determinación de los contenidos de azufre asimilable en suelos de

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUCUMAN
FACULTAD DE AGRONOMIA Y ZOOTECNIA
TRABAJO DE TESIS de MAGISTER
TÍTULO:
“DETERMINACIÓN DE LOS CONTENIDOS DE
AZUFRE ASIMILABLE EN SUELOS DE USO
AGRÍCOLA DE LA PROVINCIA DE TUCUMÁN”
TESISTA
Bioq. MARÍA CRISTINA FERNÁNDEZ
DIRECTOR DE TESIS
ING AGR. M.Sc. NORBERTO A. COLACELLI
COMISIÔN DE SUPERVISIÔN
ING AGR. PEDRO JOAQUÎN ASO
DR. ING AGR. JORGE G. PERERA
SAN MIGUEL de TUCUMAN, JULIO de 2012
1
PRESENTACION
El siguiente Trabajo de Tesis ha sido organizado para su presentación en forma
de capítulos sucesivos y consecutivos, que permiten introducir al lector de forma
ordenada, didáctica y progresiva, en el conocimiento de la importancia del
Azufre, como elemento químico, presente en la naturaleza bajo distintas formas
en los suelos de uso agrícola de la Provincia de Tucumán, estudiando al nivel de
detalle, su rol específico en los procesos metabólicos que ocurren en las plantas
cultivadas.
Un estudio sistemático y detallado sobre la dinámica del ciclo biogeoquímico del
Azufre en la naturaleza y de las técnicas de laboratorio hoy existentes para la
determinación analítica de los contenidos de azufre presentes, permite efectuar
un original aporte al conocimiento sobre un tema de relevante actualidad e
importancia económica para el medio productivo.
El área objeto de estudio en la provincia de Tucumán, se ubica en dos regiones
agroecológicas diferentes como son:
1-La Llanura Chacopampeana: Departamentos de Burruyacú y Cruz Alta
2-La Llanura Deprimida: Departamento de Leales
En la Llanura Chacopampeana, el área seleccionada para realizar el presente
estudio, comprende los Departamentos de Burruyacú y Cruz Alta, por ser los
más homogéneos y representativos de las características de la región y por
concentrar la mayor superficie agrícola, destinada a la producción de granos en
la provincia de Tucumán.
2
Allí se distinguen tres subregiones agroecológicas diferentes por sus
características climáticas y aptitudes agrícolas, como son:
1-La Llanura Chacopampeana Subhúmeda Húmeda
2- La Llanura Chacopampeana Seca Subhúmeda
3- La Llanura Chacopampeana Semiárida
La magnitud geográfica y la diversidad de caracteres existentes en los suelos de
la Llanura Chacopampeana, determinó la necesidad de acotar el presente
estudio a los Departamentos de Burruyacú y Cruz Alta, por considerar que los
mismos son más representativos estadísticamente, para efectuar las
determinaciones de los contenidos de azufre.
En la Llanura Deprimida, el área seleccionada para realizar el presente estudio
comprende dentro del Departamento de Leales, la subregión denominada
Llanura Deprimida No Salina u Occidental, la que por sus características edáficas
y climáticas, se ha incorporado paulatinamente en los últimos años a la
producción de granos, reemplazando al tradicional cultivo de caña de azúcar allí
existente.
Una minuciosa revisión bibliográfica de los antecedentes sobre el tema objeto
del estudio, permitió formular una hipótesis de trabajo, consistente con los
objetivos planteados en el mismo.
Los resultados obtenidos se presentan condensados en un capítulo específico,
en forma de un cuadro comparativo, que permite relacionar los contenidos de
azufre expresados en ppm de azufre asimilable, con los valores de materia
orgánica, pH, y cultivo presente en el mismo, al momento de realizar la
determinación.
3
El tratamiento estadístico de toda la información obtenida, permitió corroborar la
homogeneidad y confiabilidad de los datos a fin de poder evaluar la correlación
existente entre las variables estudiadas.
Las conclusiones formuladas en el presente trabajo de tesis, pueden ser
consideradas como una herramienta de suma utilidad, para la toma de
decisiones
sobre
la
conveniencia
de
la
aplicación
de
fertilizaciones
complementarias con productos azufrados.
La transferencia al medio productivo de los conocimientos aquí desarrollados
permitirá plantear estrategias de manejo a futuro, que logren incrementar los
rendimientos de los cultivos de granos de nuestra Provincia, dentro de lo
económicamente posible y de lo ecológicamente sustentable.
En el capítulo destinado a la bibliografía se incorporan citas bibliográficas
específicas sobre el tema objeto del presente trabajo de Tesis, constituyendo el
mismo un aporte documental actualizado para la consulta de especialistas y/o
profesionales interesados en el tema.
Bioq. MARÍA CRISTINA FERNÁNDEZ
4
CAPITULO 1
INTRODUCCION y ANTECEDENTES
En Tucumán el área destinada al cultivo y producción comercial de soja, trigo y
maíz, representa actualmente una superficie de siembra de aproximadamente
unas 325.000 hectáreas.
La misma se encuentra comprendida, en su mayor parte, dentro de la región
agroecológica denominada Llanura Chacopampeana, con tres zonas o
subregiones diferentes y claramente definidas, tanto por los distintos tipos de
suelos allí existentes, como por la naturaleza de los materiales originales que
constituyen los mismos.
Sin embargo, en los últimos años se han incorporado al área de referencia
algunas zonas de la Llanura Deprimida No Salina que, por sus características de
suelo y clima, permiten obtener buenos rendimientos en la producción de granos
5
En la República Argentina podemos decir que la producción agrícola durante el
último siglo, prácticamente se ha efectuado aprovechando únicamente la
fertilidad natural existente en los suelos de las distintas áreas fitogeográficas.
En los últimos treinta años, con la intensificación de la agricultura en función del
incremento sustancial del área de siembra, se ha producido sistemáticamente un
empobrecimiento constante y progresivo en la fertilidad de los suelos, provocado
principalmente por la pérdida de la materia orgánica.
Este fenómeno puede atribuirse a distintas causas como pueden ser:
•
Los sistemas de labranzas tradicionalmente utilizados.
•
La expansión de la agricultura, en especial el cultivo de soja que incorpora
áreas cada vez más marginales o con mayores limitaciones desde el
punto de vista edáfico y climático, las cuales requieren mayor utilización
de tecnologías para evitar el deterioro de este frágil ecosistema.
•
La falta de una adecuada reposición de los nutrientes extraídos del
sistema.
En este sentido, cabe aclarar que la adopción de la siembra directa ha
contribuido a una recuperación progresiva de la fertilidad de los suelos.
Actualmente,
la
planificación
de
las
actividades
agrícolas
requiere
necesariamente de un análisis del sistema de producción en su conjunto, es decir
una visión holística bajo el enfoque de sistemas, que incluye al suelo como un
componente del mismo, en lugar de analizar cada cultivo o actividad en forma
aislada. Enfoque que tiene numerosas ventajas y beneficios, principalmente en
lo que se refiere al manejo de la fertilización complementaria.
El proceso de recomposición, por lo menos parcial de la fertilidad del suelo a
través de una restitución progresiva de la materia orgánica, es bastante lento.
Por lo tanto, para detener el proceso de deterioro de la fertilidad del suelo, los
nutrientes exportados por los granos tienen que ser progresivamente restituidos
al mismo. Este balance negativo de los nutrientes se ve incrementado con la
utilización de variedades o híbridos de alto potencial de rendimiento.
6
Al analizar la evolución de la producción de granos y del consumo de fertilizantes
en los últimos 50 años, se observa que con un incremento de solo un 20 a 30 %
de la superficie agrícola, se ha triplicado la producción de granos.
Esto implica que con la tecnología incorporada a la agricultura, se ha triplicado
también la extracción anual de nutrientes. Si bien en los últimos 15 años el
incremento del uso de fertilizantes ha sido considerablemente superior, el
balance de nutrientes, es decir, la cantidad exportada por los granos o forrajes
menos la aportada por la fertilización, sigue siendo progresivamente negativa.
Aun así hoy, el consumo anual de fertilizantes permite reponer estimativamente
apenas un 50% del Fósforo, un 25-30% del Nitrógeno (soja) y menos del 10%
del Azufre, siendo mínima o nula la de otros nutrientes.
Cabe aclarar que en los últimos años, se ha mejorado sensiblemente la
fertilización de los cereales (trigo y maíz) siendo aún incipiente la fertilización de
las oleaginosas, como soja y girasol.
En las rotaciones donde predominan las oleaginosas, especialmente soja, el
balance es altamente negativo, por ser muy escaso el agregado de fertilizantes.
Asimismo, los altos requerimientos y exportación de Fósforo, Azufre y Potasio
de la soja, son la causa principal del acelerado empobrecimiento de los suelos,
si no se realiza una fertilización adecuada.
