ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

ESTUDIO DEL REGIMEN FOSFORICO DE DOS SUELOS UTILIZADOS EN EL CULTIVO DE LOS PASTOS. I. CINETICA DE SORCION

A. Nuviola¹, Aleida Labrada², A.R. Mesa³, C. Alvarez², Urbicia Gómez¹ y Zoila Palacio²

¹ Instituto de Investigaciones de Agroquímica y Mejoramiento de Suelos MINAGRI. La Habana, Cuba

² INIFAT «Alejandro de Humboldt» A.C.C. La Habana, Cuba

³ Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey Perico, Matanzas, Cuba

Se estudió la cinética de sorción, en función del tiempo, de dos suelos dedicados al cultivo de los pastos, pertenecientes a los tipos Ferralítico Rojo hidratado y Ferralítico Cuarcítico amarillo lixiviado. Las muestras de suelos en solución de KH₂PO₄ marcados con ³²P libre de portador, se agitaron por tiempos variables entre 1 y 72 h. La cinética de sorción se caracterizó por la presencia de un proceso rápido de quimiosorción, seguido por una reacción de intercambio lenta y prolongada y se alcanzó el equilibrio a las 48 h. Los valores de sorción máxima fueron de 1 120 y 300 ìg de P/g de suelo para los suelos Rojo y Cuarcítico respectivamente, y el primero fue un gran fijador de P. Se concluye que es importante seleccionar las especies y variedades de pastos de acuerdo con el régimen de sorción de cada suelo, con el fin de hacer un mejor uso del fertilizante fosfórico.

Palabras clave: Cinética de sorción, P, suelo Ferralítico Rojo hidratado, suelo Ferralítico Cuarcítico amarillo lixiviado.

In a Red hydrated Ferralitic and in a yellow-lixiviated Quartzitic Ferralitic soils dedicated to pasture explotation was studied the sorption kinetic in time function. Soil samples in KH₂PO₄ solution marked with ³²P free of bearer were agitated at variable times among 1 and 72 h. Sorption kinetic was characterized by the presence of a fast chemiosorption process, followed by a slow and long interchange reaction and balance was reached after 48 h. Maximum sorption values were of 1 120 and 300 ìg of P/g of soil in the Red and Quartzitic soils respectively. P fixation was greater in the Red soil. It is concluded that the selection of grass variety and species should be in accordance with the sorption rate of each soil in order to make a better use of P fertilizer.

Additional index words: Sorption kinetic, P, Red hydrated Ferralitic soil, yellow-lixiviated Quartzitic Ferralitic soil.

Teniendo en cuenta que los suelos dedicados al cultivo de los pastos presentan diversos problemas, se hace necesario conocer las características que gobiernan el régimen fosfórico de los mismos, para de esa forma orientar la fertilización con dicho elemento. Es conocido además que esta desempeña un papel importante en la obtención de altos rendimientos de los pastos con una buena calidad, lo que represente en un mejoramiento de la masa ganadera.

La cinética de sorción de fósforo es una de las principales características, debido a que estudia la reacción entre el P y el suelo y nos permite conocer en qué magnitud están retenidos los fosfatos por las partículas del suelo y el tiempo en que se alcanza el equilibrio, factor muy importante para estudiar la desorción y las isotermas de adsorción, según señaló Barrow (1967) además de otros autores.

El objetivo de esta investigación fue caracterizar la cinética de sorción de los iones fosfatos en dos suelos de interés para el cultivo de los pastos, utilizando una solución marcada con ³²P.

Se determinaron las curvas de cinética de sorción de los fosfatos en función del tiempo en dos suelos, Ferralítico Rojo hidratado y Ferralítico Cuarcítico amarillo lixiviado (Academia de Ciencias de Cuba, 1979), cuyas características químicas se muestran en la tabla 1.

