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El fósforo en sistemas agrícolas
Gerardo Rubio
Universidad de Buenos Aires – INBA CONICET
Argentina
¿Qué herramientas poseemos para saber si a nuestro suelo le falta fósforo?
20
40
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100
0 5 10 15 20 25
P Bray (mg/kg)
Re
ndi
mie
nto
Ma
xim
o (
%)
Soja-Girasol (9-12) Maíz (15-20)
Trigo (15-20)
Alfalfa (20-25)
Rendimiento de los cultivos en función del fósforo en el suelo. Las líneas perpendiculares al eje x indican los umbrales críticos de respuesta
Claves en el tratamiento del P en sistemas agrícolas:El ciclo del P es muy simple pero …. el fertilizante es muy caro!
NO3
Ca, Al, Fe
El fósforo es retenido por el suelo, el nitrógeno no
1 mm
++
++
+ +
++
++
+++
+
++
++
++
+ +
+ arcillas, MO
+ +
++
++
++++
++++
++
PO4
desorción
P soluciónHPO4
2 , H2PO4-
P inorgánico P orgánico
P orgánico lábil
P orgánico
resistente
P adsorbido P precipitado
(Ca, Fe, Al)
Minerales primariosP ocluido
adsorción precipitaciónsolubilizacion
inmovilización
mineralización
LAB
ILID
AD
LAB
ILID
AD
P Bray
Como se encuentra el fósforo en el suelo?
Como computamos el balance neto de P?
Balance (+) = Crédito para siguientes cultivos
Balance (-) = Disminución del P Bray
Balance neto = P exportado en grano – P aplicado como fertilizante
¿Cuánto P exportamos con el grano?
y = 0.0055x
n = 130, R2 = 0.710
5
10
15
20
25
30
0 1000 2000 3000 4000 5000
Rendimiento (kg ha-1)
P e
xpo
rta
do
en
el g
ran
o (
kg h
a-1)
Ciampitti, Garcia 2007
Nutrientekg de nutriente / tonelada de cultivo*
Trigo Maíz Soja Girasol Sorgo Cebada
Nitrógeno 18 13 49 22 17 13
Fósforo 3.3 2.6 5.3 5.8 3.0 3.0
Potasio 3.3 3.5 17 5.6 3.0 4.0
Calcio 0.4 0.2 2.7 1.3 1.0 -
Magnesio 2.3 1.3 3.2 2.7 1.0 1.0
Azufre 1.3 1.2 2.5 1.7 2.0 2.0
y = -0.40x + 814.30R
2
= 0.42
0
5
10
15
20
25
30
35
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
P B
ray
(pp
m)
P Bray en suelos del oeste de la región pampeana
Díaz-Zorita, Duarte & Asoc. (2005)
n=1847
¿Cuánto baja la disponibilidad en el suelo si no fertilizamos lo suficiente?
PBray: cae 1 ppm por cada 9.8 kg P de balance negativo9 de Julio (L. Ventimiglia)
Fernandez Lopez & Ferraris, 2007
0
10
20
30
40
50ControlFertilizado con P
0,37*Bal
0,018*Bal
P B
ray-
1 (m
g P
kg
-1)
Balance Acumulado de P (kg P ha-1)
Es posible recuperar los niveles de P de suelo mediante balances netos positivos
Red CREA Sur Santa Fe Rotaciones T/S-M y S-T/S-MDosis: 37 kg P/ha año
Arcilla: 8-20% (Ciampitti, Garcia, Piccone, Rubio 2009)
Suelos <20 ppmBray-1
-55 kg 1 ppm+ 2.7 kg 1 ppm
-200 -150 -100 -50 0 50 1000
10
20
30
40
50
60
70
80
0,19*Bal
0,006*Bal
P B
ray-
1 (m
g P
kg
-1)
Balance Acumulado de P (kg P ha-1)
Suelos > 40 ppm
Bray-1
-5 kg 1 ppm
Red CREA Sur Santa Fe Rotaciones T/S-M y S-T/S-M (Ciampitti, Garcia, Piccone, Rubio 2009)
Suelos con alto P pueden ser insensibles a balances netos positivos
Los umbrales críticos son relativamente constantes para cada cultivo y diferentes zonas de la Región
Pampeana
Soja. Gutiérrez Boem et al., 2006
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40
PBray 1 (mgP kg-1, 0-20 cm)
Ren
dim
ient
o re
lativ
o (%
)
Red 1
Red 2
RR1 = 100 (1 - e (-0.1537 (P+7.00))
RR2 = 100 (1 - e (-0.1636 (P+5.96))R2 = 0.70
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40
PBray 1 (mgP kg-1, 0-20 cm)R
endi
mie
nto
rela
tivo
(%)
Red 1
Red 2RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69)), R2 = 0.70
Red 1: Fertilizar (Bs As, Santa Fé)Red 2: Sudeste BA (Calviño et al.)
