Manejo de Fertilizantes Fosfatados

Simposio Internacional sobre Manejo y Uso de Fertilizantes. Lima, Perú. Julio 18, 2010

Manejo de Fertilizantes Manejo de Fertilizantes FosfatadosFosfatadosRaRaúúl Jaramillol JaramilloDirector Adjunto para el Norte de Latino AmDirector Adjunto para el Norte de Latino Amééricarica


ResumenResumen

•• Acerca del IPNIAcerca del IPNI•• El fEl fóósforo, rol en las plantassforo, rol en las plantas•• QuQuíímica del fmica del fóósforo en el suelosforo en el suelo•• Fertilizantes fosfatadosFertilizantes fosfatados•• Eficiencia en el uso del fEficiencia en el uso del fóósforosforo


El IPNI El IPNI (International Plant Nutrition Institute)(International Plant Nutrition Institute)

•• Conocido anteriormente como el INPOFOS (PPI)Conocido anteriormente como el INPOFOS (PPI)•• MISION:MISION:

–– Fomentar el desarrollo y difusiFomentar el desarrollo y difusióón de la informacin de la informacióón cientn cientíífica fica acerca del manejo responsable de la nutriciacerca del manejo responsable de la nutricióón de los cultivos n de los cultivos para el beneficio de la familia humana.para el beneficio de la familia humana.

•• Recursos provenientes de 15 compaRecursos provenientes de 15 compañíñías y 6 as y 6 organizaciones afiliadasorganizaciones afiliadas

•• ESTRATEGIA:ESTRATEGIA:–– Oficinas regionales para las Oficinas regionales para las AmAmééricasricas (7), Asia (4), Este de (7), Asia (4), Este de

Europa, Australia y recientemente Europa, Australia y recientemente ÁÁfrica.frica.–– Grupos de trabajo en Grupos de trabajo en ááreas como la reas como la eficiencia del uso de eficiencia del uso de

nutrientesnutrientes, el manejo espacial de la fertilidad del suelo, el , el manejo espacial de la fertilidad del suelo, el impacto del uso de nutrientes en el medio ambiente.impacto del uso de nutrientes en el medio ambiente.


•Excelente herramienta para presentar información actual.

•Reciente énfasis en Eficiencia de Uso de Nutrientes

•Presencia en la industria, acercamiento basado en ciencia probada

La Oficina del Norte de Latino AmLa Oficina del Norte de Latino Amééricarica


El fEl fóósforo es esencial para la vidasforo es esencial para la vida

•• El fEl fóósforo (P), el sforo (P), el ““portador de la luzportador de la luz””, es esencial , es esencial para la vida en todas sus formas.para la vida en todas sus formas.

•• Es un elemento relativamente abundante en la Es un elemento relativamente abundante en la corteza terrestre.corteza terrestre.

•• Es muy reactivo y presenta varios estados de Es muy reactivo y presenta varios estados de oxidacioxidacióón.n.

•• A pesar de su relativa escasa A pesar de su relativa escasa biobio--disponibilidad, disponibilidad, han evolucionado numerosos mecanismos de han evolucionado numerosos mecanismos de captura.captura.


El fEl fóósforo es esencial para la vidasforo es esencial para la vida

•• Con el N, el P controla la productividad Con el N, el P controla la productividad de la mayorde la mayoríía de ecosistemas terrestres.a de ecosistemas terrestres.

•• Mientras el N es escaso por su Mientras el N es escaso por su movilidad, el P es deficiente por su movilidad, el P es deficiente por su escasa disponibilidadescasa disponibilidad

•• Contrario al N, el P no existe en estado Contrario al N, el P no existe en estado gaseoso.gaseoso.