Procedimiento. La sorción de los fosfatos se determinó de acuerdo con la metodología de Rachinskii (1974); Ryden, Me Laughlin y Syers (1977), donde muestras de 2 g de suelo, previamente secadas al aire y pasadas por un tamiz de 2 mm, se agitaron durante 1, 4, 6, 16, 20, 24, 28, 32, 40, 44, 48, 52, 56, 64 y 72 horas en 10 ml de disolución de KH₂PO₄ (250 ìg de P/ml en CaCl₂, 0,01 M) con una actividad específica de 0,05 Ci ³²P/ml. Después que las muestras alcanzaron los diferentes tiempos de agitación, se centrifugaron de 2 500 a 3 000 rpm, durante 5 minutos. Se tomó una alícuota de 1 ml para medir la actividad en un sistema radiométrico Geiger-Müller. Las muestras se efectuaron por cuadruplicado y los datos se procesaron para determinar los valores de sorción de P según Rachinskii (1974) y la transformación matemática planteada por Ryden y Syers (1975) y Ryden et al. (1977), según la fórmula:

Q/Qo)

donde:

S = Fósforo sorbido en un tiempo dado (ìg de P/g de suelo)

V = Volumen de la disolución fosfórica usada

Co = Concentración de P en la solución inicial (ìg de P/ml)

m = Masa de suelo (g)

Q = Número de impulsos por muestra cada 100 seg

Qo = Número de impulsos de la solución patrón cada 100 seg

Como se puede observar en la figura 1, el proceso de sorción de los fosfatos comprende una etapa inicial rápida, en la que predomina una sorción específica, y una etapa posterior de intercambio lento y prolongado caracterizado por una difusión intraparticular en el suelo. Resultados similares han sido obtenidos par Barrow (1967), quien estudió las relaciones entre la toma de P por las plantas y algunas características del suelo; también González Abreu y Savich (1976) obtuvieron estas mismas fases de sorción de los fosfatos en un suelo húmico carbonatado y Pino, Urbina, Luziol y Casas (1983) en un suelo derivado de cenizas volcánicas.

Estos dos suelos pertenecen al mismo agrupamiento pedogenético pero tienen marcadas diferencias en cuanto a los máximos de sorción (fig. 2), pues corresponde al suelo Ferralítico 1 120 y al Ferralítico Cuarcítico amarillo lixiviado 350 ìg de P/g de suelo. Dichas diferencias pudieran ser atribuibles a la presencia de sesquióxidos de Fe y Al en los suelos ácidos, según las consideraciones de Perkins, Dean y Bhangoo (1957) y Kuo y Lotse (1974), y también a le existencia de Mn según Ohki (1975) y Preston y Fox (1978).

Los suelos Ferralíticos Rojos presentan un mayor contenido de Fe y Al y además una elevada cantidad de arcillas caoliníticas y una textura arcillosa; mientras que en el suelo Ferralítico Cuarcítico tanto los sesquióxidos de Fe y Al como el contenido de caolinitas son menores, con una textura arenosa producto del contenido de cuarzo, proveniente de la roca madre (Academia de Ciencias de Cuba, 1979).

López-Hernández, Coronel y Alvarez (1981) hallaron máximos de retención de P desde 970 hasta 51 ìg/g en suelos de Venezuela; también Syers, Browman, Smillie y Corey (1973), informaron valores comprendidos entre 73 y 900 ìg/g para suelos brasileños y Fox, Plucknett y Whitney (1968) para suelos tropicales de Hawaii encontraron valores superiores a 2 500 ìg/g. Así se evidencia la marcada variabilidad existente para esta medida, que está en función de las características arcillominerales, la materia orgánica, el pH y la presencia de Fe y Al (Udo y Uzo, 1972).

Otro factor que pudiera haber contribuido a estas diferencias es el contenido de materia orgánica (tabla 1), que en el suelo rojo fue muy superior. Esta es considerada por Bornemissza (1965) como una fuente potencial de acidez de los suelos, debido a que las moléculas en su perifieria presentan grupos fenólicos y carboxílicos que al disociarse se convierten en protones; por otra parte, Harter (1969) demostró que la materia orgánica incrementó significativamente la sorción de los iones fosfatos, debido a una reacción de intercambio de aniones en los sitios activos de esta, y Fassbender (1969) halló una correlación significativa entre la sorción de P y el contenido de materia orgánica. Sin embargo, Brown y Loewenstein (1978) encontraron una correlación muy baja entre estos indicadores, debido a la gran reactividad del Al que ocupó los sitios activos de la materia orgánica, y no fue posible la adsorción del P.

En general, esta dualidad de la materia orgánica ha sido reseñada por López-Hernández (1977), la cual puede fijar fosfatos a través del complejo organometálico, o también puede bloquear los sitios de adsorción (Nagarajah, Posner y Quirk, 1968); por lo que se debe seguir profundizando estos aspectos, dado el papel benéfico que ejerce la materia orgánica sobre el status de P disponible en el suelo.

