Rev. Fac. Agron. (Maracay) 17:381-395. 1991.

Efecto de la materia orgánica en la solubilidad de la roca fosfórica

Isbelia Reyes¹; Joaquín Gamboa²

ABSTRACT

Key words: organic matter, solubility, phosphate rocks, compost, Zea mays.

COMPENDIO

Se estudió el efecto de dos tipos de materia orgánica con bajo contenido de P, pulpa de café y compost, sobre la solubilidad de la roca fosfórica de Monte Fresco en un ensayo de invernadero. Se utilizó un suelo ácido conocido (pH 4.6) y como planta indicadora Zea mays L.. Los niveles de pulpa de café fueron de 0, 2.5, 5.0 y 7.6 gr kg_-1 de suelo y los de compost de 0, 5.0 y 7.6 gr kg_-1 de suelo. Se utilizaron dos fuentes de P, superfosfato triple como referencia con 46 mg de P₂O₅ kg_-1 de suelo y roca fosfórica a tres niveles, 92, 184 y 276 mg de P₂O₅ kg^-1 de suelo. Se midió la altura de la planta, el peso seco de las hojas y de las raíces y el contenido de P de las mismas. Los resultados se analizaron estadísticamente y se encontró que los mejores tratamientos en relación al de referencia (SFT sin materia orgánica) fueron SFT con 7.6 gr de compost kg^-1 de suelo y roca fosfórica a un nivel de 276 mg de P₂O₅ kg^-1 de suelo mezclada con 7.6 gr de compost kg^-1 de suelo. Se discute el efecto diferencial de las dos fuentes de materia orgánica utilizadas sobre el desarrollo de la planta y el incremento de la solubilidad del fósforo en las dos fuentes fosforadas.

Palabras clave: materia orgánica, solubilidad, roca fosfórica, Zea mays, compost, pulpa de café.

INTRODUCCION

Se ha estimado para Suramérica que un 72.6% de la superficie total del suelo presenta problemas de acidez, un bajo contenido de P total y disponible y muchos de éstos una tendencia a fijar grandes cantidades de fertilizantes fosfatados (León et al., 1986). Debido al alto costo de los fertilizantes inorgánicos, a los problemas inherentes de los suelos ácidos y a la existencia en Venezuela de depósitos de fósforo el uso de la roca fosfórica en aplicaciones directas como fertilizante fosfatado tiene un gran interés económico (Casanova y Elizalde, 1987).

Un aspecto poco estudiado es el efecto de la fertilización orgánica en la utilización efectiva de los fosfatos nativos y aplicados. Sinha (1975) obtuvo efectos residuales positivos al utilizar la cascarilla de arroz y la envoltura de arvejas con roca fosfatada en un experimento de invernadero con Vicia sp. White y Ayoub (1983) encontraron que soló los residuos con la menor relación C/P aumentaron el P inorgánico estractable en NaHCO₃ en experimentos de incubación. El incremento de la disponibilidad de P en el suelo cuando se le agrega materia orgánica ha sido relacionado con la mineralización del P orgánico, con la acción solubilizadora de los ácidos orgánicos producidos en su descomposición y al desplazamiento del P por algunos ácidos orgánicos al competir por los sitios de absorción (Kaila, 1949; Gill y Meelu, 1983; White y Ayoub, 1983; López-H. et al.; 1981; Sibanda y Young, 1986).

Este trabajo se realizó con el fin de cuantificar el efecto de la adición de materia orgánica sobre la solubilidad de la roca fosfatada de Monte Fresco, estrato II, perteneciente a los yacimientos de Monte Fresco, Táchira.

MATERIALES Y METODOS

SUELO

Se utilizó un suelo Typic Tropudult del Parque Natural Paramillo. Las muestras fueron tomadas de los primeros 20 cm de profundidad del suelo, se secó a temperatura ambiente y se tamizó por malla de 2 mm. El P se determinó por colorimetría mediante el método del molibdato de amonio y ácido ascórbico (Sommers y Nelson, 1972). La adsorción de fosfatos por este suelo se midió utilizando las isotermas de adsorción de Langmuir (Olsen y Watenable, 1957).

