Los resultados de los analisis de suelos como un elemento del manejo integral del suelo

Los resultados de los análisis de suelos como un elemento para el manejo integral del suelo.

Publicado el: 15/08/2007

Autor/es: Dr. Ignacio Lazcano-Ferrat. IPNI

(6084)

(5)

Debido a los incrementos continuos en los costos de producción aunados a los bajos precios de los productos, el productor de maíz de la actualidad tiene poco margen de error cuando se trata de tomar decisiones en los tipos y cantidades de nutrientes de los fertilizantes que deben ser aplicados. Además, esta presión económica es generalmente la que eleva la preocupación del público en cuanto a lo referente a la contaminación del suelo y de las aguas por los nutrientes en exceso. La investigación y la experiencia de los agricultores han demostrado claramente que los análisis de suelo pueden ser un medio viable no solo para proporcionar las prescripciones de fertilizantes más económicas, sino que también, aseguran la preservación de la integridad del medio ambiente.

Existen diferencias filosóficas relacionadas con los criterios y formas de toma y análisis de suelos. Entre las muchas organizaciones e individuos que proporcionan servicios de análisis de suelos existen diferencias en lo que se refiere al manejo "adecuado" de fertilizantes y por lo tanto, a la interpretación de los resultados de los análisis de suelo. Esta ponencia revisa brevemente tres conceptos predominantes concernientes a la fertilidad del suelo (principalmente; el reforzamiento y el mantenimiento de la fertilidad del suelo, el índice de saturación catiónica muy relacionada a la CIC, y el nivel suficiente de fertilizante para un alto rendimiento de maíz), para que los maiceros puedan comprender las razones del porqué existen diferencias en las recomendaciones. También se discuten los estados de los nutrientes del suelo debajo de la capa de labranza y otros factores de necesidades del suelo además del fertilizante que comúnmente son pasados por alto en el muestreo y análisis de suelo.


CONCEPTOS DE MANEJO DE FERTILIDAD

Finalmente, la importancia de un programa continuo de análisis de suelo se señala como algo trascendente para mejorar las prácticas de producción.


Concentración y Mantenimiento de Nutrientes

Este concepto requiere de aplicaciones iniciales de los nutrientes deficientes en cantidades que rápidamente elevarán el nivel de esos nutrientes en el suelo hasta el punto en que los rendimientos de los cultivos son maximizados, seguidos entonces por aplicaciones regulares de nutrientes que mantendrán un nivel en el suelo sin límites. Algunos investigadores se avocan al procedimiento de reforzamiento en una sola aplicación, mientras que otros sugieren que se haga en un período de 2 a 4 años. En esencia, ésta es una práctica de "fertilización de suelo" (lo opuesto a "fertilización de cultivo") que se vincula rápidamente satisfaciendo "apetito" del suelo por un nutriente, seguido por adiciones regulares que igualan la cantidad estimada absorbida por el cultivo. Es especialmente aplicable a nutrientes de bajo movimiento tales como el fósforo (P) y el potasio (K).




La propuesta de mantenimiento/reforzamiento es económicamente redituable para el agricultor en algunas situaciones. Por ejemplo: el agricultor puede tomar ventaja de períodos cuando los costos de los fertilizantes son bajos para reforzar el nivel del suelo de un nutriente que para su suministro se encuentra bajo o en el costo marginal. Se puede ver beneficiado en la reducción de sus impuestos si es que se tiene manejado el negocio como una empresa en donde los requisitos de producción durante años de impuestos sobre la renta pueden ser manejados. También está asegurado contra pérdidas de rendimiento debido a la escasez del nutriente en el año o temporada en que haya un recorte de suministro de fertilizante por los productores o proveedores, clima desfavorable para la fertilización y el cultivo, o una emergencia temporal de tipo financiero.