TestigoRR (%) = x 100
Fertilizado
Los umbrales críticos de P Bray son la herramienta básica para diagnosticar la fertilidad fosforada
60
70
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90
100
0 10 20 30 40
PBray1 (mgP kg-1, 0-20 cm)
Re
nd
imie
nto
re
lativ
o (
%) Red 1
Red 2
RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))
R2 = 0.70
8 12.4
60
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0 10 20 30 40
PBray1 (mgP kg-1, 0-20 cm)
Re
nd
imie
nto
re
lativ
o (
%) Red 1
Red 2
RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))
R2 = 0.70
8 12.4
60
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0 10 20 30 40
PBray1 (mgP kg-1, 0-20 cm)
Re
nd
imie
nto
re
lativ
o (
%) Red 1
Red 2
RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))
R2 = 0.70
8 12.4
60
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90
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0 10 20 30 40
PBray1 (mgP kg-1, 0-20 cm)
Re
nd
imie
nto
re
lativ
o (
%) Red 1
Red 2
RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))
R2 = 0.70
8 12.4
P disponible
Rendim
iento
(kg
ha
-1)
Rendim
iento
rela
tivo (
%)
P disponible
• Mayor crecimiento radical implica mayor capacidad de absorber P disponible
• Para sostener mayores crecimientos (rendimientos y requerimientos) no se necesitan mayores concentraciones de P disponible en el suelo (el umbral crítico es relativamente constante)
Los umbrales críticos son relativamente independientes del rendimiento
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 50 100 150 200
Agua disponible (mm)
Ren
dim
ient
o (k
g ha
-1)
y = 3527 (1-e-0.030x), r2=0.76
y = 3020 (1-e-0.028x), r2=0.96
Rendimiento de soja fertilizada con 24 kg P ha-1 y no fertilizada en función de agua disponible en febrero. Sitios de la red con menos de 8 ppm de fósforo disponible (Calviño y Redolatti, 2004).
Los umbrales críticos son relativamente constantes para cada cultivo
600 kg/ha
450 kg/ha
¿Qué estrategia de fertilización fosforada sigo?
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P Bray (mg/kg)
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Ma
xim
o (
%) Soja-Girasol (9-12) Maíz (15-20)
Trigo (15-20)
Alfalfa (20-25)
Rendimiento de los cultivos en función del fósforo en el suelo. Las líneas perpendiculares al eje x indican los umbrales críticos de respuesta
60
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0 10 20 30 40
PBray1 (mgP kg-1, 0-20 cm)
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o (
%) Red 1
Red 2
RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))
R2 = 0.70
8 12
TestigoRR (%) = x 100
Fertilizado
Fertilización en soja
Cada barra es el promedio de 5 a 7 ensayos
¿Cuál es la eficiencia de la fertilización en soja?
Echeverría et al., 2002Calviño & Redolatti, 2004Reelaborados por Gutierrez Boem
0
100
200
300
400
500
600
700
Disponibilidad de fósforo
Res
pues
ta (
kg/h
a)
12 kgP/ha
20 kgP/ha
24 kgP/ha
12 kgP/ha 428 208
20 kgP/ha 572 230
24 kgP/ha 513 232
0-8 ppm 8-12 ppm
Respuesta a la fertilización (kg/ha)
Resultado de la fertilización con P (u$s /ha)
Dosis de P aplicada (kgP/ha)
Disponibilidad de P
0-8 ppm 8-12 ppm
12 (36) 428 (71) 208 (16)
20 (60) 572 (83) 230 (-2)
24 (72) 513 (56) 231 (-15)
¿Cuál es la eficiencia de la fertilización en soja?
