G. Borrero1, D. Friesen2, A. Oberson3, M. Rodríguez4e I. M. Rao5
Resumen
Los objetivos principales del estudio fueron cuantificar el nivel óptimo de P y la forma de aplicación del fertilizante soluble superfosfato triple (SFT) y determinar la dinámica del P inorgánico (Pi) y orgánico (Po) en sus diferentes “Pools” en el suelo a través del tiempo,en la altillanura plana, en un suelo ácido altamente meteorizado (Oxisol) de baja fertilidad y alta capacidad de fijación de P, en un ensayo satélite al Ensayo Culticore, denominado P residual en un sistema de cultivo rotacional de maíz (primer semestre) y soya (segundo semestre), establecido en 1993 y hasta 1997. Se compararon aplicaciones anuales de P: 0, 20, 30 y 50 kg/hacontra una única aplicación realizada al inicio del establecimiento del ensayo. Las dosis evaluadas de P residual fueron 80, 120 y 200 kg/ha. Se utilizó la técnica del
fraccionamiento secuencial de P modificada por Hedley et al. (1982) y Tiessen y Moir (1993), en la diferenciación de los diferentes “Pools” de P en el suelo. Las diferencias en tamaño de fracciones se presentaron después de 2 años de fertilización, tanto para tratamientos anuales como para los residuales. Solamente las aplicaciones anuales de P mayores o iguales a 30 kg/hamostraron incremento en las concentraciones de Pi disponible y Pi menos disponible, y para dosis mayores a ésta el aumento en el rendimiento de grano no fue tan marcado; sin embargo, resulta en un rendimiento mayor que cuando se aplica en una única dosis (residual) equivalente a 120 P kg/ha. La cantidad de P transportado al grano de maíz fue similar entre la aplicación anual y la residual, en especial con las dosis altas.Durante los 4 años de experimentación en el campo, la aplicación única de P al inicio del ensayo (P residual) mantuvo una buena cantidad de P disponible del suelo, comparado con las aplicaciones anuales. Respecto a la dinámica de las fracciones a través del tiempo se
1. Química de suelos, Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Cali, Colombia. [email protected] 2. Química de suelos/Agronomía, Consultor Internacional, Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo
(CIMMYT), Addis Ababa, Etiopía. [email protected]
3. Química de suelos/Nutrición de plantas, ETH-Zürich, Institute of Agricultural Sciences, Lindau, Suiza. [email protected]
4. Biología, Consultor. [email protected] 5. Fisiología y Nutrición de plantas, CIAT. [email protected]
observaron resultados muy similares durante el período de evaluación, con valores promedio de 4.7%, 65% y 25.4% para Pi y Po lábil, Pi estable y Po estable, respectivamente; en
resumen, aproximadamente un 10% en fracciones lábiles y 90% en fracciones estables con respecto al P total en el suelo.
Palabras claves: Oxisoles, fósforo residual, fraccionamiento secuencial
Introducción
La altillanura plana colombiana ocupa alrededor de 3.5 millones de hectáreas, y es la zona de los Llanos Orientales más favorable por su relieve para la agricultura, aparte del piedemonte (Rippstein et al., 2001). El factor limitante ha sido su suelo ácido altamente meteorizado (Oxisol), de escasa fertilidad y una alta capacidad de fijación de P.
La presión mundial por suministro de alimentos, cuidado del medio y los incrementos en los costos de insumos nos sugieren el planteamiento de estrategias eficientes de fertilización; de ahí la necesidad de identificar los efectos residuales del P y conocer su destino y su tasa de movilidad entre sus diferentes formas en el suelo.
Con la información obtenida durante 5 años en un ensayo de campo, se enfocó el estudio hacia la dinámica del P proveniente del fertilizante y la influencia que los sistemas pueden ejercer sobre su permanencia y disponibilidad en el suelo. Se compararon aplicaciones anuales de P contra una única aplicación en el establecimiento del ensayo (P residual).
Los objetivos principales del estudio fueron cuantificar el nivel óptimo de P y la forma de aplicación para los fertilizantes de P soluble y determinar la dinámica del P inorgánico (Pi) y el P orgánico (Po) del suelo en sus diferentes “Pools” a través del tiempo.
