¿Cuál es la mejor forma de aplicar fósforo al suelo?

El fósforo (P) es esencial en todas las formas de vida conocidas, dado que constituye un elemento clave en muchos procesos fisiológicos y bioquímicos. Se trata de un componente presente en todas las células de todos los organismos vivos. El fósforo aparece en estructuras complejas de ADN y ARN que, al contener y codificar la información genética, controlan todos los procesos biológicos en las plantas. Además, el fósforo es un componente fundamental del sistema de transporte de energía en todas las células.
El fósforo no aparece aislado en la naturaleza, sino que se encuentra siempre combinado con otros elementos con los que forma los fosfatos que pueden ser muy complejos y presentarse bajo distintas formas en los suelos, el agua, las plantas, los animales y el hombre. Por tanto, se utilizará la palabra “fósforo” de forma genérica en lugar de identificar el fosfato concreto, aunque en la mayoría de los casos, se ofrecerán valores numéricos como P2O5 .

Hasta una época relativamente reciente, el crecimiento de las plantas y de los animales, y por extensión, la productividad de la agricultura, se veían limitados por la falta de fósforo, ya que anualmente solo se disponía de unas pequeñas cantidades de las rocas y de los minerales del suelo gracias a la acción erosiva de los elementos. Cuando los agricultores comenzaron a utilizar fertilizantes en el siglo XIX, los niveles de fósforo disponible para las plantas en muchos suelos eran todavía muy bajos. Por eso, hasta que no se comenzó a aplicar fósforo, la respuesta a otros nutrientes, especialmente al nitrógeno, era muy pequeña, es decir, que el fósforo era el nutriente limitante del crecimiento de las cosechas.

El fósforo desempeña un papel fundamental en la fotosíntesis, proceso por el que las plantas absorben la energía del sol para sintetizar moléculas de carbohidratos, es decir, de azúcares, que son transportados a los órganos de almacenamiento de las plantas. Este proceso es esencial para todas las formas de vida y constituye el primer paso en la cadena para producir alimentos, piensos y fibras.

Las raíces de las plantas absorben el fósforo del agua presente en el suelo y que se denomina solución acuosa del suelo. Sin embargo, los compuestos de fósforo no son muy solubles y, como consecuencia, la cantidad de fósforo que la planta puede tomar de la solución acuosa del suelo tiende a ser mucho menor de la que necesita, especialmente cuando la planta se encuentra en un periodo de fuerte crecimiento. Por eso, el fósforo de la solución acuosa del suelo debería reponerse con una frecuencia de diez veces al día en esos periodos.

En un día, una cosecha de rápido crecimiento puede absorber el equivalente a cerca de 2,5 kg de P2O5 por hectárea (una hectárea equivale a 10.000 m2 ). De esto se deduce, por tanto, que es necesario que existan reservas adecuadas de fósforo en el suelo y que esas reservas puedan estar disponibles con facilidad. La mayoría de los suelos no abonados contienen una cantidad demasiado pequeña de fósforo, fácilmente aprovechable, para dar respuesta a la gran demanda de las cosechas, en especial durante ciertos periodos del ciclo de crecimiento. De ahí, que se imponga la necesidad de aplicar fertilizantes que contengan fósforo.

La carencia de fósforo afecta no solo al crecimiento de la planta y al desarrollo y rendimiento de la cosecha, sino también a la calidad del fruto y a la formación de las semillas. Asimismo, la carencia de fósforo puede retrasar la maduración de las cosechas, con lo que se retrasa la recolección y se pone en riesgo la calidad del producto.

Las semillas deben almacenar fósforo para que la planta disponga del suficiente nutriente para desarrollar sus primeras raíces y sus primeros brotes. Después, a medida que la raíz vaya ramificándose, la planta en crecimiento podrá tomar el fósforo que necesita del suelo, siempre que existan las reservas adecuadas.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESPUESTA AL FÓSFORO.

Varios factores influyen en la respuesta del cultivo a la aplicación de fertilizantes fosfatados, entre ellos se pueden incluir a los siguientes:

• Contenido de P en el suelo
  La química del fósforo del suelo es compleja porque el fósforo se encuentra combinado con muchos compuestos diferentes a los que está asociado mediante toda una variedad de energías y fuerzas vinculantes.

  Cuando se aportan fertilizantes fosfatados al suelo, la raíz de la planta sólo toma inmediatamente una parte del fósforo. El resto es absorbido (retenido en la superficie) por las partículas del suelo. Si la retención no es fuerte, el fósforo puede pasar a la solución acuosa del suelo. Tras la adsorción inicial, nuevas reacciones conducen a la absorción (asimilación), lo que significa que el vínculo se hace más fuerte y el fósforo, menos fácilmente aprovechable. La velocidad de esas reacciones y, por tanto, la velocidad con que la carencia de fósforo se hace patente depende mucho del tipo y del tamaño de las partículas minerales, de la presencia de otros elementos como el aluminio, el hierro y el calcio, de la acidez del suelo y de la materia orgánica.

