Control de la nutrición mineral mediante el estudio de la solución de suelo y de la dinámica foliar

Cuando afrontamos la responsabilidad de diseñar una estrategia de riego y fertilización en una explotación agrícola, sin duda hay muchas incógnitas que nos gustaría despejar. Por ejemplo:
  1. ¿Estamos regando correctamente, o quizás estemos lejos de la dotación óptima?
  2. ¿Deberíamos modificar la frecuencia de riegos, o el módulo de riego que utilizamos es correcto?
  3. ¿Existe una homogeneidad de distribución de la solución fertilizante en todos los sectores de riego?
  4. Los fertilizantes, ¿se aplican en la época adecuada, o por el contrario se lixivian y se pierden?
  5. ¿Qué cantidad de nutrientes aporta el suelo y el agua?. ¿Están en las relaciones iónicas correctas?
  6. Cuando pensamos restringir el aporte de un tipo de elemento, ¿cuanto nos queda aun en el suelo?
  7. Los micronutrientes que aplico al suelo, ¿se bloquean y precipitan o por el contrario están disueltos en la solución del suelo y la planta los puede absorber?
Con el objetivo final de resolver la mayoría de todas estas incógnitas, y más que se puedan plantear, el SEGUIMIENTO NUTRICIONAL DE LOS CULTIVOS supone una metodología de trabajo que pretende resolver todas estas dudas de la manera más eficaz posible. Para ello, se realizan muestreos de los siguientes tipos de muestra: agua de riego, suelo, soluciones del suelo y órganos vegetales.
3.1 Agua de riego 
Sin duda es la gran base de la fertirrigación. Hay veces que las características de un agua varían a lo largo del ciclo y, por tanto, habrá que tenerlo en cuenta, entre otras cosas, a la hora de confeccionar los equilibrios iónicos de la solución fertilizante que queramos aplicar, así como la aportación de fracciones de sobrelavado, en el caso de aguas salinas. Por ejemplo, determinadas aguas de pozo en la Comunidad Valenciana presentan gran cantidad de nitratos (>3 meq/l) procedentes de la fertilización realizada en la zona en campañas anteriores. Otras aguas procedentes de pantano, tienen niveles de salinidad muy baja al inicio del ciclo, en primavera (600 µS/cm), coincidiendo con el deshielo de las montañas. En cambio en verano, y sobretodo a partir de mitad de julio, se convierten en aguas con un índice de sales importante, llegando a superar los 2700 µS/cm, con 15 meq/l de ion cloruro o ion sodio.

3.2 Suelo 
El análisis del suelo (0-30 cm) y del subsuelo (30-60 cm), nos dará información acerca del grado de fertilidad natural, así como de las propiedades físicas de ese suelo (textura). Esta información la tendremos en cuenta a la hora de hacer el diseño inicial de la nutrición, ya que podremos ajustar las cantidades finales en función de los intervalos reflejados en diferentes publicaciones (LEGAZ y PRIMO, 1988). Estos intervalos ajustan las cantidades de N-P-K en función del contenido del suelo. Asimismo, también sabremos que potencialidad tiene un cultivo desarrollado en un determinado suelo, de tener problemas derivados de la competencia iónica (Ca/Na; K/Mg; Caliza activa/microelementos; etc…). De la misma manera, podemos decidirnos por soluciones fertilizantes muy ácidas, ácidas o neutras en función de la presencia de determinados elementos en el suelo, como Ca o B por ejemplo.

El dato de la textura puede ser utilizado para establecer una estrategia de riegos determinada. A modo de ejemplo, suelos muy arcillosos (>60 % arcilla y < 10% arena) son propensos a tener un horizonte superficial muy poco hidratado y, por tanto, muy salinizado. Esto se debe a que el elevado potencial mátrico en este tipo de suelo, favorece el ascenso capilar del agua, hasta que finalmente se evapora. De la misma manera, el horizonte más profundo suele presentar una alta probabilidad de tener ambiente reductor, por tanto las raíces no se desarrollan adecuadamente debido a la falta de oxígeno. Por ello, en este caso, es recomendable frecuenciar al máximo los riegos, siempre que la distribución de la solución fertilizante de la instalación sea buena.

3.3 Solución fertilizante (SFR) 
Se trata de la muestra recogida del propio emisor o gotero durante varios riegos seguidos (2-3 riegos). Esta solución esta compuesta por una mezcla del agua de riego más los fertilizantes aplicados durante el periodo que se toma la muestras, y por ello debemos de procurar que la aplicación de los fertilizantes sea homogénea en todos los riegos del periodo considerado; así podremos evitar equívocos en la interpretación de los resultados. El estudio de la SFR nos ayudará a verificar la composición del fertilizante utilizado y su dosificación en la red de riego. De esta manera evitaremos que se produzcan errores de aplicación de manera sistemática.

