Tesis Doctorales UPM: Consulta online

Autor: GONZALEZ RODRIGUEZ, Demetrio

Título: Comparación de la efectividad relativa y de la lixiviación de ocho fuentes orgánicas de zinc en un cultivo de judía (Phaseolus vulgaris L.) en invernadero.

Fecha: 2006

Materia: Sin materia definida

Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS AGRONOMOS

Departamentos: QUIMICA Y ANALISIS AGRICOLA

Acceso electrónico:

Director/a 1º: ALVAREZ ALVAREZ, José Manuel

Resumen: Los fertilizantes de zinc se aplican habitualmente a numerosos cultivos en suelos agrícolas. Entre las fuentes más comunes de micronutriente se encuentra el sulfato de zinc (ZnSO4), pero las formulaciones de origen orgánico son cada vez más utilizadas para corregir las deficiencias de dicho metal, que es esencial para la vida de las plantas. Se están desarrollando diferentes fertilizantes que contienen complejos o quelatos de zinc cuya efectividad sobre los cultivos depende de la forma de aplicación. Estos fertilizantes varían en su estado físico, reactividad química, coste y disponibilidad para la planta. Cuando se aplican al suelo micronutrientes, su disponibilidad está condicionada por su reparto ente la solución del suelo y la fase sólida y su redistribución entre los distintos componentes de esta última. En este trabajo se estudian las diferencias de comportamiento del zinc aplicado en forma de ocho complejos orgánicos (de origen natural y sintéticos) a dos suelos de distintas características físico-químicas en los que se lleva a cabo un cultivo de judía (Phaseolus vulgaris, L) de porte bajo. Los fertilizantes añadidos en dosis de 5 y 10 mg Zn/Kg, contienen las siguientes fuentes de micronutriente: Zn-DTPA+HEDTA+EDTA (Zn-DTPA, Zn-dietilentriaminopentaacetato, Zn-HEDTA, Zn-2-hidroxietil-etilendiaminotriacetato, Zn-EDTA, Zn-etilendiaminotetraacetato), Zn-EDTA+HEDTA, Zn-HEDTA, Zn-EDTA, Zn-S,S-EDDS (Zn-S,S-etilendiamodisuccinato), Zn-EDDHSA (Zn-a,a-etilendiimino-bis-2hidroxi-5-sulfonatofenilacetato), Zn-Polihidroxifenilcarboxilato, y Zn-Aminolignosulfonato. La experimentación se ha realizado en invernadero durante 60 días utilizando lixímetros con el fin de poder establecer balances de masas. Los líquidos lixiviados fueron recogidos y analizados, obteniéndose que los fertilizantes aplicados a los suelos sometidos a riegos periódicos se desplazan a través de ellos y lixivian Zn en cantidades que dependen del tipo de suelo, de la fuente de zinc empleada, de la dosis aplicada y del volumen de lixiviado recogido a lo largo del experimento. Algunas de las fuentes de zinc se manifiestan muy móviles en ambos suelos. Para el volumen de lixiviado recogido (total, 2L), en el suelo I- pH ácido; textura, arenoso-franca; arcilla predominante, ilita y esmectita- con un volumen de riego de 400 ml/día, la mayor cantidad de Zn lixiviado obtenido es del 12 por ciento respecto al aplicado; en el suelo II ph básico, calizo; textura, franco arenosa; arcilla predominante, esmectita e ilita; capacidad de campo tres veces superior al suelo anterior- con un volumen de riego de 440 ml/día, la mayor cantidad de zinc lixiviado obtenido es del 32 por ciento respecto al aplicado. Los fertilizantes que contienen en zinc quelado con los agentes EDTA, DTPA+ HEDTA+EDTA, EDTA+HEDTA, y S,S-EDDS son los que presentan mayor movilidad, migrando el micronutriente aplicado a través de los suelos. Al igual que sucede con el tratamiento control, cuando se aplica zinc quelado con Polhidroxifenilcarboxilato o con Aminolignosulfonato la movilidad del micronutriente y su cantidad lixiviada son mínimas. El zinc biodisponible se ha determinado por tres métodos de extracción utilizados habitualmente en la bibliografía (DTPA-TEA, DTPA-AB y Mehlich-III). Los diferentes tratamientos fertilizantes de micronutriente producen un efecto residual de zinc asimilable suficiente para posteriores cultivos, sin nuevas adiciones de micronutriente. Los niveles que permanecen en los suelos son muy superiores al nivel crítico. En el suelo I se obtienen mayores cantidades de zinc asimilable que en el suelo II. Los tres métodos utilizados para estimar zinc asimilable presentan correlaciones altamente significativas entre sí P menor que 0,0001) siendo el orden de las concentraciones medias extraídas el siguiente: Mehlich-III>DTPA-AB>DTPA-TEA Con el fraccionamiento secuencial propuesta por Krishnamurti and Naidu (2000) se determinó la redistribución del Zinc en las diversas fracciones del suelo. El zinc añadido mediante las distintas fuentes, permanece en los suelos en formas químicas favorables para su absorción por las plantas, existiendo correlaciones positivas y significativas fundamentalmente entre el zinc asimilable y el zinc soluble en agua e intercambiable y el Zn complejado orgánicamente (en el suelo II también se correlacionan con el Zn asociado a carbonatos). Por ello, el fraccionamiento secuencial se puede considerar útil para el estudio de la biodisponibilidad del micronutriente. La concentración obtenida de zinc fácilmente lixiviable (extraído con cloruro bárico) es mucho