SUMARIO
INTRODUCCIÓN
EL FACTOR CLIMA
COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA
FACTORES PRINCIPALES DE LA ATMÓSFERA QUE INTERESAN CON FINES
AGRONÓMICOS .
TEMAS INTRODUCTORIOS
LA FOTOSINTESIS – MILAGRO DE LA NATURALEZA
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO:
PARTICULAS DE ARCILLA Y DE MATAERIA ORGANICA
CAL
EL NITROGENO - FORMADOR DE PROTEINA
EL FERTILIZANTE MEJORA EL USO DEL AGUA
FOSFORO
EL NITROGENO MEJORA LA ABSORCION DE FOSFORO
LA DISPONIBILIDAD DEL FOSFOR VARIA CON EL pH DEL SUELO
COLOCACION Y MOVIMIENTO DE NPK
EL POTASIO
EL NITRÓGENO INCREMENTA LA ABSORCIÓNDE OTROS NUTRIENTES POR LA
PLANTA
EL FERTILIZANTE ACELERA LA MADUREZ
CAPÍTULO I
CONCEPTOS DE FERTILIDAD Y PRODUCTIVIDAD DEL SUELO
INTRODUCCION
NUTRIENTES ESENCIALES PARA LA PLANTA
TEXTURA Y ESTRUCTURA DEL SUELO
COLOIDES DEL SUELO Y RETENCION DE IONES
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO
RETENCION DE ANIONES EN EL SUELO
MATERIA ORGANICA EN EL SUELO
OTROS FACTORES QUE AFECTAN LA PRODUCTIVIDAD DEL SUELO
RESUMEN
CAPÍTULO 2
REACCION Y ENCALADO DEL SUELO
¿QUE ES PH DEL SUELO?
FACTORES QUE AFECTAN EL PH
COMO SE MIDE EL PH Y COMO SE DETERMINAN LOS REQUERIMIENTOS DE CAL
PORQUE SE DEBEN ENCALAR LOS SUELOS ACIDOS
EL PH ADECUADO DEL SUELO VARIA CON EL CULTIVO
COMO LA CAL REDUCE LA ACIDEZ DEL SUELO
EPOCA Y FRECUENCIA DE LAS APLICACIONES DE CAL
SELECCION DEL MATERIAL DE ENCALADO -- ASPECTOS DE CALIDAD
FORMA DE APLICACION DE LA CAL
MATERIALES DE ENCALADO
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CAPÍTULO 3
NITROGENO
UN NUTRIENTE ESENCIAL PARA LA PLANTA
EL NITRÓGENO JUEGA VARIOS PAPELES DENTRO DE LA PLANTA
SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTA
EL NITROGENO Y LA EFICIENCIA DE USO DEL AGUA (EUA)
EL NITROGENO EN EL SUELO Y EN EL AIRE
MINERALIZACION E INMOVILIZACION DEL NITROGENO
NITRIFICACION Y DENITRIFICACION
ESTABILIZACION DEL NITROGENO EN EL SUELO
FIJACION DE NITROGENO
PERDIDAS DE NITROGENO
COMO AFECTA EL NITROGENO LA ACIDEZ DEL SUELO
FUENTES DE NITROGENO
CAPÍTULO 4
FOSFORO
UN NUTRIENTE ESENCIAL PARA LAS PLANTAS
FUNCIONES DEL FOSFORO EN LA PLANTA
SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTA
FUENTES DE FOSFORO Y CANTIDADES EN EL SUELO
MOVIMIENTO DEL FOSFORO EN EL SUELO
FACTORES QUE AFECTAN LADISPONIBILIDAD DEL FOSFORO
METODOS DE APLICACION DE FERTI LIZANTES FOSFATADOS
FUENTES DE FOSFORO
TERMINOLOGIA DE LOS FERTILIZANTES FOSFATADOS
RESUMEN
CAPÍTULO 5
POTASIO
UN NUTRIENTE ESENCIAL PARA LA PLANTA
PAPEL DEL POTASIO EN LA PLANTA
SINTOMAS DE DEFICIENCIA DE POTASIO
FORMAS DE POTASIO EN EL SUELO
MOVIMIENTO DEL POTASIO EN EL SUELO
FERTILIZANTE POTASICO EN EL SUELO
ABSORCION DE POTASIO POR LAS PLANTAS... FACTORES DEL SUELO QUE LA
AFECTAN
METODOS DE APLICACION DE POTASIO
FUENTES DE POTASIO
RECURSOS DE POTASIO EN EL MUNDO
CAPÍTULO 6
NUTRIENTES SECUNDARIOS
NUTRIENTES ESENCIALES PARA LA PLANTA
CALCIO
PAPEL DEL CALCIO EN LA PLANTA
SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTA
CALCIO EN EL SUELO
FUENTES DE CALCIO
MAGNESIO
PAPEL DEL MAGNESIO EN LAS PLANTAS
SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTA
MAGNESIO EN EL SUELO
FUENTES DE MAGNESIO
AZUFRE
PAPEL DEL AZUFRE EN LAS PLANTAS
SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTA
AZUFRE Y NITROGENO
AZUFRE EN EL SUELO
FUENTES DE AZUFRE
FUENTES COMUNES DE AZUFRE.
