Fertilidad y productividad

Fertilidad del suelo ...... es o se refiere a la capacidad del suelo para proporcionar al vegetal los nutrientes necesarios , en forma equilibrada y en el momento adecuado para su crecimiento y desarrollo.

Esquema general de la DINAMICA de los nutrientes Nutrientes en Fase Sólida Nutrientes en Solución Nutrientes en la Superficie de la Raíz Nutrientes en Planta

Adaptado de Viglizzo, 1989; Conway, 1985; Barrett et al., 1990 Agroecosistema b b b b b b Ambiente Económico-social Ciclo de Nutrientes Regulación Biológica Organización del Ecosistema Retorno Económico Importación

Esquema general de la dinámica de los nutrientes Nutrientes en Fase Sólida Nutrientes en Solución Nutrientes en la Superficie de la Raíz Nutrientes en Planta

Consumo, exportación y retorno de N y P en la Región Pampeana para trigo, maíz, soja y girasol Estimaciones a partir de información de SAGPyA, INPOFOS e Ing. Berardo 21% 53%

Esquema general de la dinámica de los nutrientes Nutrientes en Fase Sólida Nutrientes en Solución Nutrientes en la Superficie de la Raíz Nutrientes en Planta

Dinámica de los nutrientes en el suelo SOLUCIÓN INTERCAMBIABLES SALES RAIZ Absorción Material de Reserva Orgánico Inorgánico o mineral PRECIPITADOS FIJADOS Solubilización Fijación Meteorización Disolución Adsorción Desorción Precipitación Mineralización Inmovilización PÉRDIDAS

Productividad del suelo : ..... conjunto de factores y procesos que determinan la capacidad del mismo para permitir el adecuado crecimiento de los cultivos y la expresión de su potencialidad.

Condiciones para la actividad biótica Condiciones para el crecimiento de raíces Intercambio y movimiento de aire Ingreso, retención y circulación de agua Disponibilidad de nutrientes (cantidad, tiempo, forma)

Fertilidad ACTUAL ..... es la capacidad de un suelo de proporcionar nutrientes en un momento dado. Fertilidad POTENCIAL ..... capacidad de un suelo de proporcionar nutrientes en el futuro.

Dinámica de los nutrientes en el suelo SOLUCIÓN INTERCAMBIABLES SALES RAIZ Absorción Material de Reserva Orgánico Inorgánico o mineral PRECIPITADOS FIJADOS Solubilización Fijación Meteorización Disolución Adsorción Desorción Precipitación Mineralización Inmovilización

Factor INTENSIDAD representa la cantidad de un nutriente que está disponible para las plantas. Cantidad de un nutriente presente en la solución del suelo Ejemplo de niveles comunes de algunos nutrientes en la SOLUCIÓN

Dinámica de los nutrientes en el suelo SOLUCIÓN INTERCAMBIABLES SALES RAIZ Absorción Material de Reserva Orgánico Inorgánico o mineral PRECIPITADOS FIJADOS Solubilización Fijación Meteorización Disolución Adsorción Desorción Precipitación Mineralización Inmovilización

Factor CANTIDAD representa la cantidad de un nutriente que estará disponible en un futuro próximo. Es la proporción del nutriente que se halla en la fase sólida pero relacionado con la cantidad del mismo en la solución. Ejemplos de niveles comunes de algunos nutrientes INTERCAMBIBLES

Dinámica de los nutrientes en el suelo SOLUCIÓN INTERCAMBIABLES SALES RAIZ Absorción Material de Reserva Orgánico Inorgánico o mineral PRECIPITADOS FIJADOS Solubilización Fijación Meteorización Disolución Adsorción Desorción Precipitación Mineralización Inmovilización

Adaptado de Tisdale et al, 1993 Capacidad BUFFER del suelo (nutrientes) ABASTECIMIENTO CB = Alta CB Baja CB Suelo A Suelo B Suelo B Suelo A FACTOR INTENSIDAD (I) FACTOR CANTIDAD (Q)  Q  I

Adaptado de Tisdale et al, 1993 Cargas electrostáticas de los coloides del suelo pH dependiente pH dependiente Permanente Positivas Negativas pH Carga (cmol/kg)

Adaptado de Tisdale et al, 1993 Cargas de algunos coloides del suelo

pH y disponibilidad de nutrientes pH del suelo Hongos Bacterias y actinomicetes N K S Ca y Mg P Al Fe y Mn Mo Cu B Zn Disponibilidad pH del suelo Porcentaje de la CIC Bases intercambiables H ligado H y Al ligado Iones H + intercambiables Iones Al(OH)  Al 3+  intercambiable