3.4 Soluciones de suelo 
La interpretación de los resultados obtenidos en las soluciones de suelo, es una herramienta básica en la toma de decisiones relativas al riego y a la fertilización. El instrumental utilizado para extraer la solución del suelo son las denominadas sondas de succión (figura 1)

Según ARAGÜES (1986), la utilización de las sondas de succión, es un método no destructivo por el que puede medirse “in situ” la evolución de los distintos nutrientes a lo largo del tiempo.

Lo primero que debemos preguntarnos es si el instrumental utilizado para la toma de muestras es correcto o no. La solución de suelo tomada debe ser la misma que la que tenemos en el bulbo y, por tanto, la cápsula utilizada para absorberla no debe ser selectiva. Periódicamente, en AGQ se realizan pruebas de validación de las sondas. En estas pruebas, se prepara una solución conocida en un recipiente de 10 l donde se colocarán las sondas en su interior. A continuación, se practica el vacío a cada una de las sondas (entre -0,8 y -1 Kg/cm2) y se deja actuar durante 30 minutos. Pasado este tiempo, se toma cada una de las soluciones que hay en el interior de cada sonda y se identifican por separado, a la vez que se toman 2 muestras de la solución del recipiente para ser comparardas. Todas estas muestras se envían de inmediato al laboratorio para su análisis.

Los parámetros analizados en esta comparativa fueron: pH, conductividad eléctrica, fosfatos, cloruros, sulfatos, nitratos, amonio, N-ureico, calcio, magnesio, sodio potasio, boro, hierro, manganeso, cobre, zinc.
A modo de ejemplo se presentan los resultados de un ensayo de validación donde se comparan los resultados medios de las 15 sondas analizadas, con el promedio de dos muestras de la solución del contenedor (Tabla 1) y se observa que, tanto la variabilidad del resultado analítico (errores estándar muy bajos), como la diferencia entre el resultado obtenido de la solución recogida por la sonda y la solución del contenedor (diferencias entre el 0 y el 5 %), son perfectamente validados y por tanto, concluimos diciendo que las sondas utilizadas no son selectivas para ningún ión comparado. Es decir, el método utilizado para extraer la solución del suelo es FIABLE.


Tabla 1. Resultados obtenidos en la validación de las sondas de succión®.
Una vez demostrada la fiabilidad de las sondas de succión®, se plantea la cuestión de donde instalarlas. Primeramente, se debe elegir una zona representativa de la parcela o explotación, en base a desarrollo vegetativo, tipo de suelo, aguas, relieve, etc…La ubicación es de suma importancia, ya que sobre los resultados aquí obtenidos iremos modificando nuestro plan inicial. Una vez elegida, deberemos considerar la heterogeneidad en la distribución de sales en el perfil y, por ello, deberemos colocar la sonda en el centro de la mancha húmeda del gotero, que es donde se observa menos variabilidad en el movimiento iónico e hídrico del bulbo (GINER et al, 2000). Asimismo, deberemos asegurar que las sondas puedan cargar, ya que aun siendo más ilustrativa una zona salina y alejada del centro del bulbo, si no cargan las sondas, no hay muestras y, por tanto, no hay información. Hay que considerar que la tensión producida por la capilaridad del suelo y por la propia planta (potencial hídrico) restan capacidad de absorción de solución de suelo a la sonda de succión, ya que debajo de 1 bar de tensión suelo-agua, la sonda ya no puede ser utilizada (ARAGÜES, 1985)

El número de sondas a instalar en un punto de control o parcela de referencias varia según cultivos, pero generalmente se instalan 3 sondas a las profundidades de 20, 40 y 60 cm. Esta metodología, nos proporcionará información vital a la hora de conocer cual es el tránsito iónico en el perfil radicular. A modo de ejemplo, se observa en la Tabla 2 las soluciones de suelo analizadas de un perfil radicular. Los parámetros que se analizan, contemplan casi todos los de máximo interés agronómico (macro y micro elementos, pH y CE).

Tabla 2. Ejemplo de presentación de resultados de los diferentes parámetros analizados en el seguimiento nutricional.

La toma de las muestras de solución del suelo se realiza del siguiente modo: previamente al día de muestreo (2-3 días antes) se practica el vaciado de aire a las sondas de succión® mediante la bomba de vacío (Figura 2). Se debe procurar que el suelo tenga una mínima hidratación para que este vacío no se pierda inmediatamente, ya que si el suelo esta demasiado seco, la entrada de aire a través de la cápsula porosa es la principal causa del fallo de la sonda.


