posteriores a suaplicación y que, por ende, el fertili zante mantenga durante más tiempo su máxima eficienciainicial. Un tamaño de grano de entre 2 y 4 mm asegura una alta eficiencia de uso delfertili zante, aún cuando éste se aplique con mucha anticipación a la siembra, mientras queformas pulverulentas, o tamaños de grano muy fino, pierden muy rápidamente su eficiencia(Terman, 1974).

Cuando por el contrario, se trata de materiales conteniendo la mayor parte del Pinsoluble en agua, la utili zación de formas pulverulentas aumenta el contacto entre la solucióndel suelo y las partículas del fertili zante. Ello determina mayor velocidad de reacción y, por lotanto, mayor eficiencia de uso del P y del fertili zante.

2) Orígen de la roca fosfatada

Tal como fue discutido previamente, el origen de la roca fosfatada determina en granmedida las posibili dades de utili zarla o no como fuente directa de P, cuando las demáscondiciones (tipo de suelo y cultivo) hacen factible esta posibili dad. Las rocas fosfatadas detipo fosforitas blandas son las utili zadas para uso directo, por tener una mayor reactividad quelas llamadas fosforitas duras.

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C. CARACTERÍSTICAS DEL CULTIVO

El tipo de cultivo afecta a la eficiencia relativa de las distintas fuentes de P a través detres mecanismos: a) duración del cultivo; b) extensión del sistema radicular; y c) capacidad deabsorción de P de una fuente particular.

1) Duración d el cultivo

Una adecuada disponibili dad de P es importante al principio del crecimiento en todoslos cultivos, pero especialmente en los de corta duración. En estos casos, dada lascaracterísticas del ciclo, un suministro tardío no compensa una deficiencia inicial. Cultivostales como los cereales y los cultivos hortícolas, requieren una alta disponibili dad de P ensolución en las primeras etapas del crecimiento. En cultivos de larga duración (como laspasturas) con requerimientos mejor distribuídos a lo largo de la vida del cultivo, las fosforitasmolidas pueden ser una fuente alternativa de P siempre que los requerimientos deimplantación sean cubiertos. En cultivos de ciclo corto estas fuentes serán de baja eficiencia.Labella y Améndola (1977) han encontrado una baja eficiencia de las fosforitas aplicadasdirectamente a cultivos anuales, como soja y maíz, en suelos arenosos ácidos deficientes en P(Figura 23). Esta eficiencia es aún menor cuando se utili zan fosforitas granuladas.

FIGURA 23. Efecto de la fertili zación directa con superfosfato de calcio o fosfor itamolida, en la producción de maíz y soja en suelos arenosos ácidos deTacuarembó deficientes en P. SFSG=Superfosfato simple granulado;HG=Hiperfosfato granulado. (Labella y Améndola, 1977).

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2) Extensión del sistema radicular

Las plantas con sistema radicular poco desarrollado, o pivotantes, tales como muchoscultivos hortícolas, se ven favorecidos por la aplicación de fuentes solubles en agua en formalocalizada, próxima a la zona de desarrollo radicular. Cultivos con buen sistema radicular unavez desarrollados, también pueden verse beneficiados por aplicaciones de P soluble alprincipio del crecimiento, o en condiciones que de algún modo limitan el crecimientoradicular.

3) Capacidad de absorción de P de una fuente particular

Existen trabajos experimentales que evidencian variabili dad entre las especies en lacapacidad de absorción de Ca y en la acidificación de la rizósfera. Plantas que acumulangrandes cantidades de Ca, o especies que acidifican en mayor grado el volumen de suelo encontacto con las raíces, tendrán mayor capacidad de absorción de P a partir de fuentes tipofosforita. Por el contrario, especies que no absorben mucho Ca produciéndose unaacumulación en torno a la raíz, y que no acidifican el medio, harán un uso menos eficiente deeste tipo de fertili zante.

Tradicionalmente se ha citado a las leguminosas haciendo un mejor uso que lasgramíneas del P a partir de las fosforitas, debido a su mayor absorción de Ca.

D. FACTORES DE MANEJO DEL FERTILIZANTE

Dentro de los factores de manejo del fertili zante deben considerarse la forma y épocade aplicación. Desde el momento que la mayor eficiencia de los fertili zantes fosfatadossolubles se da con el mínimo tiempo de reacción con el suelo, es lógico pensar que dichaeficiencia se podrá maximixar aplicándolos en el momento de la siembra del cultivo o lo máspróximo posible a ella, de manera de reducir el período de pérdida de eficiencia que se da conel fertili zante mientras reacciona con el suelo y aun no es absorbido por la planta. Lo contrariohabría que lograr con los fertili zantes fosfatados insolubles, donde una aplicación con ciertaantelación a la siembra del cultivo da cierto tiempo a que la acidez del suelo pueda actuarsobre el material e ir solubili zando el P del mismo.

