ROCA FOSFÓRICA DE RIECITO TRATADA CON VINAZA Y ALTAS TEMPERATURAS COMO FUENTE DE FÓSFORO PARA EL MAÍZ¹

Carlos A. Meza^*, Shirley M. Fernández^* y Lenny M. Meléndez^*

¹Trabajo financiado por el Centro de Desarrollo Científico
Humanístico y Tecnológico (CDCHT)

^*Profesores. Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado (UCLA).Decanato de Agronomía. Departamentos de Química y Suelo-Fitotecnia.Barquisimeto, estado Lara

RESUMEN

Con la finalidad de evaluar el comportamiento de la roca fosfórica de Riecito natural (RFN) y modificada por calcinación (RFC) y por acidulación con vinaza (RFV), se realizaron tres experimentos: uno en suelo ácido pH 3,7 y los otros dos en suelo encalado a pH 5,7 y 6,8, respectivamente. El maíz, Zea mays L., variedad UCLA 1 fue utilizado como indicador. Las fuentes.fosfatadas evaluadas fueron: RFN, calcinada a 900 ºC por 7 horas (RFC), acidulada con vinaza en proporción 1/1 (RFV), fosfato monoamónico (MAP) y un testigo sin fósforo (Te). La dosis empleada fue 300 mg kg^-1 de P. Las plantas se colectaron a los 30 días de la siembra para determinar: biomasa seca, P en el vástago y el índice de eficiencia agronómico. En el suelo ácido (pH 3,7) el tratamiento RFV produjo valores de biomasa seca y de P en el vástago comparables al MAP y superiores a los obtenidos en los tratamientos RFC, RFN y Te. En los suelos encalados (pH 5,7 y 6,8) los tratamientos con MAP mostraron mejores valores que el resto de los tratamientos. Los resultados obtenidos sugieren que la acidificación de la RFV incremento su solubilidad. El efecto es limitado a suelos con pH menores a 5,7.

Palabras Clave: Termo-fosfato; vinaza; roca fosfórica; maíz.

SUMMARY

Phosphoric rock of Riecito was evaluated in its natural state (RFN) and modified by calcinations (RFC) and by acidification with vinaza (RFV). Three experiments were carried out: a) in a acid soil pH 3,7; b) whitewashed at pH 5,7; e) whitewashed at pH 6,8. Maize var. UCLA 1 was used as indicator. Phosphate sources evaluated were: rock of Riecito in its natural state (RFN), calcinated at 900 ºC by 7 hours (RFC), acidulated with vinaza in proportion 1/1 (RFV), an ammoniacal phosphate (MAP) and a control without phosphorus (Te). The dose used was 300 mg kg^-1 of P. Plants were collected 30 days after planting to determine dry biomass, P in the stem and the agronomic index of efficiency (IEA). In the acid soil (pH 3,7), the treatment RFV produced values of dry biomass and P in stem similar to MAP and higher than those obtained in treatments RFC, RFN and Te. In the whitewashed soils (pH 5,7 and 6,8) the treatrnents with MAP showed the highest values of dry biomass, P in stem and IEA. Results obtained suggest that acidification of phosphoric rock with vinaza increases its soluhility. The effect is limited to soils with pH less than 5,7.

Key Words: Thermo-phosphate; vinaza; phosphoric; maize

RECIBIDO: Mayo 07, 2002

INTRODUCCIÓN

En Venezuela una alta proporción de los suelos con vocación agrícola son de pH ácido y además poseen una baja fertilidad natural. Por tal motivo, la fertilización con abonos químicos es una práctica que se considera indispensable para suplir los requerimientos de nutrimentos necesarios para los cultivos a fin de obtener un óptimo desarrollo.