Papel del fPapel del fóósforo en las plantassforo en las plantas

•• FotosFotosííntesis y respiracintesis y respiracióónn•• Transferencia y almacenamiento de energTransferencia y almacenamiento de energíía a

(ATP)(ATP)•• DivisiDivisióón y alargamiento celularn y alargamiento celular•• Transferencia de caracterTransferencia de caracteríísticas hereditariassticas hereditarias•• SSííntesis y estabilidad de la membrana celularntesis y estabilidad de la membrana celular•• FijaciFijacióón bioln biolóógica del nitrgica del nitróógenogeno


Papel del fPapel del fóósforo en las plantassforo en las plantas

•• El mEl máás importante es el s importante es el transporte y almacenamiento transporte y almacenamiento de energde energííaa

•• La energLa energíía obtenida de la a obtenida de la fotosfotosííntesis y el metabolismo ntesis y el metabolismo de los carbohidratos se de los carbohidratos se almacena en compuestos almacena en compuestos fosfatados para el fosfatados para el subsecuentesubsecuenteuso en los procesos de uso en los procesos de crecimiento y reproduccicrecimiento y reproduccióón.n.


SSííntomas de deficiencia de fntomas de deficiencia de fóósforosforo

•• DifDifííciles de observar en la mayorciles de observar en la mayoríía de los cultivosa de los cultivos•• Plantas pequePlantas pequeññas, de crecimiento lento, hojas as, de crecimiento lento, hojas

relativamenterelativamente pequepequeññas, de apariencia normal, a as, de apariencia normal, a menudo de color verde intensomenudo de color verde intenso

A. minus R. acetosa A. minus R. acetosaPlanta Completa 40 64 57 50Raices 27 30 33 50Hojas 50 67 86 89Tallo 55 58 75 43

Semanas 1 y 2 Semanas 5 y 6Efecto de la deficiencia de P en dos materiales

Fuente: Atkinson D., 1972. New Phytologists


SSííntomas de deficiencia de fntomas de deficiencia de fóósforosforo

•• El fEl fóósforo es un muy msforo es un muy móóvil dentro de la planta, vil dentro de la planta, por tanto se observa senescencia en las partes por tanto se observa senescencia en las partes bajas de la planta.bajas de la planta.

•• En algunos cultivos, como maEn algunos cultivos, como maííz, aparece un z, aparece un color pcolor púúrpura asociado con acumulacirpura asociado con acumulacióón de n de antocianinasantocianinas

•• La deficiencia retrasa la madurez en algunos La deficiencia retrasa la madurez en algunos cultivos, una estrategia para capturar mcultivos, una estrategia para capturar máás P (??).s P (??).


CIAT. Deficiencia de nutrientes en fréjolhttp://roots.psu.edu/es/node/160

CIAT. Deficiencia de nutrientes en fréjolhttp://roots.psu.edu/es/node/160





Otras especies son mejores indicadoresOtras especies son mejores indicadores

En palma aceitera el En palma aceitera el tronco tiene forma tronco tiene forma piramidal y el piramidal y el crecimiento es muy lentocrecimiento es muy lento


DeficienciaDeficiencia de Pde P

CrecimientoCrecimiento muymuy lentolento


QuQuíímica del fmica del fóósforo en el suelo :sforo en el suelo :Dos reacciones fundamentalesDos reacciones fundamentales

PrecipitaciónCompuestos Ca/Fe/Al-P

Solubilidad de fosfatos minerales de Ca, Al y Fe en el suelo.Fuente: (Lindsay, 1979, Chemical Equilibria in Soils, Wiley Interscience)

Diagrama de solubilidad de Lindsay Fe-Al-P

Mecanismo de adsorption de P a la superficie de oxidos Al/Fe. Unión de fosfato a través de UNA unión Al-O resulta P lábil; sin embargo, la unión a través de DOS ligandos Fe-O or Al-O produce una estructura estable con muy poca desorpción de P.

Adsorción a los óxidos de Al/Fe del suelo

Slide autoría Dr. L Prochnow

Adsorción específica


QuQuíímica del fmica del fóósforo en el suelo :sforo en el suelo :Dos reacciones fundamentalesDos reacciones fundamentales

P FIJACION DE P VERSUS CONTENIDO DE ARCILLAS

Influencia del contenido de arcilla en la adsorpción de PFuente: (Sanchez and Uehara, 1980, The role of Phosphorus in Agriculture, ASA, Madison, Wis.)

