Agronomfa Costarricense 16(2): 195-201. 1992 FRACCIONAMIENTO DE FOSFORO ORGANICO EN CUATRO ORDENES DE SUELO DE COSTA RICA 1 Carlos Henriquez* JorgeBriceno * Eloy Molina * ABSTRACT Fractionation of organic phosphorus in four orders of soils from Costa Rica. Methodology for organic phosphorusfractionationproposedby Bowman ...5, andCole,wasusedto analyzeeight samplesbelongingto four soil groupsof ')1 .." Costa Rica. Soil sampleswere treatedwith 0.5M NaHCO3' 1.0M H2SO4 and 0.5M NaOH in order to extract the labile, moderately labile and moderately resistantorganicphosphorusforms, respectively.The organic froction represented from 22 to 60 percentof the total phosphorusextractedby thesethree solutions. The higher values of organic phosphoruswere found in Andisols (1068 mg P/kg), while Ultisols and Vertisolsshowedthe lowest values(71 and 72 mg P/kg, respectively).The moderatelylabile fraction was the highestfor Andisols and Inceptisols (47 to 89% of the total organic phosphorus),while in Ultisols and Vertisols the three fractions showeda more equitable distribution. It was also found a significant correlationsbetweensoil organicmattervaluesand both the labile fraction (r=0.78*) and moderatelyresistantfraction (r=0.81**). INTRODUCCION La importanciadel P ligado a componentes organicos ha sido debidamenteconsideradaconforme se conocemas sobresu cantidad,grado de disponibilidad en el suelo y su posterior aprovechamiento en la planta (Martel y Paul, 1974; Cole, et al., 1977). En suelosaltamentemeteorizados,el pa~l del P organicoen la nutrici6n de !as plantases de particular importancia (Adeptu y Corey, 1976; Tiessen, et al.. 1984). Estudios realizados por Cole y colaboradores(1977) indican la importancia de la tasade mineralizoci6ndel P organicoen la regulaci6n del suplemento de P rapidamente disponible para la planta. Otros estudiosdemuestran la importanciade estafracci6n organicaen el 1/ . R b.d bli , 00 122 d b d 1991 CCl 1 0 para po caCl e e octo re e Centro de InvestigacionesAgron6micas, Universidad de CostaRica, SanJos6CostaRica. ' . suplementodel P a largo plazo (Martel y Paul, 1974).Bowman y Cole (1978b) seftalanque el P organico constituye una reserva que es gradualmente utilizada de acuerdoal equilibrio del elementoen el suelo. Los metodosutilizados para la determinaci6n de P organicoson basicamentede 2 tipos, de extracci6ny de ignici6n, aunqueexiste controversia respectoa la eficiencia de uno u otro metodo. El metodode ignici6n se fundamentaen la descomposici6ndel P organico pot tratamiento cal6rico a 550°C, determinandola cantidadde P inorganico liberado despues del tratamiento (Saundersy William, 1955; Olsen y Sommers, 1982; Bowman, 1989). Aunque resulta mucho mas sencillo que log metodos de extracci6n, la ignici6n puedecausarperdidasde P organicopot volatilizaci6n (Tiessen, 1989). Los metodos de extracci6ninvolucran el tratamientodel suelocon acidosy basesfuertes,pot 10que puedensobrestimar la cantidadde P organicodebido al efecto de hidr61isis que causan lag soluciones alcalinas (Tiessen,1989).~l metodode Mehta.et al..