Manejo del azufre y del boro en la planta de algodón

Azufre

El azufre (S) compone aminoácidos, proteínas, coenzimas y junto con el nitrógeno realiza el control hormonal para el crecimiento de las plantas, con una relación óptima entre estos dos nutrientes de 12/1 (N/S) para el algodón (Stipp y Casarin, 2010). El suministro adecuado de azufre mejora la eficiencia del nitrógeno en la planta. La deficiencia de este elemento surge primero en las hojas más jóvenes (puntero) (Figura 1), debido a la baja movilidad en el floema, pero en casos de deficiencia severa la deficiencia puede migrar a las hojas más viejas, causando el amarilleamiento de las hojas.

Figura 1. Deficiencia de S en el algodón. (Foto: IPNI).

En Australia, se estima que para una productividad de 1000 kg ha-1 de fibra, la planta absorbe 10 kg ha-1 de S (42% exportado); para una productividad de 2400 kg ha-1 de fibra, la absorción es de 62 kg ha-1 (18% exportado). En Brasil, Vieria et al. (2018), también reportó cantidades absorbidas de S del orden de 60 kg ha-1 en cultivos de alto rendimiento en Bahía. La mayor absorción se produce durante la plena floración. El contenido foliar de la suficiencia de azufre varía entre 4 y 6 g kg-1 (Borin et al., 2014; Rochester, 2007). El suministro adecuado de S mejora la calidad de la fibra de algodón (micronaire, madurez y resistencia de la fibra) (Malavolta y Moraes, 2007), así como la productividad de la fibra hasta en un 37% en suelos de bajo S (Malavolta, 1996).
Al estar en el suelo predominantemente en forma de SO42- (anión), no ata las cargas negativas del suelo, lixiviándose fácilmente, principalmente en suelo arenoso debido a la alta tasa de infiltración, lo que hace necesario recoger el suelo en las capas de 0-20 y 20-40 cm para recomendaciones de fertilización sulfatada. En los suelos cerrados brasileños de baja fertilidad natural y bajo contenido de MOS, el reemplazo de azufre debe realizarse regularmente, a través de fertilizantes, con el objetivo de alcanzar niveles adecuados del elemento en el suelo (>10 mg dm-3) (0-40 cm). La dosis ideal de azufre varía entre 15 y 70 kg ha-1, y esto depende del contenido del elemento en el suelo y del potencial productivo del cultivo. Normalmente, suelos con contenido de MOS < 2% (20 g dm-3) y/o textura arenosa, y cultivos con alto potencial productivo (>2000 kg ha-1 de fibra) las respuestas a la fertilización con azufre son mayores, debido a la menor reserva en el suelo, mayores pérdidas por lixiviación y mayor demanda de las plantas.
Las principales fuentes de azufre son: azufre elemental, yeso agrícola, superfosfato simple y sulfato de amonio. La mayoría de los estudios no reportan una diferencia en la respuesta a las fuentes usadas, pero se debe considerar el costo por unidad de nutriente colocado en la granja, ya que la mayoría de los cultivos de algodón están lejos de los centros que producen fertilizantes de fosfato, cuyo proceso de producción genera yeso agrícola como subproducto. Para el superfosfato simple, la principal limitación es la menor concentración de P, que aumenta el costo del flete y la distribución operacional, dejando como opción el sulfato de amonio, que tiene disponibilidad limitada, y mayor costo por unidad de N aplicada, y el S elemental que para oxidarse en el suelo (SO42-) requiere buenas condiciones de humedad y actividad microbiana. Una opción, que se ha usado en los cultivos de algodón, es el uso de urea protegida con azufre elemental. Esta estrategia puede satisfacer la demanda de S de la planta y mejorar la eficiencia de uso del N. Geng et al. (2016) observaron un aumento de la productividad (Figura 2) y la calidad de la fibra de algodón cuando se uso urea protegida combinada con una dosis de azufre de 60 kg ha-1 en China.
La fertilización de S vía foliar tiene baja eficiencia, debido a la baja movilidad en el elemento en la planta, siendo recomendada solo como fertilización suplementaria, en casos de deficiencia severa, priorizando siempre la aplicación a través del suelo.

Figura 2. Productividad de la fibra de algodón, fuentes de N (urea convencional y urea de liberación controlada) combinada con dosis de azufre.

