DINÁMICA DE LOS MACROELEMENTOS EN EL

SUELO

LUZ CRISTINA JURADO BURBANO

WILLIAM IVAN MAIGUAL POTOSI

UNIVERSIDAD DE NARIÑO

FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS

INGENIERÍA AGRONÓMICA

PASTO-2012

DIPLOMADO EN PROYECTOS DE IRRIGACION

Y DRENAJE DE SUELOS AGRÍCOLAS

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Estudiar la dinámica de los macronutrientres nitrógeno,

fósforo y potasio en el suelo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Reconocer la importancia del movimiento de los

macronutrientes en la fase intercambiable y solución del

suelo.

Enumerar los factores que afectan la disponibilidad de

dichos elementos en la nutrición de las plantas.

NITROGENO

1-4 % peso seco de la planta

Orgánicas: Aminoácidos / proteínas

Forma específica (metabolismo): enzimas y

coenzimas

Forma estructural: protoplasma celular

Clorofila

Nutrimento de microorganismos

Deficiencias en los suelos

0.1-0.4 % peso seco de la planta

Desarrollo radical

Semillas

Factores hereditarios

Azúcares y almidones

Reacciones fosforilación

Fosfolípidos

Coenzimas

Acidos nucleicos

FÓSFORO

1-4 % del peso seco de la planta

Catalítico

Azúcares, almidones y aceites

Regula la actividad de N

Procesos osmóticos, apertura y cierre de

estomas

Catión más abundante

Altas [ ] K en citoplasma y cloroplastos

Activador enzimático

POTASIO

DINÁMICA DE LOS

NUTRIENTES EN

LA SOLUCIÓN EN

EL SUELO

Ley de ficks

dq/dt = DAP (C1 – C2)/L

dq/dt: la cantidad de nutriente que se difunde en un

instante dado

D: coeficiente de difusión del nutriente en el agua

A: sección total absorbente de las raíces

P: fracción de volumen de suelo ocupado por el agua

C1: concentración de un nutriente en el agua del suelo a

una distancia L de la raíz

C2:concentración del mismo nutriente en la superficie de la

raíz

L: es la distancia desde la superficie de la raíz hasta donde

se mide la concentración C1.

¿Cómo llegan los nutrientes a la raíz?

• Interceptación radicular

• Flujo masal

• Difusión

El N es absorbido por…

El P es absorbido por…

El K es absorbido por…

FLUJO DE MASAS

DIFUSIÓN

DIFUSIÓN

Movimiento Relativo de N, P, K en el suelo

P K N

CICLO DEL N Nitrógeno

atmosferico

Fijación

atmosférica

Desechos

animales

fijación industrial

(fertilizantes comerciales) cosecha

Volatilización

Denitrificación

Erosión y

escurrimiento

lixiviado

Nitrógeno

orgánico

Amonio

NH4

Nitratos

NO3

Residuos

vegetales

Fijación biológica

(leguminosas) Absorción

del cultivo

ganancia Componente pérdida

AMIDA NH2

NH2

O = C

AMONIO NH4+

NITRATO NO3-

Amonificación CO(NH2)2 + 2 H2O 2 NH4+ + CO3

2-

Nitrificación NH4+ + O2 + H2O NO2

- + 2 H+

NO2- + O2 NO3

-

Dinámica del Nitrógeno

El N absorbido como:

NH4+

• Menos móvil que los nitratos (adsorción)

• Oxidación microbial a nitrato NO3

-

Muy móvil en el suelo

Tendencia a lixiviarse

Estiercol y

Residuos

animales fertilizantes

cosecha

Erosion y

escurrimiento

Lixiviado

(gralmente escaso)

P organico

• Microbiano

• Residuos vegetales

• Humus

Minerales

primarios

(apatita)

Residuos

vegetales

Absorcion

vegetal

P en solucion

• HPO4-2

• H2PO4-1

Compuestos

secundarios (CaP, FeP, MnP, AlP)

Superficies

minerales

(arcilla, oxidos de

Fe y Al)

ganancia Componente perdida

CICLO DEL FÓSFORO

Fosfato difícil

de movilizar

Fosfato

fácilmente

movilizable Fijación

Reposición

No disponible Moderadamente

disponible

Movilización

Inmovilización

Fácilmente

disponible

Soluble en agua y

fosfato fácilmente

intercambiable

DINAMICA DEL FÓSFORO EN EL SUELO

Anión fosfato: H2PO4- ; HPO4

2-

Forma precipitados insolubles con Ca, Al, Fe

Muy poco móvil en el suelo (adsorción y precipitación)

El P absorbido como:

Ion fosfato diácido: H2PO4- (pH bajos)

Ion fosfato monoácido: HPO42- (pH altos)

Absorcion

cultivo

Lavado

Solucion suelo Intercambiable No-

Intercambiable Mineral

Fertilizante potásico

K K K K

K K K K

K+

K

K

K

K

- - - - K+ K+ K+

K K+ K K

DISPONIBILIDAD

RAPIDA

NO DISPONIBLE DISPONIBILIDAD

LENTA

DINAMICA DEL POTASIO EN EL SUELO

K K K

Minerales primarios

(micas, feldespatos)

Minerales de arcilla

(illita, vermicullita, etc.)

