SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.23 número2Densidad estacional y distribución vertical de los Enchytraeidae (Annelida: Oligochaeta) en diferentes sistemas de producción índice de autoresíndice de materiabúsqueda de artículos
Home Pagelista alfabética de revistas  

Servicios Personalizados

Articulo

Indicadores

  • No hay articulos citadosCitado por SciELO

Links relacionados

  • En proceso de indezaciónCitado por Google
  • No hay articulos similaresSimilares en SciELO
  • En proceso de indezaciónSimilares en Google

Bookmark


Ciencia del suelo

versión On-line ISSN 1850-2067

Cienc. suelo v.23 n.2 Buenos Aires ago./dic. 2005

 

TRABAJOS

Disponibilidad de cinc, cobre, hierro y manganeso extraíble con DTPA en suelos de córdoba (Argentina) y variables edáficas que la condicionan

Eduardo Volmer Buffa1 & Silvia Elisa Ratto2

1Cátedra de Edafología, Facultad de Cs. Agropecuarias, U.N.Córdoba, Ciudad Universitaria, 5000 Córdoba, E-mail: ebuffa@agro.uncor.edu
2Cátedra de Edafología, Facultad de Agronomía. Av. San Martín 4453,1417. Buenos Aires. E-mail: sratto@agro.uba.ar

Recibido: 07/07/05
Aceptado: 01/12/05

RESUMEN

Se midió el contenido en suelo de Cu, Zn, Fe y Mn extraíbles con DTPA y se relacionó con la materia orgánica, pH, tenor salino y cantidad de carbonatos en Molisoles, Entisoles y Alfisoles de la llanura chaco-pampeana, en la provincia de Córdoba, Argentina. Las muestras de suelo, colectadas en 48 situaciones, correspondientes a distintas condiciones texturales (desde franco limoso a franco arenoso), de acidez (débil acidez a alta alcalinidad) y con salinidad baja a media, fueron contrastadas con valores de suficiencia para microelementos, obtenidos de la bibliografía. Se encontraron valores muy bajos de Cu en suelos arenosos (0,1-1 mg kg-1) y los mayores correspondieron a Argiudoles (PO) (1,5 -2,5 mg kg-1). El Zn estuvo por debajo de 1 mg kg-1 en la mayoría de los sitios. El Mn presentó un rango de 23 a 85 mg kg-1 y el Fe de 21 a 68 mg kg-1, valores superiores a los considerados críticos y con los máximos en Argiudoles (PO). Las variables acidez y carbonatos se asociaron con el Cu, la materia orgánica y la salinidad con el Zn, todas con signo positivo.

Palabras clave. Micronutrientes; Materia orgánica; pH; Carbonatos.

Availability of DTPA extractable zinc, copper, iron and manganese in Córdoba (Argentina) soils and its relationship with other properties

ABSTRACT

Cu, Zn, Fe and Mn DTPA extractable content and it relationship with organic matter, pH, salinity and lime were studied in 48 soils (Mollisol, Entisol and Alfisol) from some geomorphic regions of the Chaco-Pampean plain of Cordoba (Argentina). Soils ranged from silty loam to loamy sandy texture, weak acidity to strong alcalinity, and low to medium salinity, they were sampled from 0 to 60 cm depth. Copper were at its critical range (0,1-1 mg.kg-1) only in sandy soils, with the highest contents (1.5 -2.5 mg kg-1) in Argiudolls. Zinc was below 1 mg kg-1 in most regions. Manganese (23-85 mg kg-1) and Fe (21-68 mg kg-1) were above their respective critical content in all regions, with highest contents in Argiudolls for both micronutrients. Zn, Cu and Mn distribution in depth profile, was associated with organic matter content. Soil variables lime and pH for Cu, and OM and salinity for Zn, were positively correlated with DTPA content.

Key Words. Soil micronutrients; OM; pH; Lime.

INTRODUCCIÓN

En la llanura cordobesa, franja occidental de la Llanura Pampeana Argentina, predominan suelos desarrollados bajo condiciones climáticas de semiaridez sobre materiales loéssicos franco-limosos y aluviales franco-arenosos, con aportes modernos en superficie (Doratto, 1986). Las características más representativas de estos suelos derivan del material originario, texturalmente homogéneo con mineralogía mixta, y del relieve, que favoreció un mayor desarrollo de perfil en los sectores bajos.

