Disponibilidad del fósforo en suelos agrícolas fertilizados

Disponibilidad del fósforo en suelos agrícolas fertilizados

Aguirre Alejandro1, Loya Denisse1, Gordón Lucely1, Logacho Darwin1, Llerena Evelyn1, Chávez Catherine1, Leonela Arcos1 & Pineida John1

[1] Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ciencias Agrícolas, Agronomía.

Quito – Ecuador

Licencia Creative Commons
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El fósforo (P) es uno de los 17 nutrientes considerados esenciales para el crecimiento de las plantas junto con el Nitrógeno (N), Potasio (K), Azufre (S), Calcio (Ca) y Magnesio (Mg) conforman el grupo de macronutrientes por las cantidades requeridas y la frecuencia con que se encuentran en cantidades deficientes para los cultivos. El P forma parte de enzimas, ácidos nucleicos y proteínas, y está involucrado en prácticamente todos los procesos de transferencia de energía (Ciampitti, 2005). De manera general, las deficiencias de P afectan en mayor medida el crecimiento en comparación con la fotosíntesis, las plantas con deficiencias de P presentan menor expansión y área foliar y un menor número de hojas, en contraste, los contenidos de proteína y clorofila por unidad de área foliar no son muy afectados por deficiencias de P. El mayor efecto sobre el crecimiento foliar que sobre el contenido de clorofila explica los colores verdes más oscuros observados en plantas deficientes en P. La nodulación se ve también afectada en leguminosas cultivadas en suelos pobres en P debido a la alta demanda de P de los nódulos (Martínez-Lagos & Gallardo, 2017). En este contexto, la indisponibilidad de fósforo en el suelo resulta ser un factor de riesgo para la producción, por tal razón en el presente ensayo se abordan los factores de los que depende la biodisponibilidad de este importante elemento en conjunto con los procesos destinados a su liberación.

Factores físicos

La materia orgánica es fuente permanente de fósforo a través de los procesos de descomposición y mineralización que liberan nutrientes a la solución del suelo. La materia orgánica generalmente tiene poca capacidad para fijar fuertemente los iones fosfato. Los suelos ricos en materia orgánica, especialmente de fracciones activas de la misma, casi siempre exhiben relativamente bajos niveles de fijación de fósforo (Julca-Otiniano et al., 2006).

La humedad ayuda el movimiento del fósforo aumenta con el contenido de agua del suelo. Por otra parte, la absorción de fósforo por las plantas aumenta cuando la succión matriz del suelo disminuye, lo que concuerda con el concepto de que la transferencia del nutriente a las raíces se efectúa por medio del agua (Munera & Meza, 2012). La textura influye en la asimilabilidad del fósforo tanto por el contenido de agua que el suelo puede retener como por la contribución a la riqueza del fósforo del suelo. Los suelos de textura gruesa tienen menor contenido de agua que los de textura fina a cualquier succión matriz, y por lo tanto menor difusión del fósforo hacia la raíz. Por otra parte, la cantidad de fósforo lábil o intercambiable será menor en los suelos de textura gruesa que los de textura fina que tienen mayor capacidad de adsorción de aniones (Munera & Meza, 2012).

Factores químicos

La meteorización química del suelo está relacionada con las formas del fósforo presentes en el suelo, de tal manera se tiene que los factores que determinan la formación de compuestos de fósforo en el suelo son: actividades de los cationes, pH, productos de solubilidad de los compuestos del fósforo, propiedades mineralógicas del suelo, condiciones de topografía y drenaje (Munera & Meza, 2012).

Potencial de hidrógeno (pH)

La mayor parte de la fijación de fósforo ocurre a pH muy bajos los fosfatos de hierro y aluminio se hacen menos solubles, cuando el pH cae desde más de 8 hasta menos de 6, los fosfatos de Calcio incrementan su solubilidad. Por lo tanto, en los suelos la fijación de fosfatos es baja (y la disponibilidad para la planta es alta) cuando el pH se mantiene en el rango entre 6 y 7 (Fernández, 2007).  

Humedad 

El aumento de agua y humedad en el suelo induce a un incremento de iones fosfato en solución, lo cual está ligado a las características de las formas inorgánicas de fósforo presentes en el suelo (Undurraga, 1999).

Fertilizantes 

Los fertilizantes fosfatados, tiene como fin de aumentar el nivel de fósforo aprovechable en el suelo, es necesario añadir altas cantidades de fertilizantes fosfatados a los suelos rojos y a los derivados de cenizas volcánicas. Estos suelos tienen la capacidad de inmovilizar grandes cantidades de fertilizante fosfatados.

El desarrollo de prácticas de fertilización seguras y la interpretación de análisis de suelos para fósforo, deben tener en cuenta la química y la reacción del fósforo en el suelo (Munera & Meza, 2012). La agregación de estos fertilizantes provoca un mayor incremento de fósforo, sin embargo, se considera que los agregados al suelo son más rápidos a comparación de los otros aplicados al follaje (Undurraga, 1999).

Factores biológicos

Los factores biológicos como los microorganismos, mineralización, simbiosis son factores de los cuales el fósforo dependerá para encontrarse en el suelo de una forma asimilable para las plantas. En el caso de los microorganismos solubilizan el fósforo de compuestos orgánicos insolubles, excretan ácidos orgánicos (láctico, cítrico, oxálico, etc.) los cuales actúan sobre estos compuestos dejándolos disponibles para la planta; también los microorganismos oxidan amonio o azufre, formando ácido nítrico o ácido sulfúrico, los cuales liberan los iones fosfato de la roca fosfórica (Carvajal, 1997).