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Un aspecto relacionado con lo anterior es el relativo a la forma de aplicación. En losfertili zantes fosfatados solubles una manera de minimizar también el contacto con el suelo es através de aplicaciones localizadas en una banda en la línea de siembra. De esta manera seaumenta la eficiencia del fertili zante, lo cual será más relevante en suelos de alto poder deretención de P. Para el caso de las fosforitas para uso directo, la forma de aplicación quemaximiza su eficiencia es la aplicación al voleo e incorporada en el suelo, como forma deaumentar el área de contacto con el suelo. De esta manera su reacción y solubili zación con elsuelo será más rápida.

V. UTILIZACIÓN DE FERTILIZANTES FOSFATADOS EN SISTEMASDE CULTIVOS CON PASTURAS

Tal como se discutió previamente, es en cultivos de larga duración donde las fosforitaspueden tener un lugar alternativo importante como fuente de P, conjuntamente con fuentessolubles en agua. Deben tenerse en cuenta una serie de aspectos para poder evaluar laeficiencia de las fosforitas en estos sistemas de producción.

A. CAPACIDAD DE SUMINISTRO DE P CON EL TIEMPO.

La capacidad de suministro de P con el tiempo, de fosforitas y fosfatos solubles enagua, difiere radicalmente. Cuando se incorpora una fuente soluble al suelo, la disponibili dadde P es máxima en el momento de la aplicación, para luego disminuir con los años. Para unafosforita, tiende a aumentar al cabo de los meses, manteniendo una disponibili dad alta duranteun tiempo, para luego disminuir. Esto es el resultado de la combinación de procesos desolubil ización de P de la fosforita y fijación del P liberado.

En la Figura 24 se ejempli fica este comportamiento con datos obtenidos en suelosligeramente ácidos de Inglaterra, en las cuales se plantó cebada durante 5 años, con una únicafertili zación inicial de 345 kg P2O5 ha-1. Los resultados pueden variar algo dependiendo de lasdosis usadas y del tipo de fosforita. Con dosis menores y con fosforitas más blandasprobablemente las curvas se igualen en algún punto. Pero el comportamiento general sería elmismo, es decir, un suministro de P mayor de los fosfatos solubles en agua en el primer año, yuna tendencia a no haber diferencia con el tiempo.

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FIGURA 24. Efecto residual del superfosfato de calcio y de una fosfor ita molida (tipoFlor ida), aplicadas a razón de 345 kg P2O5 ha-1 en la producción de cebada ensuelos ácidos de Inglaterra (Black, 1975).

B. USO DEL P RESIDUAL POR CULTIVOS ANUALES.

Numerosos experimentos muestran un efecto residual importante de los fertili zantesfosfatados cualquiera sea su tipo. Aun utili zando fuentes totalmente solubles en agua, lautili zación del P del fertili zante por los cultivos, no es mayor al 25% en el primer año. Del Prestante parte será fijado por el suelo, pero otra parte quedará como P lábil disponible paraposteriores cultivos.

Este comportamiento sugiere que cultivos anuales son capaces de utili zar P a partir defosforitas, cuando forman parte de un sistema en rotación con pasturas. En estos casos, unafosforita aplicada en el establecimiento de la fase pastura, elevará el nivel de P asimilable delsuelo, pudiendo ser utili zado por cultivos posteriores, siendo suplementado con fuentessolubles en agua. La magnitud de estos efectos dependerá de la dosis aplicada, del largo de lafase pastura, del nivel de P alcanzado, y de las características del suelo. Experimentosnacionales concuerdan en general con los principios discutidos.

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C. FERTILIZACIÓN DE PASTURAS EN LA IMPLANTACIÓN.

La investigación en fertili zación de pasturas ha arrojado resultados variados. Castro etal. (1981) estudiaron el comportamiento del superfosfato simple y fosforitas en polvo, enfertili zación de pasturas en distintos suelos del país. Ellos encontraron diferencias importantesentre fuentes, que variaban según la edad de la pastura, tipo de suelo y presencia o no derefertili zación.

El superfosfato fue siempre más eficiente (se obtenía un rendimiento dado con unamenor dosis de P) que la fosforita en los primeros tres años de la pastura luego de unaaplicación en el establecimiento. Las diferencias tendían a desaparecer en todos los suelos alos 4 o 5 años.

