Comprendamos la Química del Suelo y la Gestión de Nutrientes Secundarios

Básicos de la química del suelo

La química del suelo desempeña un papel crucial en la definición de la salud y la productividad de los cultivos. Al comprender las interacciones entre las partículas del suelo y los nutrientes, los agricultores pueden optimizar sus prácticas de fertilización para mejorar el rendimiento y la calidad de los cultivos.

La química del suelo gira en torno a las interacciones entre las partículas del suelo y diversos iones. Estas interacciones están regidas principalmente por la electrostática, donde las cargas positivas y negativas se atraen entre sí y las cargas iguales se repelen. Este principio fundamental ayuda a explicar dos procesos clave en la química del suelo: la precipitación y la adsorción/desorción.

Precipitación

La precipitación se produce cuando los cationes (iones con carga positiva) y los aniones (iones con carga negativa) de la solución del suelo se unen para formar una sal, que luego se precipita fuera de la solución. Este proceso es crucial para la formación de minerales en el suelo. Por ejemplo, cuando los cationes como el calcio y el magnesio se combinan con aniones como el carbonato y el sulfato, forman precipitados como el carbonato de calcio y el sulfato de magnesio.

Adsorción y desorción

Las partículas del suelo, especialmente la arcilla y la materia orgánica, tienen superficies cargadas que atraen y retienen cationes y aniones. Por ejemplo, las partículas de arcilla con carga negativa pueden adsorber cationes como potasio, calcio y magnesio. Este proceso es esencial para mantener la disponibilidad de nutrientes en el suelo. La adsorción se refiere a la unión de iones a la superficie de las partículas del suelo, mientras que la desorción es la liberación de estos iones nuevamente a la solución del suelo.

Textura y composición del suelo

La textura del suelo, determinada por las proporciones de arena, limo y arcilla, afecta significativamente sus propiedades químicas. La arcilla, la materia orgánica, el óxido de hierro y aluminio y los carbonatos son los componentes más importantes del suelo que afectan su fertilidad.

Partículas de arcilla

Las arcillas tienen una gran superficie y en su mayoría, una fuerte carga negativa, lo que las hace eficaces para retener cationes. Los diferentes tipos de arcillas, como la caolinita y la montmorillonita, varían en su intensidad de carga y capacidad de retención de nutrientes. Las arcillas están compuestas por pequeñas partículas minerales que tienen un impacto significativo en la química del suelo. La caolinita, por ejemplo, tiene una carga negativa relativamente débil, mientras que la montmorillonita y la illita tienen cargas negativas mucho más fuertes. Esta diferencia de carga afecta la capacidad del suelo para retener e intercambiar nutrientes.

Materia orgánica

Otro componente crucial del suelo, la materia orgánica, está formada por moléculas grandes con sitios cargados negativamente, como los grupos carboxílicos y fenólicos. Estos sitios cargados negativamente desempeñan un papel vital en la retención de nutrientes y la fertilidad del suelo. La materia orgánica también mejora la estructura del suelo y la capacidad de retención de agua. La fracción húmica de la materia orgánica contiene moléculas grandes e hidrófobas, mientras que la fracción fúlvica está formada por moléculas más pequeñas que pueden ser hidrófobas o hidrófilas.

Óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio

Estos óxidos pueden ser cristalinos o amorfos. Los óxidos amorfos se consideran óxidos jóvenes que están en proceso de maduración hacia formas más cristalinas. Por lo general, tienen una carga positiva y por lo tanto, pueden fijar aniones como el fosfato y el sulfato, lo que puede afectar la disponibilidad de nutrientes en el suelo.

Carbonatos

Los carbonatos de magnesio y calcio son comunes en suelos con pH alto, regulan el pH, liberan cationes de calcio y magnesio y pueden precipitar aniones.

La naturaleza de estos componentes del suelo, la cantidad de cada uno de ellos, la forma en que interactúan, todo define las propiedades químicas de los suelos y cómo interactúan con los diferentes iones en la solución del suelo. Es necesario comprender esta química para  poder elegir la fuente correcta de nutrientes para un cultivo específico.

