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DRAFT No.1
Los nutrientes en el suelo y las plantas y
la importancia del potasio - Colombia -
• Analyst Presentation 20 August 2007
Moscow
Dr. Toni Wiendl
Disponibilidad de nitrógeno
- El nitrógeno está presente en el 78% de la
atmósfera de la Tierra;
- Rocas con nitrogeno pocas reservas
- Síntesis a partir de nitrógeno atmosférico
Proceso Harber Bosch
- Formas comunes de fertilizantes con nitrógeno:
Urea, Nitrato de amonio, Sulfato de amonio,
Salitre de Chile
- Más del 58% de N consumido en el mundo es en
forma de urea
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Producción de fertilizantes
nitrogenados
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FAFEN- BA, Petrobrás
N2 + 3H2 2NH3 Sintesis Harber-Bosch
Disponibilidad de Fosforo
- El fósforo es el décimo elemento más abundante
en la corteza terrestre.
- Las rocas metamórficas, magmáticas o mismo
sedimentarias con fósforo son la principal fuente
de este elemento para los cultivos
- La clase más común de rocas se utiliza como
fertilizante és la roca de fosfato del grupo apatita
- El fósforo se suministra en forma de MAP, DAP,
roca fosfórica y ácido fosfórico
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Formación de depositos de fósforo
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Rocas igneas y metamórficas
Rocas sedimentarias
Jazida da Vale em Tapira, cidade da região de Araxá
- Fluorapatita
- Hidroxiapatita
- Cloroapatita
- Carbonato-apatita
Inertes, necessário
ataque com ácidos
Reactivos, ataque
con ácido o
aplicación directa
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Disponibilidad de potasio
- El potasio es el séptimo elemento más abundante en la corteza terrestre;
- Las rocas naturales de viabilidad económica demostrada: silvita, silvita, carnalita, kainita, Langbeinita, Polyhalita, Schoenita;
- Las formas más comunes de fertilizantes de potasio se utilizan como KCl, K2SO4, KNO3 e o K2Mg2(SO4)3
- 90-95% del K se consume como KCl
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Formación de depósitos de potasa
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Potasio Minas Subterráneas
Mineral de Silvita rico en
potasio
Potasio Minas Subterráneas
8
9
Potasio Minas Subterráneas
Mineral de Silvita rico en potasio. Rusia.
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Reservas de potasa en el
mundo
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Demanda de fertilizantes en el
Mundo
Colombia consume
~1600 mil mt/ año
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Potasio y la situación brasileña
Fonte: Paul Burnside, CRU/FMB 2013
- Necesita 4-5 nuevas minas de potasio para satisfacer la demanda de
Brasil en 2020.
- Todavía no se ha encontrado depósitos de potasio en Colombia
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Demanda de fertilizantes
- Precio de las culturas
- Precio de los fertilizantes
- Adquisición estratégica
- Los patrones climáticos
- No necesariamente los cultivos alimentarios
- Balanço de nutrientes
- Cambio de dieta
- El aumento de la población
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El suelo
Desintegración de rocas
Minerales
Matéria orgánica
Microorganismos
Agua
Aire
Capacidad de almacenamiento de aire, agua y nutrientes
Suelo cultivable 20-40cm de espesor
Muestreo de suelos
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División en lotes y los puntos de muestreo
El retiro de la muestra
El retiro de la muestra Fuente: Santarutti et. All.
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Ley del mínimo
Carl Sprengel
Ley del Mínimo, 1828
“Máxima productividad
está limitada por los
nutrientes que tiene una
cantidad menor”
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Nutrientes
- Plantas características básicas
- Elemento esencial (Arnon e Stout, 1939):
- La planta no debe ser capaz de completar su ciclo de vida en ausencia del elemento
mineral
- La función del elemento no puede ser reemplazado por cualquier otro elemento
mineral
- El elemento debe estar directamente involucrado en el metabolismo de la planta o
ser parte de un componente esencial para la planta
N, P, K macronutrientes primarios grandes cantidades
Ca, Mg, S macronutrientes secundarios cantidades medianas
B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Zn micronutrientes pequeña cantidad
Na, Co, Si esencialidad micronutrientes no confirmados micronutrientes
pequeñas cantidades
Elementos minerales en las plantas
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Composición típica de la materia seca en las plantas
Fuentes de elementos minerales
Materia orgánica
Resíduos de cultivos
Subproductos industriales
Fertilizantes orgánicos
Nitrógenio; Fósforo; Potasio
N atmosférico la fijación de los rayos y por medio biológico
Fósforo rocas
Potasio rocas
Fertilizante Mineral en la solución del suelo
Disponibilidad inmediata 19
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El suelo
Capacidad de almacenamiento de nutrientes
Agua
Minerales
Materia orgánica
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Agua en el suelo
La CIC del suelo
La capacidad de intercambio de cationes – CIC
En la ciencia del suelo la capacidad de intercambio de cationes o CIC es el
número de cationes intercambiables en peso seco que el suelo es capaz de mantener a un
dado pH, y disponible para el intercambio con la solución del suelo.
Fertilizantes NPK son absorbidos por las plantas de las siguientes maneras:
NO3- e NH4
+
H2PO4- e HPO4
2-
K+
hidrólisis, disociación, solubilización
Donde se encuentran los fertilizantes minerales después de aplicados al
suelo?