En general, los suelos se caracterizan por un pH superficial que varia dentro de un rango de 6 a 8,5, con áreas de mayor alcalinidad por calcáreo a escasa profundidad, en sectores de lomas erosionadas o en suelos formados bajo procesos de salinización-sodificación. El contenido de materia orgánica predominante es bajo a moderado (1 a 2,5%) y el efecto del manejo ha condicionado la evolución del suelo en superficie a lo largo de los últimos 50 años, con la expansión de la mecanización y el monocultivo, reflejándose en una disminución sistemática en el contenido de materia orgánica y el avance de procesos erosivos.

La actividad agrícola extensiva más importante de Córdoba, abarcando más de 13 millones de hectáreas, se lleva a cabo en la llanura chaco-pampeana, con predominio de Molisoles (Gorgas & Tassile, 2002). El cambio de sistema agrícola experimentado en los últimos 15 años, de labranza convencional a siembra directa, aumentó el uso de fertilizantes en más de 10 veces (SAGPyA, 2005). En este nuevo escenario productivo se ha experimentado casi exclusivamente con macronutrientes, y aunque es frecuente la inclusión de microelementos en el paquete tecnológico de rutina con criterio preventivo, no existe una base experimental o analítica que lo justifique. En un contexto como el descrito, la oferta de fertilizantes manifiesta una enorme expansión sin el suficiente soporte técnico que garantice el uso racional de estas sustancias que, más allá de su contribución al resultado técnico, pueden afectar el balance entre nutrientes o incluso la calidad del ambiente.

La información más reciente sobre disponibilidad de micronutrientes en suelos de Córdoba concluye que podrían existir deficiencias localizadas con probable respuesta a Cu y Zn (Sillanpaa, 1982). Este trabajo abarcó una extensa región, desde el sur de Buenos Aires hasta Marcos Juárez, presentando valores promedio de un conjunto muy heterogéneo de suelos y condiciones de manejo. En Córdoba incluyó exclusivamente Argiudoles de la Pampa Ondulada que son los suelos de mayor potencial productivo de la provincia. En las restantes regiones de la llanura cordobesa son frecuentes suelos con pH alto, materia orgánica escasa y textura gruesa, características que incrementan la posibilidad de deficiencias (Sims & Johnson, 1991)

La presente investigación se desarrolló para conocer la disponibilidad de Cu, Fe, Mn y Zn en suelos de la llanura pampeana de Córdoba, su relación con propiedades del suelo capaces de afectarla y la distribución en el perfil, incluyendo la distribución areal.

MATERIALES Y MÉTODOS

El trabajo incluyó 48 perfiles de suelos de las regiones geomorfológicas Pampa Loéssica Alta chaqueña (PLAch), Pampa Loéssica Alta pampeana (PLAp), Pampa Loéssica Plana (PLP), Pampa Arenosa (PA), Pampa Medanosa (PM), Depresión del Arroyo Tortugas (DAT) y Pampa Ondulada (PO) y los sitios de estudio están detallados en la Figura 1. En cada ambiente geomorfológico se extrajeron las muestras de suelo entre Marzo y Junio de 2002, procurando abarcar un rango amplio de condiciones físicas y químicas. Las muestras de suelo, compuestas de 15 submuestras, fueron obtenidas con barreno de torsión de acero inoxidable en espesores de 0-20cm, 20-40 cm y 40-60 cm. El material fue secado al aire y tamizado por malla de 2 mm. La textura de los suelos varió desde franco-arcillo-limosos (DAT, PO), a franco-limosos (PLAch, PLAp, PLP), franco-arenosos (PA) y arenoso-francos (PM). Se determinó pH en suspensión suelo:agua 1:2; carbono orgánico (Walkley & Black) y carbonatos alcalino-térreos por disolución con HCl 0,4 M (Sparks, 1996). El contenido de sales solubles totales fue estimado por conductividad eléctrica en suspensión suelo:agua 1:2 (Delavalle, 1992). La extracción simultánea de Cu, Fe, Zn y Mn disponibles se realizó con ácido dietilentriamín pentacético, (0,05M DTPA+0,01MCaCl2+0,1M trietanolamina, a pH 7,3) con 2 horas de agitado continuo (Lindsay, Norvell 1978). Los extractos fueron centrifugados a 2000 rpm durante 10 minutos y filtrados, midiéndose el elemento por espectrofotometría de absorción atómica modelo Varian 400.