En el Cuadro 15 se observan la eficiencia relativa de las dos fuentes según los suelos ylas edades de la pastura luego de la fertili zación inicial, sin refertili zación.

Las eficiencias relativas encontradas por los autores mencionados requieren, sinembargo, una precisión. Las fosforitas fueron aplicadas en forma pulverulenta. El uso deformas granuladas comercializadas algún tiempo atrás en el país, tenía indudablementeventajas muy grandes desde el punto de vista de su aplicación, pero tendía a reducir laeficiencia del fertili zante al reducir, por lo menos temporariamente, su reacción con el suelo.

CUADRO 15. Eficiencia relativa de fosfor itas pulverulentas respecto al superfosfato,para la producción de mater ia seca de pasturas fertili zadas al establecimiento.Evaluaciones de eficiencia realizadas en los diferentes años y promedio de lostres años. (Castro et al., 1981).

Suelo Año 2 Año 3 Año 4 PromedioBrunosol (Cristalino) 0.44 0.89 0.77 0.70Brunosol (Libertad) 0.43 0.72 0.97 0.70Brunosol (Fray Bentos) 0.21 0.23 0.28 0.24Brunosol (Fray Bentos) 0.19 0.44 0.34 0.32Luvisol (Cretácico) 0.76 1.90 0.64 1.10

El uso de fosforitas en mejoramientos extensivos con leguminosas sobre campo naturalha mostrado resultados variables según los suelos. En suelos desarrollados sobre basamentocristalino las respuestas observadas no difieren de aquellas obtenidas cuando se agregósuperfosfato común. Esto es concordante con las características ácidas y de alta retrogradaciónde P de estos suelos. Debe tenerse en cuenta que por unidad de P total las fosforitas blandastienen menor costo que el superfosfato común. Para otro tipo de suelos, como los

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desarrollados sobre basalto, surge un mejor comportamiento del superfosfato, lo cual puedeestar asociado a una mayor eficiencia de aporte de P por el superfosfato, o a que el azufreaportado por el superfosfato eliminó una posible deficiencia de este nutriente (Zamalvide,1998).

D. EFICIENCIA DE LA REFERTILIZACIÓN EN COBERTURA.

De acuerdo a la falta de movili dad de los fosfatos en los suelos habría que predecirteoricamente poca eficiencia de esta práctica. Sin embargo, la aplicación en cobertura de P apasturas ya establecidas es una práctica eficiente en términos de la utili zación de P por lapastura. Dicho efecto puede ser observado en la Figura 25.

2500

3000

3500

4000

4500

5000

0 45 90 135 180dosis a la instalación, kg P2O5/ha

Ren

dim

ient

o, k

g M

S/h

a

no refertilizada

refertilizada

FIGURA 25. Efecto de la refer tili zación de una pastura de trébol rojo y raigrás (Bordoli ,Collares, Mallar ino, 1984).

La verificación consistentemente realizada sobre la eficiencia de la refertili zación depasturas podría explicarse en parte, por las siguientes causas: a) las gramíneas, y en menorgrado las leguminosas, desarrollan raíces sobre o muy cerca de la superficie del suelo; b) lasaplicaciones en cobertura reducen las posibili dades de fijación del fertili zante fosfatadosoluble en agua, al minimizar el contacto del suelo con el fertili zante.

Por otra parte, se ha observado una mayor respuesta a la refertili zación de pasturas conleguminosas cuando la práctica se realiza en otoño, lo que determina mayores aumentos en laproducción de forraje en otoño-invierno. Esta mayor respuesta está asociada a una menordisponibili dad de P con las bajas temperaturas de esa época del año.

Con respecto a la eficiencia de las fuentes solubles e insolubles para la refertili zación,en los trabajos realizados por Castro y col. (1981), la eficiencia de las fosforitas en la

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refertili zación de pasturas fue menor a la de las fuentes solubles, en todos los suelosestudiados. En experimentos realizados por la Cátedra de Fertili dad en mejoramientos conleguminosas en cobertura en diferentes suelos (Casanova, Cerveñansky, Barbazán, Hernández,com. pers.) también se observó cierta superioridad de la fuente soluble, sobre todo con dosisbajas de refertili zación.

El otro aspecto importante a destacar es respecto a la frecuencia de las refertili zaciones.En general se ha observado que cuando la fuente de refertili zación es el superfosfato, laaplicación anual determina una mayor persistencia de leguminosa, producción de forraje ycalidad que cuando la misma dosis era aplicada cada dos años. Esto surge como más relevanteen suelos con alto poder de retención de P.

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