Solución del suelo y adsorbido fácilmente disponible, intercambiable
Fuertemente ligado lentamente disponible, no intercambiable
Roca de origen indisponible o muy lentamiente disponible
Retrogradación arcilas ilitas y vermiculitas muy poco en suelos tropicales
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La CIC del suelo
Arcilas (coloides)
La materia orgánica (coloides)
Ácidos orgánicos débiles generar cargas negativas
Sitios de adsorción de cationes
pH disponibilidad de nutrientes y CIC
H+ CIC ocupando sitios de adsorción CIC lixiviación
de nutrientes
Causa acidez del solo
Los fertilizantes como Urea, la hidrólisis de aluminio, la descomposición de la
materia orgánica, la lixiviación de cationes, las secreciones de ácidos
Poder Buffering la resistencia del suelo a cambio de pH
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A CIC do solo
Source: Kelly L. Trainor
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Coloides - arcilas
Source: Kelly L. Trainor
Kaolinite 1:1 Fine grained
mica 1:1
Montmorilonitte
2:1
Fulvic acid
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Arcilas en el suelo
Source: Kelly L. Trainor
Cambio partícula catiónica en el suelo
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Gama de pH y su relación con la disponibilidad
de nutrientes y aluminio
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Fuente: Malavolta, 1979
pH del suelo
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pH 6,0 - 6,5 (encalado):
Solubilidad: K, Ca, Mg, N, P, S, B e Mo
Solubilidad: Fe, Cu, Zn, Mn y Al
Absorción de K por las plantas
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Interceptación radicular 2%
Flujo mássico 20%
Difusión 78% Corta distância
31 http://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detail/soils/use/maps/?cid=nrcs142p2_054013
Mapa de la zona
32 Fuente: IGAC, 2014
Suelos del eje cafetero en Colombia
Risaralda
Caldas
Quindio
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Sobreutilización y subutilización
Sobreutilización – sobreexplotación, utilización en exceso
- … los agricultores aprovecharon en exceso la calidad de
los suelos para cultivar productos...
Subutilización – pouca utilización
- … tierras productivas que son desaprovechadas para otras
actividades…
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Sobreutilización y subutilización
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…se podria asegurar que en un 25% del país los
agricultores, ganaderos y empresarios del sector
deberian reorientar sus practicas en torno a un mejor
uso y aprovechamento del suelo
…actividades que podrian estar agotando las capacidades del suelo
en Risaralda, … praticas tradicionales en la siembra de cultivos del
café, a la queima de caña y a la ganaderia.
…cuando se siembra café en suelos frágiles, descubiertos y en
altas, se afecta y se sobreutiliza.
Sobreutilización y subutilización
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…Quindío padece de sobreutilización en el 25 por ciento del
territorio y subutilización en el 10 por ciento. ….
“Caldas és el departamento más sobreutilizado en Colombia, con un
55% de su área afectada por el exceso de agricultura en suelos de alta
fragilidad, por pendiente, erosíón y procesos de remoción en masa”…
Esquemática simplificada del flujo de nutrientes
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Fonte: Modificado de Noordwijk, 1999
El ciclo del potasio simplificado
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39
El ciclo de potasio en el suelo
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El ciclo de potasio en la planta
Reaciones enzimaticas
Eficiencia del uso de la
agua
Crescimento de las
zonas meristematicas
Translocacion de
proteinas y hidratos de
carbono
Mejora la tolerancia a
plagas y enfermedades
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- K
+ K
Municipio: Luis Eduardo Magalhães
Soja
42 Municipio: Luis Eduardo Magalhães
- K
+ K
Soja
Maiz
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Municipio: Luis Eduardo Magalhães
+ K - K
44
- K
+ K
Municipio: Luis Eduardo Magalhães
Maiz
Naranja
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Produción de potasio y reservas
Produción 2010 Produción 2011 Reservas
Mil toneladas de K2O
Canadá 9 788 11 200 4 400 000
Rusia 6 280 7 400 3 300 000
Bielorusia 5 250 6 500 750 000
Brasil 453 400 300 000
China 3 200 3 200 210 000
Alemania 3 000 3 300 150 000
Estados Unidos 930 1 100 130 000
Chile 800 800 130 000
Israel 1 960 2 000 40 000
Jordania 1 200 1 400 40 000
Reino Unido 427 430 22 000
España 415 420 20 000
Otros paises - - 50 000
Total Mundial 33 700 37 000 9 500 000
Fonte: IPI, Potássio um nutriente essencial para a vida
Cloreto de potássio
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Productos Uralkali
Cloruro de potasio pink standard
Cloruro de potasio granulado
Cloruro de potasio branco fino
Cloruro de potasio branco standard
La tendencia del crecimiento de las poblaciones
rurales y urbanas de los países en desarrollo
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Fonte: Brook et al., 2006 in Momentum drives the crash, mass extinction in the tropics (Biotropica)
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Demanda por calorias
International assessment of agricultural knowledge, science and technology for development (IAASTD) :
global report / edited by Beverly D. McIntyre, Hans R. Herren, Judi Wakhungu, and Robert T. Watson. 2008.
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Frases para pensar
“Si la área de 1,5 millones de hectáreas se cultivaron sólo orgánicamente, tendríamos alimentos para 2,4 mil millones
de personas, que es aproximadamente un tercio de la población actual.”
Luc M. Maene no 2 Congreso Brasileiro de Fertilizantes, São Paulo, 2012
“Los fertilizantes se aplican ampliamente en pequeñas cantidades y de manera ineficiente en los países en
desarrollo, lo que lleva a una baja productividad.”
Magnus Berge
“El Brasil hay salvado a la apertura de 52 millones de acres de tierra. És fantástico”
Dalton Dias Heringer
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Muchas gracias !!!
Gracias aos amigos Francisco Jimenez, Jorge Cuervo, Francisco
Echeverri, Mario (Finca Altomira) y Nicolás.