Ciclo y balance del potasio en la agricultura
Contenido de potasio en el suelo y disponibilidad
El potasio se encuentra en el suelo principalmente en forma de sales y en estado absorbido: disponible (intercambiable) y no disponible (no intercambiable). Se retiene bien en el suelo, excepto en suelos ligeros con baja capacidad de absorción.
El contenido total de potasio a menudo supera el contenido de nitrógeno y fósforo y está determinado por la composición granulométrica. Los suelos arcillosos y franco-arcillosos son especialmente ricos en potasio, donde el contenido alcanza el 2-3%. Los suelos arenosos, franco-arenosos y turbosos son pobres en potasio: hasta el 0,1%.
Sin embargo, el contenido total de potasio, debido a las características de las reacciones de intercambio, no significa un suministro suficiente para las plantas, ya que solo alrededor del 1% de su contenido total está disponible para las plantas. Por lo tanto, la característica del suministro de potasio es su cantidad en formas móviles.
Según la disponibilidad para las plantas, todos los compuestos de potasio en el suelo se dividen en cinco grupos:
1. Potasio que forma parte de los minerales del suelo: aluminosilicatos. Forma de potasio difícilmente disponible. Sin embargo, algunos minerales (moscovita, biotita y nefelina) son capaces de transformar una parte del potasio en formas disponibles bajo la acción del dióxido de carbono y algunos ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas. La velocidad de transición del potasio de formas no intercambiables a intercambiables depende del tipo de suelo. Para los suelos césped-podzólicos es de 15-30 kg/ha por año; para los chernozems lixiviados, alrededor de 60 kg/ha.
2. Potasio absorbido, o adsorbido y ligado por los coloides del suelo, es la principal fuente de nutrición de las plantas. Su contenido en el suelo puede ser de 50 a 300 mg por 1 kg de suelo. Durante el período de vegetación, las plantas utilizan solo una parte del potasio intercambiable, lo que está determinado por las propiedades del suelo, las características biológicas de las plantas, las condiciones meteorológicas, etc.
3. Formas hidrosolubles de potasio: la forma más disponible. Constituyen el 10-20% (alrededor del 1% según E. Rübenzam y K. Raue) del potasio intercambiable. Según AAM, en un suelo césped-podzólico no fertilizado durante el período primavera-verano, el contenido de formas hidrosolubles de potasio era de 1,5-5 mg/kg de suelo. Se forma como resultado de la acción química y biológica sobre los minerales. Pasa parcialmente a forma hidrosoluble desde el estado intercambiable como resultado del desplazamiento del complejo absorbente del suelo, así como de los fertilizantes.
4. Potasio ligado biogénicamente, es decir, el que forma parte de la biomasa de las bacterias del suelo, los residuos vegetales y la biota. Su proporción puede alcanzar, por ejemplo, en suelos césped-podzólicos 40 kg de K2O por 1 ha. Pasa a forma disponible solo después de la muerte y mineralización de los residuos.
5. Potasio fijado por el suelo. El potasio puede fijarse en la parte mineral del suelo en estado no intercambiable. El proceso transcurre más activamente en condiciones de humedecimiento y secado alternos del suelo y predomina en suelos de composición granulométrica pesada que contienen minerales arcillosos montmorillonita e hidromicas, a los que es característica la adsorción intracristalina de cationes, a diferencia de la caolinita.
La fijación de potasio en forma no intercambiable se intensifica en medio alcalino y predomina en los solonetz. Los chernozems fijan potasio en mayor grado que los suelos césped-podzólicos.
Los suelos poseen un cierto límite de fijación de potasio procedente de los fertilizantes: para los césped-podzólicos rara vez supera los 200 kg/ha; para los chernozems puede alcanzar 300-700 kg de K2O por 1 ha. El uso de fertilizantes potásicos permite alcanzar la saturación completa de la capacidad de fijación de potasio.
El contenido óptimo de potasio intercambiable en el suelo, con el cual se observa el rendimiento máximo de los cultivos, es para los suelos césped-podzólicos y grises forestales de 170-225 kg/ha.
En los principales subtipos de chernozems, el contenido óptimo de potasio móvil, dependiendo del suelo, el cultivo y el método de determinación, es según Chirikov de 130 a 200 mg/kg; según Machigin, hasta 400 mg/kg.
Ciclo del potasio en la agricultura
El ciclo del potasio en los biocenosis transcurre intensamente. El contenido de potasio en la biomasa de los biocenosis varía desde 20 kg/ha para los desiertos hasta 2000 kg/ha para los robledales.
El ciclo cerrado de nutrientes en los biocenosis naturales, debido a la actividad acumuladora de las plantas, conduce a la acumulación de potasio dentro de la capa habitada por las raíces y al enriquecimiento gradual de los horizontes superiores con este elemento.
En los agrocenosis, la actividad económica influye principalmente en el ciclo y el balance de potasio: disponibilidad de fertilizantes, especialización de las explotaciones.
Las reservas totales de potasio en los suelos superan las reservas de nitrógeno y fósforo en 5-50 veces. D. N. Pryanishnikov, al evaluar el balance de potasio para el país en su conjunto, admitía un déficit de 20-22 kg/ha por año.
El principal artículo de gasto del balance de potasio en la agricultura es la extracción por la explotación con la producción.