Durante mucho tiempo la fertilización con fósforo (P) fue casi exclusivamente con el superfosfato triple y los fosfatos de amonio importados; sin embargo, la eliminación del subsidio a la agricultura y el aumento de los precios de los fertilizantes obliga a buscar alternativas más económicas para suplir las necesidades o requerimientos de P a los cultivos, razón por la cual se han realizado numerosos estudios utilizando roca fosfórica (RF), como fuente de P en diversos cultivos.

La aplicación directa de este fertilizante fosfatado natural puede constituir una alternativa económica para la fertilización de cultivos permanentes, no obstante, en los cultivos de ciclo corto el uso directo de los mismos es limitado debido a la baja solubilidad que poseen (Casanova, 1993). Esta situación ha conducido a los investigadores a someter la RF a diferentes tratamientos que les permita aumentar el porcentaje de fósforo disponible (PD) para las plantas.

Uno de los tratamientos a los que se ha sometido la RF es a la acidulación parcial, en tal sentido, Vera et al. (1989), utilizando la roca fosfórica de Riecito (RFR) y de Lobatera parcialmente acidulada con ácido sulfúrico, obtuvieron resultados de índice de eficiencia agronómico (íEA) comparables al uso de superfosfato triple en el cultivo de maíz; por su parte García et al. (1997) encontraron que la acidulación parcial de la RF del yacimiento de Trinidad de Guedes (Cuba) incremento la respuesta vegetal en sucios deficientes de PD.

La mezcla de la RF con residuos orgánicos y microorganismos también ha representado una posibilidad para mejorar la eficiencia en el uso de estos materiales. Reyes y Gamboa (1991) analizaron el efecto de la pulpa de café y el compost sobre la solubilidad de la RF. Los mejores resultados fueron para el SFT y la RF mezclada con compost.

Vegas (1999) evaluó el ÍEA de las RFR y Monte Fresco, tratadas con vinaza en proporción 1/1 en un suelo ácido y encalado; observó que el tratamiento de la RFR con vinaza resultó con una eficiencia agronómico similar al uso de superfosfato triple, independientemente de la dosis empleada y del encalado del suelo: por el contrario, la roca de Monte Fresco presentó un bajo ÍEA cuando se trató con vinaza como fuente de P para el maíz, Zea mays L.

La calcinación de la roca fosfórica (RFC) es otra forma de aumentar su solubilidad ya que se rompe el enlace de la apatita, produciendo fosfatos más solubles. El proceso ocurre a una temperatura de 1400ºC con una duración de 30 min mínimo, el producto calcinado debe ser rápidamente enfriado y pulverizado. En este proceso el flúor escapa en forma de gas, los fosfatos térmicos también se conocen como fosfato desfluorinados (Bermejo, 1980).

Moreno y Mohsin (1991) determinaron el valor agronómico de dos fosforitas aciduladas, calcinadas y compostadas, observando que la acidulación con H₃PO₄, (10% p/p) y el compostaje aumentan el valor agronómico de ambas rocas, pero la calcinación disminuye el valor del mismo. Sin embargo, Büll et al (1997) evidenciaron que los termo-fosfatos en polvo proporcionan una producción de biomasa y acumulación de P en la parte aérea de la planta similar a las obtenidas con el superfosfato triple.

Otros trabajos realizados con RF han estudiado el efecto de diferentes cultivares de plantas en la solubilización de estos materiales en el suelo y la liberación del P asimilable. En sus trabajos, Ramírez y López (2000) demostraron que ciertos cultivares de sorgo tolerantes al A1 manifiestan una mayor eficiencia para absorber y utilizar el P proveniente de la RF. Por otra parte, Ramírez et al. (2001) observaron diferencias entre genotipos de maíz para absorber P y Ca, las cuales se encontraron asociadas con cambios en el pH de la rizósfera y aumentos en la longitud y superficie radical.

Considerando que la mayoría de las investigaciones no han proporcionado una solución satisfactoria al problema de solubilidad de la RIF, surge la necesidad de continuar las investigaciones en función de encontrar nuevas y mejores alternativas. En tal sentido, el objetivo de este trabajo fue evaluar la eficiencia agronómico de la RFR modificada por RFC y por acidulación con vinaza (RFV), en comparación a la roca natural (RFN) y a una fuente soluble de P; igualmente, de estudiar la posibilidad de utilizar estas fuentes en suelos encalados.

