Factores del Suelo que Determinan la Disponibilidad de Micronutrientes y Macronutrientes

Factores del Suelo que Afectan la Disponibilidad de Micronutrientes

La disponibilidad de los micronutrientes se ve afectada por factores del suelo, variando la intensidad de su incidencia y del elemento en cuestión:

Al disminuir el pH, aumenta la solubilidad y absorción de Fe, Mn, Cu y Zn.
Las condiciones de óxido-reducción están relacionadas con el pH, siendo especialmente importantes para Fe y Mn.
En suelos de texturas finas hay mayores contenidos de todos los micronutrientes en sus diversas formas.
El efecto de la materia orgánica se da sobre la retención de cationes por quelatación o complejación. Ello ocurre sobre todo para Fe.
La mayoría de los micronutrientes muestran sus síntomas de deficiencia en las hojas jóvenes (elementos poco móviles) en la parte superior de la planta.
Los principales mecanismos de llegada a la planta son el flujo masal y la difusión desde la solución del suelo a la raíz de la planta.

Relación entre pH y Solubilidad de Micronutrientes

Disminución del pH: Aumenta la solubilidad y adsorción de Fe, Cu, Zn, Mn y B.
Aumento del pH: Aumenta la disponibilidad de Mo y Cl.

Textura del Suelo y Deficiencias

En suelos de textura fina hay mayores contenidos de micronutrientes en todas las formas. Por ello, en suelos livianos es donde normalmente se dan situaciones de deficiencia.

Evaluación de la Disponibilidad de Nutrientes (Verdadero o Falso)

V/F: En suelos con alta mineralización de la materia orgánica, pH ácidos y alta capacidad de intercambio catiónico (CIC), es más probable que existan deficiencias de micronutrientes. (Falso. Suelos con alta mineralización, pH ácido y alta CIC tienen buena disponibilidad.)
V/F: En suelos con pH alcalinos, baja capacidad de intercambio catiónico, baja mineralización de la materia orgánica y presencia de CaCO₃ en la zona de exploración radicular es menos probable que existan deficiencias de micronutrientes. (Falso. En suelos alcalinos y con CaCO₃ es más probable que haya deficiencias.)
V/F: Las deficiencias de micronutrientes se pueden corregir fácilmente mediante la aplicación de fertilizantes al suelo, independientemente del pH del suelo y tipo de producción. (Falso. No es fácil, depende del pH, textura, CIC y tipo de cultivo.)
V/F: En suelos de pH altos, con presencia de carbonatos de calcio en la zona de exploración radicular, la opción de no plantar el cultivo frutícola puede ser la recomendación más adecuada. (Verdadero.)

Segunda Serie de Afirmaciones

V/F: En suelos con pH ácidos, alta capacidad de intercambio catiónico y alta mineralización de la materia orgánica del suelo es más probable que existan deficiencias de micronutrientes. (Falso. Las deficiencias son probables en suelos básicos/alcalinos.)
V/F: Las deficiencias de micronutrientes son solucionables a través de la aplicación de fertilizantes al suelo y al follaje, independientemente del tipo de producción. (Falso. Depende del tipo de producción y de suelo.)
V/F: En suelos con pH ácidos y presencia de carbonatos de calcio en la zona de exploración radicular, la recomendación de no plantar el cultivo frutícola puede ser la opción más adecuada. (Verdadero.)
V/F: En suelos con pH alcalinos, baja capacidad de intercambio catiónico, baja mineralización de la materia orgánica y presencia de CaCO₃ en la zona de exploración radicular es más probable que existan deficiencias de micronutrientes. (Verdadero.)
V/F: En suelos con pH ácidos, alta CIC y alta mineralización de la materia orgánica del suelo es más probable que no existan deficiencias de micronutrientes. (Verdadero.)

Definición y Rangos de Micronutrientes

Son requeridos en pequeñas cantidades (<100 ppm) por las plantas superiores.
Los elementos micronutrientes son: Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl y Ni.
Los rangos de concentración de nutrientes en la planta son diferentes entre microelementos; notoriamente, el Mo está presente en menor concentración (1-10 mg kg^-1 de MS).