Figura 2.- Bomba de vacío y sistema de extracción de la solución del suelo.

Una vez se ha practicado el vaciado a todas las sondas, esperamos 48 horas aproximadamente para favorecer la entrada de la solución de suelo al interior de la sonda. Pasado este tiempo, se vuelve a la parcela a extraer la solución de suelo. Es muy importante asegurar que la sonda quede completamente vacía, de manera que en el siguiente muestreo no tengamos solución de suelo de semanas anteriores. Para ello, nos cercioramos de que el microtubo (figura 2) se introduzca hasta el fondo de la sonda y esté tocando la cápsula porosa. Una vez en esta posición, cerramos ligeramente la válvula para favorecer que el microtubo quede aprisionado y no pueda variar su posición. Cuando la sonda esté vacía, se oirá como el agua burbujea y únicamente extraeremos aire; el proceso de extracción ha finalizado.

A la hora de validar el método, podría cuestionarse algo tan obvio como si la planta afecta a la composición de la solución del suelo. Para demostrar que efectivamente es así, se dispuso un perfil aislado y exento de raíces y otro perfil adyacente y con características análogas no exento de raíces. Se instalaron sondas a estas tres profundidades, y los resultados muestran diferencias evidentes en la composición de ambas soluciones de suelo (Tabla 3). El factor diferenciador es, sin duda, la presencia o no de raíces. Ahora bien, lo que debemos saber es interpretar estas diferencias y darles un sentido práctico.


Tabla. 3.-Evolución de la solución del suelo en dos perfiles; uno con raíces y otro sin raíces.

El estudio de las soluciones de suelo, nos ayuda a poder establecer el índice de demanda de nutrientes básicos, de manera que su aporte en la SFR (solución fertilizante real) y el contenido en la solución de suelo a 20, 40 y 60 cm, nos ofrezca una orientación de la demanda y disponibilidad de estos nutrientes. Asimismo, también nos da una idea, bastante aproximada, del índice de disponibilidad y lixiviación de un determinado tipo de abono (Figura 3).



Figura 3.- Ensayo de fertilización nitrogenada. Se representa la evolución del ion NO3- (meq/l) a lo largo del tiempo en la solución de suelo a 15 y a 60 cm en 3 tratamientos diferentes: C (control); S (urea); I (Nitrógeno de liberación lenta). La fertilización se efectuó el 13 de julio de 2005.

De todo lo dicho, nos podemos preguntar cuales son los niveles de referencia a la hora de establecer una adecuada composición de la solución del suelo. Lamentablemente, no estamos hablando de hidroponía y por ello, aun queda mucho por investigar y cada caso es un mundo. El tipo de suelo, el material genético y sus combinaciones de patrón y variedad, las aguas y su variación en el ciclo, etc. Son factores que interactúan y dificultan, precisamente, el establecer niveles de referencia contundentes y rigurosos. No obstante, los conceptos de fisiología vegetal, edafología, fitotecnia y agronomía en general, establecen unas normas básicas que debemos tener en cuenta a la hora de aplicar medidas correctoras, en función de los resultados analíticos de las soluciones del suelo.

En esta línea, podemos indirectamente saber cual es el contenido hídrico del perfil, ya que si observamos un aumento de la concentración de las sales no requeridas (Ej.- Cl-) en el perfil a medida que profundizamos en él (Tabla 2 y 3), estamos ante un caso evidente de déficit de agua. En la figura 4 puede observarse una simulación de lo que podría suceder en el bulbo, si se asemeja a un simple cubo con agua.


Figura 4.- Simulación de la deshidratación de un bulbo y su incidencia en la CE.

De la misma forma, si observamos un buen lavado de sales podemos concluir en que, al menos, no hay déficit de riego.

Los excesos de riego, podrían determinarse si observamos una ralentización de la nitrificación del amonio en el perfil. Según WILD (1992), la presencia de agua reduce la disponibilidad de oxígeno y, por tanto, las reacciones de nitrificación del amonio (figura 5) no se producen en condiciones óptimas. Asimismo, el límite de oxígeno necesario para comenzar a reducirse la nitrificación de forma notable, lo establece en 1,3 x 10-7 g/cm3.
NH4+ + 1,5 O2 -à NO2- + H2O + 2 H+            (Nitrobacter)
NO2- + 0,5 O2 à NO3-              (Nitrosomonas)
Figura 5.- Proceso de nitrificación del amonio.