Sin embargo, este concepto tiene sus fallas. Por un lado, el fertilizar el suelo es más caro para el agricultor que fertilizar el cultivo, especialmente a corto plazo. Aunque esto puede ser poco importante para el agricultor que es propietario de sus tierras y tiene poca carga de deudas, si es una consideración seria para aquel que tiene una carga pesada de deuda y un crédito de corto plazo. El concepto de reforzamiento del suelo permanece más caro a largo plazo si los nutrientes involucrados se ven sujetos a volatilización, lixiviación, pérdida por erosión, o a "consumo de lujo" por algunos cultivos dentro de la rotación. En la práctica, este concepto generalmente no permite la liberación adecuada de las reservas propias del suelo, aún cuando el suelo tenga una capacidad de suministro virtualmente infinita para un elemento dado. El concepto tampoco se enfoca equitativamente a los catorce nutrientes esenciales para las plantas derivados del suelo, como debería de hacerlo desde un punto de vista de mantenimiento real. Es más, hace mayor énfasis en los nutrientes principales que son el P y el K, alrededor de los cuales los programas del mercado de fertilizantes están primordialmente orientados. Por esto, por un período extenso, un suelo puede adquirir sin necesidad altos niveles de ciertos nutrientes para las plantas, que pueden llegar a ser depresivos o interferir con otros elementos nutritivos.


Indice de Saturación de Cationes

Este concepto contempla un suelo ideal que contiene un 65% de calcio (Ca), 10 por ciento de magnesio (Mg), 5 por ciento de potasio (K), y 20 por ciento de hidrógeno (H) entre sus cationes intercambiables. Estos valores corresponden a un índice de Ca:Mg de 6.5:1, Ca:K de 13:1 y Mg:K de 2:1. El concepto desarrollado desde un punto de vista de deficiencia, se aplica únicamente a los cationes. Cuando es aplicado a suelos que tienen un catión en exceso de la saturación ideal, se hacen recomendaciones para, ya sea incrementar los otros cationes o reducir el que está supuestamente excedido.
Investigaciónes recientes han demostrado que puede haber un amplio rango en estos índices sin efecto en el rendimiento o en la calidad del cultivo. Por ello, no tienen un propósito real en el manejo de fertilizantes. Una combinación del índice de cationes y los conceptos de mantenimiento de nutrientes pueden dar como resultado muy altas recomendaciones de fertilizantes.


Nivel de Suficiencia de Nutrientes

Esta propuesta para el análisis de suelo designa diferentes niveles de disponibilidad de nutrientes en el suelo, que van de "muy bajo" a "muy alto". Los rangos de calibración establecida implican tanto las respuestas de rendimiento relativo que pueden esperarse en cada rango y los índices de fertilizantes requeridos para optimizar el rendimiento. Un análisis de valores en el rango de "alto" o "muy alto" sugiere la suficiencia del elemento y por lo tanto, muy poca probabilidad en la respuesta adicional del cultivo a fertilizantes aplicados conteniendo ése nutriente.
Los resultados de los análisis han sido correlacionados con suelos en la región del servicio de estudios de suelo y calibrados con curvas de respuesta de rendimiento del cultivo de numerosas pruebas de fertilización en esa región. Un conjunto diferente de calibraciones es desarrollado para diferentes cultivos que varían en potenciales de rendimiento, requerimientos totales de nutrientes y capacidades de extracción de nutrientes. (Figura 1).

Este concepto es uno de "fertilizando el cultivo" (en lugar de "fertilizando el suelo") y es el más conservador de todas las propuestas que se refieren a recomendaciones de fertilización. Permite un ajuste en las recomendaciones para la eficiencia en uso de fertilizantes. Por ejemplo: la colocación en banda del fertilizante para una absorción óptima de la planta involucra una dosis que decididamente es menor que el tratamiento de siembra y fertilización al voleo.



Figura 1. Curvas de calibración del procedimiento de extracción No. 1 Bray & Kurtz para el P del suelo como fue aplicado en varios cultivos en Nebraska.