Eficiencia media de la fertilización
(kg grano / kg P aplicado)
Dosis de P aplicada (kgP/ha)
(Costo en U$S)
Disponibilidad de P
0-8 ppm 8-12 ppm
12 (36) 35.6 17.3
20 (60) 28.6 11.5
24 (72) 21.3 9.6
Echeverría et al., 2002Calviño & Redolatti, 2004Reelaborados por Gutierrez Boem
Precios x kg (u$s):
P: 3 Soja: 0.25Trigo: 0.15Maiz: 0,13
grano grano
P P
Respuesta kg hakgEficiencia media =
kg Dosis kg ha
grano P
P grano
kg Precio insumo $ kg Relación de precios =
kg Precio producto $ kg
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25Dosis de fósforo (kgP/ha)
Efi
cie
nc
ia m
arg
ina
l (k
g g
ran
o /k
g P
)
Echeverría et al., 2002; Calviño y Redolatti, 2004, reelaborados por G Boem 2008
Cada punto es el promedio de 5 a 7 ensayos
Dosis óptima económica
RP=12 kgsoja/kgP
La eficiencia marginal cae a mayor dosis:
─── Ef (0-8ppm) = 52.5 – 2.524 P (16.2 kgP)─── Ef (8-12ppm) = 24.2 – 1.234 P (9.8 kgP)
Eficiencia marginal: es el aumento de rendimiento por kg de P adicional (la pendiente de la curva de respuesta)
Dosis óptima económica:eficiencia marginal = relación de precios
0
100
200
300
400
500
600
700
0 10 20 30
Dosis de fósforo (kgP / ha)
Res
pues
ta (
kg /
ha)
0-8 ppm
8-12 ppmy=52.5x-1.262x2, n=17, r2=0.31y=24.2x-0.617x2, n=19, r2=0.08
Precios x kg (u$s):P: 3 Soja: 0.25Trigo: 0.15Maiz: 0,13
El requerimiento de fertilizante nitrogenado es altamente dependiente del rendimiento, por lo tanto
también depende del nivel de P del suelo
Calviño , Echeverría y Redolatti, 2002
Los modelos de N disponible asumen optima disponibilidad de P
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0 5 10 15 20 25P Bray (mg/kg)
Ren
dim
ient
o M
axim
o (%
)
Maíz (16)
Respuesta de maíz al agregado de fósforo
7 ppm
Cuanto fósforo debo agregar para incrementar 1 ppm de P Bray en el suelo?
9 ppm
¿Qué herramientas poseemos para determinar la dosis de P?
Metodología¿Qué herramientas poseemos para determinar la dosis de P?
Rubio et al. 2008
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0 10 20 30 40
Arcilla (%)
b
N
S
b = 0.51942 - 0.004 Arc + 0.15098 Zona
r2: 0.568
b = 0.4536 – 0.00344Arc + 0.00356PBray1 + 0.162 Zona
Zona=1 Norte; 0= SurR2 = 0.652
Norte: b = 0.58Sur: b = 0.41
ABCH
SACA
LN
CN JN
CT
SL
OL
CG
AM
TECOVT
SO
VM
RN
PI
OV
SN
TR
AZ
LBSCBB
JU
LA
VI
TA
100 km
Southern Pampa
Flooding Pampa
Northern PampaEX
ABCH
SACA
LN
CN JN
CT
SL
OL
CG
AM
TECOVT
SO
VM
RN
PI
OV
SN
TR
AZ
LBSCBB
JU
LA
VI
TA
100 km
Southern Pampa
Flooding Pampa
Northern PampaEX
Cuantos kg P/ha se necesitan para elevar P Bray en 1 ppm?
¿Qué herramientas poseemos para determinar la dosis de P?
Rubio et al.2008
Norte: b = 0.58 → 4.2 kg P ha-1Sur: b = 0.41 → 5.8 kg P ha-1
Dosis p incrementar 1 ppm (kg P ha-1)= {0.1 x Dap (t /m3) x Prof (cm)}/ Coef b
Dosis (kg P ha-1)= 2.4 / Coef b(considerando D. aparente 1.2 t /m3 y profundidad 0-20 cm)
C Tejedor (15 ppm Pb): b = 0.74 → 3.2 kg P ha-1C Tejedor (10 ppm Pb): b = 0.67 → 3.6 kg P ha-1Si debo subir 7 ppm: 22 y 26 kg P/ha
ABCH
SACA
LN
CN JN
CT
SL
OL
CG
AM
TECOVT
SO
VM
RN
PI
OV
SN
TR
AZ
LBSCBB
JU
LA
VI
TA
100 km
Southern Pampa
Flooding Pampa
Northern PampaEX
ABCH
SACA
LN
CN JN
CT
SL
OL
CG
AM
TECOVT
SO
VM
RN
PI
OV
SN
TR
AZ
LBSCBB
JU
LA
VI
TA
100 km
Southern Pampa
Flooding Pampa
Northern PampaEX
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40
PBray1 (mgP kg-1, 0-20 cm)
Re
nd
imie
nto
re
lativ
o (
%) Red 1
Red 2
RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))
R2 = 0.70
8 12
TestigoRR (%) = x 100
Fertilizado
Muestreo de suelo, factor clave en el diagnóstico del P
enero 199925 de Mayo(Buenos Aires)
Muestreo de suelo, factor clave en el diagnóstico del P
1: distinguir áreas heterogéneas
12
3
b: profundidad:
2: como muestreo?
a: evitar sitios calientes en P
5 ppm P Bray
81 ppm10 ppmexactamente 0-20 cm (en SD también!)