CAPÍTULO 7
MICRONUTRIENTES
LOS MICRONUTRIENTES SON ESENCIALES PARA EL CRECIMIENTO DE LAS
PLANTAS
LOS MICRONUTRIENTES NO HACEN MILAGROS
RELACIONES SUELO-PLANTA
BORO
CLORO
COBALTO
COBRE
HIERRO
MANGANESO
MOLIBDENO
ZINC
CAPÍTULO 8
ANALISIS DE SUELO, ANALISIS FOLIAR Y TECNICAS DE DIAGNOSTICO
ANALISIS DE SUELO
ELECCION DEL LABORATORIO
TOMA DE MUESTRAS DE SUELO
COMO SE ANALIZA EL SUELO
INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS
ANALISIS FOLIAR
DRIS
SINTOMAS DE DEFICIENCIA EN LA PLANTA
COMO REALIZAR UN DIAGNOSTICO COMPLETO DEL ESTADO NUTRICIONAL DE
LOS CULTIVOS
IMPORTANCIA DE LAS PRÁCTICAS CULTURALES
OTRAS FUENTES DE INFORMACION
COMO USAR TODA LA INFORMACION
RESUMEN
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CAPÍTULO 9
FERTILIZANTES Y RENTABILIDAD
INTRODUCCION
LOS FERTILIZANTES Y LA RENTABILIDAD DEL AGRICULTOR
BUSQUEDA DE RENDIMIENTOS MÁS ALTOS
ESTABLECIMIENTO DE LAS METAS DE RENDIMIENTO
RENDIMIENTOS MÁS ALTOS: PROTECCION AMBIENTAL, MENORES COSTOS POR
UNIDAD DE AREAY MAYOR RENTABILIDAD
EL PRECIO DEL CULTIVO O EL PRECIO DEL FERTILIZANTE TIENEN POCO
EFECTO EN LA DOSIS OPTIMA DE FERTILIZANTE
INCREMENTO DE LA FERTILIDAD DEL SUELO: UNA INVERSION A LARGO PLAZO
EFECTOS A LARGO PLAZO DEL USO DE FERTILIZANTES
LAS INTERACCIONES Y LA EFICIENCIA DE LOS FERTILIZANTES
FERTILIZAR PARA LOGRAR UN RENDIMIENTO ECONOMICO MAXIMO
OTROS ASPECTOS DE LA FERTILIZACION
FERTILIZANTES ORGANICOS
EL FERTILIZANTE DENTRO DEL ESQUEMA ECONOMICO DE LA FINCA
RESUMEN
CAPÍTULO 10
LOS NUTRIENTES Y EL AMBIENTE
NITROGENO
POTASIO, MAGNESIO Y AZUFRE
MICRONUTRIENTES
DOS OBJETIVOS PRINCIPALES PARA PRODUCCION RENTABLE Y SEGURIDAD
AMBIENTAL
ADOPCION DE PLANES DE MANEJO PARA LOGRAR METAS DE RENDIMIENTO Y
METAS AMBIENTALES
INTRODUCCIÓN
Conservar el agua y la tierra es utilizar estos recursos de manera que el hombre se beneficie permanentemente con ellos. Utilizar significa intervenir, y a menudo alterar el curso natural de los acontecimientos que confieren al suelo y al agua sus benéficas propiedades. El uso irreflexivo deteriora, mengua o extingue estos recursos; la utilización juiciosa de ellos mejora su aptitud natural, preserva su capacidad productiva y asegura su permanencia. Conservar es entonces, usar adecuadamente. La
ingeniería conservacionista es la que consigue derivar beneficios de las tierras y aguas manteniendo
un balance positivo entre las tendencias contrapuestas que generan el uso y el abuso.
En la Agricultura, la conservación de la tierra depende estrechamente de cómo se usa el agua; y la conservación del agua, de cómo se usa la tierra. La erosión natural o provocada y la salinización del suelo por el riego son ejemplos típicos de lo primero. La contaminación del agua por pesticidas y fertilizantes es un ejemplo bien conocido de lo segundo. Pero, no sólo el abuso indebido de los recursos renovables sino también la ineficiente utilización de ellos, es una forma negativa de la conservación. Si el agua se usa ineficientemente, se hace también ineficiente el uso del suelo. Si la tierra no se utiliza con eficiencia, tampoco resulta eficiente la utilización del agua. Si la tierra es fértil, la aplicación de mucha o de muy poca agua, significa perder los minerales que podían aprovechar los cultivos.
Si el agua es abundante, la aplicación de insuficiente abono o la defensa inoportuna de plagas o peste, significa desperdiciar al aporte del riego a la productividad vegetal. Es una consecuencia del principio de los elementos limitantes. No utilizar cabalmente la tierra y el agua según su capacidad es también un despilfarro, como lo es el usarlos a una intensidad superior a su capacidad. A menudo se insiste en
Conservación que lo que se usa intensa y exhaustivamente se pierde con rapidez, y a menudo con
catastróficas consecuencias agroecológicas. Lo anterior es verdad, pero no siempre se advierte que lo que no se usa adecuada y oportunamente también es una pérdida; imperceptible por cierto y menos dramática que las profundas cárcavas de la tierra, las manchas salitrosas sobre el suelo o la turbidez o suciedad de las aguas. Pero, es una pérdida crónica y sus resultados finales son los mismos: la creciente incapacidad del recurso de responder a las necesidades del hombre.
La Agricultura consume enormes cantidades de agua por la vía de la evapotransportación. El suelo almacena el agua, la vegetación la consume, y la atmósfera la extrae. Las plantas, aún las llamadas terrestres, son organismos fisiológicamente acuáticos: su máximo rendimiento biológico lo mantienen por una permanente hidratación. La transpiración, impulsada por el poder desecante de la atmósfera, hace fluir agua del suelo a las raíces y crea sí internamente en la planta el ambiente acuático necesario a su fisiología. Además, por transpiración se desprende una parte considerable de la exagerada carga energética que la vegetación recibe del sol y del calor del aire. Por eso, la transpiración es una evaporación productiva. En cambio, la evaporación de agua directamente del suelo, es improductiva. Usar eficientemente el agua y la tierra en agricultura es, en este caso, hacer que el tránsito del agua del suelo, a través de la planta, hacia la atmósfera sea lo más productivo posible.
