¿Sabía usted? Los análisis de suelo y el potasio “absorbible” por las plantas

Pedro Raúl Solórzano Peraza
Julio de 2018

El potasio es uno de los nutrientes esenciales que es acumulado en mayor cantidad por las plantas a pesar de no formar parte de su estructura, pero interviene en la activación de sistemas enzimáticos que sirven como catalizadores para las reacciones químicas dentro del vegetal. Es un elemento relativamente abundante y ampliamente distribuido en la corteza terrestre, estimándose que la litósfera contiene 2,3% de K 2 O en base a peso y el contenido promedio de los suelos es 1,4%.

Lógicamente, el contenido de potasio total de los suelos es muy variable y puede oscilar desde muy pocos kilogramos por hectárea en suelos de textura gruesa de origen cuarcítico, hasta 20.000 kg/ha o más en suelos de texturas finas formados de material parental con alto contenido de minerales potásicos. El origen del potasio del suelo es la desintegración y descomposición de rocas que contienen minerales potásicos, considerándose entre éstos a los feldespatos potásicos (ortoclasa y microclina) y las micas (biotita y moscovita).

Feldespato: KAlSi 3 O 8
Moscovita: H 2 KAl 3 (SiO 4 ) 3
Biotita: (H,K) 2 (Mg,Fe) 2 Al 2 (SiO 4 ) 3

El potasio dentro de las estructuras de esos minerales no puede ser utilizado por las plantas, pero a medida que esos minerales se meteorizan van liberando sus componentes, entre ellos el potasio, que va a pasar a la solución del suelo, o puede ser atraído y adsorbido a las cargas negativas de la fracción coloidal del suelo ya que es un ión cargado positivamente (catión), o puede ser fijado nuevamente en las estructuras de algunos minerales, que como illita y otros, tienen la capacidad de atrapar este potasio dejándolo inaccesible para las raíces de las plantas.

Esas formas de K en el suelo han sido clasificadas de diferentes maneras. Algunos señalan que el K del suelo puede ser agrupado en cuatro categorías de acuerdo a su aprovechabilidad. Las categorías y las cantidades aproximadas de cada una son: formando parte de la estructura de minerales, de 5.000 a 25.000 ppm; difícilmente aprovechable, de 50 a 750 ppm; intercambiable, de 40 a 600 ppm; en solución, de 1 a 10 ppm. Pocos suelos pueden tener cantidades de K fuera de los rangos dados.

Esta situación es interesante, ya que muestra que del contenido total de K en los suelos, solo una fracción muy pequeña es fácilmente aprovechable para las plantas en un momento determinado.

Entonces, en el suelo, del total de potasio presente solo las formas en solución y el adsorbido en el complejo de intercambio del suelo están fácilmente disponibles para las plantas. Las raíces absorben los nutrientes de la solución del suelo, por lo que el conocimiento de la concentración de potasio en solución sería el mejor índice para
conocer el K absorbible por las plantas. Sin embargo, los análisis de suelo de rutina no reportan estos valores, en parte, debido a su dificultad para ser acertadamente estimados.

Por otro lado, en los análisis de suelo con fines de fertilidad se reportan los valores de K aprovechable, que es fundamentalmente K intercambiable o una estimación del factor Cantidad (Q), y es la fracción que establece una relación de equilibrio con la concentración de K en la solución del suelo. Esta relación de equilibrio es muy dinámica, ya que a medida que la concentración de K en solución disminuye porque las plantas lo absorben, el K intercambiable comienza a enviar K a la solución para restablecer el nivel de equilibrio. Esta concentración de equilibrio de K, o actividad del potasio en la solución del suelo [AR K e =aK/(aCa+aMg) 1/2 ], la cual provee una medida satisfactoria del potencial de K en un suelo o del factor

Intensidad (I), debe mantenerse sobre cierto nivel crítico para que las plantas dispongan de suficiente potasio para su nutrición.

La concentración de equilibrio de K en solución o intensidad (I) no es igual para todos los suelos y depende fundamentalmente de la cantidad de potasio presente, contenido de arcilla y su mineralogía. Por esta razón, varios suelos pueden tener la misma intensidad, pero difieren en su capacidad o habilidad para mantener la concentración de equilibrio dentro de un rango crítico a medida que las plantas absorben potasio. Debido a eso, se requiere evaluar un parámetro que determine la cantidad potencial de K presente en el suelo. Estas determinaciones se denominan
Relaciones Cantidad/Intensidad (Q/I).

Sobre la base de esos conceptos de las relaciones Q/I, en este trabajo se hace una adaptación de las mismas, relacionando el potasio extraído con una solución de acetato de amonio normal considerándolo un estimado de Q, con la concentración de potasio en el extracto de pasta de suelo saturado como un estimado de I, en más de cien muestras de suelos de diversas partes del territorio venezolano, con el objeto de alcanzar una ecuación lineal que permita estimar la concentración de K en solución o el potasio absorbible por las plantas, a partir de los valores de K
extraído con acetato de amonio normal que es una variable que se determina en los análisis de rutina con fines de fertilidad.

