Manual Internacional de Fertilidad de Suelos.pdf

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(1)MANUAL INTERNACIONAL DE FERTILIDAD DE SUELOS. POTASH & PHOSPHATE INSTITUTE (PPI) POTASH & PHOSPHATE INSTITUTE OF CANADA (PPIC) INSTITUTO DE LA POTASA Y EL FOSFORO (INPOFOS).

(2) MANUAL INTERNACIONAL DE FERTILIDAD DE SUELOS El comprender como funciona la fertilidad del suelo es entender una de las funciones básicas para la supervivencia de los seres humanos sobre este planeta .. POTASH & PHOSPHATE INSTITUTE (PPI) POTASH & PHOSPHATE INSTITUTE OF CANADA (PPIC) INSTITUTO DE LA POTASA Y EL FOSFORO (INPOFOS).

(3) PRESENTACION DEL MANUAL INTERNACIONAL DE FERTILIDAD DE SUELOS. El Instituto de la Potasa y el Fósforo (Potash and Phosphate Institute, PPI) publicó por primera vez su popular Manual de Fertilidad de Suelos en 1978. Desde entonces se han distribuido más de 50000 ejemplares. En años recientes ha existido un creciente interés por una versión del manual adaptada a lectores internacionales, con datos y ejemplos de diferentes áreas en el mundo y que presente las unidades de medida en el sistema métrico. Este manual recoge el esfuerzo del cuerpo internacional de científicos del PPI entregando los diez capítulos de esta publicación en una presentación de fácil uso en diferentes países. A pesar de que es imposible incluir información específica de todas las regiones del mundo, los principios discutidos en cada capítulo tienen aplicación universal. Estamos orgullosos de poder ofrecer el Manual Internacional de Fertilidad de Suelos como una herramienta de educación que esperamos sea efectiva en diferentes condiciones y en diferentes partes del mundo.. Primera impresión del Manual Internacional de Fertilidad de Suelos, versión en Español, Mayo 1997. First printing International Soil Fertility Manual, Spanish translation, May 1997. Item # SP-5070 Referencia # 96207 Copyringht: Potash & Phosphate Insitute.

(4) TABLA DE CONTENIDO Capítulo 1 Conceptos de Fertilidad y Productividad del Suelo Capítulo 2 Reacción y Encalado del Suelo Capítulo 3 Nitrógeno Capítulo 4 Fósforo Capítulo 5 Potasio Capítulo 6 Los Nutrientes Secundarios Capítulo 7 Los Micronutrientes Capítulo 8 Análisis de Suelo, Análisis Foliar y Técnicas de Diagnósti8co Capítulo 9 Fertilizantes y Rentabilidad Capítulo 10 Los Nutrientes y el Ambiente Glosario.

(5) CAPITULO 1. CONCEPTOS DE FERTILIDAD Y PRODUCTIVIDAD DEL SUELO Página 1-1 1-2 1-2 1-5 1-6 1-7 1-10 1-11 1-11 1-11 1-12 1-12 1-13. Introducción Nutrientes Esenciales para la Planta Textura y Estructura del Suelo Coloides del Suelo y Retención de Iones Capacidad de Intercambio Catiónico Retención de Aniones en el Suelo Materia Orgánica en el Suelo Profundidad del Suelo Pendiente de la Superficie del Suelo Organismos del Suelo Balance Nutricional Resumen Cuestionario. factores externos controlan el crecimiento de la planta: aire, calor (temperatura), luz, nutrientes y agua. Con excepción de la luz, la planta depende del suelo (al menos parcialmente) para obtener estos factores. Cada uno afecta directamente el crecimiento de la planta y cada uno está relacionado con los otros. Debido a que el agua y el aire ocupan el espacio de los poros en el suelo, los factores que afectan las relaciones del agua necesariamente influencian el aire del suelo. Al mismo tiempo, los cambios de humedad afectan la temperatura del suelo. La disponibilidad de nutrientes está influenciada por el balance entre el agua y el suelo así como por la temperatura. El crecimiento radicular también esta influenciado por la temperatura así como por el agua y el aire disponibles en el suelo.. INTRODUCCION El suelo es el medio en el cual las plantas crecen para alimentar y vestir al mundo. El entender la fertilidad del suelo es entender una necesidad básica de la producción de cultivos. • Como puede un agricultor producir cultivos en forma eficiente y competitiva sin suelos fértiles? • Como puede un extensionista proveer información que ayude al agricultor sin entender los conceptos básicos de la fertilidad del suelo? La fertilidad es vital para que un suelo sea productivo. Al mismo tiempo, un suelo fértil no es necesariamente un suelo productivo. Factores como mal drenaje, insectos, sequía, etc. pueden limitar la producción, aun cuando la fertilidad del suelo sea adecuada. Para entender completamente la fertilidad del suelo se deben conocer estos otros factores que mantienen.... o limitan la productividad.. La fertilidad del suelo en la agricultura moderna es parte de un sistema dinámico. Los nutrientes son continuamente exportados en los productos vegetales y animales que salen de la finca. Desafortunadamente, algunos nutrientes pueden también perderse por lixiviación y erosión. Otros nutrientes, como el fósforo (P) y el potasio (K), pueden ser retenidos por ciertas arcillas en el suelo. La materia orgánica y. Para entender como funciona la productividad del suelo se deben reconocer las relaciones existentes entre el suelo y la planta. Ciertos PPI-PPIC. 1-1. INPOFOS.

(6) los organismos del suelo inmovilizan y luego liberan nutrientes todo el tiempo. Si la agricultura de producción fuese un sistema cerrado, el balance nutricional sería relativamente estable. Sin embargo, el balance no es estable y esta es la razón por la cual es esencial entender los principios de la fertilidad del suelo para la producción eficiente de cultivos y la protección ambiental.. para afectar a la fotosíntesis. Ver Concepto de Producción 1-1. Los 13 nutrientes minerales... aquellos provenientes del suelo... están divididos en tres grupos: primarios, secundarios y micronutrientes: Nutrientes Primarios Nitrógeno (N) Fósforo (P) Potasio (K). • En las siguientes secciones de este capítulo se discuten los factores que influencian el crecimiento de la planta. También se presenta y categoriza los nutrientes esenciales para la planta. • Los siguientes capítulos de este manual discuten características y comportamiento de los nutrientes esenciales para la planta... incluyendo las cantidades removidas por los cultivos, el papel que cada uno juega en el crecimiento de las plantas, síntomas de deficiencia, relaciones en el suelo, contenido en los fertilizantes e impacto en el ambiente.. NUTRIENTES ESENCIALES LA PLANTA. Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Azufre (S). PARA. TEXTURA Y ESTRUCTURA DEL SUELO. Los nutrientes no minerales son carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Estos nutrientes se encuentran en el agua y en la atmósfera y son usados en la fotosíntesis de la siguiente manera:. La textura del suelo indica la cantidad de partículas individuales arena, limo y arcilla presentes en el suelo. Cuando más pequeña es la partícula más se acerca a la arcilla; cuando más grande es la partícula más se acerca a arena, de esta manera:. 6 O2 + 6 (CH2O) + 6H2O Oxígeno Carbohidratos Agua. • Cuando un suelo tiene un alto contenido de arena se clasifica texturalmente como “arena”. • Cuando están presentes pequeñas cantidades de limo y arcilla el suelo es “franco arenoso” o “arena franca”. • Los suelos compuestos principalmente por arcilla se denominan “arcillosos”.. Los productos de la fotosíntesis son : los responsables del incremento en el crecimiento de la planta. Cantidades insuficientes de dióxido de carbono, agua o luz reducen el crecimiento. Sin embargo, la cantidad de agua usada en la fotosíntesis es tan pequeña que las plantas mostrarían síntomas de estrés de humedad antes que el agua sea lo suficientemente baja PPI-PPIC. Boro (B) Cloro (Cl) Cobre (Cu) Hierro (Fe) Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Zn). Generalmente los nutrientes primarios son los primeros en ser deficientes en el suelo, debido a que las plantas usan cantidades relativamente altas de estos nutrientes. Los nutrientes secundarios y los micronutrientes son en general menos deficientes en el suelo y las plantas los utilizan en pequeñas cantidades. Sin embargo éstos son tan importantes como los nutrientes primarios y la planta debe tenerlos a su alcance cuando los necesita.. Se conoce que 16 elementos químicos son esenciales para el crecimiento de la planta. Estos elementos están divididos en dos grandes grupos: minerales y no minerales.. 6 CO2 + 12 H2O Luz Dióxido Agua → de Carbono. Micronutrientes. 1-2. INPOFOS.

