AgronomiaCostarricense 18(2): 147-161. 1994 NIVELES CRiTICOS DE FOSFORO EN ULTISOLES, INCEPTISOLES, VERTISOLES Y ANDISOLES DE COSTA RICA 1/* Gilberto Cabalceta** Alvaro Cordero** ABSTRACT ,;j! Ii -; Critical phosphorus soil test levels in Ultisols, Inceptisols, Vertisols and Andisols of Costa Rica. The critical test level of P in four soil orders of agricultural importance in Costa Rica was studied using the Cate and Nelson methodology. Five extracting solutions, Mehlich 3, Mehlich I, Bray I, Modified Olsen and Modified Morgan, were used to evaluate the critical P levels in 25 Ultisols, 25 Inceptisols, 25 Vertisols and 25 Andisols. Different critical levels were found in each soil order when different extracting solutions were used. Critical levels of 6, 4, 3, 2 and I mg P/L were found in Ultisols with the solutions Modified Olsen, Modified Morgan, Mehlich 3, Bray I and Mehlich I, respectively. Regarding the Inceptisols, critical levels of 7, 7, 6, 5, and 4 mg P/L were found with Modified Olsen, Mehlich I, Mehlich 3, Bray 1 and, Modified Morgan, respectively. In Vertisols, critical levels of 20, 13, 1 I, 10 and 10 mg P/L were found with Modified Morgan, Mehlich 3, Bray I, Mehlich 1 and Modified Olsen, respectively. Critical levels of 20, 18, 16, 15, and 8 mg P/L were found with Bray I, Modified Olsen, Mehlich 3, Mehlich 1 and Modified Morgan, respectively, in Andisols. When the soil samples (100) were analized together, critical levels of 10, 10, 8, 6, and 5 mg P/L were found with Modified Olsen, Mehlich 3, Mehlich 1, Bray 1, and Modified Morgan. INTRODUCCION Una forma de predecir el comportamiento de un deterrninado nivel de P en el suelo es correlacionar el P extrafdo con el rendimiento, el % de rendirniento relativo 0 el P absorbido (Fitts y Nelson, 1956). EI desarrollo de una prueba de suelo para cualquier nutrimento, tradicionalmente se ha desarrollado en 3 etapas (Corey, 1987): II * ** Recibidoparapublicaci6n ell denoviembre de 1993. Partede la Tesisde Maestriaen Cienci.as Agricolasy Recursos Naturales, presentada porel pnmerautorante la Universidad deCostaRica. Centrode Investigaciones Agron6micas, Universidad deCostaRica.SanJose,CostaRica. 12- 3- Selecci6n de un extractante. Correlaci6n, definida como el proceso utilizado para seleccionar los mejores analisis para suelos de un area determinada. Calibraci6n, que puede ser entendida como el proceso que define la probabilidad de obtener una respuesta de crecimiento ante un nutrimento aplicado a cualquier nivel de anaIisis de suelo. La cantidad de un nutrimento extrafdo se expresa usualmente como bajo, medio 0 alto, 0 como un ambito de concentraci6n crftica. La investigaci6n de una correlaci6n usual- . . . mente se reallza en dog etapas: pnmero un estudlo exploratorio en invernadero con muchas muestras de suelo, seguido posteriomente por otto de campo 148 AGRONOMIA COSTARRICENSE con menos muestras cuidadosamente seleccionadas. Los estudios en invemadero permiten controlar lag condiciones am~ientales. Sin embargo, log resultados obtenidos en invemadero no deben seT directamente transferidos a las condiciones de campo (Dahnke y Olson, 1990). De igual forma, log estudios en invemadero eliminan la influencia de variables no controlables como subsuelo, clima y variabilidad de suelos. Es importante seiialar que entre mas muestras de sue10 sean utilizadas, mayor se~ala certeza de qu.elog resultados son exactos. Es Importante selecclonar suelos dentr? de un ambito am'plio de ~isP,onib.ilidad de nutrlmentos, que refleJe una dlstribuc16n normal (Snedecor y Cochran, 1971). En las evaluaciones del P disponible en log suelos pOTmedios qufmicos, se debe considerar la relaci6n entre la cantidad, la intensidad, la difusi6n y otros factores que influyen en la disponibilidad para lag plantas, como pOTejemplo, la capacidad buffer en suelos acidos y neutros que depende de la cantidad de 6xidos cri~talinos e ?idratados de Fe y AI, 0 la suma de Ca mtercamblable y CaC03 en suelos calcareos (Kamprath y Watson, 1980). Existen basicamente 4 mecanismos de remoci6n de P de la rase s6lida POTmedio de extractantes: a) Accion solvente de log acidos: general- mente lag soluciones acidas tienen un pH de 2 a 3, que generan suficientes H+ para disolver log fosfatos dicalcicos. Las soluciones acidas solubilizan algunos de log fosfat.o~ de Al y Fe. El