Pruebas de campo a largo plazo han demostrado que los niveles de nutrientes del suelo se incrementan gradualmente bajo la propuesta del nivel de insuficiencia para el manejo de fertilizantes. Por lo tanto, un suelo en el rango de "bajo" a "medio" eventualmente alcanzará el rango de "alto" en donde no ocurre ninguna respuesta de fertilizante, asumiendo una erosión mínima. Esta propuesta es mejor utilizada en donde se sigue un buen programa de análisis de suelos, porque requiere de una correlación contínua entre (1) resultados de los análisis con respuesta de rendimiento al fertilizante aplicado y (2) cambiando los potenciales de rendimiento que se deben a efectos climáticos o avances tecnológicos. ¿Cómo se iguala el sistema de suficiencia con el uso de fertilizantes iniciales para los cultivos anuales en hilera?. En la mayoría de las regiones agrícolas, con latitudes bajas y medias, un cultivo que se siembra en un suelo que está "alto" en un nutriente dado, generalmente exhibe un incremento en la tasa de crecimiento temprano gracias al nutriente inicial (a la siembra) que contiene ese fertilizante pero con ningún beneficio durante la madurez o de rendimiento al final. Sin embargo en las latitudes más al norte, con subsuelos para encajar en el rango "alto" en las regiones del norte. También hay otras consideraciones que podrían influenciar en la decisión del agricultor al usar un fertilizante inicial (a la siembra) aún cuando los análisis de suelo resulten "altos". Por ejemplo, un crecimiento temprano más rápido permite una cosecha temprana para el control de malezas o el hacer los zanjas con tiempo para la irrigación por surcos en donde el riego temprano es importante. El efecto inicial también permite la siembra temprana en regiones más frías o detener el crecimiento de maíz sembrado sin labranza o con labranza mínima en alguna otra parte; la ventaja en ambas situaciones puede ser la reducción de los costos de secado del grano después de la cosecha.

CONSIDERANDO EL ESTADO NUTRICIONAL DEL SUELO DEBAJO DE LA CAPA ARABLE

Los análisis de suelo (y la interpretación subsecuente) tradicionalmente han sido realizados con muestras tomadas de la capa del suelo labrado o capa arable. Las razones para analizar el suelo en esta capa son: (1) la mayor porción del sistema de la raíz de un cultivo se encuentra en ésta capa, (2) los nutrientes no móviles aplicados como fertilizantes también se acumulan ahí, y (3) las muestras son más fáciles de recolectar de la superficie que del subsuelo.
Sin embargo, hay situaciones en donde las reservas de nutrientes existen debido a tratamientos previos con fertilizantes, el carácter del material parental del suelo u otros factores de formación de suelo. Por ejemplo: el nitrógeno mineral residual (N) puede existir por todo el perfil de enraizamiento del suelo de previas fertilizaciones con N; o podrían haber vastas diferencias en el perfil de distribución de nutrientes inmóviles como el P, el K y el Zn en suelos relativamente jóvenes desarrollados sobre materiales aluviales y de los materiales parentales “loess” en suelos viejos, altamente intemperizados.

Estas reservas de nutrientes del subsuelo pueden tener un fuerte impacto en cómo responde un cultivo al fertilizante y debe ser tomado en cuenta, hasta donde sea posible, en la interpretación del análisis de suelo. Para ilustrar: el maíz, sorgo en grano y el frijol de soya tienen poca respuesta al P aplicado en suelos de “Sharpsburg” en el este de Nebraska y el oeste de Iowa después de más de 100 años de ser cultivado; sin embargo hay grandes incrementos en rendimientos en el suelo de “Burchard” en el este de Nebraska, aún cuando la superficie del suelo prueba estar ligeramente "alto" (figura 2). Tal diferencia puede ser atribuida en gran parte por la menor disponibilidad de nivel de P de material parental glacial in-situ comparado con el “loess” en ésta región.

Lo mencionado anteriormente sugiere que los servicios de análisis de suelo deben calibrar sus análisis de acuerdo con la clasificación del suelo (por lo menos un grupo de manejo de suelo) para estimar el estado de los nutrientes de poco movimiento tales como el P y el K. Esto es especialmente importante en lugares en donde las condiciones del subsuelo permiten que las raíces de las plantas crezcan a profundidad en el perfil y extraer los nutrientes de las plantas disponibles que se encuentran ahí. (Tal y como ocurre en el cinturón centro y oeste de Los Estados Unidos de Norteamérica). No sería un factor tan importante en lugares en donde los subsuelos son fuertemente ácidos (como en la mayor parte del este de los Estados Unidos) o calizo (tal y como en el oeste de los Estados Unidos) siendo ambas condiciones que restringen la disponibilidad de muchos nutrientes inherentes presentes.

