Manejo del Fósforo en Sistemas de Siembra Directa

artículos
Autores: Martín Díaz-Zorita (1,2) y John H. Grove (2)  1 
EEA INTA General Villegas, Argentina y 2 Universidad de Kentucky, USA

Los nutrientes aplicados al fertilizar pueden clasificarse según su modo de reaccionar con el suelo en "móviles" o "inmóviles". Los primeros, tal el caso del nitrógeno, reaccionan muy poco con el suelo luego de su aplicación y se mueven en forma relativamente "libre" a través del perfil del suelo en general en la dirección de movimiento del agua. Los nutrientes "inmóviles" son aquellos que luego de aplicados reaccionan con el suelo en tal manera que se mueven muy poco desde su sitio en el que entran en contacto con el suelo porque se producen reacciones cuyos productos presentan una solubilidad menor a la presente en el fertilizante. Fósforo, manganeso y zinc son los 3 elementos con mayores "inmovilidad".

En general, los cultivos no captan mas del 15 - 25 % del P aplicado anualmente siendo la cantidad no disponible (fijada) dependiente de la acidez y la mineralogía del suelo. La mayor disponibilidad se logra en condiciones de pH entre 6 y 7, por debajo de 6 aumenta la formación de productos con hierro o aluminio y por sobre pH 7 - 7.5 los productos son dominados por calcio.

Los riesgos de pérdida de P por lavado (lixiviación) son mínimos y ocurren luego de la saturación de los sitios de fijación bajo condiciones de muy altas aplicaciones de P tal el caso de suelos arenosos con altas aplicaciones de estiércol u otros productos ricos en P. El transporte superficial de P es factible como consecuencia de la pérdida de suelo por procesos erosivos que generen el transporte de partículas minerales finas (materia orgánica, arcillas) sobres las que se encuentren retenidos los fosfatos, condición poco frecuente en sistemas de siembra directa.

En el contexto de baja movilidad de los fosfatos luego de aplicados en el suelo, la eficiencia en el uso de fertilizantes con P dependerá de su interacción con propiedades edáficas (nivel de P en el suelo, pH, contenido y tipo de arcillas) y de la ubicación del fertilizante en relación con el sistema radical del cultivo. Los estudios de manejo de manejo de P en sistemas con labranzas son abundantes y en gran medida concluyentes sobre la necesidad de localización de P en bandas incorporadas en el suelo cercanas a las raíces para minimizar las reacciones con el suelo y minimizar su fijación en suelos con niveles bajos a muy bajos de P pero no así en condiciones de moderada a alta disponibilidad del nutriente. En sistemas de siembra directa la información no es tan abundante y en muchos casos contradictoria por lo que en este artículo pretendemos presentar algunos de los elementos a considerar para el diseño de estrategias de manejo eficiente del P para suelos bajo sistemas estables de cero labranza.

  

Variabilidad espacial y vertical de los niveles de fósforo extractable y su relación con estrategias de muestreo de suelos

El primero de los elementos requeridos para el diagnóstico de requerimientos de fertilización es el conocimiento de las condiciones actuales de disponibilidad del elemento a aplicar y de otras propiedades que afecta su eficiencia de aprovechamiento. En este marco, el diseño de una estrategia de muestreo del suelo dependerá del conocimiento de las fuentes más notorias de variabilidad tanto horizontales (lote) como verticales (perfil del suelo).

Las posiciones en el relieve constituyen el primer factor de variación espacial de los niveles de P los que son independientes del sistema de manejo y estrechamente vinculados con la textura y contenidos de materia orgánica. En general, mayores contenidos de P se asocian con la presencia de mayores contenidos de partículas minerales finas y/o de materia orgánica.

El manejo previo del suelo tiene un efecto importante sobre la generación de variaciones espaciales en los niveles de P. En el caso de condiciones de cultivos agrícolas continuos sin fertilización con P estas son de menor magnitud que en sistemas de producción ganadera con pastoreo directo o bajo agricultura con fertilización fosfatada ocacional en bandas incorporadas en el suelo. Por ejemplo, en un estudio desarrollado en América (Buenos Aires) se observó que el sistema de pastoreo implementado afecta en manera significativa la proporción de suelo cubierto con las heces, pastoreos con altas cargas instantáneas resultan en una mejor distribución de heces que cuando la carga animal es de menor magnitud (Díaz-Zorita, 2000). Recordemos que las heces son el recurso básico para el ciclado de P en el sistema ganadero por lo que su distribución tiene un impacto significativo sobre los traslados de fertilidad en estas empresas. En la Figura 1 se observa que los niveles de P, en un lote topográficamente uniforme, resultaron afectados por la presencia de estructuras de producción tal como el caso de parcelas de pastoreo en relación con la presencia o no de aguadas en estas durante un solo ciclo de producción de la pastura (Díaz-Zorita, 1999).