o!den de mayor a menor solubllidad en estas Soluclones es P-Ca > P-AI > P-Fe (Thomas y Peaslee, 1973). b) Desplazamiento de aniones: el P adsorbido en la superficie del carbonato de Ca e hidr6xidos hidratados de Fe y Al puede seTreemplazado pOTotros aniones tales como acetato, citrato, lactato, sulfato y bicarbonato (Dean y Rubins,' 1947; Olsen, et al., 1954). Cuando log aniones or, . , . garucos y el sulfato estan presentes en lag SOIUCIOnes acidas reducen la readsorci6n de P. c) Acomplejantes de cationes que unen P: log iones de F son muy efectivos en acomplejar io. P .d~ P-Al (Chang y nes de Al pOT10 qu~ llberan Jackson, 1957). Los lones F preclpltan el Ca, pOT10 tanto el P presente en el CaHP°4 puede seTextrafdo pOTsoluciones que contienen F (Thomas y Peaslee' 1973). Los iones de Al pueden seT acomplejad d . t I t t 1 . .(. os pOT os aruones org"rucos e cltra 0 y ac a OH- extraen P de log P-AI y P-Fe a traves de la hidr61isis. Debido a esto, el NaHC03 tamponado a un pH de 8,5 es muy efectivo para extraer P-AI y, en alguna medida, P-Fe (Tyner y Davide, 1962). Para determinar si la concentraci6n de cada uno de log elementos con una soluci6n extractora especffica, es adecuada para el cultivo 0 no, es necesario establecer el nivel crftico. For nivel crftico se entiende aquella concentraci6n de un elemento pOTencima de la cual, la probabilidad de incrementos sensibles en la producci6n debido a la aplicaci6n del elemento es baja, mientras que valores inferiores muy probablemente corresponderan a producciones pobres y la probabilidad de incrementos debido a la aplicaci6n del elemento es alta. Uno de log objetivos mas importantes de una soluci6n extractora consiste en disolver y remover solamente log nutrimentos de significado inmediato para el crecimiento de lag plantas y debe hacer10 cuantitativamente; una buena soluci6n extractora debe predecir la disponibilidad del elemento de interes dentro de un amplio fango de pH del suelo, como tambien debe seTparticularrnente sensible a bajos niveles de disponibilidad donde lag deficiencias son probables (Bertsch, 1987). En Costa Rica se cuenta con estudios de niveles crfticos de P (Cuadro 1) que son muy gene- Tales (pues incluyen todos log tipos de suelos) 0 muy especfficos (porque se refieren exclusivamente a algun cultivo), pOT10 que el objetivo del presente estudio rue determinar en invemadero, utilizando sorgo como planta indicadora, log niveleg crfticos de P en 4 6rdenes de suelo de Costa Rica, Ultisoles, Vertisoles, Inceptisoles y Andisoleg, con 5 metodos de extracci6n. CuadroI. Estudiode nivelescriticosde P determinados en CostaRicaconla soluci6nOlsenModificada. NIve ° I ri . RelerenCla " . c tlCO (mg/L) MAG* CATIE** Arroz Maiz Cebolla Invernadero * o. d) Hidrolisis de cationes que unen al P: lag soluciones extractantes que contienen iones 10 12 Ministerio (Bertsch,1987) (Diaz-Romeu.y Hunter,1978) 4 5 (Corderoy1991) Mmer, 1975) (Cordero, 10 15 15 (Corderoy Miner,1975) (Soto,1988) (Cordero y Miner,1975) de " Agncultura y Ganadena, San Jos6, Costa Rica. ** Centro Agron6mico Tropical de Investigaci6ny Enseilanza,Turrialba,CostaRica. CABALCETA y CORDERO:Niveles criticos de P suelosen CostaRica MA TERIALES Y METODOS Muestreo y ubicacion de los sitios Se realizaron muestreos de 4 6rdenes de suelosde importanciaagrfcolaen CostaRica: Ultisoles, Inceptisoles, Vertisoles y Andisoles. De cada orden se tomaron25 muestrasa una profundidad de 0 a 20 cm, en las localidadesde: -Perez Zeled6n (9) de San Jose; Buenos Aires (5), Golfito (I) y Osa (3) de Puntarenas; Limon (I), Talamanca(I) y Siquirres(I) de Lim6n; Sarapiquf (2) de Heredia; y Los Chiles (2) de Alajuela, en Ultisoles. -Nicoya (1), Santa Cruz (1), Bagaces(1), Liberia(l) y Carrillo (2) de Guanacaste;Pococf (1), Talamanca(5) y Guacimo (2) de Lim6n; Sarapiquf (2) de Heredia; San Carlos (1) y Los Chiles (2) de Alajuela; Golfito (1) y Osa (1) de Puntarenas;Lim6n (1) de Lim6n; PerezZeled6n (2) de San Jose;y TumJcares(I) de Alajuela, en Inceptisoles. -Canas (5), Santa Cruz (12), Bagaces(3), Carrillo (2) y Nicoya (1) de Guanacaste;Santa Ana (1) de SanJosey La Guacima(I) de Alajuela, en Vertisoles. -Poas (2), Alfaro Ruiz (1) y Upala (1) de Alajuela; Alvarado (2), La Uni6n (1), Jimenez(1), Cartago (2), Oreamuno (1) y Turrialba (1) de Cartago; Heredia (1) y Santo Domingo (1) de Heredia; Tilaran (1) de Guanacaste;Guacimo (4) de Limon; Coto Brus (4) y Corredores (1) de Puntarenas;y Le6n Cortes(1) de SanJose,en Andisoles(Figura 1). 