A veces los cultivos que menos responden a los fertilizantes son los de más altos
requerimientos, ya que la naturaleza los ha dotado de mecanismos que le
permiten utilizar al máximo los nutrientes del suelo. La soja es un cultivo que
manifiesta esta ventaja adaptativa para el Nitrógeno, pero que a la larga,
empobrece los suelos.
Los mayores requerimientos de Azufre de las oleaginosas, principalmente la
soja, en relación a las gramíneas, son la causa principal de la deficiencia cada
vez más importante de este nutriente.
El proceso de empobrecimiento se acentúa aún más por la menor cantidad de
rastrojo y por su rápida descomposición, lo que da lugar a una mayor pérdida de
materia orgánica, reservorio principal no sólo de este nutriente, sino también de
Fósforo y Nitrógeno, tal como se ha mencionado anteriormente.
7
En forma general, las fertilizaciones complementarias utilizadas actualmente
suelen ser inferiores a las requeridas, por distintas razones. Pero principalmente
es debido a la falta de difusión de los nuevos avances en la información científica
desarrollada, a la falta de conocimiento y de un convencimiento pleno del sector
sobre el beneficio real que implican las fertilizaciones complementarias dentro
del sistema productivo.
Los beneficios de la fertilización deben ser evaluados con un enfoque mucho
más amplio, basado en el conocimiento del ciclo biogeoquímico de los nutrientes
que se incorporan al suelo, el destino final de los mismos, y los efectos favorables
que éstos pueden tener sobre la producción de los distintos cultivos,
considerados dentro de un programa de rotación previamente establecido.
Por lo general, el análisis macro para la toma de decisiones sobre la aplicación
de fertilizaciones solamente contempla la relación costo-beneficio y los posibles
efectos de éstas prácticas sobre los rendimientos culturales o sobre la
producción de masa foliar de los cultivos en los que se aplican, sin considerar
los efectos benéficos colaterales y/o residuales que los mismos implican.
Entre estos efectos a largo plazo, se pueden mencionar el efecto benéfico sobre
la estructura del suelo, tanto en forma directa como a través de los residuos;
sobre la materia orgánica, las propiedades físicas y la modificación de la
actividad biológica, que tienden a producir cambios sustanciales en la relación
suelo-planta y en la productividad.
La aplicación de complementos nutricionales sobre cultivos comerciales,
considerando el balance de nutrientes, debe ser considerada como un pilar
fundamental en el desarrollo de una agricultura sustentable.
El conocimiento previo de los niveles de productividad de los distintos suelos y
los requerimientos nutricionales de los respectivos cultivos, son aspectos
fundamentales a tener en cuenta para lograr el mejor uso y el máximo nivel de
aprovechamiento de la fertilización realizada maximizando de esta forma el uso
de los recursos naturales.
Las modernas tecnologías de producción de los cultivos extensivos, también
llamados commodities y las condiciones particulares de comercialización que
8
rigen en nuestro país actualmente, mediante un sistema de retenciones a las
exportaciones, han obligado a los productores a buscar las mejores estrategias
económicas y productivas que les permitan lograr los más altos rendimientos en
sus ciclos productivos, con los menores costos posibles.
Este desafío ha llevado a concentrar todas las investigaciones sobre la
agronomía del cultivo y el comportamiento de las distintas variedades y
cultivares utilizados actualmente, en tres áreas específicas del conocimiento,
como son:
•
1-MEJORA GENÉTICA DE LOS MATERIALES VEGETALES EXISTENTES:
Los constantes avances científicos de la biología molecular y de la ingeniería
genética aplicados a la mejora de los materiales de siembra han permitido el
desarrollo de nuevos cultivares con genes de resistencia a determinados
productos herbicidas (Sojas RR), o a determinadas plagas de insectos
(Maíces RR o BT) .
•
2-OPTIMIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA RIZÓSFERA DE
LOS CULTIVOS:
La selección de nuevas cepas mejoradas de bacterias fijadoras de
nitrógeno, tanto del género Rhizobium, como de otros géneros tales
como Azospirillum, han permitido aumentar la eficiencia de los procesos
de fijación biológica de nitrógeno (FBN).
•
3-DESARROLLO DE NUEVAS TECNOLOGÍAS APLICADAS AL
MEJOR USO DE LOS FERTILIZANTES:
El ajuste y la calibración de distintos métodos analíticos específicos para
la determinación de los contenidos de nutrientes, tanto en análisis de
suelos como en análisis foliares, han permitido realizar importantes
ajustes en las dosis de los fertilizantes denominados primarios N, P, K,
como también de los secundarios: S, Ca, Mg, y de los micro nutrientes.
En la clasificación de los nutrientes por su importancia, según la cantidad
necesaria de cada uno de ellos para el normal crecimiento y desarrollo de los
cultivos comerciales, se han establecido las siguientes categorías:
9
•
Macronutrientes: nitrógeno, fósforo y potasio.
•
Macronutrientes secundarios: calcio, magnesio y azufre.
•
Micronutrientes: cobre, cinc, molibdeno, hierro, manganeso, boro, cloro
etc.
Las deficiencias de elementos secundarios así como las de micronutrientes,
pueden ser sólo de algunos de ellos o bien de forma combinada. Las carencias
que sufren los cultivos pueden ser cuantitativas o cualitativas.
La primera se refiere a la falta original del elemento en el suelo, debido a
características propias de la constitución mineral del material original.
La segunda indica que existen las cantidades necesarias del elemento, pero
éste, no se encuentra disponible en una forma asimilable para el cultivo.
Las condiciones limitantes pueden ser:
1- El pH del suelo, que determina su acidez o alcalinidad,
"inmovilizando" los diferentes nutrientes considerados.
2- El contenido de materia orgánica, que determina el grado de
absorción del nutriente a nivel del complejo adsorbente. En suelos
con poco contenido de materia orgánica, los nutrientes son
fácilmente lixiviados y, además de disminuir la cantidad relativa de
los mismos, diminuye su capacidad de pasar a la solución del
suelo.
3- La salinidad del suelo, que promueve el fenómeno de competencia
iónica entre ellos, produciendo una marginación de algunos
nutrientes debido al exceso de otros.
Los factores enunciados precedentemente pueden ser considerados como los
más importantes por su efecto directo en los procesos de asimilación de los
distintos nutrientes, ya que influyen directamente en sus ciclos biogeoquímicos.
Puede entonces considerarse que el Azufre fue un elemento casi olvidado en las
investigaciones sobre nutrientes, aun a pesar de ser requerido por las plantas
cultivadas en cantidades similares a las del Fósforo (Tisdale, 1990).
10
El Azufre es considerado un macronutriente secundario, a pesar de ser tan
importante como el Nitrógeno en la determinación de la cantidad y calidad de la
biomasa de un cultivo (Rending et al., 1976; Reuveny et al., 1980; Rennenberg,
1984) y se lo clasifica en muchos textos especializados, como un "Elemento
Secundario".
La necesidad del Azufre en las plantas cultivadas fue reconocida hace más de
200 años. Según cita Alway en 1940, el primer informe de su aplicación a cultivos
de pasturas tiene origen en Suiza en el año 1768 donde la respuesta obtenida
fue tan espectacular que la práctica de aplicar yeso a las pasturas se difundió y
se extendió rápidamente por toda Europa y América.
El interés en el estudio este elemento disminuyó posteriormente hacia fines de
1800 con la aparición de los fertilizantes de síntesis química, donde el
superfosfato, que aportaba tanto las necesidades de Fósforo como las de Azufre,
reemplazó rápidamente al yeso y durante el medio siglo siguiente las
necesidades de Azufre fueron suplidas como un constituyente circunstancial de
los dos fertilizantes principales: el superfosfato y el sulfato de amonio, y por los
aportes de SO2 atmosférico en aquellos países altamente industrializados.
El Azufre constituye hoy uno de los nutrientes considerados como esenciales
para la nutrición de las plantas superiores y de los animales, siendo fundamental
para la síntesis de proteínas, principalmente a través de los aminoácidos Lmetionina (21% de S) y L-cistina (27% de S).
Es muy importante también en la formación de la clorofila, manteniendo
elementos esenciales como el Hierro y el Manganeso en solución, e
interviniendo en la síntesis de factores de crecimiento como la biotina, la tiamina,
el glutatión y la coenzima A.
El Azufre forma parte de numerosos compuestos orgánicos como son los
glucósidos azufrados, mercaptanos, sulfuros de alilo y vinilo que son
responsables del olor y del sabor de algunos vegetales como las coles, los ajos
y puerros (Allium sp.)
11
El conocimiento de la importancia de los compuestos de Azufre y sus funciones
en los cultivos comerciales resulta de fundamental importancia para el normal
crecimiento y desarrollo de los mismos.
Cuando existen deficiencias de Azufre en los cultivos, el síntoma se puede
apreciar claramente en las hojas más jóvenes de la planta, las cuales adquieren
un aspecto clorótico debido a que éste nutriente es poco móvil dentro de la
planta. También se caracteriza su deficiencia por el aspecto achaparrado y el
desarrollo reducido de la arquitectura de las ramas superiores, las que son
mucho más afectadas en su crecimiento que las propias raíces de la planta.