Dinámica de los nutrientes en el suelo SOLUCIÓN INTERCAMBIABLES SALES RAIZ Absorción Material de Reserva Orgánico Inorgánico o mineral PRECIPITADOS FIJADOS Solubilización Fijación Meteorización Disolución Adsorción Desorción Precipitación Mineralización Inmovilización

movimiento con el movimiento de la solución por la absorción de las raíces. Importante para nutrientes con alta concentración o proporción en la solución (N, S, Ca, Mg). Formas de llegada de los nutrientes a la raíz Intercepción radical: (intercambio de contacto) Contacto de las raíces con el lugar donde están los nutrientes. Poco importante. Raíces en contacto con sólo 1% del suelo (2% espacio poroso). Micorrizas. Difusión: movimiento a través de gradientes de concentración. Importante para nutrientes con baja concentración en la solución y poco móviles. Su magnitud varía con los nutrientes: N= 1,0 cm; K= 0,2 cm; P= 0,02 cm. Flujo masal :

Formas de movimiento de los nutrientes hacia la raíz Adaptado de Tisdale et al, 1993

Concentración de macro y micronutrientes en tejidos vegetales Adaptado de Tisdale et al, 1993 -1

Relación entre crecimiento o rendimiento y el suministro de un nutriente Deficiencia Rango Crítico Suficiencia Exceso o Toxicidad

Relación entre suministro de un nutriente y la concentración del mismo en los tejidos y el rendimiento

Relación entre suministro de N y rendimiento y proteína

Acumulación de MS, N, P y K en un cultivo de trigo

Acumulación de MS, N y P en cultivos de soja, maíz y girasol

Acumulación de MS y concentración de N en leguminosas y gramíneas

Evolución y distribución de MS en trigo y maíz

Cambios en la cantidad de MS y N totales y en hojas de soja

Cambios en la distribución de MS y N en plantas de maíz Dic Dic Ene Ene Feb Feb Mar Mar Peso seco (Mg ha -1 ) Contenido de N (kg ha -1 ) Porcentaje del total Porcentaje del total grano grano marlo y chalas marlo y chalas caña caña vainas vainas hojas hojas BIOMASA AÉREA CONTENIDO DE NITRÓGENO

Requerimientos de N, P, K y S de soja, trigo, maíz, girasol y arroz en función de los rendimientos 7 kg ha -1 30 kg ha -1 80 kg ha -1 8 kg ha -1

FACTOR DE REQUERIMIENTO: Cantidad de nutriente que la planta tiene que absorber para producir 1000 kg ha -1 de grano ¡¡¡OJO, es indicativo pero no constante!!!

FACTOR DE REQUERIMIENTO: Cantidad de nutriente que la planta tiene que absorber para producir 1000 kg ha -1 de grano ¡¡¡OJO, es indicativo pero no constante!!!

Esquema general de dinámica de nutrientes Nutrientes en Fase Sólida Nutrientes en Solución Nutrientes en la Superficie de la Raíz Nutrientes en Planta

ÍNDICE DE COSECHA: Proporción de la materia seca o de algún nutriente que se exporta del sistema en relación al total acumulado IC = Cantidad en material de cosecha Cantidad total acumulada Materia Seca Nutriente

Cantidad de nutriente absorbido por distintos cultivos proporción exportada. Índice de cosecha Maíz Trigo Soja Papa Algodón A exportar En residuos NUTRIENTE (kg ha -1 )

Acumulación de MS y N en dos biotipos de trigo Caña larga Rend. 3500 kg ha -1 IC MS 25-30 % IC N 55-65 % Caña corta Rend. 5000 kg ha -1 IC MS 40-45 % IC N 65-75 %

Relación entre crecimiento o rendimiento y el suministro de un nutriente Deficiencia Rango Crítico Suficiencia Exceso o Toxicidad Deficiencia Rango Crítico Suficiencia Exceso o Toxicidad

EFICIENCIA DE USO DE RECURSOS/INSUMOS: Cantidad de producto por unidad de recurso/insumo disponible. EFICIENCIA AGRONÓMICA Nutriente disponible = 120 kg Producto = 2400 kg EAg = 20 kg Prod / kg Nu di (PRODUCTIVIDAD DEL NUTRIENTE) Nutriente en Producto Nutriente en Residuos EFICIENCIA FISIOLÓGICA : Cantidad de producto por unidad de recurso/insumo absorbido Nutriente en cultivo = 80 kg EF = 30 kg Prod / kg Nu ab Nutriente disponible = Nutriente en cultivo + Nutriente no utilizado