Anualmente, con la cosecha de las plantas se pueden extraer de 40 a 310 kg/ha de potasio. Estos indicadores se calculan, en particular, para los cereales con rendimientos medios; con el aumento de la productividad, naturalmente, aumentarán.
Tabla. Contenido de potasio en la cosecha de los principales cultivos agrícolas.
| Cultivos | Cosecha de producción, t/ha | Extracción total de K2O, kg/ha | |
|---|---|---|---|
| comercial | secundaria | ||
| Cereales | 2,0-2,5 | 4,0-6,0 | 45-77 |
| Alforfón | 2,0 | 6,0 | 150 |
| Lino y cáñamo | 1,0 | 4,5-6,5 | 50 |
| Girasol | 1,8 | 7,5 | 360 |
| Patata | 20,0 | 12,0 | 200 |
| Remolacha azucarera | 30,0 | 20,0 | 175 |
| Col | 70,0 | 40,0 | 310 |
| Leguminosas de grano | 2,0 | 3,0 | 40 |
| Trébol (heno) | 6,0 | — | 90 |
| Alfalfa (heno) | 10,0 | — | Hasta 150 |
| Gramíneas de pradera (heno) | 6,0 | — | Hasta 120 |
| Fleo (heno) | 6,3 | — | Hasta 86 |
Para una evaluación objetiva del balance de potasio, es necesario tener en cuenta la distribución de la extracción entre las partes comercial y no comercial de la producción. Así, en el grano de trigo se contiene el 15% del potasio de la extracción total por la explotación; en la paja, el 85%. Cuanto menos potasio se contenga en la parte comercial de la cosecha que se retira de la explotación y más en la parte no comercial que permanece en el campo o en la explotación, incluidos los piensos, menos potasio se retira del ciclo interno de la explotación. Así, la especialización de la explotación determina el balance interno de potasio.
Parte del potasio puede perderse de la capa del suelo habitada por las raíces como resultado de la infiltración: en suelos ligeros aproximadamente el 5%, en suelos pesados el 2% de la cantidad aplicada con los fertilizantes. La intensidad de la lixiviación está influida por la composición granulométrica del suelo, el régimen hídrico, las dosis de fertilizantes y las características biológicas de los cultivos.
Parte del potasio puede perderse por erosión hídrica y eólica. Según datos promedio, esta cantidad es de 4-8 kg/ha. Se considera que los artículos de gasto por pérdidas de erosión se compensan con el aporte de las semillas (alrededor de 2 kg/ha) y las precipitaciones (2-6 kg/ha).
Cierta parte del potasio intercambiable puede pasar en el suelo a un estado fijado (absorbido no intercambiable), volviéndose inaccesible para las plantas. En el suministro de potasio a las plantas también participan las capas subsuperficiales del suelo, reduciendo así el consumo de potasio de la capa arable. Así, en experimentos con suelos césped-podzólicos, el girasol y el lupino consumieron en promedio alrededor del 32% del potasio de la extracción total de los horizontes subsuperficiales.
Balance de potasio
El balance de potasio (BK) se determina mediante la fórmula:
donde
- BK
- — balance de potasio, kg/ha de K2O.
Artículos de ingreso del balance:
- Kf
- — aporte con fertilizantes Kf = (Kmin + Korg), donde Kmin — aporte con fertilizantes minerales;
- Korg
- — aporte con fertilizantes orgánicos;
- Ks
- — aporte con semillas (material de siembra);
- Krv
- — aporte con residuos vegetales;
- Kprec
- — aporte con precipitaciones.
Artículos de gasto del balance:
- Kc
- — extracción con la cosecha de la producción principal y secundaria;
- Krv
- — extracción con residuos vegetales;
- Kper
- — pérdidas del suelo Kper = (Klix + Kero), donde Klix — pérdidas por lixiviación;
- Kero
- — pérdidas por procesos de erosión.
El aporte de potasio con fertilizantes y semillas se determina por la composición química y las dosis de siembra. La magnitud del aporte con precipitaciones atmosféricas para el potasio oscila entre 2 y 6 kg/ha. La extracción de potasio con la cosecha (Kc) se determina por la composición química y la cantidad de producción principal y secundaria.
Las pérdidas de potasio por erosión (Kero), según datos promedio, son de 3-5 kg/ha. Las pérdidas de potasio por lixiviación dependen de la composición granulométrica del suelo, la cantidad de precipitaciones, las dosis de fertilizantes y los cultivos.
Las pérdidas de potasio por lixiviación de fertilizantes (Klix) son: para suelos ligeros, el 5%; para suelos pesados, el 2% de la cantidad aplicada.
Lista de fuentes
1. Yagodin B. A., Zhukov Yu. P., Kobzarenko V. I. (2002). Agroquímica. Ed. por B. A. Yagodin. Moscú: Kolos.
2. Evtefeev Yu. V., Kazantsev G. M. (2013). Fundamentos de agronomía: manual. Moscú: FORUM.
3. Mineev V. G., Sychev V. G., Gamzikov G. P. y otros (2017). Agroquímica. Libro de texto. Ed. por Mineev V. G. Moscú: Editorial del Instituto de Investigación de Agrochimica de toda Rusia D. N. Pryanishnikov.