Si la deficiencia es severa la planta presenta un estado clorótico típico, que lleva
frecuentemente a confundir ésta carencia con la deficiencia de Nitrógeno.
Los bajos porcentajes de metionina y cisteína presentes en la materia seca de
los cultivos de forrajes deficientes en Azufre, tienen implicancias secundarias
muy importantes en la alimentación y nutrición adecuada del ganado vacuno.
En nuestro país la intensificación de las actividades agrícolas en la región núcleo
sojera durante las últimas tres décadas, trajo aparejada una gran extracción de
nutrientes del suelo, los que nunca fueron repuestos.
Los nutrientes más afectados por los procesos de degradación de suelos a causa
de una agricultura contínua, son aquellos que provienen de la materia orgánica
del suelo tales como el Nitrógeno, el Fósforo y el Azufre (Salvagiotti et al., 2002).
La deficiencia de Azufre observada en suelos degradados o de bajo nivel de
contenidos de materia orgánica, ha demostrado respuestas altamente
significativas a la fertilización con este nutriente en particular.
La principal fuente de Azufre en el suelo proviene de varias formas orgánicas y
de la dinámica del proceso de mineralización y fijación, que controla la cantidad
del nutriente disponible y que puede ser tomado por la planta.
Sin embargo, la eficiencia con la cual las plantas compiten por el Azufre
disponible en el suelo depende también de las prácticas de manejo y de las
interacciones con otros nutrientes (Till and Blair, 2001).
12
Los informes de aumentos considerables de rinde por el agregado de Azufre son
bastante recientes y aún no se dispone de una metodología de diagnóstico que
permita tomar decisiones de fertilización consistentes para una amplia gama de
zonas productivas y de condiciones de manejo.
Sin embargo, existen altas probabilidades de lograr incrementos importantes en
los rendimientos por el agregado de Azufre, donde las dosis óptimas
recomendadas para los cultivos varían entre 10 y 15 kg /ha de azufre (Caamaño
y Melgar, 1997).
Es de esperar que en el futuro, tiendan a aumentar las deficiencias de Azufre en
los suelos agrícolas, debido al uso generalizado de pesticidas y fertilizantes
libres de este elemento; al incremento en el rendimiento de los cultivos que
producen mayores demandas de nutrientes y a la implementación de planes de
control de contaminación del aire con compuestos como el SO2.
El creciente incremento de las deficiencias de Azufre, detectadas en distintas
áreas de cultivo del mundo, condujo a un interés cada vez mayor en investigar
su rol en la nutrición vegetal de los diferentes cultivos comerciales.
Este interés fue debido también al mayor conocimiento alcanzado sobre las
funciones que el Azufre cumple en el metabolismo de las plantas superiores, lo
que puede afectar los requerimientos del mismo.
Estudios recientes indican que las deficiencias de Azufre no solamente pueden
reducir la producción, sino también puede afectar severamente la calidad del
producto final obtenido, en cuanto al contenido de cisteína y metionina en las
proteínas de los granos de leguminosas. Esto constituye una desventaja tanto
para el productor como para el consumidor, porque reducen no sólo los
rendimientos, sino también la calidad alimentaria de las cosechas obtenidas.
Estos estudios sugieren que las funciones del Azufre en las plantas no son
estáticas y que un aporte extra podría, en cierto modo, favorecer las funciones
metabólicas del mismo.
13
CAPITULO 2
IMPORTANCIA DEL AZUFRE EN EL SUELO
1-CONTENIDO Y FORMAS DE AZUFRE
El azufre es un elemento esencial para el crecimiento y actividad de todos los
organismos vivos. Es uno de los 10 bioelementos requeridos en relativamente
alta concentración. Es necesario para la síntesis de aminoácidos metionina (21%
de S) y cistina (27% de S).
Juega un rol activo en plantas, animales y microorganismos como constituyente
de vitaminas, hormonas, factores de crecimiento como biotina y tiamina,
componentes estructurales y de otras moléculas metabólicamente importantes,
como la coenzima A.
Forma además puentes disulfuro, que estabilizan la estructura terciaria de las
proteínas: la unión disulfuro es una unión covalente entre dos átomos de azufre.
Este tipo de unión se encuentra comúnmente en polipéptidos y moléculas de
14
proteínas, donde puede presentarse como una unión intra o intercadena entre
aminoácidos que contienen azufre. Este tipo de unión no es común en todas las
proteínas, pero es crítico para aquellas que lo poseen.
Además, el azufre es una importante fuente de energía metabólica para muchos
microorganismos, ya que la oxidación de formas reducidas de azufre permite la
fijación del carbono y el desarrollo microbiano.
Por su abundancia, es el 16° elemento en la corteza terrestre, pertenece al grupo
VI de la Tabla Periódica y en forma natural, el azufre es una mezcla de los cuatro
isótopos
32
S,
33
S,
34
Sy
35
S. La abundancia natural de cada uno de ellos es de
95.1%, 0.74%, 4.2% y 0.016%, respectivamente (Huxtable, 1986; Wainwright,
1984).
El azufre se encuentra en estados de oxidación desde +6 hasta –2 (Cuadro 1),
=
siendo el estado más oxidado (SO4 ) el generalmente utilizado por las plantas
Cuadro 1. Estados de oxidación del azufre (Huxtable, 1986).
Estado de oxidación
Ejemplo
+6
Sulfato
Fórmula
-2
SO
4
+5
Ditionato
2
+4
Sulfito
-2
SO
6
-2
SO
3
+3
Ditionito
SO
2
+2
Tiosulfato
SO
2
0
Azufre elemental
-2
Sulfuro
-2
4
-2
3
S
S
-2
Los estados de oxidación más importantes del azufre inorgánico en la naturaleza
son: +6, 0 y -2. Las correspondientes formas químicas son: sulfatos, como el
yeso; azufre elemental presente en las rocas ígneas y metamórficas y sulfuros,
presentes en los sedimentos, rocas ígneas y sedimentarias.
15
La fuente de origen de azufre en los suelos está constituida por los sulfuros de
metales de las rocas, las cuales por un proceso de meteorización, son liberados
como sulfatos. Los minerales que se citan como fuentes de este elemento son:
-yeso (CaSO4 . 2 H2O)
-galena (PbS)
-anhidrita (CaSO4)
-blenda (ZnS)
-pirita (FeS2)
-cinabrio (HgS)
Durante la meteorización, los sulfuros son oxidados hasta sulfatos, los
cuales se acumulan en las rocas sedimentarias.
Otra fuente importante de azufre es la atmósfera, principalmente en las
cercanías de centros industriales, donde se libera dióxido de azufre SO2 por la
combustión de petróleo. Este gas llega al suelo por acción de las lluvias (“lluvia
ácida”) y por difusión gaseosa.
Los
volcanes
constituyen
una
fuente fundamental
de
contaminantes
atmosféricos: un volcán activo emite gases, líquidos y sólidos. Los depósitos de
azufre elemental son visibles en las pendientes cercanas al sitio de erupción.
Los gases son sobre todo: CO2, HCl, HF, H2S y vapor de agua. Se cree que los
volcanes constituyen la fuente de alrededor de dos tercios del azufre emitido a
la atmósfera. A altas temperaturas, el sulfuro de hidrógeno gaseoso emitido se
oxida en el aire:
2 H2S(g) + 3 O2(g
)
2 SO2(g) + 2 H2O(g)
El SO2 se reduce con más H2S de las emisiones para producir S elemental:
2 H2S(g) + SO2(g)
3 S(s) + 2 H2O(l)
FORMAS DE AZUFRE EN EL SUELO
El azufre se encuentra en el suelo en forma orgánica e inorgánica:
-Azufre orgánico: proviene de los restos vegetales y animales y representa
más del 95% del total del azufre en los suelos de regiones húmedas y
semihúmedas. En la mayoría de los suelos, la unión orgánica del azufre
16
proporciona el principal reservorio del mismo. La cantidad de azufre
mineralizado por año se estima entre 1-3% del azufre orgánico.
En la caracterización del azufre orgánico se utiliza la relación C/N/S dado que
estos elementos, junto al fósforo, son los componentes más importantes de la
materia orgánica. Esta relación C/N/S oscila entre 110/10/1,0 y 155/10/1,7 y la
relación C/S, alrededor de 100.
La cantidad de azufre total en suelos no supera, por lo general, las 500
ppm. De este valor total, el azufre orgánico representa aproximadamente
el 90-95%. La naturaleza química
de esta porción
orgánica no está
totalmente determinada y se recurre a un método de fraccionamiento
químico para separar este azufre orgánico en dos fracciones, de acuerdo a
su comportamiento frente a un agente reductor como el ácido iodhídrico,
HI. De este modo, el azufre orgánico del suelo puede ser dividido en dos
fracciones:
1. Azufre unido al carbono (S-C): incluye el azufre presente en
los
aminoácidos tales como la cistina, cisteína y metionina, y en cofactores
como la biotina, tiamina y Coenzima A y también en proteínas sulfuradas
como la ferredoxina. Corresponde a la fracción no reducible por HI. Esta
forma es considerada como la fracción estable.