El riego es la práctica de ingeniería más obvia para elevar la eficiencia del agua y la tierra. Con él se regulariza el suministro de agua según las exigencias de los cultivos. El conocimiento de la intensidad de evaporación y transpiración de los terrenos cultivados es básico en la formulación de proyectos y ejecución de obras y prácticas de riego.
Es por eso que interesa a la agronomía conservacionista adecuar la agricultura de lluvia a los ciclos pluviométricos, de modo que las exigencias de agua de los cultivos sean satisfechas en la mayor proporción posible con estos irregulares aportes naturales. La diferencia entre la oferta de agua (precipitación) y la demanda de la vegetación (evaportranspiración) debe dejar el mejor saldo. En este balance, el suelo juega un importante rol mediador, porque posee una limitada capacidad de retener agua y la que almacena es cedida gradualmente a las plantas. Su efecto es, por consiguiente,
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amortiguar las abruptas transiciones de humedad de los periodos de lluvia y sequía . Suelo, plantas y
atmósfera forman así un sistema integrado y unitario que el agrónomo (―Hombre de Campo‖) debe
comprender si pretende derivar de él un sostenido beneficio.
EL FACTOR CLIMA
Conceptos Fundamentales en relación con la Atmósfera y el Clima
1.1
Conceptos básicos para el estudio de la Atmósfera
A) METEOROLOGÍA: Es la ciencia que estudia las propiedades de la atmósfera y los fenómeno físico y dinámicos que en ella tienen lugar.
B) CLIMATOLOGÍA: Es la ciencia que se ocupa del estudio de los climas: Clasificación, Distribución y Variaciones etc.
C) METEOROLOGÍA VS CLIMATOLOGÍA: Meteorología recurre a observaciones aisladas prefijas de un mes, un trimestre, un año, etc. La climatología se basa en observaciones efectuadas regularmente durante un periodo de varios años.
D) TIEMPO: Es el estado momentáneo de la atmósfera ( es la suma total de la propiedades físicas de la atmósfera en un periodo cronológico corto)
E) CLIMA: Estado medio de la atmósfera en un lugar determinado, conociendose después de una larga serie de observaciones (como mínimo 10 años)
F) TIEMPO VS CLIMA: El tiempo varia de un momento a otro, y el clima varia de un lugar a otro.
ELEMENTOS DEL TIEMPO: Son los diversos fenómeno meteorológicos que integrados constituyen y
caracteriza el estado del tiempo ellos son: A) RADIACIÓN SOLAR B) TEMPERATURA C) PRESIÓN ATMOSFÉRICA D) EVAPORACIÓN E) PRECIPITACIÓN F) HUMEDAD ATMOSFÉRICA G) NUBOSIDAD H) VIENTO
I) FENÓMENOS DIVERSOS: Eléctricos, Ópticos, Acústicos, etc.
ELEMENTOS DEL CLIMA: Los mismos que los del Tiempo, solo que para calcular su valores, se
requiere el estudio de observaciones regulares efectuadas durante varios años.
FACTORES DEL CLIMA: Son aquellos que hacen variar de un lugar a otro y de una estación a otra, a
los elementos del clima: A) LATITUD
B) LONGITUD C) RELIEVE
D) DISTRIBUCIÓN DE TIERRAS Y AGUAS E) CORRIENTES MARINAS
F) CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA
* (Los factores al actuar en diferentes intensidades y combinaciones sobre los elementos, originan los distintos tipos de clima)
COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA
El aire está compuesto de una mezcla de nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono además de
vestigios de otros gases.
GAS SÍMBOLO VOLUMEN
PORCENTAJ E
PAPEL
NITRÓGENO N2 78.08 Reciclado mediante las actividades humanas y
por la acción de los microorganismos sobre los desperdicios animales.
OXÍGENO O2 20.94 Reciclado principalmente por medio de la
respiración de animales y plantas mediante la acción de la fotosíntesis.
DIÓXIDO DE CARBONO
CO2 0.03 Reciclado mediante la respiración y la
fotosíntesis en la dirección opuesta al oxígeno; también es un producto de la combustión de los combustibles fósiles.
ARGÓN Ar 0.093
NEÓN Ne 0.0018
HELIO He 0.0005 Inertes y carentes de Importancia
KRIPTÓN Kr trazas
XENON Xe trazas
OZONO O3 0.00006 Producto de la escisión de la molécula de
oxígeno en átomos individuales por la acción de la radiación solar, y que se une a moléculas intactas.
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FACTORES PRINCIPALES DE LA ATMÓSFERA QUE INTERESAN CON FINES
AGRONÓMICOS .
3.1 Radiación solar
A) RADIACIÓN SOLAR : Son las Radiaciones Luminosas y Caloríficas procedentes del Sol;
Las Radiaciones Solares que llegan a la Tierra son absorbidas por la atmósfera y el suelo, y una parte considerable de ellas se reflejan y pierden en el espacio.