Nutriente disponible = 120 kg Producto = 2400 kg Nutriente en cultivo = 80 kg 1 = - Nutriente no utilizado Nutriente disponible Eficiencia de absorción o recuperación = = 1 - 120-80 120 0,67 EAg = Producto Nutriente disponible Nutriente absorbido Nutriente disponible = x Producto Nutriente absorbido = ER x EF

Nutriente disponible = Nutriente en cultivo - Nutriente no utilizado Nutriente disponible = Nutriente en cultivo - Nutriente no utilizado Nutriente disponible 1 ( ) Nutriente disponible = Nutriente en cultivo x Eficiencia de absorción o recuperación Nutriente disponible Eficiencia de absorción = Nutriente en cultivo

Nutriente disponible Fuente 1 = Nutriente en cultivo x ER Fuente 1 + Nutriente disponible Fuente 2 x ER Fuente 2 Nutriente disponible Fuente 1 = Nutriente en cultivo Fuente 1 ER Fuente 1 + Nutriente disponible Fuente 2 ER Fuente 2 + Nutriente en cultivo Fuente 2 Nutriente disponible =

21% 53%

Balance en el sistema suelo-cultivo Nivel inicial + Entradas = Salidas + Nivel final

Nu F Nu Misc Nu FB Nu Fracción sólida Nu RC Nu G Nu C Nu L Nu E Nu solución Nu Planta Nu Inic Nu Fin

Balance en el sistema suelo-cultivo Nivel inicial + Entradas = Nivel final + Salidas Nu SI +Nu FSI Entradas – Salidas =  Nivel Nu RC + Nu F + Nu FB + Nu Misc - Nu G - Nu L - Nu E =Nu RC + Nu C +(Nu SF -Nu SI )+(Nu FSF -Nu FSI ) Nu RC + Nu F + Nu FB + Nu Misc - Nu G - Nu L - Nu E = Nu Planta ±  Nu Solución ±  Nu FaseSólida Nu Planta = Nu RC + Nu F + Nu FB + Nu Misc - Nu G - Nu L - Nu E ±  Nu Solución ±  Nu FaseSólida Nu Planta = Nu Ganado – Nu Perdido ±  Nu Solución ±  Nu FaseSólida = Nu SF +Nu FSF +Nu RC + Nu RC + Nu F + Nu FB + Nu Misc + Nu C + Nu G + Nu L + Nu E

Balance en el cultivo Nu Planta = Nu SI + Nu PS + Nu F Nu Planta = Nu RC + Nu F + Nu FB + Nu Misc - Nu G - Nu L - Nu E +(Nu SI -Nu SF )+(Nu FSI -Nu FSF ) Nutriente disponible = Nutriente en cultivo - Nutriente no utilizado EA SI x EA PS x EA F x Nu Planta Nu SI EA SI x - Nu PS EA PS x Nu F EA F x - = Nu F EA F Nu Planta Nu SI EA SI x - Nu PS EA PS x - = Nut. disp. Fuente 1 = Nutriente en cultivo x Ef. Abs. Fuente 1 + Nut. disp. Fuente 2 x Ef. Abs. Fuente 2

Adaptado de Janzen, 2006 Regulación entradas Salidas Entradas Regulación salidas Potencial de funcionar Nivel inicial + Entradas = Salidas + Nivel final Entradas – Salidas =  Nivel Entradas – Salidas =  Nivel < Potencial 

Ganancias – Pérdidas =  Adaptado de Janzen, 2006 Regulación ganancias Pérdidas Ganancias Regulación pérdidas MO del suelo: funciones Ganancias – Pérdidas =   Nutrientes Energía  CO 2  Funciones 

Ganancias – Pérdidas =  

Adaptado de Janzen, 2006 Manejo y combinación de cultivos y residuos Mineralización Residuos cultivos y abonos orgánicos Sistemas de laboreo y otros MO del suelo: funciones Nutrientes Energía  CO 2 Erosión

MINERALIZACIÓN EROSIÓN APORTE DE CARBONO EMISIÓN CO 2 SECUESTRO CO 2 ¡¡¡OJO!!! DINÁMICA DE NUTRIENTES PÉRDIDA GANANCIA

USO AGRÍCOLA SUSTENTABILIDAD

USO AGRÍCOLA SUSTENTABILIDAD ( G – P ) 1 + ( G – P ) 2 + ( G – P ) 3 + ( G – P ) 4 =  (  MO ) 1 + (  MO ) 2 + (  MO ) 3 + (  MO ) 4 =  (  MO ) 1 + (  MO ) 2 + (  MO ) 3 + (  MO ) 4 = 0 ó  

Fertilidad y productividad