MATERIALES Y MÉTODOS

Para cumplir con los objetivos propuestos, se realizaron tres experimentos utilizando un suelo de la localidad de Villanueva, estado Lara, arcilloso, pH 3,7; cuyo contenido de P y calcio intercambiable inicial fue de 6 y 270 mg kg^-1, respectivamente. El primer experimento fue realizado utilizando el suelo original, para los experimentos restantes el suelo fue encalado hasta pH 5,7 y 6,8. Como fuente de P se utilizó RFR natural (RFN), roca fosfórica de Riecito calcinada a 900 ºC por 7 h (RFC), RFR acidulada con vinaza en proporción 1/1 (RFV) y fosfato monoamónico (MAP), con una dosis fija de 300 mg kg^-1 de P, considerando el porcentaje P total de la fuente; cabe destacar que esta dosis fue seleccionada debido a que en experimentos similares realizados por López et al. (1991) produjo los mejores resultados en comparación con las dosis de 100 y 200 mg P kg^-1. Adicionalmente, se evaluó un testigo sin fertilizante fosfatado (Te).

Para obtener la RFR calcinada está fue sometida a una temperatura de 900 ºC en una mufla durante 7 h y posteriormente colocada en un beaker con agua destilada fría para producir un shok térmico. La acidificación con vinaza se realizó incubando durante 7 días 100g de RFR mezclada con 100 g de vinaza, en una proporción 1/1.

Las características principales de los materiales fosfatados utilizados en los tres experimentos se muestran en el Cuadro 1, dichas características fueron obtenidas a través de la metodología de la AOAC (1 997), modificada por Carrillo et al. (1999 y 2000), las cuales expresan los porcentajes P₂O₅, total y los porcentajes P₂O₅ soluble en citrato de amonio (asimilable). La composición química de la vinaza utilizada en la preparación de la RFV se presenta en el Cuadro 2.

 

Como complemento a la fertilización fosfatada, se suministró una solución nutritiva con: sulfato de amonio (150 mg N kg^-1), cloruro de potasio (70 mg K kg^-1), sulfato de hierro y de zinc (0,05 mg k^-1 de Fe y de Zn, respectivamente) y Borax (0,5 mg B kg^-1) en los tratamientos con RFN y modificada. Para los tratamientos fertilizados con MAP se suministró: cloruro de potasio (70 mg K kg^-1), sulfato de hierro y de zinc (0,05 mg kg^-1 de Fe y de Zn, respectivamente), Borax (0,5 mg B kg^-1) y azufre (200 mg S kg^-1), este último para complementar el sulfato proporcionado con el sulfato de amonio en los tratamientos con RFN y modificada.

En los experimentos realizados en suelos de pH 5,7 y 6,8 se utilizó una caliza dolomítica (60,52% CaCO₃ y 37,52 MgCO₃), la cantidad a aplicar fue determinada mediante pruebas de encalado, para ello el suelo fue mezclado con 1000, 1500 y 2000 mg kg^-1 de la caliza, humedecido e incubado por 21 d hasta lograr el pH requerido.

Como cultivo indicador se utilizó el maíz de la variedad UCLA 1. Los tratamientos fueron agrupados en un diseño completamente aleatorizado con tres repeticiones. Las plantas se desarrollaron en envases de capacidad adecuada, bajo condiciones de humedad y temperatura controladas.