La interpretación de los resultados se basó en el rango de valores críticos extractables con DTPA citado por Sims & Johnson, (1991): 0,1 a 2,5 mg Cu kg-1, 0,2 a 2 mg Zn kg-1, 1 a 5 mg Mn kg-1 y 2,5 a 5 mg Fe kg-1. Debido a que esta escala incluye un espectro de condiciones ambientales muy amplia, y para poder efectuar una evaluación más completa, se incluyó también como criterio el contenido crítico, que separa condiciones de deficiencia y suficiencia para cada elemento, propuesto por otros autores.

Se aplicó análisis de varianza para verificar diferencias en la distribución en el perfil y modelos de regresión linear simple para relacionar contenido de Cu,Zn,Fe y Mn con las variables edáficas medidas. Para el análisis estadístico se utilizó el programa InfoStat (InfoStat, 2003).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la Tabla 1 se presentan las características químicas de los suelos de las regiones estudiadas, con el valor promedio de las tres profundidades, el rango de valores determinados y el desvío estándar.

Los resultados obtenidos para Cu, Zn, Fe y Mn extractables con DTPA para los espesores 0-20 cm, 20-40 cm y 40-60 cm, para cada región geomorfológica y en el total de perfiles se incluyen en la misma tabla.

Una de las limitantes para efectuar una correcta interpretación de los datos se debe a que en todos los casos, el rango o contenido crítico se refiere al espesor superficial del suelo u horizonte Ap. Sin embargo, los cultivos absorben estos nutrientes durante todo el ciclo y desde horizontes más profundos, lo que explica las frecuentes discrepancias entre los resultados experimentales obtenidos a campo y los umbrales de disponibilidad determinados en invernáculo (Iyengar et al., 1981). A fin de brindar una información que abarque la mayor parte del sistema de raíces de los cultivos anuales la información se obtuvo de perfiles de suelo.

COBRE. Todas las regiones superaron el umbral de 0,1 mg kg-1 Cu-DTPA, indicador de deficiencia, pero ninguna alcanzó el límite superior de 2,5 mg kg-1, indicando que los suelos de Córdoba estarían dentro del rango crítico de disponibilidad. La interpretación puntual de cada situación debería relacionarse con el tipo de cultivo, grado de exigencia en el elemento y restantes condiciones ambientales (Sims & Johnson, (1991). Kruger et al. (1985) definieron 0,2 a 0,4 mg kg-1Cu-DTPA como rango marginal y > 0,4 mg kg-1 como suficiente en pasturas de Sastkachewan. En calibración a campo para trigo, King & Alston, (1975) determinaron un contenido crítico entre 0,1 y 0,2 mg kg-1 Cu-DTPA. Lindsay & Norvell, (1978), basados en experiencias con suelos de Florida, sugirieron < 0,2 mg kg-1 Cu-DTPA como límite crítico hasta que se obtengan resultados locales. En general, aunque las experiencias de calibración y correlación corresponden a suelos extremadamente variables en textura, pH y contenido orgánico, los contenidos críticos coinciden en torno de un valor de apenas 0,2 mg kg-1 Cu-DTPA , como el adoptado por Sillanpaa (1982), por lo que el rango crítico sugerido por Sims & Johnson (1991) parece demasiado amplio a los fines del diagnóstico y podría reducirse al intervalo 0,1-1 mg kg-1Cu-DTPA , hasta que se disponga de calibración local.

La distribución de Cu con la profundidad siguió patrones diferentes de acuerdo a las regiones, con escasa variación en PO, PLAch y PLP, disminución continua en PLAp y aumento en el espesor inferior en PA y PM (Fig. 2). Las regiones de suelos de textura más fina (PO y DAT) fueron las únicas en superar claramente el promedio general en los tres espesores, en contraste con los suelos franco-arenosos de PA y PM. Los suelos de textura media se ubicaron en torno del promedio general.

