Examinar el suelo
Para su crecimiento, las plantas necesitan energía, agua y nutrientes. El consenso científico actual reconoce entre 16 y 22 elementos esenciales para la nutrición vegetal. La mayor parte de la masa de la planta está compuesta de C (~ 45%), O2 (~ 42%) y H (~ 6%). Los elementos minerales (p.ej., Ca, Mg, S, N, P, K, Zn, Mn, Cu, Fe, B, Na, Mo) únicamente representan alrededor del 7% (Bergmann 1993, Schilling 2000).
La mayor parte de los nutrientes minerales se absorbe del suelo por las raíces, más específicamente de la solución del suelo. Durante la absorción, los elementos disueltos pueden obstaculizarse o potenciarse mutuamente, o comportarse de manera indiferente (véase figura “esquema de interacción”).
Esquema de interacción (mod. De SGD Weinbau, 2006)
flechas rojas: fuerte antagonismo,
flechas amarillas: antagonismo débil,
flechas verdes: sinergismo
Es un hecho conocido que, por encima de cierto nivel de nutrientes, las proporciones de los elementos entre sí son mucho más importantes para el desarrollo del cultivo que su concentración absoluta (véase figura). Se puede suponer que más del 90% de los suelos de Europa occidental han superado con creces este nivel (Köster & Nieder, 2007).
Influencia de las cantidades y proporciones de nutrientes en el desarrollo de cultivos (Husz, 1988).
Aporte de nutrientes a suelos
Basado en el material geológico, un suelo puede proporcionar todos o solo parte de los nutrientes esenciales en cantidad suficiente para la planta. El suministro de nutrientes en el suelo está determinado por los nutrientes totales disponibles, la concentración de nutrientes en la solución del suelo, la tasa de suministro de nutrientes y la tasa de difusión. El último incluye los flujos de iones hacia las raíces de las plantas, que varían de un suelo a otro. Además, los parámetros pedogénicos como la textura del suelo (contenido de arena, limo y arcilla), el contenido de humus, la actividad biológica y las propiedades de sorción también juegan un papel importante. La labranza, la rotación de cultivos, el tipo de cultivo y la fertilización pueden influir directamente en la actividad microbiológica y con ello los procesos dinámicos en el suelo (véase figura). Los elementos fuertemente absorbidos pueden ser movilizados, los elementos altamente concentrados en solución se pueden convertir en enlaces más estables.
Equilibrio de flujo y depósitos de material del suelo del sistema abierto (mod. después de Schröder, 1992)
Tipos de enlaces químicos y niveles de disponibilidad
Dependiendo del tipo de enlace, los elementos en el suelo son más o menos disponibles para las plantas. La siguiente figura muestra los diferentes niveles de disponibilidad, del potasio (K), como ejemplo. Por razones de simplificación, la figura se limita a los tipos de enlaces minerales.
El K puede asociarse a elementos estructurales, que exhiben enlaces extremadamente fuertes y, por lo tanto, esta fracción no desempeña ningún papel en la nutrición actual o a mediano plazo de las plantas (F4 – fracción 4).
A medida que aumenta la distancia a la zona interior, los procesos de meteorización se aceleran. Los fragmentos / moléculas / iones del área de los bordes erosionados pueden volverse relevantes para la nutrición de las plantas dentro de los próximos 10 a 15 años (F3 – fracción 3).
Las superficies de los minerales arcillosos están cargadas negativamente y junto con materia orgánica forman el llamado «complejo adsorbente» o “complejo de intercambio”. En la naturaleza, las diferencias de carga libre no pueden existir, por lo que los elementos con carga opuesta siempre están unidos entre sí como imanes. Esta sorción no es un enlace fijo (iónico), los elementos adjuntos pueden intercambiarse por otros elementos (p. ej., por exudados de las raíces) (F2 – fracción 2). Los «cationes intercambiables» crean una de las reservas más importantes para la nutrición de plantas y microorganismos, así como también para la estabilidad de los agregados.
A medida que aumenta la distancia del complejo adsorbente, su efecto magnético disminuye. Gradualmente, surge una zona donde las partículas cargadas negativas y positivas se encuentran en equilibrio (F1 – fracción 1). Su composición o las proporciones de sustancias disueltas son de gran importancia para la nutrición de la planta. Las raíces de las plantas solo pueden absorber sustancias disueltas (las excepciones son pequeños fragmentos de aminoácidos y el proceso de endocitosis).
Esquema de diferentes intensidades de enlace de sustancias en el suelo
Proporciones de nutrientes
Para lograr una nutrición óptima, la solución del suelo debe tener una composición ideal de concentraciones, proporciones y especies de sustancias. ¡No hay excedente de elementos sin una carencia simultánea! P.ej. un excedente de K implica una falta simultánea de Ca, Mg, (N).
Las sustancias que se inhiben fuertemente entre si durante la absorción debido a su analogía química son, p.ej., los pares de iones NO3 / Cl, SO4 / MoO4, Mg / Mn. Por ejemplo, una alta concentración de SO4 implica una disminución de la absorción de MoO4, como consecuencia de un metabolismo proteico deteriorado, ya que el Mo es el átomo central de los procesos de nitrogenasa y nitrato reductasa.
Los exudados de las raíces solo pueden operar de manera selectiva bajo condiciones limitadas. El ácido excretado intercambia sustancias del complejo adsorbente, esas sustancias (nutrientes, elementos) se fusionan posteriormente en la solución del suelo donde se deslizan alrededor de las raíces de las plantas y pueden ser absorbidas.
Análisis del suelo / El «Análisis Fraccionado»
Un laboratorio pedológico debe satisfacer las necesidades modernas de la agricultura representando adecuadamente los procesos cinético-dinámicos mencionados anteriormente. Por lo tanto, es necesario llevar “la naturaleza al laboratorio” y aplicar métodos analíticos que sean capaces de simular las condiciones específicas del sitio.
Para cumplir con estos requisitos, utilizamos el «Análisis Fraccionado», un método cual es un procedimiento estandarizado desde 2004 (ÖNORM S2122-1). Con este método, se pueden detectar las proporciones de nutrientes y las sustancias de reserva que se pueden movilizar. Estamos perfeccionando constantemente el método, integrando los resultados actuales de la investigación y los requisitos de la práctica agrícola.
Más información sobre el Análisis Fraccionado se proporciona aquí.
Bibliografía utilizada y Literatura complementaria
Bergmann (1993). Ernährungsstörungen bei Kulturpflanzen. 3. Auflage, Gustav Fischer Verlag.
Fachbeirat für Bodenfruchtbarkeit und Bodenschutz beim Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft (BMLFUW) (2003). Richtlinien für die sachgerechte Düngung im Weinbau.
Husz (1974). Standortuntersuchung als Grundlage einer agrarökologischen Produktionsplanung. Habilitationsschrift, Univ. für Bodenkultur.
Schilling (2000). Pflanzenernährung und Düngung. Verlag Eugen Ulmer.
Scheffer-Schachtschabel (2010). Lehrbuch der Bodenkunde. 16. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag.
Schröder (1992). Bodenkunde in Stichworten. Gebrüder Borntraeger Verlagsbuchhandlung.