*Las radiaciones solares son la principal fuente de energía y luz en el mundo: -El 42% de las Radiaciones Solares se reflejan y vuelven al espacio -El 15% de las Radiaciones Solares son absorbidos por la atmósfera
-El 43% de las Radiaciones Solares son absorbidos por la superficie terrestre
La unidad de calor con que se mide la radiación se denomina caloría-gramo, la cual se define como la cantidad de calor que se requiera agregar a 1cm3 de agua ( 1 gramo de agua) para aumentar su temperatura en 1 C, el agua se considera como sustancia patrón y se expresa en calorías-gramo 1 C. A.1) CONSTANTE SOLAR- Número de calorías-gramo por minuto que recibe la tierra en su conjunto por centímetro cuadrado de su superficie (X=1.94) y varia según la mayor o menor actividad solar.
A.2) ALBEDO- Es la fracción de la radiación solar que se refleja por la Tierra y se ha estimado como valor promedio de 0.34 a 0.45 (entre un tercio y casi la mitad de la radiación incidente) en la Luna, el porcentaje de la luz reflejada varia entre 7 y 10%.
El número de calorías-gramo que se reciben diariamente en la Tierra/cm2 varia entre o y 1.150 según la latitud y época del año.
3.2 Temperatura
A) LA TEMPERATURA : Es el grado sensible de calor de un cuerpo o una substancia. * La unidad de calor es la caloría-gramo/ C
* Siendo la temperatura del aire el objetivo a medir (para el caso concreto de climatología), es necesario el empleo y uso de Termómetros ( Termo= temperatura
Metros= Medición)
* En 1742 el alemán Celsius, considerando que se pueden establecer de manera muy definida como puntos de referencia dos temperaturas fijas que ofrece la naturaleza: una, la del Hielo que se esta fundiendo y otra, la del vapor de agua destilada, cuando la ebullición se realiza al nivel del mar, dividio este intervalo en 100 partes iguales y llamo 0 al punto de fusión del Hielo y 100 al de ebullición del agua, en la escala Centígrada.
B) PRINCIPALES ESCALAS TERMOMÉTRICAS MAS EMPLEADAS ( A 1 atmósfera de presión= Al nivel del mar)
Símbolo Punto de congelamiento del agua Punto de ebullición del agua B.1) CELSIUS O CENTÍGRADO ºC 0 100 B.2) FAHRENHEIT ºF 32 212 B.3) REAUMUR ºR 0 80 (R=100 ºC)
B.4) KELVIN ºK(Cero Absoluto) -273.2 ºC
73.2 K=100 ºC 273.2
*Cero Absoluto= Es la temperatura en la cual cesa el movimiento molecular, y los cuerpos ha perdido todo su calor.
C) FORMULAS DE CONVERSIÓN DE LAS ESCALAS TERMOMÉTRICAS C.1) ºC = (ºF - 32) 5/9
C.2) ºF = (9/5 ºC) + 32 = 1.8ºC+32
C.3) ºK = ºC + 273.2 Y ºC = ºK - 273.2
D) UTILIZACIÓN DE LA TEMPERATURA EN LA AGRICULTURA D.1 GENERALIDADES
Todos los procesos fisiológicos y funciones de las plantas se llevan a cabo dentro de ciertos límites de temperatura relativamente estrechos. En general, la vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50 C, aun cuando estos límites verían mucho de una especie a otra. Los procesos fisiológicos que se efectúan dentro de una planta, tales como la fotosíntesis, la respiración y el crecimiento responden con frecuencia en forma diferente a la temperatura, así es que la temperatura, óptima para cada función, si no son limitantes otros factores, puede ser muy diferente.
Toda la planta para completar su ciclo vegetativo debe acumular cierto número de grados de temperatura, por lo que se han ideado varios métodos para llevar el control de la acumulación progresiva de grados a partir de la fase inicial. El método más sencillo es el de Suma de Temperaturas medias diarias, propuesto por Reamur, y consiste en sumar las temperaturas medias diarias ( C) ya sea entre dos fases o durante todo el ciclo; sin embargo este método no ha dado los resultados esperados debido posiblemente a que los demás factores que intervienen en el desarrollo vegetal constituyen una variable no considerada en este método. Las Temperaturas bajo 0 C no se consideran en el mismo.
Otro método es el llamado ―Crecimiento grados días‖ cuyo procedimiento se basa en que toda la planta comienza a crecer por encima de una temperatura mínima llamada punto crítico (PC), Los grados de temperatura que diariamente se registran por encima del punto crítico se irán acumulando hasta alcanzar, al completarse el ciclo vegetativo, una temperatura constante. Por ejemplo, algunas variedades de maíz tienen una temperatura constante de 2 500 C, desde la germinación hasta la madurez, los cuales se cubrirán en diferente cantidad de tiempo dependiendo de los diferentes climas.
Fuera de ciertos límites de temperatura la planta ya no trabaja normalmente y se puede llegar al extremo de que la planta muera. Los vegetales carecen de temperatura alta del cuerpo, lo que es
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característico de los animales superiores, y la temperatura de la mayoría de las plantas sigue muy de cerca a la del ambiente: ellas absorben el calor o lo pierden conforme el ambiente se hace más calido o más frío con ligeras variaciones debidas a la transpiración y otras causas.
Es conveniente conocer, además de los valores medios de temperatura de una zona agrícola, las temperaturas máximas y mínimas, las oscilaciones diurnas y anuales, etcétera, las cuales actúan marcadamente sobre las plantas, constituyendo factores limitantes de la extensión geográfica de los cultivos.
Las experiencias demuestran que las pérdidas de cosecha a cauda de temperaturas altas o bajas, son considerables. Existen en la vida de las plantas periodos críticos en que sensiblemente son afectadas por esas temperaturas. Así vemos cómo las altas temperaturas provocan grandes evaporaciones de la humedad del suelo y hacen transpirar abundantemente a las plantas, provocándoles una deshidratación, marchitez o muerte.
