Edafología. Volumen 7-3. Septiembre 2000. pág 301-312.

INTRODUCCIÓN

MATERIALES Y MÉTODOS

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

REFERENCIAS

Resumen.Para comprobar el efecto que la adición de distintas dosis de fertilizante tiene sobre parámetros productivos y sobre los contenidos de P, Fe y Zn en planta, se seleccionaron cuatro parcelas con distinto nivel de P disponible, en los que se realizaron ensayos en bloques al azar con 5 niveles de fósforo (0, 50, 125, 250 y 600 kg P₂O₅ ha^-1). El nivel crítico de P Olsen por encima del cual no existe respuesta al abonado fosfatado está alrededor de 14 mg kg^-1: no existió respuesta al abonado en un suelo con 12 mg kg^-1 y si la hubo en el suelo de 14 mg kg^-1. Niveles superiores a 24 mg kg^-1 de P Olsen no implican incremento de rendimientos ni incremento en la absorción de fósforo con dosis crecientes de P hasta 600 kg P₂O₅ ha^-1. No existe incremento de rendimiento con dosis crecientes de fertilizante cuando los niveles de P total en las plantas en aclare son superiores a 3500 mg kg^-1 m.s. y cuando el nivel de P extraíble por agua en tejido es superior a 2500 mg kg^-1.

Las interacciones entre nutrientes sólo resultaron significativas en dos de las parcelas estudiadas. No hubo ningún tipo de interacción entre los elementos medidos en las plantas cultivadas en la parcela con el nivel de disponibilidad más elevado de P (2052 - Marisma del Guadalquivir). En otras dos parcelas de la Marisma del Guadalquivir (1033 y 1034), las dosis crecientes de P implicaron una disminución en la concentración total de Zn en los tejidos, mientras que en la cuarta parcela (Villamartín), la concentración de Zn extraíble por agua descendió para dosis crecientes de fertilizante fosfatado en el segundo muestreo. No hubo un efecto claro de las dosis crecientes de P sobre los contenidos de Fe.

Introducción

El fósforo constituye un macroelemento esencial para las plantas y por ello constituye un objetivo básico de las prácticas de fertilización. La problemática de su dinámica compleja y fijación en el suelo ha justificado las aplicaciones excesivas, que han provocado un incremento de la reserva de P asimilable en los suelos, con frecuencia muy por encima de los niveles considerados críticos para que exista respuesta al abonado. Este enriquecimiento de los suelos en P ha incrementado el riesgo ambiental (eutrofización) asociado a la mala gestión de la fertilización fosfatada (Sharpley y Smith, 1990; Sharpley et al., 1994).

La estimación de la reserva asimilable del P se realiza mediante extracciones químicas que se correlacionan con la extracciones de P y el desarrollo de biomasa de los cultivos. En suelos calcáreos del área mediterránea, el método Olsen (Olsen et al., 1954), que utiliza como extractante el bicarbonato, representa una estimación adecuada de la reserva de P disponible para los cultivos que no requiere equipamiento complejo en los laboratorios de análisis (Matar et al., 1988; Delgado y Torrent, 1997). Para el cultivo de la remolacha azucarera de siembra otoñal no existe información acerca de los niveles críticos de P Olsen de respuesta al abonado fosfatado que pueda ser utilizada en el manejo sostenible de la fertilización en dicho cultivo.

Las aplicaciones excesivas de fertilizantes pueden dar lugar a problemas de toxicidad. Con frecuencia, este exceso de aporte se traduce en antagonismos nutritivos, y en el caso de que haya un exceso de aplicación de P se considera posible un antagonismo con Fe y Zn (Marschner, 1996). Existen evidencias claras de que las aplicaciones excesivas de P a los cultivos puede inducir una depresión en la concentración de Zn en los tejidos de las plantas (Saeed y Fox, 1979). Según Mallarino y Webb (1995), la alta disponibilidad de P puede disminuir la concentración de Zn en los tejidos, puede incrementar los requerimientos fisiológicos de Zn, o puede resultar en una acumulación de niveles tóxicos de P en hojas cuando los niveles de Zn son bajos. Estas situaciones se han comprobado en cultivo en invernadero y en hidroponía en diversos cultivos (Robson y Pitman, 1983; Cakmak y Marshner, 1987) y en condiciones de campo en cultivos sensibles al aporte de Zn como el maíz. En este cultivo se ha comprobado deficiencias de Zn inducidas por un exceso de P (Loneragan et al., 1979). Cakmak y Marshner (1987) comprobaron que los contenidos totales de Zn no eran indicativos del estado nutritivo de este cultivo en cuanto a dicho oligoelemento se refiere, y que resultaba preferible, para definir situaciones de deficiencia inducidas por un exceso de P, analizar la fracción de Zn en tejido vegetal extraíble con agua (disolución de ácido morfoelinoetanosulfónico 1mM tamponado a pH6)