149 Los suelos fueron secadosal aire y luego molidos y tamizadoscon una criba de 2 mm. Analisis de laboratorio Serealizoun analisispreliminar de la fertilidad de los suelos(pH en agua,materia organica, Ca, Mg, acidez intercambiable,P, K, S, Cu, Zn y Mn) empleandola metodologfade Dfaz-Romeuy Hunter(1978). Luego se utilizaron 5 metodosde extracci6n de P; cadametodologfase repitio 3 vecesen.cada suelo y adicionalmente se incluyo una muestra control cada20 suelos.Los metodosse indican en el Cuadro2. Parala extraccionde las muestrasse utiliz6 el equiposemiautomaticode CustomLaboratories (Hunter, 1975). La concentracionde Ca, Mg, K, Cu, Zn y Mn rue determinadacon un espectrofot6metrode absorci6nat6mica;el P y S fueron lefdos en un colorfmetro (Dfaz-Romeu y Hunter, 1978). Ensayode invernadero Paracorrelacionary calibrar la cantidadextrafda de P pOTlos diferentesmetodoscon la respuestade una planta a la aplicaci6ndel elemento, se realiz6 una prueba de invernadero utilizando sorgo forrajero (Sorghum bicolor) como cultivo indicador.Se establecieron2 tratamientosen cada suelo: 6ptimo y :t P. Para disenarla fertilizaci6n 6ptima, se utiliz6 el resultadodel analisisde cada suelo con Olsen Modificado y KCI, Y las curvas de sorci6n de P, K y S (Dfaz-Romeu y Hunter, Cuadra2. Solucionesextractora.~ utilizada.~en la determinaci6nde P disponible. Soluci6n Extractantes Olsen modificada O.SM NaHCO3+O,OIMEDTA + O,SgllO L Superfloc 127,pH 8,S Mehlich III Relaci6n suelo/soluci6n (voVvol) Referencia 1:10* Dfaz-RorneuyHunter,1978 0,2N HOAc + 0,2SNNH4NO3 + O,OISNNH4F +0,013NHNO3+0,OOIMEDTApH2,S 1:10* Mehlich,1984 Mehlich I O,OSNHCI + 0,02SNH2SO4 1:10** TCSTPA,1980 Morgan modificada IN NaOAc + 0,S4NHOAc 0,OOO13M DPTA pH 4,8 1:2** Jonesy Wolf, 1984 Bray I 0,02SNHCI+0,03NNH4F 1:10** * ** Tiempo de agitaci6n 1Omin. Tiempo de agitaci6nS min. . TCSTPA,1980 i' c 150 AGRONOMIA COSTARRICENSE NICARA&UA t N 1 U I U V I I A VV ~ .,~ ~ ~~ A I ..,.~ I U U I A A I A V Qe'4 "4C ~O I'ICO V A I A AAI fA A ~~ U AAAA AA A A A U I U IU U U UIU UUu U U . A N U I Uu Uu U A fA A Fig. I. Sitios de muestreo de Ultisoles (V), Inceptisoles (I), Vertisoles (V), y Andisoles (A) de Costa Rica para el estudio de niveles criticos. 1978).Los criterios utilizadosparafertilizar el tratarniento6ptimo fueron los siguientes: -Parael P, en eSlecasoel elementoen evaluaci6n, los sueloscon < 36 mgP/L, (3 vecesel nivel crftico) extralolecon OlsenModificado,recibieron en el 6ptimo.1adosisdel elementonecesaria paraelevar su conlenidoa esenivel, de acuerdocon 10que indicabala curva de sorci6n;el tratamientoindividual paraP consisti6en un tratamientofaltanle,esto es, el 6ptimo menosP. En los sueloscon > 36 mg P/L no seagreg6P al 6ptimo,y el tratamientoindividual de P foe aditivo, con una cantidadcorrespondienlea 36 mg P/L. Seutiliz6 HJPO4comofuenle. -Parael N, toooslos suelosrecibieronunabasede 50 mg N/L aplicadosal suelo,y 50 mg N/L en el aguaderiego,utilizandoNH4NOJcomo fuente. -Para el K, los suelos con < 0,2 cmol( +) KIL, recibieron la cantidad de K necesariapara CABALCETA y CORDERO:Niveiescriticos de P sueiosen CostaRica subir su contenidoen el suelo bastaese nivel, de acuerdocon 10que indic6 la curva de sorci6nrespectiva. Si el suelotenia > 0,2 cmol(+) KIL, no se aplic6 K al 6ptimo. La fue-nteCueKCl. -Para el Ca, la fertilizaci6n del 6ptimo se estableci6con baseen la cantidadde Ca extrafda con KCll Ny el % de saturaci6nde acidez.En los sueloscon menosde 4 cmol(+) CalL, se aplic6 el elementopara elevar su contenidoa ese nivel y reducir la saturaci6nde acidez pol debajo de 20%. En los suelos con menos de 1 cmol(+) CalL, no se aiiadi6 mas de 2 cmol(+) CalL, con el objeto de no alterar mucho las relaciones de basescambiables.Como fuente se utiliz6 CaCO3 calidad reactivo, el cual se mezcl6 con el suelo un mes antes de sembrar, y se Ie mantuvo bajo incubaci6n humedapara favorecerla reacci6n. -Parael Mg, todoslos sueloscon < 1 cmol(+) Mg/L recibieron una dosis de 1 cmol(+)/L de Mg en el 6ptimo, usandoMgCl2 como fuente. -Parael S, sueloscon < 24 mg S/L (2 veces el nivel crftico), extrafdo con Ca(H2PO4h,recibieron en el 6ptimo la dosis del elementonecesaria para elevar su contenidoa esenivel, de acuerdo