(7) Li mo (%. c il. la (%. ). ). Ar. Arcilla Arcillo limoso. Arcillo arenoso Franco arcilloso. Franco areno arcilloso Arena franca. Franco arenoso. Franco. Franco arcillo limoso Franco limoso Limo. Arena. Arena (% ). Figura 1-1. Triángulo que identifica la clase textural del suelo de acuerdo al contenido de arena, limo y arcilla. • Cuando la arena, limo y arcilla están presentes en cantidades iguales, el suelo se denomina “franco”.. Las arenas entonces, retienen pequeñas cantidades de agua debido a que sus poros de tamaño grande permiten que el agua drene libremente del suelo. Las arcillas adsorben una cantidad relativamente alta de agua y sus poros pequeños retienen el agua contra las fuerzas gravitacionales. A pesar de que los suelos arcillosos poseen mayor capacidad de retención de agua que los suelos arenosos, no toda la humedad es disponible para las plantas. Los suelos arcillosos (y aquellos ricos en materia orgánica) retienen agua con más fuerza que los suelos arenosos, pero la mayor parte de esa agua no es disponible para la planta.. Las 12 clases texturales del suelo se presentan en la Figura 1-1. La textura y estructura del suelo influyen en la cantidad de agua y aire que la planta puede retener. El tamaño de las partículas es importante debido a que: • Las pequeñas partículas de arcilla se encuentran más íntimamente unidas entre si que las partículas más grandes de arena. Esto significa poros más pequeños para retener agua y aire. • Las partículas más pequeñas poseen un área superficial mayor que las partículas más grandes. Por ejemplo, la partícula más grande de arcilla tiene aproximadamente 25 veces más área superficial que la partícula más pequeña de arena. A medida que el área superficial se incrementa, también incrementa la cantidad de agua adsorbida (retenida). PPI-PPIC. El término capacidad de campo define la cantidad de agua que permanece en el suelo después que se ha detenido el flujo gravitacional. Esta condición se expresa como porcentaje del peso. La cantidad de agua presente en el suelo. 1-3. INPOFOS.

(8) Concepto de producción 1-1. LA FOTOSINTESIS - MILAGRO DE LA NATURALEZA. AZUCARES OXIDADOS PARA ENERGIA. LOS AZUCARES PIERDEN OXIGENO Y SE RECOMBINAN PARA FORMAR GRASAS AZUCARES RECOMBINADOS CON N.S ETC. PARA FORMAR PROTEINAS. AIRE (CO2) ENERGIA SOLAR EN PRESENCIA. DE CLOROFILA. PERDIDA DE AGUA. OXIGENO. OXIGENO ENERGIA LIBERADA POR AZUCARES. DIÓXIDO DE CARGONO. PROVENIENTES DE FERTILIZANTES, CAL Y RESIDUOS ANIMALES Y VEGETALES. INTERCAMBIO EN LOS PELOS RADICULARES. EL XILEMA CONDUCE AGUA Y NUTRIENTES. EL FLOEMA CONDUCE ALIMENTOS PARA USO O ALMACENAJE. LLUVIA. +. RIEGO. DEL SUELO. AGUA. N, Ca, K, P Y OTROS ELELEMENTOS. ABSORCION. PELO RADICULAR. PELO RADICULAR. CAPA DE AGUA. ESTE MODELO demuestra como una planta usa agua y nutrientes del suelo y oxígeno del aire para producir carbohidratos ( S ), grasas ( F )y proteínas ( P ). A medida que la planta acumule más productos de la fotosíntesis mayores serán los rendimientos de alimentos o fibras. El ser humano ayuda a la naturaleza de tres formas: (1) contribuye con más nitrógeno, fósforo, potasio y otros nutrientes y enmiendas necesarios para asegurar un adecuado suplemento de nutrientes para una producción óptima; (2) controla el agua mediante riego y/o drenaje o con prácticas de manejo de suelo que mejoran el uso del agua; (3) promueve el uso de buenas prácticas de labranza del suelo y manejo del cultivo que busquen entregar a la planta el mejor ambiente posible de crecimiento.. PPI-PPIC. 1-4. INPOFOS.

(9) Los suelos arenosos son por naturaleza secos debido a que retienen una pequeña cantidad de agua. Estos suelos son sueltos, con menor posibilidad de compactarse y son fáciles de trabajar. Sin embargo, los suelos que contienen un alto porcentaje de arena muy fina se pueden también compactar fácilmente.. después de que las plantas llegan a marchitez permanentemente se denomina punto de marchitez permanente. En este punto todavía existe agua en el suelo, pero se encuentra retenida tan fuertemente que las plantas no la pueden utilizar. El agua disponible para la planta es aquella que se encuentra en el suelo entre la capacidad de campo y el punto de marchitez permanente. El diagrama que se presenta a continuación muestra como varía la disponibilidad del agua con la textura del suelo.. Los suelos con alto contenido de limo son a menudo los más difíciles de todos, en términos de estructura. Las partículas se juntan estrechamente y se compactan muy fácilmente. El buen manejo ayuda a mantener o desarrollar una buena estructura en el suelo. La estructura del suelo no es más que la agregación de las partículas individuales (arena, limo y arcilla) en gránulos de mayor tamaño, que permiten el flujo libre de aire y agua. El tamaño y la forma de los gránulos determinan la calidad de la estructura. La mejor estructura es la de tipo bloque y la granular.. Los suelos arenosos no pueden almacenar la cantidad de agua que almacenan los suelos arcillosos. Sin embargo, un alto porcentaje del agua presente en suelos arenosos es disponible. Concluyendo, no existe una relación muy constante entre la textura del suelo y el agua disponible, como se demuestra en la Figura 1-2. 125. Capacidad de campo. La estructura del suelo tiene una influencia marcada en el crecimiento de las raíces y de la parte aérea de la planta. A medida que el suelo se compacta, la proporción de espacios porosos grandes disminuye, el crecimiento radicular se detiene y la producción se reduce. Un suelo ideal para la producción agrícola tiene las siguientes características:. mmagua / 30 cmde suelo. 100 75. a Agu le nib o disp. 50. Punto de marchitez permanente. 25 0. Arena. Franco Franco Franco Arcilla limoso arcilloso arenoso. • Textura media y buen contenido de materia orgánica que permitan el movimiento de agua y aire. • Suficiente cantidad de arcilla para retener la humedad del suelo. • Subsuelo profundo y permeable con niveles adecuados de fertilidad. • Un ambiente que promueva el crecimiento profundo de las raíces en búsqueda de humedad y nutrientes.. Figura 1-2. La relación entre la textura del suelo y la disponibilidad de agua. Los suelos de textura fina (arcillosos) se compactan fácilmente. Esto reduce el espacio poroso, lo cual limita el movimiento de agua y de aire en el suelo, dificultando el ingreso del agua lluvia en el suelo y facilitando la escorrentía superficial. Esta condición puede causar estrés de humedad aun cuando exista una alta cantidad de lluvia. Las arcillas son pegajosas cuando están húmedas y forman terrones duros cuando están secos. Por esta razón, es extremadamente importante el mantener un contenido apropiado de humedad cuando se realizan labores de labranza en suelos arcillosos.. PPI-PPIC. COLOIDES DEL SUELO Y RETENCION DE IONES Los suelos se forman mediante los cambios producidos por el efecto de la temperatura y humedad en las rocas (procesos de meteorización). Algunos minerales y la materia orgánica se descomponen hasta llegar a formar partícu1-5. INPOFOS.

(10) Los iones con carga negativa, como el nitrato y el sulfato, se denominan aniones. La Tabla 12 muestra los aniones más comunes.. las extremadamente pequeñas. Las reacciones químicas que ocurren a continuación reducen el tamaño de estas partículas hasta que no se pueden ver a simple vista. Las partículas más pequeñas se llaman coloides. Estudios científicos han determinado que los coloides arcillosos son cristales que se agrupan en forma de placas. En la mayoría de los suelos los coloides de minerales arcillosos son más numerosos que los coloides orgánicos. Los coloides son los responsables de la reactividad química del suelo. El tipo de material parental (roca madre) y el grado de meteorización determinan el tipo de arcilla presente en el suelo. Unas arcillas son más reactivas que otras y esta característica depende del material parental y de los procesos de meteorización.. Los coloides cargados negativamente atraen cationes y los retienen como un imán retiene pequeños pedazos de metal. Esta característica explica porque el nitrato NO3- se lixivia más fácilmente del suelo que el amonio (NH4+). El NO3- tiene una carga negativa, igual que los coloides del suelo. Por esta razón el nitrato no es retenido en el suelo y se mantiene como un ión libre que puede ser lixiviado a través del perfil en algunos suelos y bajo ciertas condiciones de humedad. El concepto se demuestra en la Figura 1-3. Tabla 1-2. Aniones comunes en el suelo, símbolos químicos y formas iónicas.. Cada coloide (arcilloso u orgánico) tiene carga negativa (-) que se desarrolla durante los procesos de formación. Esto significa que los coloides pueden atraer y retener partículas cargadas positivamente (+), de igual forma como los polos opuestos de un imán se atraen entre si. Los coloides repelen a otras partículas cargadas negativamente, como también lo hacen los polos iguales de un imán.. + N. Un elemento químico que posee carga eléctrica se denomina ion. El potasio, sodio (Na), hidrogeno (H), Ca y Mg tienen carga positiva y se denominan cationes. Se pueden representar en forma iónica como se demuestra en la Tabla 1-1. Nótese que algunos cationes poseen más de una carga positiva.. Anión. Símbolo químico. Forma iónica. Cloruro Nitrato Sulfato Fosfato. Cl N S P. ClNO3SO4H2PO4-. S. S. + N. + N. L o s p o lo s ( c a r g a s ). L o s p o lo s ( c a r g a s ) o p u e s ta s s e a t r a e n. M g ++. -. C a ++. Potasio Sodio Hidrógeno Calcio Magnesio. PPI-PPIC. K Na H Ca Mg. S. Na+. C o lo id e d e l S u e lo C a ++. K. +. H+. Tabla 1-1. Cationes comunes en el suelo, símbolos químicos y forma iónica. Símbolo químico. + N. id é n tic a s s e r e p e le n. N O 3-. Catión. S. S O 4= N O 3-. C l-. Figura 1-3. Los cationes son atraídos a las arcillas y a la materia orgánica del suelo; los aniones en cambio son repelidos.. Forma iónica K+ Na+ H+ Ca++ Mg++. CAPACIDAD CATIONICO. DE. INTERCAMBIO. (Ver el concepto de producción 1-2 y 1-3) Los cationes retenidos por el suelo pueden ser reemplazados por otros cationes. Esto significa que son intercambiables. Por ejemplo, el Ca++ puede ser intercambiado por H+ y/o por K+ y viceversa. El número total de cationes 1-6. INPOFOS.