(1954) esel masconocldo,~ro s610permlteestlmarla HENRIQUEZ et aI.: Fracciooarnientodef6sforo organico Determinacion Para la generacj6n de color se utiliz6 la metodologia propuesta par Olsen y Sommers (1982), utilizando paramolibdatode amonio con tarb'atode antimonio-potasioy acido asc6rbicoy determinandoel P par colorimetria a una longitud de ondade 8ro om. El P inorganico rue determinado directamentede la soluci6n en carlaexuacci6n,en tanto que el P tot.a1de carlafracci6n se determin6luego de la digesti6n de una alicuota del exuacto con mezclanitrico-percl6ricacon nib"atode magnesia y acido sulfUrlco. Para la determinaci6ndel P a partir del extracto digerido, se neutraliz6 con NaOH 0,5M el exceso de acido, utilizando p. niuofenol como indicador. En todos log casosse utiliz6 un blanco, para detectarcualquier tipo de contaminaci6n. RESULTADOS Y DISCUSION En el Cuadra2 semuesuanlos valorestotaleg de P organico e inorganico. Los suelos mas j6venes(Andisolese Inceptisoles)presentaronlas cantidades mas altas de ambas fracciones. Ella aportede la fracci6n de P organicocon respectoal P total, present6valoresdel 22 al ro%, enconuandoseen 6 de log 8 suelosestudiadosmas de 40% de P organico (Cuadro 2). Lo anterior pone en evidencia la importancia que tiene la fracci6n organicaen comparaci6na la fracci6n inorganica en los suelos,aunqueno explica directamenteel gractode disponibilidadque la mismapuedatener en la nutrici6n de lag plantas. 197 Seenconu6una relaci6n importanteenue el P organicototal y el valor de la materia organica (r=0,58) tal y como 10 indica Harrison (1987) en suelos de regiones templadas,sin embargo esta correlaci6nno rue significativa. El P organico "labil" y el "moderadamente resistente" (extraidos con NaHC030,5M y NaOH 0,5M) guardaronuna correlaci6n de 0,78 (P:0,018) y de 0,81 (p=O,OII) respectivamente, con el valor de la materia organica en tanto que la fracci6n moderadamente labil extraida con H2SO4present6 una correlaci6n de 0,45 (n.s.). Estos resultados indican que la cantidad de materia organica presenteen el suelo, esta muy relacionadacon la disponibilidad de P organico para lag plantas a carta plaza y con la reservade lag fracciones mas resistentes a la mineralizaci6n. Sin embargo,es necesariocontar con una mayor cantidad de suelos para obtener conclusiones mas certeras sobre estos procesos. La falta de correlaci6n entre la materia organica y el P organico moderadamentelabil, indica que esta fracci6n es muy sensible a transformacioDesbiol6gicas en el suelo y que probablemente QUOSfactores como el grado de meteorizaci6n, naturalezade las arcillas y la intensidad del cultivo, deben tener un efecto mas marcado sabrela misma. Como se observa en la Figura 1 y en el Cuadra2 los suelospertenecientesal ordende log andisoles e inceptisoles, mostraron log valores relativos mas altos de P-organicototal (sumatoria de las 3 extracciones)con valores de 352 a 1~8 mg/kg, en contraposici6na log ultisoles y vertisoles que presentaronvalores de 71 a 174 mg/kg. Cuadro2. Swnatoriatotal de las fraccionesde f6sforo extraldascoo los 3 extractantesy la relaciooporcentualde aporte con respecto al total y el porcentajede materiaorganica. SUELO Andisoll Andisol2 Ultisoll Ultisol2 Inceptisoll Inceptisol2 Vertisoll Vertiso12 Pt'" 2.024,11 764,77 426,77 121,20 978,93 975,18 207,44 322,01 Pi'" mg/kg 956,35 412,47 253,20 48,85 672,01 567,01 116,17 250,95 '": sumatoriatotal de las extraccionesNaHCOJ' H2SO4y NaOH Pt: P total Pi: P inorganico Po: P organico(po: Pt-Pi) M.O.: materiaorganica Po'" 1.067,76 352,30 173,57 72,35 351,92 408,17 91,29 71,06 Relaci6n Po/Pt'"100 M.O. (%) 52,75 46,07 40,71 59,69 35,95 41,89 44,01 22,07 10,32 11,52 5,86 2,61 3,89 3,55 4,39 5,86 198 2500 AGRONOMIA COSTARRICENSE ~ DELTOTAL DEP-ORGANICO FOSFORO (mg/kg) 120 i ,;,'t'.)t~ 1 200 8 150 60 100 40 50 2 AND1 AND2 U 1 AND1 AND2 ULT1 ULT2 TIPOS DE SUELOS Fig. 1. INC1 INC2 YER1 YER2 TIPOS DE SUELOS Fracciones totales de f6sforo extraidas por el metodo de Bowman