2 Azufre unido al oxigeno: el azufre se encuentra unido en la matriz
orgánica por medio de uniones oxígeno o nitrógeno (C-O-S; N-O-S).
Colectivamente estos compuestos son llamados ésteres sulfato. Como
ejemplo de estos compuestos se puede citar el sulfato de colina, sulfatos
fenólicos, polisacáridos y lípidos sulfatados. Corresponde a la fracción
reducible por HI. Esta forma es considerada como biológicamente activa
o lábil en el suelo, siendo un producto de reserva de las plantas y
microorganismos cuando el azufre disponible está en exceso.
Otro importante grupo de compuestos orgánicos azufrados son los
sulfatofosfatos,
tales
como
la
adenosina
17
5’fosfosulfato
(APS)
y
la
3’fosfoadenosina
5’fosfosulfato
(PAPS).
Estos
participan
en
algunas
transformaciones del azufre inorgánico.
-Azufre inorgánico: las formas inorgánicas de azufre en suelo están
constituidas principalmente por sulfatos (SO2-4 ) y compuestos de bajo nivel de
oxidación, tales como sulfuros (S2-), polisulfuros ( S2-n , donde n > 1), sulfitos
(SO32-), tiosulfatos (S2O32-) y azufre elemental (S0).
En suelos bien aireados y bien drenados el azufre inorgánico se presenta
normalmente como sulfato, y las cantidades de compuestos de azufre
reducido son generalmente < al 1%. Los sulfatos pueden encontrarse en
distintas formas:
-Solubles: como sulfato de magnesio, MgSO4 ; de sodio,Na2 SO4 ; de
potasio,K2SO4.
-Relativamente solubles: como sulfato de calcio, CaSO4.
-Insolubles: como sulfato de bario y estroncio, BaSO4., SrSO4.
-Adsorbidos al complejo de cambio: como fuentes de reserva.
Las cantidades presentes en la solución del suelo son generalmente
pequeñas. En regiones áridas se lavan escasamente, se acumulan en la
superficie del suelo. y es posible encontrar grandes cantidades de CaSO4,
MgSO4 y Na2 SO4.
En cambio, en regiones húmedas por acción del lavado se lixivian grandes
cantidades de SO42- y
tienden a acumularse en los horizontes sub-
superficiales por adsorción sobre óxidos de hierro (Fe) y aluminio (Al) o
sobre caolinitas, materiales más típicos de estas regiones, que de las
primeras. La naturaleza aniónica del SO42- evita su atracción por las arcillas
coloidales, y como consecuencia de esto, el sulfato se pierde rápidamente
de los suelos por lixiviación.
18
Bajo condiciones anaeróbicas, particularmente en pantanos, suelos
pobremente drenados o inundados, el azufre inorgánico se presenta en sus
formas reducidas tales como FeS, FeS2 (piritas) y H2S.
El contenido total de azufre en los suelos varía ampliamente y dependen
de los contenidos de materia orgánica y de las condiciones climáticas.
El contenido de azufre en los suelos oscila entre 0,02 y 0,2%. Los suelos
orgánicos pueden presentar contenidos de hasta un 1% de azufre.En general,
los suelos de las regiones templadas contienen más azufre debido a la cantidad
de materia orgánica presente.
Las plantas absorben el azufre principalmente en la forma de sulfato SO42que es llamado técnicamente como azufre “disponible”
2-RESERVORIOS Y FLUJOS
A) Azufre en la atmósfera
Los compuestos azufrados detectados en la atmósfera incluyen: SO2, H2S,
compuestos azufrados orgánicos gaseosos y aerosoles de SO42-.
El azufre llega a la atmósfera principalmente como dióxido de azufre,
proveniente de la actividad del hombre, como la quema de combustibles
fósiles (importante en las regiones urbanas) o la explotación de minas de
carbón; por de las emisiones volcánicas y como gases orgánicos
generados por los seres vivos. El compuesto orgánico volátil de azufre más
importante por su abundancia en la naturaleza, es el “dimetilsulfuro” (H3CS- CH3) o DMS que se origina en ambientes marinos como producto de la
degradación enzimática del propionato de dimetilsulfonio, uno de los
principales osmorreguladores en las algas marinas.
Los productos finales de la oxidación del H2S y de sulfuros orgánicos
volátiles son el SO2 y SO42-. Ambos son removidos de la atmósfera por
deposición seca y húmeda.
19
En zonas industrializadas, donde excesivas cantidades de SO2 son
liberadas a la atmósfera, se puede formar una cantidad apreciable de
H2SO4 en un fenómeno conocido como “lluvia ácida”, lo que constituye un
importante problema en aquellas regiones cercanas a las mismas.
La remoción de SO2 implica las siguientes reacciones:
SO2(g) +
SO3(g)
½ O2(g)
+ H2O(l)
SO3(g)
H2SO4(conc)
Este H2SO4 es el responsable de la denominada “Lluvia ácida”.
B) Azufre en la hidrósfera
Los océanos y mares son los principales repositores del azufre hidrosférico,
principalmente en la forma de SO42-. El principal ingreso proviene de los
ríos y por deposición húmeda y seca desde la atmósfera.
Las aguas continentales (ríos y lagos) representan un reservorio o pool de
S cuantitativamente menor. El azufre en aguas de lagos oscila entre 1 y
100 ppm dependiendo de la fuente de agua. Particularmente en las
regiones que están expuestas a la precipitación ácida, se encuentran altas
concentraciones de azufre disuelto.
El azufre es extraído de la hidrósfera por los spray marinos, por la emisión
de gases volátiles y por la fijación producida por las bacterias reductoras
de SO42- en los sedimentos.
C)
Azufre en la pedósfera
Los suelos son el producto de la meteorización de las rocas y el contenido
de azufre inicial de los suelos deriva de la meteorización oxidativa de los
minerales azufrados. Las formas de azufre son transformadas por procesos
químicos y biológicos. Parte del azufre es perdido por escape de productos
de transformación gaseosos, por lixiviación y por erosión.
20
Las principales reservas se encuentran en la litósfera (rocas sedimentarias,
ígneas y metamórficas de la corteza terrestre). El cuadro 2 muestra flujos de
azufre entre los componentes más importantes en suelos agrícolas.
Cuadro 2-Flujos de azufre en suelos agrícolas (kg ha-1año-1)
Toma por vegetales
10-50
Remoción por cosechas
5-20
Remoción
animales
en
productos 0-5
Entradas de la atmósfera
2-20
Lavado
0-50
Meteorización de minerales
0-5
Emisiones volátiles
desconocidas
Sin embargo, en la mayoría de los suelos el contenido de azufre fue
ampliamente
modificado.
Las
aplicaciones
de
fertilizantes
y
las
deposiciones atmosféricas suplementan azufre adicional. Típicamente las
formas orgánicas de S predominan en el horizonte superficial, donde la
actividad biológica es máxima. Generalmente con la profundidad, el azufre
orgánico decrece y las formas inorgánicas crecen.
3- CICLO DEL AZUFRE Los elementos químicos en el medio ambiente terrestre están
característicamente en un contínuo estado de cambio entre formas
químicas y geosféricas. Cada forma puede ser vista como un reservorio o
pool. La transferencia de elementos desde esos pools tiene lugar de una
manera más o menos cíclica y se conocen como “ciclos geoquímicos”.
El término “ciclo biogeoquímico” se aplica cuando uno o más pools son de
carácter biológico o cuando la transferencia entre pools es mediada
biológicamente y puede ser descrito con distintos grados de complejidad,
de acuerdo a las uniones o enlaces de los elementos en los respectivos
pools.
21
El ciclo terrestre del azufre es un típico ciclo biogeoquímico, como puede
apreciarse en la siguiente figura.
Fig. 1: Ciclo biogeoquímico del azufre
Es axiomático que la pedósfera sea de importancia central en la agricultura. Sin
embargo, está claro que los distintos reservorios de azufre son altamente
interdependientes. Las cantidades y naturaleza química del azufre en cualquier
reservorio están determinadas por las transferencias a corto y largo plazo a
través del ciclo y por las transformaciones químicas y bioquímicas que ocurren
dentro de los reservorios.
En la transferencia de azufre entre los reservorios geosféricos están
involucrados procesos físicos y químicos. Los procesos físicos incluyen la
formación de polvo eólico, deposición seca y húmeda desde la atmósfera,
cristalización y re-solución de los vapores. Los procesos químicos pueden
o no involucrar cambios en la valencia del azufre. Sin embargo, un
importante número de transformaciones en el ciclo del azufre incluyen
cambios en el estado de oxidación del azufre y estos pueden ser en parte,
y a veces exclusivamente, de carácter bioquímico.