Boro

El boro (B) es el principal micronutriente que requiere el algodón y actúa sobre el metabolismo de los carbohidratos y el transporte de azúcares, las relaciones hídrica, el desarrollo de los tejidos, la diferenciación, la formación de las paredes celulares y la reproducción de las plantas. La deficiencia de B se produce principalmente en las hojas más jóvenes (puntero) debido a la baja movilidad del nutriente del floema (el 90% está unido a la pared celular y el 10% está disponible para la removilización). La deficiencia B conduce a una baja fertilidad de las estructuras reproductivas y aumenta su aborto espontáneo. Debido a que se transporta principalmente por flujo de masa (dependiente de la transpiración de las plantas), en períodos de días nublados (comunes en las regiones productoras de algodón) o en verano, pueden ocurrir síntomas de deficiencia en la planta, incluso con niveles adecuados en el suelo (Rosolem y Bogiani, 2011), causando anillos marrones en los pecíolos (Figura 3). Las microfotografías indican que la deficiencia de boro provoca un trastorno de los haces vasculares, que están más dispersos y presentan una mayor oscilación en el diámetro de los vasos del xilema (Figura 4).

Figura 3. Anillos oscurecidos en el pecíolo que indican deficiencia de boro (Li et. al., 2017).

Figura 4. Microfotografía que muestra los cambios de la estructura anatómica de los pecíolos de algodón después de la formación de anillos marrones bajo deficiencia de boro. (A) deficiencia de boro y (B) control. (a) cambio vascular bajo deficiencia de boro y (b) cambio vascular en plantas de control. (PL) floema; (VB) haz vascular; (XL) xilema; (PT) médula; (PV) haz vascular primario; (SV) haz vascular secundario (Li et al., 2017).

La principal reserva de boro en el suelo es la materia orgánica del suelo (SOM). En el suelo, el B está presente principalmente en forma de ácido bórico (H3BO3), que puede lixiviarse fácilmente, especialmente en suelos con bajo contenido de arcilla y MOS, siendo el contenido adecuado en el suelo de alrededor de 0,6 mg dm-3. Para una productividad de 2400 kg ha-1 de fibra, se requieren alrededor de 0,5 kg de boro (Rochester, 2007), que se suministra principalmente a través de MOS y fertilizantes. La respuesta al algodón de boro está relacionada principalmente con el potencial productivo del cultivo, la textura del suelo, el contenido de MOS, el contenido del elemento en el suelo, la forma de aplicación y la fuente, pero las altas dosis de nitrógeno (como se observa en los cultivos en el cerrado) también aumentan la demanda de boro, con una relación directa entre los dos elementos en la planta. Por lo tanto, en los cultivos brasileños, la recomendación de boro está entre 0,5 y 2,5 kg ha-1, y las dosis más altas asociadas con la textura del suelo pueden causar fitotoxicidad a las plantas, debido al estrecho rango de suficiencia (16 a 80 mg kg-1) y toxicidad (>100 mg kg-1) del cultivo.
El boro puede aplicarse en el momento de la siembra, de cultivo cobertura (alrededor del 25 DAE) y, en algunos casos, mediante aplicación foliar. La aplicación de boro a través de la hoja tiene una baja eficiencia, debido a la baja movilidad del nutriente en el floema, y se puede recomendar en situaciones de deficiencia severa, con el fin de mitigar el daño, o en situaciones climáticas que inhiben la absorción de boro a través de la raíz (días nublados o restricción de agua), pero siempre que sea posible se debe priorizar la aplicación a través del suelo, ya que dosis más altas pueden aumentar el riesgo de fitotoxicidad (Figura 5).

Figura 5. Fitotoxicidad causada por la aplicación foliar de 1 kg ha-1 de boro (ácido bórico) en un suelo arenoso.

Las principales fuentes de boro son: ácido bórico, bórax (alta solubilidad) y ulexita (baja solubilidad). A pesar de los pocos estudios en la literatura, el algodón puede tener diferentes respuestas a las fuentes de boro, ya que las fuentes de baja solubilidad pueden ser más eficientes para la nutrición de las plantas, haciendo que el nutriente esté disponible hasta el final de la formación de los frutos, dando una mayor flexibilidad en la dosis a aplicar, evitando la fitotoxicidad y reduciendo las pérdidas por lixiviación. Las otras opciones son los fertilizantes de siembra con boro y los fertilizantes con un nivel tecnológico más alto (boro asociado con azufre o potasio) en el cultivo de cobertura.
Al tratarse de un elemento muy complejo en el sistema suelo/planta, técnicas como la siembra directa y los cultivos de cobertura pueden aumentar las reservas de boro en el suelo al incrementar la materia orgánica, así como aumentar el ciclo del elemento a través de las raíces de los cultivos de cobertura, reduciendo las pérdidas por lixiviación.