Reactividad del pH del suelo

El pH del suelo es un parámetro crítico que influye en la química del suelo y la disponibilidad de nutrientes. Mide la acidez o alcalinidad de la solución del suelo; un pH superior a 7 es alcalino y un pH inferior a 7 es ácido. El pH del suelo afecta la carga y la reactividad de las partículas del suelo, lo que a su vez afecta la disponibilidad de nutrientes.

Carga variable de los componentes del suelo

Los minerales, enzimas y otras partículas reactivas del suelo tienen un punto de pH específico en el que su carga cambia de negativa a positiva, conocido como punto de carga cero (PZC). Por ejemplo, los óxidos naturales suelen tener un PZC de alrededor de 8,5-9, lo que los hace cargados positivamente en la mayoría de los suelos agrícolas. En el caso de las arcillas y la materia orgánica, el PZC es mucho más bajo, alrededor de 2-3, lo que significa que suelen estar cargados negativamente en los rangos de pH agrícolas típicos y por lo tanto, adsorben cationes.

Esta carga negativa no es la misma todo el tiempo, su intensidad está muy influenciada por el pH. Cuanto más bajo es el pH, más protones hay en la solución y estos protones neutralizan parte de esa carga negativa y la superficie tiene menos capacidad para atraer cationes. Cuando el pH es más alto, hay más hidróxido y la carga negativa es más fuerte. Estas superficies tienen una mayor capacidad para atraer cationes.

Impacto en la disponibilidad de nutrientes

El pH del suelo influye en la solubilidad y disponibilidad de los nutrientes. En suelos ácidos, los aniones de fosfato pueden precipitar con hierro y aluminio, mientras que en suelos alcalinos, pueden precipitar con calcio y magnesio. El ajuste del pH del suelo puede alterar la capacidad de intercambio de aniones y cationes de los suelos, es decir, la disponibilidad de nutrientes.

Manejo del pH del suelo en diferentes regiones

La diversidad del pH del suelo implica que no podemos utilizar los mismos tipos de fertilizantes en todas las situaciones. El control del pH del suelo es esencial para optimizar la disponibilidad de nutrientes y mejorar el rendimiento de los cultivos. Las distintas regiones tienen distintos tipos de suelo y niveles de pH, lo que requiere prácticas de fertilización personalizadas.

Suelos alcalinos

En suelos alcalinos, caracterizados por un pH elevado y carbonato de calcio activo, es esencial utilizar fertilizantes acidificantes como los productos a base de amonio para reducir el pH y mejorar la disponibilidad de nutrientes. Estos suelos suelen presentar altas tasas de nitrificación y fijación de fósforo por el calcio, lo que requiere prácticas de manejo específicas. La presencia de carbonato de calcio activo aumenta la actividad de los iones de calcio, lo que conduce a una mayor volatilización del nitrógeno y precipitación del fósforo.

Suelos ácidos

En suelos ácidos, que suelen tener una alta actividad de iones de aluminio y hierro, es crucial suministrar suficiente calcio y magnesio para evitar deficiencias de nutrientes y reducir la acidez del suelo. Estos suelos también pueden requerir el uso de fertilizantes no acidificantes como los nitratos que pueden aumentar ligeramente el pH, o también la urea que tiene un efecto neutro sobre el pH. Los suelos ácidos suelen tener tasas de nitrificación más lentas y una fuerte fijación de fósforo por adsorción a óxidos, por lo que es importante gestionar con cuidado las aplicaciones de nutrientes.

La importancia de los elementos secundarios

La importancia del NPK para la nutrición de las plantas es bien conocida, pero si nos centramos en elementos secundarios como el calcio, el magnesio y el azufre, vemos, por ejemplo, que la concentración de calcio que requieren las plantas es mayor que la de fósforo. Además, el magnesio y el azufre suelen requerirse en las mismas cantidades que el fósforo, por lo que llamarlos “secundarios” es un nombre un tanto inapropiado.

