DEMANDA DEL CULTIVO – OFERTA DEL SUELO

DoFer = -------------------------------------------------------------------------

EFICIENCIA DEL FERTILIZANTE

Para calcular la demanda del cultivo se requiere tener la siguiente información: a) la extracción del nutrimento por unidad de producción y b) rendimiento esperado o rendimiento meta. La extracción del nutrimento es una información que se puede obtener en la literatura (Bertsch, 2003; Castellanos et al., 2000; Domínguez, 1997; Halliday y Trenkel, 1992), a menos que existan datos locales y específicos para la especie y variedad que se esté trabajando. En el caso del maíz, un promedio de los diferentes reportes indica que, se requiere que la planta absorba 23 kg de nitrógeno y 10 kg de P₂O₅, para producir una tonelada de grano. El rendimiento meta es función de la especie-variedad y de las condiciones de producción. En la región maicera de Ocotlán-Zapotlán, Jalisco, bajo condiciones de temporal (900 mm de precipitación), se tienen rendimientos de 10 t ha^-1 con genotipos híbridos. Con base en lo anterior, el cultivo de maíz en esa región tendrá una demanda potencial de nitrógeno: (23 kg t^-1) (10 t ha^-1) = 230 kg de N por hectárea. Para el fósforo la demanda total será de: (10 kg t^-1) (10 t ha^-1) = 100 kg de P₂O₅ por hectárea.

La oferta del suelo está determinada fundamentalmente por la cantidad de materia orgánica y el nitrógeno inorgánico presente. La materia orgánica es el depósito principal del nitrógeno en el suelo. Este nitrógeno esta en forma orgánica, en su mayor parte integrado a las sustancias húmicas. Este nitrógeno deberá ser mineralizado a forma inorgánica para ser aprovechado por la planta. El primer producto es el amonio, el cual posteriormente es transformado a nitratos. Los nitratos es la forma preferida por la planta para satisfacer su demanda de nitrógeno. La mineralización la realizan los microorganismos del suelo, a un ritmo del 1 al 4% en el ciclo de crecimiento del cultivo. El valor de 1% se utilizará cuando exista uno o más factores limitantes para la actividad microbiana, tal como la sequía, las bajas temperaturas, salinidad, los pH extremos. En el otro extremo se tiene un índice de mineralización del 4%, el cual se manifestará cuando las condiciones del medio son óptimas para la actividad microbiana. Es común trabajar con valores del 2%.

Si el suelo tiene 2.5% de materia orgánica, será necesario transformarlo a toneladas por hectárea. Para esto se utiliza el peso de la hectárea, lo cual se determina con la fórmula P = (Dap) (V), es decir se requiere conocer la densidad aparente (Dap) del terreno y el volumen (V) de una hectárea. Para textura arenosa la densidad aparente es de 1.5 t m^-3, es decir, cada metro cúbico de terreno pesará 1.5 toneladas; para la textura media el peso será 1.35 toneladas y para textura arcillosa 1.2 toneladas. Con base en lo anterior, una hectárea de suelo de textura media a 20 cm de profundidad pesará 2,700 toneladas. Este peso corresponde al 100%, del cual el 2.5% es materia orgánica, cuyo peso será 67.5 toneladas. La materia orgánica tiene como promedio un 5% de nitrógeno, por lo que habrá 3.375 toneladas de nitrógeno total. Este nitrógeno se mineralizará a un ritmo del 2%, por lo que habrá 67.5 kg de N mineral en forma de amonio. Este amonio se va produciendo paulatinamente, por lo que la eficiencia en su utilización por la planta será hasta del 80%.

Si el análisis del suelo reporta 30 mg kg^-1 de nitrógeno inorgánico (NO₃+ NH₄), su equivalente será 81 kg ha^-1 en el suelo de textura media del ejemplo anterior. Este nitrógeno esta disponible al inicio del ciclo del crecimiento, por lo que la eficiencia en su utilización será hasta 40%. Al sumarse el nitrógeno inorgánico producto de la mineralización y el nitrógeno inorgánico presente, se tendrá un total de 148.5 kg ha^-1, con una eficiencia de utilización por la planta de 60%. Con base en lo anterior, la cantidad del nitrógeno inorgánico realmente disponible será de 89.1 kg ha^-1.