EL RETO DE LA DISPONIBILIDAD DE P



Vida de las reservas de roca fosfVida de las reservas de roca fosfóórica rica segsegúún estimaciones del 2007 n estimaciones del 2007 -- 20082008

Fuente: USGS, 2009; Adaptado from Fixen, 2009. Autoria L. Prochnow

Vida reserva base

Vida reserva

291

93

Mundo

La roca fosfórica de mejor calidad está agotándose


ProducciProduccióón de roca fosfn de roca fosfóórica en el mundo rica en el mundo Mi

llone

s de t

onel

adas

de r

oca f

osfó

rica

1970 19750

30

60

90

120

180

1980 1985 20091990 1995 2000

Años

2005

150

Adaptado de IFA, F&A, Feb. 2010; Fuente: Phosphate Rock Statistics – IFA PIT Committee – December 2009


Factores que influencian la eficiencia agronFactores que influencian la eficiencia agronóómica mica de las fuentes de Pde las fuentes de P

Propiedades del fertilizante.

El cultivo.

Propiedades del suelo.

Manejo del fertilizante y del suelo.

Considerando que otros factores no son limitantes


Factores que influencian la eficiencia agronFactores que influencian la eficiencia agronóómica mica de las fuentes de Pde las fuentes de P

Propiedades del

fertilizanteCultivo

Propiedades del suelo

Manejo del suelo y fertilizante.

Propiedades físicas:• Estado físico (fluido o sólido)• Tamaño de las partículas• Consistencia/Dureza• Fluidez.• Densidad.• Mezclas con otras fuentes nutritivas

Propiedades químicas:• Composición química(compuestos presentes).• Concentración.• Otros compuestos presentes (deseados o no) y

otros nutrientes.• Reacción en el suelo: nivel de acidez or basicidad.

Propiedades físico-químicas:• Solubilidad• Higroscopia.• “Metalling” / Caking (endurecimiento).• Salinidad.


ProducciProduccióón de fertilizantes convencionalesn de fertilizantes convencionales

•• Fertilizante P : Principal fuente Fertilizante P : Principal fuente ApatitaApatita (mineral (mineral ““engaengaññosooso””))

–– ApatitaApatita = = CaCa1010(PO(PO44))66(OH)(OH)22

(Roca fosf(Roca fosfóórica) se procesa y disuelve en rica) se procesa y disuelve en áácido sulfcido sulfúúrico para rico para producir producir

Superfosfato simple (ordinario)Superfosfato simple (ordinario)

ApatitaApatita + H+ H22SOSO44 →→ Ca(HCa(H22POPO44))••HH22OO + + CaSOCaSO44

•• 20 % P20 % P22OO55•• En desuso por su baja concentraciEn desuso por su baja concentracióónn

–– Si la Si la apatitaapatita se disuelve en se disuelve en áácido fosfcido fosfóórico se consigue elrico se consigue elSuperfosfato triple o concentradoSuperfosfato triple o concentrado

ApatitaApatita + H+ H33POPO44 →→ Ca(HCa(H22POPO44))••HH22OO

•• 46 % 46 % PP22OO55


FosfatosFosfatos amoniacalesamoniacales•• MonoamonioMonoamonio fosfatofosfato ((MAPMAP))

NHNH33 + H+ H33POPO44 →→ NHNH44HH22POPO44•• 52 % P52 % P22OO5, 5, --12 % N12 % N•• Material Material completamentecompletamente seguroseguro de de manejarmanejar

•• DiamonioDiamonio fosfatofosfato ((DAPDAP))

2NH2NH33 + H+ H33POPO44 →→ ((NHNH44))22HPOHPO44

•• 46 % P46 % P22OO5 5 -- 18 % N18 % N•• Se Se puedepuede liberarliberar algoalgo de de amoniacoamoniaco y y

presentarpresentar dadaññoo a a cultivoscultivos



•• ÁÁcido cido superfosfsuperfosfóóricorico–– Utilizado como materia prima en la producciUtilizado como materia prima en la produccióón de n de

fertilizantes lfertilizantes lííquidosquidos–– DeshidatraciDeshidatracióónn del del áácido fosfcido fosfóóricorico–– 6868--70% P70% P22OO55

–– Mezcla de poli (20Mezcla de poli (20--35%) y 35%) y ortofosfatosortofosfatos


Ácido fosfórico

O P H

+Calor

Ácido pirorofosfórico

+

H2O


O O O

HO – P – O – P – O – P – . . .