(11) demanda. Esta práctica debe ser común en suelos arenosos así como en suelos de textura más fina.. intercambiables que un suelo puede retener (la cantidad permitida por su carga negativa) se denomina capacidad de intercambio catiónico o CIC. Mientras mayor sea la CIC más cationes puede retener el suelo. Los suelos difieren en su capacidad de retener cationes intercambiables. La CIC depende de la cantidad y tipo de arcillas y del contenido de materia orgánica presentes en el suelo. Un suelo que tiene alto contenido de arcillas puede retener más cationes intercambiables que un suelo con bajo contenido de arcillas. La CIC se incrementa también a medida que la materia orgánica se incrementa.. El porcentaje de saturación de bases ... es el porcentaje de la CIC que está ocupado por los cationes principales ... este parámetro se utilizó en el pasado para desarrollar programas de fertilización con la idea de que ciertas “relaciones” o balances son necesarios para asegurar la absorción adecuada de nutrientes por los cultivos para obtener rendimientos óptimos. Sin embargo, investigación científica ha demostrado que las relaciones entre cationes tienen poca utilidad en la gran mayoría de los suelos agrícolas. En condiciones de campo, las relaciones entre nutrientes pueden variar ampliamente sin efectos negativos, si los nutrientes están presentes individualmente en el suelo a niveles suficientes para soportar un crecimiento optimo de la planta.. La CIC de un suelo se expresa en términos de miliequivalentes por 100 gramos de suelo y se escribe como meq/100 g. Los minerales arcillosos tienen una CIC que generalmente varía entre 10 y 150 meq/100 g. La materia orgánica tiene valores que van de 200 a 400 meq/100 g. En consecuencia, el tipo y la cantidad de arcilla y materia orgánica influencian apreciablemente la CIC de los suelos.. RETENCION DE ANIONES EN EL SUELO. Los valores de CIC son bajos en los lugares donde los suelos son muy meteorizados y tienen contenidos también bajos de materia orgánica. En los sitios donde el suelo es menos meteorizado, con niveles de materia orgánica a menudo altos, los valores de CIC pueden ser notablemente altos. Los suelos arcillosos con una alta CIC pueden retener una gran cantidad de cationes y prevenir la potencial pérdida por lixiviación (percolación). Los suelos arenosos, con baja CIC, retienen cantidades más pequeñas de cationes. Esto hace que la época y las dosis de aplicación sean importantes consideraciones al planificar un programa de fertilización. Por ejemplo, no es muy aconsejable aplicar K en suelos muy arenosos en medio de la estación lluviosa cuando las precipitaciones pueden ser fuertes e intensas. Las aplicaciones de K se deben fraccionar (dividir) para prevenir pérdidas por lixiviación y erosión, especialmente en los trópicos húmedos. También es importante el fraccionar las aplicaciones de N para poder reducir notablemente las pérdidas por lixiviación y al mismo tiempo entregar este nutriente a las plantas en los picos de mayor PPI-PPIC. No existe un mecanismo exacto de retención de aniones en el suelo. Por ejemplo, el nitrato (NO3-) es completamente móvil y se desplaza libremente en el agua del suelo. Cuando llueve abundantemente se mueve hacia abajo en el perfil del suelo con el exceso de agua. En condiciones climáticas extremadamente secas se mueve hacia arriba con el agua, produciendo acumulaciones de NO3- en la superficie. El ion sulfato (SO4=) puede ser retenido con poca fuerza en algunos suelos y bajo ciertas condiciones. A pH bajo, se pueden desarrollar cargas positivas en los extremos rotos de algunas arcillas donde se retiene SO4=. Los suelos que contienen óxidos de hierro (Fe) y aluminio (Al) hidratados, sea en la capa superficial o en el subsuelo, retienen algo de SO4= en las cargas positivas desarrolladas en la superficie de estos coloides. Esta retención es mínima cuando el pH es mayor que 6.0. La materia orgánica en algunas ocasiones también desarrolla cargas positivas que atraen SO4=.. 1-7. INPOFOS.

(12) Concepto de producción 1-2. CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO: Utilidad para el manejo del suelo y la adición de nutrientes Cationes son los nutrientes, iones y moléculas cargados positivamente. Los principales cationes en el suelo son: calcio (Ca), magnesio (Mg), potasio (K), sodio (Na), hidrógeno (H) y amonio (NH4). Las partículas de arcilla son los constituyentes del suelo cargados negativamente. Estas partículas cargadas negativamente (arcillas) atraen, retienen y liberan nutrientes cargados positivamente (cationes). Las partículas de materia orgánica también están cargadas negativamente y atraen también cationes. Las partículas de arena son inertes y no reaccionan. La capacidad de intercambio catiónico (CIC) es la capacidad que tiene el suelo de retener e intercambiar cationes. La fuerza de la carga positiva varía dependiendo del catión, permitiendo que un catión reemplace a otro en una partícula de suelo cargada negativamente.. VISION ESQUEMATICA DEL INTERCAMBIO CATIONICO. CIC 25. CIC 5. MAS ARCILLA, MAS POSICIONES PARA RETENER CATIONES. BAJO CONTENIDO DE ARCILLA, MENOS POSICIONES PARA RETENER CATIONES. H+ C a++ M g++ N H 4+ N a+ K+ A ren a 5 0 C IC (A rc illa ) p e sa d a. H+. A rcilla. H+. H+. R an go c o m ú n d e la C IC. K+ 0 C IC (A re n a ). ALGUNAS APLICACIONES PRACTICAS • • • • •. Suelos con CIC de 11 a 50 Alto contenido de arcilla Requieren más cal para corregir acidez Mayor capacidad de retener nutrientes Conducta física asociada a contenidos altos de arcilla Alta capacidad de retener agua. PPI-PPIC. 1-8. • • • • •. Suelos con CIC de 1 a 10 Alto contenido de arena Mayor probabilidad de pérdidas de nitrógeno y potasio por lixiviación Conducta física asociada a contenidos altos de arena Requieren menos cal para corregir acidez Baja capacidad de retener agua INPOFOS.

(13) Concepto de Producción 1-3. PARTICULAS DE ARCILLA Y DE MATERIA ORGANICA Textura del Suelo Arena Franca Franco Arenoso Franco Limoso Franco Arcillo Limoso Franco Arcilloso Arcilloso. Porcentaje de Arcilla 5% 10% 20% 30% 35% 45%. Para entender el comportamiento de los nutrientes en el suelo, se debe primero entender el papel que juegan las partículas de arcilla y materia orgánica en este proceso. Todos los suelos agrícolas contienen algo de arcilla y materia orgánica. El contenido de arcilla de las principales clases texturales de suelo se presenta al comienzo de esta página. El diagrama presentado a continuación explica los siguientes aspectos: (1) Como los cationes son retenidos por arcilla y la materia orgánica para resistir la lixiviación. (2) Como el calcio de la cal agrícola añadida se adhiere a la arcilla y materia orgánica reemplazando al hidrógeno (H) y al aluminio (Al) en suelos ácidos. (3) Como funciona la capacidad de intercambio catiónico del suelo para intercambiar cationes de y hacia la arcilla, materia orgánica y agua del suelo para proveer de nutrientes a las raíces en crecimiento. (4) Como son repelidos los aniones.. NEGATIVO. POSITIVO. LAS PARTICULAS DE ARCILLA Y MATERIA ORGANICA TIENEN CARGA NEGATIVA. LOS CATIONES (NH4, K, Ca, Mg) TIENEN CARGA POSITIVA. LOS CATIONES SON RETENIDOS POR LAS PARTICULAS DE ARCILLA Y MATERIA ORGANICA POR MEDIO DE ATRACCION MAGNETICA. Polos opuestos se atraen - polos iguales se repelen. Este es el mismo principio que retiene los cationes a las partículas de arcilla y materia orgánica.. CON UN IMAN OPUESTOS SE ATRAEN. EN EL SUELO. IGUALES SE REPELEN. OPUESTOS SE ATRAEN. IGUALES SE REPELEN. ARCILLA. ARCILLA. -. ARCILLA. -. +. + -. -. NH4+ AMONIO. + +. MATERIA ORGANICA. Ca++ CALCIO. PPI-PPIC. 1-9. NO3- NITRATO. K+ POTASIO. ARCILLA. -. Cl- CLORO. INPOFOS.