y Cole (1978b). Esto concuerdatambien con log valoresbajos de materiaorganicaque se encontraronen estossuelog (Cuadro2). La fracci6n del P-organico"moderadamente Iabil" (extraidacon H2SO4)' foe la masimportante en log andisolese inceptisoles,con un aportede 47 a 89% del P-organicototal extrafdo par lag 3 soluciones(Cuadro 3 y Figura 2). Par otto lado, en log ultisoles y vertisoles,las fraccionesde Porganicomas importantes,fueron precisamentela "labil" y la "moderadamente resistente"(extraidas con NaHCO3 y NaOH respectivamente).Esto sugiereque en estos suelos,la fracci6n organica "labil" podria aportar una cantidad de P que ha sido tomadaen cuentamuy poco, de ser asi, y si esta fracci6n es agotada,la restituci6n rapida del P disponibledependeriade una fracci6n "moderadamente resistente" la cual esta involucrada en transformacionesa largo plaza (Tiessen,Steward Fig.2. Representacioo porcentual de las Cannas de P org4moo extraidas en ocho suelos de Costa Rica. y Cole, 1984), de esta forma el manejo de la materia organica en estos suelos seria de vital importancia. De log suelos estudiados, 5 presentaron niveles de P inorganico determinado con NaHCO3 0,5M, par debajo de log niveles de suficiencia, sin embargo la fracci6n organica "labil" extraida con esta misma soluci6n, foe alta en comparaci6n a la inorganica, y correspondi6 a valores entre 73 a 98% de aporte al total del P extraido con NaHCO3 (Cuadro 4). Par otto lado, en log suelosque presentaroncantidades de P-inorganico en el fango 6ptimo (Cuadro 4), el P-organico constituy6 valores entre 9 y 66% del total extraido (correlaci6n de -0,30 os). Lo anterior concuerdacon 10 apuntado par Anderson (1980) que sefiala la relaci6n inversa entre la fracci6n organica y la inorganica en log suelos. Se encontr6 que en casi todos log suelos, Cuadro3. R.elaci6n porc,entual delas ~iferente;s fraccion~s.de (excepto el inceptisol 2), el P organico labil Castoro total. orgamoo con relaClOOal Castoro orgamco P-labil SUELO NaHCOJ correspondi6 a m= deI 6001 -/0deI P t0tal extra1 ' d0 con NaHCO3; en especial en log ultisoles, en P-modera- P-moderada- dondeel P inorganicoes por 10generalmuy baja, damenle menle la fracci6n organica foe de valores cercanosal ~:~ resislenle ~OO%del. total (Cuadro 4), 10 que muestra su An~soll Andisol2 3.29 17.26 76.56 47.51 20,15 35.23 Ultisoll Ultisol2 10.05 40 77 21,80 2252 68,15 3670 lffiportanCl3e~ estegrupo de suelos. . , La fracc16nabsolutade P orgamcoextraldo con NaOH 0,5M (P medianamenteresistente)foe muy variable entre log suelos sin embargoeste I f . I ' d. va or ue slempremayor en os an ISO Ies (Cuadr0 6:54 1,12 81:15 89.28 12:31 9,61 4 y Figuras 3), 10 que concuerda con log contenidog de materia organica, que en forma general, Vertisoll 19,02 22,42 58,56 estaasociadafuertementea log "materialesde Vertisol2 34,18 29,30 36,51 carta rango de organizaci6n" (antiguamente lla- Inceptisoll Inceptisol2 H2SO4 NaOH ,(n mados amorfos). HENRIQUEZ et aI.: Fracciooamientodef6sforo org8nico ANDISOL2 ANDISOL1 ,- ~I"'.I E;;J, .., ~)/\I;;";; "_.- mJ ,..,... ,a 199 ~"""') -- .00 0 "-" a 100 0 0 NoIIfX>I 11804 ~ SOWClONE8EXTRN;roRAS ULTISOL 2 ULTIsa.1 ~ ,,",,!wi 61Qk"'~';' ;-:= ~ .-"". POtPOftO 1'"1'.1 a m a.--._N.. -'~Cj CJ"'-.. 80 40 0." ;, '" 100 ~ C' :.: 0" 0 ~ --- ~ ~ 8OI.OOlONE8 EXTR~A8 ~fX>I INCEPTISOL1 1000 ~ 4../!wI IOOmIOJ ,,.0 ~ lllIOt ~ 8OI.UQ0NE8EXTRAC1'ORAB INCEPTISOL 2 - ~~~.t - --~ ~ [JJ ."--. m 0 , 100 .00 - .- a 0 0 NoIIfX>I 111804 ~ 8OLUCl0NE8 EXTRACTORAS NII4CC» ~ 8OLtK;IONE8 EXTRA~ VERTISOL2 VERTISOL1 '00~"""~ ~ImI/!wI ---~- - 8.