En cuanto al tiempo de equilibrio de 48 h en ambos suelos (tabla 2), difiere bastante de lo informado por Whyte y Taylor (1977), pero coincide con lo obtenido por Martín y Fundora (1972) y Cajuste (1979) para los suelos ácidos del trópico. Estas diferencias en cuanto al tiempo de equilibrio pudieran estar asociadas con las características físico-químicas del suelo y/o la técnica analítica dedeterminar la sorción de los fosfatos.

En estudios realizados por Mesa (1986), se encontró que en el suelo Ferralítico Cuarcítico amarillo lixiviado hubo una reducción del rendimiento de un 75% debido a la omisión de P al suelo y al bajo contenido de este nutrimento en el mismo para el normal desarrollo del pasto; sin embargo, hubo una gran eficiencia de utilización de este elemento cuando le fue suministrado al suelo en dosis adecuadas y la sorción de los fosfatos fue baja.

Por otra parte, en este mismo estudio se informó que en el suelo Ferralítico Rojo hidratado no hubo respuesta a la omisión de P al suelo y que la ENP fue casi nula, con lo que se argumentó que el contenido de este nutrimento en el suelo puede satisfacer las necesidades nutricionales de los pastos.

De acuerdo con los resultados del presente trabajo se concluye que es importante la selección de especies y/o variedades que se adapten a cada condición con el objetivo de que se haga un mejor uso del fertilizante fosfórico.

1. ACADEMIA DE CIENCIAS DE CUBA. Clasificación genética de los Suelos de Cuba. Instituto de Suelos. La Habana 1979.

2. BARROW, N.J. Soil Sci. 104:99 1967.

3. BORNEMISSZA, E. Turrialba. 15:20 1965.

4. BROWN, H.G. & LOEWENSTEIN, H. Commun. in Soil Sci. Plant Anal. 9:571 1978.

5. CAJUSTE, J. Agrociencia. 36:137 1979.

6. FASSBENDER, H.W. Turrialba. 19:497 1969.

7. FOX, R.L.; PLUCKNETT, D. & WHITNEY, A.S. Int. Congr. of Soil Sci. 9^th. Transactions. Vol. 2. pp. 301 1968.

8. GONZALEZ ABREU, ANA & SAVICH, V.J. CENIC, La Habana. Revista. Ciencias biológicas. 7:147 1976.

9. HARTER, R.O. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 33:630 1969.

10. KUO, S. & LOTSE, E.G. Soil Sci. 116:400 1974.

11. LOPEZ-HERNANDEZ, D. La química del fósforo en suelos ácidos. Univ. Central de Venezuela. Maracay. 123 p. 1977.

12. LOPEZ-HERNANDEZ, D.; CORONEL, I. & ALVAREZ, L. Turrialba. 31:169 1981.

13. MARTIN, M.M. & FUNDORA, . Rev. agropecuaria. 4:19 1972.

14. MESA, A.R. Estudios de algunos factores que influyen en la eficiencia de utilización del fósforo en Panicum maximum Jacq. Tesis presentada en opción al grado de Candidato a Dr. en Ciencias Agrícolas. Escuela Superior Agricultura. Praga, Checoslovaquia 1986.

15. NAGARAJAH, S.; POSNER, A.M. & QUIRK, J.P. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 32:507 1968.

16. OHKI, K. Agron. J. 67:204 1975.

17. PERKINS, A.T.; DEAN, D. & BHANGOO, M.S. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 21:154 1957.

18. PINO, J.N.; URBINA, M.C.; LUZIOL, W. & CASAS, L.G. Nucleotécnica. 3:44 1983.

19. PRESTON, J.J. & FOX, R.L. Soil Sci. 126:230 1978.

20. RACHINSKII, V.V. Censo básico de Física atómica aplicada a la agricultura. Acad. Agric. K.A. Timiriazev. Moscú. 39 p. 1974.

21. RYDEN, J.C.; Mc LAUGHLIN, J.R. & SYERS, J.K. J. Soil Sci. 28:72 1977.

22. RYDEN, J.C. & SYERS, J.K. J. Soil Sci. 26:395 1975.

23. SYERS, J.K.; BROWMAN, M.G.; SMILLIE, G.W. & COREY, R.B. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 37:358 1973.

24. UDO, E.J. & UZO, F.O. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 36:879 1972.

25. WHITE, R.E. & TAYLOR, A.W. J. Soil Sci. 28:48 1977.