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Aspectos Básicos del Manejo del Potasio
Dr. Armando Tasistro IPNI-México y América Central [email protected]
Temario • Ciclo del K • Formas y funciones en las plantas • Síntomas de deficiencia • Transporte a raíces • Formas en el suelo • Disponibilidad para plantas • Pérdidas • Fuentes • Extracción/remoción por cultivo
Estiércol Biosólidos Residuos de plantas Fertilizantes K en
la planta
K en solución del suelo
Compuestos y minerales
secundarios
Minerales primarios
Fijación
Liberación
Materia orgánica
Cosecha del cultivo
Escorrentía y erosión
K lixiviado
Ciclo del K
Meteorización
FORMAS Y FUNCIONES EN LAS PLANTAS
Formas
• tomado como K+
• en solución o en cargas negativas de superficies de tejidos
• concentración en tejidos: 0.5 – 6.0 %
PresenterPresentation NotesHavlin et al, (2005) p. 200
Funciones
• relacionadas a concentración iónica de soluciones en células – relaciones hídricas – balance de cargas – presión osmótica
PresenterPresentation NotesHavlin et al, (2005) p. 200
Funciones
• relacionadas a concentración iónica de soluciones en células – relaciones hídricas – balance de cargas – presión osmótica
• balance eléctrico de NO3-
PresenterPresentation NotesHavlin et al, (2005) p. 203
Funciones
• relacionadas a concentración iónica de soluciones en células – relaciones hídricas – balance de cargas – presión osmótica
• fuerza que provoca entrada de agua en raíces
• turgencia • estomas
PresenterPresentation NotesHavlin et al, (2005) p. 203
Fotosíntesis
• ↑ absorción de CO2 • ↑ actividad de RuBP
carboxilasa • ↓ respiración
concentración de K en el tejido (% MS) as
imila
ción
de
CO
2 [m
g/(d
m2.
h)]
MAÍZ
PresenterPresentation NotesHavlin et al, (2005) p. 201
Productos de la fotosíntesis
• síntesis y transporte a órganos reproductivos y de almacenamiento
• conversión en hidratos de carbono, proteínas, aceites
PresenterPresentation NotesHavlin et al, (2005) p. 203
Productos de la fotosíntesis
– síntesis y transporte a órganos reproductivos y de almacenamiento
– conversión en hidratos de carbono, proteínas, aceites • translocación de azúcares
requiere ATP • K necesario para síntesis
de ATP
PresenterPresentation NotesHavlin et al, (2005) p. 203
Productos de la fotosíntesis
• síntesis y transporte a órganos reproductivos y de almacenamiento
• conversión en hidratos de carbono, proteínas, aceites • almidón sintasa: azúcares
→ almidón • efectos en calidad
PresenterPresentation NotesHavlin et al, (2005) p. 203
SÍNTOMAS DE DEFICIENCIA
maíz
soya arroz
café
caña
papa
TRANSPORTE A RAÍCES
K en planta
K en solución
• Flujo de masa – ∼ 10% de requerimientos – importante con
• aplicación de dosis altas de fertilizante potásico
• mayoría del agua tomada por las raíces proviene de la zona fertilizada
• Difusión – ∼ 90% de requerimientos – baja disponibilidad de K+
para los cultivos con suelos secos o fríos
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005) p. 206
raíces de maíz
áreas de donde las raíces toman K+
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005) p. 207
FORMAS EN EL SUELO
K INTERCAMBIABLE
K en la planta
K en solución del suelo
Compuestos y minerales
secundarios
Materia orgánica
K intercambiable
posiciones entre capas
posiciones planares
posiciones margen
K+ (ion deshidratado) K+ (ion hidratado) Ca2+ (ion hidratado)
margen roto
posiciones cuña
capa vermiculita
K+ en solución
capa mica
capa vermiculita
capa vermiculita
capa mica
PresenterPresentation NotesRich, C.I. 1968. Mineralogy of soil potassium. p. 79-108. In V.J. Kilmer, S.E. Younts, and N.C. Brady (Eds.) The role of potassium in agriculture.�ASA, CSSA, SSSA, Madison, WI.
Capacidad amortiguadora del suelo
Habilidad del suelo para reabastecer K+ a la solución del suelo
Diagramas Capacidad/Intensidad (Q/I)
• Relación para un suelo entre K intercambiable (capacidad) y el K en la solución (intensidad)
• El compartimento de K intercambiable es el que abastece a la solución del suelo
• La capacidad amortiguadora del suelo A es mayor que la del suelo B – Al variar el K en
solución entre 1 y 2, el cambio en K intercambiable en el suelo A es mayor que en el suelo B
K en solución K
inte
rcam
biab
le
0 1 2
Capacidad: Intensidad
Proporcional a la CIC • textura • encalado
Concentración de K en la solución del suelo alrededor de raíces de maíz en dos suelos de texturas contrastantes
• K intercambiable inicial • 0.17 cmol/kg (21% arcilla) • 0.37 cmol/kg (4% arcilla)
• Suelos difieren más en K en solución que en K intercambiable
distancia desde raíz (mm)
4% arcilla
21% arcilla
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 208
K NO INTERCAMBIABLE Y MINERAL
K en la planta
K en solución del suelo
Compuestos y minerales
secundarios
Minerales primarios
Fijación
Liberación
Materia orgánica
Meteorización
K no intercambiable
K intercambiable
Transformación de las micas
estructura 2:1
CIC=0; ∼ 10% K
-K + H2O
-K + H2O
Plano de meteorización preferencial
mica con capa meteorizada
cationes hidratados intercambiables
CIC=30-50; 6-8% K
mica con capa y márgenes meteorizados
cationes hidratados intercambiables
cuña
márgenes abiertos
centro
CIC=30-50; 4-6% K CIC=150;
Fijación del K
¿Qué es el Sandwich de Potasio?