(14) Además de la retención electrostática en los sitios con carga positiva, el SO4= puede ser retenido al reaccionar con metales que también están retenidos (adsorbidos) en la superficie de los coloides del suelo. Por otro lado, grandes cantidades de SO4= se pueden retener por acumulación de yeso (sulfato de calcio) en regiones áridas y semiáridas.. N para construir los bloques de proteínas en sus cuerpos. Si la materia orgánica en descomposición tiene una alta relación C/N... es decir una baja cantidad de N ... los microorganismos a cargo de la descomposición utilizan el N nativo del suelo y el N de los fertilizantes para formar las proteínas, inmovilizando en esta forma este nutriente .. MATERIA ORGANICA EN EL SUELO. Cuando se incorporan al suelo residuos de algodón, maíz, arroz o trigo, se debe aplicar una cantidad adicional de N si se va sembrar inmediatamente otro cultivo en ese suelo. Si no se aplica esta cantidad extra de N, los cultivos podrían sufrir una deficiencia temporal de N. Eventualmente, el N inmovilizado en los cuerpos de los organismos del suelo pasa a ser disponible, a medida que los organismos mueren y se descomponen. Con labranza cero o labranza reducida y cuando el incremento en rendimientos produce abundantes residuos, se debe prestar mucha atención al manejo de N hasta que se logre un nuevo equilibrio en el suelo. En estos casos se deben prevenir deficiencias causadas por la adición de muy poco N. Al mismo tiempo, las cantidades aplicadas no deben rebasar las necesidades del cultivo para de este modo minimizar el potencial de lixiviación NO3-. El capítulo 10 discute con detalle el manejo de N.. La materia orgánica del suelo está constituida por residuos de plantas y animales en varios estados de descomposición. Un nivel adecuados de materia orgánica beneficia al suelo de varias formas: (1) mejora las condiciones físicas, (2) incrementa la infiltración de agua, (3) facilita la labranza del suelo, (4) reduce las pérdidas por erosión y (5) proporciona nutrientes a las plantas. Los mayoría de estos beneficios se derivan de la acumulación en el suelo de los productos resultantes de la descomposición de los residuos orgánicos. La materia orgánica contiene alrededor de 5% de N total, por lo tanto, es una bodega que acumula reservas de N. Pero el N en la materia orgánica se encuentra formando parte de compuestos orgánicos y no está inmediatamente disponible para el uso de las plantas, debido a que la descomposición ocurre lentamente. Aun cuando un suelo contenga abundante materia orgánica, es necesario el uso de fertilizantes nitrogenados para asegurar a los cultivos (a excepción de las leguminosas) una fuente adecuada de N disponible, especialmente en cultivos que requieren de altas cantidades de N. En la materia orgánica también están contenidos otros elementos esenciales para la planta. Los residuos vegetales y animales contienen cantidades variables nutrientes como P, Mg, Ca, S y micronutrientes. A medida que la materia orgánica se descompone, estos nutrientes pasan a ser disponibles para la planta en crecimiento.. Algunos suelos tienen muy poca materia orgánica. En áreas tropicales, la mayoría de los suelos tienen contenidos bajos de materia orgánica debido a las altas temperaturas y a la abundante precipitación que aceleran el proceso de descomposición. Sin embargo, investigación científica está demostrando que se pueden incrementar los niveles de materia orgánica en estos suelos con un buen manejo, lo cual permite producir mayores rendimientos y más residuos por hectárea. En áreas más frías, donde la descomposición toma más tiempo, el contenido de materia orgánica puede ser considerablemente alto. Es interesante el indicar que con una adecuada fertilización y buenas prácticas de manejo, los cultivos producen más residuos. Así, en lotes de buena producción de maíz, después de la cosecha del grano, se dejan en el campo aproximadamente 8 toneladas de residuos. Los residuos ayudan a incrementar,. La descomposición de la materia orgánica tiende a liberar nutrientes. Sin embargo, el N y el S pueden ser temporalmente inmovilizado durante el proceso. Los microorganismos que descomponen la materia orgánica requieren de PPI-PPIC. 1-10. INPOFOS.

(15) o por lo menos mantener, los niveles de materia orgánica, beneficiando las propiedades físicas, químicas y microbiológicas del suelo. Los residuos deben añadirse regularmente para sostener la producción de cultivos. Lo importante es mantener una suficiente cantidad de residuos circulando por el suelo.. fica la productividad relativa del suelo de acuerdo a la profundidad.. PENDIENTE DE LA SUPERFICIE DEL SUELO La topografía del terreno determina mayormente la cantidad de escorrentía superficial y erosión. Este factor también determina los métodos de riego y drenaje, las medidas de conservación y las prácticas de manejo necesarias para la preservación de suelo y agua. A medida que el terreno sea más pendiente requiere de más manejo incrementando los costos de mano de obra y equipo. A cierta pendiente el suelo ya no reúne las condiciones para la producción de cultivos en surcos. Un factor determinante en el potencial productivo del suelo es la facilidad con la que éste se erosiona, junto con el porcentaje de pendiente que posee el campo. La Tabla 1-4 califica la productividad relativa del suelo basándose en la pendiente y la erodabilidad.. OTROS FACTORES QUE AFECTAN LA PRODUCTIVIDAD DEL SUELO PROFUNDIDAD DEL SUELO Se puede definir a la profundidad del suelo como aquella profundidad donde se acumula el material favorable para la penetración de las raíces de la planta. Los suelos favorables para la producción de cultivos son los suelos profundos, de buen drenaje y con estructura y textura adecuadas. Las plantas necesitan suficiente profundidad para que las raíces crezcan y aseguren nutrientes y agua. Las raíces se extienden hasta más de 2 metros si las condiciones del suelo lo permiten. En alfalfa por ejemplo, se pueden establecer profundidades de 3 a 4 metros, aun en suelos compactados.. Tabla 1-4. La influencia de la pendiente del suelo sobre la producción relativa. Productividad relativa (%) 1. Tabla 1-3. Influencia de la profundidad del suelo en la productividad relativa.. Pendiente del terreno (%). Profundidad del sue- Productividad relativa lo que puede ser ex(%) plorada por las raíces (metros) 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8. 0-1 1-3 3-5 5-8. 35 60 75 85 95 100. Suelo difícil Suelo fácil de de erosionar erosionar 100 90 80 60. 95 75 50 30. 1. La labranza de conservación y los sistemas de producción que mantienen los residuos de los cultivos sobre el campo reducen los riesgos de erosión en las pendientes pronunciadas. ORGANISMOS DEL SUELO La profundidad de las raíces puede estar limitada por barreras físicas y químicas así como por la presencia de tablas de agua altas. Las capas de suelo endurecidas, las capas de grava y las acumulaciones de sales son condiciones extremadamente difíciles de corregir, pero una tabla de aguas alta generalmente se puede corregir con un buen drenaje. La Tabla 1-3 caliPPI-PPIC. Muchos grupos de organismos viven en el suelo. Estos organismos varían en tamaño desde microscópicos (bacterias, nemátodos y hongos) hasta organismos fácilmente visibles a simple vista (lombrices y larvas de insectos). Algunos de los organismos microscópicos causan reacciones favorables en el suelo, como la des1-11. INPOFOS.

(16) composición de residuos de plantas y animales. Otros organismos causan reacciones nocivas como enfermedades en plantas y animales. La mayoría de los organismos del suelo dependen de la materia orgánica para alimento y energía, por lo tanto estos organismos se encuentran generalmente en los primeros 30 cm del suelo. Los factores que afectan la presencia de los microorganismos del suelo son : humedad, temperatura, aireación, suministro de nutrientes, pH del suelo y el tipo de planta que se está cultivando. Un buen manejo de la fertilización, junto con otras prácticas adecuadas de manejo (PAM), ayudan a mantener los organismos del suelo a niveles deseados. El capítulo 3 discute las actividades de algunos tipos de organismos del suelo.. Tabla 1-6. Efectos de las dosis de P en el rendimiento de maíz y en la eficiencia del uso de N. Dosis P2O5. Rendim.. (kg/ha). (t/ha). 0 22.5 45.0 90.0 135.0. 9.1 9.9 10.6 10.9 11.2. Eficiencia Absorción del N de N (kg grano/kg N) (kg/ha) 30.1 32.7 35.1 36.1 37.1. 211 230 246 253 261. Contenido de P en suelo: 12-25 kg/ha Dosis de N: 270 kg/ha en todos los tratamientos. Absorción de N calculada : 0.023 kg/kg de grano.. Ohio, E.U.. BALANCE NUTRICIONAL El balance nutricional es un concepto vital en la fertilidad del suelo y en la producción de cultivos. El N puede ser el primer nutriente limitante en plantas no leguminosas, pero en ausencia de cantidades adecuadas de otros nutrientes el N no puede cumplir con su cometido. A medida que la fertilización con N incrementa los rendimientos, el cultivo demanda cantidades mayores de otros nutrientes como se ilustra en la Tabla 1-5.. RESUMEN Varios factores controlan la productividad del suelo. El uso de los fertilizantes es solamente uno de ellos. El no emplear prácticas adecuadas de producción reduce el potencial beneficio del uso de fertilizantes y limita la productividad. El objetivo de este manual es ayudar a conocer y entender los factores que controlan la productividad de modo que se puedan manejar correctamente. No se pretende responder todas las inquietudes, sino más bien se busca ayudar a resolver los problemas que pueden limitar la capacidad del suelo para producir.. Tabla 1-5. A medida que los pastos reciben más N, éstos demandan también más K. Dosis anual de N, kg/ha. K2O removido, kg/ha. 0 112 224 336. 112 202 258 274 Texas, E.U.. El buen crecimiento de los cultivos demanda un apropiado balance nutricional. La Tabla 16 muestra como el balance entre P y N incrementa los rendimientos y la absorción y eficiencia del N.. PPI-PPIC. 1-12. INPOFOS.