CINC. Todas las regiones quedan incluídas en el rango crítico de referencia (0,2 a 2 mg kg-1) pero, al igual que en Cu, el umbral superior parece excesivo cuando se consideran los contenidos críticos obtenidos por otros autores. Por ejemplo, Brown et al. (1971) y Gupta & Mittal (1981) determinaron un contenido crítico de 0,5 mg kg-1 en suelos neutros a moderadamente alcalinos, lo que coincide con Sillanpaa (1982) y está muy próximo de 0,8 mg kg-1 para maíz y 0,6 mg kg-1 para sorgo determinados por Lindsay & Norvell (1978) en invernáculo con suelos calcáreos y no calcáreos. Havlin & Soltanpour (1981) sobre suelos calcáreos y no calcáreos determinaron un valor crítico de 0,7 mg kg-1 para maíz. La información experimental parece confirmar que, independientemente del suelo, cultivo y manejo, el límite entre deficiencia y suficiencia se ubica entre 0,5 y 1 mg kg-1 de Zn extractable con DTPA. Esto coincide con el intervalo de variación del horizonte superficial obtenido para el conjunto de suelos estudiados (0,59 a 1,16 mg kg-1), con el minimo en los suelos arenosos (PM). En los espesores profundos, sólo PLP supera 0,5 mg kg-1. Este elemento presentó una notable estratificación entre el primer espesor y los siguientes en todas las regiones (p<0,01) y ello está representado en la Fig.2. La importante acumulación de Zn en el primer espesor de todas las regiones implica una relación con materia orgánica y, por tanto con el sistema de manejo. Esta observación ha sido realizada en muchos ambientes y por distintos investigadores (Follet & Lindsay, 1970, Ratto & Fatta 1990, Sharma et al., 2000).

MANGANESO. De acuerdo al rango crítico de 1 a 5 mg Mn kg-1, en todas las regiones y espesores se superó el umbral máximo, por lo que la disponibilidad de Mn puede considerarse condición no limitante para la producción. Los valores más altos se encontraron en la PO, relacionados con mejores condiciones generales de fertilidad. Hubo una disminución del Mn-DTPA con la profundidad en todas las regiones.

HIERRO. Los mayores contenidos se encontraron en PO. En el resto de las áreas hubo una gran dispersión, A diferencia de lo observado en Cu, Zn y Mn, los menores contenidos de Fe no se obtuvieron en la Pampa Medanosa sino también en regiones de suelos arenosos (PA) y franco-limosos (PLAch, y PLP). En muy pocos no se superó (PLP y PA) el umbral superior del rango crítico de 5 mg kg-1 de Sims & Johnson (1991), similar al adoptado por Sillanpaa (1982). Por su parte, Lindsay y Norvell (1978) determinaron un contenido crítico de 4,5 mg kg-1 para sorgo en invernáculo sobre suelos calcáreos y Havlin y Soltanpour (1981) obtuvieron un valor crítico de 4,8 mg kg-1 para sorgo en suelos calcáreos y no calcáreos.

Para el Fe también se evidenció estratificación en la profundidad 0-20 cm con respecto al resto del solum (p<0,01) y la misma continuó entre 20-40 y 40-60 (p<0,05).

Tanto para el Fe como para el Mn, en el ambiente estudiado esta diferencia puede estar potenciada por la presencia constante de carbonatos en el perfil (Tabla 1)

La distribución del Zn, Fe y Mn extraíbles con DTPA (Fig.2) en los perfiles estudiados se explica por la acumulación de materia orgánica en superficie y reciclado de elementos minerales realizados por los vegetales, combinado en algunos casos con factores como la presencia de calcáreo o concentración subsuperficial de arcilla (Sharma et al., 2000).

Influencia de las variables edáficas sobre la disponibilidad de Cu, Zn, Fe y Mn

Para la predicción del contenido de Cu los mejores modelos de regresión (p< 0,01) incluyeron a los valores de Zn-DTPA y Mn-DTPA, y en los espesores más profundos, las variables carbonatos (Cal) y pH como regresoras significativas. Ninguna variable de suelo contribuyó a explicar el contenido disponible de Cu en el conjunto de suelos estudiados en el espesor de 0 a 20 cm.