Las bajas temperaturas son perjudiciales a los cultivos, sobre todo cuando sus valores son iguales o inferiores a ºC, denominandose entonces ―helada‖.
Según la fecha en que se presentan las heladas pueden ser de tres tipos:
a) Invernales. Que producen poco daño a las plantas, pues éstas se encuentran en estado de reposo. b) Otoñales. Las cuales afectan a algunos cultivos, principalmente a los que se encuentran ―tiernos‖ en
ese tiempo.
c) Primaverales. Las cuales son las MAS DAÑINAS, que afectan a las plantas durante su periodo de plena actividad.
Para cultivos perennes o arbustivos son muy peligrosas las heladas de primavera u otoño porque sus efectos pueden afectar varias cosechas sucesivas.
El daño por helada en plantas consiste en lo siguiente:
Entre las células del vegetal existe agua casi pura, pero dentro de las células, en el protoplasma, ela gua posee solutos por lo que se congela a temperaturas inferiores a 0 C. Cuando la temperatura baja a 0 C se forman cristales de hielo del agua existente entre las células. EL protoplasma de las células expuestas a temperaturas heladas está sujeto a varios tipos de daños, entre los que están la gradual deshidratación del protoplasma, reduciendo el volumen de la célula y aumentando la concentración de sales en el líquido que permanece en al célula, para evitar la congelación de los líquidos protoplásmicos; sin embargo, la célula puede no enfermarse y volver a su condición y forma originales, pero al derretirse el hielo ocasionando la difusión del agua, el protoplasma se rehidrata rápidamente y se puede ocasionar la ruptura de ectoplasma y de la membrana celular, o por otra parte, la concentración de sales en el protoplasma pudo llegar a ser tan alta que tuvo efectos tóxicos.
La planta es dañada también cuando atraviesa un periodo más o menos largo con una temperatura de unos 4 C, pues disminuye grandemente su absorción de agua del suelo y sigue transpirando, por lo que puede llegar a morir por deshidratación si el periodo bajo esta temperatura es largo.
D.2 UNIDADES CALOR Y HORAS FRÍO
Entre los métodos existentes para calcular las unidades calor y horas frío, los más usados por la facilidad de cálculo y por el grado de precisión son:
A) UNIDADES CALOR PARA GERMINACIÓN: Se asume que una ―unidad de calor‖ ( en grados día), es constante para este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre temperatura media menos punto crítico por el periodo de emergencia (D) en días, o sea:
U c G = ( T - PC) D
Este concepto de unidades de calor para germinación se puede aplicar bao condiciones naturales, aunque el cálculo depende de la profundidad a la que se toma la temperatura del suelo y de las condiciones prevalecientes de humedad.
B) UNIDADES CALOR DE EMERGENCIA A MADUREZ: Después de la germinación y e forma
gradual, la temperatura del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativas y
generativa. Es muy importante tener en consideración que el punto crítico es variable para
diferentes cultivos, generalmente es una temperatura cercana a 6 C o 7 C, a partir de la cual
entra en actividad (crecimiento) la planta, por lo que en primer lugar debe determinarse ese PC
para el cultivo de interés y posteriormente correlacionar las unidades calor con cada etapa del
cultivo, con la formación de nudos, etcétera.
Las unidades calor se han usado también en la predicción de épocas de cosecha.
En las zonas templadas, la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento. En tal caso, una evaluación basada en la radiación total, puede resultar mejor que las unidades de calor.
El método residual es el que más se ha utilizado para la estimación de unidades calor y consiste en:
Uc = (TM - PC)
Donde:
Uc = Unidades calor para un día (grados calor día) TM = Temperatura media = ( T máx T mín)
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 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.
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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 PARTICULAS DE ARCILLA son los constituyentes del suelo cargados negativamente. Estas
partículas cargadas negativamente (arcillas), retienen y liberan nutrientes cargados positivamente (cationes). Las partículas de materia orgánica también están cargadas negativamente y también atraen cationes. Las partículas de arena son inertes (sin carga) y no reaccionan.
LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO (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.
ALGUNAS APLICACIONES PRATICAS
Suelos con CIC de 11 a 50 Suelos con CIC de 1 a 10 Alto contenido de arcilla Alto contenido de arena
Requieren más cal para corregir acidez Mayor probabilidad de pérdidas de nitrógeno y potasio por lixiviación
Mayor capacidad de retener nutrientes Conducta física asociada a contenidos altos de arena.
Conducta física asociada a contenidos altos de arcilla
Requieren menos cal para corregir acidez
Textura del suelo Porcentaje de arcilla
Arena Franca 5%
Franco Arenoso 10%
Franco Limoso 20%
Franco Arcillo Limoso 30%
Franco Arcilloso 35%
Arcilloso 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 en esta página.
EL DIAGRAMA PRESENTADO A CONTINUACION EXPLICA LOS SIGUIENTES ASEPCTOS: (1)
Como los cationes son retenidos por las arcillas y la materia orgánica para resistir la lixiviación. (2) Como el calcio de la cal agrícola añadida se adhiere a las arcillas 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 las arcillas, materia orgánica y agua del suelo para proveer de nutrientes a las raíces en crecimiento. (4) Como son repelidos los aniones.
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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.
En suelos dominados por arcillas de tipo 2:1, prevalentes en las zonas templadas 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.
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.
