Azufre. Azufre (S) Causas. Aurora Cerveñansky Mónica Barbázan Cristina Mori

Transcripción

1 Azufre Aurora Cerveñansky Mónica Barbázan Cristina Mori Azufre (S) El azufre (S) es un constituyente de: Aminoácidos precursores de proteínas Vitaminas Aceites Un cultivo deficiente en S: Rendimiento disminuido: produce menos granos y de menor tamaño. Calidad del producto cosechado afectada: en trigo, puede haber un efecto negativo sobre la calidad de la harina para panificación. La síntesis de proteínas deficientes en S reduce la formación de enlaces S-S fundamentales para la polimerización de proteínas del gluten de las que depende la resistencia y la elasticidad de la masa Causas La aplicación de S ha dependido tradicionalmente del fertilizante usado para suministrar N ó P. Cuando el superfofato simple (11-13 % de S) era la fuente de P más utilizada En la actualidad, ha aumentado la probabilidad de encontrar situaciones de deficiencia de S uso de fuentes de P más concentradas o de formulaciones binarias con concentraciones muy bajas de S no constituye un aporte significativo mayor requerimiento de S - cultivos de alto potencial de rendimiento Intensificación de la agricultura/ Sistemas en SD Disminución de la MO

2 S- características principales. Clasificado como: Nutriente Esencial Sin el nutriente la planta no puede completar su ciclo de vida Su deficiencia puede ser corregida solamente con el agregado de ese nutriente Macronutriente (clasificación basada en la cantidad absorbida) Al igual que N, P, K, Ca, Mg Nutriente Secundario (clasificación basada en la posibilidad de que sean deficitarios) Al igual que Ca y Mg (Na) S- características principales. Demanda de S: La cantidad de S requerida por un cultivo depende de la especie Es requerido en cantidad relativamente grande por los cultivos Requerimiento anual: entre kg ha -1 Un trigo de 5000 kg /ha con 12 % de proteína en el grano extrae en promedio 11 kg ha -1 de S. Cantidades absorbidas en relación a otros nutrientes Rendimiento S N P K Cultivo Tonha -1 Kgha -1 Alfalfa Trébol Gramíneas colza Nabo tabaco Cebolla Repollo S- consideraciones generales. Dinámica en suelo y planta (similitudes con N) Dominancia de formas orgánicas en los suelos Mineralización-inmovilización Lixiviación de la forma mineral (SO 4 ) Reacciones de óxido-reducción Componente de aminoácidos de las plantas También tiene importantes diferencias con N

3 S- características principales. Oferta de S: Fuente natural: MOS del suelo: La planta absorbe el S como ión sulfato (SO 2-4), que llega a las raíces por difusión o por flujo de masa (disuelto en el agua). Contribución de S de la atmósfera Originada por la actividad industrial o volcánica, que retorna por la lluvia (lluvia ácida) en zonas rurales puede considerarse insignificante. (< 10kgha -1 en países de Europa occidental) Contenido de S en los suelos Región húmeda Región seca 0.02% 0.2% En suelos de región húmeda: predominio de formas orgánicas En suelos de región árida: Precipitado como sales de Ca, Mg, K y Na Ciclo del azufre

4 S en el suelo S inorgánico (5 %) SO 4 en solución SO 4 adsorbido SO 4 coprecipitado con CaCO 3 S orgánico (95 %) S no unido directamente al C: S-O-C: sulfato ésteres (50%) S unido directamente al C: S-C (100%) Azufre no claramente identificado, muy estable (30%) Relación CNPS: Relación N:S: 10:1-10:1.5 Contenido de S total en el suelo ppm (similar a P) Suelos de pastura (00cm) gkg suelo -1 Suelos (0-10 cm) de sitios adyacentes campo natural g kg suelo-1 Agricultura g kg suelo-1 Fuente: Scherer, 2009.

5 S orgánico Azufre no unido directamente al C: C-O-S: Sulfato esteres Mineralización bioquímica mediante hidrólisis enzimática 50% del S orgánico total Azufre directamente unido al carbono: C-S Aminoácidos azufrados (cisteína y metionina) Mineralización biológica regulada por procesos microbiológicos 100% del S orgánico total Mayor correlación con los niveles de C y N orgánico que C-O-S Azufre biomasa microbiana < 3% del S total del suelo Mineralización del S orgánico Mineralización Bioquímica Es la hidrolización de sulfatos esteres por diferentes sulfatasas La actividad de la sulfatasa Controlada por la demanda de S de los microorganismos; bajo nivel de SO 4 estimula a los microorganismos a producir o activar sulfatasas Humedad, ph del suelo ( ) Materia orgánica Sistema de manejo de suelos Rotación de cultivos Presencia de plantas (efecto rizósfera) Mineralización del S orgánico Mineralización Biológica Es controlada por la necesidad de satisfacer los requerimientos de energía de los microorganismos, el S-SO 4 es liberado como resultado de la oxidación del C a CO 2