OH OH OH

Polifosfato

•• PolifosfatosPolifosfatos de amoniode amonio3NH3NH33 + H+ H44PP22OO77 →→ (NH(NH44))33HPHP22OO77

•• 34% P34% P22OO55; 10 ; 10 –– 15% N15% N•• Fertilizante lFertilizante lííquidoquido•• De uso comDe uso comúún en la n en la

preparacipreparacióón de n de quelatosquelatos



Suelos dominados por arcillas de carga permanente

(Montmorillonita, Vermiculita, Illita)

Suelos dominados por arcillas de carga variable

(Caolinita, Oxidos de Fe y Al, Alofana, Imogolita)

P Soluble

P Insoluble

SFT0-46-0

MAP11-52-0

DAP18-46-0

CompuestosNH4-P

Fosfatodicálcico

Suelos ácidos

CompuestosAl-P y Fe-P

CompuestosAl-P y Fe-Pa pH < 5.0

Suelos ligeramente ácidos y alcalinos

CompuestosCa - P

P fijado en Ca CO3

Fijación(adsorción) en la superficie de las arcillas

Fuente: Fixen, 1992


• Fertilizantes solubles recubiertos.– Recientemente algunas compañías han iniciado pruebas con

compuestos recubiertos que involucran una reducción en la adsorción de P o un mayor tiempo de difusión desde el grano.

– Azufre “DAP Star” Hi-Fert– AVAIL Simplot– Algunas pruebas en Canadá y los E.U. indican mayor eficiencia

del P recubierto

Nuevas formulaciones fosfatadasNuevas formulaciones fosfatadas


P kg ha‐1 P2O5 Método de aplicación Fuente de P Rendimiento t ha‐1

0 NA Control 3.835 En banda MAP 8.535 En banda MAP‐polímero 9.235 Al voleo MAP 7.135 Al voleo MAP‐polímero 10.1

LSD (0.1) NA NA 1.2

F ig u re 1 . A v a il E f fe c ts o n C o rn G ra in Y ie ld 2 0 0 1 -2 0 0 3 K a n s a s — F ig . 1

1 5 4

1 9 21 9 8

2 0 4

1 5 4

1 7 11 8 2 1 8 6

1 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 02 0 02 1 0

0 2 0 4 0 6 0

P 2 O 5 , lb / a

Gra

in Y

ield

, bu/

a

A v a ilM A P

B a rn e y G o rd o n , K S U

Efectos de Avail en los rendimientos de maíz2001–2003. Kansas, USA

Ren

dim

ient

obu

/a


Fuente: G.J. Gascha (2008)www.specialityfertilizer.com


• Gránulos con formulaciones mixtas.– Savant (1998) demostró como supergránulos de urea

combinados con DAP mostraron efectividad superior a la aplicación de fuentes urea + P.


SGU con DAP en banda

Urea prilada fraccionadas + SFS incorporado

DAP en banda

Ren

dim

ient

oar

roz

t ha-1

P aplicado kg ha-1


• MAP con S y microelementos. MESZ, Mosaic– Mezclas del MAP con S, Zn y posiblemente otros nutrientes han

mostrado efectos de incrementos de rendimiento en ensayos de Ecuador y Colombia (arroz, maíz y más recientemente banano).

– Parece existir un efecto sinergético del P y Zn en la formación de raíz.


S y Zn



N+P+K N+P+K+Mg+S N+P+K+Mg+S+ZnFertilización 4.2 5.4 6.2

A A B

1

2

3

4

5

6

7

Ren

dim

ient

o (t

ha-1

)

RendimientoRendimiento de de mamaíízz con con particulasparticulas de MAP de MAP enriquecidasenriquecidasEstaciEstacióónn Exp. Exp. PichilinguePichilingue, Ecuador, Ecuador


Uso de roca fosfUso de roca fosfóórica y fosfatos no solubles en aguarica y fosfatos no solubles en agua

•• En En algunosalgunos papaíísesses loslos fertilizantesfertilizantes P P aciduladosaciduladosdebendeben poseerposeer un un porcentajeporcentaje alto de alto de fosfatofosfato soluble soluble en en aguaagua (90%)(90%)

•• La La rocaroca fosffosfóóricarica de de mejormejor calidadcalidad estestáádisminuyendodisminuyendo a a nivelnivel globalglobal

•• Se Se necesitanecesita grandesgrandes cantidadescantidades de de energenergííaa e e insumosinsumos parapara producirproducir fosfatosfosfatos solublessolubles en en aguaagua..