No existen evidencias de que existan problemas de deficiencia de Zn inducidos por la aplicación excesiva de P en el cultivo de la remolacha, aunque, con frecuencia, las dosis de fertilizante fosfatado resultan excesivas en este cultivo. En muchos casos, esta aplicación excesiva tiene lugar en suelos que ya poseen un elevado nivel de P disponible para el cultivo. El nivel de P asimilable en el suelo condiciona más la absorción de P por el cultivo que la cantidad de P que pueda ser aplicada al mismo, debido al gran poder tampón que tienen la mayoría de los suelos de áreas mediterráneas.

El objeto del presente trabajo es comprobar el efecto que diferentes dosis de fertilizante fosfatado tienen sobre parámetros productivos y nutricionales (contenidos en Fe y Zn) de la remolacha azucarera de siembra otoñal en suelos con distintos niveles de P disponible inicial, de tal manera que se pueda estimar un nivel de P disponible en suelo por encima del cual ya no hay respuesta al abonado y comprobar si las aplicaciones excesivas de P pueden tener algún efecto sobre la asimilación de Fe y Zn..

Material y métodos

Los ensayos se realizaron en cuatro localizaciones situadas en dos zonas distintas: tres en el sector B-XII de la Marisma de Lebrija (1033, 1034 y 2052) (Sevilla) y una en Villamartín (Cádiz). Los ensayos en las localizaciones 1033 y 2052 se realizaron durante la campaña 1997/98 y en las otras dos parcelas en la campaña 1998/99. En cada una de las localizaciones se realizó un ensayo en bloques al azar con 5 repeticiones la primera campaña y 6 repeticiones la segunda utilizando 5 niveles de tratamiento: 0, 50, 125, 250 y 600 kg P₂O₅ ha^-1. El fertilizante fosfatado utilizado fue superfosfato del 45 % de riqueza en P₂O₅. Cada una de las parcelas elementales que componía cada uno de los ensayos era rectangular con una superficie de 30 m² y contenía entre 9 y 10 líneas de siembra. Las dos líneas de los extremos no se muestrearon. La producción final se estimó cosechando la remolacha de las 3 líneas centrales, mientras que las muestras para el análisis de tejidos se tomó de las restantes líneas.

Las labores preparatorias del terreno incluyeron un pase de subsolador durante el verano y de 2 a 4 pases de grada antes de la siembra, utilizándose el último para la incorporación del abono de fondo (incluyendo en el caso de las parcelas experimentales la dosis correspondiente de abono fosfatado). El marco de siembra fue de 10 X 50 cm (100000 plantas ha^-1 aproximadamente), utilizándose semilla monogermen y siembra definitiva. La siembra se realizó en el mes de noviembre en todas las localizaciones excepto en la parcela 1033, en la que se realizó en Enero de 1998. El retraso en la siembra de esa última localización se debió al exceso de lluvia invernal. Se realizó desinfección del suelo con lindano, tratamiento herbicida de preemergencia (Pyrasur o Venzar), 2 tratamientos preventivos contra cercospora y oidio. El abonado nitrogenado consistió en 75 kg N ha^-1 en fondo y 120 en cobertera como NH₄NO₃. El abonado de cobertera se realizó durante el mes de Febrero. Se realizaron 14 riegos de 50 mm con una frecuencia entre 20 y 10 días dependiendo del estado fenológico del cultivo y de la climatología, excepto en la parcela de Villamartín en la que el cultivo fue de secano.

Como nivel inicial de P Olsen (Olsen et al., 1954) del suelo se consideró la media de los controles. Para ello las muestras se tomaron antes de aplicar los tratamientos, tomando con barrena de media caña 12 muestras aleatorias de 0 a 30 cm de profundidad en cada una de las parcelas elementales correspondientes a los controles.