Impacto Ambiental de la Fertilización

Nitrógeno (N)

Las pérdidas de nitrato por lixiviación contribuyen sustancialmente al proceso de eutrofización de aguas subterráneas.
Las pérdidas de N por desnitrificación contribuyen al incremento de la emisión de Gases de Efecto Invernadero (GEI).

Fósforo (P)

La concentración de P en el agua que promueve el incremento de la actividad biológica es muy baja. Por este motivo, el proceso se mantiene con poco cambio en el largo plazo.
La alta concentración de P en el agua promueve el incremento de la actividad biológica. Por este motivo, las pérdidas de P de fertilizantes por escurrimiento pueden provocar problemas ambientales.

Riesgos Ambientales de las Enmiendas

La aplicación de enmiendas orgánicas a los suelos tiene mayores riesgos ambientales que la fertilización con fuentes sintéticas.
Al aplicar enmiendas orgánicas al suelo se deben tomar precauciones debido a que por arrastre se pueden contaminar aguas superficiales.

Enmiendas Orgánicas: Definición, Ventajas y Desventajas

Las enmiendas son productos de origen animal o vegetal que se agregan al suelo para mejorar propiedades físicas o químicas.

Ventajas de usar Enmiendas Orgánicas frente a Fertilizantes Sintéticos:

Aportan materia orgánica (C) y, por ende, mejoran la salud del suelo al ser una fuente de energía para los microorganismos. Mejoran las propiedades físicas del suelo.
Además de macro y micronutrientes, aportan otras sustancias como hormonas que pueden ser estimuladoras del crecimiento de las plantas.
Facilitan la gestión de residuos, ya que se trata de residuos de cosecha o industriales.

Desventajas de usar Enmiendas Orgánicas:

Concentración de nutrientes baja y variable, lo que puede generar desbalance de nutrientes.
Requieren tiempo e infraestructura para su manejo.
No se conoce la proporción exacta de nutrientes que quedará disponible para el siguiente cultivo.

Obtención Industrial de Fertilizantes

Obtención de Fertilizantes Nitrogenados (N)

El N atmosférico es fijado con H gaseoso proveniente de hidrocarburos según la reacción: CH₄ + H₂O → CO + 3H₂. En presencia de un catalizador de Ni a 200 atm y 500 °C se combina N₂ y H₂: N₂ + 3H₂ → 2NH₃ (Proceso Haber-Bosch). A partir de este NH₃ (amoniaco) se fabrican la mayoría de los fertilizantes nítricos y amoniacales.

Procesos industriales posteriores pueden generar UAN (fertilizante líquido con 30% N, 30% como urea y 45% como nitrato de amonio). Sus ventajas son: baja volatilización, fácil manipulación y aplicación (fertirriego), y compatibilidad con muchos herbicidas.

Obtención de Fertilizantes Fosfatados (P)

Provienen de depósitos o yacimientos donde la materia prima son rocas fosfatadas (fluorapatita), rocas ígneas o metamórficas duras y rocas blandas sedimentarias.

Fosforita sedimentaria blanda (FFI): Menos de 30% P₂O₅, baja solubilidad en agua. Se le agrega ácido para liberar el P retenido.
Rocas ígneas o metamórficas / Fosforita dura (FFS): Más de 30% P₂O₅, tratada con calor y ácido.

El Problema del Cadmio

El cadmio es un metal aportado por fertilizantes fosfatados que se absorbe en cultivos y que en humanos y animales no se excreta en heces. Las fosforitas blandas presentan mayor contenido de cadmio.

Fosforita blanda (10-12% P₂O₅ soluble en ácido cítrico 2%).
Superfosfato común (23% P₂O₅).
Superfosfato Triple (STR) (46% P₂O₅).

Obtención de Fertilizantes Potásicos (K)

Provienen de fuentes marinas evaporitas (rocas sedimentarias formadas como consecuencia de la evaporación de aguas con alto contenido de sales disueltas). No requieren tratamientos de calor o ácidos porque son hidrosolubles.