•• Se Se descartandescartan partespartes de de apatitaapatita concentradaconcentrada..

•• Es Es realmenterealmente necesarianecesaria estaesta cantidadcantidad de de fosfatofosfatosoluble en soluble en aguaagua??



• Realmente deben evitarse los fosfatos no solubles a cualquier costo?

– “La necesidad de especificaciones más realistas es uno de los más importantes problemas que enfrentan los productores de fosfatos que buscan evitar pasos innecesarios y costosos. Solo adecuada investigación agronómica puede decirlo” (Laher, 1980)

• El reto en la actualidad es identificar cada roca fosfórica por sus propiedades y adaptar su procesamiento

Uso de roca fosfUso de roca fosfóórica y fosfatos no solubles en rica y fosfatos no solubles en áácido ccido cíítricotrico



PR X Ray A Dimension (Å) Apatite Formulaa

Kaiyang, China 9.372 Ca9.98Na0.01Mg0.01(PO4)5.94(CO3)0.06F2.02

Hahotoe, Togo 9.351 Ca9.79Na0.15Mg0.06(PO4)5.39(CO3)0.61F2.24

Pesca, Colombia 9.346 Ca9.76Na0.18Mg0.07(PO4)5.28(CO3)0.72F2.29

El-Hassa, Jordan 9.339 Ca9.68Na0.23Mg0.09(PO4)5.12(CO3)0.88F2.35

Gafsa, Tunisia 9.328 Ca9.59Na0.30Mg0.12(PO4)4.90(CO3)1.10F2.44

North Carolina, USA 9.322 Ca9.53Na0.34Mg0.13(PO4)4.77(CO3)1.23F

2.49



PREGUNTA/CARACTERISTICAS

Fórmula Fe3KH8(PO4)6.6H2O Fe3KH14(PO4)8.4H2O

Es un mineral? NO NODónde precipita? Fertilizante P,

Generalmente in SSPFertilizante P,

Generalmente in TSPTotal P (TP) 20.4 23.8

P Soluble NAC (CSP) 19.3 22.8P Soluble Agua (WSP) 0.03 0.2

(WSP/CSP) * 100 0.2 0.9RAE(MCP; Arroz secano) 33 73

RAE (MCP; Arroz inundado) 75 104


Propiedades del fertilizante

Cultivo


Manejo del suelo y fertilizante.

Factores que influencian la eficiencia agronFactores que influencian la eficiencia agronóómica de las mica de las fuentes de Pfuentes de P


Santa Fé: Maize with Brachiaria

Sistemas de cultivoSistemas de cultivo


RecuperaciRecuperacióón de P n de P Oxisol, 22 aOxisol, 22 aññosos

Fuente: Sousa et al., 2007.

1 Diez años con soya, seguida de maíz y cuatro ciclos de secuencia maiz-soya, dos cultivos de maíz y uno de soya.2 Dos años com soya, seguida de nueve años con braquiária más doi años con soya y dos ciclos de secuencia maíz-soya,

y cinco años com braquiária.

P RecuperadoSFS

Cultivos anuales1 Anual + pastura2

kg/ha de P2O5 ---------------- % ---------------100 44 85200 40 82400 35 70800 40 62


Las raLas raííces de la nueva revolucices de la nueva revolucióón verden verde


Arquitectura de las raíces de dos genotipos de fríjol sembrados en el campo en China


G19833 ( P Eficiente)

DOR364 ( P Ineficiente)


Disponibilidad de P en el

suelo

pH.

Fijación de P.

Mineralogía

Textura y granulometría

Materia Orgánica.