CuDTPA 00-20 cm = 0,84 + 0,25*ZnDTPA + 0,01*MnDTPA,
R = 0,70, R2aj = 0,47, Error Est. = 0,40

CuDTPA 20-40 cm = 0,61 + 0,03*MnDTPA + 0,10*Cal,
R = 0,70, R2aj=0,47, Error Est. = 0,40

CuDTPA 40-60 cm = 0,07 + 0,04*MnDTPA + 0,24*ZnDTPA + 0,10*pH,
R = 0,80, R2aj = 0,60, Error Est. = 0,23

La presencia de carbonatos y pH como variables positivas en los modelos permite suponer que, en ambiente alcalino, el Cu podría ver facilitada su extracción a través de la formación de complejos de solvatación (CuOH6). En general, el contenido de Cu varió muy poco en el conjunto de suelos y espesores, indicando que este elemento se encuentra uniformemente distribuido en la matriz edáfica. La presencia permanente del Mn en las tres ecuaciones calculadas se justifica por la activa participación de sus óxidos en la dinámica del elemento (Ratto et al., 1990)

El contenido orgánico influyó positiva y significativamente sobre Zn en todas las profundidades, como lo muestran los siguientes modelos de regresión linear (p < 0,01), incluyendo la conductividad eléctrica (CE) en los espesores más profundos:

ZnDTPA 00-20 cm = -0,68 + 0,50*CuDTPA + 0,01*FeDTPA + 0,03*MO,
R = 0,62, R2aj = 0,35, Error Est. = 0,70

ZnDTPA 20-40 cm = -0,27 + 0,06*MO + 0,27*CE,
R = 0.70, R2aj = 0,46, Error Est. = 0,34

ZnDTPA 40-60 cm = -0,08 + 0,39*CE + 0,04*MO,
R = 0,80, R2aj= 0,62, Error Est. = 0,25

La relación directa con la salinidad puede estar asociada a formas de Zn débilmente ligadas como complejos de esfera externa, que facilitarían la acción extractiva del quelante.

El contenido de Fe y Mn fue alto en todos los suelos estudiados. Hubo correlación negativa, estadísticamente significativa (P<0,05) entre el Fe-DTPA y los carbonatos. El Mn-DTPA se asoció negativamente con el pH (P<0,05). Los modelos de predicción señalan la correlación directa de Zn con Fe y de Cu con Mn, sugiriendo que podría existir alguna selectividad en la extracción a partir de los respectivos óxidos. El Fe-DTPA y el Mn-DTPA determinados en los perfiles estudiados se relacionaron en forma significativa en todo el solum.

La interdependencia evidenciada entre los cationes Zn, Cu, Fe y Mn para evaluar disponibilidad indica que, aparte de la influencia de la solución extractora común, existen factores del suelo que los afectan de manera semejante. Esto se demuestra en las ecuaciones obtenidas para Cu y Zn (0-20 cm) y es compartido por otros autores como Follet & Lindsay (1970); Ratto et al. (1990), Sharma et al. (2000). Con base en la información obtenida se plantea la necesidad de futuros trabajos sobre mineralogía y componentes orgánicos a fin de explicar mejor la disponibilidad de estos elementos, ya que los ensayos de extracción con DTPA pueden resultar limitados para explicar el comportamiento complejo de estos micronutrientes. Los resultados obtenidos indican que, exceptuando el Mn, pueden presentarse deficiencias de Cu, Fe o Zn, dependiendo del resto de los factores como carbonatos y materia orgánica. Esto se vuelve especialmente válido considerando la intensificación del uso agrícola.