El “pan” del sandwich: • Minerales filosilicatos • Dos componentes
estructurales básicos: – Capa de tetrahedros – Capa de octahedros
Estructura de montmorillonita
Cationes intercambiables
PresenterPresentation NotesImagen disponible en: http://pubs.usgs.gov/of/2001/of01-041/htmldocs/clays/smc.htm (verificada feb 24, 2014).
Potasio “Fijado”
K “Fijado”
Estructura de illita/mica hidratada
PresenterPresentation NotesImage available at: http://pubs.usgs.gov/of/2001/of01-041/htmldocs/clays/illite.htm (verificada feb 24, 2014)
El Sandwich de K
Capa mineral
Capa mineral
Potasio en la entrecapa
Cambio en K intercambiable al secar las muestras de suelo
La concentración de K intercambiable puede aumentar o disminuir según:
– mineralogía predominante – concentración de equilibrio de K+
– desviación de la concentración de equilibrio al momento del muestreo
PresenterPresentation NotesHaby et al., 1990
Efecto de la concentración de K intercambiable
K intercambiable en el suelo, muestras húmedas (mg kg-1)
cam
bio
en e
l K in
terc
ambi
able
en
el s
uelo
(mg
kg-1
) al secar las muestras se libera K
al secar las muestras se fija K
concentración de equilibrio
PresenterPresentation NotesHaby et al., 1990
• agrietamiento de bordes de las arcillas
• exposición del K entre las capas
• liberación del K
contenido de agua del suelo (kg kg-1)
K in
terc
ambi
able
en
el s
uelo
(mg
kg-1
)
franco arcilloso
franco limoso
franco limoso
franco limoso
franco
Efectos de la humedad puede variar con textura
PresenterPresentation NotesHaby et al., 1990
FACTORES QUE AFECTAN LA DISPONIBILIDAD PARA PLANTAS
• Minerales arcillosos y CIC • K intercambiable • Agua en el suelo • Temperatura del suelo • Aireación del suelo • pH del suelo
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 211
Minerales arcillosos y CIC
• Vermiculita, montmorillonita, mica con más K que caolinita
• Mayor CIC → mayor capacidad de retención de K+
– no necesariamente más K+ en solución
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 211
K intercambiable
• Indicador de la disponibilidad de K para las plantas
• Estimado por análisis de suelos
K intercambiable determinado por análisis de suelo (ppm)
dosi
s de
ferti
lizan
te p
otás
ico
(kg/
ha)
4 t/ha 6 t/ha
8 t/ha
rendimiento objetivo de la alfalfa
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 211
Agua en el suelo
• Suelo seco limita difusión
conc
entra
ción
de
K e
n re
sina
(meq
x 1
02)
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 212
Temperatura del suelo
• disponibilidad de K • actividad de raíces
concentración de K en la solución (µM)
entra
da d
e K
a ra
íces
de
maí
z (p
mol
K/c
m.s
eg)
8x más raíces 2x más K en tallo
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 212
Aireación del suelo
• Raíces necesitan oxígeno – exceso de agua – compactación
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 212
pH del suelo
• Aluminio intercambiable en suelos ácidos limita raíces
↑ necesidades de K al encalar
• Mayor pH – cargas dependientes del pH – liberación de sitios ocupados por Al+3
• Más Ca (y Mg con cal dolomítica)
PÉRDIDAS DE K
K en la planta
K en solución del suelo
Compuestos y minerales
secundarios
Minerales primarios
Fijación
Liberación
Materia orgánica
Escorrentía y erosión
K lixiviado
Ciclo del K
Meteorización
Lixiviación
• suelos arenosos – trópico húmedo – riego
• KCl > K2SO4 • Baja saturación de bases > alta
saturación de bases
Erosión y escorrentía
• Mayor pérdida de K intercambiable
FUENTES DE K
Estiércol Biosólidos Residuos de plantas Fertilizantes K en
la planta
K en solución del suelo
Compuestos y minerales
secundarios
Minerales primarios
Fijación
Liberación
Materia orgánica
K lixiviado
Ciclo del K
Meteorización
Fuentes orgánicas
• Estiércol – K+
– 0.2 – 2.0% base seca (2-20 kg K/t)
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 215
Fuentes inorgánicas
• Contenido de potasio en K2O – %K = %K2O x 0.83 – %K2O = %K x 1.2
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 215
Principales fuentes inorgánicas de potasio
fuente N P2O5 K2O Mg S
(%)
cloruro de potasio 60-62
sulfato de potasio 50 17
sulfato de potasio y magnesio 22 11 22
nitrato de potasio 13 44
fosfato monopotásico 52 34
tiosulfato de potasio 25 17
PresenterPresentation Noteshttp://www.ipni.net/publication/nutrifacts-na.nsf/0/B0F17B6AA885626185257CC80058C19D/$FILE/NutriFacts-NA-3.pdf
Cloruro de potasio (KCl)
• altamente soluble • eficacia no
depende del color
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 215
Sulfato de potasio (K2SO4)
• aporta S • alternativa en
cultivos sensibles al Cl-
• 1/3 de solubilidad del KCl
alph
ache
mic
als.