Interlaminar (K fijado, atrapado)

Posiciones de intercambio

(K adsorbido) K estructural

Solucion del suelo

(disuelto)

meteorización

desorcion

adsorcion

Catión potasio K+

Movilidad limitada en el suelo

(adsorción)

Puede lavarse en suelos

arenosos

El K absorbido como:

1. Solubilidad

NO3 y Cl: Solubles

La mayoria de los

demás nutrientes: +/-

insolubles

P: Fosfatos de Fe, Al

y Ca – No solubles

FACTORES QUE AFECTAN LA CONCENTRACIÓN DE UN NUTRIENTE EN LA

SOLUCION DEL SUELO

2. pH

Factor Efecto Disponibilidad de

fósforo Máxima entre pH 5.5-7.0

Disponibilidad de

micronutrientes

Todos los micronutrientes, excepto el Mo, están

más disponibles a pH 5.5-6.0

Toxicidad de

aluminio Disminuye a medida que el pH aumenta

CIC Aumenta a medida que el pH aumenta (mayor

retención de Ca, Mg y K, menos lixiviación)

Mineralización de N pH 6.0-6.5 óptimo para la actividad de los

nitrificadores

Fijación de N La nodulación disminuye a pH < 5.5

Saturación de

bases

<pH<Saturación de bases

>pH>Saturación de bases

pH < 5

Al+++ + H2PO4 + 2H2O Al(OH)2H2PO4 (Fosfato de Al)+ 2H+

Fe+++ + H2PO-4 + 2H2O Fe(OH)2H2PO4 (Fosfato de Fe) + 2H+

pH menos ácido (pH 5,5 a 7)

Al(OH)2 . H2PO4 + OH- Al(OH)3 (Forma no tóxica de Al) + H2PO4

pH alcalino

10Ca++ + 6H2PO4- + 14OH- Ca10 (PO4)6(OH)2 (Fosfato de Ca) + 12H2O

Fijación por Fe

Fijación por Al

Máxima

disponibilidad

Fijación por Ca

Suelos

ácidos

Suelos

alcalinos

Ca

nti

da

d d

e P

fij

ad

o

3. Potencial Redox

Relación con la aireación del suelo (respiración

microbiana y la velocidad de difusión del O2)

Afecta a aquellos elementos que pueden existir

en más de un estado de oxidación (C, H, O, N, S,

Fe, Mn, Cu)

El agua del suelo influye en forma directa

FACTORES QUE AFECTAN LA FACULTAD DE LA PLANTA PARA ABSORBER NUTRIENTES

1. Concentración de O2 en la atmósfera

del suelo

2. Tº Suelo: actividad metabólica –

transporte iones.

3. Reacciones antagónicas

4. Sustancias tóxicas (Al, Mn, B –

arsenatos, malonatos, arsenitos,

fluoruros, etc)

http://www.hydroenv.com.mx/catalogo/index.php?

main_page=page&id=158&chapter=8

CONCLUSIONES

El sistema suelo es un ente donde convergen diferentes procesos

de naturaleza física, química y biológica…

La movilidad de los macroelementos en el suelo es mayor en el

caso del nitrógeno, seguido del potasio y es muy baja en el caso del

fósforo; lo que a su vez implica que los mecanismos de transporte

hasta la raíz sean diferenciales.

Los mecanismos de movimiento de los nutrientes hasta la raíz, son

utilizados por todos los elementos…

Comprender la toma de nutrientes por la raíces de las plantas, es

importante desde el punto de vista práctico…

Los ciclos de los elementos, constituyen la verdadera dinámica en la

que interactúan diferentes factores de diversas naturalezas, que pueden

afectar el equilibrio y por lo tanto la disponibilidad de nutrientes para las

plantas.

La dinámica se guarda en todos los procesos de transformación de los

elementos a formas asimilables; esto se refleja también en las fases del

suelo…

Las entradas y salidas de fuentes de los macroelementos en el sistema

de su dinámica, guardan un equilibrio natural…

Luz Cristina Jurado

William Ivan Maigual