22
La incorporación del material vegetal y animal muerto contribuye a
mantener los niveles de azufre en la materia orgánica del suelo. Los
aportes de azufre también pueden provenir directa (absorbido en forma
gaseosa) o indirectamente (junto con las lluvias) del SO2 atmosférico. Si
bien las lluvias pueden lavar los SO4= del suelo, también son una fuente
importante de este elemento, que puede variar entre 1 y 100 kg de azufre
ha-1 año-1, dependiendo de la cantidad, época del año y de la proximidad
a las zonas urbanas o industriales.
Los fertilizantes son otra fuente de azufre ya sean en forma de sulfatos o
en forma elemental, el que será oxidado a sulfato por los
microorganismos del suelo.
La meteorización extrae sulfatos de las rocas, los que recirculan en los
ecosistemas. En los lodos reducidos, el azufre recircula gracias a las
bacterias reductoras del azufre, que reducen sulfatos y otros compuestos
similares y a las bacterias desnitrificantes, que oxidan los sulfuros.
La mineralización del azufre ocurre en las capas superiores del suelo y el
sulfato liberado del humus es fijado en pequeñas escala por el coloide del
suelo. El sulfato es la forma soluble del azufre que es absorbido por la
planta, donde es reducido para integrar compuestos orgánicos. La
reabsorción del SO42-, depende del catión acompañante y crece en el
sentido siguiente.
Ca < Mg. < Na < NH4+ < K
El azufre no sólo ingresa a la planta a través del sistema radicular, sino
también por las hojas en forma de gas SO2, que se encuentra en la
atmósfera.
4-TRANSFORMACIONES DEL AZUFRE
Las principales formas de azufre en suelo incluyen: azufre elemental, S°;
sulfuros, sulfatos y compuestos orgánicos.
23
El azufre ingresa al suelo como formas inorgánicas: resultado de la
meteorización de minerales, desde fertilizantes y deposición atmosférica; o
como formas orgánicas e inorgánicas solubles a partir de la descomposición de
la materia orgánica. Las pérdidas de azufre se
producen por lixiviación,
escurrimiento, remoción de los cultivos o volatilización.
La transformación del azufre de la materia orgánica y residuos vegetales
en azufre asimilable para las plantas es un proceso microbiológico.
Cuando el suelo está bien aireado, el azufre orgánico es mineralizado y
luego oxidado a SO42-, que es la forma en que la planta lo absorbe. Pero
al mismo tiempo el SO42- es asimilado por los microorganismos del suelo,
e incorporado a la biomasa microbiana, de manera que ésta actúa como
fuente y como reservorio para el sulfato inorgánico.
La mayoría del azufre en suelo (90-95%) se encuentra en complejos orgánicos,
los cuales pueden ser estables, que corresponden a las fracciones pasivas que
se transforman muy lentamente; o activas, que corresponden a las fracciones
dinámicas que son fácilmente transformadas o metabolizadas. La actividad
microbiana regula el flujo de azufre entre los diferentes reservorios o “pools”.
Pool
POOL AZUFRE ORGANICO
RESISTENTE
BIOMASA
POOL AZUFRE ORGANICO
LABIL
“PASIVO”
ENZIMAS
“ACTIVO”
Dado que los microorganismos son tan importantes para la conversión de los
pools de materia orgánica pasiva y activa, los factores del suelo que afectan el
crecimiento y actividad de la biomasa microbiana, afectarán al ciclo. Cuando un
suelo es cultivado, se remueve, se mezcla y se fragmenta en piezas más
pequeñas. Esto aumenta la aireación y expone las partículas del suelo y la
materia orgánica a la microflora del suelo. El ingreso de nutrientes disponibles
24
activa la biomasa microbiana que los asimila y no estarán disponibles para las
plantas hasta que los mismos mueran.
Este es el proceso de mineralización biológica e inmovilización de nutrientes.
La cantidad de SO42- disponible para las plantas en la solución del suelo
representa la diferencia en la magnitud entre los dos procesos:
S orgánico
mineralización
SO42-
Inmovilización
La transformación de azufre a través del proceso de mineralizacióninmovilización sigue los mismos patrones del Nitrógeno y del Fósforo, ya
que estos procesos ocurren simultáneamente.
Inmovilización:
La inmovilización ocurre como resultado de la asimilación de nutrientes
por
parte de los microorganismos. La mayor parte del azufre
acumulado por los microorganismos es bajo la forma de aminoácidos en
las proteínas. Sin embargo, también acumulan ésteres sulfato, sulfonatos,
vitaminas y cofactores. Esto es importante porque los sulfatos orgánicos
son considerados como la forma más lábil de azufre orgánico en el suelo.
Esta asimilación y conversión microbiana de sulfatos inorgánicos a azufre
orgánico, conduce a una inmovilización temporaria de azufre y se realiza
por la “vía de reducción asimilativa de sulfato”.
Este proceso de asimilación reductiva de sulfato es una propiedad de las
plantas y las bacterias y da lugar a la biosíntesis de l-cisteína e involucra
dos nucleótidos sulfato ricos en energía: APS (adenosina 5’ fosfosulfato)
y PAPS (3’ fosfoadenosina 5’ fosfosulfato).
La reacción completa de la incorporación de sulfato en aminoácido es la
siguiente:
SO42- (extracelular)
SO42- + ATP
ATP + APS
transporte activo
ATP sulfurilasa
ATP fosfoquinasa
SO42- (intracelular)
APS + PPi
PAPS
25
2 RSH + PAPS
SO32-
PAPS reductasa
+ 3 NADPH
SO32- + AMP 3’ fosfato + RSSP
H2S + 3 NADP
sulfito reductasa
O-acetil L serina + H2S
L- cisteína + acetato + H2O
sulfhidrilasa
La adición de sulfato inorgánico a un suelo conduce a su rápida incorporación a
las fracciones de azufre orgánico por esta vía de asimilación microbiana. La
velocidad y magnitud de esta inmovilización se incrementa en presencia de una
fuente de energía, como materia orgánica metabolizable.
Luego, gran parte de este azufre acumulado es encontrado en las fracciones
de ácido fúlvico, especialmente como sulfatos orgánicos.
MINERALIZACION
La mineralización de las formas orgánicas es un importante proceso
microbiológico que asegura la provisión de sulfatos en la zona radical.
Formas orgánicas como las proteínas, aminoácidos, compuestos
húmicos, ésteres sulfúricos, etc. son transformados en compuestos cada
vez más simples por una micro población muy variada, en condiciones
muy amplias de aireación, temperatura y pH, liberando finalmente
compuestos inorgánicos, sulfatos y/o sulfuros.
Las vías conocidas se pueden observar en la figura 2
Materia orgánica
CARBONO
UNIDO A
AZUFRE:C-S
ESTERES SULFATO
C-O-S
2
5
3
1
TIOSULFATO
TETRATIONATO
H2S
4
6
S-SO42- INORGANICO
26
7
Fig. 2: Vías conocidas de mineralización del azufre
1- Vía directa: mineralización biológica durante la oxidación del carbono como
fuente de energía.
2- Hidrólisis de cisteina: por acción de la enzima cistein-desulfhidrolasa.
3- Mineralización anaerobia de la materia orgánica (desulfurilación).
4- Oxidación biológica del H2S a sulfato a través del azufre elemental y
tiosulfato.
5- Oxidación incompleta del azufre orgánico a compuestos de azufre
inorgánico.
6- Oxidación biológica de tetrationato a sulfato, a través del sulfuro.
7- Vía indirecta: mineralización bioquímica cuando los ésteres sulfato son
hidrolizados por enzimas sulfatasas.
La mineralización directa involucra microorganismos del suelo. Los elementos
como el nitrógeno y azufre, en asociación directa con el carbono, son
mineralizados mientras los microorganismos oxidan los compuestos orgánicos
para
obtener
energía.
Los
microorganismos
heterotróficos
del
suelo
descomponen los compuestos de azufre orgánico para crecer, mientras la unión
C-S se rompe, el azufre es liberado, generalmente como sulfuro S2-.
La mineralización indirecta involucra enzimas como las sulfatasas. Los ésteres
sulfato son hidrolizados por enzimas intra o extacelulares. Este proceso, también
conocido como “mineralización enzimática”, ocurre principalmente fuera de la
célula y podría ser regulada por inhibición del producto final, o sea el nivel de
sulfatos.
La mineralización directa es controlada por la necesidad microbiana de fuentes
de carbono y de energía, mientras que la mineralización indirecta es controlada
por aquellos factores que afectan la síntesis enzimática, actividad y cinética.
La mineralización se mide generalmente como “mineralización neta”, ya sea
como la cantidad de S-SO42- acumulado durante un periodo de tiempo, o como
la diferencia entre la mineralización y la asimilación. Así, para que ocurra una
alta mineralización neta, el balance debe estar inclinado hacia la mineralización.