FERTILIZANTES

Se utilizaron dos tipos de fertilizantes orgánicos, pulpa de café de un año de descomposición formada por una mezcla de variedades de Coffea sp. y compost preparado a base de desperdicios vegetales, restos de cosecha y excrementos de conejo y ovejo. Los materiales se secaron a temperatura ambiente y se molieron a malla 20. Los niveles aplicados fueron, para la pulpa de café 0, 2.5, 5.0 y 7.6 gr p.s./maceta de kg (equivalente a 0, 5, 10 y 15 t ha^-1) y para el compost 0, 5.0 y 7.6 gr p.a./maceta de kg.

Como referencia se utilizó el SFT aplicado a dosis de 46 mg P₂O₅/maceta de kg (equivalente a 90 kg ha^-1). La roca fosfórica (RF) se aplicó a tres niveles, 92, 184 y 276 mg P₂O₅/maceta de kg (equivalente a duplicar, cuadruplicar y sextuplicar el P aplicado en el SFT: 2RF, 4RF y 6RF, respectivamente).

ENSAYO DE INVERNADERO

Se utilizaron macetas de 1 kg de suelo seco y se colocaron en forma localizada, a 5 cm de profundidad los respectivos tratamientos de la RF bien mezclada con la materia orgánica, a fin de asegurar el efecto de uno sobre el otro. El nitrógeno se aplicó en forma de urea y el K como KCL al inicio del experimento a una dosis de 90 kg ha^-1. Como planta indicadora se utilizó Zea mays L. var. funi-5, colocándose una semilla pregerminada por maceta. Las plantas se regaron diariamente y se les determinó la altura a los 22, 33 y 45 días de desarrollo. Al final del experimento las plantas fueron cortadas y se separó el material vegetal aéreo de las raíces y se secó a 60°Cdurante tres días en bolsas de papel prepesadas. El peso seco de las hojas y raíces se determinó por diferencia de peso en una balanza de precisión Mettler H78AR. El P se determinó mediante digestión húmeda utilizando ácido nítrico y ácido perclórico.

TRATAMIENTO ESTADISTICO

Se realizó un análisis de varianza bifactorial en bloques al azar. Para la pulpa de café se utilizó un 4x4, y para el compost un 3x4 y cada tratamiento por triplicado. Se analizó el peso seco y el contenido de P en el material vegetal aéreo y en las raíces. Las diferencias entre las medias se analizaron mediante la prueba de Duncan para cada tipo de material orgánico y entre ambos materiales orgánicos las medias se analizaron a través de la prueba de t. Se realizaron correlaciones simples entre el peso seco y el contenido de P en las hojas y raíces.

RESULTADOS Y DISCUSION

Algunas características fisico-químicas de los materiales sujetos a experimentación se señalan en la Cuadro 1. El desarrollo de las plantas fue mayor cuando se les aplicó SFT que al agregarles cualquiera de los niveles de RF en todos los casos (Figuras 1 y 2). Cuando se comparan los mismos niveles de pulpa de café y de compost, se encuentra que los mejores tratamientos fueron al agregar compost.

Cuadro 1. Caracteríticas físico-químicas de los materiales sujetos a experimentación.

-	-	-	pH	Mat.	-	% Cationes totales			-	-	-	-	-	-
Material	Textura	% H	(1:1)	Org.%	%C.O.	Ca	Mg	K	P aprov	P T	P org.	C/P	%P-Al	%P-He
Suelo	Faa	2.83	4.8	2.70	1.57	20.5*+	4.0*+	6.1*+	3.9	953**	0.009**	180	23.64**	25.45**
Compost	-	10.98	-	43.10	25.00	0.67	0.25	1.00	-	-	0.16	156	-	-
Pulpa de café	-	25.41	-	78.00	45.00	1.75	0.12	1.17	-	-	0.15	300	-	-
Roca fosfática de Monte Fresco	-	2.62	-	-	-	31.7	0.12	0.33	-	12.97	-	-	-	-

*: en ppm
+: cationes aprovechables
**:tomado de Gamboa, 1981

Figura 1. Variación de la producción de la materia seca de las hojas y de las raíces, según los diferentes niveles de aplicación de la pulpa de café y de compost y de los tratamientos con fósforo, SFT (46 mg P/maceta) y RF (2RF=92, 4RF=184 y 6RF=276 mg P/maceta).