En cuanto a la mineralización de fósforo orgánico las bacterias necesitan de una enzima llamada fosfatasa que facilita la descomposición de la materia orgánica. Por otro lado, los compuestos fosfatados también son incorporados en las células de los microorganismos, lo que se denomina inmovilización. Este fósforo es devuelto al suelo cuando el organismo muere (Tapia-Torres & García-Oliva, 2013).  

También se presenta simbiosis entre las raíces de las plantas y algunos hongos. Estos son denominados micorrizas. En esta simbiosis los hongos dejan asimilable el fósforo para la planta y ésta a su vez les da el alimento que ellos necesitan. Por medio de las micorrizas, las plantas pueden obtener hasta 50 % del fósforo que requieren. Las micorrizas son especialmente eficientes en aumentar los niveles de abastecimiento de fósforo (Munera & Meza, 2012). Es importante la capacidad para acumular fósforo intracelularmente en forma activa, contra fuertes gradientes de concentración. Esto permite a las micorrizas extraer fósforo en forma más eficiente, especialmente de soluciones de muy baja concentración (Carvajal, 1997).

La fuente original de fósforo es el material madre, constituido por rocas fosfatadas, tales como apatita, fluorapatita, vivianita, etc. Constituye aproximadamente el 0,12 % de la corteza terrestre.  La fracción de P no lábil es conocida como P fijado se refiere a compuestos fosfatados de muy alta estabilidad y cristalinidad, con valores muy bajos de Kps, los compuestos del tipo fluorapatita (Ca2F2(PO4)6) o la vivianita (Fe3(PO4)2*8H2O) ambas son de muy baja solubilidad. 

El fósforo inorgánico se encuentra formando parte de minerales de calcio, hierro y aluminio originados por mecanismos de precipitación y pueden liberar fósforo muy lentamente por medio de la meteorización. Las bacterias solubilizadoras de fosfato estos microorganismos del suelo están implicados en la liberación de P desde fuentes inorgánicas por medio de la solubilización y desde fuentes orgánicas a través de la mineralización. A partir del año 2000, el conocimiento sobre los microorganismos solubilizadores de fosfato ha aumentado significativamente. Dentro de este grupo funcional se encuentran las bacterias solubilizadoras de fosfato (BSF) que incluyen algunos géneros de actinomicetos. Las BSF pueden ser de vida libre en el suelo o establecer relaciones simbióticas con algunas plantas, son capaces de adaptarse, colonizar y persistir en la rizósfera de la planta y favorecer su crecimiento o desarrollo por medio de la solubilización de fosfato inorgánico de diferentes compuestos como son el fosfato bicálcico, fosfato tricálcico y rocas fosfórica(Beltrán, 2014; Bravo et al., 2013).

El conjunto de factores asociados a la disponibilidad del P en el suelo, los microorganismos y los fertilizantes sintéticos deben ser abordados de forma integral para su comprensión y manejo, entender los mecanismos que permiten su disponibilidad en el suelo es prioritario debido a la complejidad de la dinámica de este nutriente, para poder entender los procesos que explican la disponibilidad del P en el suelo en estos ecosistemas es necesario realizar estudios integrales que consideren herramientas bioquímicas, biogeoquímicas y moleculares. Para que la comunidad bacteriana sea capaz de sintetizar las diferentes enzimas que mineralizan estos compuestos orgánicos, es necesaria la presencia de una maquinaria genética capaz de sintetizar dichas enzimas.

Referencias

Beltrán, M. (2014). La solubilización de fosfatos como estrategia microbiana para promover el crecimiento vegetal. Corpoica Cienc. Tecnol. Agropecu, 15(1), 101–113.

Bravo, I., Carlos Montoya, J., & Menjivar, J. C. (2013). Retención y disponibilidad de fósforo asociado a la materia orgánica en un Typic Melanudands del departamento del Cauca, Colombia Retention and availability of phosphorus associated with organic matter in a Typic Melanudands of Cauca department, Colombia. Acta Agronómica, 62(3), 261–267.

Carvajal, R. R. (1997). Propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos (C. Naranjo, Ed.; 1ra ed., Vol. 1). PRODUMEDIOS. http://bibliotecadigital.agronet.gov.co/bitstream/11348/6636/1/083.pdf

Ciampitti, I. (2005). Dinámica del fósforo del suelo en rotaciones agrícolas en ensayos de nutrición a largo plazo. http://lacs.ipni.net/ipniweb/region/lacs.nsf/e0f085ed5f091b1b852579000057902e/7310afb32c62918a032579030053e4a5/$FILE/Ciampitti2009-MasterScience.pdf

Fernández, M. (2007). Fósforo: amigo o enemigo. ICIDCA. Sobre Los Derivados de La Caña de Azúcar, 42(2), 51–57.

Julca-Otiniano, A., Meneses-Florián, L., Blas-Sevillano, R., & Bello-Amez, S. (2006). La materia orgánica, importancia y experiencia de su uso en la agricultura. Idesia (Arica), 24(1), 49–61. https://doi.org/10.4067/s0718-34292006000100009

Martínez-Lagos, J., & Gallardo, R. (2017). Deficiencia y exceso de nutrientes esenciales en el suelo. https://inia.prodigioconsultores.com/bitstream/handle/123456789/8016/NR41301.pdf?sequence=1

Munera, G., & Meza, D. (2012). El fósforo elemento indispensable para la vida vegetal.

Tapia-Torres, Y., & García-Oliva, F. (2013). Phosphorus Availability is a Product of Soil Bacterial Activity in Oligotrophic Ecosystems: a Critical Review. Tierra Latinoamericana, 31(3), 231–142.

Undurraga, P. (1999). Conceptos de fertilidad Fosfatada en suelos volcánicos. https://biblioteca.inia.cl/bitstream/handle/123456789/8724/NR25013.pdf?sequence=1&isAllowed=y

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