FERTILIZACIÓN Y NUTRICIÓN
CON FOSFORO Luis Armando Castilla Lozano I.A, M.Sc, Ph.D
2015
CLIMA
DISPONIBILIDAD NUTRIENTES
BIOQUIMICA
AGUA RAIZ
FISICA
SUELO
NUTRICION VEGETAL
Extracción por varios cultivos Cultivo
Rendimiento. N P K
Ton ha-1 --------Kg ha-1 --------
Campo natural 2-4 50 5 36
Alfalfa 10 320 30 280
Maíz 12 275 40 230
Trigo 5 170 22 102
Tomate (inv.) 250 700 80 1100
VARIEDADES ELEMENTOS MAYORES Y SECUNDARIOS (Kg.)
N P K Mg S Si
FEDEARROZ-369 24,0 3,0 12,9 4,7 3,8 39,9
FEDEARROZ-275 28,2 3,4 14,8 5,6 4,5 46,9
CLEARFIELD-205 26,2 3,4 14,1 5,1 4,2 43,6
FEDEARROZ-473 29,1 3,9 16,5 6,3 5,1 52,8
FEDEARROZ-50 31,4 4,2 18,6 7,0 5,6 58,6
Cantidades de Nutrimentos (kg) para producir 1 Tonelada de Arroz Paddy Verde.
ALTA OFERTA AMBIENTAL.
VARIEDADES ELEMENTOS MAYORES Y SECUNDARIOS (Kg)
N P K Ca Mg S Si
FEDEARROZ-369 15 1,8 6 3,3 0,9 0,8 20
FEDEARROZ-275 19 2,4 10 6,0 1,3 1,4 31
CLEARFIELD205 15 2,0 8 4,1 1,1 1,0 25
FEDEARROZ473 15 1,3 5 2,6 0,7 0,6 16
FEDEARROZ-50 20 2,6 10 5,5 1,6 1,3 31
Cantidades de Nutrimentos (kg) para Producir 1 Tonelada de Arroz Paddy Verde.
BAJA OFERTA AMBIENTAL.
VARIEDADES ELEMENTOS MENORES (g)
B Cu Zn Fe Mn
FEDEARROZ-369 9,1 11,2 33,9 283 128
FEDEARROZ-275 11,6 13,2 39,8 334 148
CLEARFIELD-205 9,5 12,2 37,1 310 141
FEDEARROZ473 11,3 14,8 45,1 377 167
FEDEARROZ-50 11,7 16,4 50,1 419 183
Cantidades de Micronutrientes (g) para Producir 1 Tonelada de Arroz Paddy Verde.
ALTA OFERTA AMBIENTAL.
VARIEDADES ELEMENTOS MENORES (g)
B Cu Zn Fe Mn
FEDEARROZ-369 5,0 3,2 8,3 55,2 33,0
FEDEARROZ-275 7,8 5,4 14,0 92,3 49,6
CLEARFIELD-205 6,4 4,1 10,6 70,5 40,2
FEDEARROZ473 3,6 2,4 6,1 40,0 24,3
FEDEARROZ-50 7,6 4,9 12,8 84,1 48,4
Cantidades de Micronutrientes (g) para Producir 1 tonelada de Arroz Paddy Verde.
BAJA OFERTA AMBIENTAL.
REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES*
ZONA N P K Ca Mg S Si
TOLIMA 26.6 5.0 18.2 4.8 2.8 2.9 49.2
META 20.8 1.6 21.5 2.9 1.5 2.1
IRRI 17.5 3.0 17.0 3.0 3.5 1.8 80.0
*Kg/T
REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES *
*g/T
ZONA Fe Mn Zn Cu B
TOLIMA 192 89 17.7 11.2 16.3
META 110 953 46.2 15.5 22.0
IRRI 500 500 50.0 12.0 15.0
NUTRIENTE Kg/t NUTRIENTE g/t
N 20 Fe 200
P 5 Zn 20
K 18 Cu 10
Ca 4 B 15
Mg 2 Mn 80
S 3
Si 50
Requerimientos nutricionales promedio por la planta de arroz.