A los 30 d de la siembra, el material vegetal se cosechó cortando a 1 cm del suelo cada planta, posteriormente las muestras fueron lavadas y llevadas en bolsas de papel a una estufa a 75 ºC durante 48 h, definiéndose la biomasa seca (BS) y P acumulado en el vástago. El P residual en el suelo fue determinado por Olsen et al. (1954), además se calculó el ÍEA utilizando la siguiente fórmula (Büll et al., 1997):

Para el análisis de los datos se utilizó el método de la varianza y la separación de medias de Tukey al 5%

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En condiciones de suelo ácido (pH 3,7) la acidificación de la PFV produjo valores de BS y de P en el vástago estadísticamente similares a los valores obtenidos con el uso del MAP, mientras que los tratamientos RFC, RFN y Te presentaron los menores valores (Cuadro 3).

Los resultados obtenidos por la acidificación de la RFV pueden ser atribuidos, en parte, al efecto de la vinaza como compuesto orgánico (Cuadro 2). Gill y Meelu (1983) y White y Ayouh (1983) señalan que la descomposición de la materia orgánica contribuye a solubilizar la RF, los ácidos orgánicos que se producen liberan el P al acomplejar el calcio del polifosfato y al desplazar al P de los sitios de adsorción en el complejo coloidal del suelo.

En el Cuadro 2 se observa que la vinaza posee un pH ácido, condición que favorece el incremento en la solubilidad de la RF, logrando un aumento del porcentaje P₂O₅, asimilable de 1,45 en la RFN a 5,38 en la acidificación de la RFV (Cuadro 1).

En el Cuadro 3 se observa que el P disponible en el suelo de los tratamientos con RFN y modificada (RFV Y-RFC) incremento entre 30,95 y 38,03 mg kg^-1 con respecto al contenido en el suelo original (6 mg kg^-1). El PD en el suelo de los diferentes tratamientos con RF no mostró diferencias significativas, sin embargo, los tratamientos con RFV presentaron los mayores valores después de los tratamientos con MAP. La disolución aparente del P en los suelos fertilizados con RF con respecto al 100% obtenido con la aplicación de MAP fue de 65% en la RFV, 57% en la RFC y de 49 % en la RFN (Figura 1).

Considerando la disolución aparente del P, la acidulación con vinaza fue más eficiente para disolver la RF que la calcinación o la aplicación de este material en su forma natural. En todos los casos la disolución del material se mostró favorecido por el carácter ácido del suelo (pH 3,7).

Vegas (1999) menciona que el carácter ácido de la vinaza incremento la solubilidad de la RF y por ende la disponibilidad del P para las plantas. Por otra parte, Allen et al. (1995) señalan que el fosfato cálcico que forma parte de la RF es atacado por los iones hidrógeno, en este caso, los iones provenientes del suelo pH 3,7 y de la vinaza, ocasionando la liberación del P.

P disponible en el suelo P adsorbido

FIGURA 1. Disolución aparente de fósforo procedente de MAP, RFV, RFC y RFN en el suelo pH 3,7 sembrado con plantas de maíz.

En condiciones de suelo encalado (pH 5,7 y 6,8) los tratamientos fertilizados con MAP mostraron una mayor producción de BS y acumulación de P en el vástago en comparación al resto de los tratamientos (Cuadro 3).

En el Cuadro 3 se observa claramente que los valores de BS, de P en el vástago y P residual en el suelo obtenidos como respuesta a la aplicación de RFN y modificada (RFC, RFV) disminuyeron considerablemente con el incremento en el pH del suelo.

En los suelos encalados la disolución aparente del con la aplicación de RFV, RFC y RFN fue extremadamente baja (Figuras 2 y 3). El encalado tuvo un efecto negativo sobre el PD, posiblemente debido a que la elevación del H y el calcio intercambiable no favorecen la disolución de la RF (Chien et al., 1995; López y Nieves, 1993; Choudhary et al., 1996 y He et al., 1996 a y b).

FIGURA 2. Disolución aparente del fósforo procedente de MAP, RFV, RFC y RFN en el suelo pH 5,7 sembrado con plantas de maíz.