Cloruro de potasio (KCl) = 60% K₂O.

Aplicación de Fertilizantes: Fundamento de Localización

El fundamento de localización (aplicación en bandas/líneas) prioriza: P > K > N. Se justifica cuando el suelo es bajo en nutrientes, hay mayor poder de fijación del nutriente, o se busca la estimulación del cultivo inicial. Si son fuentes solubles, es mejor incorporarlas al voleo.

Detalle de los Micronutrientes Esenciales

Importancia de los Micronutrientes para las Plantas

Hierro (Fe⁺²): Fotosíntesis y respiración, activación de enzimas. Inmóvil.
Manganeso (Mn⁺²): Fotosíntesis (FS), activación de enzimas, resistencia a enfermedades. Tóxico a pH < 5. Inmóvil.
Zinc (Zn⁺²): Activación de enzimas, resistencia a enfermedades. Móvil.
Cobre (Cu⁺²): Fotosíntesis y respiración, resistencia a enfermedades, lignificación. Inmóvil.
Boro (B, H₃BO₃): Metabolismo de azúcares, lignificación, formación de pared celular. Móvil.
Molibdeno (MoO₄^-2): Reducción de nitrato, Fijación Biológica de Nitrógeno (FBN). Inmóvil.
Cloro (Cl^–): Regulación estomática, resistencia a enfermedades. Inmóvil.
Níquel (Ni): FBN, crecimiento reproductivo. Inmóvil.

Movilidad de Micronutrientes

En el suelo (Afectada por arcilla, MO, pH, óxidos e hidróxidos de Fe y Al):

Relativamente móviles: Fe, B, Mo, Mn (+arcilla y +MO > fijación).
Relativamente inmóviles: Cu, Zn.
El flujo masal y la difusión son los principales mecanismos de llegada desde la solución del suelo a la raíz de la planta (también intercepción radicular en el caso del Cu).

En la planta:

Movilidad variable por el floema: Cu, Mn, Mo, Zn (transportados en condiciones especiales).
Inmóviles en el floema: Fe, B (aunque es móvil en algunos cultivos frutales).
Móvil en el floema: Cl^–.

Síntomas de Deficiencias

Boro: Impide el crecimiento de brotes. Inicialmente existe un cambio de pigmentación en hojas jóvenes (inmóvil), se acumulan pigmentos púrpuras alrededor de los márgenes, provocando finalmente una clorosis. Los brotes terminales pueden morir y perder la dominancia apical, así como reducir la lignificación de la madera y provocar el vuelco de los mismos.
Zinc y Fe: Nervaduras verdes y el resto amarillo (clorosis).

Formas bajo las cuales se encuentran en los suelos

En la solución del suelo: Zn, Mn, Cu y Fe (no libres, sino complejados a moléculas orgánicas, excepto Cl^–).
En forma Intercambiable: Zn, Mn, Cu y Fe.
Ligados a la materia orgánica: Fe, Zn, Cu, Mn.
Precipitados: Fe y Mn.
Adsorbidos a la fase sólida: Zn, Cu, B y Mo.
Constituyentes de los minerales del suelo.

Efecto de los Complejos Metal-Orgánico (Quelatos)

Los quelatos son cruciales en el ciclo de los micronutrientes:

Los cationes micronutrientes (iones metálicos) son mantenidos en solución a través de la complejación con compuestos orgánicos solubles (de lo contrario precipitarían).
Reducción de la concentración a niveles no tóxicos a través de la complejación con la materia orgánica del suelo. Ejemplo: complejos metal-orgánico de baja solubilidad (ácidos húmicos y otros compuestos de la MO de alto peso molecular).

Funcionan como medio de transporte de los elementos metálicos hacia las plantas.