Materiales y métodos
El efecto del fertilizante de P soluble, superfosfato triple (SFT) se evaluó en un ensayo satélite (P residual) al Ensayo Culticore, realizado en el Convenio CIAT-Corpoica (Centro Internacional de Agricultura Tropical-Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria), en el Centro Nacional de Investigación (CNI) en Carimagua, Llanos Orientales de Colombia, en un sistema de cultivo rotacional de maíz (primer semestre) y soya (segundo semestre), establecido en 1993.
Los tratamientos de aplicación y dosis de P fueron: tratamientos de P residual, con una única dosis inicial al establecimiento del ensayo de 80, 120 y 200 kg/ha y tratamientos con aplicaciones anuales de P de 0, 20, 30 y 50 kg/ha, que en los 4 años equivaldrían a cada dosis de P residual aplicado. Se evaluaron en total siete tratamientos hasta 1997, año en el cual no hubo aplicación.
La técnica del fraccionamiento químico secuencial de P de Hedley et al. (1982) y Tiessen y Moir (1993) permitió separar el suelo en diferentes grados de disponibilidad, removiendo progresivamente menos P disponible del suelo con cada subsecuente extracción, usando los siguientes extractantes: H2O con tiras de resina de intercambio aniónico, 0.5M NaHCO3, 0.1M NaOH, 1.0M HCl y HClcc (concentrado y caliente) y digestión final con HClO3.
Resultados y discusión
La aplicación de P mejoró la producción de maíz y la cantidad de P transportado a los granos (Figura 1).El aumento en el rendimiento de grano no fue tan marcado con las aplicaciones mayores a 30 kg/ha por año.Las producciones resultantes para las aplicaciones anuales fueron mejores que las correspondientes a una sola aplicación residual hacia el final de la evaluación. La cantidad de P transportado a los granos de maíz fue similar entre aplicación anual y residual, sobre todo con las dosis altas (50 y 200 kg/ha, respectivamente).
En laFigura 2 se observa la distribución del P en formas inorgánicas y orgánicas, según el fraccionamiento secuencial de Hedley. Aunque las aplicaciones de P inicialmente produjeron un aumento en la concentración de P en todas las fracciones inorgánicas, dichos incrementos no reflejaron el incremento en los niveles aplicados. La diferencia en tamaño de fracciones se presentó después de 2 años de fertilización, tanto para los tratamientos anuales como para los
Figura 1. Efecto de la aplicación anual (A) o residual (R) de P en la producción (I) y en el P transportado al grano de maíz (II). Carimagua, LLanos Orientales de Colombia.
Dic /93 Ago /94 Ago / 95 Ago /96 Sept /97 P T ran sp orta do a l g ran o (kg P /h a ) - 1 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 Dic /9 3 Ago /94 Ago / 95 Ago / 96 Se pt /9 7 P rod uc ci ón d e g ran o ( kg /h a) 0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0 0 k g P / h a 2 0 A 3 0 A 5 0 A 8 0 R 1 2 0 R 2 0 0 R I I I
residuales. Solamente las aplicaciones anuales de P mayores o iguales a 30 kg/ha mostraron aumento en las concentraciones de Pi lábil (disponible) y Pi secundario (menos disponible). La tendencia de la fracción orgánica fue constante durante el período evaluado, confirmándose así que el método de fraccionamiento da mucha información de la parte inorgánica del suelo, especialmente de la más disponible, que de las fracciones orgánicas disponibles y menos disponibles.
Figura 2. Dinámica de P dentro de los diferentes “Pools” del suelo en un Oxisol bajo rotación maíz-soya con aplicaciones anuales y residuales de fertilizante fosfatado (SPT). Carimagua, Llanos Orientales de Colombia.
Igualmente, las fracciones Pi-HCl 1M y Pt residuo (P total) presentaron resultados similares a través del tiempo, siendo el Pi-HCl una fracción no relevante dentro del
fraccionamiento. Esto confirma la teoría de Tiessen y Moir (1993) acerca de que esta fracción se puede omitir para Oxisoles no fertilizados con roca fosfórica.