En condiciones de suelo ácido (pH 3,7) el ÍEA para BS incremento de 34% MB con la RFN a 70% B con la calcinación de la roca y a 91 % A con la adición de vinaza (Cuadro 4). Resultados similares fueron obtenidos por Büll et al. (1997) y Vegas (1999), quienes señalaron, para los fosfatos térmicos en polvo y la acidulación de RFV, valores del ÍEA para materia seca P en tejido mayores a los obtenidos en los materiales en su forma natural.

Los ÍEA para BS y P en el vástago, obtenidos con la aplicación de RFV y RFC, en el suelo pH 3,7; fueron clasificados como altos y medios. No obstante, en los suelos encalados (pH 5,7 y 6,8), los ÍEA presentados por los mismos materiales fosfatados fueron clasificados como muy bajos (Cuadro 4).

FIGURA 3 Disolución aparente del fósforo procedente de MAP, RFV y RFN en el suelo pH 6,8 sembrado con plantas de maíz.

 

CUADRO 4. Índice de eficiencia agronómico (ÍEA) para la producción de blomasa seca y fósforo acumulado en el vástago de plantas de maíz fertilizadas con MAP, RFV, RFC y RFN bajo tres condiciones de pH.
Suelo pH 3,7			Suelo pH 5,7		Suelo pH 6,8
	Biomasa Seca	P vástago	Biomasa seca	P vástago	Biomasa Seca	P vástago
MAP	100	100	100	100	100	100
RFV	31 A	79 M	9 MB	13 MB	1 MB	6 MB
RFC	70 M	79 M	14 MB	37 MB	4 MB	14 MB
RFN	34 MB	53 B	1 MB	1 MB	2 MB	1 MB
A= alto, M= medio, B= bajo, MB= muy bajo (Hammond et al., 1982)

Estos resultados son comparables a los obtenidos por Sánchez y Navas (199l), quienes evaluaron la respuesta del maíz a una RF colombiana en forma natural y acidulada, observando en un suelo ácido valores de ÍEA clasificados como altos y en un suelo encalado valores clasificados como bajos.

Los resultados demuestran que a medida que aumenta el pH del suelo, los productos obtenidos por modificaciones de la RF son menos eficaces, tanto en la acumulación de P en el vástago como en la producción de BS. Con ésto se corrobora lo mencionado por Chien et al. (1995), Choudhary et al. (1996) y He et al. (1 996 a y b).

En las tres condiciones de pH, el P acumulado en el vástago tuvo una significativa influencia en la producción de BS. El coeficiente de regresión entre estas dos variables fue estadísticamente significativo con valores de r²=0,99 en los suelos pH 5,7 y 6,8 y de r² = 0,96 en el suelo pH 3,7 (Figura 4).

Los datos de P absorbido y producción de BS se ajustaron al modelo lineal (Figura 4). La fertilización con MAP fue la más eficiente para producir BS en las tres condiciones de pH, sin embargo, en el suelo pH 3,7 la aplicación de RFV presentó valores de BS muy cercanos a los obtenidos con el MAP. Las diferencias en producción de BS con la aplicación de MAP, RFV, RFC y RFN pueden ser atribuidas directamente a las diferencias en la absorción de P y por lo tanto, a la disolución aparente de estos materiales fosfatados (Figuras 1, 2 y 3).

FIGURA 4. Efecto del P absorbido sobre la producción de biomasa seca de plantas de maíz fertilizadas con MAP, RFV, RFC y RFN, bajo tres condiciones de PH.

CONCLUSIONES

En las condiciones en las que se realizaron estos experimentos los resultados permiten concluir:

• La acidulación de la PFV en el suelo pH 3,7 se comportó de manera similar al MAP.
  

• En los suelos encalados, el MAP mostró superioridad sobre la RFN y modificada por calcinación PFC y por acidulación con RFV.
  

• El encalado tuvo un efecto negativo sobre el PD proveniente de la RFN y modificada por calcinación RFC y por acidulación con RFV, debido a que no favoreció su disolución.

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