En resumen se tiene: a) la demanda de nitrógeno del cultivo de maíz, para producir 10 t ha^-1 es de 230 kg ha^-1; b) la oferta del suelo es de 89.1 kg ha^-1; c) la eficiencia del fertilizante nitrogenado con un buen manejo es de 60%; d) la dosis de nitrógeno por aplicar será: (230 – 89.1)/0.6 = 235 kg de N por hectárea.

Para el caso del fósforo la oferta del suelo, para el cultivo de maíz, está determinada por la siguiente ecuación: kg ha^-1 de P₂O₅ = P-laboratorio (mg kg-1) (2.29) (1.7). Este procedimiento funciona para el P-Olsen, es decir el método de análisis que utiliza como solución extractora al bicarbonato de sodio 1.0 N. El 2.29 es el factor de transformación de P a P₂O₅, por lo que será una constante. El factor 1.7 es la eficiencia de las gramíneas para encontrar y absorber el fósforo del suelo. Cuando se trabaja con leguminosas el factor será 1.3 y para hortalizas se puede utilizar 1.0. Con base en lo anterior, si el fósforo que reporta el laboratorio es de 20 mg kg^-1, el fósforo disponible para el cultivo será 78 kg ha^-1.

En resumen se tiene: a) la demanda de fósforo del cultivo de maíz, para producir 10 t ha^-1 es de 100 kg ha^-1; b) la oferta de fósforo del suelo es de 78 kg ha^-1; c) la eficiencia del fertilizante fosfórico con un buen manejo es de 25%; d) la dosis de nitrógeno por aplicar será: kg ha^-1 de P₂O₅ = (100 – 78)/0.25 = 88 kg de P₂O₅ por hectárea.

Para el caso del potasio, se tiene un procedimiento alterno, propuesto por Castellanos et al. (2000). Este consiste en utilizar el Cuadro 4, donde se requiere la calificación del potasio dado por el laboratorio y el rendimiento meta o esperado del cultivo. Si el laboratorio nos reporta 175 mg kg^-1 de potasio intercambiable, para un suelo de textura media, este potasio tendrá una calificación de moderadamente bajo (MDB), según el Cuadro 5. Al seguir el ejemplo del cultivo de maíz, con un rendimiento de 10 t ha^-1, el cual ya es catalogado como alto, la dosis a recomendar será de 80 kg de K₂O ha^-1.

Para el calcio y magnesio, se relaciona primeramente el pH y las necesidades de encalado. Si se requiere encalado, se tienen la alternativa de la cal agrícola, ya sea caliza o dolomita. Se adicionará caliza cuando solo se tienen deficiencia de calcio. Se utilizará dolomita cuando las deficiencias sean de calcio y magnesio. Otro método es el que considera la relación entre los cationes en el intercambio catiónico. Un suelo ideal es aquel que presenta la siguiente proporción en el intercambio catiónico: Ca²⁺: 60 – 70 %; Mg²⁺: 10 – 20 %; K⁺: 2.5 – 7 %; H⁺, Al³⁺: 10 – 15 %; NH₄⁺, Na⁺: 2 – 4 %. Este método requiere el dato del intercambio catiónico y cada uno de los cationes intercambiables, principalmente el calcio, el magnesio y el potasio. Sin embargo, al utilizar este método induce a recomendaciones muy elevadas de nutrimentos, por lo que se convierte en poco práctico.

Para el calcio y magnesio, se relaciona primeramente el pH y las necesidades de encalado. Si se requiere encalado, se tienen la alternativa de la cal agrícola, ya sea caliza o dolomita. Se adicionará caliza cuando solo se tienen deficiencia de calcio. Se utilizará dolomita cuando las deficiencias sean de calcio y magnesio. Otro método es el que considera la relación entre los cationes en el intercambio catiónico. Un suelo ideal es aquel que presenta la siguiente proporción en el intercambio catiónico: Ca²⁺: 60 – 70 %; Mg²⁺: 10 – 20 %; K⁺: 2.5 – 7 %; H⁺, Al³⁺: 10 – 15 %; NH₄⁺, Na⁺: 2 – 4 %. Este método requiere el dato del intercambio catiónico y cada uno de los cationes intercambiables, principalmente el calcio, el magnesio y el potasio. Sin embargo, al utilizar este método induce a recomendaciones muy elevadas de nutrimentos, por lo que se convierte en poco práctico.