Fig. 1: Efecto de la ubicación de aguadas sobre el nivel de fósforo extractable (Bray Kurtz 1) en un Hapudol éntico en sistemas de pastoreo intensivo (Adaptado de Díaz-Zorita, 1999). Letras diferentes en cada columna indican diferencias significativas entre tratamientos (p<0.05).

  

La distribución espacial de P es sensible a los sistemas de labranza y métodos de fertilización utilizados (Rehm y col. 1995). Tal como lo hemos descripto en la introducción, los fosfatos del fertilizante al reaccionar con diferentes elementos presentes en el suelo dan origen a compuestos de baja solubilidad que persisten en el suelo cuya concentración dependerá de la concentración específicamente aplicada en contacto con el suelo. En la figura 2 se observa que a partir de niveles similares de P disponible, la aplicación de una misma dosis de P2O5 indujo a aumentos significativamente mayores en P cuando la distancia entre bandas fue mayor dado por un aumento en la concentración de P aplicado en contacto con el suelo. Estudios desarrollados en Colorado (EEUU) recomiendan que en lotes donde se han realizado aplicaciones de P en bandas y estas son localizables, el número mínimo de muestras a tomar en el sector entre las bandas (M) por cada muestra tomada sobre la banda puede calcularse empleando la siguiente fórmula: M = 0.26 x Distancia entre bandas (cm). Si las bandas no pueden ser localizadas con precisión las muestras deben tomarse perpendiculares a la dirección de las bandas y equidistantes a una distancia equivalente a la mitad de las distancias entre bandas. En la medida que la aplicaciones de P en las bandas hayan sido de mayor concentración (altas dosis o mayor distancia entre bandas) las posibilidades de muestreos precisos, en términos económicos y logísticos, disminuyen (James y Hurst, 1995). Recordemos que en suelos con historias de aplicaciones de P en bandas incorporadas o en superficie heterogéneas la toma de pocas muestras tiene alta probabilidad de resultar en sobreestimaciones o subestimaciones de los niveles de P y consecuentemente en recomendaciones erróneas de fertilización (Westfall y col. 1991).

Fig. 2: Efectos de la dosis y del distanciamiento entre bandas de fertilización con P sobre los niveles extractables (método Olsen) en dos suelos de textura franco fina de Colorado, EEUU (Adaptado de Westfall y col. 1991)

  

Los métodos de muestreo para identificar variaciones espaciales, en especial relacionadas con factores de relieve, son abundantes, desde la interpretación de imágenes satelitales hasta los muestreos en grilla o dirigidos según tipos de suelos mapeados en lote o según áreas consideradas relativamente homogéneas en términos de relieve o de manejos anteriores. En este punto es importante considerar que el tamaño del área a identificar como distinta y generadora de variabilidad debe ser de tal magnitud que permita el manejo diferencial de las aplicaciones diagnosticadas de P (manejo por sitio específico) y no resulte en una información meramente anecdótica. En general, los muestreos de suelos en grillas para aplicaciones de dosis variables de P varían desde menos de 30 m de equidistancia en suelos nunca evaluados a equidistancias no mayores a 60-100 m (Franzen and Peck, 1995; Wollenhaupt, 1994). No obstante aún en condiciones de alta variabilidad en los niveles de P dentro de un mismo lote las expectativas de compensación económica de muestreos tan intensivos para el desarrollo de sistemas de fertilización con P por sitio específico son mínimas (Lauzon and O'Halloran, 1998; Thomas y col. 2000).

Una atención especial requieren el conocimiento de la variación vertical en la distribución de P determinado por el sistema de labranza empleado. En sistemas continuos de siembra directa, una de las mayores diferencias con los sistemas bajo laboreo es la estratificación de los nutrientes dentro de la zona de exploración radical dando origen a varios interrogantes tales como su efecto sobre su efecto sobre el desarrollo y actividad de las raíces y sobre la validez de los muestreos tradicionales (0 a 20 cm) de suelos elaborados sobre la base de condiciones de distribución de P relativamente uniformes dentro de la capa evaluada. La estratificación de P en siembra directa es un problema que requiere del monitoreo uniforme en la profundidad de muestreo, pequeñas variaciones en el espesor evaluado pueden conducir a resultados erróneos según la presencia relativa de la capa superficial con alta concentración de P con relación al resto del suelo con menor nivel de P (Bullock, 2000). Esta estratificación no solo tiene implicancias económicas (disponibilidad efectiva de P para las plantas y eficiencia en el uso del fertilizante) sino también ambientales al ofrecer un sustrato rico en P en la capa de suelo con mayor potencialidad de pérdida por transporte hídrico o eólico.