(17) Capítulo 1. CONCEPTOS DE FERTILIDAD DEL SUELO Y PRODUCTIVIDAD CUESTIONARIO 1. (V o F) Un suelo fértil es un suelo productivo. 2. Seis factores externos que controlan el crecimiento de la planta son ______________ , __________, _______________, _____________, ___________ y ___________. 3. La textura del suelo se define como la cantidad relativa de ___________ , ___________ y ________________ en el suelo. 4. ( V o F) Los suelos arenosos tienen una textura más fina que los suelos arcillosos. 5. Que suelo tiene mayor capacidad de retención de agua, arenoso o arcilloso? 6. Que suelo tiene un mayor espacio poroso, arenoso o arcilloso? 7. La _____________de____________ define al agua que queda en el suelo después que el flujo gravitacional se ha detenido, mientras que el ______________de _____________ indica la cantidad de agua presente en el suelo después de que las plantas se han marchitado permanentemente. 8. El agua que usa una planta para su crecimiento se denomina __________ __________. 9. (V o F) Un coloide del suelo se puede observar a simple vista. 10. Los coloides del suelo tienen cargas _____________ que se desarrollaron durante la formación del suelo. 11. Un catión tiene carga positiva (+) o negativa (-) ? 12. Un anión tiene carga positiva (+) o negativa (-) ? 13. Basándose en el hecho de que cargas opuestas se atraen, cual(es) de los siguientes iones serían atraídos a un coloide del suelo: K+, catión, NO3-, SO4=, Ca++, anión? 14. El número total de cationes (expresados en meq/100 g) que un suelo puede retener se denomina ______________de _______________ ________________. 15. Cual de los siguientes factores afecta la CIC del suelo: tipo de arcilla, materia orgánica, contenido del arcilla? 16. Cual de estos dos componentes del suelo tiene más alta CIC: arcilla o la materia orgánica? 17. El porcentaje del total de la CIC ocupada por los principales cationes se denomina _____________de ____________de ________. PPI-PPIC. 1-13. INPOFOS.

(18) 18. (V o F) Bajo ciertas condiciones los aniones como NO3- y SO4= pueden ser retenidos por el suelo. 19. La________ _________ consiste de los residuos de plantas y animales en varios estados de descomposición. 20. Cual de los siguientes factores son resultado del efecto benéfico de la materia orgánica: mejor condición física, mayor infiltración de agua, facilidad para la labranza, reducción de la erosión , aporte de nutrientes para las plantas? 21. (V o F) El nitrógeno es usado por los organismos del suelo para fabricar las proteínas que forman su cuerpo. 22. De los siguientes residuos, cual tiene una alta relación C/N: residuos de algodón, maíz, arroz o trigo? 23. (V o F) Los niveles de materia orgánica en el suelo son generalmente más altos en climas cálidos con abundante precipitación. 24. (V o F) La profundidad tiene influencia en la productividad del suelo. 25. (V o F) La pendiente superficial tiene influencia en la productividad del suelo. 26. De todos los factores que limitan la profundidad efectiva del suelo, el que se puede corregir más fácilmente es una alta ____________de_____________ . 27. De un porcentaje de pendiente de ________ hasta __________ un suelo con tendencia a erosionarse puede llegar a un 75 % de su productividad relativa. 28. Los factores que afectan la relativa abundancia de organismos en el suelo son: _______________, _____________, _______________, ____________ y ____________. 29. (V o F) El balance nutricional es un principio importante de la fertilidad del suelo. 30. _________, __________ y __________ son clasificados como elementos no minerales. 31. Clasifique a los siguientes como nutrientes primarios, secundarios o micronutrientes: N ___________; Ca ____________; B ___________; K ___________; P ___________; S ___________; Fe ____________; Zn ___________; Mg __________; Cu ___________; Mn __________; Mo ___________; Cl ___________.. PPI-PPIC. 1-14. INPOFOS.

(19) CAPITULO 2. REACCION Y ENCALADO DEL SUELO Página 2-1 2-2 2-3 2-5 2-6 2-9 2-9 2-10 2-11 2-12 2-13 2-14. Que es pH del Suelo? Factores que Afectan el pH Como se Mide el pH y Como se Determinan los Requerimientos de Cal Por qué se Deben Encalar los Suelos Acidos El pH del Suelo Varía con el Cultivo Como la Cal Reduce la Acidez del Suelo Epoca y Frecuencia de las Aplicaciones de Cal Selección del Material para Encalado - Aspectos de Calidad Forma de Aplicación de la Cal Materiales de Encalado Suelos de Alto pH: Calcáreos, Salinos y Sódicos Cuestionario. QUE ES pH DEL SUELO? El término pH define la relativa condición básica o ácida de una substancia. La escala del pH cubre un rango de 0 a 14. Un valor de pH de 7.0 es neutro. Los valores por debajo de 7.0. Valor de pH. Fuerte 8.0. Media Ligera. Basicidad. 9.0. Neutralidad. 7.0. Ligera Moderada Media 5.0. 4.0. Fuerte. Acidez. 6.0. Muy fuerte. son ácidos. Aquellos que están sobre 7.0 son básicos. La mayoría de los suelos productivos fluctúan entre un pH de 4.0 a 9.0. Un ácido es una substancia que libera iones hidrógeno (H+). Cuando un suelo se satura con H+ actúa como un ácido débil. Mientras mayor sea el H+ retenido por el complejo de intercambio, mayor será la acidez del suelo. El aluminio (Al) también actúa como un agente acidificante y activa el H+. Los grados relativos de acidez y basicidad se presentan en la Figura 2-1. El pH del suelo mide la actividad de los iones H+ y se expresa en términos logarítmicos. El significado práctico de la expresión logarítmica del pH es que cada cambio de una unidad en pH representa un cambio de una magnitud diez veces mayor en la acidez o alcalinidad del suelo. Así por ejemplo, un suelo con pH de 6.0 tiene diez veces más actividad de iones H+ que uno de pH 7.0. La necesidad de cal se incrementa rápidamente a medida que el pH del suelo se reduce. La Tabla 2-1 describe la magnitud de la acidez y alcalinidad, en comparación con un pH neutro de 7.0.. Figura 2-1. Grados de acidez y basicidad encontrados en la mayoría de los suelos agrícolas. PPPI-PPIC. 2-1. INPOFOS.

(20) Tabla 2-1. Comparación de la magnitud de acidez y alcalinidad a diferentes valores de pH. pH del Suelo. Acidez/basicidad comparado con 7.0 de pH. 9.0 8.0. Básico. 7.0. Neutro. 6.0 5.0 4.0. Acido. 100 10. 10 100 1000. • Descomposición de materia orgánica Los materiales orgánicos del suelo son descompuestos continuamente por los microorganismos convirtiéndolos en ácidos orgánicos, dióxido de carbono (CO2) y agua, formando finalmente ácido carbónico. El ácido carbónico reacciona a su vez con los carbonatos Ca y Mg en el suelo para formar bicarbonatos solubles que se lixivian, haciendo el suelo más ácido. La Figura 2-2 muestra los efectos de la acumulación (y la mineralización) de la materia orgánica a largo plazo en el contenido de carbono orgánico (C), N orgánico y pH del suelo. 7.5. FACTORES QUE AFECTAN EL pH. C Orgánico. 2.0. 7.0. • Material de origen - Los suelos que se desarrollaron de un material parental proveniente de rocas básicas generalmente tienen un pH más alto que aquellos formados de rocas ácidas (granito). • Profundidad del suelo - Excepto en áreas de baja precipitación, la acidez generalmente aumenta con la profundidad. Por esta razón, la pérdida de la capa superior del suelo por erosión puede llevar a la superficie suelo de pH más ácido. Sin embargo, existen áreas donde el pH del subsuelo es más alto que el pH de la capa superior. • Precipitación - A medida que el agua de las lluvias se percola en el suelo, se produce la salida (lixiviación) de nutrientes básicos como calcio (Ca) y magnesio (Mg). Estos son reemplazados por elementos ácidos que incluyen Al, H y manganeso (Mn). Por lo tanto, los suelos formados bajo condiciones de alta precipitación son más ácidos que aquellos formados bajo condiciones áridas.. PPPI-PPIC. 2-2. 6.0. pH. 1.6. N Orgánico. 5.5. pH. En el pH del suelo tienen influencia varios factores, entre los que se incluyen: material de origen y profundidad del suelo, precipitación, inundación, vegetación natural, cultivos sembrados y fertilización nitrogenada (N).. C Orgánico, %, N Orgánico, g/kg. 6.5 1.8. 5.0. 1.4. 4.5 1.2 4.0 1.0 1883. 1904 Año. 1965. Figura 2-2. Cambios en carbono orgánico, nitrógeno orgánico y pH del suelo cuando el suelo se deja sin cultivar por 82 años bajo un clima templado húmedo (Rothamsted, Inglaterra). • Vegetación natural - Los suelos que se forman bajo bosque tienden a ser más ácidos que aquellos que se desarrollan bajo las praderas. Las coníferas crean más acidez que los bosques de hoja caduca. • Siembra de cultivos - Los suelos a menudo se vuelven más ácidos con la cosecha de los cultivos debido a que éstos remueven bases. El tipo de cultivo determina las cantidades relativas removidas. Por ejemplo, las leguminosas generalmente contienen niveles más altos de bases que los pastos. Los contenidos de Ca y Mg también varían de acuerdo con la(s) parte(s) de la planta INPOFOS.

