Aspectos Básicos del Manejo del Potasio
Dr. Armando TasistroIPNI-México y América [email protected]
Temario• Ciclo del K• Formas y funciones en las plantas• Síntomas de deficiencia• Transporte a raíces• Formas en el suelo• Disponibilidad para plantas • Pérdidas• Fuentes• Extracción/remoción por cultivo
Estiércol BiosólidosResiduos
de plantasFertilizantes
K en la planta
K en solución del suelo
Compuestos y minerales
secundarios
Mineralesprimarios
Adsorción/intercambio
Desorción/intercambio
Fijación
Liberación
Materia orgánica
Cosecha del cultivo
Escorrentía yerosión
K lixiviado
Ciclo del K
Meteorización
FORMAS Y FUNCIONES EN LAS PLANTAS
Formas
• tomado como K+
• en solución o en cargas negativas de superficies de tejidos
• concentración en tejidos: 0.5 – 6.0 %
Funciones
• relacionadas a concentración iónica de soluciones en células– relaciones hídricas– balance de cargas– presión osmótica
Funciones
• relacionadas a concentración iónica de soluciones en células– relaciones hídricas– balance de cargas– presión osmótica
• balance eléctrico de NO3-
Funciones
• relacionadas a concentración iónica de soluciones en células– relaciones hídricas– balance de cargas– presión osmótica
• fuerza que provoca entrada de agua en raíces
• turgencia• estomas
Fotosíntesis
• absorción de CO2
• actividad de RuBP carboxilasa
• respiración
concentración de K en el tejido (% MS)as
imila
ción
de
CO
2 [m
g/(d
m2.
h)]
MAÍZ
Productos de la fotosíntesis
• síntesis y transporte a órganos reproductivos y de almacenamiento
• conversión en hidratos de carbono, proteínas, aceites
Productos de la fotosíntesis
– síntesis y transporte a órganos reproductivos y de almacenamiento
– conversión en hidratos de carbono, proteínas, aceites • translocación de azúcares
requiere ATP• K necesario para síntesis
de ATP
Productos de la fotosíntesis
• síntesis y transporte a órganos reproductivos y de almacenamiento
• conversión en hidratos de carbono, proteínas, aceites • almidón sintasa: azúcares
almidón• efectos en calidad
SÍNTOMAS DE DEFICIENCIA
maíz
soyaarroz
café
caña
papa
TRANSPORTE A RAÍCES
K en planta
K en solución
• Flujo de masa– 10% de requerimientos– importante con
• aplicación de dosis altas de fertilizante potásico
• mayoría del agua tomada por las raíces proviene de la zona fertilizada
• Difusión– 90% de requerimientos– baja disponibilidad de K+
para los cultivos con suelos secos o fríos
raíces de maíz
áreas de donde las raíces toman K+
FORMAS EN EL SUELO
K INTERCAMBIABLE
K en la planta
K en solución del suelo
Compuestos y minerales
secundariosAdsorción/intercambio
Desorción/intercambio
Materia orgánica
K intercambiable
posicionesentre capas
posiciones planares
posicionesmargen
K+ (ion deshidratado)
K+ (ion hidratado)
Ca2+ (ion hidratado)
margen roto
posiciones cuña
capa vermiculita
K+ en solución
capa mica
capa vermiculita
capa vermiculita
capa mica
Capacidad amortiguadora del suelo
Habilidad del suelo para reabastecer K+ a la solución del suelo
Diagramas Capacidad/Intensidad (Q/I)
• Relación para un suelo entre K intercambiable (capacidad) y el K en la solución (intensidad)
• El compartimento de K intercambiable es el que abastece a la solución del suelo
• La capacidad amortiguadora del suelo A es mayor que la del suelo B– Al variar el K en
solución entre 1 y 2, el cambio en K intercambiable en el suelo A es mayor que en el suelo B
K en soluciónK
inte
rcam
biab
le0
1 2
Capacidad: Intensidad
Proporcional a la CIC• textura• encalado
Concentración de K en la solución del suelo alrededor de raíces de maíz en dos suelos de texturas contrastantes
• K intercambiable inicial• 0.17 cmol/kg (21% arcilla)• 0.37 cmol/kg (4% arcilla)
• Suelos difieren más en K en solución que en K intercambiable
distancia desde raíz (mm)
4% arcilla
21% arcilla
K NO INTERCAMBIABLE Y MINERAL
K en la planta
K en solución del suelo
Compuestos y minerales
secundarios
Mineralesprimarios
Adsorción/intercambio
Desorción/intercambio
Fijación
Liberación
Materia orgánica
Meteorización
K no intercambiable
K intercambiable
Transformación de las micas
estructura 2:1
CIC=0; 10% K
-K + H2O
-K +
H2O
-K + H2O
Plano de meteorización preferencial
mica con capa meteorizada
cationes hidratados intercambiables
CIC=30-50; 6-8% K
mica con capa y márgenes meteorizados
cationes hidratados intercambiables
cuña
márgenes abiertos
centro
CIC=30-50; 4-6% K CIC=150; <1% K
Vermiculita
cationes hidratados intercambiables
cationes hidratados intercambiables
cationes hidratados intercambiables
+K - H2O
+K -
H2O
+K - H2O
Fijación del K
¿Qué es el Sandwich de Potasio?