El muestreo para el análisis de tejido vegetal se realizó en tres momentos del ciclo de cultivo de la remolacha: (i) con plantas entre 4 y 6 hojas verdaderas (aclare), tomando 50 plantas de cada parcela elemental, (ii) con plantas entre 10 y 12 hojas verdaderas, tomando 5 plantas al azar, y (iii) en recolección, tomando 5 plantas al azar de los líneos reservados a muestro. En los dos últimos muestreos se diferenció entre limbo, peciolo y raíz de la remolacha. Las plantas se lavaron, se secaron en estufa de aire forzado a 373 K durante 48 h y se molieron hasta pasar un tamiz de 0.5 mm de luz. La concentración de P total en planta se determinó según Murphy y Riley (1962) previa combustión durante 10 h en horno mufla a 873 K y disolución de las cenizas con 10 mL de 1 N HCl. En ese mismo extracto se analizó el Fe total y el Zn total mediante espectrometría de absorción atómica. El P extraíble con agua se determinó por el mismo método colorimétrico previa extracción con 1 mM de ácido mofoelinoetanosulfónico, según describen Cakmak y Marschner (1987). En dicho extracto se analizó también Fe y Zn mediante espectrometría de absorción atómica.

Caracterización de los suelos

Se tomaron muestras representativas de los horizontes superficiales (Ap) de los suelos, que fueron secados, molidos y tamizados hasta pasar un tamiz de 2 mm de luz. La distribución del tamaño de partícula se determinó según el método de la pipeta; el contenido en carbono orgánico mediante oxidación húmeda con dicromato potásico (Walkley y Black, 1934); el pH potenciométricamente en una suspensión suelo:agua 1:2.5. El contenido en equivalentes de CaCO₃ se determinó según van Wesemael (1955). La capacidad de intercambio catiónico y los cationes de cambio se analizaron según los métodos propuestos por el Soil Survey Staff (1984). La estimación del P asimilable para el cultivo se realizó según Olsen et al. (1954).

Análisis de datos

El análisis de la varianza y los contrastes correspondientes para el diseño experimental planteado se realizó utilizando el programa Statistix SX (Analytical Software, 1996). Para la determinación de niveles críticos de P en planta por encima de los cuales no hay respuesta al rendimiento, se usó el método gráfico descrito por Cate y Nelson (1971), representando el rendimiento relativo en función del nivel de variable indicativa del nivel de disponibilidad.

Resultados y discusión

Las principales propiedades de los suelos están indicadas en la Tabla 1. Como se puede apreciar en la misma, los niveles de disponibilidad inicial de P en el suelo oscilaron entre 8 y 22. Este rango de valores comprende niveles por debajo del nivel crítico y claramente por encima del nivel crítico de respuesta a la aplicación de fertilizante fosfatado.

Efecto de la disponibilidad de P en parámetros productivos

La Tabla 2 nos muestra el análisis de varianza del efecto de la dosis de fertilizante fosfatado sobre la producción de raíz y azúcar respectivamente en los ensayos realizados en campo, para cada una de las parcelas. Sólo existe un efecto significativo de la adición de dosis crecientes de fertilizante fosfatado en la localización 1034, cuyo nivel de P Olsen inicial es de 12 mg P kg^-1. Aunque la localización de Villamartín tiene un nivel de disponibilidad más bajo (8 mg kg^-1 de P Olsen), no hay respuesta al abonado, ya que en dicha localización, el agua fue el factor más limitante para el cultivo en un año agronómico muy seco. En la localización 1033, no hubo respuesta a la fertilización, aunque el nivel de P Olsen es ligeramente superior a la 1034 (14 mg P kg^-1). De estos resultados cabe concluir que el nivel de P Olsen en el suelo a partir del cual parece no haber respuesta a la fertilización estará alrededor de 14 mg kg^-1. Cuando el suelo tiene 12 mg kg^-1 existe una respuesta clara. El suelo con el nivel de P Olsen superior (22 mg kg^-1 P Olsen) no mostró ningún tipo de respuesta al fertilizante añadido. En esta última localización no existió efecto alguno del fertilizante sobre la concentración de P en la planta en ningún momento del muestro (Tabla 2). En la localización 1033 sólo existió respuesta de la concentración de P en la planta al fertilizante aplicado en el primer muestreo realizado (4 — 6 hojas verdaderas). En los suelos estudiados, no existe por tanto incremento en la extracción de P con las dosis crecientes de fertilizante fosfatado cuando el nivel de P Olsen inicial es igual o superior a 14 mg kg^-1. Estos datos son coincidentes con los determinados en el ensayo en cámara de crecimiento utilizando ciclos cortos de cultivo (40 días).