No obstante, la ralentización de la nitrificación no solo es debida al exceso de agua en el suelo, sino que también puede producirse por pH muy ácidos (pH<5 1992="" 4-5="" a="" bajas="" br="" de="" etc..="" inferiores="" inhibidoras="" la="" muy="" n="" nitrificaci="" sustancias="" temperaturas="">
Estudiando los resultados que nos ofrecen las soluciones del suelo, a modo de ejemplo, es obvio que si tenemos un suelo con poco Ca y Mg y mucho Na habrá altas probabilidades de peptización, por ello es conveniente mantener lo más elevada posible la relación (Ca+Mg)/Na en la solución de suelo (ROWELL, 1992). Otro efecto desfavorable que podría conllevar esta mala relación Ca/Na es la intoxicación del cultivo por Na (RUBIO et al., 2002), consecuencia, entre otras cosas, de la inhibición de la actividad de las aquaporinas (CARVAJAL et al., 2006)

Otro caso interesante, se produce cuando elevadas aplicaciones de K+ en la fertilización con aguas pobres de Mg2+ o Ca2+, podrían causar problemas de deficiencias nutricionales de estos elementos (GUARDIOLA y GARCIA, 1990). También se establece una relación entre el Ca/Mg, de manera que la supresión del Ca en una solución fertilizante, hace que aumente la fijación de Mg (PRIETO et al. ,2006) o viceversa (CADAHIA et al., 2005). En este sentido, en la figura 6, se representa la dinámica foliar del Ca y el Mg en una explotación de cítricos donde los contenidos en el agua de Ca2+, Mg2+ y Na+ son respectivamente 8,6; 10,7 y 18,2 meq/l.

Figura 6.- Evolución foliar del Ca y Mg en una parcela de mandarina ‘hernandina’. Las líneas rojas muestras los límites máximos superior e inferior y las verdes el intervalo óptimo (referencia propia AGQ)

En la misma línea, soluciones de suelo que reflejen altas relaciones Cl-/NO3- causarían una menor asimilación de N-nítrico (CADAHIA et al., 2005) por competencia iónica y por inhibición de la nitrato reductasa (LOPEZ-BERENGUERet al., 2006), y por tanto estas relaciones iónicas en el perfil habría que mejorarlas para evitar intoxicación por cloruros y mayor asimilación de N.

En definitiva, podríamos citar innumerables referencias y experiencias relacionadas con las relaciones iónicas (sinergismos y antagonismos), así como los índices de disponibilidad y demanda que se producen a nivel de las soluciones del suelo. Por todo ello queda suficientemente claro, que el estudio de las soluciones del suelo es una fuente de información, que bien utilizada, supone una herramienta fundamental para corregir desviaciones que se producen en el desarrollo del cultivo.

3.5 Soluciones de suelo 
Tradicionalmente, los análisis foliares se realizan en una época o fenología concreta y de un tipo de hoja determinado (JUNTA DE EXTREMADURA, 1992; MILLS y BENTON-JONES, 1996; LEGAZ y PRIMO, 1988) debido, entre otras cosas, a que los niveles de referencia estaban calculados para este tipo de muestra. Los resultados así obtenidos, nos servían de inestimable ayuda a la hora de modificar el plan de abonado previsto inicialmente. No obstante, en el SEGUIMIENTO NUTRICIONAL utilizamos los análisis foliares en continuo a lo largo de todo el ciclo de cultivo y con una cadencia mensual, aproximadamente. Esto nos aporta una información más precisa, ya que en todo momento estamos comparando los resultados del análisis foliar, con la evolución estacional media del cultivo (figura 7) y con la evolución estacional de la misma explotación en años anteriores. En la actualidad, disponemos de datos de evolución estacional media de cítricos, melocotón-nectarina, ciruelo, cerezo, uva de mesa, etc. En general, el tipo de hoja que se muestrea es una hoja joven, pero completamente desarrollada. Es decir, se muestrean hojas no excesivamente lignificadas, ni tampoco excesivamente tiernas. Esta metodología, ayuda de manera importante al director de explotación a adoptar medidas correctoras rápidas, en caso de observar desviaciones no deseadas.

Figura 7.- Dinámica foliar en una plantación de frutal de hueso en los últimos 4 años.

Últimamente, se está incorporando al seguimiento nutricional los análisis de flor (en fruta de hueso) y los análisis de fruto.

En el primer caso, hay estudios desarrollados por SANZ et al. (1995), que correlacionan los contenidos en nutrientes en flor de melocotón con los correspondientes a la hoja a los 60 días tras la plena floración y como diagnosis precoz de deficiencia de hierro (SANZ y MONTAÑES, 1995)

Los análisis de frutos (CASERO et al., 2003; AZNAR et al., 2002), pensamos que también es una herramienta sumamente importante a la hora de poder establecer las causas de, por ejemplo, una mala conservación, o baja consistencia de la fruta. Los índices de Ca y su relación con el N en la pulpa, no cabe duda de que afectan a estos parámetros. 


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