• Intercepción
Radical
•Flujo Masa
•Difusión
CONTACTO
NUTRIENTES - RAÍZ
PORCENTAJE CONTRIBUCIÓN PROCESOS DE CONTACTO ION – RAÍZ EN LA NUTRICIÓN
Nutriente IR FM DIF
N 1 99 0
P 1 5 94
K 2 20 78
Ca 29 71 0
Mg 13 87 0
S 5 95 0
Zn 16 84 0
Cu 3 97 0
B 3 97 0
Fe 13 67 20
Mn 44 22 34
Factores que afectan la difusión del P
✔ Concentración de P en la solución
✔ Temperatura
✔ Contenido de humedad
✔ Tortuosidad
✔ Poder buffer
nutrición de la
planta
Papel del fósforo en
Papel del P en las plantasPapel del P en las plantas• Fotosíntesis y respiración
• Transferencia y almacemaniento de energía (ATP)
• División y alargamiento celular
• Transferencia de características hereditarias
• Formación de la semilla
• Resistencia a bajas temperaturas
Las plantas toman el P de la solución Las plantas toman el P de la solución del suelo en forma de del suelo en forma de ortofosfatosortofosfatos
• Ortofosfato primario
H2PO4-
• Ortofosfato secundario
HPO4=
Solución del sueloSolución del suelo
Aspectos generales
En el suelo el P esta en forma de iones fosfato H2PO4- (monovalente) y
HPO42- (divalente).
La predominancia de estos iones en la solución del suelo está controlada
por el pH del suelo:
H2PO4- HPO4
2-
En términos de biodisponibilidad: H2PO4- >> HPO4
2-
pH 7.2
Minerales de P comunmente encontrados en los suelos (Tisdale et al., 1993).
S u e l o s Á c i d o s
V a r i s c i t a A l P O 4 . 2 H 2 O
S t r e n g i t a F e P O 4 . 2 H 2 O
S u e l o s n e u t r o s y c a l c á r e o s
F o s f a t o d i c á l c i c o d i h i d r a t a d o C a H P O 4 . 2 H 2 O
F o s f a t o d i c á l c i c o C a H P O 4
F o s f a t o o c t o c á l c i c o C a 4 H ( P O 4 ) 3 . 2 . 5 H 2 O
β - f o s f a t o t r i c á l c i c o C a 3 ( P O 4 ) 2
H i d r o x i a p a t i t a C a 5 ( P O 4 ) 3 O H
F l u o r a p a t i t a C a 5 ( P O 4 ) 3 F
Precipitación de Pi con Al, Fe, Ca
2H2PO4- + Ca2+ ↔ Ca(H2PO4)2 (fosfato cálcico dihidrógeno)
HPO42- + Ca2+ ↔ CaHPO4 (fosfato cálcico monohidrógeno)
H2PO4- + Al(OH)2
+↔ AlPO4.2H2O
H2PO4- + Fe(OH)2
+↔ FePO4.2H2O
En suelo ácidos (pH <5.5)
En suelo neutros, alcalinos (pH >6.5)
(variscita)
(estrengita)
ADSORCIÓN DE PI EN EL SUELO
Orden de fijación de P en los minerales arcillosos / óxidos e hidróxidos:
alofana > goetita > gibsita > caolinita (1:1) > montmorillonita (2:1)
Orden de suelos:
Andisol > Ultisol > Oxisol >…> Vertisol, Mollisol > Histosol
Categoría P0.2 (mg P kg-1)* Mineralogía predominante
Muy baja <10 Cuarzo, materiales orgánicos
Baja 10-100 Arcillas 2:1, cuarzo y arcillas 1:1
Media 100-500 Arcillas 1:1 con óxidos
Alta 500-1000 Óxidos, ceniza moderadamente meteorizada
Muy alta >1000 Materiales amorfos desilicatados
Categorías para medir la fijación de P del suelo y la mineralogía
predominante en cada categoría. Fuente: Juo y Fox (1977).
* Cantidad de P requerida para obtener una concentración de P en la solución del suelo de 0.2 mg L-1.