-- m_.. Q ."-'. 80 ~ I:;] mJ.-- 100 0 ."_.0. - 100 ~ ,.' 0 ~ Fig. 3. Contenidode f6sforo org8nicoen ocho suelosde CostaRica. "J ' ., ;c"' c:, 0 - ---, ~ ~ 8OI.OOIONES EXTRACTMA8 ,,~ "L I, 1 ., 200 AGRONOMIA COSTARRICENSE Cuadro4. Fraccionesde f6sforo detenninadocon 3 extractantesen 8 suelosde CostaRica y su aporteporcentuala1total. Suelo Pt Pi mg/kg Po Relaci6n Po/Pt*l00 53,36 62,01 18,45 30,30 31,62 50,27 28,78 30,30 18,24 1,20 1,00 0,80 8,62 45,71 11,42 6,01 35,12 60,81 17,45 23,50 23,01 4,57 17,36 24,29 65,82 98,06 94,58 97,36 72,75 9,08 60,33 80,17 1,582,61 469,57 211,86 34,78 805,54 785,78 88,54 245,06 765,17 302,17 174,03 18,49 519,94 421,38 68,07 224,24 817,45 167,40 37,83 16,30 285,60 364,40 20,47 20,82 51,65 35,65 17,86 46,85 35,45 46,37 23,12 8,50 388,14 233,20 196,05 56,12 141,77 139,13 90,12 46,65 172,95 109,95 77,76 29,57 98,46 99,93 36,66 20,70 215,19 124,10 118,29 26,56 43,32 39,21 53,46 25,95 55,44 53,22 60,34 47,32 30,55 28,18 59,32 55,62 Soluci6nextract<X'8: NaHC~ O,sM Andisol1 Andisol2 Ultisol1 U1tiso12 Inceptisol1 Inceptisol2 Vertiso11 Vertiso12 Soluci6nextractora:H2SO4 1M Andiso11 Andisol2 Ultiso11 Ultiso12 Incepisol1 Incepisol2 Vertiso11 Vertiso12 Soluci6n extract<X'8: NaOH O,sM Andisol1 Andisol2 Ultiso11 Ultiso12 Inceptisol1 Inceptisa 2 Vertiso11 Vertiso12 Con los datos obtenidosen el presentetrabajo no es posible definir el grado de disponibilidad de la frocci6n organica de P, POT10 que se recomiendamas investigaci6na nivel de ensayos de campo y en diferentescondicionesde clima y de suelo. El esquemade fraccionamiento propuesto POTBowman y Cole, permite cuantificar lag diferentes fraccionesde P organico y estimar el grado de fertilidad de log suelos con relaci6n al P, Se requieren estudios de campo para evaloaf lag transformaciones del P organico a mediano y largo plaza, y el efecto sabre este cicIo cuandolog suelosse sometena explotaci6n agricola. Par otTolado, el conocimiento<k estosfoctoTes,puede aportar valiosa informaci6n en 10 referenteal manejo de 1a materia organicaen 1a nutrici6n fosf6rlca de log cultivos. RESUMEN Se estudi6 el fraccionamiento de f6sforo organico uganda la metodolog£apropuesta POT Bowman y Cole (1978b) en 8 suelospertenecienres a 4 grupos de suelosde importancia agricola en Costa Rica. La metodolog£asugiere el tratamiento sucesivo de la muestra de suelo con NaHCO3 O,5M, H2SO4 1M Y NaOH O,5N para extraer lag fracciones de P organico "labil", "moderadamentelabil" y "moderadamenteresistente",respectivamente. Se encontr6 que la fracci6n organica total correspondi6de un 22 a un 60% de la sumatoria total de lag fracciones de P extra£dopOTlag 3 soluciones.Los andisolespresentaronlog valores mas altos de P organico total con 1068 y 352 mg/kg en tanto que log vertisoles y ultisoles pre- HENRIQUEZ et aI.: Fracciooamientode f6sforo orgBnico sentaron los mas bajos con valores mg/kg de suelo. de 71 y 72 E I di I . . I I fra .6 n os an so es e mceptlsoes a CCIn organica mayoritaria rue la "moderadamente labil" (47 a 89% del P organico total), en tanto que los ultisoles y vertisoles mostraron una distribuci6n mas equitativa enb"e las 3 fracciones evaI das ua . d , SleD 0 en al la gunos f casas .60 racci d .. enb"e el valor "labil" de la matena COLE,c.v.;INIS,G.S.;STEWARD,J.W.B.1977.Simulation of phosphoruscycling in semiaridGrassland.Ecology 58:1-15. HANDS, M.R. 1987.The ecologyof shifting cultivation. Unpubl'dM.Sc.Thesis,Universityof Cambridge. ... 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