com
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 215http://www.ipni.net/publication/nss.nsf/0/ADD4AB8BDFABE40C852579AF007505D6/$FILE/NSS-05%20Potassium%20Sulfate.pdf
http://alphachemicals.com/potassium_sulfate__sop_
Sulfato de potasio y magnesio (K2SO4, MgSO4)
• aporta Mg y S • pH 7
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 215http://www.ipni.net/publication/nss.nsf/0/598016C0780C1B49852579AF007541F7/$FILE/NSS-06%20Langbeinite.pdf
Nitrato de potasio (KNO3)
• aporta N • alta solubilidad • disponibilidad
inmediata de N y K • cultivos con alto
valor
PresenterPresentation Noteshttp://www.ipni.net/publication/nss.nsf/0/C1D7F29F6ABC2C31852579AF00763882/$FILE/NSS-11%20Potassium%20Nitrate.pdf
Fosfato monopotásico
• alto contenido de nutrientes • bajo índice salino • fertilizantes líquidos
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 217
Tiosulfato de potasio
• fertilizantes líquidos • aplicaciones foliares
PresenterPresentation NotesHavlin et al. (2005), p. 217
Estiércol Biosólidos Residuos de plantas Fertilizantes K en
la planta
K en solución del suelo
Compuestos y minerales
secundarios
Minerales primarios
Fijación
Liberación
Materia orgánica
Cosecha del cultivo
Escorrentía y erosión
K lixiviado
Ciclo del K
Meteorización
EXTRACCIÓN Y REMOCIÓN DE K
Extracción
• Cantidad total de K extraída en la biomasa aérea de un cultivo (incluyendo partes cosechables) a determinado nivel de rendimiento
• Madurez fisiológica o etapa de máxima acumulación
Extracción de K
Cultivo kg K2O/t alfalfa 25 maíz 25 papa 12
caña de azúcar 2.1 trigo 26
tomates 3.8
PresenterPresentation Noteshttp://www.ipni.net/article/IPNI-3296
Remoción
• Cantidad de K removida en los productos cosechados
Remoción de K
Cultivo kg K2O/t alfalfa 25
maíz (grano) 4.5 papa (tubérculos) 6.5
caña de azúcar 1.8 trigo (grano) 5.5
tomates 2.9
PresenterPresentation Noteshttp://www.ipni.net/article/IPNI-3296
¡Gracias!
Aspectos Básicos del Manejo del PotasioTemarioSlide Number 3formas y Funciones en las plantasFormasFuncionesFuncionesFuncionesFotosíntesisProductos de la fotosíntesisProductos de la fotosíntesisProductos de la fotosíntesisSlide Number 13síntomas de deficienciaSlide Number 15transporte a raícesSlide Number 17Slide Number 18Slide Number 19formas en el suelok intercambiableSlide Number 22Slide Number 23Capacidad amortiguadora del sueloDiagramas Capacidad/Intensidad (Q/I)Slide Number 26Capacidad: IntensidadConcentración de K en la solución del suelo alrededor de raíces de maíz en dos suelos de texturas contrastantesk no intercambiable y mineralSlide Number 30Transformación de las micasFijación del K¿Qué es el Sandwich de Potasio? Potasio “Fijado”El Sandwich de K Cambio en K intercambiable al secar las muestras de sueloEfecto de la concentración de K intercambiableEfectos de la humedad puede variar con texturaFactores que afectan la disponibilidad para plantasSlide Number 40Minerales arcillosos y CICK intercambiableAgua en el sueloTemperatura del sueloAireación del suelopH del suelo necesidades de K al encalarpÉrdidas de KSlide Number 49LixiviaciónErosión y escorrentíaFuentes de KSlide Number 53Fuentes orgánicasFuentes inorgánicasPrincipales fuentes inorgánicas de potasioCloruro de potasio (KCl)Sulfato de potasio (K2SO4)Sulfato de potasio y magnesio (K2SO4, MgSO4)Nitrato de potasio (KNO3)Fosfato monopotásicoTiosulfato de potasioSlide Number 63extracción y remoción de kExtracciónExtracción de KRemociónRemoción de KSlide Number 69