FRACCIONAMIENTO DE LOS FOSFATOS ORGA- NlCOS EN ANDOSOLES DE LAS ISLAS C A N A R I A S

P U B L I C A D O E N

A N A I - E S UEiI;EL>AFOLOGIA Y A G K O B l O L O G I A

TOMO XXXVIII. n'¿.~s. 7-8 - M A D R I D . 1979

FRACCIONAMIENTO DE LOS FOSFATOS ORGA- NICOS EN ANDOSOLES DE LAS ISLAS CANARIAS

F . GI,+TIERRE% JEREZ. J. A. PE:RE% >IIXNDE%. E . FERNAKDEZ C:\I.TI)AS e T . TRrJII-LO JACINTO DEI. Ci\STILI-O

PHI\CTIT)X;\T. ( ' O ~ I 1 ' O ~ I T l C i V OF OHi; IKIC PHUSPHATFS 1'1 CAY.?T<Y 7 r r . m ns .~,iriosorr.s

It has heeii oiie a irnctinnitig o[ the o r ~ s n i c pliosphntea a.crording t o tlte K:-iro- nosova (1972) method on the horiaons of severa1 andosoils of Cannry Islands.

It has been distínguisshed between the organir phosphates hound to compounds no- sperific of the mil, iiilvic acids, liumic scids and humine. T h e dates otitained are. ctiidied in function of the sample's deptli, evolution grade, vegetation. pH, percentagc r i f sand, clay, carbnn, nitrogen, alumine, Alj.41 + Si ratio and active inorganic pIios- phntcs ot Fe, Al y Ca.

1;1ia rnejor cnrnctcriraciOn de fósforo orgánico es condición indis- pensable para potlcr profundizar en el estudio de la dinámica de este elemento en Ios suelos. A pesar de qu importancia, las investigaciones en este campo son insiificientes, debido a las grandes dificiiltades que entraña este tipo de determinaciones. De ahí que no exista suficiente información solire ln distrihticibn global del fósforo en el seno de la materia orgánica.

E11 los últimos años, sin embargo, se observa un marcado interés en estudiar el crstatrrs)~ dc los compuestos de fósforo orgáfiico en el- ciielo y las investigaciones realizatlas con este propósito han sido enca- minadas hacia los siguientes fines:

a) Aislar c idcntifrcar iiiia serie de compuestos de naturaIeza qiii- mica definida, especialmci~te fosfatos de Inositol. fosiolípidos y ácidos izucleicos ; determinar cl porcentaje de fiisforo que les corresponde (AII- dersoil, 1964 ; Martiri, T. K., 1964 : Kdwalenko y Mckercher, 1970; Halstead y Anderson, 1j70 ; L. Anniinziata y Fuller, l971a ; L. Anntrn- ziata y FuIler, 1971b ; 1,. Annunziata y cd, , 1972; Sommers y col., 1 972).

b) Separar, dentro de una fracción (ácidos húmicos, ácidos fitlui-

cos) o extracto (ácido, alcaliiio, de resina ...) determinado, los fosfatos orgánicos en función de diversas características (precipitación a dife- .rente5 pH, comportamiento de intercambio aniónico, peso molecular ...) ,{Anderson, 1981 ; Halstead y Anderson, 1970 ; Moyer y Thornas, 1970 ; .Sornmers y col., 1W8; Swift y Posner, 197J; Andersoi~ y Malcolm, 1974).

c) Fraccionar la totalidad de los focfatos orgánicos del suelo :

1. Proponiendo esquemas de fraccionamiento especificos para dicho ,tipo de fosfatos (Martin, 196.1:; Grindel y Zyrin, 1966; Mayer y Tho- mas, 1970 ; Sommers y otros, 1972).

2. Adaptando métodos empleados para la determinación de fósforo xirgánico total (Doormar, 1968 ; Steward y Oades, 1972 ; 'Fares y otros, 19741.

3. Adaptando otros esquemas utilizados en el fraccionamiento de .la materia orgánica (Joshi y Saxena, 1972 ; Krivonosova, 1972).