Figura 2.Variación del contenido de fósforo en las hojas y en las raíces, según los diferentes niveles de aplicación de la pulpa de café y de compost y de los tratamientos con fósforo, SFT (46 mg P/maceta) y RF (2RF=92, 4RF=184 y 6RF=276 mg P/maceta).

Se obtuvieron diferencias significativas para todos los casos entre los niveles de fósforo y entre los de materia orgánica. El coeficiente de variación para el experimento con pulpa de café varió entre 19.3% (peso seco de las hojas) y 17.2% (contenido de P en raíces) y para el compost entre 15.6 (contenido de P en las hojas ) y 9% ( peso seco de las raíces). En la Figura 1 se observa que las desviaciones estándares fueron en general altas, ello pudo deberse al efecto de las altas temperaturas alcanzadas en el invernadero durante las horas diurnas. Blair y Boland (1978) encontraron que en condiciones de stress hídrico, plantas de avena disminuyeron en peso seco y en contenido de P, obteniendo altas variaciones en sus mediciones.

El pH medido en el suelo al final del experimento no registró ninguna tendencia, variando entre 4.87 y 5.20.

EFECTO DE LOS FERTILIZANTES FOSFORADOS

Al analizar el aumento de los niveles de RF, se encontraron diferencias significativas en el peso seco y en el contenido de P de las raíces entre 92 y 276 mg de P₂O₅/maceta y entre 184 y 276 mg de P₂O₅/maceta, para el contenido de P al agregársele pulpa de café o compost. Las aplicaciones con SFT dieron en todos los casos los mayores rendimientos significativos que la roca fosfórica para los tratamientos equivalentes con materia orgánica (Cuadro 2). Estos resultados señalan que un incremento de los niveles de roca fosfórica aumentaron la disponibilidad de P para la planta, aunque esta asimilación se reflejó solo en las raíces. Los mejores tratamientos en relación al SFT sin materia orgánica fueron SFT con 7.6 gr de compost/maceta y en segundo lugar, la RF con 276 mg de P₂O₅/maceta mezclada con 7.6 gr de compost (Cuadro 3).

Cuadro 2. Diferencias significativas entre medias para el peso seco y el contenido de fósforo en las hojas y en las raíces según el fósforo aplicado.

Niveles de fósforo	gr materia vegetal seca				mg de fósforo
-	Pulpa de café		Compost		Pulpa de café		Compost
-	Hoja	Raíz	Hoja	Raíz	Hoja	Raíz	Hoja	Raíz
SFT-2RF	**	**	**	**	**	**	**	**
SFT-4RF	**	**	**	**	**	**	**	**
SFT-6RF	**	**	**	**	**	**	**	**
2RF-4RF	n.s.	n s.	n.s.	n.s.	n.s.	n.s.	n.s.	n.s.
2RF-6RF	n.s.	*	n.s.	*	n.s.	**	n.s.	**
4RF-6RF	n.s.	n.s.	n.s.	n.s.	n.s.	*	n.s.	**

P < 0.05: *; P < 0.01: **; no significativo: n.s.

Cuadro 3. Diferencias significativas de las medias mediante la prueba de t entre el tratamiento referencia (SFT) y otros tratamientos para el peso seco y el contenido de fósforo en las hojas y en las raíces.