  El fósforo orgánico del suelo puede asociarse a la materia orgánica de ese suelo (humus) o a los detritos orgánicos recientemente aportados y procedentes de las plantas o de los animales. Estas moléculas orgánicas no pueden ser directamente utilizadas por las plantas y tienen que ser descompuestas por los microbios del suelo para que se liberen iones de fosfato inorgánico que puedan ser aprovechados por las raíces de las plantas o que puedan intervenir en las mismas reacciones que otros iones de fosfato presentes en los fertilizantes.

  El concepto que se tenía antes acerca del comportamiento del fósforo del suelo, sugería la idea de que el fósforo aportado en los fertilizantes reaccionaba con otros constituyentes del suelo y se fijaba permanentemente a él no quedando disponible, por lo tanto, para las cosechas futuras. En la actualidad, se sabe que no siempre ocurre así. Cuando se aporta fósforo al suelo, éste se asocia a otros elementos presentes en dicho suelo. Aunque solo se conserva y de forma poco estable una pequeña proporción de fósforo en cada aplicación de fertilizante, la cantidad asciende a medida que se incrementa el número de aplicaciones de fertilizante. Esto explica por qué la disponibilidad del fósforo ha aumentado ostensiblemente en suelos cultivados y fertilizados durante muchos años.

  El enriquecimiento del suelo con reservas de fósforo aprovechable de forma inmediata redunda en el rendimiento de la cosecha, aumentándolo siempre con respecto al rendimiento alcanzado en suelos de características similares pero desprovistos de dichas reservas. Incluso, cuando se aplican grandes cantidades de fertilizantes fosfatados al suelo con poco fósforo aprovechable de manera inmediata, los rendimientos no siempre se ven aumentados a corto plazo y no se igualan a los de los suelos enriquecidos. Esto es así porque, en los suelos fertilizados, las reservas de fósforo aprovechable de forma inmediata se encuentran distribuidas de manera uniforme por todo el volumen de la capa superior del suelo explotada por las raíces. De ahí, que el fósforo de la solución acuosa del suelo se reponga rápidamente allí donde existe un empobrecimiento del mismo debido a su absorción por parte de las raíces. En los suelos con diferentes niveles de reservas, es importante valorar la cantidad de reservas de fósforo aprovechable de forma inmediata para así ajustar la cantidad de fertilizantes fosfatados que es necesario aplicar respecto a dichas reservas. Esta tarea sólo puede realizarse a través de experimentos en el campo y métodos adecuados de análisis de suelos.

  A medida que el contenido de P en la capa superficial del suelo se incrementa, la absorción relativa del P proveniente del fertilizante disminuye. A contenidos altos de P en el suelo, la adición de fertilizante tiene poco efecto en la absorción de este elemento. Esto parece simple, pero la concentración de P en el suelo a la cual no hay respuesta a la aplicación de fertilizante fosfatado varía de suelo a suelo y de año en año. Sin embargo, se puede decir, con cierta seguridad, que la probabilidad de respuesta a la aplicación de fertilizante fosfatado disminuye a medida que la concentración de P en el suelo se incrementa. Las fluctuaciones en la liberación de P de la materia orgánica pueden en parte ser responsables de esta variabilidad en la respuesta.

  La concentración de P en el subsuelo puede incidir en la respuesta a la aplicación de P si existe suficiente desarrollo de las raíces en el subsuelo. La longitud total y la distribución relativa de la parte aérea de la planta es probablemente uno de los factores más importantes en la determinación de la concentración de P en el suelo necesaria para rendimiento óptimo, así como de la respuesta a la aplicación de fertilizante fosfatado. Una planta con mayor cantidad de raíces, en relación a la parte aérea, requiere de una concentración de P en el suelo considerablemente menor, para óptimo crecimiento, que cuando el crecimiento de las raíces es limitado. El desarrollo del sistema radicular se discutirá en detalle más adelante.

• Contacto de las raíces con el suelo fertilizado
  Ningún factor que incide en la respuesta de la planta a la localización del fertilizante fosfatado es más importante que el grado de contacto entre la raíz y el suelo fertilizado.
  Los factores que controlan esta relación son la longitud/actividad total de las raíces, el volumen del suelo fertilizado y la localización del suelo fertilizado dentro del volumen total de suelo.
  