Puesto que nuestro interés se centra inicialmente en tener una idea -global de la distribución del fósforo en el seno de la materia orgánica, hemos realizado un estudio minucioso de los trabajos reseñados en el apartado c), esto es, de aquellos procedimientos que incluyen a la tota- .lidad del fósforo orgánico. De dicho estudio (Pérez Méndez. 1976) con- " cluimos que el método que mejor se adapta a nuestros propósitos es el propuesto por Krivonosova (1972). Este método presenta el atractivo de diferenciar entre compuestos no-específicos y específicos del suelo, distinguiendo en estos últimos las fracciones más generalmente acepta- das de la materia orgánica: ácidos fúlvicos, ácidos húmicos y humina.

Una denominación de dichas fracciones menos comprometida, en es- -pera de un mejor conocimiento de los fosfatos orgánicos preserites eri los suelos, podría ser:

(a) Fmcción &ido-soluble : - rxtrniblt por mozcl~ sulfoacética = compuestos no especificos. - extrctihle con NaOH = ácidos fúlvicos. (b) Frnccin'n ácido insolivbk, extraible con NQOH = ácidos hú-

micos. (c) Frrrcciún residzdnl orgdnica = humina.

Para una mayor sencillez en los comentarios utilizaremos la nomen- clatura propuesta por Krivonosova (19721, sin olvidar nunca las natu- rales reservas en su aplicación y en especial en lo referente a las frac- ciones ácido-solubles, pues es de presumir que la mayor parte de los compuestos extraihles por Ia mezcla sulfoacética estarían comprendidos, .en otros fraccionamientos, en la fracción ácidos fúlvicos.

Para realizar este estudio se seleccionaron trna serie de andosoles de l a s Islas Canarias que van desde Vitrandepts a Intergrados andosot- tierra parda oligotrófica.

Los suelos elegidos Iian sido estudiados ampliamente, en cuanto a sus características físico-químicas (Fernández CaIdas, E., 1973) ; y mi- -neralogicas (Cabezas Viaño, U., 1975) ; lo que nos proporciona uri me- jor conocimiento con vista a la realizacibn del estudio que nos propo- nemos. Son los siguientes :

Vitraiidepts: Zabagu y Cliinyero. Vitrandepts evolucionados : Izaña y Portillo. Distrandepts : Aguamansa 1 y Aguamansa 11. Iiltergrados andosol-tierra parda oligotrbfira: XIailantial~s y l'ico del

.Inglés.

En cuanto a Ias técnicas de trabajo utilizadas se pueden esquemati- zar de la siguiente forma :

Fósforo total: Ataque de la muestra con HF/HNO, en reactor a presión segíiil Ximénez Herraiz.

Fosforo orgánico : Método de Steward-Oades (1972). Fosfatos inorgánicos : Método de Chang-Jacson (1957), modificado

p o r GIenn (1959}. Fosfatos orgánicos : Método de Krivonosova (1972). Carbono : Método descrito por Jackson (1958). Nitrógeno : Método Kjeldahl. Hlemeritos amorfos: Fe y Al por el método de Duchaufour y Sou-

chier (1970) y la silice se extrajo con NaOH 0,s N.

La determinación analítica del contenido en fósforo de los diferen- tes extractos obtenidos en nuestro trabajo, la hemos reaIizado siguien- d o las instrucciones dadas por M. K. Jolin (1970).

E n ~ C I I P ~ ~ I , los contenidos de todas Ias fracciones de fosforo orgá- nico expresadas en ppm (tabla 1) disminiiyeli con la profurididad del perfil siguiendo la tendencia de1 fcisforo orgánico total, cuyo conteilido viene representado en la gráfica 1 por e1 trazo externo.

En aqiiellos casos en los que el fbcforo orgánico se acumula en los Iiorizoiltes (B) -perfiles Manantiales Y Zabagu- se encuentra al mis- mo tiempo Tina acumulaci8ri de fósforo en la humina. En los perfiles -más profundos la tendencia a la disminución es menos acusada, mien- -tras qire eii los poco profiindos -Chinyero y Zabagu- la caída en el contenido de las diferentes fracciones de fósforo orgánico es más d r k tica. dehido a su escaso desarrollo y que presentan grandes acumiih- cioties de rnaterja orgánica en siiperficie.