a 10que indicabala curva de sorci6n.Los suelos con> 24 mg S/L no recibieron S. Se utiliz6 H2SO4como fuente. -Para el Cu, todos los suelos presentaron contenidosde Cu extraIole con OlsenModificado pOTencima del nivel crftico, pOT10 tanto en ningun casose adicion6al 6ptimo. -Parael Zn, seagreg615 mg Zn/L al 6ptimo en los sueloscon menosde 3 mg Zn/L extrafble con OlsenModificado. La fuenterue ZnCI2' -Parael Mn, los sueloscon < de 5 mg Mn/L, recibieron una dosis de 15 mg/L del elementoen el 6ptimo, con MnCI2' Se utilizaron vasosplasticoscon 150 ml de suelo, con 3 repeticionesde carla tratamiento.Se sembraron10semillasde sorgoen carlavaso,raleando luego a 6 plantaspol vaso.EI riego se hizo pol capilaridad,a travesde un filtro de cigarrillointroducido pol la basedel vaso,y cuyoextremoruesumergido en unabandejaconaguadesionizada conteniendo 50 mg N/L. La cosecharue realizada6 semanas despuesde la siembra,cortandolas plantasal rasdel suelo.Se midi6 el pesosecoluego de mantenerla muestraen unaestufaa 70.Cdurante48 h. Analisis estadistico En el ensayo de invernadero rue utilizado un diseiio experimentalirrestricto al azar,con 25 i5i suelosparacarlauno de los 4 6rdenes,con 2 tratamientos de P y 3 repeticiones.Con los datos de pesosecose calcul6 el rendimientorelativo (%Y) de carlasuelo: pesosecotratamiento sinel elemento O/OY = X 100 pesosecotratamiento conel elemento Paradeterminarlos nivelescrfticos, se construy6 un grafico de Catey Nelson(1965),ploteando en el eje de las ordenadaslos rendimientosrelativos, y en el eje de las abcisaslos resultadosdel anaIisisqufmicode carlanutrimentoy soluci6nextractorautilizada.En los puntostrazadosse sobrepuso un plastico transparentecon un cuadrante dibujado,de tal maDeraque la mayor cantidadde puntos quedaranubicadosen la parte inferior izquierday en la superiorderechadel cuadrante.Asf se separaron2 poblaciones:una de baja fertilidad (inferior izquierda)y otrade alta fertilidad (superior derecha).El nivel crftico sedetermin6extrapolando la lInea divisoria del cuadrante al eje de las X, dondeestanlos resultadosinicialesde P en los suelos con las diferentessoluciones.Una correlaci6n perfectaparauna soluci6nextractoracolocarfamas del 90% de los datosen estas2 poblaciones. RESULTADOS Y DISCUSION En el Cuadro3 sepresentanlos nivelescrfticos de P en los 4 6rdenesde suelosestudiadosy el nivel crftico generalpara todos los suelosen conjunto, con las 5 solucionesextractoras. Ultisoles Los nivelescrfticos de P en los Ultisoles variaron entre 1 y 6 mg/L segunla soluci6nextractora utilizada (Figura 2). EI mayor valor (6 mg P/L) se obtuvo con la soluci6n Olsen Modificada, la cual pOTposeerOH- e hidrolizar el Al y el Fe, extrae el P del fosfato de aluminio (P-Al) y algunas formasdel fosfatode hierro (P-Fe)(Tyner y Davide, 1962;Maida, 1978).Estasdos formas de fosfatos sonlas principalesen esteordende suelo. La soluci6n Morgan Modificada extrajo valores medios (4 mg P/L) en suelos acidos, pOT poseerun pH de 4,8 que actua como un solvente suave para los P-AI y P-Fe. Wolf (1982) tambien en~ontr6valores medios entre 5 y 15 mg/L de P en suelos con baja CIC, arenososy franco arenosos. 152 AGRONOMIA COSTARRICENSE Cuadro3. Niveles criticos de Pen cuatro6rdenesde sueloy a nivel generalcon cinco solucionesextmctoras. - Orden de suel0 Solucionesextmctoras Olsenmodificado Mehlich 3 Morgan modificado mg P/L , Mehlich 1 Bray 1 . ; . Ultisol Inceptisol Vertisol 6 7 10 Andisol 18 General" 10 I;.'" ;c, .'f'. 3 6 13 , ",':'5"'" 16 10 4 4 20 1 7 10 8 :1" 5 2 5 11 15 20 8 ". 6 \; i',;-' Con lag solucionesMehlich 3 y Bray 1 se variaron mucho y su ambito rue de 4 a 7 mg P/L encontr6un nivel crftico de 3 y 2 mg P/L, respec- (Figura 3), a pesarde que log Inceptisolesson un tivamente. Estassolucionesde acidosdebilesdigrupo muy heterogeneo. Las soluciones Olsen luidos ban sido sefialadas par varios autores Modificada y Mehlich 1 mostraronun nivel crftico (Changy Jackson,1957;Hanlon y Johnson,1984) de 7 mg/L, aunque su forma de extraer el Pes como muy confiablespara predecir respuestasde muy diferente; Olsen Modificada es una soluci6n fertilizantes en suelos acidos y neutros,y menos basicamuy efectivaextrayendoP-AI y un poco de efectivasen suelosbasicos.Sin embargo,en UltiP-Fe, par la presenciade iones OH+ que hidrolisolesde CostaRica se obtuvo valoresmuy bajos. zan al Al y Fe (Kamprathy Watson, 1980),mienSe supone que el P es extrafdo en la soluci6n trag que Mehlich 1 es una soluci6n de reacci6n Mehlich 3 al reaccionarcon el acido acetico(aciacida que disuelveP-Ca principalmentey en medo debil) y el fluoruro de amonio (Hanlon y Johnnor gradoP-AI y P-Fe(Thomasy Peaslee,1973). son, 1984); en Ultisoles el fluoruro puedeacomNiveles crfticos de 6 y 5 mg P/L fueron enplejar fuertementeal Al y liberar el P (Chang y contradoscon las solucionesMehlich 3 y Bray 1, Jackson,1957).Los resultadosde esteestudio no respectivamente.Estas2 solucionesextraenP de se ajustan a los encontradospar Mehlich (1984), forma muy similar porquecontienenacidosdebiles el cual propaneun nivel crftico de P en Mehlich 3 y NH4F, 10que haceque el P sealiberadopar el F de 30 mg/L. De igual maneraBray 1 es una solude los P-Ca al precipitar el Ca, 0 de los P-AI al ci6n acidaque poseeH+ y un pH que oscila entre acomplejaral Al (Changy Jackson,1957),0 par 2 y 3, la cual disuelve P-Ca, P-AI y P-Fe en ese mediade los H+ presentesen las solucionesacidas orden de magnitud (Thomas y Peaslee,1973) y (pH entre2 y 3) quedisuelvenP-Ca,P-AI y P-Feen tambien poseefluoruro que acomplejafuertemen- eseordende magnitud(Thomasy Peaslee,1973). te el Al y libera el P de P-AI. El menor nivel crftico en esteorden de sueMehlich 1 rue la soluci6ncon el nivel crftico log se obtuvo con la soluci6nMorgan Modificada, mas bajo en los Ultisoles (1 mg P/L). Esto resulta con un valor de 4 mg/L, igual al obtenido en los 16gicopuesla extracci6nde P con estametodologfa suelosacidos (Ultisoles). Esta soluci6n actua cose basaen la solubilizaci6nde P-Capar efectode mo un solventesuave(pH 4,8) paraP-AI y P-Fe,y log ionesH+; par 10tanto,en sueloscon pocacantiel acetatode sodio desplazaanionesy cationesa dad de P-Ca,es esperableestabajaextracci6n.Este la soluci6n(Wolf, 1982). valor de 1 mg P/L esinferior al reportadopar KarnEn un grupo tan heterogeneocomo el de prath y Watson(1980)de 10mg/L parasuelosarcilos Inceptisolespodrfa haberseesperadogran vallososy de 20 a 25 mg/L en suelosarenosos, y auna riaci6n entre el comportamiento de las soluciolos informadoscomo bajospar Joneset al. (1974), nes; a pesar de esto, rue el grupo de suelosque quecorresponden valoresentre6 y 16mg/L. tuvo menor variabilidad en log niveles crfticos encontradoscon las diferentessolucionesextracInceptisoles toras. Esto probablementepodrfa explicarse par En este orden, los niveles crfticos determila presenciade cantidades parecidas de los ifenadoscon las diferentessolucionesextractorasno rentes tipos de fosfatos, par 10 tanto, cualquiera CABALCET A y CORDERO: NivelescrfticosdePsuelosenCostaRica Wehllch3 .. ,. + ~. +:t: R *'" ~. OIHn modlflc8do 'M + + M M + d -It+ , 40 i+ . ++ I ++ t ,, + -II-+ +++ + Q 20 153 +++ .. + + . . + NC 3 mgP/L 2 . . of: T++ .., I ., mg~/L '2 + + + + . NC 8 RIGP/L '.'1 0 0 . -a P/L . . Wehllch I tl It Worgan modlflcada tM I. + + X R +.t . n d + + + + + , . + I Q2Q t + ,0 NC + ++ 20+ . a 1 mg P/L . . . I' . NC 4 mg P/L ,0 $ 10 mg P/L 1$ mg P/L 2Q as 30 Bray I .. , R . n d + r -++ ~ Q 20 t ,0 Fig. 2. + + * + + + . NC 2 RIgP/L S I' mg P/L IS a, Detenninaci6n de los niveles critcos de P con diferentes soluciones extractoras en Ultisoles de Costa Rica par media de la metodologfa de Cate y Nelson (1965). 154 AGRONOMIA COSTARRICENSE '" 200 .Mlhlich 3 Olsen modlflcodo - + ~ .n + ISO ISO R d . R aI , + IDO + 1~ + + + ++ SO ++ + + + + + 0 asIa + ...* so-'" *" + NC-8_P/L + + + IS 2G 2S JD ++ + NC-J~P/L D asia JS IS mg P/L 2G 21 JG mg P/L Mehllch 1 Morgan modificado zoo + zoo + ~ 150 ISO R . n d 1oa + R . I 0 SO t * a 0 + ++ 100 + '* + ++ + + + + + 50 NC.7~P/L S 10 IS mg P/L 2G 2~ 10 + + a 0 + + + 2 + :1: ++ + + NC.4~P/L 4 I 8 mg P/l 10 12 14 '8 Broy 1 lDO + ~ . R ISO n d loa + + . + R I a 1 + + a a Fig. 3. + + tC-,_P/l 10 20 mg P/L 10 40 Determinaci6n de los niveles criticos de P con diferentes so1uciones extractoras en Inceptisoles de Costa Rica por medio de la metodologfa de Cate y Nelson (1965). .,. CABALCETA y CORDERO: Niveles criticos de P suelos en Costa Rica que fuera el mecanismode extracci6ntuvo posibilidadesde actuarsobre.