(21) Tabla 2-2. Remoción de calcio y magnesio por los cultivos. Cultivo. Alfalfa Banano Maíz Algodón Soya. Rendimiento. Cantidad removida, kg/ha. t/ha. Ca. Mg. 8 (heno) 60 (fruta) 9 (grano) 1 (fibra) 3 (grano). 196 23 2 2 7. 45 25 15 3 15. 7.5 7.0 Ryegrass. 6.5 pH del suelo. que es cosechada. La Tabla 2-2 ilustra este concepto. Cuando se remueve forraje y paja del suelo queda un balance ácido. Cuando se remueve el grano o las semillas, se incrementa el pH debido a que la semilla contiene un alto nivel de componentes ácidos.. 6.0 5.5. Trébol rojo. 5.0 4.5 4.0 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Cosechas. Figura 2-3. Efectos de la fijación simbiótica de nitrógeno sobre el pH del suelo. Comparación entre ryegrass y trébol rojo en un experimento conducido en macetas durante 14 meses en un Alfisol.. Estos números representan la cantidad removida por el cultivo en la porción cosechada.. • Fertilización nitrogenada - El N.... ya sea proveniente de los fertilizantes, materia orgánica, estiércol y fijación biológica de las leguminosas...... produce acidez. La fertilización con N acelera el desarrollo de la acidez. A dosis bajas de N, la acidificación es lenta, pero se acelera a medida que las dosis de N se incrementan. (Ver Capítulo 3 que demuestra los efectos del fertilizante nitrogenado en el pH del suelo). En suelos calcáreos el efecto de acidificación puede ser beneficioso. Cuando existen deficiencias de hierro (Fe), Mn u otros micronutrientes, el reducir el pH hace que estos nutrientes sean más disponibles, con excepción del molibdeno (Mo). Muchas leguminosas liberan iones H+ a su rizosfera cuando están fijando activamente N2 atmosférico. La acidez generada puede variar de 0.2 a 0.7 unidades de pH por cada mol de N fijado. La Figura 2-3 demuestra como una gramínea no afecta el pH del suelo, mientras que una leguminosa (el trébol rojo) reduce significativamente el pH. • Inundación - El efecto global de la inundación del suelo es el incremento del pH en PPPI-PPIC. 2-3. suelos ácidos y una reducción en suelos básicos. Sin tener en cuenta el valor original del pH, la mayoría de los suelos llegan a valores de pH entre 6.5 y 7.2 alrededor de un mes después de haber sido inundados y se mantienen a ese nivel hasta que se secan. Por lo tanto, el encalar tiene muy poco valor en la producción de arroz de inundación, más aun, esta práctica puede inducir deficiencias de micronutrientes como el zinc (Zn). COMO SE MIDE EL pH Y COMO SE DETERMINAN LOS REQUERIMIENTOS DE CAL Los dos métodos comúnmente aceptados para medir el pH del suelo son la cinta indicadora y el potenciómetro. Las cintas indicadoras se usan frecuentemente en el campo para hacer una determinación rápida del pH. Las cintas deben ser utilizadas por personas entrenadas para evitar errores, pero si se usan apropiadamente son confiables. Por supuesto, el método más confiable ... y el más aceptado..... es el del potenciómetro usado en los laboratorios de análisis de suelos. A pesar de que el pH es un excelente indicador de la acidez del suelo, éste no determina el requerimiento de cal. El requerimiento de cal INPOFOS.

(22) indica la cantidad de cal agrícola necesaria para establecer un rango de pH deseado en el sistema de cultivo con el que se está trabajando. Cuando se mide el pH solamente se determina la acidez activa en la solución del suelo, pero se debe también considerar la acidez potencial, retenida por las arcillas y la materia orgánica del suelo. Es necesario entonces utilizar otro método que relacione un cambio de pH con la adición de cantidades conocidas de ácido o base al suelo. Este método se denomina determinación del requerimiento de cal.. potasio (K), provoca acidificación. Esta reducción en pH consecuentemente provoca la rotura de los cristales de las arcillas liberando Al, el cual ocupa los sitios de intercambio de las bases perdidas. Estos suelos son característicos de las zonas temperadas del mundo aun cuando están también presentes en áreas tropicales y subtropicales. Estos suelos pueden ser encalados hasta un pH cercano a la neutralidad (7.0), sin un cambio apreciable en su CIC (suelos de carga permanente). De hecho en estos suelos se logra la mayor productividad a este pH.. El requerimiento de cal de un suelo no solo se relaciona con el pH de ese suelo, sino también con su capacidad tampón. La cantidad total y el tipo de arcilla y el contenido de materia orgánica del suelo determinan que tan fuerte es la capacidad tampón del suelo ... es decir con que fuerza el suelo resiste el cambio de pH. La capacidad tampón se incrementa con el incremento en la cantidad de arcilla y materia orgánica. Los suelos con alta capacidad tampón requieren más cal para incrementar el pH que los suelos de menor poder tampón. Los suelos arenosos, con bajas cantidades de arcilla y materia orgánica, tienen bajo poder tampón y por lo tanto requieren menor cantidad de cal para cambiar el pH.. Sin embargo, la práctica bien establecida de encalar hasta cerca de la neutralidad en estos suelos predominantes en las regiones templadas del mundo no es efectiva en la mayoría de los suelos altamente meteorizados de los trópicos (Ultisoles y Oxisoles, dominados por caolinita y óxidos e hidróxidos de Al y Fe) y en suelos derivados de cenizas volcánicas (Andisoles).. Un método común para determinar el requerimiento de cal de un suelo se basa en el cambio de pH de una solución tampón a la cual se añade el suelo en cuestión, comparada al pH de una suspensión de suelo-agua del mismo suelo. Un suelo ácido reducirá el pH de la solución tampón. El pH se reduce en proporción al pH original y a la capacidad tampón del suelo. Con la calibración de los cambios de pH en la solución tampón se puede determinar la cantidad de cal necesaria para que el suelo llegue a determinado pH, generalmente alrededor de 7.0. Existen varios de estos métodos en uso. En los suelos dominados por arcillas de tipo 2:1 (esmectitas), la reducción en la saturación de bases, causada por la pérdida de Ca, Mg y. PPPI-PPIC. 2-4. En los suelos rojos tropicales, los minerales arcillosos son estables hasta un pH tan bajo como 5.0 y el Al y el Fe se encuentran atrapados dentro de las estructuras de las arcillas y se tornan tóxicos para la planta solamente cuando la caolinita y los óxidos e hidróxidos se disuelven cuando el pH llega a un rango entre 5.0 y 5.3 liberando Al a la solución del suelo. En estos casos la toxicidad de Al puede correguirse encalando el suelo hasta llegar a un pH de 5.5 a 6.0, logrando la precipitación del Al tóxico como hidróxido de aluminio [Al(OH)3] y causando al mismo tiempo un incremento apreciable en la CIC (suelos de carga variable) como se demuestra en la Tabla 2-3. Por lo tanto, las recomendaciones de encalado para este tipo de suelos deben basarse en la cantidad de cal necesaria para precipitar el Al intercambiable presente en la capa arable. Los requerimientos de cal para la mayoría de los suelos tropicales puede predecirse aplicando la siguiente ecuación:. INPOFOS.

(23) Tabla 2-3. Efectos de la aplicación de cal en un Ultisol rojo. Tratamiento. pH. Sin cal Con cal (4 t/ha). 4.9 5.8. Ca Mg K Al CIC efectiva ------------------------------- meq/100 g -----------------------------1.79 7.90. 1.12 6.73. 0.11 0.14. 2.15 0.09. 5.17 14.86 Panamá. CaCO3 equivalente (t/ha) = 2.0* x meq Al/100 g. sayos de campo en los sitios específicos.. * Se ha determinado que el factor en la ecuación anterior varía entre un rango que va de 1.5 a 3.3, con la mayoría de los valores entre 1.5 y 2.0. El valor exacto tiene que ser determinado de acuerdo con las condiciones del sitio y la tolerancia del cultivo al Al (ver la Tabla 2-6).. Sin importar el tipo de suelo, el encalado debe basarse en un método confiable de determinación de los requerimientos de cal. Una cantidad excesiva de cal en suelos de textura gruesa puede llevar a condiciones básicas extremas y a problemas serios . . . como la deficiencia de Fe, Mn y otros micronutrientes. Sin embargo, la cantidad de cal que sería excesiva en suelos arenosos quizá no sea suficiente para elevar el pH a los niveles deseados en suelos arcillosos o con alto contenido orgánico.. En los suelos derivados de cenizas volcánicas, la alta capacidad tampón complica la evaluación de los requerimientos de cal. Cuando se encalan Andisoles ácidos, la interacción de la cal con las arcillas muy reactivas, producto de la meteorización de la ceniza volcánica (alofana, imogolita, complejos humus - Al), crea carga (incrementa la CIC), pero no logra incrementar el pH y precipitar el Al.. PORQUE SE DEBEN ENCALAR LOS SUELOS ACIDOS La acidez del suelo afecta de diversas maneras el crecimiento de la planta. Ver el Concepto de Producción 2-1. Cuando el pH es bajo (la acidez es alta), uno o varios factores perjudiciales pueden deprimir el crecimiento del cultivo.. Por lo tanto, como se demuestra en la Tabla 24, el uso del concepto del Al intercambiable puede llevar a una estimación errónea de los requerimientos de cal en ciertos Andisoles. La cantidad de cal necesaria para precipitar Al varía en los Andisoles dependiendo de factores como altitud, clima e intensidad y estado de meteorización de la ceniza y únicamente se puede determinar con exactitud mediante en-. A continuación se presentan algunas de las consecuencias de un bajo pH del suelo.. Tabla 2-4. Efectos de la aplicación de cal en las propiedades del suelo y el rendimiento de varios cultivos en un Andisol. Cal t/ha. pH. 0 3 6 12 15. 4.9 5.2 5.3 5.4 5.8. Ca Mg K Al --------- meq/100g -------------2.54 3.30 4.69 5.59 8.60. 0.36 0.39 0.40 0.40 0.42. 0.30 0.29 0.28 0.30 0.29. 2.1 1.6 0.6 0.2 0.1. CIC. Haba Cebada Avena ----- Rendimiento, t/ha ------. 6.0 6.6 7.2 8.4 10.4. 13.9 17.1 19.2 21.6 21.0. 2.2 2.9 3.9 4.1 4.3. 3.6 4.3 4.7 4.8 4.7 Ecuador. PPPI-PPIC. 2-5. INPOFOS.