Cuadro 4. Base para definir la dosis de potasio con base en los análisis de suelo

(Castellanos et al., 2000)

CLASE CULTIVO	REND. META	CLASIFICACIÓN DEL POTASIO
		MB*	B	MDB	M	MDA	A	MA
		DOSIS DE POTASIO (kg K2O ha-1)
Alta 1 respuesta	BAJO MEDIO ALTA	100 200 300	80 175 250	60 175 200	50 150 175	40 150 175	0 125 175	0 125 150
Modera. 2 respuesta	BAJO MEDIO ALTA	60 100 180	45 80 125	40 70 100	25 50 75	0 25 40	0 0 0	0 0 0
Baja 3 respuesta	BAJO MEDIO ALTA	50 100 150	40 80 100	30 60 80	0 50 60	0 0 0	0 0 0	0 0 0

* MB = muy bajo; B = bajo; MDB = moderadamente bajo; M = medio; MDA = moderadamente alto; A = alto; MA = muy alto.1 = Plátano, papa, jitomate de alto rendimiento; 2 = Oleaginosas, crucíferas, cucurbitáceas, solanáceas (excepto papa); 3 = Cereales, leguminosas (excepto alfalfa).

Cuadro 5. Calificación del potasio resultado de los análisis del suelo

(Castellanos et al., 2000)

Para el caso de los micronutrimentos, el método consiste en utilizar dosis preestablecidas. Primeramente se califica el nivel encontrado del micronutrimento en el análisis (Cuadro 6). Posteriormente se requiere conocer el pH del suelo. Con estos dos datos se utilizan los Cuadros 7 y 8 y se ubica la dosis. En estos cuadros se maneja los sulfatos como los fertilizantes más comunes para micronutrimentos.

Cuadro 6. Calificación del nivel encontrado del micronutrimento en el suelo (mg kg^-1) con el método DTPA (Castellanos et al., 2000)

* MB = muy bajo; B = bajo; MDB = moderadamente bajo; M = medio; MDA = moderadamente alto; A = alto; MA = muy alto. ** Para boro el método es CaCl₂ 1 M, Azometina-H.

Para una misma calificación del micronutrimento, se requiere una dosis menor de fertilizantes si el pH es ácido, en virtud de su mayor solubilidad. Si el análisis de Mn en el suelo resulta de 4 mg kg^-1 (método DTPA), se tiene una calificación de “bajo”, según el Cuadro 6. En el caso de que el suelo sea alcalino con pH > 7.75, la dosis de manganeso será de 40 kg de sulfato de manganeso por hectárea. Si el pH fuera de menor de 6.0, la dosis será de 20 kg de sulfato ferroso por hectárea, es decir la mitad que la anterior. Esta situación se explica por la mayor solubilidad del sulfato ferroso aplicado en el suelo con pH ácido.

Cuadro 7. Base para definir la dosis de hierro y manganeso con base en los análisis de suelo

(Adaptado de Castellanos et al., 2000)

* MB = muy bajo; B = bajo; MDB = moderadamente bajo; M = medio.

Para el boro, se tiene una recomendación dentro del intervalo de 4.5 a 45 kg de bórax por hectárea o 3 a 30 kg de ácido bórico por hectárea. La dosis baja de bórax o ácido bórico, se recomienda para suelos cuyo análisis reporta un valor de boro calificado como medio. Mientras que la dosis alta de bórax o ácido bórico, se recomienda para el suelo con un valor de boro calificado como muy bajo.

En el caso del cobre, también se puede recomendar dentro del rango de 5 a 10 kg de sulfato de cobre por hectárea. Al igual que boro, la dosis baja de sulfato de cobre corresponderá a un nivel medio de cobre en el suelo, mientras que la dosis alta de sulfato de cobre se recomendará cuando el cobre en el suelo es muy bajo.