~tidades semejantesde fosfatos. ' Vertisoles El nivel critico de P en estossuelosextraido con log 5 metodosvari6 entre lly 20 mg/L (Figura 4). Las solucionesMehlich 1 y OlsenModificada presentaronun nivel critico de 10mg/L, por 10que son igualmenteefectivaspara la determinaci6nde Pen sueloscon pH y contenidode basesalto. En Vertisoles el HCO3- que poseela soluci6n Olsen Modificada es muy efectivo puesreemplazacerca de la mitad del P adsorbidoen la superficiede lag arcillas, precipita el Ca soluble como CaCO3Y ademasel Na reducela actividad del Ca (Dean y Rubins, 1947;Olsen et ai., 1954);mientrasque la soluci6nMehlich 1 en Vertisolesdisuelvelog P-Ca por efectodel H+ y el sulfatoreducela readsorci6n de P disuelto por la soluci6n acida (Mehlich, 1978);Kamprathy Watson,1980). Nivelescriticos semejantes (11 y 13 mg/L) se determinaroncon lag solucionesBray 1 y Mehlich 3, respectivamente. Ambassolucionessonsimilares en su forma de extraer,puesposeenionesH+ para disolver P-Ca,P-Al Y P-Feen eseordende magnitud (aunquelog P-Fe se disuelvenpoco cuandoel contactosuelo-soluci6nesmuy corto) porqueel pH generalmente oscilaentre2 y 3 (Thomasy Peaslee, 1973; Mehlich, 1978); sin embargo,estosH+ en suelosbasicosson menosefectivosy neutralizados rapidamentepor lag bases,de maDeraque estassolucionesde acidosdiluidosresultanmenosefectivas en suelosbasicos(Changy Jackson,1957;Hanlony Johnson,1984).Estasdog solucionesposeentambien F, por 10queen Vertisolesel Ca esprecipitado por el fluoruro comoCaF3y el P presenteen el sue10 como CaHPO4puede ser extraido (Thomasy Peaslee,1973;Kamprathy Watson,1980;Hanlony Johnson,1984). Andisoles Los niveles criticos de P obtenidospara log Andisoles variaron de 8 mg/L con la soluci6n Morgan Modificada a 20 mg/L con Bray 1 (Figura 5). El valor alto de 20 mg/L sedebi6 a que las soluciones acidascomo Bray 1 disuelven tanto log P-Ca, como los de P-AI y P-Fe,porqueel pH generalmenteoscila entre 2 y 3 (Thomasy Peaslee, 1973;Mehlich, 1978);tambienporqueel i6n fluoruro es muy efectivo acomplejandoel Al y de esta forma es posible liberar el P de los P-AI (Changy 155 Jackson,1957).En estossuelosvolcanicoslag arcillas que predominanson la alofanay la imogolita (Espinosa,1992).La otra soluci6n que poseeF es Mehlich 3, pero en una concentraci6ninferior (0,015NNH4F) que Bray 1 (0,03N NH4F), por 10 que su nivel critico rue de 16 mg P/L; esta soluci6n ademasposeeHNO3 que extrae una porci6n de P-Ca (Mehlich, 1984). Michaelson y Ping (1986) encontraronque lag solucionesMehlich 3, Mehlich 2 y Bray 1, que contienenacidosdebiles y F, correlacionaronfuertementecon Al + Fe extraido con oxalato, y que la soluci6n Mehlich 3 rue superiorcuandocompararonsuelosderivados de "loess" y de cenizasvolcanicas.Con la soluci6n Olsen Modificada se obtuvo un valor intermedio entre lag 2 soluciones anteriores de 18 mg/L. Fixen y Grove (1990) afirman que el bicarbonato(HCO3) y el F remuevenformas similares de P, aunqueel F es mas competitivo 0 agresivo. En esteestudiorue un poco mas agresivoel bicarbonato,en el ordende log Andisoles. Nivel critico general de P en 100 suelos de Costa Rica Olsen Modificada. El nivel critico encontrado con la solucion OlsenModificada cuandose analizaronlog 100 suelos(Figura 6), coincide con el nivel critico (10 mg P/L) utilizado con estasoluci6n por el Ministerio de Agricultura y Ganaderia, y seasemejaal.nivel encontradopor el CATIE de 12 mg/L (Bertsch,1987).Este nivel critico rue calibradopor Corderoy Miner (1975),parael cultivo del maiz, mientrasque para arroz se calibr6 en 4 mg/L. Olsen et at. (1954) encontr6un nivel de 10 mg P/L extraidocon OlsenModificado, como adecuadoen trigo, alfalfa y algod6n. Mehlich 3. Con esta soluci6n se encontr6 un nivel critico (Figura 6) igual al encontradocon la soluci6n Olsen Modificada, aunquecuandose compararonlog datos se observ6una tendenciaa extraerun poco masde P; resultadossimilaresban sido reportadospor Molina y Cabalceta(1990), Munter et ai., (1987) y Michaelsony Ping (1986). Esto se debea que el HCO3 y el F, anionesdominantesen OlsenModificada y Mehlich 3, respectivamente,remuevenformas similaresde P, aunque esteultimo tieneunamayorcapacidadde extracci6n (Fixen y Grove, 1990).De acuerdocon Mehlich (1984),el nivel critico de P con la solucionMehlich 3 parasuelosde Carolinadel Norteesde 30 mg/L. 156 AGRONOMIA COSTARRICENSE M.hllch 3 Ols.n mod1flcado 120 15 100 X R M . n d M r . + + ++ 40 I a t + + t + + + ,. + + M + + + ++ + ++ .t... + + ~ . - ~ 10 P/L 0 10 + It +-!' + I + + "f'i' ++ + 20 0 + II 20 21 NO. ~ ~ P/L 0 0 10 10 20 30 mg P!L ~ehllch 40 ~ 10 mg!L P 1 ~organ modificado 120 120 X 100 + 100 + + R . ~ 80 + + ~801+ R . I a t . 