Aspectos Básicos del Manejo del Potasio Dr. Armando Tasistro IPNI-México y América Central atasistro@ipni.net

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

Ciclo del K K en la planta Estiércol Biosólidos Residuos de plantas Fertilizantes Cosecha del cultivo Escorrentía y erosión Minerales primarios Materia orgánica Meteorización Adsorción/intercambio Compuestos y minerales secundarios Desorción/intercambio K en solución del suelo Fijación Liberación K lixiviado

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 % Havlin et al, (2005) p. 200

Funciones relacionadas a concentración iónica de soluciones en células relaciones hídricas balance de cargas presión osmótica Havlin et al, (2005) p. 200

Funciones relacionadas a concentración iónica de soluciones en células relaciones hídricas balance de cargas presión osmótica Havlin et al, (2005) p. 203 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 Havlin et al, (2005) p. 203

Fotosíntesis  absorción de CO2  actividad de RuBP carboxilasa MAÍZ  absorción de CO2  actividad de RuBP carboxilasa  respiración asimilación de CO2 [mg/(dm2.h)] Havlin et al, (2005) p. 201 concentración de K en el tejido (% MS)

Productos de la fotosíntesis síntesis y transporte a órganos reproductivos y de almacenamiento conversión en hidratos de carbono, proteínas, aceites Havlin et al, (2005) p. 203

Productos de la fotosíntesis síntesis y transporte a órganos reproductivos y de almacenamiento conversión en hidratos de carbono, proteínas, aceites Havlin et al, (2005) p. 203 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 Havlin et al, (2005) p. 203 almidón sintasa: azúcares  almidón efectos en calidad

síntomas de deficiencia

arroz soya maíz café caña papa

transporte a raíces

K en planta K en solución

Flujo de masa Difusión  90% de requerimientos  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 Havlin et al. (2005) p. 206

áreas de donde las raíces toman K+ raíces de maíz Havlin et al. (2005) p. 207 áreas de donde las raíces toman K+

formas en el suelo

k intercambiable

K intercambiable K en la planta Materia orgánica Adsorción/intercambio Compuestos y minerales secundarios Desorción/intercambio K en solución del suelo

margen roto entre capas K+ en solución K+ (ion deshidratado) K+ (ion hidratado) Ca2+ (ion hidratado) posiciones planares posiciones cuña margen roto capa vermiculita posiciones margen capa vermiculita posiciones entre capas Rich, C.I. 1968. Mineralogy of soil potassium. p. 79-108. In V.J. Kilmer, S.E. Younts, and N.C. Brady (Eds.) The role of potassium in agriculture. ASA, CSSA, SSSA, Madison, WI. capa vermiculita capa mica 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 K en solución K intercambiable 1 2 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

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 Havlin et al. (2005), p. 208 4% arcilla 21% arcilla distancia desde raíz (mm)

k no intercambiable y mineral

K intercambiable K no intercambiable K en la planta Minerales primarios Materia orgánica Meteorización Adsorción/intercambio K intercambiable Compuestos y minerales secundarios Desorción/intercambio K en solución del suelo Fijación K no intercambiable Liberación

Transformación de las micas mica con capa meteorizada Plano de meteorización preferencial cationes hidratados intercambiables estructura 2:1 -K + H2O +K - H2O CIC=0;  10% K +K - H2O CIC=30-50; 6-8% K -K + H2O mica con capa y márgenes meteorizados Vermiculita Fanning, D.S. V.Z. Keramidas, and M.A. El-Desoky. 1989. Micas. p. 551-634. In J.B. Dixon and S.B. Weed (eds.) Minerals in Soil Environments. 2nd ed. SSSA, Madison, WI.. Haby et al., 1990 cationes hidratados intercambiables cationes hidratados intercambiables -K + H2O cationes hidratados intercambiables +K - H2O centro cuña cationes hidratados intercambiables márgenes abiertos CIC=30-50; 4-6% K CIC=150; <1% K

Fijación del K

¿Qué es el Sandwich de Potasio? Estructura de montmorillonita El “pan” del sandwich: Minerales filosilicatos Dos componentes estructurales básicos: Capa de tetrahedros Capa de octahedros Imagen disponible en: http://pubs.usgs.gov/of/2001/of01-041/htmldocs/clays/smc.htm (verificada feb 24, 2014). Cationes intercambiables

Estructura de illita/mica hidratada Potasio “Fijado” Estructura de illita/mica hidratada K “Fijado” Image available at: http://pubs.usgs.gov/of/2001/of01-041/htmldocs/clays/illite.htm (verificada feb 24, 2014)

El Sandwich de K Capa mineral Potasio en la entrecapa Capa mineral

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 Haby et al., 1990

Efecto de la concentración de K intercambiable K intercambiable en el suelo, muestras húmedas (mg kg-1) cambio en el K intercambiable en el suelo (mg kg-1) al secar las muestras se libera K Haby et al., 1990 al secar las muestras se fija K concentración de equilibrio