FR
AC
CIO
N A
RC
ILLO
SA
Alo
fana
> O
x.-O
H. F
e/A
l > 1
:1 >
2:1
MINERALES SECUNDARIOS
(P precipitado con Al, Fe, Ca)
• Cristalino (p.e., estrengita, variscita)
• No cristalino
MINERALES PRIMARIOS
Apatitas/Francolita
SOLUCION DEL SUELO
H2PO4- (pH < 7.2)
HPO42- (pH > 7.2)
HONGO MICORRIZAL
P-MICROBIAL
(inmovilizado)
ESCORRENTIA
P-particulado
LIXIVIACION
• Suelos arenosos
• Histosoles
P PRECIPITADO
P ADSORBIDO
• Adsorción específica
• Adsorción no específica
Adsorción
Desorción Precipitación
Disolución
Des
com
posi
ción
mic
robi
al
Inm
ovili
zaci
ón
Des
com
posi
ción
m
icro
bial
FERTILIZANTES ENMIENDAS
Excretas
P-ORGANICO
(Inositol, Ac. Nucleico)
Descomposición microbial
Disolución
P APLICADO
Absorción raíces
Absorción hifas
Translocación
(hifa-raíz)
P- BIOMASA
VEGETAL
PSM PSM
P-ANIMAL
Ciclo Biogeoquímico del P en el Suelo
P- COSECHA P - carne, leche
Biosólido Compost
Residuos
P-INORGANICO
(H2PO4-)
Descomposición
microbial
Hojarasca,
Residuos de cosecha
LOS IONES FOSFATO PASAN
RAPIDAMENTE A FORMAR
COMPUESTOS INSOLUBLES O
REACCIONAN FUERTEMENTE
CON LOS COLOIDES DEL SUELO
EFECTOS DEL PH (ENCALAMIENTO)
Ca e
n s
olu
ció
n (
cm
ol c
L-1
)
Mn e
n s
olu
ció
n (
µg m
L-1
)
P e
n s
olu
ció
n (
µg
mL
-1)
Al e
n e
xtr
acto
de K
Cl(c
mol c
kg
-1)
pH del suelo
1.0 -
0.5 -
0.0 -
4 -
2 -
0 -
- 8
- 4
- 0
- 0.08
- 0.04
- 0.0I I I
5 6 7
Mn
Al
P Ca
Cambios en los niveles de Ali, Ca, Pi y Mn en extractos de saturación en función del pH del suelo
establecido a través de la aplicación de cal en un Oxisol
•• Al inicio, la inundación promueve un Al inicio, la inundación promueve un
incremento en la concentración de P en la incremento en la concentración de P en la
solución del suelosolución del suelo
•• Esto se debe a la liberación del P fijado y Esto se debe a la liberación del P fijado y
precipitado luego de la reducción del Feprecipitado luego de la reducción del Fe3+3+
•• La inundación incrementa la difusión, el La inundación incrementa la difusión, el
principal mecanismo de movimiento de P principal mecanismo de movimiento de P
hacia las raíceshacia las raíces
Efecto de la inundación en la disponibilidad de P
Cambio en las condiciones de oxidación reducción y efecto en la
disponibilidad. de P
• Reducción del Fe: Fe+3 Fe+2
Forma oxidada Forma reducida
(Férrico) (Ferroso)
Consecuencia: Aumento en la disponibilidad de P (menos carga,
menos enlaces, P más lábil)
EPOCAS DE APLICACIÓN DE FOSFORO
TRATAMIENTOS RIEGO CORRIDO R. INUNDACION RENDIMIENTO Tn/Ha
1. 100% PSI 6.5 6.0 2. 50 PSI+ 50 IM 7.0 5.7 3. 100 IM 6.8 5.7
4. 50 IM +50M 6.7 5.6 5. 100 M 6.5 5.4
R. CORRIDO = MESETA DE IBAGUE INUNDACION = SALDANNA
RENDIMIENTO- FOSFORO- AMBIENTE
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 23 46 92
FOSFORO-AMBIENTE
AOA BOA
7.4
7.6
7.8
8
8.2
8.4
8.6
0 23 46 92
t/h
a
kg/ha P2O5
Respuesta del arroz en produccion a la dosis de Fosforo en baja radiacion solar, Ibague,
2011
*
D-F
O 23
46 92
P
SUELOS POTENCIALMENTE DEFICIENTES EN FOSFATO
DISPONIBLE PARA LAS PLANTAS
y bajos en P
SUELOS DEFICIENTES EN P
Buena parte de los suelos son deficientes en fosfato disponible
Esto es particularmente cierto en suelos del trópico (~80%) (>1500
millones de ha)
Suelo deficientes en P disponibles: Andisoles, Oxisoles, Ultisoles,
Inceptisoles ácidos, entre otros.
Esto se constituye en un limitante para la productividad agropecuaria
y forestal
Ca2+ + H2PO4- ↔ Ca(H2PO4)2 (insoluble)
Ca2+ + HPO42- ↔ CaHPO4 (insoluble)
Fe3+ + 3OH- ↔ Fe(OH)3 (insoluble)
Mn4+ + 4OH- ↔ Mn(OH)4 (insoluble)
Cu2+ + 2OH- ↔ Cu(OH)2 (insoluble)
Zn2+ + 2OH- ↔ Zn(OH)2 (insoluble)
SOBREENCALAMIENTO
Exceso de cal genera altos niveles de Ca2+ y aumenta el pH.
USO DE ENMIENDAS ORGÁNICAS PARA MANEJAR LA ACIDEZ
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
0 5 10 15 20 25
Dosis (t ha-1
)
pH
(a
gu
a, 1
:2)
Gallinaza
Porcinaza
Control
Efecto de la aplicación de dos
materiales orgánicos compostados
sobre el pH de un Oxisol
La adición de enmiendas orgánicas
puede aumentar la disponibilidad de P
en el suelo, tanto como los fertilizantes-P
solubles
ASOCIACIÓN MICORRIZAL
Raíz
Pelo radical
Hifas del hongo
Nutrientes
Raíz no micorrizal Micorriza= mico: hongo; rhiza: raíz
1-2 mm 10 cm
Micorriza explora 1000 veces más suelo que la raíz sola
Captación de P:
0
20
40
60
80
100
0,001 0,01 0,1 1 10
Concentración de P en solución (mg L-1
)
Re
nd
imie
nto
rela
tivo
(%
)
Rendimiento relativo del maíz en función de la concentración de P en solución del suelo.