La Agronomía es el mejor representante diplomático del mundo. ¿Por qué? Porque la práctica de una buena Ciencia Agronómica permite producir un adecuado abastecimiento de alimento, incluyendo las proteínas, que son vitales para la salud humana y animal.
Asumiendo un consumo promedio de 40 gramos de proteína por persona y por día, el consumo anual de proteínas de la población mundial seria de aproximadamente 80 millones de toneladas. Esta proteína llega a la mesa de los consumidores
en las plantas directamente, o por medio de los animales, aves o pescado que han consumido plantas que contienen proteína.
Las cifras son claras. Vivimos en un mundo ávido por proteína. La clave para la producción de proteínas es la fertilización con N.
El nitrógeno incrementa directamente el contenido de proteína en las plantas. Dosis adecuada potasio y fósforo mejoran la capacidad de la planta para utilizar dosis altas de N, para de esta forma acumular más proteína y mejorar la calidad del producto.
LA FERTILIZACION CON N INCREMENTA EL CONTENIDO DE PROTEINAS Efecto en pasto Guinea, interactuando con K (2 años de producción)
N-K2O Materia seca Proteína cruda Proteína cruda
Kg/ha T/ha % T/ha
0-0 10.8 9.57 1.0 0-291 11.2 9.34 1.0 362-0 14.6 12.07 1.8 770-0 16.1 15.50 2.5 753-750 34.1 10.37 3.5 En Maíz
Nitrógeno Rendimiento Proteínas Proteína
Kg/ha T/ha % T/ha
0 7.3 8.0 0.6
90 10.0 8.5 0.8
180 11.5 9.5 1.1
En Trigo
Nitrógeno Rendimiento de grano Proteína en el grano
Kg/ha T/ha %
0 2.4 11.1
34 2.9 12.6
67 3.0 13.6
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LO MEJOR DESPUES DE LA LLUVIA... así es como se ha descrito al fertilizante. ¿Merece realmente el elogio? Definitivamente si, debido a las siguientes razones:
El fertilizante ayuda a producir más cosecha por mm de agua, como se observa en el gráfico
anterior;
El fertilizante promueve el crecimiento profundo de las raíces lo que permite aprovechar la humedad
del subsuelo;
Promueve un sistema radicular robusto y profundo que absorbe más nutrientes y agua;
El fertilizante permite un abundante crecimiento vegetativo que cubre el suelo y evita la evaporación
de agua;
Una buena cobertura vegetativa reduce la escorrentía superficial y permite que el suelo absorba
agua;
El fertilizante ayuda a los cultivos a crecer rápidamente eliminando las malezas que compiten por
humedad.
LOS MAYORES INCREMENTOS EN RENDIMIENTO, ATRIBUIDOS AL FERTILIZANTE, OCURREN FRECUENTEMENTE EN AÑOS DONDE EXISTE
La mayoría de los suelos no tienen suficiente...
LA MAYORIA DE LOS CULTIVOS tienen problemas para conseguir suficiente P La deficiencia de P
podría ser más limitante para la producción de cultivos en el mundo que otras deficiencias, toxicidades y enfermedades. Un reciente resumen de información sobre el contenido de nutrientes en el suelo indica que muchas áreas del mundo tienen un porcentaje significativo de suelos con contenidos medianos a bajos en P. A continuación unos ejemplos.
% de suelos con
contenido
País y
región
De P medio o bajo
Canadá
Ontario
42
Saskatchewan
86
E.U.
Nebraska
60
Pennsylvania
54
Alabama
46
México
Bajío
85
Sur tropical
70
Venezuela
Sabana Oriental
95
Sabana central
90
Sabana Occidental
57
Colombia
Sierra volcánica alta
80
Sabana oriental
95
Valle del Cauca
73
Ecuador
Sierra volcánica alta
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Planicie costanera
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EL CRECIMIENTO INICIAL DE LA PLANTA debe ser vigoroso y rápido para que la
planta se establezca bien antes de que se inicien los rigores del verano... los períodos de sequía, presión de insectos, malezas, etc.
El P es vital para el crecimiento inicial de la planta y el N influye favorablemente en la absorción de P.
El P es más disponible para la planta cuando se aplica con N que cuando se lo aplica sin este nutriente.
La influencia de N sobre la absorción de P es muy clara durante el crecimiento inicial. En algunos casos, hasta 65% del P en la planta proviene del fertilizante fosfórico aplicado temprano en el ciclo del cultivo.
El amonio (NH+4) afecta significativamente la disponibilidad y absorción de P. El NH+4 en altas concentraciones reduce las reacciones de fijación de P. De igual manera, la absorción de NH+4 ayuda a mantener una condición ácida en la superficie de la raíz, mejorando de esta forma la absorción de P.
El pH del suelo influencia enormemente la solubilidad de los diferentes compuestos de P en suelos dominados por arcillas de tipo 2:1. Estos suelos están presentes principalmente en regiones temperadas del mundo, pero también están presentes en áreas tropicales y subtropicales. Un adecuado programa de encalado es esencial para reducir la fijación de P en este tipo de suelos.
El fósforo es más disponible entre pH 6 y pH 7
La solubilidad del P indica que tan disponible es este nutriente para las plantas, o que tan insoluble o fijado está en el suelo. La relación entre el tipo de arcille y el pH del suelo es importante, ya que permite diferenciar entre los mecanismos involucrados en la fijación de P en el suelo.