27
El punto de equilibrio, sin ganancia ni pérdidas para la mineralización e
inmovilización, puede calcularse en base a la relación Carbono/ Azufre (C/S) del
sustrato; a los microorganismos descomponedores presentes y al coeficiente de
rendimiento. Por ej.: si consideramos la descomposición de los residuos de un
cultivo, la mineralización neta ocurrirá generalmente cuando la relación C/S sea
de 200/1 o menos. Mientras que la inmovilización neta del S se producirá cuando
la relación sea mayor de 400/1.
Como la actividad microbiana es la fuerza conductora para la mineralización e
inmovilización, estos procesos están significativamente influenciados por todos
aquellos factores que afectan el metabolismo microbiano, tales como:
•
•
•
•
•
necesidad de energía y nutrientes
Relación C/S
Disponibilidad de agua
Abundancia de azufre orgánico
pH, temperatura y potencial redox
El crecimiento activo de las plantas puede incrementar la mineralización del
azufre en el suelo. Las plantas aportan fuentes de energía a la rizósfera en forma
de exudados que incrementan el crecimiento y la actividad microbiana en la raíz,
y por lo tanto incrementan la mineralización del azufre.
Sin embargo, la re-asimilación de sulfatos inorgánicos liberados por el
crecimiento microbiano podría no aumentar el reservorio de azufre disponible
para las plantas, más aun, podría disminuir cuando la demanda microbiana
supera la tasa de mineralización del azufre
. Diferentes plantas excretan diferentes tipos y cantidades de exudados a la raíz
y requieren diferentes cantidades de azufre para crecer, de modo que la rotación
de cultivos puede tener un impacto significativo en el ciclo del azufre en el suelo.
5- BIOQUIMICA DEL CICLO DEL AZUFRE
Los procesos químicos que ocurren en el ciclo biogeoquímico pueden involucrar
cambios en el estado de oxidación del azufre y éstos pueden producirse en
cantidad significativa tanto químicamente como por procesos biológicos.
28
Las transformaciones del azufre son complejas debido a la variedad de estados
de oxidación que presenta. Sin embargo, sólo tres de ellos tienen importancia en
la naturaleza: -2 ( sulfhidrilo R-SH, y sulfuro HS-) ; 0 (azufre elemental S°) y +6
(sulfato SO4-2 ).
La figura 3 muestra el ciclo de óxido-reducción del azufre y la participación de
los microorganismos en las transformaciones del mismo.
Fig. 3: Ciclo de óxido-reducción del azufre
En el ciclo se pueden distinguir dos fases de acuerdo al tipo de reacción
que interviene en el mismo: a) fase de oxidación; b) fase de reducción.
a) Fase de oxidación microbiana de compuestos inorgánicos de
azufre
La oxidación abiótica de compuestos reducidos del S puede ocurrir en grado
limitado en el suelo, pero las reacciones microbianas dominan claramente los
procesos. La oxidación biológica de S elemental en el suelo se realiza de
acuerdo a la siguiente vía:
SO42-
S2--------------------- Sº -------------- S2O3-2-----------------------
29
Sulfuro
Azufre elemental
Tiosulfato
Sulfato
Los microorganismos responsables de la oxidación del S se registran en el
cuadro siguiente:
Cuadro 3- Microorganismos responsables de la oxidación del azufre
Fotolitótrofas: Chlorobium y Chromatium
Son anaerobios estrictos. Predominan en barros y en anaerobiosis donde se
acumulan sulfuros En su metabolismo el sulfuro sirve como dador de electrones
para la realización de la fotosíntesis.
Intracelular: púrpura
H2S + CO2------------LUZ----------------- (CH2O) + H2O + 2Sº Extracelular: verde
Reserva de
energía
Este azufre depositado dentro de la célula es una reserva de energía, ya que
cuando se agota el suministro de H2S, puede obtener energía adicional mediante
la oxidación del S° a SO42- , según la ecuación:
H2S + 2CO2 + H2O--------LUZ------------------- (CH2O) + SO42- + 2 H+
Uno de los productos de las reacciones es el protón H+, lo que da lugar a una
disminución del pH, por lo tanto a una acidificación del medio.
Quimiolitótrofos: Beggiatoa, Thiothrix.
30
Son características de medio ambientes acuáticos ricos en sulfuros o suelos
hidromórficos. Contienen inclusiones de S en sus células que pueden oxidar a
sulfatos.
Quimiolitótrofos: Thiobacillus: Son bacterias Gram -, no esporulados, algunas
móviles por flagelo polar y depositan S elemental fuera de la célula.
Además de su importancia ecológica en el reciclaje del S, algunas especies son
de reconocida importancia biotecnológica. Debido a su tipo de metabolismo,
esas especies pueden ser usadas a escala industrial en procesos de
solubilización de metales de interés económico como el cobre y el uranio. Este
género tiene como característica básica la capacidad de obtener energía para
fijar el CO2 atmosférico a partir de la oxidación de las formas reducidas del S.
Desde el punto de vista tecnológico se pueden destacar: T. thioxidans y T.
ferroxidans. La solubilización de metales de grandes residuos minerales, era
considerada en los años 50 como un proceso natural. Con el aislamiento y
purificación de T. ferroxidans fue posible correlacionar el proceso con la
participación bacteriana. El principio de este proceso se basa en la capacidad de
producir ácido sulfúrico juntamente con otro agente oxidante (iones Fe3+) que
promueven la lixiviación ácida de metales.
T. thioxidans: solamente oxida formas de S conforme a la siguiente ecuación:
Sº, S2- + ½ O2 + H2O----------------------------------H2SO4
T. ferroxidans: además de oxidar el S, utiliza también el ion Fe2+ como sustrato
oxidable:
4 FeSO4 + O2 + 2 H2SO4------------------------2 Fe2(SO4)3 + 2 H2O
Para la pirita:
FeS2 + H2O + 7/2 O2---------------------------FeSO4 + H2SO4
El ácido sulfúrico y el sulfato férrico producidos pueden atacar a otro sulfito
metálico o un mineral conteniendo el metal en su estado reducido:
CuFeS2 + 2Fe2(SO4)3 + 2 H2O + O2-----------------CuSO4 + 5FeSO4 + 2H2SO4
31
El encalado de suelos favorece la acción de la población sulfooxidante. En general, el pH no
desciende demasiado en el suelo pues la vegetación se encarga de asimilar los sulfatos a
medida que éstos se van produciendo.
Cuando se desea corregir suelos alcalinos, el suelo puede recibir grandes cantidades de S en
polvo y la actividad de los Thiobacillus asegura una rápida formación de ácido sulfúrico que
disminuye el pH.
La aplicación de fertilizantes granulados con S elemental y fosfato de roca inoculado con
Thiobacillus permiten aportar a las pasturas sulfatos y fosfatos más rápidamente en el trópico
húmedo que en regiones templadas y áridas. El ácido sulfúrico formado ayuda en la
solubilización de fosfatos tricálcicos y compuestos de manganeso.
b) Fase de reducción de compuestos inorgánicos de azufre
La reducción del sulfato origina como producto final al H2S, un importante
compuesto natural que participa de procesos biogeoquímicos. Tal como
ocurre con el nitrógeno, es necesario distinguir entre la reducción
asimiladora y desasimiladora del sulfato.
Cuando se reduce el SO4-2 para ser usado como aporte nutricional, se dice
que se asimila y el proceso se denomina metabolismo asimilador y sirve
para satisfacer las necesidades nutritivas durante el crecimiento
bacteriano.
En cambio, cuando se utiliza este SO4-2 como aceptor de electrones en el
metabolismo energético se denomina metabolismo desasimilador, y el
producto reducido es expulsado al medio.
Este proceso se puede resumir en el siguiente esquema:
32
El ión sulfato es estable y no se puede reducir si antes no está activado por
el ATP. La enzima ATP sulfurilasa cataliza la unión del sulfato con un
fosfato del ATP y se forma así la adenosina fosfosulfato o APS.
En la reducción desasimilatoria de sulfato, el grupo sulfato de la APS se
reduce directamente a sulfito (SO3-2) por la acción de la enzima APS
reductasa.
En la reducción asimilatoria, se añade otro fósforo a la APS, formándose
fosfoadenosina fosfosulfato o PAPS y luego se reduce la parte sulfato.
En ambos casos, el primer producto de la reducción es el sulfito SO3-2.
Luego éste, por acción de la enzima sulfito reductasa, se transforma en
sulfuro.
La reducción y la asimilación de sulfatos por microorganismos ocurren en
aerobiosis y en anaerobiosis. Contribuyen muy poco a la liberación de H2S al
ambiente ya que lo usan para satisfacer sus requerimientos (se convierten
rápidamente en aminoácidos). Es esencial en el crecimiento microbiano y
vegetal donde los sulfatos son asimilados.