Azufre

El azufre se absorbe únicamente por las raíces en forma de anión sulfato. Es importante para la síntesis de aminoácidos y proteínas. También es crucial para la síntesis de vitaminas, hormonas y compuestos de defensa en las plantas. El azufre es relativamente inmóvil, por lo que las deficiencias suelen aparecer en el crecimiento nuevo y para el  ojo inexperto, pueden confundirse con deficiencia de nitrógeno. Hasta hace poco, no se hablaba de él como un nutriente, ya que había suficientes suministros en el suelo debido a la contaminación del aire. Sin embargo, esto ha cambiado drásticamente y la fertilización con azufre es hoy en día una necesidad.

Calcio

El calcio se absorbe como catión. Es esencial para la estructura de la pared celular, la absorción de nutrientes y el desarrollo de las raíces. Los síntomas de deficiencia incluyen quemaduras en las puntas de las hojas y podredumbre apical en frutas como tomates y pimientos. El calcio es inmóvil en las plantas, lo que significa que no se mueve de los tejidos más viejos a los más nuevos, por lo que las deficiencias suelen aparecer en las hojas nuevas. El calcio también desempeña un papel crucial en el mantenimiento de la integridad estructural de las membranas celulares y facilita la división y el alargamiento celular.

Magnesio

El magnesio es un componente clave de la clorofila y es un activador de enzimas. Los síntomas de deficiencia incluyen el amarillamiento de las hojas más viejas (clorosis intervenal) y una reducción de la fotosíntesis. El magnesio es móvil en las plantas, lo que le permite trasladarse a áreas de nuevo crecimiento cuando es necesario. También participa en la síntesis de proteínas y en la activación de varias enzimas que son esenciales para el metabolismo de las plantas.

Polysulphate: una fuente única de azufre, calcio, magnesio y potasio

Polysulphate es un fertilizante mineral natural que aporta azufre, potasio, magnesio y calcio. ICL lo extrae exclusivamente desde 1200 m de profundidad bajo el Mar del Norte, frente a la costa de Inglaterra. Sus propiedades de liberación prolongada ayudan a mantener la disponibilidad de nutrientes y reducir la lixiviación, lo que lo convierte en una excelente opción para mejorar el rendimiento de los cultivos a lo largo del tiempo.

Propiedades de liberación prolongada

Polysulphate se disuelve gradualmente en el suelo, proporcionando un suministro constante de nutrientes durante un período prolongado. Esta característica de liberación prolongada ayuda a reducir las pérdidas de nutrientes debido a la lixiviación, especialmente en regiones con lluvias o riego abundantes. La disolución gradual de Polysulphate garantiza que los nutrientes estén disponibles para las plantas durante todo su ciclo de crecimiento.

Composición de nutrientes

Polysulphate contiene múltiples nutrientes esenciales, lo que lo convierte en un fertilizante versátil para diversos cultivos. Su perfil nutricional equilibrado favorece la salud general de las plantas y mejora la eficacia de otros fertilizantes utilizados en combinación. Polysulphate no es una mezcla de diferentes sulfatos, sino que es un mineral que contiene de forma natural sulfatos de potasio, magnesio y calcio en su estructura cristalina.

Aplicaciones prácticas

Se puede utilizar Polysulphate en una variedad de entornos agrícolas como fertilizante base aplicado al suelo. Al ser un fertilizante mineral natural, el Polysulphate es adecuado y está certificado también para su uso en sistemas de agricultura orgánica. ICL ha realizado diversos ensayos con Polysulphate en varios cultivos. Los resultados están disponibles here.

Conclusión

Comprender la química del suelo y la gestión de los nutrientes es esencial para optimizar el rendimiento de los cultivos y garantizar prácticas agrícolas sostenibles. Al controlar el pH del suelo y abordar las deficiencias de elementos secundarios, los agricultores pueden mejorar la salud del suelo y el rendimiento de los cultivos. Las soluciones innovadoras como el Polysulphate ofrecen un enfoque equilibrado y eficiente para la fertilización ya que proporcionan nutrientes con una liberación prolongada que reduce la lixiviación y favorece la fertilidad del suelo a largo plazo.

Mira el webinar completo a cargo de Cristian Terrones, nuestro Especialista de Agronomía y Producto (el webinar en español con subtítulos en inglés)