En la tabla 1 podemos observar que los patrones de distribución de raíces, en este caso de maíz, son similares a los de la estratificación de nutrientes según el sistema de labranza utilizado. Las raíces tienden a concentrarse en las mismas zonas de concentración de los nutrientes por lo que en condiciones de ausencia de limitación hídrica severa, y desde el punto de vista de la nutrición del cultivo, la estratificación del P en sistemas de siembra directa no sería relevante.

 

Tabla 1: Distribución vertical de niveles de P extractable (Bray Kurtz 1) y de raíces de maíz en un suelo de Indiana (EEUU) según 3 sistemas continuos de labranza (Adaptado de Mengel, 1983).AR = arado de rejas, AC = cinceles, SD = siembra directa

 

En términos generales, es conveniente la evaluación mas completa del espesor de suelo explorable por las raíces que en el caso de sistemas de siembra directa, tal lo presentado en la tabla 1, se concentra en los primeros 10 cm del perfil (Mengel, 1983). La interpretación de estos resultados no es sencilla, los estudios de calibración de respuestas al agregado de P bajo siembra directa no son tan abundantes como los disponibles para sistemas con remoción por laboreo. Estudios realizados en Kentucky (Grove, datos inéditos) , coincidentes con evaluaciones en el suedeste bonaerense (Berardo, com. pers), muestran que los niveles críticos de respuesta llegan casi a duplicarse cuando se consideran muestreos superficiales de suelos bajo siembra directa que cuando el espesor de suelo evaluado es el tradicionalmente recomendado para sistemas bajo prácticas con remoción (Fig. 3). En ausencia de modelos de diagnóstico ajustados sobre la base de sistemas de siembra directa con significativa estratificación de P sería conveniente el mantenimiento de las evaluaciones en la profundidad recomendada por el método de diagnóstico tradicionalmente empleado. Resultados de 26 experiencias de fertilización con P en soja y en maíz realizadas en Iowa (EEUU) mostraron que la estratificación del P en sistemas de siembra directa no sería un factor de importancia para la interpretación de análisis de suelos y elaboración de diagnósticos de fertilización basados en los elaborados para sistemas con remoción de suelos (Mallarino y Borges, 1997).

Fig. 3: Respuesta relativa de soja o maíz en siembra directa en relación con los niveles de P en un suelo de Princeton (KY, EEUU) según dos profundidades de muestreo (Adaptado de Grove, inédito).

 

Efectos de la localización de fertilizantes fosfatados sobre la producción de cultivos en sistemas de siembra directa.

La importancia de la localización de elementos con alta probabilidad de reacción con propiedades del suelo, en una posición accesible para las raíces de los cultivos, resulta significativa desde el punto de vista de eficiencia de aprovechamiento del mismo y de retorno económico a través del mejoramiento de la producción inducido por esta práctica. La estratificación de los nutrientes "inmóviles", tal el caso del P parecería no ser un aspecto de relevancia en el momento de considerar su disponibilidad para las plantas, en especial bajo condiciones de crecimiento con moderadas a nulas limitaciones hídricas. Las posibilidades de evitar la estratificación de nutrientes en sistemas de siembra directa no sería económica y logísticamente factible (Paul, 1996). En siembra directa, la presencia de abundante cobertura de rastrojos facilita en gran medida el logro de una mayor conservación de humedad en el suelo y el mantenimiento de adecuadas condiciones para el crecimiento de raíces y captación de nutrientes en las capas superiores del suelo aledañas a las de estratificación de nutrientes (Tabla 1).

La aplicación superficial de P ha sido descripta por varios investigadores como una práctica satisfactoria para la producción de maíz bajo siembra directa cuando se la compara con sistemas de aplicación incorporados en el suelo (Moscheler y col. 1972; Fink y Wesley, 1974). En la Tabla 2 presentamos los resultados de un experimento de fertilización con P en un Haplustol Udico de Dakota del Sur (EEUU) en el que se puede observar que la diferencia en la respuesta de rendimientos de maíz según formas de localización del P dependen del sistema de labranza. En siembra directa estas diferencias son de menor magnitud que bajo sistemas con remoción con arado de rejas donde casi exclusivamente se observan aumentos de rendimiento con aplicaciones con bandas cercanas a la línea de siembra (Farber y Fixen, 1986).