33
La
reducción
no
asimilativa
de
sulfatos
es
realizada
por bacterias
sulfatorreductoras estrictamente anaerobias, tales como: Desulfovibrio spp.,
Desulfotomaculum spp. y Desulfomonas spp. Las bacterias oxidan compuestos
orgánicos (acetato, malato, etanol) e H2 y usan el sulfato como aceptor final de
electrones de la cadena transportadora anaerobia y se excreta al medio una gran
cantidad de H2S. Se puede resumir en la siguiente ecuación:
2C3H6O2 + SO42----------------------2C2H4O6 + 2H2O + 2CO2 + S2(Lactato)
(Acetato)
El proceso de reducción de sulfato es análogo al proceso de desnitrificación.
Tiene gran interés geoquímico y ecológico por la degradación de depósitos
minerales diversos y formación de depósitos de S.
34
CAPITULO 3
FUNCIONES METABOLICAS DEL AZUFRE
El azufre una vez en el interior de las células, presenta como característica su
poca movilidad y cumple fisiológicamente algunas funciones muy importantes,
además de constituir distintas sustancias vitales, como son:
• Forma parte constituyente de las proteínas (cistina, cisteína, metionina).
• Forma parte de las vitaminas (biotina).
• Es constituyente de las distintas enzimas con el sulfidrilo (SH-) como grupo
activo, que actúan en el ciclo de los hidratos de carbono y en los lípidos (en
la oxidación de los ácidos grasos, como la coenzima A, CoA).
• Interviene en los mecanismos de óxido-reducción de las células con el
glutatión.
• Interviene en la estructura terciaria de las proteínas: el azufre ayuda a la
constitución de estas macromoléculas además de formar parte de los
aminoácidos.
El primer compuesto orgánico estable de azufre resultante del proceso de
asimilación (reducción) del SO42- es la cisteína.
El grupo S-H (tiol o sulfhidrilo) de la cisteína puede ser transferido a la
homoserina, formando homocisteina.
Esta, luego puede ser convertida en metionina mediante la transferencia de un
grupo metilo. La secuencia de las reacciones se describe de forma sencilla en
el esquema siguiente:
COOH
SH
COOH
35
CH3
COOH
H2N---CH
H2N---CH
CH2
H2N--CH
CH2
OH
CH2---OH
CH2
H
CH2—S-H
CH2-S-
CH3
Homoserina
Homocisteina
Metionina
Los aminoácidos más importantes que contienen azufre en las plantas son
cisteína y metionina. Ambos se encuentran como ácidos libres y como bloques
formadores de proteínas.
Una de las principales funciones del azufre en las proteínas o polipéptidos es la
formación de uniones disulfuro entre las cadenas polipeptidicas.
La síntesis del dipéptido cistina a partir de dos moléculas de cisteína ilustra la
formación de una unión disulfuro desde dos grupos SH o sulfidrilos:
COOH
H2N- C-H
COOH
+
CH2--SH
Cisteína
COOH
H2N—C-H
H2N--C-H
CH2—SH
+
COOH
H-C--NH2
CH2—S-----S---CH2
Cisteína
Cistina
De forma análoga, la formación de uniones disulfuro puede servir como puentes
de unión covalente entre dos cadenas polipeptidicas o entre dos puntos de una
cadena simple. De este modo se estabiliza la estructura polipeptídica.
La formación de enlaces S-S (disulfuro) en polipéptidos y proteínas es una
función bioquímica esencial del azufre, ya que estos puentes S-S contribuyen a
la conformación de las proteínas. Otra función importante de estos grupos en el
metabolismo es su directa participación en las reacciones enzimáticas. Sin
embargo, no todos los grupos S-H libres en enzimas son activos.
36
Como puede observarse en las ecuaciones, la cistina es formada por la
oxidación (o pérdida de H) de dos moléculas de cisteína. La reacción global
actúa como un sistema redox, el cual puede tomar o perder átomos de H,
dependiendo de las condiciones metabólicas presentes.
Bajo condiciones reductoras (exceso de H o coenzimas reducidas) el equilibrio
se desplaza a favor de la cisteína; mientras que bajo condiciones oxidantes se
formará cistina. Así el sistema funciona tanto de dador como de aceptor de H.
De manera análoga funciona el sistema redox del glutatión. Este juega un papel
muy importante en el metabolismo debido a su mayor solubilidad en agua: el
grupo S-H de una molécula de glutatión forma un puente S-S con el grupo S-H
de otra molécula de glutatión.
El grupo S-H del ácido lipoico también participa en una reacción redox de
manera similar. El ácido lipoico es una coenzima involucrada en la
decarboxilación oxidativa de los α cetoácidos.
El azufre es un constituyente de la coenzima A (Co A), y de las vitaminas biotina
y tiamina (vit B1). En la coenzima A el sitio activo de la molécula es el grupo SH. Este puede reaccionar con los grupos OH- de los ácidos orgánicos, según la
ecuación:
O
R--C—OH
Ácido orgánico
O
+
H—S—CoA
R—C—S-CoA
+
H2O
Coenzima A
De esta forma, el grupo S-H se esterifica con un grupo acilo de un ácido orgánico.
Además la Co A funciona como un transportador de grupos acilo:
O
CH3--- C ~ S -- CoA
37
Acetil CoA
El acetilCoA se forma cuando el CoA reacciona con ácido acético. Este es un
ejemplo de un ácido activado y juega un rol importante en el metabolismo de los
ácidos grasos.
Muchas especies de plantas contienen pequeñas cantidades de compuestos
volátiles de azufre. En algunos grupos de plantas estos pueden ser importantes.
Por ej los sulfóxidos, que son responsables tanto del factor lacrimógeno en las
cebollas, como del olor en los ajos.
La aliina es un sulfóxido que se encuentra naturalmente en el ajo fresco y es un
derivado de la cisteína. Cuando se corta o aplasta el ajo, este compuesto entra
en contacto con la enzima aliinasa y se convierte en alicina, principal responsable
del olor a ajo.
H2C=CH-CH2
O
S
S+
H2C=CH-CH2
NH2
OH
O-
Radical alilo
aliina
Los aceites mostaza que están presentes principalmente en las Crucíferas, son
de particular importancia agrícola. La fórmula general es la siguiente:
S-- glucosa
R---C
O
NO—S—O-
38
X+
O
X+ es generalmente potasio: K+.
En esta fórmula general de los aceites mostaza, se muestra al azufre en dos
formas diferentes: como sulfato SO42- y como S atómico uniendo la molécula de
glucosa con el resto de la molécula.
El término correcto para los aceites mostaza es “glucósidos aceite de mostaza o
glucosinolatos”. El alto contenido de azufre que se encuentra generalmente en
las Crucíferas es ampliamente atribuido a estos compuestos.
El contenido total de azufre en los tejidos vegetales está en el orden del 0,2 al
0,5% en materia seca. En las especies vegetales capaces de sintetizar
glucosinolatos, la forma primaria de almacenar azufre es el S orgánico, más que
el sulfato y el contenido depende muy estrechamente del aporte de azufre.
Metabolismo del Azufre en las plantas
Dado que el azufre es un nutriente principal para las plantas, el conocimiento de
los compuestos del azufre y sus funciones resulta esencial para estudiar el
crecimiento de las mismas.
La mayoría del azufre en las plantas está como cisteína y metionina, compuestos
que también poseen nitrógeno(N) en su estructura.
El azufre y el nitrógeno en estos aminoácidos están en estado reducido. Sin
embargo, no debe sorprender que exista evidencia de una regulación interna
donde los productos de la reducción del sulfato estimulen la reducción de nitratos
y viceversa.
La mayoría del azufre es provisto como sulfato por las raíces, donde es
absorbido por un proceso que requiere energía. Luego de la absorción, el sulfato
es transportado a la endodermis y conducido por el xilema.
39
El sulfato es transportado a las hojas por efecto de la transpiración. En los
cloroplastos, el sulfato es activado, reducido a valencia -2 e incorporado a la
cisteína.
La principal porción de S-cisteína es transferida a metionina y la mayor parte de
ambas, metionina y cisteína, son incorporadas a las proteínas, donde esta última
juega un papel de vital importancia en la estructura secundaria de las mismas.
El S-cisteína también forma parte de la tiamina, coenzima A (CoA) y ácidos
lipoicos (cofactores que actúan en el metabolismo del acido pirúvico) y biotina (la
cual opera en la transferencia de CO2).
La cisteína es también incorporada en el glutatión GSH, el cual es una forma de
transporte de azufre: un transportador de SO42- durante la reducción y un
reductor de disulfuros a tioles.
Parte de la metionina no incorporada a las proteínas es convertida en Sadenosilmetionina, la cual es una fuente de grupos metilo no azufrado, etileno y
poliaminas.
I)
Transporte de sulfato y aminoácidos azufrados
El transporte de compuestos de azufre a corta y larga distancia está íntimamente
ligado al metabolismo del azufre y a la sanidad de la planta. El sulfato, principal
fuente de azufre para la planta, ingresa por la región de los pelos radiculares y
difunde a través de la corteza y es acumulado en la endodermis primaria.