  – Longitud total de las raíces
  La longitud total de las raíces generalmente se incrementa a medida que se incrementa el rendimiento, pero varios factores afectan la magnitud de este incremento. Estudios en varios cultivos han demostrado que el crecimiento de la parte aérea es mayor que el de las raíces a medida que se incrementa la disponibilidad de agua en el suelo. La temperatura baja la humedad excesiva en el suelo disminuyen la longitud total y la actividad metabólica de las raíces y pueden ser factor muy importante en la respuesta al aún en suelos con altos contenidos de elemento. Las enfermedades y daños insectos a las raíces, la compactación suelo, el tipo de cultivo y el contenido amonio en el suelo son algunos de factores que modifican la longitud actividad radicular. La infección micorrizas (un hongo benéfico de la raíz) puede incrementar la longitud y actividad efectiva de las raíces y mejorar la habilidad de las plantas para extraer P.

  – Volumen del suelo fertilizado
  El volumen del suelo fertilizado afecta grado de contacto de la raíz con nutrientes añadidos. Si una aplicación fertilizante al voleo incorporada con rastra afecta el 100 % del suelo, una aplicación banda a 75 cm de espaciamiento fertiliza solamente alrededor del 1 % del volumen suelo. Aún, cuando solamente el 1 % volumen del suelo puede ser fertilizado una banda típica de presiembra, más del del sistema radicular es afectado debido proliferación de raíces en la banda. Resultados de investigación han demostrado que una banda que ocupe el 1 % de suelo puede contener aproximadamente 4 % sistema radicular, dejando todavía el 96 % de raíces que no son afectadas por la aplicación del fertilizante fosfatado. Sin embargo, se ha demostrado que la presencia de N amoniacal (NH4+) en la banda de P incrementa la proliferación de las raíces y promueve la absorción de P. En sistemas de labranza reducida, donde las bandas de P no son disturbadas por subsecuentes operaciones de labranza, los efectos residuales de la fertilización fosfatada pueden ser significativos. En casos cuando el efecto residual de las bandas se destruye por labranza, el efecto residual en general sería igual al efecto residual de las aplicaciones al voleo.

  –Localización del suelo fertilizado
  La localización del suelo fertilizado también afecta el contacto de las raíces con los nutrientes aplicados. El P es prácticamente inmóvil en el suelo y el objetivo de la localización es el de colocar los nutrientes donde se encuentra la mayor concentración de raíces activas. Además de la humedad del suelo, otros factores que influencian la actividad de la raíz, como temperatura del suelo, distancia de la banda de fertilizante a la semilla, compactación, etc., afectan también la localización óptima del suelo fertilizado con respecto a la raíz. La severa estratificación del P (acumulación en las capas superficiales), que resulta finalmente en muy pobre eficiencia del nutriente, es consecuencia de continuas aplicaciones de P al voleo.

• Concentración de P en la solución del suelo fertilizado

Básicamente, la relación entre fertilizante fosfatado y la concentración de P en la solución del suelo está representada por la línea A en la Figura 1. Las dosis bajas de P aplicado tienen solamente un impacto pequeño en el P usable en la solución del suelo, debido a que el P reacciona con los componentes del suelo, los cuales lo hacen menos disponible (fijación y precipitación).

A medida que las dosis de aplicación se incrementa, más y más P permanece en la solución del suelo de donde puede ser absorbido inmediatamente por la planta.
Se requieren dosis substancialmente más altas de P para incrementar la disponibilidad de este elemento en suelos que tienen una alta capacidad para reaccionar con el fertilizante fosfatado (línea B, Figura 1).

Factores como baja concentración de P en el suelo, alto contenido de arcilla, alto contenido de carbonato de calcio y alto contenido de óxidos de Fe y Al hacen que los suelos reaccionen más activamente con el P, fijándolo o haciéndolo menos disponible. Si solamente se considerara la habilidad del suelo para reaccionar con el P, se debería mezclar el fertilizante lo menos posible con el suelo. Esto resultaría en una mínima cantidad de reacciones de fijación y en una máxima cantidad de P en la solución del suelo.

Sin embargo, las concentraciones altas de P en la solución del suelo mejoran la absorción de este elemento solamente hasta cierto punto. Inicialmente la absorción se incrementa rápidamente con el incremento de la concentración de P en la solución del suelo, pero gradualmente se acerca a un máximo de absorción donde se estabiliza. Si el fertilizante aplicado en banda incrementa la concentración de P en la solución del suelo más allá de lo que las raíces de las plantas pueden utilizar, la absorción de P no se incrementa y la eficiencia del P declina.

Consecuentemente, la mejor forma de localización de P en un suelo en particular sería aquella que permita un óptimo balance entre minimizar los efectos detrimentales de las reacciones del P con el suelo y maximizar el contacto del fertilizante con las raíces.
Considerando el número de factores que influyen este balance, no es sorprendente que los estudios de localización del P no siempre presenten los mismos resultados y que las recomendaciones de localización de P generen debate.