Las relaciones Cantidad/Intensidad o relaciones Q/I miden la cantidad de K adsorbido en el complejo de intercambio catiónico a una determinada intensidad (actividad o concentración de K en solución). Además, determinan la Capacidad

Tampón Potencial de K (PBC K ) que representa simplemente la resistencia del suelo al cambio en contenido de K, o dicho de otra forma, la capacidad del suelo para suplir K continuamente.

Para medir las curvas Q/I, a una misma cantidad de suelo se añaden soluciones con concentraciones crecientes de K, después de un tiempo se logra el equilibrio en el suelo y se mide la actividad de K en solución. En las muestras donde se aplican soluciones con concentraciones bajas de potasio, se libera K del suelo a la solución; mientras que en las muestras donde se aplican soluciones con concentraciones altas de potasio ocurre lo contrario, es decir, parte del potasio añadido en la solución es adsorbido a los coloides del suelo para establecer el equilibrio en ese
suelo. Con esta información se hace un gráfico Q/I colocando la cantidad de K liberada o adsorbida por el suelo en el eje Y (factor Q) y en el eje X se coloca la cantidad de K remanente en solución (AR K e ) o factor I. Los incrementos en Q con respecto a los incrementos en I representan la capacidad del suelo para suplir K o PBC K .

En este trabajo se presentan las relaciones entre un estimado de Q como es el K aprovechable del suelo determinado por extracción con solución de acetato de amonio normal, y un estimado de I como es la concentración de K en el extracto de pasta saturada del suelo. Para ello se utilizaron ciento dieciseis (116) muestras de suelo analizadas en el

Laboratorio Edafofinca, C.A. (Cagua, Venezuela); se clasificaron las muestras de acuerdo a su contenido de arcilla, buscando formar grupos homogéneos según tuvieran un elevado coeficiente de correlación entre los estimados de Q e I, de tal manera que para cada grupo o porcentaje de arcilla se obtuviera una ecuación de regresión bastante ajustada, que permita estimar los valores de concentración de K en solución (del extracto de pasta saturada como estimado de I), a partir de los valores de K aprovechable en extracciones con solución normal de acetato de amonio que reportan los laboratorios.

Esta es una versión de las relaciones Q/I muy diferente a las originales señaladas por Beckett, en las cuales la cantidad (Q) depende de las cantidades de K añadidas al suelo en las soluciones de diferentes concentraciones. O sea, Q va a depender de la concentración de I añadida al suelo. En nuestro caso, la variable dependiente es I, la cual depende del valor de K intercambiable para un determinado rango de porcentaje de arcilla, razón por la cual se coloca I en el eje Y mientras que K intercambiable como estimado de Q se coloca en el eje X.

La mayor parte de cualquier nutriente catiónico en el suelo es retenido por la fase sólida, por eso, su aprovechamiento por las plantas, cuando no está limitada por factores metabólicos o antagonismos iónicos, necesariamente es regulada por la cantidad y combinación de los iones en la fase sólida. Las plantas absorben K de la
solución del suelo causando una disminución de su concentración, esto genera un gradiente que promueve el paso de K de la fase sólida a la solución. Asumimos que los valores de I para que exista suficiente K en solución para la mayoría de los cultivos, es decir, el rango crítico, debe estar entre 0,5 y 1,0 me/litro (determinado
en el extracto de pasta de suelo saturado).

Las categorías, en la tabla de interpretación original de los niveles de K aprovechable extraído con acetato de amonio normal, expresados en ppm, son las siguientes:

MUY BAJO       BAJO                   MEDIO                  ALTO                       MUY ALTO
30                        30-100                 100-160                160-350                         350

Actualmente se dispone de una población de datos n=116 (observaciones)

El coeficiente de correlación para n=116 es r=0,4277
La ecuación de regresión es Y = 0,2121 + (0,002249) X
De donde X = (Y – 0,2121)/0,002249

Para Y = 0,5, X = (0,5-0,2121)/0,002249 = 128 ppm
Para Y = 1,0, X = (1,0-0,2121)/0,002249 = 350 ppm

Rango crítico = 128-350 ppm

Quiere decir que valores de K aprovechable inferiores a 128 ppm son bajos, y por encima de 350 son excesivos (consumo de lujo), para cualquier suelo. Se observa que esos valores son bastante próximos a los valores establecidos como ALTO (160-350 ppm) en el cuadro original de interpretación de los resultados analíticos, lo cual le trasmite certeza, validez y confiabilidad a la ecuación obtenida. Sin embargo, sabemos que esa interpretación es incompleta porque le falta considerar la textura del suelo en función de su contenido de arcilla, por lo que a continuación
se presentan los resultados para grupos de suelos con diferentes contenidos de arcilla.