Tratamiento g/maceta	g materia vegetal seca		mg de fósforo
-	Hoja	Raíz	Hoja	Raíz
5.0 PC-SFT	*	n.s.	*	n.s.
7.6 PC-SFT	*	*	*	*
5.0 C-SFT	*	**	*	**
5.0 C-4RF	n.s.	n.s.	n.s.	*
5. C-6RF	n.s.	**	n.s.	*
7.6 C-SFT	**	**	**	**
7.6 C-2RF	n.s.	*	n.s.	*
7.6 C-4RF	n.s.	*	n.s.	**
7.6 C-6RF	*	*	n.s.	**

PC: pulpa de café; C: compost; p < 0.05: *; p < 0.01: **; no significativo: n.s.

El efecto de la materia orgánica en la disponibilidad del P en el suelo, al agregarse un fuente fosforada puede deberse, al proceso de inmobilización-liberación del P mediante los procesos biológicos sobre el SFT y la RF y/o a la capacidad que tienen los ácidos policarboxílicos provenientes de la descomposición de la materia orgánica, para bloquear los sitios de absorción del P en el suelo (López-H et al., 1979; Evans, 1985).

Los suelos tropicales ácidos han sido altamente correlacionados con los óxidos de hierro y aluminio y con las características texturales (Lópéz-H. et al., 1979; Borggaard, 1983). En la Figura 3 se muestran los valores de adsorción de este suelo, obteniéndose una relación lineal que permitió calcular la capacidad máxima de retención (b=1/pendiente), siendo de 0.61 mg P/gr de suelo y la constante de energía de retención (K=1/intersecto.b) de 20.29. La capacidad máxima de retención de aniones es un parámetro estrechamente relacionado con los elementos adsorbentes del suelo, en este caso las formas activas de hierro y aluminio. López-H. et al., (1981) encontraron para seis suelos venezolanos que "b" varió entre 0.05 y 0.95 mg kg^-1 de suelo y K entre 0.68 y 9.31, los valores para el suelo estudiado se sitúan en un rango medio-alto y alto respectivamente, en relación a los valores de estos autores.

Figura 3. Isoterma de adsorción de P según el modelo de Langmuir.

EFECTO DE LAS MATERIAS ORGANICAS.

Al aumentar los niveles de pulpa de café y de compost, la producción de materia vegetal seca y el contenido de P en hojas y raíces mostraron diferencias significativas en relación al nivel inferior (Cuadro 4). Los dos tipos de materia orgánica utilizada presentaron un bajo contenido de P, por lo que la microbiota tendería a inmovilizar al proveniente de la solubilización del SFT y de la RF, como ya se señaló, más que a tomarlo del material orgánico. Se plantea que al iniciarse el proceso de crecimiento microbiológico la liberación de ácidos orgánicos va a solubilizar el P en el fertilizante fosforado, el cual será inmobilizado en la materia orgánica por la actividad biológica, evitándose la adsorción por los elementos activos del suelo. Este P, una vez inmovilizado, será mineralizado por la acción enzimática haciéndose disponible para la planta. Se ha encontrado para plantas de maíz una acción solubilizadora del P orgánico a través de las enzimas fosfatasas presentes en las raíces de crecimiento ( Roger et al., 1940, citado por Estermann y Mc Loren, 1961). También se conoce que los fertilizantes orgánicos incrementan la producción de fosfatasas al aumentar el crecimiento bacteriano (Estermann y Mc Loren, 1961). Al analizar los resultados por niveles de materia orgánica, se encontró una relación lineal significativa entre el peso seco y el contenido de P en las raíces (Cuadro 5). El P además de jugar un rol indispensable en el metabolismo energético, forma parte de la estructura de los tejidos. Es de notar que los niveles de 5.0 y 7.6 gr de compost produjeron un mayor peso seco y un contenido de P que los niveles equivalentes de pulpa de café. En el Cuadro 6 se presentan los resultados con diferencias significativas entre las medias de un mismo nivel de ambos materiales orgánicos en relación al SFT y a la RF. En este trabajo las raíces fueron mejores indicadores que las hojas. La pulpa de café presentó una relación C/P más alta que el compost (Cuadro 1), lo cual indica una mineralización más rápida del compost. Se ha encontrado para la pulpa de café al ser utilizada como fertilizante orgánico, que inhibe la actividad de la fosfatasa ácida en un 60% (Reyes, 1986), sin embargo, Sinha (1975) al utilizar cáscara de arroz y envoltura de arvejas con apatita, encontró que la solubilidad de esta roca fosfórica tuvo un efecto negativo en el primer año, pero al segundo año el efecto residual fue positivo. Son mecanismos de origen biológico, bioquímico y químico los que intervienen en la solubilidad del fósforo en el suelo, por lo que la cuantificación de estos procesos permitiría un mejor uso de los fertilizantes fosforados.