Efectos de la humedad puede variar con textura contenido de agua del suelo (kg kg-1) K intercambiable en el suelo (mg kg-1) franco arcilloso franco limoso franco agrietamiento de bordes de las arcillas exposición del K entre las capas liberación del K Haby et al., 1990

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 Havlin et al. (2005), p. 211

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 Havlin et al. (2005), p. 211

K intercambiable Indicador de la disponibilidad de K para las plantas Estimado por análisis de suelos rendimiento objetivo de la alfalfa 4 t/ha 6 t/ha 8 t/ha dosis de fertilizante potásico (kg/ha) Havlin et al. (2005), p. 211 K intercambiable determinado por análisis de suelo (ppm)

Agua en el suelo Suelo seco limita difusión concentración de K en resina (meq x 102) Suelo seco limita difusión Havlin et al. (2005), p. 212 temperatura (oC) contenido de agua en el suelo (%)

Temperatura del suelo disponibilidad de K actividad de raíces 8x más raíces 2x más K en tallo entrada de K a raíces de maíz (pmol K/cm.seg) Havlin et al. (2005), p. 212 concentración de K en la solución (M)

Aireación del suelo Raíces necesitan oxígeno exceso de agua compactación Havlin et al. (2005), p. 212

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

Ciclo del K K en la planta Escorrentía y erosión Minerales primarios Materia orgánica Meteorización Adsorción/intercambio Compuestos y minerales secundarios Desorción/intercambio K en solución del suelo Fijación Liberación K lixiviado

Lixiviación suelos arenosos KCl  K2SO4 trópico húmedo riego KCl  K2SO4 Baja saturación de bases  alta saturación de bases

Erosión y escorrentía Mayor pérdida de K intercambiable

Fuentes de K

Ciclo del K K en la planta Estiércol Biosólidos Residuos de plantas Fertilizantes Minerales primarios Materia orgánica Meteorización Adsorción/intercambio Compuestos y minerales secundarios Desorción/intercambio K en solución del suelo Fijación Liberación K lixiviado

Fuentes orgánicas Estiércol K+ 0.2 – 2.0% base seca (2-20 kg K/t) Havlin et al. (2005), p. 215

Fuentes inorgánicas Contenido de potasio en K2O %K = %K2O x 0.83 %K2O = %K x 1.2 Havlin et al. (2005), p. 215

Principales fuentes inorgánicas de potasio K2O Mg S (%) cloruro de potasio 60-62 sulfato de potasio 50 17 sulfato de potasio y magnesio 22 11 nitrato de potasio 13 44 fosfato monopotásico 52 34 tiosulfato de potasio 25 http://www.ipni.net/publication/nutrifacts-na.nsf/0/B0F17B6AA885626185257CC80058C19D/$FILE/NutriFacts-NA-3.pdf

Cloruro de potasio (KCl) altamente soluble eficacia no depende del color Havlin et al. (2005), p. 215

Sulfato de potasio (K2SO4) aporta S alternativa en cultivos sensibles al Cl- 1/3 de solubilidad del KCl alphachemicals.com Havlin et al. (2005), p. 215 http://www.ipni.net/publication/nss.nsf/0/ADD4AB8BDFABE40C852579AF007505D6/$FILE/NSS-05%20Potassium%20Sulfate.pdf

Sulfato de potasio y magnesio (K2SO4, MgSO4) aporta Mg y S pH 7 Havlin et al. (2005), p. 215 http://www.ipni.net/publication/nss.nsf/0/598016C0780C1B49852579AF007541F7/$FILE/NSS-06%20Langbeinite.pdf

Nitrato de potasio (KNO3) aporta N alta solubilidad disponibilidad inmediata de N y K cultivos con alto valor http://www.ipni.net/publication/nss.nsf/0/C1D7F29F6ABC2C31852579AF00763882/$FILE/NSS-11%20Potassium%20Nitrate.pdf

Fosfato monopotásico alto contenido de nutrientes bajo índice salino fertilizantes líquidos Havlin et al. (2005), p. 217

Tiosulfato de potasio fertilizantes líquidos aplicaciones foliares Havlin et al. (2005), p. 217

Ciclo del K K en la planta Estiércol Biosólidos Residuos de plantas Fertilizantes Cosecha del cultivo Escorrentía y erosión Minerales primarios Materia orgánica Meteorización Adsorción/intercambio Compuestos y minerales secundarios Desorción/intercambio K en solución del suelo Fijación Liberación K lixiviado

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/t alfalfa 25 maíz papa 12 caña de azúcar 2.1 trigo 26 tomates 3.8 http://www.ipni.net/article/IPNI-3296

Remoción Cantidad de K removida en los productos cosechados

Remoción de K Cultivo kg K2O/t alfalfa 25 maíz (grano) 4.5 papa (tubérculos) 6.5 caña de azúcar 1.8 trigo (grano) 5.5 tomates 2.9 http://www.ipni.net/article/IPNI-3296

¡Gracias!