Las arcillas de los suelos dominados por esmectitas (arcillas de tipo 2:1) no tienen una superficie reactiva y retienen cantidades modestas de P. En estos suelos el pH tiene una gran influencia en la disponibilidad del P. La reducción del pH del suelo (acidez) permite la descomposición de los minerales arcillosos y la consecuente liberación del Al+3y Fe+3. El P aplicado se precipite entonces como fosfatos de Al o Fe, que son compuestos insolubles, haciendo que el P sea menos disponible. En este caso, las formas más solubles o disponibles de P están presentes en el rango de pH de 6.0 a 7.0, y un buen programa de encalado es esencial para reducir la fijación de P. El gráfico anterior ilustra el efecto del pH en la fijación de P, en los suelos dominados por arcillas de tipo 2:1 como la montmorillonita, vermiculita, illita, etc.
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El nitrógeno se mueve en el suelo libremente durante el ciclo de crecimiento del cultivo. El localizar el N en la zona radicular no es generalmente un factor crítico para que las raíces intercepten este nutriente en sistemas de labranza convencional. Sin embargo, se ha demostrado que la localización en banda mejora significativamente la eficiencia del N en sistemas de labranza reducida. La localización del N en banda reduce también la velocidad de la nitrificación.
Es necesario prestar mucha más atención a la localización del fósforo. La ilustración a la derecha demuestra que el movimiento del P en el suelo es muy limitado. El P se debe localizar donde las raíces lo puedan interceptar La aplicación de P en banda es la forma agronómica más eficiente de localizar este nutriente en suelos de baja fertilidad. El aplicar P conjuntamente con amonio (NH+4) en la banda mejora la absorción de P.
La localización del potasio es también crítica. El K se mueve más lentamente que el N en el suelo. La aplicación al voleo es generalmente la forma más efectiva, en ocasiones en combinación con la aplicación en banda. En sistemas de labranza cero o labranza reducida la aplicación en banda de K puede mejorar significativamente su disponibilidad, probablemente como consecuencia de los diferentes patrones radiculares de la planta. Se ha demostrado que es importante la aplicación de K en banda profunda, en el cultivo del algodón, para evitar la deficiencia de K en el subsuelo.
Ayuda a los Cultivos a Resistir las Enfermedades
Muchos trabajos de investigación han demostrado que el potasio juega un papel
fundamental en la reducción de la incidencia, entre otras, de las siguientes enfermedades...
Pitium y rizoctonia en maíz
Fusarium y damping off en algodón Mildeu y mancha parda en la soya Piricularia y helmintosporium en arroz Marchitez por verticilium en algodón Roya y Helmintosporium en trigo
Mancha negra del tubérculo y fusarium en papa Helmintosporium y esclerotinia en pastos
En 1953, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), en su libro anual de agri-cultura, presentó un segmento exclusivo sobre de enfermedades de las plantas. Una parte de este segmento dice: ―Se ha reducido más la incidencia de enfermedades que afectan las plantas con el uso de potasio que con cualquier otra substancia‖. Cuando el K ayuda a la planta a resistir el ataque de las enfermedades, no lo hace como un agente directo de control. La resistencia se produce porque el K fortalece los mecanismos naturales de resistencia de la planta.
El K refuerza la epidermis de la célula permitiendo de esta manera tallos fuertes que resisten el ataque de patógenos y plagas... cutículas más gruesas en los cereales que protegen contra el ataque de hon-gos y otras infecciones.., células fuertes, menos susceptibles a invasiones de ciertas enfermedades después de lluvias abundantes. En la soya, el K ayuda a reducir la cantidad de semilla chupada, descolorida y con daños por ataque de hongos como se ilustra en el cuadro que se presenta a continuación.
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¿CUALES SON LAS RAZONES DE ESTE COMPORTAMIENTO?
EL N SE CONVIERTE en los bloques estructurales de crecimiento de la planta denominados aminoácidos.
ESTOS BLOQUES DE CRECIMIENTO producen protoplasma que promueve células fuertes en la planta.
ESTAS CELUL.AS FORMAN una planta vigorosa, con un sistema radicular fuerte, que explora el suelo por OTROS nutrientes satisfaciendo las necesidades nutricionales promovidas por la adición de N en un cultivo de alto rendimiento.
LA MADUREZ DE LA PLANTA REPRESENTA RENTABILIDAD La madurez, al Igual que la
rentabilidad, es un balance.., un balance de nutrientes. La planta crece y se reproduce... para producir semilla. Por esta razón, cuando las plantas dejan de recibir un nutriente esencial detienen su crecimiento, la madurez se retrasa y a menudo se reduce el rendimiento. La fertilización adecuada... BALANCEADA... acelera la madurez y asegura los mejores rendimientos y rentabilidad.
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.
¿Cómo puede un agricultor producir cultivos en forma eficiente y competitiva sin suelos fértiles? ¿Cómo 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, aún 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.
Para entender como funciona la productividad del suelo se deben reconocer las relaciones existentes entre el suelo y la planta. Ciertos 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.
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 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 lograr una producción eficiente de cultivos y protección ambiental.
En las siguientes secciones de este capítulo se discuten los factores que influencian el crecimiento de la planta. También se presenta y categorizan los nutrientes esenciales para la planta.
Los siguientes capítulos de este manual discuten características y comportamientos 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.
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NUTRIENTES ESENCIALES PARA LA PLANTA
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.
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:
6CO2 + 12H20 Luz 602 + 6(CH20) + 6H20
Dióxido Agua Oxígeno Carbohidratos Agua De carbono
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 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
Micronutriente
s
Nutrientes
Secundarios
Nitrógeno (N) Boro (B) Calcio (Ca)
Fósforo (P) Cloro (Cl) Magnesio (Mg)
Potasio (K) Cobre (Cu) Azufre (s)
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 os nutrientes primarios y la planta debe tenerlos a su alcance cuando los necesita.