Considerando la proporción en que cada fracción contribuye al con- tenido eii fiisforo orgánico total (tabla l) , se observa en la gráfica 2,

en primer lugar, el bajo porcentaje de los ácidos fulvicos, inferiores en general al 10 por 100 e inexistentes en algunos casos ; la poca varia- ción de la fracción ácidos Iiúmicos a través de los perfiles; una contri- bución mayoritaria de los compuestos no especificas, que tanto en los Vitrandepts como en los Vitrandeptc evolucionados, presentan tenden- cias opuestas en suelos de un mismo tipo, ya que en Izaña y Chinyero aumentan los compuestos no específicos con la profundidad y en Zabagu y Portillo disminuyen; mientras que en los Distrandepts e Intergrados aridosol-tierra parda oligotrofica las tendencias son muy similares dentro de cada griipo en las partes superiores de los perfiles. Son también muy irregulares las tendencias de los porcentajes de fósforo orgánico en la humina, pues mientras en unos perfiles desaparece con la profundidad

Perfil tior. P. O~K. T. r'yim

.a 1 . l W Zabagu . . . . (Bi 1.4Zd

(B) /C 3 9

A Chinyero. . .

('3) 15 1

Portillo . . . . A , IR)

IB)IC

Aguamansa. A 1 (B)

Aguamensa. (R) I

11

(Ui /C

Manantiales (E) (BIIC

A,, TkZTi 1 37.9 45 i,1 144 22,7 203 32.2 394 62,O '

Pico del In- A ~ , 398 M3 . # 49 12.4 tr . - 146 36..3 1&í 48.9 gl4s.. . . . 55 101 - -- - - - - - -

- - -- - - - - - (Bha - 51 -

~ R , % c < [ L > S . \ & I I I STO LOS FOSl:.4TnS o~t: : \s~rns EX AXDOSOI.ES 1213

U1 - O - u r R . - A -

ip) - (b) - -

w -

o C CH. 1. Aq. 1 (nlc

-

m ,-

:g & i~ tr :

19) a

Z. Ag. I I -

0.

F R A Z C ION~;t-1IE.\TC !)E LOS FOSF4T35 ORGANICOS

FRACCIONAMIENTO DE 1.05 FOSFATOC O R G A N i C C S ("I.W:'.?!

Vatrandepts Vi?r jnbepts E v Zistrandepts Interqrados

R. - e , ,

{B.: 2 . -

P Cg.11

Gráfica 2

-1zaña y Aguainarisa 1-, eit otros cornpreride del 72 al SO por 100 del fósforo orgánico en los horizontes @)/C. Se observa u11 predomiilio de la fracción humina en los Intergrados, esto es, en los suelos más evolucionados.

El grado de humificación del fósforo orgánico es, en general, bas- tante elevado, estando comprendido entre el 32 y 72 por 100, con la excepción del horizonte A, del perfil Portillo (10,6 por 100) y el hori- zonte (B)/C de Izaña (14,8 por 100).

Se ha estatilecido qiie los compuestos de fósforo unidos a la frac- ción fiiIvica son preponderantes (Yoshida, 1%0 ; Adams y otros, 1954 : Anderson, 1961 ; Dormaar, 1068 ; Fares y col., 1974). En nuestro caso. <e pone de rn;tiiifie-to al comparar las relacione? C,+/P,: y Cnh/Pah (ta- bla 2). Los valores en esta Última relación son superiores tomando como fósforo en ácidos fúlvicos los f0sfato.i solubles e n ácido (fóqforo orgánico en compuestos no específicos y en ácidos fúlvicos segúil il11es- t ro fracciotinrniento), ya que, como dijimos en Ia introducción de este articiilo, 1 ; ~ rnczcla sulfoacética es de presumir que extraiga compuestos de fósforo orgánico que en otros fraccionamientos corresponderían a la fracción ácidos fúlvicos.