En general, los valores promedio de las fracciones lábiles y estables obtenidos de todos los tratamientos fueron constantes entre sí, en especial las fracciones orgánicas. Se graficaron los porcentajes de Pi y Po para los años evaluados, usando las combinaciones “Pools” para fracciones lábiles, secundarias, ocluidas y protegidas, descritas por Hedley et al. (1982), O’Halloran (1986), Oberson et al. (1993), Tiessen y Moir (1993) y Selles et al. (1995) y
presentadas en el Cuadro 1. Estos porcentajes se presentan en la Figura 3, y expresan la poca variabilidad de los tamaños de las fracciones a través del tiempo.
Se puede concluir que las aplicaciones mayores a 30 kg/ha no mostraron un nivel significativamente más alto de rendimiento, y después de esta dosis el P pareció no ser un factor limitante para el cultivo. Sin embargo, esta dosis de aplicación anual resultó en un rendimiento más alto que cuando se aplicó la misma cantidad de P proyectada para los 4 años en una sola dosis (120 P kg/ha) y resultaron en incrementos de las concentraciones de Pi lábil (resin+bic) y Pi secundario (NaOH), determinadas por el método de fraccionamiento
secuencial.
Cuadro 1. Agrupación de los “Pools” de P en el suelo y las fracciones de P utilizadas para el estudio.
“Pools” de P en el sueloa Fracciones
Pi lábil Pi-resina + Pi-HCO3-
Po lábil Po-agua + Po-HCO3-
Pi secundario Pi-NaOH
Po secundario Po-NaOH
Pi ocluido Pi-HCl dil + Pi-HCl cc + P-residuo
Po protegido Po-HCl cc
a. Lábil = disponible; secundario = formas menos disponibles; estable = secundario + ocluido o
Figura 3. Porcentaje promedio de fracciones lábiles y estables, durante un período de 5 años, utilizando el sistema rotacional maíz-soya. Carimagua, Llanos Orientales de Colombia.
Conclusiones
Durante los 4 años de experimentación en el campo, la única aplicación de P al inicio del ensayo (P residual) mantuvo una buena cantidad de P disponible del suelo, comparado con las aplicaciones anuales.
Un modelo de simulación que se verificó en Oxisoles brasileños (Wolf et al., 1987) se aplicó en este ensayo y subvaloró el rendimiento de maíz para el periodo de 4 años, indicando así que el valor residual del fertilizante en este sitio es mayor que el de los otros sitios de Oxisoles. El modelo, sin embargo, predijo bastante bien la evolución de rendimiento de grano en función del tiempo.
En cuanto a la dinámica de las fracciones a través del tiempo, se observó que los
resultados fueron muy constantes al suministrar porcentajes promedio durante todo el período: 4.7, 65 y 25.4 para Pi y Po lábil, Pi estable y Po estable, respectivamente; en resumen,
aproximadamente un 10% en fracciones lábiles y 90% en fracciones estables en cuanto al P total del suelo.
Referencias
CIAT (Centro Internacional de Agricultura Tropical). 1995. Phosphorus transformations in improved pastures. En: Tropical Lowlands Program; Annual Report 1994. Working Document No. 148. Cali, Colombia. p 182–187.
Hedley MJ; Stewart JWB; Chauhan BS. 1982. Changes in inorganic and organic soil phosphorus fractions induced by cultivation practices and by laboratory incubations. Soil Science Society of America Journal 46(5):970–976.
Oberson A; Fardeau JC; Besson JM; Sticher H. 1993. Soil phosphorus dynamics in cropping systems managed according to conventional and biological agricultural methods. Biology and Fertility Soils 16(2):111-117.
O´Halloran I. 1986. Phosphorus transformations in soil as affected by management. Tesis (Ph.D.). Department of Soil Science, University of Saskatchewan, Saskatoon, Canadá.
Rippstein G; Escobar G; Motta F, eds. 2001. Agroecología y biodiversidad de las sabanas en los Llanos Orientales de Colombia. Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Cali, Colombia. 302 p.
Selles F; Campbell CA; Zentner RP. 1995. Effect of cropping and fertilization on plant and soil phosphorus. Soil Science Society of America Journal59(1):140–144.
Tiessen H; Moir JO. 1993. Characterization of available P by sequential extraction. En: Carter MR, ed. Soil sampling and methods of analysis. Lewis Publishers, Boca Raton, FL, Estados Unidos. p 75–86.
Wolf J; de Wit, CT; Janssen H; Lathwell DJ. 1987. Modelling long-term crop response to fertilizer phosphorus. I. The model. Agronomy Journal 79(3):445–451.