(24) •. •. La concentración de elementos como Al, Fe y Mn puede llegar a niveles tóxicos, debido a que su solubilidad se incrementa en suelos ácidos. La toxicidad del Al es probablemente el factor que más limita el crecimiento de las plantas en suelos fuertemente ácidos (pH menor a 5.5 en la mayoría de los suelos). El H+ solamente es tóxico a un pH menor a 4.2.. •. Los organismos responsables de descomponer la materia orgánica y de mineralizar a N, fósforo (P) y azufre (S) pueden ser menores en número y en actividad.. •. El Ca puede ser deficiente cuando la CIC del suelo es extremadamente baja. También puede presentarse una deficiencia de Mg.. •. Los herbicidas aplicados al suelo pueden ser poco efectivos cuando el pH del suelo es muy bajo.. •. La fijación simbiótica de N por parte de las leguminosas se reduce notablemente. La simbiosis requiere de un rango de pH estrecho para funcionamiento óptimo. La bacteria simbiótica de la soya funciona mejor bajo un rango de pH de 6.0 a 6.2 y la de la alfalfa funciona mejor en un rango de 6.8 a 7.0.. •. Los suelos arcillosos muy ácidos son menos agregados. Esto promueve una baja permeabilidad y aireación. Un efecto indirecto del encalado es que esta práctica produce más residuos de cultivos y esto a su vez mejora la estructura del suelo.. •. Se reduce la disponibilidad de nutrientes como P y Mo.. • Se incrementa el potencial de lixiviación del K.. El pH ADECUADO DEL SUELO VARIA CON EL CULTIVO Muchos cultivos crecen mejor cuando el pH del suelo está en un rango de 6.0 a 7.0, pero la acidez no retarda el crecimiento de todos los cultivos. Algunos cultivos necesitan condiciones ácidas para crecer bien. La Tabla 2-5 compara los rangos deseables de pH para varios cultivos. Los cultivos desarrollados originalmente en suelos calcáreos, como el algodón, sorgo y alfalfa, son susceptibles aun a niveles bajos de saturación de Al (porcentaje de Al de la CIC efectiva), mientras que otros cultivos como el arroz y las arvejas muestran un gran rango de tolerancia a la variación. Cultivos como el café, piña, té, palma y muchos pastos y leguminosas tropicales pueden crecer en suelos con una alta saturación de Al. Sin embargo, en estos últimos casos la cal puede ser necesaria para superar una posible deficiencia de Ca y Mg o para corregir una toxicidad de Mn (Tabla 2-6). Tabla 2-5. Los rangos de pH deseables para algunos cultivos. pH 5.0 - 6.0 Arándano Papa Papa dulce Sandía. pH 6.0 - 6.5. pH 6.5 - 7.0. Pasto bermuda Alfalfa Maíz Algunos Algodón tréboles Sorgo Maní Soya Trigo. Las propiedades del suelo cambian en diferentes áreas. El pH óptimo en una región podría no serlo en otra. Estas diferencias en pH óptimo entre regiones pueden presentarse en cultivos como maíz, soya y alfalfa, pero en otros cultivos como la papa pueden no ser evidentes.. La Figura 2-4 muestra como los rangos de pH influyen en la disponibilidad de nutrientes para la planta y en la solubilidad de otros elementos en el suelo.. PPPI-PPIC. 2-6. INPOFOS.

(25) Tabla 2-6. Especies de cultivos y pastos que crecen bien en suelos ácidos después de haber recibido mínimas aplicaciones de cal. pH Saturación de Al ,% Dosis de cal, t/ha. 4.5 - 4.7 68 - 75 0.25 - 0.5. 4.7 - 5.0 45 - 58 0.5 - 1.0. 5.0 - 5.3 31 - 45 1.0 - 2.0. Cultivos adecuados (si se usan variedades tolerantes). Arroz de secano Yuca Mango Anacardo Cítricos Piña Estilosantes Centrocema Paspalum. Caupí Plátano. Maíz Fríjol. COMENTARIOS : Probables deficiencias a bajo pH.. K. Cierta reducción a bajo pH, pero las bacterias que usan S están todavía activas.. S Mo. Similar al K.. N. Fijación biológica reducida a pH menor que 5.5.. Ca y Mg. Pueden ser deficientes en suelos ácidos; no disponibles a pH muy alto.. Cu y Zn. Pueden ser tóxicos a pH ácido y deficientes a pH > 7.0. Similar a Cu y Zn.. Mn. Posible fijación por Fe, Al, Mn a pH bajo; formas insolubles e inhibición por Ca a alto pH.. P. El sobre encalado puede causar deficiencias; peligro de toxicidad a pH alto.. B Fe. Similar a Cu y Zn. Se recomienda encalar a pH 5.5 para evitar peligro de toxicidad.. Al. pH. 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 Figura 2-4. Efectos del pH en la disponibilidad de nutrientes y otros elementos en el suelo.. PPPI-PPIC. 2-7. INPOFOS.

(26) Concepto de producción 2-1. CAL Cuando se aplica para lograr un pH óptimo, la cal hace mucho más que solamente elevar el pH del suelo . . . • • • • • • •. La cal reduce la toxicidad de aluminio y otros metales. La cal mejora las condiciones físicas del suelo. La cal estimula la actividad microbiana en el suelo. La cal incrementa la CIC en suelos de carga variable. La cal incrementa la disponibilidad de varios nutrientes. La cal proporciona calcio y magnesio para las plantas. La cal mejora la fijación simbiótica de nitrógeno por parte de las leguminosas.. Sin embargo, en suelos tropicales con alto contenido de óxidos de hierro y aluminio, el “sobre encalar” el suelo buscando llegar a valores de pH mayores que 6.0 puede reducir drásticamente la producción, causar deterioro estructural del suelo, reducir la disponibilidad de P e inducir deficiencias de zinc, boro y manganeso. Respuesta del maíz a la cal (Buena Fertilidad). En suelos dominados por arcillas de tipo 2:1, prevalentes en las zonas temperadas del mundo, la producción de los cultivos puede incrementarse significativamente cuando se encala el suelo para obtener un pH cercano a la neutralidad. En el ejemplo de la figura adjunta, la cal produjo un incremento de 2 t/ha en el rendimiento de maíz, en años secos y un incremento de 0.8 t/ha en años húmedos. En todos los casos, el maíz fue adecuadamente fertilizado. La cal y el fertilizante interaccionan efectivamente para obtener altos rendimientos de excelente rentabilidad.. PPPI-PPIC. 2-8. 7.2 Rendimientos = t/ha 5.8 3.8. Seco Acido. Humedo. Encalado. Acido. Encalado. Respuesta del maíz a la cal (Baja Fertilidad). 100. 160. Grano. 80. 140. 60. 120. 40. 100. 0. 5. 5.6. 6 pH. 7. Materia seca en la paja, g/maceta. Paja Materia seca en el grano, g/maceta. En suelos tropicales ácidos de bajo contenido nutricional, el utilizar cantidades de cal mayores a las necesarias para neutralizar el aluminio intercambiable o para eliminar la toxicidad de manganeso puede reducir el rendimiento como se observa en el ejemplo de maíz cultivado en un Ultisol en Hawai presentado en la Figura adjunta.. 8.0. INPOFOS.

