pH Edáfico y rendimiento de cultivos estivales en la Región Pampeana
Publicado el: 11/09/2012
Fuente: Engormix
Autor: Guillermina Perez Habiaga (EEA ANGUIL, CONICET – INTA); Daniel Eduardo Buschiazzo (INTA ANGUIL, Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional de La Pampa y CONICET); y Martín Díaz Zorita (CONICET-INBA y Novozymes BioAg S.A.). Argentina
Resumen
La acidificación de suelos aparenta ser un proceso de cierta magnitud en la región Pampeana, posiblemente por efecto del mayor uso de fertilizantes de reacción ácida en sistemas agrícolas que involucran baja reposición de bases. Poco se sabe acerca de los efectos que este proceso tiene sobre el rendimiento de los cultivos en suelos de esta región. Por esta razón, el objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del pH del suelo sobre la producción de materia seca y la longitud de raíces de soja (Glycine max) y de maíz (Zea mays), dos de los cultivos más frecuentes en la región. Se realizó un ensayo en invernáculo utilizando tres suelos representativos de la región pampeana: un Argiudol Típico, un Hapludol Típico y un Haplustol Entico. Cada suelo fue acidificado artificialmente, agregando cantidades de HCl suficientes como para producir tres niveles de acidificación: a) situación original (T), b) baja acidificación (AB, pH = 5) y c) media acidificación (AM, pH = 4). Los resultados indican que el pH del suelo afectó la producción de biomasa aérea de ambos cultivos, pero la soja fue más sensible. El crecimiento de raíces resultó afectado en forma similar en los dos cultivos. Se puede concluir que la acidificación afecta en forma similar el crecimiento aéreo y radicular del maíz, pero inhibe más el crecimiento aéreo que el radicular de la soja. Posiblemente, esto se produce por una menor nodulación de las raíces de este cultivo, lo que disminuiría la nutrición nitrogenada de la leguminosa.
PALABRAS CLAVE Acidificación del suelo; maíz-soja; Molisoles.
La acidificación de suelos aparenta ser un proceso de cierta magnitud en la región Pampeana, posiblemente por efecto del mayor uso de fertilizantes de reacción ácida en sistemas agrícolas que involucran baja reposición de bases. Poco se sabe acerca de los efectos que este proceso tiene sobre el rendimiento de los cultivos en suelos de esta región. Por esta razón, el objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del pH del suelo sobre la producción de materia seca y la longitud de raíces de soja (Glycine max) y de maíz (Zea mays), dos de los cultivos más frecuentes en la región. Se realizó un ensayo en invernáculo utilizando tres suelos representativos de la región pampeana: un Argiudol Típico, un Hapludol Típico y un Haplustol Entico. Cada suelo fue acidificado artificialmente, agregando cantidades de HCl suficientes como para producir tres niveles de acidificación: a) situación original (T), b) baja acidificación (AB, pH = 5) y c) media acidificación (AM, pH = 4). Los resultados indican que el pH del suelo afectó la producción de biomasa aérea de ambos cultivos, pero la soja fue más sensible. El crecimiento de raíces resultó afectado en forma similar en los dos cultivos. Se puede concluir que la acidificación afecta en forma similar el crecimiento aéreo y radicular del maíz, pero inhibe más el crecimiento aéreo que el radicular de la soja. Posiblemente, esto se produce por una menor nodulación de las raíces de este cultivo, lo que disminuiría la nutrición nitrogenada de la leguminosa.PALABRAS CLAVE Acidificación del suelo; maíz-soja; Molisoles.
INTRODUCCIÓN
La agricultura intensiva, extractiva y con baja reposición de bases, combinada con el incremento del uso defertilizantes de reacción ácida, ha agudizado y acelerado la manifestación del fenómeno de acidificación de suelos (Sadzawka & Campillo, 1993, Iturri et al., 2010). La acidificación del suelo, en un amplio sentido, puede considerarse como la sumatoria de los procesos naturales (edáficos, climáticos y biológicos) y antropogénicos que disminuyen el pH de un suelo.Los fertilizantes más usados en la región pampeana son los nitrogenados, en particular, los amoniacales, que afectan tanto el pH del suelo como la pérdida de cationes básicos. Parte del NH4+ liberado por los fertilizantes amoniacales, es absorbido por las plantas, el resto se transforma en NO3- por la oxidación biológica durante la nitrificación. Como resultado de este proceso biológico se liberan iones H+ que acidifican el suelo, que son los responsables de la disminución del pH que se observa luego del uso continuado de fertilizantes amoniacales (Peyrelongue y Sadzawka, 1993). Trabajos realizados en esta región mencionan que 10 % de los lotes agrícolas presentan pHs menores a 5,8; 25 % poseen pHs entre 5,8 y 6,2 y 30 % entre 6,2 y 6,5 (Melgar et al., 2003). Particularmente, los suelos de las zonas húmedas tienen una tendencia natural a incrementar su acidez (variación frecuente de pH 5 a 7) debido a que a los procesos de lixiviación de bases se adicionan la extracción por los cultivos y en algunos casos la erosión (Boschetti et al., 2003). Sin embargo, Parisi (1989) señala que los suelos de regiones húmedas presentan una capacidad amortiguadora mas elevada que aquellos de regiones semiáridas, debido a su mayor capacidad de intercambio catiónico y grado de saturación de bases.