Factores del Suelo que Determinan la Disponibilidad

pH del suelo (Acidez, Bicarbonato, Carbonatos): Incide en la solubilidad y absorción. Globalmente: al disminuir el pH, aumenta la solubilidad y absorción de Fe, Cu, Zn, Mn, B; al aumentar el pH, aumenta la disponibilidad del Mo.
Humedad del suelo (Aireación, potencial redox, Compactación): Las condiciones de óxido-reducción se relacionan con el pH y son especialmente importantes para Fe y Mn.
Textura del suelo: En suelos de textura fina hay mayores contenidos de micronutrientes en todas las formas. Por ello, en suelos livianos es donde normalmente se dan situaciones de deficiencia.
Materia orgánica (Reserva, Quelatación): Su efecto se da sobre la retención de cationes metálicos por quelatación o complejación. El Cu es uno de los más retenidos por este mecanismo, pero también el Mn, Fe, Zn.
Interacciones con otros elementos (en el suelo o dentro de la planta):
- Negativa: Ca-B; K-B; Zn-Cu; P-Fe; Mo-Fe; N-NO₃^– – Fe; K-Fe*.
- Positiva: N-NH₄⁺ -Fe; P-Mo; N-NO₃^– -Mo.
Actividad microbiológica: Depende y se relaciona con los factores anteriores y actúa a través de la mineralización de la materia orgánica, la participación en los procesos de óxido-reducción y la disponibilidad de las formas resultantes, y la competencia directa con las plantas a nivel de la rizósfera.

El Caso Específico del Hierro (Fe)

El hierro es importante en la formación de la clorofila y en el transporte del oxígeno. Debido a que el Fe (una vez incorporado) no se transloca (inmóvil) dentro de la planta, los síntomas de deficiencia aparecen primero en las hojas jóvenes, en la parte superior de la planta.

Si bien el contenido de Fe total de los suelos es muy alto, la mayor parte de ese Fe no tiene significado en términos de aportes para las plantas. Frecuentemente, una deficiencia de Fe no indica insuficiencia en el suministro, sino que está relacionada con:

Presencia de carbonatos.
pH del suelo.
Humedad y temperatura del suelo.
Contenido de Materia Orgánica (MO).

Su solubilidad está afectada por el pH, el potencial de óxido-reducción y la formación de quelatos con compuestos orgánicos. El agua de riego y los suelos con alto contenido de bicarbonatos (HCO₃^–) pueden agravar la deficiencia de Fe.

Situación de Deficiencias en Cultivos Frutícolas

En el país aparecen deficiencias de hierro en algunos cultivos, especialmente en suelos con horizontes calcáreos cercanos a la superficie o alcalinizados por aguas de riego ricas en bicarbonatos.

Hierro (Clorosis férrica): Especies afectadas: Citrus, Arándano, Viña, hoja caduca (Duraznero y Manzano).
Zinc: Se asocia al porta-injerto. Especie afectada: Citrus.

Los suelos de textura liviana, baja MO y con altos niveles de producción agravan el problema.

Prevención y Corrección

La prevención implica conocer el tipo de suelos antes de instalar el monte. Si el monte ya está instalado, la corrección se realiza mediante fertilización.

Fertilizantes para Micronutrientes

Tipos de Productos y Formulaciones

Sales del nutriente (sulfatos, óxidos, hidróxidos): Estos materiales son más eficientes cuando se aplican en aspersión foliar. Ejemplos: B – Borato de sodio (Bórax) y Mo – Molibdato de sodio.
Quelatos o agentes quelatantes o ligantes: Para suelos con alto pH, actividad de Ca y bicarbonatos, los quelatos son fuentes que se pueden aplicar al suelo manteniendo su disponibilidad para las plantas.

Características de los Quelatos

Son estructuras cíclicas de un átomo de un metal con un componente orgánico unidos entre sí con diferente energía de enlace. Son solubles en agua. Comercializados para Fe, Cu, Zn y Mn. Su estabilidad depende del pH.

Quelatos de Fe

Pueden transportar Fe hacia la raíz, que extrae el Fe y deja libre al quelato. Los quelatos aumentan la cantidad de Fe en la solución del suelo y tienen gran afinidad por este elemento.