El “pan” del sandwich:• Minerales filosilicatos • Dos componentes
estructurales básicos:– Capa de tetrahedros– Capa de octahedros
Estructura de montmorillonita
Cationes intercambiables
Potasio “Fijado”
K “Fijado”
Estructura de illita/mica hidratada
El Sandwich de K
Capa mineral
Capa mineral
Potasio en la entrecapa
Cambio en K intercambiable al secar las muestras de suelo
La concentración de K intercambiable puede aumentar o disminuir según:
– mineralogía predominante– concentración de equilibrio de K+
– desviación de la concentración de equilibrio al momento del muestreo
Efecto de la concentración de K intercambiable
K intercambiable en el suelo, muestras húmedas (mg kg-1)
cam
bio
en
el K
inte
rca
mb
iab
le e
n e
l su
elo
(m
g k
g-1) al secar las muestras se libera K
al secar las muestras se fija K
concentración de equilibrio
• agrietamiento de bordes de las arcillas
• exposición del K entre las capas
• liberación del K
contenido de agua del suelo (kg kg-1)
K in
terc
am
bia
ble
en
el s
ue
lo (
mg
kg-1
)
franco arcilloso
franco limoso
franco limoso
franco limoso
franco
Efectos de la humedad puede variar con textura
FACTORES QUE AFECTAN LA DISPONIBILIDAD PARA PLANTAS
• Minerales arcillosos y CIC• K intercambiable• Agua en el suelo• Temperatura del suelo• Aireación del suelo• pH del suelo
Minerales arcillosos y CIC
• Vermiculita, montmorillonita, mica con más K que caolinita
• Mayor CIC mayor capacidad de retención de K+
– no necesariamente más K+ en solución
K intercambiable
• Indicador de la disponibilidad de K para las plantas
• Estimado por análisis de suelos
K intercambiable determinado por análisis de suelo (ppm)
do
sis
de
fer
tiliz
an
te p
otá
sico
(kg
/ha
)
4 t/ha6 t/ha
8 t/ha
rendimiento objetivode la alfalfa
Agua en el suelo
• Suelo seco limita difusión
conc
en
trac
ión
de
K e
n re
sin
a (m
eq x
10
2 )
temperatura ( oC)contenido de agua
en el suelo (%)
Temperatura del suelo
• disponibilidad de K• actividad de raíces
concentración de K en la solución (M)
entr
ada
de K
a r
aíce
s de
maí
z (p
mol
K/c
m.s
eg)
8x más raíces
2x más K en tallo
Aireación del suelo
• Raíces necesitan oxígeno– exceso de agua– compactación
pH del suelo
• Aluminio intercambiable en suelos ácidos limita raíces
necesidades de K al encalar
• Mayor pH – cargas dependientes del pH– liberación de sitios ocupados por Al+3
• Más Ca (y Mg con cal dolomítica)
PÉRDIDAS DE K
K en la planta
K en solución del suelo
Compuestos y minerales
secundarios
Mineralesprimarios
Adsorción/intercambio
Desorción/intercambio
Fijación
Liberación
Materia orgánica
Escorrentía yerosión
K lixiviado
Ciclo del K
Meteorización
Lixiviación
• suelos arenosos– trópico húmedo– riego
• KCl K2SO4
• Baja saturación de bases alta saturación de bases
Erosión y escorrentía
• Mayor pérdida de K intercambiable
FUENTES DE K
Estiércol BiosólidosResiduos
de plantasFertilizantes
K en la planta
K en solución del suelo
Compuestos y minerales
secundarios
Mineralesprimarios
Adsorción/intercambio
Desorción/intercambio
Fijación
Liberación
Materia orgánica
K lixiviado
Ciclo del K
Meteorización
Fuentes orgánicas
• Estiércol– K+
– 0.2 – 2.0% base seca (2-20 kg K/t)
Fuentes inorgánicas
• Contenido de potasio en K2O– %K = %K2O x 0.83– %K2O = %K x 1.2
Principales fuentes inorgánicas de potasio
fuenteN P2O5 K2O Mg S
(%)cloruro de potasio 60-62sulfato de potasio 50 17sulfato de potasio y magnesio 22 11 22nitrato de potasio 13 44fosfato monopotásico 52 34tiosulfato de potasio 25 17
Cloruro de potasio (KCl)
• altamente soluble• eficacia no depende
del color
Sulfato de potasio (K2SO4)
• aporta S• alternativa en
cultivos sensibles al Cl-
• 1/3 de solubilidad del KCl
alph
ache
mic
als.
com
Sulfato de potasio y magnesio (K2SO4, MgSO4)
• aporta Mg y S• pH 7
Nitrato de potasio (KNO3)
• aporta N• alta solubilidad• disponibilidad
inmediata de N y K• cultivos con alto
valor
Fosfato monopotásico
• alto contenido de nutrientes• bajo índice salino• fertilizantes líquidos
Tiosulfato de potasio
• fertilizantes líquidos• aplicaciones foliares
Estiércol BiosólidosResiduos
de plantasFertilizantes
K en la planta
K en solución del suelo
Compuestos y minerales
secundarios
Mineralesprimarios
Adsorción/intercambio
Desorción/intercambio
Fijación
Liberación
Materia orgánica
Cosecha del cultivo
Escorrentía yerosión
K lixiviado
Ciclo del K
Meteorización
EXTRACCIÓN Y REMOCIÓN DE K
Extracción
• Cantidad total de K extraída en la biomasa aérea de un cultivo (incluyendo partes cosechables) a determinado nivel de rendimiento
• Madurez fisiológica o etapa de máxima acumulación
Extracción de K
Cultivo kg K2O/talfalfa 25maíz 25papa 12
caña de azúcar 2.1trigo 26
tomates 3.8
Remoción
• Cantidad de K removida en los productos cosechados
Remoción de K
Cultivo kg K2O/talfalfa 25
maíz (grano) 4.5papa (tubérculos) 6.5
caña de azúcar 1.8trigo (grano) 5.5
tomates 2.9
¡Gracias!