Joshi y Srixena (1972) estalilecen qiie la humitia no contiene fósforo, pero Fare5 y col. (197.1) hacen excepcióri para los andoqoles.

Kupstroc resiiltados concuerdari, pues, con los encontrados por Fares y col. (1974) y las aparentes divergencias se deben principalmente a una deíiniciiin imprecisa de las diferentes fracciones orgánicas.

YO se observa una relación entre el grado de evoliición de los suelos y la distribución de las formas de fosforo orgánico, como ciicede en el caso de los fosfatos inorgánicos (Pérez Méndez, 1976) Quizác esto sea debido a que estas Últimas formas de fbsforo están más infliienciadas por los procesos físico-químicos que condicionan la alteración de los qiielos, transformanclo dichos fosfatas coi1 el grado de evolución, mien- tras los fosfatos orgánicos están más relacionados con la actividad hio- Ibgica, clima y vegetación, y por tanto sus transformaciones son más liién cíclicas que irrcversiblcs.

La posible infliiencia de Ia vegetación sobre los fosfatoc orcánicos dehe, en priiicipio, ser rriás acusada eit los horizontes siiperficiales ya qire es en ellos donde se van aciimtilando los restos vegetales, fuente principal de los compuestos orgánicos de fósforo.

En la gráfica 3 hemoc reprecentado los tantos por cici~to de cada itna dc las fracciones de fAsforo orgánico (no específicos, ácidos fúlvicos, áridos liúmico~ y humina) con respecto al contenido rn fósforo orghnico- total, y lo hemos a ~ r n p a d o por tipo5 de vegetaciiin bajo 10s diferentes siielos: Fayal-Rrezal (Zabagu, Aguamansa 1 y Agriamansa Ir). T,auri- silva (hlannntinles y Pico del Tngles), asociación Retama-Codeso (Izaña y Portillo) y Pinar (Chinycro). Lo que nos permite en una primera aproximación distinguir tres tipo? principales de vegetación: a) Lauri- 5ilva-Fayal-Brezal, b) Retamar-Codecar y c) Finar.

Los srieIo5 bajo vegetaciiin del tipo a) presentan alrededor de1 40 por 100 de cornpiiestoq de fósforo orgánico no especificos, un 23 por 100 en ácidos húmicos y un 18 por 100 en fa humina, mientras que, en

FKALL.iOS.\MlENTO DE LOS POSFATOS ORGÁ.VICOS EN ANDOSOLES

I ' n . e . P- AcH Cah Caf Perfil Hor. P-e. P-n. e. + P-.4cF P-AcH P-n. c . + P-.4cF C . R.

R 0.93 O ,45 42.: 13.0 31,7 Z a b a g u . . . . (R) O,T9 o.+> 2. lD .X 55,s

( B ) I C - 14 ,S -- 100,O'

A 1 .+73 0 3 616,3 8a.4 42$ Izañii. . . . .. (B) 1.76 0.28 12,O 45.4 36,2

(H}(C G,h7 0,16 - 11.8 14-6

Ao 8.80 0.08 - - 10,6

Portillo.. . . . A 1 2.07 0,22 83.2 13,4 32 ,G

(R) ?,O1 0,21 R7 .O a 5 33,2- (Bi/C - 28 .*i - 100.0

A O$< O .M 2Z.7 14,s 51 .R Aguamanea. IB) 1.61 0 .+i2 30 ,S 31,l .W.3

1 ( U ) / ( ; -- - - 3.7 -

A O,S4 0,45 %,Y %,4 70.4 B 2.34 O ,E 42.9 31.1

Aguamansa. 38 3

IR), 1.26 0,49 R7 5.4 -11 2 " iUi(C -- - 13,7 100.0

A , , O,f i l O .S l76,4 119.2 61 O Pico d e l I n - A

tr 1.04 -. - 61.5 48.9 ~ 1 6 s . .. ..