40 ++ + 20 0 0 + + :t: 4 ~ 20 . 20 ~ ft'GP/L 40 M mg P!L . NO . ao 0 0 too 10 ft'G P/L \00 110 mg P!L 200 2~ Broy 1 110 X 110: .,..., + 1. :. n d + M R )! ;:'.'(f!;~,;:,t;:;"~.~ + i + ",""",,;;," i. ",,' "" ."., '" ;", i I a 0 + + . . t+ a t - i.f)u!t' j:~,c , ) C,.,,",:;"of . NO 11~ P/L 0 a 40 . M '00 mg P!L Fig. 4. Detenninaci6n de los nive1es crfticos de P con diferentes soluciones extractoras en Vertiso1es de Costa Rica por medio de la metodologfa de Cate y Nelson (1965). 1111111111111- CABALCETA y CORDERO: Niveles criticos de P suelos en Costa Rica Mehl!ch 3 Olsen modificado 120 120 + + IDO % 'DO R . 1\ + d R . I a t .0 + . . ~ P/L .0 0 mg P/L - lDO + + NO . 18 - P/L 0 '20 0 20 Mehllcn 1 .0 mg P/L . ~ R + 0 + lDO + + + 20 0 ++ + ~ 10 t20 + 100 - ~organ modificado 120 % + + 20 NO 20 + + of + - + 41 0 + ++ + -:t+ + t+ f + 20 0 + + + NO. . - P/L 20 .0 - - .. + ++ +-li+ + 1.0'- + . + NO 8 ~ P/L 20 'DO '20 + 0 mg P/L 0 I 10 15 20 mg P/L 25 Bray 1 120 + % lDO R . n d R . I 0 ++ + .0 t . 0 ++ + + ++ + NC.IO ~ P/L 0 . .0 ID ID !DO 120 1.0 mg P/L 110 Determinaci6nde los nivelescriticos de P con diferentessolucionesextractorasen Andisolesde CostaRica par media de la metodologiade Catey Nelson(1965). .1- 158 AGRONOMIA COSTARRICENSE " Mehllch 3 . 200 ~ Ols.n modificado ISO ISO R . .d n..100. .. . , , , " . .rI .. . . t ~..," : a-. .' 0 . 200 0 ~. . I". ,y," '" .. fy , '., . 20 10 40 50 . ~ .. SO ..~ ... .. '. , ',"': I , . S NC. ~ IGPIl. NC. ~ ~ PI\. 10 10 0 70 0'0 20 JO m9 P/L n d . ." . . ... . " ' . . . I a ' .. ... '.. .: . . I~ 10.~, .. .~.'~P/L ( 0 0 10 ISO r t SO . 200 . I~ 40 .. ~organmodlflcado ~ R 150 . . me P/L M.hllch 1 200 . . 20 JO .0 mg P/L 50 10 70 0 . .., . . . . ., . , . NC.S~PI\. \ 10 ... . 0 10 20 !O .0 SO me P/L Bray 1 200 , ~ ISO R . n d 100. r .I Q t , 0 0 Fig. 6. .. . . '. , . "...'. ... ,. . . . NC.'~PIl. 10 20 !O .0 me P/L " 10 70 Detenninaci6n de los niveles criticos de P con diferentes soluciones extractoras en 100 suelos de Costa Rica por medic de la rnetodologia de Cate y Nelson (1965). . CABALCET A y CORDERO:Nivelescliticos de P suelosen CostaRica Mehlich 1 (Carolina del Norte). Al analizar todos los suelosen conjunto,estasoluci6npresent6 un nivel crftico (8 mg P/L) (Figura 6), un poco inferior al indicadogeneralmentepara estasoluci6n, debido a que Mehlich I no extrajo suficienteP de los Ultisoles (CuadroI), 10que bajo el nivel crftico general. El valor de 8 mg P/L difiere sustancialmente del nivel crftico de 40 mg P/L encontrado por Corderoy Miner (1975)bajo las mismascondicionesparasuelosde CostaRica y Nicaragua,pero con un porcentajede Ultisoles inferior aI 5%. Con esta solucion extactorael nivel crftico parecedependerde la textura del suelo: en sueloarcillosos es de alrededorde 10 mg/L, mientrasqueen suelos arenososes de 20 a 25 mg/L; 10cual es debidoa la alta capacidadbuffer del P en suelosarcillososy al agotamientode la soluci6nacidapor la alta CIC, 0 tambienpor readsorci6nde P (Kamprathy Watson, 1980). Para suelospIanos de la costa este de los EstadosUnidos ban propuestolos siguientesniveles de P extraidocon Mehlich 1: un nivel bajo de 6 a 16 mg/L, uno medio de 16 a 34 mg/L y uno alto de mas de 35 mg/L (Joneset at., 1974).Se ha reportado que el metodono se adaptabien a suelos alcalinos(TCSTPA, 1980).N6teseque estostrabajos no dividieron los suelospor 6rdenes,solamente por textura0 por algunaregionen especial. Bray 1. Con esta soluci6n se obtuvo un nivel crftico de 6 mg P/L (Figura 6), valor tambien inferior al reportadoen otros paisescomo Mexico para trigo y maiz (25 mg/L), Medio Oestede los EstadosUnidos en frijol y maiz (30 mg/L) y en la India parael cultivo del trigo (11 mg/L) (Kamprath y Watson,1980).Este valor bajo estuvoinfluenciado por IDsnivelescrfticosbajosencontrados con esta solucionen Ultisolese Inceptisoles(2 y 5 mg/L, respectivamente). Morgan Modificada. El nivel crftico mas bajo se obtuvo con esta soluci6n (5 mg P/L) (Figura 6), cuando se compararontodos los suelos, debido probablementea que el acido'aceticoy el pH de 4,8 de esta soluci6n no disolvieron mucho Ios P-AI y P-Fe, aunqueel acetatode sodio si rue efectivo desplazandoanionesa la soluci6n como se observ6en los Vertisoles, donde se obtuvo un nivel critico de 20 mg/L. Wolf (1982) encontr6 valoresmediosentre 5 y 15 mg P/L en sueloscon baja CIC, arenososy franco arenosos,y de 10 a 24 mg P/L en sueloscon alta CIC, francos, francos arcillososy suelosorganicos. 