(27) . H . SUELO.  . +. H H H. +. +. . +. Ca CO3. SUELO. Ca. +.  . (Cal). +. ++. . H. +. H. +. H2 O (Agua). +. CO2. (Dióxido de Carbono). Figura 2-5. Esquema de como la cal reduce la acidez del suelo. Cultivos como la papa y la soya pueden ser susceptibles a enfermedades y/o a deficiencia de micronutrientes si el pH del suelo está sobre o por debajo de los requerimientos individuales de cada cultivo, sin importar su área geográfica. Un conocimiento práctico del suelo, así como del cultivo, es esencial para lograr encajar en los requerimientos óptimos de pH y encalado.. COMO LA CAL REDUCE LA ACIDEZ DEL SUELO Los procesos y reacciones por las cuales la cal reduce la acidez del suelo son muy complejos. Sin embargo, una visión simplificada de estos procesos explicará como funciona la cal. Como se mencionó anteriormente, el pH del suelo es una expresión de la actividad del H+. La principal fuente de H+ en la mayoría de los suelos de pH menor a 5.5 es la reacción de Al con el agua, como se demuestra en la siguiente ecuación: Al+3 + H2O ---- Al (OH)+2 + H+ Esta reacción libera H+ (acidifica) y a su vez incrementa la cantidad de Al+3 listo para reaccionar nuevamente. La cal reduce la acidez del suelo (incrementa el pH) al convertir parte del H+ en agua. Cuando el pH es mayor a 5.5, el Al se precipita como Al(OH)3 eliminando la acción tóxica de este metal y la principal fuente de H+.. agua de la solución del suelo creando un exceso de iones OH-, que a su vez reaccionan con el exceso de H+ (acidez), formando agua. El proceso total se ilustra en la Figura 2-5. Debe recordarse también que el proceso reverso puede ocurrir. Un suelo ácido puede volverse más ácido si no se adopta un programa de encalado. A medida que los iones básicos como Ca+2, Mg+2 y K+ son removidos, generalmente por la absorción de las plantas, éstos pueden ser reemplazados por Al+3. Estos iones básicos pueden también perderse por lixiviación, y en este caso también pueden ser reemplazados por Al+3. Este proceso incrementa la actividad de H+ y por lo tanto reduce el pH del suelo en forma constante si el suelo no es encalado adecuadamente.. EPOCA Y FRECUENCIA DE LAS APLICACIONES DE CAL En rotaciones que incluyen un cultivo de leguminosas con una demanda de pH alto, la cal debe aplicarse de 3 a 6 meses antes de la siembra, especialmente en suelos muy ácidos. El encalar unos días antes de sembrar alfalfa o trébol, por ejemplo, a menudo produce resultados desalentadores debido a que la cal no tiene el tiempo suficiente para reaccionar en el suelo. Los materiales de encalado más cáusticos (como el óxido y el hidróxido de calcio) deben ser aplicados con suficiente tiempo de anticipación para prevenir daños a las semillas que están por germinar.. Las reacciones del encalado funcionan de la siguiente forma: Los iones de Ca+2 de la cal reemplazan al Al+3 en los sitios de intercambio, y el ion carbonato (CO3-2) reacciona con el. El hacer recomendaciones generales con respecto a la frecuencia de la aplicación de la cal no es una buena alternativa debido a que en. 2-9. INPOFOS. PPPI-PPIC.

(28) esta práctica están involucrados muchos factores. La mejor forma de determinar la necesidad de un reencalado es el análisis de suelo. Los factores que influencian la frecuencia del encalado son los siguientes. •. Textura del suelo - Los suelos arenosos deben ser reencalados más a menudo que los suelos arcillosos.. •. Dosis de N utilizadas - Dosis altas de amonio (NH4) generan una acidez considerable.. •. Cantidad de bases removidas por los cultivos - Dependiendo del cultivo, del rendimiento y de las partes cosechadas, se pueden remover cantidades substanciales de Ca y Mg del suelo.. •. Cantidad de cal aplicada - La aplicación de cantidades altas de cal generalmente reduce la frecuencia del reencalado, pero no se debe sobre encalar.. •. Rango de pH deseado - El mantener un pH alto generalmente requiere de aplicaciones más frecuentes de cal que cuando se busca mantener un pH intermedio. A menudo no se logra obtener el rango deseado de pH debido a que no se aplica la cantidad requerida de cal, se está usando un material de baja calidad (gránulos gruesos) o no se mezcla completamente la cal con el suelo. El análisis de suelo puede determinar los cambios de pH a través del tiempo.. SELECCION DEL MATERIAL DE ENCALADO - ASPECTOS DE CALIDAD Cuando se selecciona un material de encalado, se debe tener en cuenta el valor de neutralización, grado de finura y reactividad de la cal. En los sitios donde el contenido de Mg en el suelo es bajo o deficiente, se debe considerar el contenido de Mg de la cal como uno de los factores para seleccionar el material. El valor neutralizante de un material de encalado se determina por comparación con el valor neutralizante del carbonato de calcio puro (CaCO3). Se ha establecido que el valor neuPPPI-PPIC. 2-10. tralizante del CaCO3 puro es 100 y de esta forma se puede determinar por comparación el valor de neutralización de cualquier material de encalado. Este valor se denomina “valor de neutralización relativa” o “equivalente de carbonato de calcio”. Los valores de neutralización relativa de varios materiales de uso común en encalado se presentan en la Tabla 2-7. Tabla 2-7. Los valores de neutralización relativa de algunos materiales de encalado. Materiales de Encalado. Valores de neutralización relativa, %. Carbonato de calcio puro Dolomita (cal dolomítica) Calcita (cal agrícola) Conchas calcinadas Greda Cal quemada Cal hidratada Escorias básicos Ceniza de madera Yeso Sub productos. 100 95-108 85-100 80-90 50-90 150-175 120-135 50-70 40-80 Ninguno Variables. Cuando se mezcla una cantidad determinada de cal con el suelo, la tasa y grado de reactividad son afectados por el tamaño de las partículas del material. Las partículas de cal gruesas reaccionan más lentamente y en forma incompleta. Las partículas de cal finas reaccionan más rápidamente y en su totalidad. El costo de la cal se incrementa a medida que las partículas son más finas. Se recomienda utilizar un material que requiera de un mínimo de molienda, pero que contenga la suficiente cantidad de material fino para permitir un cambio rápido de pH. Como resultado de esta condición, los materiales de encalado contienen tanto gránulos finos como gránulos gruesos. Existe legislación en varios países que requiere que la cal para venta al público pase por tamices de tamaños determinados. Esto garantiza que la cal tenga la suficiente calidad para neutralizar la acidez del suelo. La imporINPOFOS.

(29) 120. FORMA DE APLICACION DE LA CAL. 100. Otro factor importante que determina la efectividad de la cal es la forma de aplicación. Es esencial incorporar la cal de mo60 do que se logre un contacto máximo del material de encalado con el suelo en la 40 capa arable. La mayoría de los materiales 20 de encalado son solo parcialmente solubles en agua, por lo tanto, la completa 0 incorporación en el suelo es muy importante para que la cal reaccione completa4 a8 8 a20 20a 50 50a 100 mente. Además es indispensable que el Partículasm más finas suelo se encuentre húmedo para que las (Escala logarítmica de tamaño de malla) reacciones de la cal ocurran. Cuando se Figura 2-6. Efecto del tamaño de las partículas en la encalan suelos arcillosos con cantidades reactividad de la cal. altas de cal, se logra una mejor incorporación que cuando se mezcla solamente una tancia del tamaño de las partículas se demuesparte de la cal con el primer paso del tractor y tra en la Figura 2-6. el resto con los siguientes. En suelos arenosos basta una sola aplicación e incorporación. La Figura 2-6 ilustra dramáticamente el efecto del tamaño y grado de reactividad de las partíEn algunos sistemas de cultivo, como los pasculas de cal. Las partículas grandes, que pasatos perennes, la incorporación de la cal es soron un tamiz de 4 a 8 mesh (4 a 8 perforaciolamente posible antes de la siembra. Una vez nes por pulgada cuadrada), tuvieron solamente establecido el pasto, la cal debe aplicarse en la una eficiencia del 10% en términos de reacción superficie. La cal aplicada en la superficie con el suelo. Las partículas más pequeñas, que reacciona más lentamente . . . y en forma inpasaron un tamiz de 80 a 100 mesh, reaccionacompleta . . . en comparación con la cal incorron completamente en el suelo. porada completamente al suelo. Por lo tanto estos suelos deben ser reencalados frecuenteA pesar de que la tasa de reacción de la cal mente para evitar acidez excesiva en la zona depende del tamaño de las partículas, pH iniradicular. cial y el grado de incorporación en el suelo, es importante considerar la naturaleza química MATERIALES DE ENCALADO del material de encalado. Por ejemplo, el óxido y el hidróxido de calcio reaccionan más A pesar de que en secciones previas de esta rápidamente que el CaCO3. De hecho, la cal publicación se ha mencionado ya los materiahidratada reacciona tan rápidamente que puede les de encalado más comunes, a continuación esterilizar parcialmente el suelo. Si se aplica se presenta una breve descripción de la calcita, muy cerca a la siembra, puede inducir una dolomita, óxido de calcio, hidróxido de calcio, deficiencia temporal de K debido a la alta disgredas, escorias industriales y residuos de la ponibilidad de Ca. En casos extremos, puede producción de cemento: ocurrir un retraso en el crecimiento de la planta y algún marchitamiento. • Calcita (CaCO ) y dolomita Reacción de la cal de 1 a 3 años, (%). 80. 3. (CaMg(CO3)2) - Estos son los materiales de encalado de uso más común. Depósitos de calcita y dolomita de alta calidad se encuentran localizados en muchos lugares del PPPI-PPIC. 2-11. INPOFOS.