6 Mineralización del S orgánico Tasas de mineralización 1-3 % anual del S total orgánico (4-15 kg ha - 1 S-SO 4 ) Depende de : Formas de S orgánico Cantidad de MO Condiciones de mineralización (humedad, temperatura, etc.) Mineralización del S orgánico Otros factores: Contenido de S del material incorporado al suelo Relación C:S de los restos orgánicos < 200: clara mineralización neta > 400: clara inmovilización neta Encalado (ambiente mas favorable para activ. microbiana)= que P Temperatura del suelo Efecto de la rizósfera Manejo del suelo S inorgánico SULFATO (SO 4 ) Es la fuente de S mas importante para las plantas 1-10 % del S total del suelo Existen dos formas (disponibles para las plantas): Sulfato en solución: 3-5 ppm (< 20 ppm) Sulfato adsorbido (hasta 100 ppm) En suelos calcáreos (insoluble, no disponibles para las plantas) Sulfato coprecipitado con Ca y Mg

7 S inorgánico - SO 4 en solución Baja concentración [SO 4 ] es del orden de 3 a 5 ppm Variable depende de balance entre entrada (fertilización S, mineralización, desorción) y salida (extracción S, inmovilización, adsorción, lavado) de S. Mecanismo de llegada a la raíz: difusión o flujo de masa Está en equilibrio cinético con el SO 4 adsorbido a óxidos e hidróxidos de Fe y Al y en sitios de adsorción de borde de arcillas. Destino del SO 4 Absorbido por las plantas Inmovilizado por los mo Lavado en profundidad Adsorbido por la fase sólida del suelo (suelos fuertemente ácidos) Precipitado como SO 4 Ca en zonas áridas o sobre CO 3 Ca de alta actividad en suelos alcalinos Lixiviación de SO 4 En áreas susceptibles de lavado Fertilizantes recomendados: S elemental (fuente insoluble de S) Factores que inciden: concentración de sulfato textura; diferenciación textural nivel de bases; Fe y Al balance lluvias ET presencia de cultivo

8 S inorgánico - SO 4 adsorbido Adsorción de Sulfato Es un proceso reversible, que puede afectar al 10 % del S total en el horizonte superficial, y la tercera parte en el sub-superficial Importante mecanismo para evitar pérdidas por lavado S inorgánico - SO 4 adsorbido Factores que determinan la adsorción de sulfato: 1. Contenido y tipo de arcilla Aumenta con los niveles de arcilla del suelo Esmectita< illita< caolinita 2. ph del suelo ph ácido: aumenta adsorción ph= 6.5: la adsorción es despreciable, la mayoría del sulfato está en solución Desorción favorecida por encalado (= que fosfatos) S agregado S adsorbido ph del suelo SO4 (ppm) S inorgánico - SO 4 adsorbido Factores que determinan la adsorción de sulfato: 3. Contenido de óxidos de Fe e hidróxidos de Al En suelos con altos contenidos de óxidos de Fe e hidróxido de Al, ésta fracción de S contribuye en forma importante a cubrir los requerimientos para las plantas. 4. Concentración de SO 4 en solución Es dependiente de su concentración, si ésta aumenta la adsorción de SO 4 decrece 5. Presencia de otros iones Fosfato > nitrato=cl encalado, fertilización P disminuye adsorción, incrementa SO 4 en solución

9 S inorgánico - SO 4 adsorbido Factores que determinan la adsorción de sulfato: 6. Efecto de la materia orgánica Propiedades anfóteras de la MO (se desarrollan cargas positivas) S inorgánico sulfuros (S ) y S elemental (S 0 ) No aparecen en suelos agrícolas bien drenados En condiciones de anaerobiosis se da la reducción bacteriana del sulfato a sulfuro Influyen: ph y potencial redox Importancia en desecación de bañados: (oxidación del azufre: H 2 S O 2 H 2 SO 4 ) S absorbido por las plantas Forma absorbida: -SO 4 2- de la solución del suelo -SO 2 (gas) por difusión a través de los estomas de las hojas Ambas formas son metabolizables por las plantas.

10 S en planta Compuestos formados en el vegetal (cont.) Aminoácidos: cistina, cisteína, metionina Vitaminas: tiamina, biotina, coenzima A Fotosíntesis: ferredoxina Básicamente, el S forma parte de la proteína vegetal y se ha encontrado que la proporción N/S en la proteína vegetal es del orden de 12-15/1 para una variedad relativamente grande de cultivos (trigo, maíz, leguminosas) Los síntomas son difíciles de diferenciar, por su similitud con los de N, pero a diferencia de N el S es poco móvil en la planta (síntomas de clorosis comienza en hojas nuevas, disminución de fijación biológica de N). Deficiencia de S S en planta %, salvo en especies de alto requerimiento (Crucíferas: > 1%) En términos generales los requerimientos relativos de S y posible respuesta al agregado como fertilizante son: Gramíneas < leguminosas < crucíferas y liliáceas Suelos con menos de 10 ppms-so 4 (forma asimilable: en solución + algo de lo adsorbido) problemas de suministro de S para crucíferas y liliáceas) Existe una relación óptima entre disponibilidad de N y S para la formación de proteínas por las plantas Si falta S se acumula N mineral en la planta y viceversa. cuando el S va alcanzando grados de deficiencia, puede que -aún sin traducirse en una disminución de rendimiento -se dé la formación deficiente de proteína y la acumulación de N no proteico (aminas, amidas, nitratos, etc.)