Relación entre el contenido de P en planta y el rendimiento

Cuando se representa el rendimiento relativo como función del nivel de la concentración de P total o extraíble con agua en el primer muestreo (4 — 6 hojas verdaderas) para las localizaciones donde no hubo limitación de agua (Fig 1 y 2) se comprueba que no existe un incremento del rendimiento relativo (raíz producida) para valores de P total superiores a 3.5 g kg^-1 y para valores de P extraíble con agua superiores a 2.5 g kg^-1 (expresados respecto a materia seca). Se puede concluir, que contenidos en P superiores a los mencionados se pueden considerar asociados a un consumo de lujo en el cultivo. El P extraído por agua según el método descrito por Cakmak y Marschner (1987) se puede considerar que está unido de forma más lábil a estructuras orgánicas (químicamente el molibdato reactivo), y representa un método más rápido y cómodo de estimar el estado nutritivo del cultivo en cuanto al P se refiere. Las concentraciones de P en el primer muestreo van a ser indicativas de las futuras extracciones de P que va a realizar el cultivo y pueden ser utilizadas para establecer la respuesta al abonado fosfatado (medida como producción de raíz final) que pueda haber en el cultivo. Los niveles de P en planta mencionados anteriormente se pueden establecer como niveles críticos de P en plantas en las primeras etapas de desarrollo (4 — 6 hojas verdaderas) por debajo de los cuales habrá merma de rendimiento si no se aplica fertilizante fosfatado. Teniendo en cuenta que cuanto mayor sea el consumo de lujo de P por parte de la planta mayor proporción del P total debe representar el extraible con agua, dicha proporción deber ser indicativa del consumo de lujo y debe estar relacionada también con el rendimiento relativo. No existe incrementos significativos de rendimiento relativo para relaciones P agua / P total superiores a 0.8.

Como se puede apreciar en la Tabla 2, no existe una correlación entre la producción final en las distintas localizaciones y la concentración de P en los tejidos en la recolección.

Efecto de la aplicación de fósforo en el contenido de Fe y Zn

En el primer muestreo se comprobó como las concentraciones de Fe en planta aumentaban a medida que se incrementaba la dosis de fertilizante (p < 0.01; Tabla 3) en la localización Villamartín. En esta misma localización también existe un efecto significativo (p < 0.05) de la dosis de fertilizante sobre la relación Fe agua / Fe total, en limbo durante el segundo muestreo que indica probablemente un mejor estado nutritivo de Fe (Tabla 3). En este mismo muestreo, la relación baja en peciolo significativamente al aumentar la dosis de fertilizante fosfatado (p < 0.05) indicando una posible interferencia del fósforo en el transporte de Fe en la planta. En la localización 1034, la dosis más elevada de P (600 kg P₂O₅ ha^-1) se asocia a una disminución significativa de la relación Fe agua / Fe total (p < 0.01) en la raíz en la recolección. La razón de este efecto puede ser, según Elliot y Lauchli (1985), la inhibición del transporte de Fe de la raíz a la parte aérea debido a un exceso de concentración de P en la raíz, que inhibe la acción de las enzimas encargadas de la reducción del Fe³⁺ a Fe²⁺.

La localización con el mayor nivel de P Olsen (2052) fue la que mostró el mayor nivel de Fe en planta, niveles próximos a los que podrían estar asociados a toxicidad por dicho elemento. Dicho efecto fue debido a las inundaciones invernales, que dieron lugar a una elevada concentración de Fe²⁺ en la disolución del suelo como consecuencia de la reducción de óxidos de Fe, esencialmente de baja cristalinidad, cuyo contenido en estos suelos es apreciable.

El posible antagonismo entre el P y el Zn fue observado en las localizaciones 1033 y 1034 durante el segundo muestreo, sin que se aprecien evidencias en las otras parcelas. Para este muestreo, la concentración de Zn en los tres órganos para la 1033 y en raíz para la 1034 disminuyen significativamente al aumentar la dosis de fertilizante fosfatado (Tabla 4). Este hecho puede implicar una menor absorción de Zn por la planta. También existe una disminución significativa del Zn extraíble por agua para el mismo muestreo en la localización Villamartín (p < 0.01; Tabla 5), que no cabe explicar en términos de menor absorción sino de menor disponibilidad fisiológica. Esto contradice las observaciones de Cakmak y Marschner (1987) en plantas de algodón, donde el efecto de la alta disponibilidad de P se traducía exclusivamente en menor contenido en Zn extraíble por agua.

Tabla 6

Agradecimientos

Este trabajo ha sido financiado por el proyecto del Plan Nacional I + D AGF97-1102-CO2-01. Los autores agradecen la colaboración a la Asociación de Investigación para la Mejora del Cultivo de la Remolacha Azucarera (AIMCRA), a la Comunidad de Regantes del Sector B-XII y Cooperativa las Marismas de Lebrija, y, en especial, a D. José Romero y D. Benito Bellido.

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