Entre las consecuencias más importantes de la acidificación de los suelos se encuentran la pérdida de cationes básicos (magnesio, potasio y sodio) y la acumulación de cationes ácidos (hidrogeno, aluminio y manganeso, entre otros). La acidez de los suelos limita el crecimiento de las plantas debido a una combinación de factores que incluyen la toxicidad del aluminio, hierro, hidrógeno y manganeso y la deficiencia de nutrientes esenciales, especialmente calcio, magnesio, fósforo y molibdeno. El principal efecto de la disminución del pH edáfico sobre los cultivos es la restricción del desarrollo radicular por la cual las raíces reducen el volumen de suelo que pueden explorar y se tornan ineficientes para absorber nutrientes y agua, generando así deficiencias nutricionales en los cultivos. En algunos casos la acidificación también inhibe los procesos microbianos que suministran nutrientes a las plantas (Sadzawka y Campillo, 1993).
Distintas especies y variedades vegetales muestran diferente susceptibilidad frente a distintos niveles de pH. Así, por ejemplo, las leguminosas que reciben nitrógeno desde la fijación simbiótica son más sensibles que las que reciben nitrógeno inorgánico por fertilización (Gallardo y Borie, 1999). Por otra parte, en el caso de especies gramíneas se ha estudiado que la reducción de la división celular de la raíz, y por consiguiente su crecimiento, es el proceso fisiológico que primero se afecta a bajo valores de pH.
Teniendo en cuenta los antecedentes citados anteriormente, el objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del pH del suelo sobre la producción de materia seca y la longitud de raíces de soja (Glycine max) y maíz (Zea mays), dos de los cultivos más frecuentes en la región, en suelos representativos de la región pampeana, bajo condiciones hídricas no limitantes.
MATERIALES Y MÉTODOS
Para desarrollar este trabajo se utilizaron tres suelos representativos de tres ambientes climática y edáficamente diferentes de la región pampeana: un Haplustol Entico de la región semiárida, un Hapludol Típico de la región subhúmeda y un Argiudol Típico de la región húmeda. Se extrajeron muestras de los horizontes A de cada suelo y se desarrollaron ensayos en macetas de 5 L de capacidad en invernáculo. En un diseño completamente aleatorizado y con nueve repeticiones, se implementaron los siguientes tratamientos: a) Testigo (T): la situación actual de cada suelo, b) Nivel bajo de acidificación (AB): pH 4, y c) Nivel medio de acidificación (AM) pH 5. Los pH actuales simulados (relación suelo:agua 1:2.5) se alcanzaron agregando las cantidades necesarias de HCl al 20 % en cada caso (Tabla 1).
En cada tratamiento se sembraron maíz y soja, a razón de 2 plantas maceta-1. Durante el ensayo, los suelos se mantuvieron a 70 % de la capacidad de campo mediante riego con agua destilada. El pH del agua destilada para riego se midió diariamente para evitar el aporte de protones. Estos valores
oscilaron entre 6,5 y 7,2. Los cultivos se desarrollaron hasta lograr 6 hojas expandidas en el tratamiento testigo.
A la cosecha, se separó la parte aérea de la parte radical. La parte aérea, previamente pesada en fresco, se colocó en estufa hasta peso constante y se pesó luego el peso seco (MS). Las raíces se limpiaron con agua destilada y se midió su longitud.
Se tomaron muestras de suelo de cada maceta, se secaron al aire, se tamizaron por 2 mm y se les determinó pH actual (relación suelo:agua 1:2,5) y pH potencial (relación 1:2 en solución de CaCl2), la medición se realizó con un termopeachímetro digital Altronix (TPXIII).