Además, la mayoría de los suelos en la región del “cinturón del maíz” en E.U.A. que se desarrollaron sobre un manto “loess” grueso son profundos y bien drenados a través de todo el perfil de la raíz. Esto los distingue de los suelos pobremente drenados y suelos poco profundos que se desarrollaron sobre materiales de roca dura con un potencial de enraizamiento limitado. El uso de nutrientes existentes en el subsuelo es muy factible y no adverso para lograr una buena práctica de conservación; más aún puede ser ambientalmente ventajoso.

En regiones de mayor sequía, las reservas de nutrientes móviles en el subsuelo como el N, pueden tener un mayor impacto, aún en suelos irrigados, profundos, bien drenados con una textura de media a fina. Aún un pequeño porcentaje de las raíces en el subsuelo profundo pueden jugar un importante papel en la absorción de nutrientes de un cultivo durante las etapas de crecimiento tardías, especialmente cuando la humedad de la capa de la superficie esta agotada o cuando el nivel del nutriente en la capa superficial no es abundante.


CONSIDERANDO OTRAS NECESIDADES APARTE DE LAS DEL FERTILIZANTE

Una adecuada filosofía sobre el análisis de suelo acepta que otras condiciones además de las de suministro de nutrientes pueden limitar los rendimientos del maíz. Por ejemplo, el análisis efectivo de suelos ácidos en las regiones de mayor humedad confirmará el parecido de las toxicidades del aluminio (Al) y manganeso (Mn) y la cantidad de cal requerida para corregir los problemas. En regiones más secas, los análisis de suelo diagnosticarán los problemas asociados con salinidad y alcalinidad, y prescribirán los tratamientos necesarios para corregirlos. Una respuesta anticipada al fertilizante no ocurrirá hasta que la salinidad, alcalinidad, toxicidad o acidez sean corregidos.



Figura 2. pH promedio. P Bray & Kurtz No. 1 pruebas de valores intercambiables de K para un perfil de 1.85 m. en suelos de Sharpsburgo y Burchard en el este de Nebraska.

Aún cuando no ha sido una importante consideración en el pasado, el análisis de suelo se ha convertido en un instrumento significativo para monitorear la contaminación de nutrientes del medio ambiente. En áreas en donde los niveles de nutrientes se han acumulado en el suelo, existe el potencial para drenar o percolar profundamente para llevar porciones de ese exceso a aguas superficiales y a los mantos acuíferos. Es más, existen casos documentados de N (fertilizante) que contribuye directamente a los niveles excesivos de nitratos en aguas profundas. La eutroficación de aguas superficiales debido a excesos de escurrimiento de N y P es un bien conocido y desagradable fenómeno para el público. Los niveles críticos de nutrientes del suelo pueden ser establecidos, pasando estos niveles es muy posible que la contaminación por nutrientes se lleve a cabo. Monitorear con análisis de suelos requerirá el tomar muestras del perfil de la raíz en busca de nitrógeno en forma nitrato, no sólo en la capa arable. Parece ser normal que el 97 por ciento de la sociedad no involucrada directamente con la producción agrícola demandará dicha vigilancia en el futuro.


LA IMPORTANCIA DE UN PROGRAMA CONTINUO DE ANALISIS DE SUELOS

El productor de maíz necesita seguir un programa regular de análisis de suelo en todas sus parcelas o campos debido a que el estado nutricional de un suelo puede cambiar relativamente rápido dependiendo de las prácticas de cultivo, los rendimientos obtenidos y las condiciones climáticas. Por ejemplo:

· La acidez del suelo se incrementará con el paso del tiempo como resultado de lixiviación pluvial, eliminación de los elementos básicos por el cultivo y la adición de fertilizantes inorgánicos (la mayoría de los cuáles son amoniacales).
· La salinidad del suelo también podría incrementarse en lugares en donde se practica la irrigación, dependiendo de la calidad del agua para irrigar.
· Un nutriente no móvil (como el P) en un suelo que en la actualidad es muy adecuado para altos rendimientos puede convertirse en marginal después de varios años de alta producción.
· De la misma manera, un nutriente fertilizante dado puede acumularse hasta proporciones excesivas en un suelo después de varios años de aplicación, induciendo la deficiencia de otro nutriente con el cuál interactúa (desbalances).