 

Tabla 2: Efecto de la localización de 28 kg/ha de P2O5 sobre el porcentaje de aumento en la producción de maíz según 2 sistemas de labranza en un Haplustol Udico. BP = banda a 18 cm de profundidad, 5 x 5 = banda localizada a 5 cm por debajo y al costado de la linea de siembra (Adaptado de Farber y Fixen, 1986).

En sistemas continuos de siembra directa la aplicación de P esparcido en superficie resulta en una "banda horizontal" cercana a los sectores de mayor concentración de raíces bajo la cobertura de rastrojos y con menores posibilidades de reacción con las propiedades del suelo dada la menor exposición al contacto con este en comparación con aplicaciones en el suelo (Belcher y Ragland, 1972; Thomas y col. 1980). En la figura 4 se presentan los resultados de 4 años de experimentación con cultivos de soja y maíz en siembra directa para 2 sitios agrícolas en Kentucky (EEUU) en los que se observaron que las respuestas al agregado de P resultaron en todos los casos independientes del modo de aplicación del P, en superficie o localizado por debajo de la linea de siembra (Grove y Thom 1988 y 1989, Grove, inédito). En general, los aumentos observables por fertilización en bandas localizadas de P sobre el desarrollo de cultivos de maíz no se reflejan en mayores rendimientos en grano (Mallarino y Borges, 1997).

  

Fig. 4: Efecto de la localización de 10 kg/ha de P sobre los rendimientos de cultivos de soja o maíz en siembra directa en 2 suelos de Kentucky, EEUU (Adaptado de Grove y Thom, 1988 y 1989, Grove, inédito). Letras distintas en cada columna indican diferencias significativas (p<0.05) entre tratamientos de fertilización para cada cultivo y campaña.

 

No obstante, es importante considerar que en condiciones de siembra de cultivos sobre suelos fríos y muy húmedos, más comunes en sistemas de siembra directa que bajo remoción por labranzas, el crecimiento temprano de los cultivos y sus rendimientos se incrementan con las aplicaciones de fertilizantes arrancadores con P (Fixen y Lohry, 1993).

En la República Argentina las experiencias comparativas entre fertilizaciones superficiales ("al voleo") e incorporadas de P en sistemas bajo prácticas de siembra directa no son abundantes y con resultados no concluyentes. Por ejemplo, Barbagelata y Paparotti (2000) no observaron efectos significativos entre las aplicaciones al voleo o incorporadas de superfostato triple en dos experiencias con cultivos de maíz en Entre Ríos. Resultados similares fueron descriptos por Díaz-Zorita y col. (1999) en un cultivo de soja en el oeste de Buenos Aires fertilizado con fosfato diamónico. En cambio, Baumer y col. (2000) describieron importantes aumentos en la producción de cultivos de girasol cuando se realizaron aplicaciones profundas (20 cm) en comparación con bandas subsuperficiales de fertilizantes líquidos con P (Fig.5) explicado parcialmente por una mayor implantación del cultivo al mejorarse las condiciones físicas para el desarrollo radical (Baumer, 1999). La aplicación profunda de P en cultivos de girasol ya ha sido descripta como una práctica beneficiosa en suelos con muy baja disponibilidad de P o en condiciones de sequía que promueven el desarrollo profundo de las raíces alejadas de los sitios de acumulación superficial.

Fig. 5: Respuesta de cultivos de girasol a la localización de P en Pergamino, Buenos Aires (Adaptado de Baumer y col. 1999)

  

Consideraciones finales

El manejo de P en sistemas continuos de siembra directa debe contemplar el marcado efecto de estratificación superficial y sus implicancias sobre el muestreo e interpretación de los análisis de suelos. Es indispensable tomar las muestras de suelo cuidando mantener la profundidad sugerida por el método de diagnóstico a emplear, los muestreos superficiales o solo de la capa de mayor concentración conducen a resultados sobrestimados en la disponibilidad de P.

En lotes con abundante cobertura de rastrojos, en siembras en fechas normales y en suelos sin presencia de limitaciones físicas para el óptimo crecimiento de las raíces no se han descripto beneficios adicionales debidos a la aplicación localizada de fertilizantes con P en comparación con su aplicación en superficie. Cuando los cultivos se siembran anticipados (suelos fríos), los niveles de P en el suelo son muy bajos o existen riesgos de sequía en la superficie del suelo, el uso localizado de P por debajo de la línea de siembra mejora las probabilidades de respuesta al agregado de este nutriente.

  

Referencias

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