159 CONCLUSIONES Se encontr6una gran variaci6n en IDsniveles criticos de P de cuatro 6rdenes de suelos y tambien existi6 diferenciascuandoseutiliz6 en un orden de suelo, solucionesextractorascon distintaspropiedades. Seobservaronbajosnivelescrfticos P en IDs Ultisoles e Inceptisoles(I a 7 mg/L), siendo IDs Ultisoles los que mostraron los menoresniv.eles crfticos (I mg/L con la soluci6n Mehlich I, 3 mg/L con Mehlich 3 y 2 mg/L con Bray 1) y niveles crfticos masaltos en los Vertisolesy Andisoles (20 mg/L con las solucionesMorgan Modificada y Bray I, respectivamente). Los resultados obtenidos muestran que la soluci6n Mehlich 3, extrae niveles crfticos muy semejantesalas soluciones Olsen Modificada, Bray 1 y Mehlich I, en los Inceptisoles,Vertisoles y Andisoles.En los Ultisoles, Mehlich 3 produjo nivelescrfticos similaresa Mehlich 1 y Bray 1. La soluci6nMorgan Modificada se comport6 diferente alas demassoluciones,no siendo un extractante bueno para los diferentes suelos de CostaRica. La soluci6n Olsen Modificada cuando se evalu6 con el total de la poblaci6n present6 el mismo valor de P (10 mg/L) recomendadopor el Laboratorio de Suelosdel Ministerio de Agricultufa y Ganaderfa,para interpretarcualquier analisis de suelosde CostaRica, sin importar el orden. Igual valor present61aMehlich 3. Los resultados indican que la Mehlich 3 puedeser una altemativamuy buenapara los analisis de P en suelosde Costa Rica, por la buena correlaci6nque presentacon los demasmetodos, por el facil manejo en la extracci6ny analisisde las muestrasy por ser el procedimientomas econ6mico ya que sepuedeutilizar en diferentestipos de suelosy permiteextraersimultaneamente todos los nutrimentos.La unicadesventajaque se observ6 es el bajo valor del nivel crftico encontradoen los Ultisoles (3 mg/L), sin embargo,con una buena calibraci6n a nivel de campo, esta soluci6n se perfila muy prometedora. RESUMEN Se estudi6, utilizando lametodologia de Cate y Nelson, el nivel crftico de P en 4 6rdenes de suelosde importanciaagricola en Costa Rica: 25 Ultisoles, 25 Inceptisoles,25 Vertisoles y 25 160 AGRONOMIACOSTARRICENSE Andisoles, con 5 soluciones extractoras: Olsen plan~analysis.Third edition.Ed. by R.L. Westerman. Modificada, Mehlich ~, Mehlich I, Morgan Modi- Madison,WI. p. 45-71. ficada y Bray 1. Se encontraron niveles criticos diferentes en carla orden de suelo, segun la solucion extractora utilizada. Los niveles criticos de P en- contradosen los Ultisoles fueron de 6 mg/L con la DEAN,L.A.; RUBINS,E.J.1947.Anionexchange in soils:I. Exchangeable phosphorus andtheanion-exchange capacity.SoilSci.63:377-387. , .. Solu~lon Olsen Modlficada, 4 ~g/L con Morgan Modlficada, 3 mg/L con Mehhch 3, 2 mg/L con Bray 1, y de 1 mg/L con Mehlich 1. En los Inceptisoles se obtuvieron niveles criticos de 7 mg/L DIAZ-ROMEU, R; HUNTER,A. 1978.Metodologla demuestreodesuelo,analisisqufrnicode suelosy tejidovegetal y de investigaci6n en invernadero. Turrialba,Costa Rica,Catie.61 p. con ESPIN~SA, !. 1992. ~hospho~s diagnosis an.d reco~endatlons In volcanic ash soils. In TropSolls Bulletin No. Olsen . Modificada y Mehlich 1 6 mg/L ' con Mehhch 3, 5 mg/L con Bray 1 y 4 mg/L .con Morgan Modificada. Con respecto a los Vertlsoles, los niveles critic os fueron de 20 mg/L con Morgan Modificada, 13 mg/L con Mehlich 3, 11 mg/L B 1 10 /L 01 Mod.fi d M hI. h ray, mg con sen llca ay e lC 1. En los Andisoles se encontraron20 mg/L con Bray 1, 18 mg/L con Olsen Modificada, 16 mg/L 92-01.Proceedings of theTropSoilsPhosphorus DecisionSupportSystemWorkshop,CollegeStation,TX, March 11-12.Departmentof Agronomy and Soil Science,Colle.geo~Tropical~gricultureandHuman Resources, University of Hawaii, Honolulu, HI. p. 109- 115. con Mehlich 3, 15 con Mehlich 1 y 8 mg/L con Morgan Modificada. Cuando se analizo los 100 FITTS,J.W.;NELSON,W.I;...1956.Thedetermination of lime andfertilizerrequirements of soilsthroughchemical tests.Advan.Agron.8:241-282. suelos en conjunto se obtuvo niveles criticos de 10 mg/L en Olsen Modificada y Mehlich 3, 8 mg/L con Mehlich 1, 6 mg/L con Bray 1 y 5 mg/L con Morgan Modificada. 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