TEXTURA Y ESTRUCTURA DEL SUELO
La textura del suelo indica la cantidad de partículas individuales de arena, limo y arcilla presentes en el suelo. Cuando más pequeña es la partícula más se acera a la arcilla; cuando más grande es la partícula más se acera a arena, de esta manera:
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‖.
Cuando la arena, limo y arcilla están presentes en cantidades iguales, el suelo se denomina ―franco‖.
Las 12 clases texturales del suelo se presentan en la Figura 1-1
Figura 1-1 (Triángulo que identifica la clase textural del suelo de acuerdo al contenido de arena, limo y arcilla) 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 la cantidad de agua absorbida (retenida).
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 absorben 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.
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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 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 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 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
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 de 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.
Los suelos arenosos son por naturaleza secos debido a que retienen poca cantidad de agua.
Figura 1-2 Relación entre la textura del suelo y la disponibilidad 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.
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.
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.
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.
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 partículas 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.
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.
Un elemento químico que posee cargas eléctricas 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.
Tabla 1-1 Cationes comunes en el suelo, símbolos químicos y forma iónica.
Catión Símbolo químico Forma iónica
Potasio K K+
Sodio Na Na+
Hidrógeno H H+
Calcio Ca Ca++
Magnesio Mg Mg++
Los iones con carga negativa, como el nitrato y el sulfato, se denominan aniones. La tabla 1-2 muestra los aniones más comunes.
Los coloides cargados negativamente atraen cationes y los retienen como un imán retiene pequeños pedazos de metal. Esta característica explica porque el nitrato (NO-3) se lixivia más fácilmente del suelo que el amonio (NH+4). El N0-3 tiene una carga negativa, igual que los coloides del suelo. Por esta razón el N0-3 no es retenido en el suelo y se mantiene como un ión libre que puede ser
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lixiviado a través del perfil en algunos suelos y bajo ciertas condiciones de humedad. El concepto se demuestra en la figura 1-3
Figura 1-3 Los cationes son atraídos por las arcillas y la materia orgánica del suelo; Los aniones en cambio son repelidos.
Tabla 1-2 Aniones comunes en el suelo, símbolos químicos y formas iónicas Anión Símbolo químico Forma Cloruro Cl Cl- Nitrato N NO3- Sulfato S SO4= Fosfato P H2PO4-
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO
(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 K+ y viceversa. El número total de cationes 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.
La CIC de un suelo se expresa en términos de miliequivalentes por 100 gramos de suelo y se escribe 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 arcillas y materia orgánica influencian apreciablemente la CIC de los suelos.
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 pérdida potencial 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 altas e intensas. Las aplicaciones de K se deben fraccionar (dividir) para prevenir pérdidas de 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 las épocas de mayor demanda. Esta práctica debe ser común en suelos arenosos así como en suelos de textura más fina.
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 óptimo de la planta.
RETENCION DE ANIONES EN EL SUELO
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 NO-3 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 SO=4. Los suelos que contienen óxidos de hierro (Fe) y aluminio (AI) 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=.
Además de la retención electrostática en los sitios con carga positiva, el SO=4 puede ser retenido al reaccionar con metales que también están retenidos (absorbidos) 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.
MATERIA ORGANICA EN EL SUELO
La materia orgánica del suelo está constituida por residuos de plantas y animales en varios estados de descomposición. Un nivel adecuado de materia orgánica beneficia al suelo de varias formas: (1) mejorando 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. La mayoría de
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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 u 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 de 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.
La descomposición de la materia orgánica tiende a liberar nutrientes. Sin embargo, el N y el S pueden ser temporalmente inmovilizados durante el proceso. Los microorganismos que descomponen la materia orgánica requieren de 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.
Cuando se incorporan al suelo residuos de algodón, maíz arroz o trigo, se debe aplicar una cantidad adicional de N si se va a 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 mueren y se descomponen. Con labranza cero o labranza reducida y cuando el incremento en rendimientos produce abundantes residuos, se debe presentar mucha atención al manejo del 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 de NO-3. El capítulo 10 discute con detalle el manejo de N.
Algunos suelos tienen muy poca materia orgánica. En áreas tropicales, la mayoría de los suelos tienen contenidos bajos de materia orgánica debidos 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 mas 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, 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.
OTROS FACTORES QUE AFECTAN LA PRODUCTIVIDAD DEL SUELO
PROFUNDIDAD DEL SUELO
Se puede definir a la profundidad del suelo como aquellas profundidades 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.
La profundidad de las raíces puede estar limitada por barreras físicas y químicas así como por la presencia de un manto freático alto. Las capas de suelo endurecidas, las capas de grava y las acumulaciones de sales son condiciones extremadamente difíciles de corregir, pero un manto freático alto generalmente se puede corregir con u buen drenaje. La Tabla 1-3, califica la productividad relativa del suelo de acuerdo a la profundidad.
Tabla 1-3. Influencia de la profundidad del suelo en la productividad relativa. Profundidad del suelo que
puede ser explotada por las raíces (metros) Productividad relativa (%) 0.3 35 0.6 60 0.9 75 1.2 85 1.5 95 1.8 100
PENDIENTES 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 del suelo y agua. A medida que el terreno presenta 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.
Tabla 1-4. Influencia de la pendiente del suelo sobre la producción relativa. Productividad relativa (%) 1
Pendiente del terreno (%) Suelo difícil de erosionar Suelo fácil de erosionar
0-1 100 95
1-3 90 75
3-5 80 50