Cuadro 8. Base para definir la dosis de zinc con base en los análisis de suelo

(Adaptado de Castellanos et al., 2000)

* MB = muy bajo; B = bajo; MDB = moderadamente bajo; M = medio.

Cuando se manejan quelatos, las dosis que se manejan son mucho menores que del sulfato ferroso, debido a su mayor eficiencia en proteger o conservar el micronutrimento de las reacciones de adsorción o precipitación en el suelo, de tal manera que la planta tendrá una mayor oportunidad de disponer y absorber esos micronutrimentos. Para su aplicación al suelo se manejan los siguientes quelatos: Fe-EDDHA en dosis de 3 a 10 kg ha^-1; Mn-DTPA en dosis de 2 a 6 kg ha^-1; Zn-DTPA en dosis de 1 a 2 kg ha^-1; Cu-DTPA en dosis de 0.5 a 2 kg ha^-1. En el mercado de agroquímicos se encuentran otros quelatos, con un poder quelatante menor que los anteriormente anotados, tales como los aminoácidos, las sustancias húmicas, los ácido policarboxilicos, los poliflavonoides, los sulfonatos, el ácido cítrico, el ácido ascórbico, el ácido tartárico. Con base en el tamaño del agente quelatante, para aplicación foliar se recomienda los aminoácidos y el EDTA, por ser de menor tamaño. En cambio para ser manejados vía suelo, el EDDHA y las sustancias húmicas serán más convenientes, por ser de mayor tamaño.

LITERATURA CONSULTADA

Alcántara G. G. y Trejo-Tellez L. 2007. Nutrición de cultivos. Colegio de posgraduados-Mundi prensa, México, 437 p.

Anguiano, S. L. E.; O. Lascares Y. 1998. Elaboración de programas de fertilización en maíz, jitomate, naranja y crisantemo. Tesis profesional. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. 124 p.

Anónimo, 1992. Manual de fertilizantes. Décima impresión. National Plant Food Institute. Ed. LIMUSA. México, D. F. 292 p.

Barber, S. A. 1984. Soil nutrient bioavailability: A mechanistic approach. John Wiley & Sons. New York, U.S.A. 398 p.

Bennett, W. F. 1994. Nutrient Deficiencias and Toxicotes in Crop Plants. Ed. APS PRESS. Minnesota. U.S.A. 202 p.

Benton, J. J. 1998. Plant nutrition, Manual. CRC Press. Boca Raton Boston London New York Washington.

Bertsch, F. 2003. Absorción de nutrimentos por los cultivos. Asociación Costarricense de la Ciencia del Suelo. San José, Costa Rica. 307 p.

Bertsch, F. 2005. Estudio de absorción de nutrientes como apoyo a las recomendaciones de fertilización. Informaciones agronómicas. Instituto de la potasa y el fósforo. Publicación numero 57.

Domínguez, V. A. 1989. Tratado de fertilización. 3^a Edición. Ed. Mundi-Prensa. México, D. F. 374 p.

Etchevers, B.; J. Rodríguez S. y A. Galvis S. 1991. Generación de recomendaciones de fertilización mediante un enfoque sistémico racional. Terra 9: 3-10.

Finck, A. 1988. Fertilizantes y fertilización. Ed. REVERTÉ S. A. Barcelona, España. 439 p.

Greenwood, D. J. 1983. Quantitative theory and the control of soil fertility. New Phytol. 94: 1-18.

Jones, B. Jr. 2003. Plant nutrition manual. CRC Press LLC. Florida, U.S.A. 149 p.

Marschener, H. 2002. Mineral nutrition of higer plants. Academic press. San Diego, CA.

Rengel, Z. 1999. Mineral Nutrition of Crops. Fundamental Mechanisms and Aplications. Ed. Food Products Press. New Cork. U.S.A. 399 p.

Rodríguez, S. J.; D. Pinochett, F. Mateus B. 2001. Fertilización de los cultivos. LOM ediciones. Chile 117 p.

Sancho V. H. 1999. Curvas de absorción de nutrientes: importancia y uso en los programas de fertilización. Informaciones agronómicas. Instituto de la potasa y el fósforo. Publicación numero 36.

Escribir un comentario