MÉTODOS COMUNES DE APLICACIÓN

Existe una variedad de alternativas para aplicar P, las principales se presentan en la Tabla 1, junto con un estimado del volumen de suelo que cada una de ellas afecta. La profundidad de incorporación y el método de localización de las aplicaciones superficiales afecta el volumen de suelo fertilizado y su localización. Para las aplicaciones en banda, el espaciamiento y la localización en relación a las hileras del cultivo en el campo, pueden afectar el porcentaje de suelo fertilizado y el uso eficiente de P.

El estrechar el espacio entre bandas, a una dosis constante de P, incrementa el volumen de suelo afectado, pero no proporcionalmente porque el P es aplicado en bandas individuales de menor diámetro. Los volúmenes de suelo afectados que se presentan en la Tabla 1 son estimativos calculados de estudios de movimiento de P. Considerando los factores discutidos anteriormente, se ha estimado que en suelos con probabilidad de producir respuesta a la aplicación de P, el volumen óptimo a ser fertilizado, para una dosis de 56 kg/ha de P2O5, varía de 1 a 20%.

Comparaciones entre aplicaciones en banda y al voleo
Las discusiones en relación a como colocar el P en el suelo generalmente terminan en dos preguntas básicas:

1. Se debe aplicar el P en banda o al voleo?
2. Si se aplica en banda, que ajustes en las dosis son posibles.

No existe una respuesta generalizada para estas preguntas ya que la efectividad relativa de las aplicaciones en banda o al voleo varían dependiendo de situaciones específicas. Se ha demostrado con investigación que existen por lo menos cuatro relaciones entre aplicaciones en banda o al voleo. Estas se describen a continuación como situaciones A, B, C y D.

– Situación A: Aplicación al voleo igual a la aplicación en banda

Esta situación se ha observado en situaciones donde los contenidos de P en el suelo son relativamente altos y la fijación es limitada. La incorporación completa de P resulta en un buen contacto con la raíz e incrementa la probabilidad de que el fertilizante se localice en suelo húmedo. Cultivos como el sorgo, soya, girasol y en menor grado el maíz, tienen más probabilidad de exhibir este tipo de respuesta.

– Situación B: Los rendimientos con banda son mayores que al voleo a dosis bajas de P e iguales a dosis altas

Esta respuesta se ha verificado en numerosos estudios y está asociada con bajos contenidos de P en el suelo, alta capacidad de fijación y condiciones de suelo frías y húmedas. Este tipo de investigación ha sido la base para recomendar reducir las dosis de aplicación de P si el fertilizante es aplicado en banda.

– Situación C: La aplicación al voleo nunca se iguala a la aplicación en banda

Por lo menos dos condiciones pueden llevar a este tipo de respuesta. Un ejemplo de la primera condición es un suelo frío y húmedo que permite una alta respuesta (crecimiento abundante en la primera parte del ciclo del cultivo) a la aplicación de P en banda. Esto es importante cuando es crítico un crecimiento acelerado en la parte inicial del cultivo para obtener todo el potencial de crecimiento en todo el ciclo. La segunda condición es la de un suelo con un contenido relativamente bajo en P, mínima incorporación del P aplicado al voleo y superficie del suelo relativamente seca. Contrariamente a las recomendaciones que aconsejan menos fertilizante fosfatado para aplicaciones en banda comparadas con voleo (situación B), la dosis óptima de P a aplicarse en banda en esta condición, puede ser mayor que las aplicaciones al voleo.

– Situación D: Aplicación al voleo más eficiente que en banda.

Este tipo de respuesta es más probable en suelos con baja fijación de P que tienen una cobertura abundante de residuos y una superficie húmeda y caliente. Estas condiciones pueden existir en sistemas de labranza cero en ambientes húmedos o en labranza cero con irrigación. Cuando existen estas condiciones, la densidad de raíces es frecuentemente mayor en la parte superior del suelo donde se localiza el P. Aplicaciones en bandas pueden ser menos efectivas debido a insuficiente contacto con la raíz.

CONCLUSIONES

Las discusiones que frecuentemente ocurren alrededor de la localización de P en el suelo tienen un problema en común: la generalización. Existen excepciones a casi cada una de las formas de aplicación de P conocidas. En general, si hay una diferencia en respuesta del cultivo debido al método de aplicación de P, las aplicaciones en banda sería mejores o por lo menos iguales a las aplicaciones al voleo. Además de los factores agronómicos se deben considerar otros factores que son igualmente importantes al seleccionar el método de aplicación de P. La disponibilidad de equipo, insumos y capital son algunos de los factores que afectan la decisión.