mayor en el suelo I que en el suelo II, alcanzando para varios tratamientos aproximadamente el 40 y el 12 por ciento respectivamente; además es menor que las concentraciones obtenidas mediante los tres métodos de determinación del zinc asimilable, especialmente en el suelo II. A su vez está correlacionada con el Zn asimilable y con todas las fracciones extraídas secuencialmente, si bien con las tres primeras (o fracciones más lábiles) de forma positiva y con las cuatro siguientes (fracciones más insolubles y fracción residual) de forma negativa. Los parámetros electroquímicos, pH y potencial redox (Eh) determinados en los suelos I y II al final del cultivo presentan diferencias significativas entre ambos suelos. Los valores determinados para Eh, establecen la existencia de condiciones más oxidantes en el suelo I (Eh medio 647 mV) que el suelo II (Eh medio 546 mV) El pH se incrementa significativamente con tiempo a lo largo del cultivo, mientras que el Eh apenas varía. Por otra parte, los parámetros pH y Eh de los suelos correlacionan alta y significativamente con determinados en los lixiviados (P>0,0001). Además la correlación entre pH y pe (Eh/59,2) es muy significativa (P<0,0001), es decir, para un pH mayor el pe es menor y viceversa. El pH del suelo se correlaciona de forma negativa y significativa con las fracciones de zinc soluble en agua e intercambiable (WSEX) y de zinc asociado a óxidos metálicos facilmente reducibles (RMO) (Con la fracción de zinc complejada orgánicamente, OC, es negativa pero no significativa), por ello, en los suelos con mayor pH, el zinc asociado a la fracción más lábil es menor y también son menores el zinc asimilable y el fácilmente lixiviable; también es mayor el zinc asociado a los óxidos amorfos y cristalinos de Fe (AMC y CFeO respectivamente), y menor el zinc en la fracción RMO, mientras que en los suelos con menor potencial redox es menor el zinc en las fracciones AMC y CFeO, y mayor el zinc en la fracción RMO. Del estudio de la planta se deduce que en el suelo I los tratamientos efectuados con Zn-EDTA, Zn-EDDHSA, Zn-Aminolignosulfonato y Zn-DTPA+HEDTA-EDTA en dosis distintas, dan lugar a una producción en materia seca mayor que el tratamiento control, alcanzando un valor máximo de 31,5 g por tiesto. Por el contrario, en el suelo II sólo algunos fertilizantes superan ligeramente el control, no existen diferencias importantes entre ellos y el valor máximo alcanzado es de 32,9 g por tiesto. Por otra parte, en ambos suelos y para todos los fertilizantes utilizados, existe una elación entre el zinc añadido al suelo y las concentraciones de zinc total y de zinc soluble , extraído con el reactivo MES, en materia seca de la planta. En el suelo I, todos los porcentajes de zinc utilizado por la planta son mayores que en el suelo II para todos los tratamientos, alcanzándose el 6,6 por ciento para la dosis 5 mg/kg de Zn-EDTA. En este suelo, tratamiento fertilizante Zn-Aminolignosulfonato presenta alta eficacia ya que el porcentaje de micronutriente utilizado por la planta fue alto y, además como ya se ha dicho, su lixiviación fue escasa (menor potencial contaminante de las aguas). En el suelo II, los tratamientos más efectivos fueron los realizados con los fertilizantes Zn-EDTA, Zn-DTPA-EDTA+ EDTA aplicados en dosis 5 mg/kg, cuyos porcentajes de utilización fueron los más altos (1,9 y 1,7 por ciento respectivamente). Fertilizantes como Zn-HEDTA, mantuvieron concentraciones suficientes en la planta y una pequeña cantidad de zinc lixiviado. Considerando conjuntamente los dos suelos, existen correlaciones significativas entre la concentración total de zinc y el zinc soluble en materia seca de la planta con el zinc asimilable del suelo, así como con el zinc fácilmente lixiviable (r varía entre 0,81 y 0,94; P<0,0001). Por otro lado, con las fracciones WSEX, OC y RMO las correlaciones son positivas ( r varía entre 0,76 y 0,88; P<0,0001), y con las fracciones OM (zinc asociado orgánicamente), AMC, CFeO y RES (zinc residual) los coeficientes de correlación son negativos (r varía entre -0,59 y -0,81; P<0,001 y P< 0,0001 respectivamente). Se han establecido varios modelos matemáticos que relacionan los parámetros determinados en la planta y en suelo. Uno de ellos permite predecir el zinc tomado por la planta de judía a partir de las fracciones extraídas secuencialmente en los suelos. La ecuación obtenida presenta una variabilidad del 89 por ciento. Las correlaciones obtenidas entre el Zn soluble en materia seca de la planta con el zinc asimilable, indican que este método puede ser empleado como alternativo al del zinc total para diagnosticar el estado nutricional de zinc en judía. Teniendo en cuenta el zinc que permanece en el suelo, el lixiviado y tamaño por la planta se han realizado balances de micronutriente obteniéndose porcentajes adecuados de recuperación, los cuales varían entre 98 y 111 por ciento.

Tesis:

Comparación de la efectividad relativa y de la lixiviación de ocho fuentes orgánicas de zinc en un cultivo de judía (Phaseolus vulgaris L.) en invernadero.