Cuadro 4. Diferencias significativas entre medias para el peso seco y el contenido de fósforo en las hojas y en las raíces según la fuente y los niveles de materia orgánica.

Niveles de Mat. Org. g/maceta	g materia vegetal seca				mg de fósforo
-	Pulpa de café		Compost		Pulpa de café		Compost
-	Hoja	Raíz	Hoja	Raíz	Hoja	Raíz	Hoja	Raíz
0-2.5	*	*	-	-	n.s.	*	-	-
0-5.0	**	**	**	**	**	**	**	**
0-7.6	**	**	**	**	**	**	**	**
2.5-5.0	**	**	-	-	**	*	-	-
2.5-7.6	**	**	-	-	**	**	-	-
5.0-7.6	n.s.	*	**	n.s.	n.s.	**	*	n.s.

p<0.05: *; p<0.01: **; no significativo: n.s.

Cuadro 5. Correlación lineal entre el peso seco y el contenido de fósforo para las hojas y las raíces según los niveles de materia orgánica.

-	Hojas		Raíces
Tratamiento g/macet	g materia vegetal seca	mg de P	g materia vegetal seca	mg de P
Sin Mat.Org.	2.24	1.91	1.57	1.20
2.5 PC	2.78	2.10	2.07	1.49
5.0 PC	3.53	2.62	2.73	1.81
7.6 PC	4.02	2.93	3.18	2.25
5.0 C	4.65	3.26	3.94	3.26
7.6 C	5.31	3.65	3.98	3.52
-	r= 0.9978 **		r= 0.9721 **

PC: Pulpa de café; C: compost; p<0.01: **

Cuadro 6. Diferencias significativas de las medias mediante la prueba de t entre tratamientos equivalentes de materia orgánica para el peso seco y el contenido de fósforo en las hojas y en las raíces.

Tratamiento	g materia vegetal seca		mg de fósforo
-	5.0 PC-C	7.6 PC-C	5.0 PC-C	7.6 PC-C
Hojas
SFT	n.s.	n.s.	n.s.	n.s.
2RF	**	*	*	n.s.
4RF	**	**	n.s.	n.s.
6RF	**	*	*	*
Raíces
SFT	n.s.	n.s.	n.s.	**
2RF	**	n.s.	**	*
4RF	*	*	**	**
6RF	*	**	**	**

5.0 PC-C: 5.0 g/maceta de pulpa de café comparado con 5.0 g/maceta de compost; 7.6 PC-C: 7.6 g/maceta de pulpa de café comparado con 7.6 g/maceta de compost; p < 0.05: *; p < 0.01: **; no significativo: n.s.

CONCLUSIONES

Los diferentes niveles de RF utilizados señalaron diferencias cuando se aplicaron con compost en el caso de las raíces para el peso seco y el contenido de P. En general, el compost ejerció un mayor efecto significativo sobre el desarrollo de las plantas que la pulpa de café, obteniéndose los mejores tratamientos con SFT y el tercer nivel de RF mezclados con 7.6 gr de compost/maceta de 1 kg. El incremento de los niveles de materia orgánica tuvo mayor efecto que el de los niveles de RF. El efecto positivo de la materia orgánica en la solubilidad de la RF tendría que ver con la formación de ácidos orgánicos.

AGRADECIMIENTOS

Al programa de Investigador Residente del CONICIT y a FOSFASUROESTE por el aporte financiero; a la UNET por permitir el acceso a los laboratorios y equipos.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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