(B}al - - - 89,l - UVsz - -. - m,4 -

los correspondiei~tes a la vegetaci911 tipo b) hay tina mayor proporción de cnrnpiiectos iio especificas (5i-ti7 por I O O ) , U n menor nivel en áci- {los Iiumicos (11-lL por 100) y tin contenido similar en la humina. EI perfil Chinyero, Iirijci pinar, prese11t:i uii~i alta proporcióil de fósforw orgánico en la Iiurniiia (ü,G por 100). Los contenidos en ácidos f u I - vicos, :,parte de ser muy bajos, no se prestntari agrupados por tipo de vegetaci&n.

Así las relacioiles P,,/P,, y P,.,,,/P,,, (tabla 2) presentan valores si- nil lar es en los horizontes A según el tipo de vegetación, si considerarnos

los compiic~toc iio específicos como ácidos fúlvicos. Por consiguiente

tener1io.l 1i:ir:t la primera relnriciii : 1 ,lo-0,F (I.aurisilv:i) ; 0,4.5 (Fayal- Ureznl) : U,-:! i l<ct;ii-n;ir) ; O , 17 ( I ' ~ I ~ x ~ - ) , ~riieiltras qiie para las segiii~dris O , > > - O , í i l , 0,1;1-0,!)3, l,3-?,U7 y 0,G-C. respectivamente.

Es riccesisio eitlidiar 1111 mayor i ~ ú m e r o de suelos coi1 el f i i i dc coili- proliar si cst;i.; agriipacioiics cstáil coi~dic io i~adas rea l rnei i t~ por e1 tipo dc i.c~-:-lt;iciriri, :ispccto Gstc qiie reviste g ran iiitcré;.

Laurisiiva . 8 0 m Retama

Pino 6 0

40

20

P.-no Esp. R- Ac. F: P.-Ac. H. P.- Humina

Grkfica Y

Rcl(rririii r ~ / i . r lrrs diferentes fl-nrriottes d r fosfr~tos or~~r i l i i t .us otros prxi~rítirc~rus dc l u s sucios

I i > olivio pcilc;ir (lile tnilto el coriteiiido eii ~ l l ; i t~r ia orgáiiica y fhi- fo ro , cotilo 1;~s ~;ir;ictt.risticas de arriliac fracciones, serari los factorei: dctcr~iiiiiaiitr.: tlr i;i forniaciriii (le los difereiitt.,k foqf:itos orgiriicos. I. : i

iiifliieiicia de 1;i iiiiite~i;l org-iiiicn ptiede qer c~ t ; ih l~c id : i :i t ra ve.: (le1 t;iii (1

por cieilto C' y (le1 t an to por ciento K . Dcl niiál i~is c>tadistico dc 1 iuc~- troq d;itos (tnliln 3) se despreride iina rnejor relaciiin entre el taiito por cierito C y las diftbreiltef fraccione5 de fósforo orgáriico, qiie eritre ésta. y el tanto por cietitn K, salvo en los ácidos liiimicos, donde el tanto por ciento I\: prewtita un iridice de correlnción ligeramerite. superior (O,ü(iM frente a 0,5600, sigilificativos nmhoc al I por 100). 171 coiitcnido en i-r-ia- tcri;i orx:.átiic;i parece tener miiyor influencia sobre e1 fósforo presente cn los cornpiicstos específico< qiie e n los 110-cspecificos. presentaiido uiici? cticficicntcí; de correl:iciOi~ poco sigiiifjcativos (ri por 100) para ,estos iiltitno;. lC.;to parece estar de acuerdo coi1 I;IS 01)serracioilt'~ hccliac dc qiie P! contenido vil fósforo orgii i icn está dctcrlninado tatii- I>iéii por otro tipo de factorcs (tipo {le i-egetacihil, ;ictividad hinliigic;~. c1im;i ...) ya cliie lo< compiicstos no e<ppcífico.i del suelo 3on m i < senc i - %les ;i las r.ari;icione< de ?.;te tipo de frictoreq.