Micorrizas.

Propiedades del

fertilizante

Cultivo


Manejo del suelo y

fertilizante.

Factores que influencian la eficiencia Factores que influencian la eficiencia agronagronóómica de las fuentes de Pmica de las fuentes de P


DemostraciDemostracióónn esquemesquemááticatica del P del P extraextraíídodo con con resinaresina de de intercambiointercambio de de ionesiones

Fuente: Better Crops Vol. 93 (2009, Nº 1).


P suelo (mg dm-3)Cultivo y localidad pHCaCI2

P foliar(g Kg-1) Mehlich 1 Bray 1 Olsen Resina

3.8 d * 2.44 b 17 a 20 a 41 a 33 b4.2 c 3.21 a 18 a 21 a 33 b 36 ab4.7 b 3.25 a 18 a 20 a 26 c 38 ab5.1 a 3.26 a 19 a 18 a 19 d 43 a

FrejolPariqüera-Açu

5.2 a 3.25 a 20 a 19 a 21 d 43 a4.3 c 2.79 c 12 b 24 a 17 a 22 b4.6 c 3.27 b 12 b 22 a 17 a 26 ab5.3 b 3.81 a 16 a 25 a 16 a 33 ab

5.5 ab 3.87 a 15 a 20 a 12 a 35 a

GirasolMococa

5.7 a 3.80 a 16 a 20 a 12 a 37 a4.3 a 1.85 c 6 a 15 a 10 a 13 c4.8 d 2.06 bc 7 a 16 a 11 a 16 c5.5 c 2.44 ab 5 a 13 a 7 a 17 bc6.1 b 2.26 a 7 a 17 a 8 a 22 ab

SoyaMococa

6.4 a 2.55 a 7 a 15 a 8 a 27 a4.5 d 2.35 b 9 a 20 a 18 a 16 c4.9 c 2.69 ab 8 a 22 a 15 ab 19 bc6.1 b 2.88 a 8 a 20 a 13 ab 23 b

SoyaRibeirão Preto

6.6 a 2.85 a 10 a 24 a 12 b 34 a

Fuente: Raij y Quaggio (1990).

EfectosEfectos del pH del del pH del suelosuelo en el P foliar y el P en el en el P foliar y el P en el suelosuelo de de acuerdoacuerdo a a diferentesdiferentes metodologmetodologííasas


CCóómo medir la eficiencia en el uso de mo medir la eficiencia en el uso de fertilizante fosfatado?fertilizante fosfatado?



•• El P es un elemento que El P es un elemento que se puede se puede acumularacumular dentro del suelo y por tanto se dentro del suelo y por tanto se pueden observar pueden observar efectos residualesefectos residuales

•• Por tanto la eficiencia deberPor tanto la eficiencia deberíía medirse a a medirse a travtravéés de los as de los añños y no para un ciclo de os y no para un ciclo de cosechacosecha



Fuente: Webb et al, 1991

EA anual

EA acumulada


Palabras finalesPalabras finales•• La nutriciLa nutricióón adecuada con P es fundamental n adecuada con P es fundamental

para un rendimiento adecuadopara un rendimiento adecuado•• El manejo de P involucra conocimiento de una El manejo de P involucra conocimiento de una

serie de aspectos del cultivo, el suelo y el serie de aspectos del cultivo, el suelo y el fertilizante.fertilizante.

•• El manejo del P es complejo y sitioEl manejo del P es complejo y sitio--especespecíífico.fico.

•• Con el N se nutre a la planta, con el P se fertiliza Con el N se nutre a la planta, con el P se fertiliza el suelo.el suelo.

Especial agradecimiento

Dr. Luis Prochnow (Director IPNI Brasil)Dr. Munir Rusan (Rep IPNI Medio Oriente)Dr. Jonathan Lynch (PennState Univ.)Dr. Kenneth Hylton (MOSAIC)

Gracias Gracias porpor susuatenciatencióónn!!!!

R. JaramilloR. [email protected]@ipni.nethttp://http://ipni.net.nlaipni.net.nla

mailto:[email protected]

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Manejo de Fertilizantes Fosfatados