Muestreo de suelo, factor clave en el diagnóstico del P
60
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80
90
100
0 10 20 30 40
PBray1 (mgP kg-1, 0-20 cm)
Re
nd
imie
nto
re
lativ
o (
%) Red 1
Red 2
RR = 100 (1 - e (-0.1562 (P + 6.69))
R2 = 0.70
40
30
20
10
PBray1 mgP kg-1
5 10 20 30
Pro
fund
idad
(cm
) 0-10 cm= 11 ppm
0-20 cm= 7.5 ppm
0-25 cm= 5 ppm
Muestreo de suelo, factor clave en el diagnóstico del P
c: 1 muestra por área homogénea compuesta de submuestras:
i) al azar: 25-30
ii) dirigidas (suelos fertilizados antes)
líneas a 70 cm: 1 en el surco c/20 en entresurco
líneas a 52 cm: 1 en surco c/14 en entresurco
líneas a 30 cm: 1 en surco c/8 en entresurco
Methods for P Analysis, J.L. Kovar and G.M. Pierzynski (eds) 2009
Muestreo de suelo, factor clave en el diagnóstico del P
Fertilización con P en campo propio con rotación clásica T/S – M – S 8 a 12 ppm P Bray
Casos habituales
Rinde qq/ha Exp kg P/ha
Descenso ppm Bray
Ascenso ppm Bray (18 kg P)
Trigo 50 3.3x5=16.5 0.018x16.5=0.3 0.37x1.5=0.5
Soja 2da 22 2.2x5,3=11.7 0.21 2.3
Maiz 100 10x2.6=26 0.48
Soja 1ra 35 3.5x5.3=18.5 0.33
Eficiencia de la fertilización P para 10 ppm P38 kg trigo /kg P (Garcia)
C Tejedor: 3.6 kg fert P cada 1 ppm Bray10 ppm a 15 ppm= 18 kg P (54 dol/ ha) Respuesta a 18 kg P = 684 kg trigo (102 dol)
Beneficio: 48.6 dol / ha
Respuesta P = -29.1 ln(P Bray) + 104.4R² = 0.477; n = 53
-20
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30 40 50 60
Resp
uest
a a
P (k
g tr
igo/
kg P
)
P Bray (mg/kg)
Eficiencia fertilización P trigo58 ensayos región Pampeana
Casos habituales
Campo alquiladocon rotación clásica S – S – S - T/S con rindes 30 - 40/186 ppm P Bray
Respuesta a la fertilización (kg/ha)
Resultado de la fertilización con P (u$s /ha)
Dosis de P aplicada (kgP/ha)
Disponibilidad de P
0-8 ppm 8-12 ppm
12 (36) 428 (71) 208 (16)
20 (60) 572 (83) 230 (-2)
24 (72) 513 (56) 231 (-15)
Entonces …..
El ciclo del P es relativamente simple pero el fertilizante es caro
Si se trabaja con balances negativos de P, los margenes brutos son “falsos”
Existen herramientas para planificar la fertilización P desarrolladas localmente
Los umbrales críticos son bastante constantes ….
El muestreo es la base del diagnóstico
Ciampitti et al., 2006
En el caso de soja, las dosis máximas para una merma de plantas del 20% oscilan entre 4 y 8 kg P ha-1 pero una soja de 3 ton ha-1, exporta 16.2 kg P ha-1.
El caso de fertilizar en la línea de siembra
Adaptado de Mallarino, 2007
Ren
dim
ien
to R
elat
ivo
(%
)
Muy Bajo Bajo Optimo Alto Muy Alto
100
50
Alta Casi NulaBaja
Rec
om
end
ació
nP
ara
Man
ten
imie
nto
Nivel de P en el Suelo (Bray-1 o Mehlich-3, ppm)
Media
Probabilidad de Respuesta
Arrendamiento y baja inversión de capital
Propietario y alta inversión de capital
Beneficio Económico
Tecnología de la FertilizaciónFertilización Profunda - Sur de Bs.As.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Tres Arroyos Copetonas
Re
nd
imie
nto
(kg
/ha)
Testigo
P12 Convencional
P22 Convencional
P12 Profundo
P22 Profundo
Valetti y Migasso, 1983
P 10.4 ppm P 5.1 ppm
Diagnostico de P en trigoDiagnostico de P en trigo53 ensayos en Argentina - 1998 a 200753 ensayos en Argentina - 1998 a 2007
Respuesta P = -29.1 ln(P Bray) + 104.4R² = 0.477; n = 53
-20
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30 40 50 60
Resp
uest
a a
P (k
g tr
igo/
kg P
)
P Bray (mg/kg)
• Para relaciones trigo/nutriente de 17 a 26 kg de trigo por kg de P, los niveles críticos de P Bray se ubican entre 15 y 20 ppm.
suelo
exportación
fertilizantes
............
................
Pero el fósforo no se va del sistema, el nitrógeno si
lluvia
erosión
lixiviación
Pérdidas (o entradas) gaseosas