Coeficientes de correIocidn y nivclts d e sigxificaciciii de los frac- ciones de fosfutos orgdnicos con otros parbmetros de los saelos

.lo c *. . . . . . . '/o N *. . . . . . . AI /A I + S i . . Ptoia]. . . . + . . Porg. . . . . . . . . P-La ** . . . . P-Fe8*. . . .. . P-A1 **. . . . . . P-act **. . . .

P-no esp. P-ac. Húm.

* Se ha eliminado el liorizonte A de Izaña debido a su alto contenido en materia orgáiiica.

** Sin Intergrados. +++ Significación 0,l por 100. * Significación 1,O por 100.- + Significación 5,O por 100.

El contenido de fósforo orgánico total está altamente relacionado con el fósforo orgáriico presente en los compiiestos no específicos (Y = 0,8185, s 0 , l por 100), compuestos específicos (r = 0,9273, s 0,1 por 100) y liiimina ( r = 0,7071, s 0,1 por 100), pero no con el fosforo asociado a los ácidos húmicos (NS). El contenido en fosforo total so10 Io está coi1 los compuestos específicos en general (Y = 0,6164, s 0,I por 100) y en prirticiilar sólo con el fósforo asociado a la humina (r = 0,5196, s 1 por 100) al igiial qiie las formas activas de los fosfatos inorgánicos, en los qiie cabe destacar la alta relación existente con los fosfatos de hierro (r = 0,8300, s 0,1 por 100). Esto hace pensar en una influencia notoria de estos compiiestos eil la incorporaci8n de fosfatos a 1a mate- ria orgánica especifica del siielo, y en particular en la hurnina, siendo responsables de la alta significación encontrada entre esta fraccióri y los fosfatos inorgánicos activos (r = 0,8246, s 0,1 por 100). Con respecto a los compuestos no específicos, solo el P-,41 presenta un coeficiente de correlación significativo al 1 por 100 ( r = 0,5700) poniendo en evidencia una vez más la relación existente ent re esta fracción y los fosfatos or- gánicos.

Las relaciones entre pH, C/hT, tanto por ciento AI,O, amorfo, con las fracciones de fcisforo orgánico no son significativas. Para la arcilla (r = - O,ti082') la significación es del 1 por 100 aunque es lógico pen- sar, que tal relación (pendiente negativa) se deba a influencias entre am- bos parámetros. La relación AI/Al + Si parámetro importante e n r1 es-

tado del fosforo en este tipo de suelo, presenta un índice de correlación de 0,5916 significativo al 1 por 100 con 10s fosfatos orGnicos no especí- ficos del suelo.

De todo lo anterior puede deducirse que los fosfatos orgánicos no específicos del suelo parecen estar determinados más directameiite por iina serie de factores diferentes a los aquí examinados, inclinándonos a pencar que el tipo de microorganismos presente en el suelo debe ser uno de los más importantes, junto con el tipo de vegetación.

Sobre los compuestos específicos, sin embargo, el contenido en ma- teria orgánica y fósforo de los suelos, y en particular las formas inorgá- nicas activas de fosfatos, sí parecen tener gran influencia en la incorpo- ración de1 fosforo a la materia orgánica específica del suelo, principal- mente en lo qiie se refiere a Ia fracción humina.

Se realizó un fraccionamiento de Ios fosfatos orgánicos de acuerdo con el mCtodo propuesto por Krivonosova (1972) en los distintos horizontes de una serie de andoso- les de las Islas Canarias.

Se distingue entre el foisforo orgánico asociado a compuestos no específicos de? suelo, icidos ffilvicos. ácidos humicos y humina. Los datos obtenidos son analizados en función de la profundidad de la muestra, grado de evolución, tipo de vegetacibn, pH, tanto por ciento de arcilla, tanto por ciento de C, tanto por ciento de N. tantr, por ciento de A1,07. relación AI/AI + Si y t0sf:ito.i inorgánicos activos de Fe, Al y Ca.

Centro d e E&foEogiu y Biología Aplic& de Tenrrife

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Recibido para publicaciiin : 23-XII-77