La relación entre el pH y los componentes de rendimiento se analizaron por medio de regresiones lineales simples. Las rectas fueron comparadas mediante ANCOVA.
oscilaron entre 6,5 y 7,2. Los cultivos se desarrollaron hasta lograr 6 hojas expandidas en el tratamiento testigo.
A la cosecha, se separó la parte aérea de la parte radical. La parte aérea, previamente pesada en fresco, se colocó en estufa hasta peso constante y se pesó luego el peso seco (MS). Las raíces se limpiaron con agua destilada y se midió su longitud.
Se tomaron muestras de suelo de cada maceta, se secaron al aire, se tamizaron por 2 mm y se les determinó pH actual (relación suelo:agua 1:2,5) y pH potencial (relación 1:2 en solución de CaCl2), la medición se realizó con un termopeachímetro digital Altronix (TPXIII).
La relación entre el pH y los componentes de rendimiento se analizaron por medio de regresiones lineales simples. Las rectas fueron comparadas mediante ANCOVA.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La figura 1 muestra que la producción de materia seca de biomasa aérea (MS) de maíz fue altamente dependiente del valor de pH en todos los suelos (p < 0,01). No obstante, la mejor explicación de la variación de MS aérea de maíz se produjo en el Argiudol Típico (R2 = 0,88), lo que indica que el crecimiento de este cultivo es sensible a los efectos de pH aún en suelos con alta capacidad “buffer”. Relaciones similares fueron encontradas para soja, la que resultó también altamente sensible al pH del suelo en los 3 sitios de estudio (p ≤ 0,01). La mejor explicación de la variación del rendimiento de MS de este cultivo se produjo en el Haplustol Entico (R2 = 0,97), el suelo con menor poder amortiguador. Frente a cambios en los valores de pH, la soja fue más sensible que maíz, lo que queda de manifiesto por la mayor pendiente de la relación entre rendimiento de MS y pH, en los tres suelos.
El rendimiento de MS de ambos cultivos resulto ser más sensible a los cambios de pH en el Argiudol Típico que en los otros dos suelos. Esto queda reflejado por la mayor pendiente de las correlaciones MS vs pH obtenidas en este suelo.
El rendimiento de MS de ambos cultivos resulto ser más sensible a los cambios de pH en el Argiudol Típico que en los otros dos suelos. Esto queda reflejado por la mayor pendiente de las correlaciones MS vs pH obtenidas en este suelo.
La figura 2 muestra que la longitud de raíces (LR) de ambos cultivos fue altamente condicionada por el pH edáfico en el Argiudol Típico y en el Hapludol Típico (p ≤ 0,01), mientras que en el Haplustol Entico la relación fue solamente significativa (p = 0,05). El crecimiento de la raíz mostró un comportamiento similar para los dos cultivos [pendientes estadísticamente similares de maíz y soja: Argiudol Típico (p > 0,90); Hapludol Típico (p > 0,10) y Haplustol Entico (p > 0,30)] en todos los sitios, lo cual indica que el pH afecta en forma similar el crecimiento radicular de ambos cultivos, en todos los suelos. En ningún caso se detectaron necrosis o crecimientos anómalos de las raíces de ambos cultivos sugiriendo que los efectos negativos de la acidificación de los suelos sobre el crecimiento de las plantas no se explicarían mayormente por la generación de toxicidades.
La mayor incidencia del pH sobre la biomasa aérea que sobre la raíz de soja, indicaría que se afectarían más procesos fisiológicos que regulan el crecimiento de la parte aérea y no tanto el crecimiento radicular. Es conocido que uno de los primeros efectos de la acidificación del suelo se produce sobre la nodulación de las raíces de soja por parte de bacterias fijadoras de N (Gallardo y Borie, 1999). Posiblemente, la mayor incidencia sobre el rendimiento de biomasa de la soja que sobre la de maíz se deba a un suministro limitado de nitrógeno hacia la parte aérea de soja, al inhibirse la fijación biológica.
La mayor incidencia del pH sobre la biomasa aérea que sobre la raíz de soja, indicaría que se afectarían más procesos fisiológicos que regulan el crecimiento de la parte aérea y no tanto el crecimiento radicular. Es conocido que uno de los primeros efectos de la acidificación del suelo se produce sobre la nodulación de las raíces de soja por parte de bacterias fijadoras de N (Gallardo y Borie, 1999). Posiblemente, la mayor incidencia sobre el rendimiento de biomasa de la soja que sobre la de maíz se deba a un suministro limitado de nitrógeno hacia la parte aérea de soja, al inhibirse la fijación biológica.