Los datos fueron obtenidos en estudios hechos en un Oxisol (cuadros negros) y Andisol (cuadros blancos) de Hawai’i.
Fuente: Fox (1971).
RELACIÓN ENTRE PI EN LA SOLUCIÓN DEL
SUELO Y RENDIMIENTO
95
0.05
Cultivo P en la solución del suelo
(mg L-1)
Maíz 0.05
Caña de azúcar 0.01
Sorgo 0.06
Trigo 0.035
Arroz 0.02
Raigrás 0.1
Maní 0.01
Soya 0.2
Desmodium 0.2
Caupí 0.1
Trébol blanco 0.3
Lechuga 0.3
Repollo 0.2
Tomate 0.2
CONCENTRACIÓN DE P EN LA SOLUCIÓN DEL SUELO ASOCIADA AL 95% DEL
MÁXIMO RENDIMIENTO DE VARIOS CULTIVOS.
FUENTE: HUE & FOX, 2010.
Cultivo P en la solución del suelo
(mg L-1)
Berenjena 0.2
Cebolla 1.6
Cebolla micorrizal 0.4
Yuca 0.005
Batata, camote 0.1
Papa 0.18
Taro 0.05
Banano 0.05
Macadamia 0.008
Crisantemo 0.17
Leucaena 0.2
Leucaena micorrizal 0.02
Café 0.2
Café micorrizal 0.02
ESTRATEGIAS DE FERTILIZACIÓN
Building-up & maintenance (construcción de la
concentración en la solución y mantenimiento):
inicialmente se aplica una cantidad alta del fertilizante
(hasta alcanzar un nivel deseado, p.e. 0.17 mg/L) y luego se
aplican cantidades menores para sostenerlo.
Suficiencia: aplicación de una cantidad suficiente
moderadas del fertilizante para mejorar el rendimiento del
cultivo, no se esperan efectos residuales en el suelo
Balance de bases (Ca, Mg, K= contenido y/o saturación)
…(fertirrigación, biofertilización, fertilización foliar,
enmiendas orgánicas,…)
Cultivo P-Bray II
(mg kg-1)
Fertilización
(kg de P ha-1)
Algodón
(Costa
Atlántica)
< 30 22-30
30-60 13-22
> 60 0-13
Arroz < 10 17-35
10-20 9-17
> 20 0-9
Hortalizas < 20 44-65
20-40 22-44
> 40 0-22
Maíz < 15 22-33
15-30 11-22
> 30 0-11
Banano
(Urabá) < 12 60-80*
12-20 40-60
> 20 20-40
Cultivo P-Bray II
(mg kg-1)
Fertilización
(kg de P ha-1)
Yuca < 10 44-54
10-20 33-44
> 20 0-33
kikuyo < 10 22-33**
10-20 11-22**
> 20 0-11
Cacao < 15 44-54***
15-30 22-44
> 30 0-22
Piña < 10 33-44
10-20 22-33
> 20 0-22
Braquiaria < 5 22-33**
5-10 11-22
> 10 0-11
Caféa <10 26
10-20 17
20-30 9
>30 0
Cantidad de P a aplicar en función de la concentración de P extraído por el método de
Bray-II para diversos cultivos de Colombia. Fuente: ICA (1992), aSadeghian (2008).
Fertilizantes fosfóricos Portador nutricional P (%) P2O5 (%)
Rocas fosfóricas Ca5(PO4)3(OH, F, Cl) 10-12 22-28
Fosfato natural Carolina del Norte Ca5(PO4)3(OH, F, Cl) 13 30
Fosfacid Ca5(PO4)3(OH, F, Cl)+ Ca(H2PO4)2 11 26
Superfosfato simple Ca(H2PO4)2.2H2O 8 17
Superfosfato triple Ca(H2PO4)2.2H2O 20 44
Fosfato monoamónico NH4H2PO4 23 53
Fosfato diamónico (NH4)2HPO4 20 46
Acido fosfórico H3PO4 23 53
Fosfato de potasio (fosfaK) KH2PO4 23 52
Solufos H3PO4 + (NH2)2CO 20 44
Calfos, Escorias Tomas Ca5(PO4)2SiO2 5 12
Materiales usados como fertilizantes fosfatados. (P2O5 = P x 2.29).
GRACIAS POR LA ATENCIÓN