BIBLIOGRAFÍA

1. Brown, AL; J Quick & JL Eddings. 1971. A comparison of analytical methods for soil zinc. Soil Sci. Soc. Am.Proc. 26:167-170.         [ Links ]

2. Delavalle, NB. (Ed.). 1992. Determination of specific conductance in supernatant 1:2 soil:water solution. In : Handbook on Reference Methods for Soil Analysis. Soil and Plant Analysis Council, Inc. Athens, GA. Pgs. 44-50.         [ Links ]

3. Doratto AK de. 1986. Estudios edafogénicos y mineralógicos comparados de suelos desarrollados sobre diferentes rocas madres. Tesis Doctoral, Fac. Cs. Exactas Fís. y Nat. U.N.Córdoba. 360p.         [ Links ]

4. Follet, RH & WL Lindsay.1970. Profile distribution of zinc, iron, manganese and copper in 1970 Colorado soils. Tech Bull.110, p. 70 Colorado State University Experimental Station, Fort Collins.         [ Links ]

5. Gorgas, JA & JL Tassile. (Edit.). 2002. Regiones Naturales de la Provincia de Córdoba. Serie C, Publicaciones Técnicas. Agencia Córdoba Ambiente. Córdoba. Ferreyra Editor. 97 pp.         [ Links ]

6. Gupta, VK & SB Mittal. 1981. Evaluation of chemical methods for estimating available zinc and response of green gram (Phaseolus aureus Roxb.) to applied zinc in non-calcareous soils. Plant Soil 63:477-484.         [ Links ]

7. Havlin, JL & PN Soltanpour. 1981. Evaluation of the NH4HCO3 –DTPA soil test for iron and zinc. Soil Sci.Soc.Am.J. 45:70-75.         [ Links ]

8. InfoStat 2003. Programa InfoStat, versión1.6, profesional. Grupo InfoStat-FCA-UNC, Facultad de Ciencias Agropecuarias – Universidad Nacional de Córdoba, Argentina.         [ Links ]

9. Iyengar, SS; DC Martens & WP Miller. 1981. Distribution and plant availability of soil Zn fractions. Soil Sci. Soc. Am.J 45:735-739.         [ Links ]

10. King, PM & AM Alston. 1975. Diagnosis of trace element deficiencies in wheat on Eyre peninsula, South Australia. In: Nicholas DJD, AR Egan (Eds) Trace Elements in Soil-Plant-Animal Systems. Acad.Press, NY. Pgs. 339-352.         [ Links ]

11. Kruger, GA; RE Karamanos & JP Singh. 1985. The copper fertility of Saskatchewan soils. Can. J. Soil Sci. 65(1):89-100.         [ Links ]

12. Lindsay, WL & WA Norvell. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese and copper. Soil Sci.Soc.Amer.J. 42:421-428.         [ Links ]

13. Ratto de Miguez, S & N Fatta. 1990. Disponibilidad de micronutrimentos en suelos del área maicera núcleo. Ciencia del Suelo 8:9-15.         [ Links ]

14. Ratto de Miguez, S; N Fatta & I Mizuno. 1990.Influencia de algunas variables edáficas en la extracción de microelementos en suelos de la zona maicera núcleo. Rev.Fac. de Agronomía, 11(1):47-52.         [ Links ]

15. SAGPyA. 2005 http://www.Sagpya.mecon.gov.ar/new/0-0/agricultura/otros/insumos/fertilizantes        [ Links ]

16. Sharma, BD; HS Jassal; JS Sawhney & PS Sidhu.1999. Micronutrient Distribution in Different Physiographic Units of the Siwalik Hills of the Semiarid Tract of Punjab. India Arid Soil Res. and Rehabilitation.13:189 – 2000        [ Links ]

17. Sharma, BD; SS Mukhopadhyay; PS Sidhu & JC Katyal. 2000. pedospheric attributes in distribution of total and DTPA-extractable Zn, Cu, Mn and Fe in Indo-Gangetic plains. Geoderma 96:131-151        [ Links ]

18. Sillanpaa, M. 1982. Micronutrients and the nutrient status of soils: A global study. FAO Soils Bulletin 48. Pgs.169-179.         [ Links ]

19. Sims, JT & GV Johnson. 1991. Micronutrient Soil Tests. In: JJ Mortvedt; PM Giordano & WE Lindsay. (Eds.): Micronutrients in Agriculture. 2nd.Ed. SSSA, Madison. Pg.442.         [ Links ]

20. Sparks, DL (Ed). 1996. Methods of Soil Analysis. Part 3: Chemical Methods. SSSA Book Series Nr.5. Madison,Wis. 1390p.         [ Links ]