La única manera segura de evitar que éstas condiciones limiten el rendimiento, es llevando un programa continuo de análisis de suelo.

Tal vez se lleve a cabo sin mencionar que la calidad de las recomendaciones de un análisis de suelo puede no ser mejor que la calidad de las muestras de suelo recolectadas. Un importante problema al llevar a cabo el análisis de suelo es el de obtener muestras representativas en donde el fertilizante ha sido aplicado en banda y se ha llevado a cabo una labranza mínima o de conservación.

Es casi seguro que habrá una tendencia de incremento hacia la aplicación de fertilizantes en banda profunda (colocación dual) y en surco para maximizar su uso eficiente conforme los costos de fertilizantes continúan incrementando. También está proyectado que, antes de mucho tiempo, la labranza reducida se practicará en la mayor parte de la tierra arable de muchas regiones agrícolas del país, tanto para reducir los costos de operación en cuánto a energía se refiere y para el control de erosión. Esta combinación de aplicación de fertilizante en banda y de labranza mínima o de conservación pondrá seriamente en peligro los prospectos para la obtención de una muestra de suelo que represente correctamente el nivel en que se encuentran nutrientes de bajo movimiento tales como el P y el K. Se requerirá de un esfuerzo de investigación significativo para detallar las medidas necesarias para vencer éste problema potencial de fertilización en banda.

El cambio del uso del arado tradicional y/o con discos para reducir la labranza, en donde los residuos y los fertilizantes al voleo ya no son incorporados a una profundidad en el suelo, requieren de una modificación mayor en el procedimiento de muestreo de suelos. Un estudio reciente, por ejemplo, encontró que bajo ninguna condición de labranza los primeros 5 centímetros de suelo pueden hacerse mucho más ácidos que el resto de la capa arable superficial. Esto puede significar el colectar los 5 primeros centímetros de la capa superior para realizar una evaluación del pH y del estado nutricional, separando la muestra profunda restante para referencia del movimiento de nutrientes dentro del perfil del suelo. Alternativamente, una labranza periódica de la capa superior cada tres o cuatro años puede ser necesaria para mezclar la capa superficial de biomasa con el resto (el cuerpo) del suelo.


Resumen

En resúmen, el análisis de suelo puede servir como guía indispensable para el manejo efectivo de la fertilidad del suelo que ayudará en la preservación de la productividad del sistema agrícola y en la calidad del ambiente para futuras generaciones. Idealmente, el muestreo de suelo debe abarcar lo más que se pueda de la zona de la raíz para el reflejo de residuos de tratamiento de fertilizantes previos y fertilidad del subsuelo inherente. Información actualizada y detallada sobre la clasificación del suelo, en caso de encontrarse disponible para dicho lugar, puede ayudar en la evaluación del subsuelo para la mayoría de los nutrientes a excepción del N.

Un problema mayor a ser resuelto para el futuro, concierne al procedimiento de muestreo para suelos que han recibido la aplicación de nutrientes fertilizantes de baja movilidad tales como el P y el K. El rápido cambio hacia la labranza reducida por parte de los agricultores confunde aún más la debida obtención de una muestra de suelo representativa que realmente muestre el estado de nutrientes del suelo. Es necesaria la investigación adicional para resolver éstos temas.

Referencias:

Universidad Purdue y la Cooperación del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. Director H.A. Wadsworth, West Lafayette,
R.A. Olson, Universidad de Nebraska; R. D. Voss, Universidad Estatal de Iowa; R.C. Ward, Universidad Estatal de Colorado; y D. A. Whitney, Universidad Estatal de Kansas
J. R. Anderson, Universidad Estatal de Carolina del Norte
R. L. Nielson, Universidad de Purdue
K. E. Frank, Centro Clay, NE
H. F. Reetz, Instituto de la potasa y el Fósforo, Illinois
T. L. Jackson, Universidad Estatal de Oregon
W. I. Segar, Universidad de Georgia
E. J. Kamprath, Universiad Estatal de Carolina del Norte
L. F. Welch, Universidad de Illinois
D. G. Westfall, Universidad Estatal de Colorado
I. Lazcano-Ferrat, Instituto de la Potasa y el Fósforo, México y Norte de Centro América