CONCLUSIONES
Los resultados muestran que, en tres suelos representativos de la región Pampeana (un Argiudol Típico, Hapludol Típicos y un Haplustol Entico), la acidificación posee efectos negativos sobre la producción de biomasa aérea y el crecimiento radicular de soja y de maíz. La producción de biomasa aérea de soja fue negativamente más afectada por los cambios de pH que la de maíz. El crecimiento radicular de ambos cultivos mostró comportamientos similares en todos los suelos: reducciones de su longitud al incrementarse la acidez de los suelos. La producción de biomasa aérea de ambos cultivos resultó más afectada en suelos con mayor capacidad “buffer”, en tanto que el crecimiento radicular lo fue en suelos con menor poder amortiguador. Se puede concluir que la acidificación afecta en forma similar el crecimiento aéreo y radicular del maíz, pero inhibe más el crecimiento aéreo que el radicular de la soja. Posiblemente, debido a la acidificación, se produzca una disminución de la población de Bradyrhizobium japonicum, lo cual inhibe una adecuada nodulación de las raíces y posterior fijación de N.
AGRADECIMIENTOS
Este estudio fue financiado por INTA Anguil y la Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional de La Pampa.
BIBLIOGRAFÍA
Boschetti, N.G., Quintero, C. y Lucca, C. 2003. Alta producción en suelos de la cuenca lechera entrerriana. Proyecto Fertilizar. INTA. www.fertilizar.org.ar
Gallardo A., F. y F. Borie B. 1999. Sensibilidad y tolerancia de especies y cultivares a condiciones de acidez. Tests rápidos de diagnóstico. Frontera Agrícola (Chile) 5(1-2): 3-18.
Iturri, L.A., Buschiazzo D.E. y Díaz-Zorita M. 2010. Acidification evidences of no-tilled soils of the central Region of Argentina. Ciencia del Suelo 29(1):13-19.
Melgar, R., Díaz-Zorita, M, y Garcia, F. 2003. Fertilización en soja y trigo-soja: respuesta a la fertilización en la Región Pampeana. Resultados de la red de ensayos del Proyecto Fertilizar –INTA. Campaña 2000/2001 y 2001/2002
Parisi, V. 1980. Biología y Ecología del suelo. Blume Ecología Nº 6, Barcelona
Peyrelongue C, Amelia y Sadzawka R., Angélica. 1993. Importancia del manejo del suelo y tipo de fertilizante en la acidificación de los Trumaos. En: Campillo R., R. (ed.) Acidez de los suelos de la Araucanía. Instituto de Investigaciones Agropecuarias (Chile), Est. Exp. Carillanca (Temuco), Serie Carillanca N°38. p. 31-40
Sadzawka R., A. y R. Campillo R. 1993. Problemática de la acidez de los suelos de la IX Región. I. Génesis y características del proceso. Investigación y Progreso Agropecuario Carillanca 12(3): 3-7.
Los resultados muestran que, en tres suelos representativos de la región Pampeana (un Argiudol Típico, Hapludol Típicos y un Haplustol Entico), la acidificación posee efectos negativos sobre la producción de biomasa aérea y el crecimiento radicular de soja y de maíz. La producción de biomasa aérea de soja fue negativamente más afectada por los cambios de pH que la de maíz. El crecimiento radicular de ambos cultivos mostró comportamientos similares en todos los suelos: reducciones de su longitud al incrementarse la acidez de los suelos. La producción de biomasa aérea de ambos cultivos resultó más afectada en suelos con mayor capacidad “buffer”, en tanto que el crecimiento radicular lo fue en suelos con menor poder amortiguador. Se puede concluir que la acidificación afecta en forma similar el crecimiento aéreo y radicular del maíz, pero inhibe más el crecimiento aéreo que el radicular de la soja. Posiblemente, debido a la acidificación, se produzca una disminución de la población de Bradyrhizobium japonicum, lo cual inhibe una adecuada nodulación de las raíces y posterior fijación de N.AGRADECIMIENTOS
Este estudio fue financiado por INTA Anguil y la Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional de La Pampa.
BIBLIOGRAFÍA
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Sadzawka R., A. y R. Campillo R. 1993. Problemática de la acidez de los suelos de la IX Región. I. Génesis y características del proceso. Investigación y Progreso Agropecuario Carillanca 12(3): 3-7.
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