11 Respuesta vegetal al suministro de S y N S absorbido por un cultivo de maíz (kgha -1 ) a dos niveles de N agregado kg S agreg. ha -1 Nivel de N Interacción positiva entre la fertilización N y S. Evaluación de suministro de S Análisis de suelo Ninguno de los métodos evaluados es capaz de proveer información satisfactoria sobre el potencial de mineralización de S del suelo ni tampoco se ha encontrado relación entre el SO 4 extraído y la cantidad de S absorbida por las plantas. (más limitante en suelos con escasa retención del SO 4 ) A.S: presenta limitantes para predecir la disponibilidad de S Evaluación de suministro de S Limitantes del Análisis de suelo Variaciones en el aporte: La velocidad de liberación del S de la MO (diferentes compuestos orgánicos, condiciones ambientales, min. bioquímica y biológica ) Factores que disminuyen S disponible (inmovilización, adsorción, lixiviación, absorción por las plantas) Reservas en subsuelo: La absorción de S por las plantas depende de factores ambientales (temperatura, humedad). Además la cantidad absorbida del subsuelo es altamente variable y depende de las características de las raíces.

12 Evaluación de suministro de S Análisis foliar Tiene buen poder predictivo Puede interpretarse con niveles críticos S total, S-SO 4, relación S-SO 4 / S total (NC=1:10), relación N/S en planta entera o en una parte específica de la planta Posibles situaciones que promueven deficiencia de S Especies más sensibles y/o exigentes de azufre (Crucíferas, liliáceas, leguminosas) Nivel crítico: 10 ppm (solución + algo adsorbido) Uso de fertilizantes sin S Suelos pobres en su fertilidad natural (arenosos) Altos niveles de rendimiento en cultivos Etapa de la rotación con acumulación de materia Orgánica En pasturas, en el inicio del crecimiento de primavera Exportación de azufre del sistema : silo, heno Fertilizantes Superfosfato común: 12 % S, 23 % P 2 O 5 Yeso (Sulfato de Ca hidratado) 19 % S S elemental, 100% S Como acidificante de suelo para invernaderos alcalinizados por aguas de riego Cultivos que requieren fuerte acidez: arándanos Sulfato de amonio, 24 % S Sulfato de potasio, 18 % S Sulfato de potasio y magnesio, 22 % S

13 Fuente: W.D. Carciochi, G.A. Divito, N.I. Reussi Calvo y H.E. Echeverría Información Nacional A partir de 1989 la Cátedra de Fertilidad de la Facultad de Agronomía, en su Proyecto de Fertilización Fosfatada en pasturas comenzó a ocuparse secundariamente del tema AZUFRE, dado que no era el objetivo principal. El proyecto comprendió una red de 10 sitios experimentales con el fin de evaluar globalmente la respuesta a diferentes nutrientes en pasturas. La evaluación en relación a respuesta de azufre se efectuó comparando los rendimientos obtenidos en parcelas con dos fuentes de fósforo: Supercomún contiene S en su fórmula Supertriple no contiene S. Coberturas con Lotus corniculatus (Red Cátedra Fertilidad) Rendimiento de la cobertura (promedios de 3 y 4 años, TT MS ha -1 ) Sin fertilizar Supertriple Superfosfato prom inc SITIO Ton. MS ha Bañado de Medina Cerro Colorado Chapicuy Fuentes de Fósforo en mejoramientos de campo natural con leguminosas sobre distintos suelos de Uruguay. Barbazán et al. 2006

14 Contenido de azufre en planta (distintos suelos y fuentes de P) Suelo promedio Supertriple Superfosfato SITIO % Bañado de Medina Medio-Yaguarí Cerro Colorado (Florida) Medio-Cristalino Chapicuy(pdú) Arenosos-Cretácico Relevamiento en cultivos de alfalfa (Barbazán, Ferrando y Zamalvide) Se realizó en la Cuenca Lechera Sur (promedio de 12 sitios); la zona tiene historia de altas dosis de fertilización fosfatada sin azufre. Utilizando niveles críticos de la bibliografía (0.2 %) se constataron varios cultivos con nivel insuficiente y ninguno tenía alto contenido. Aparece como más limitante que el P Conclusión Considerando el incremento en el costo de la fertilización por el agregado de S es irrelevante, la respuesta en rendimiento por el agregado de S tiene un impacto altamente favorable sobre la rentabilidad de cultivo

15 FIN