Si esa población de 116 observaciones la agrupamos tratando de hacer conjuntos de datos lo más uniformes posible, se pueden establecer los siguientes mejores grupos y sus rangos de valores críticos:

Grupo 1: 0-10% de arcilla, n = 9:
r = 0,90643087 a = -0,49685364 b = 0,02197266

Grupo 2: 11-30% de arcilla, n = 48:
r = 0,69164408 a = 0,07008857 b = 0,00481379

Grupo 3: 31-40% de arcilla, n = 28:
r = 0,68374704 a = 0,0591239 b = 0,00163766

Grupo 4: 40% de arcilla, n = 31:
r = 0,86904131 a = -0,0782958 b = 0,00163304

Rangos de valores críticos (X):
Grupos              % arcilla              n       y = 0,5             y = 1,0                   y = 0,75
1                            0-10                  9            45                   68                            56
2                           11-30                48          90                   194                          142
3                           31-40               28          269                 574                          420
4                          40                     31           362                 675                          520

La validez de estos grupos se aprecia en los elevados coeficientes de correlación entre las dos variables consideradas (Q e I) y en la pendiente, que es cada vez menor a medida que aumenta el porcentaje de arcilla de los suelos, disminuyendo desde 2,197% para el grupo 1 hasta 0,1633% para el grupo 4 con más de 40% de arcilla, indicando que a mayor contenido de arcilla mayor es la capacidad amortiguadora del suelo.

El valor de Y = 0,75 representa el punto medio del rango crítico de los valores de K en solución o estimado de I (en el extracto de pasta de suelo saturado), por lo tanto, utilizaremos estos valores para establecer las categorías de respuesta de las plantas, pero identificadas como INSUFICIENTE, SUFICIENTE Y EXCESIVA, indicando que cuando es INSUFICIENTE el nivel de K aprovechable (Q) es tan bajo que las plantas responderán a la aplicación de fertilizante potásico, cuando el nivel de K aprovechable es SUFICIENTE está dentro del rango crítico y por lo tanto no habrá respuesta de las plantas a la aplicación de fertilizante potásico, y cuando la categoría es EXCESIVA hay exceso de potasio en el sistema y puede ocurrir lo que se conoce como consumo de lujo.

Esto se resume en el siguiente cuadro:

Interpretación de los niveles de K aprovechable (ppm):
Grupos                                                   insuficiente                    suficiente                           excesivo
1 (0-10% de arcilla)                               56                                     56-100                              100
2 (11-30% de arcilla)                             100                                  100-280                            280
3 (31-40% de arcilla)                            280                                  280-470                            470
4 (40% de arcilla)                                 470                                  470-520                             520

Los valores superiores de los rangos críticos o SUFICIENTE, derivan de la interpolación entre los valores consecutivos de X para Y = 0,75. De esa manera, 100 proviene del promedio entre 56 y 142 [(56 + 142)/2 = 99] y 99 se aproxima a 100; 280 proviene del promedio entre 142 y 420 [(142 + 420)/2 = 281] y 281 se aproxima a 280; y 470 proviene del promedio entre 420 y 520 [(420 + 520)/2 = 470]. Finalmente, 520 es el máximo valor de X para Y = 0,75.

Si comparamos estas categorías con la tabla original de interpretación de los valores de K aprovechable, en la cual el rango crítico varía entre 160 y 350 ppm podemos apreciar las grandes diferencias entre ambas interpretaciones.

Según esa tabla original, menos de 160 ppm de K aprovechable son insuficientes, lo cual contrasta con los valores de la tabla cuando se considera el porcentaje de arcilla, en la cual estas 160 ppm son suficientes para cualquier suelo con menos de 31% de arcilla. En el otro extremo tenemos que más de 350 ppm es un valor excesivo, pero
cuando se considera el porcentaje de arcilla del suelo, estas 350 ppm son insuficientes si el suelo contiene más de 40% de arcilla.

Lo resaltante de esto en el manejo de la fertilización potásica es que cuando los suelos tienen bajos niveles de arcilla y nos guiamos por la tabla que no considera la textura del suelo, podemos aplicar dosis excesivas de fertilizante propiciando pérdidas importantes de K por lixiviación, porque la mayor parte del potasio va a la solución del suelo y las condiciones de poca arcilla favorecen una alta permeabilidad. En esos casos, se debe fraccionar la aplicación de este nutriente para ser más eficientes en su uso. Por otro lado, cuando los suelos tienen altos contenidos de arcilla, si no tomamos esto en cuenta podemos aplicar dosis muy por debajo de lo necesario para mantener un nivel adecuado de K en solución y el cultivo puede sufrir de deficiencia de potasio.

Las categorías también pudieran identificarse como BAJA en lugar de INSUFICIENTE, ALTA en lugar de SUFICIENTE, y MUY ALTA en lugar de EXCESIVA.

Sin fertilizantes es imposible producir la cantidad de alimentos que necesitamos para satisfacer los requerimientos de la población.

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Pedro Raúl Solórzano Peraza
Julio de 2018
pedroraulsolorzano@yahoo.com
www.pedroraulsolorzanoperaza.blogspot.com