Es conducido hacia los vasos del xilema y se mueve en el proceso de
transpiración hacia las hojas, donde es descargada en las células mesófilas. La
reducción del sulfato y la incorporación del azufre en formas orgánicas ocurren
primero en las hojas, siendo los cloroplastos el principal sitio para la reducción
del SO42-.
El transporte de sulfatos hacia las células de la planta, se realiza contra un
gradiente químico y electroquímico y, por lo tanto, es directa o indirectamente
dependiente de la energía.
40
En las hojas, el SO42- es acumulado en los cloroplastos, principal sitio de su
metabolismo en las plantas. Entra al cloroplasto mediante un transportador de
fosfato por estricto intercambio y por cada molécula de SO42- que entra al
cloroplasto, sale una molécula de HPO42- y viceversa.
Los principales productos de la reducción del SO42- en las hojas son la cisteína,
metionina y glutatión. El glutatión es una forma de reserva y transporte de
cisteína y es la principal forma móvil de azufre reducido en las plantas.
II)
Activación y reducción del sulfato
a.- Activación de sulfato
La asimilación de sulfato es una propiedad de las plantas y las bacterias. Los
animales y los protozoarios solo pueden llevar a cabo el primer paso de la
asimilación de sulfato, es decir, la activación del sulfato.
Las plantas reciben la mayoría de su azufre como SO42- y éste es estable, la
activación es necesaria como primer paso para su utilización. Los dos tipos
principales de reacciones metabólicas son: la reducción y la formación de ésteres
sulfato, y ambas requieren la activación del SO42-.
Las formas activadas del SO42- son:
•
adenosina-5´-fosfosulfato (APS) y
•
3´-fosfoadenosina-5´-fosfosulfato (PAPS)
En las plantas, APS funciona como un sustrato para la reducción del SO42- y
como un precursor de PAPS, mientras que PAPS actúa como el dador de SO42en la formación de los ésteres sulfato
Formación de APS: tres reacciones enzimáticas pueden conducir a su
formación:
41
ATP + SO42-
Mg2+
ATP sulfurilasa
APS + PPi
[1]
ADP + SO42-
Ca2+
ADP sulfurilasa
APS + Pi
PAPS + H2O
3´-nucleotidasa
APS + Pi
[2]
[3]
Se piensa que la ATP sulfurilasa es la principal enzima responsable para la
síntesis de novo de APS.
El equilibrio en la reacción [1] está fuertemente desplazado hacia los reactivos.
Su constante de equilibrio está en el orden de 10-6 a 10-8. Sin embargo, la
formación de APS puede ser “empujada” o favorecida por la hidrólisis irreversible
de pirofosfato a ortofosfato inorgánico catalizada por una pirofosfatasa.
La enzima ATP sulfurilasa se halla ampliamente distribuida en la naturaleza. Fue
encontrada en animales y microorganismos así como en plantas superiores. En
el caso de la soja (Glycine max L. Merr ), la mayor actividad de ésta enzima se
halla en las hojas.
La activación del SO42- por la ATP sulfurilasa es la primera reacción, y es un
punto de regulación del metabolismo del sulfato.
Se ha señalado que en el equilibrio [1], no se favorece la formación de APS y
que ésta puede ser mejorada por la remoción de un producto, el pirofosfato (PPi).
Por lo tanto, las plantas tendrían dos tipos de pirofosfatasas (enzimas que
promueven la hidrólisis de pirofosfato a ortofosfato, Pi).
Una pirofosfatasa actúa a pH por debajo de la neutralidad, mientras que una
pirofosfatasa alcalina requiere de Mg2+ para funcionar. Ambas enzimas están
ampliamente distribuidas en las plantas superiores
Formación de PAPS
42
Se conoce una sola vía para la biosíntesis de PAPS y es la fosforilación de APS
por ATP mediada por la enzima APS quinasa.
APS + ATP
APS quinasa
PAPS + ADP
[4]
La enzima tiene alta afinidad por APS y por el ATP y su localización es el
cloroplasto.
b.- Reducción de sulfato
La reducción del sulfato cambia la valencia del azufre desde +6 hasta -2. Dado
que la mayoría de los compuestos azufrados en la planta están en forma
reducida, y como el SO42- es la fuente predominante de azufre, la reducción es
un proceso vital para la planta.
Los organismos no reducen el SO42- per se, sino que reducen la forma activada,
APS o PAPS. Las plantas superiores reducen por la vía del APS más que por la
vía del PAPS. La secuencia simplificada del proceso de reducción del sulfato,
sería la siguiente:
SO42-
PAPS
APS
Ésteres sulfato
(-HS-)
proteínas Fe-S
CISTEINA
III)
Biosíntesis de cisteína y metabolismo
43
Tal como se ha expresado anteriormente, el principal destino del HS- es
la cisteína. En las plantas, los tres átomos de carbono de la cadena de la
cisteína derivan de la serina, la cual, a su vez, es formada indirectamente
a partir del ácido glicólico (vía glicina) o ácido 3-fosfoglicérico, a partir de
la fijación de CO2 durante la fotosíntesis.
El destino de la cisteína puede ser considerado con respecto a toda la
molécula, al átomo de azufre, y a la cadena carbonada. Desde un punto
de vista cuantitativo, la mayoría de la cisteína es incorporada a las
proteínas, donde juega un importante rol en la estructura y actividad.
La cisteína está involucrada en el mantenimiento de la estructura proteica
por la formación de uniones disulfuro entre los sulfidrilos de la cisteína en
la cadena peptídica, manteniendo juntas dos cadenas peptídicas
diferentes, como en la insulina, inmunoglobulinas y proteínas de reserva
en semillas de legumbres.
El grupo sulfhidrilo de la cisteína también está involucrado en la actividad
enzimática de numerosas enzimas, tales como proteasas y papaína.
SH
SH
[O]
Grupos tiol
SH
S–S
Uniones intracadenas
[O]
SH
S
S
Grupos tiol
Uniones intercadenas
El diagrama muestra como los grupos tiol de la cisteína pueden formar
uniones disulfuro intracadenas (dentro de una cadena polipeptídica,
contribuyendo a la estructura secundaria de la proteína), y uniones
44
disulfuro intercadenas para mantener juntas cadenas polipeptídicas
individuales.
El glutatión (GSH): Es un tiol, de bajo peso molecular que está presente en altas
concentraciones en todas las células. Su fórmula es la siguiente:
[HOOCCHNH2CH2CH2CO-NHCH(CH2SH)CO-NHCH2COOH]
Se encuentra en los cloroplastos y su grupo tiol, es mucho menos susceptible a
la oxidación que el grupo tiol de la cisteína u otros tioles simples.
En las células, GSH se almacena predominantemente en la forma reducida por
acción de la enzima glutatión reductasa.
El glutatión es un cofactor para numerosas enzimas y probablemente ayude a
mantener los grupos sulfidrilos de las proteínas en su forma reducida.
IV)
Biosíntesis y metabolismo de la metionina
La metionina (CH3SCH2CH2CHNH2COOH) es sintetizada a partir de tres vías:
a) la cadena de cuatro carbonos: deriva del ácido aspártico.
b) el átomo de azufre: deriva de la cisteína (por un proceso de transsulfuración)
c) el grupo metilo: deriva de la serina o glicina vía ácido Nmetiltetrahidrofólico (N-Me-THFA).
Si completamos el esquema anterior, tenemos:
SO42PAPS
Ésteres sulfato
Serina
AC.ASPARTICO
APS
(-HS-)
proteínas Fe-S
CISTEINA
METIONINA
S-adenosil metionina (SAM)
45
Etileno
poliaminas
Compuestos metilados
PROTEINAS
Las principales rutas de utilización de la metionina son:- su incorporación a las
proteínas y -la conversión en SAM, el cual es metabolizado a grupos metilo,
etileno y poliaminas:
Metionina + ATP
SAM + Pi + PPi
SAM: S-Adenosyl-L-metionina (S-Ado-Met), es un compuesto sulfurado reactivo
y es el mayor agente metilante en el metabolismo celular. Se forma por la
activación de L-metionina con ATP. La principal ruta cuantitativa de la utilización
del SAM es la transmetilación.
Las reacciones de transmetilación mediadas por SAM son clave en la regulación
de la expresión de los genes y en la actividad de diversas enzimas, así como en
la producción de antibióticos β lactámicos (penicilinas, cefalosporinas y
cefamicinas) que poseen un átomo de S derivado de la cisteína.
El etileno ( C3H4) es un importante regulador de crecimiento de las plantas.
A continuación se presenta un diagrama que modeliza la ruta metabólica del
sulfato en el flujo celular dentro de los tejidos vegetales.
46
Los compartimientos separados en el diagrama son: el citoplasma (CIT), en color
naranja y la vacuola (VAC) en color marrón, donde MET es metionina, CYS es
cisteína y GSH es el tripéptido glutatión.
Las figuras destacadas en rojo, indican los sitios específicos de regulación.
47
CAPITULO 4
MARCO CONCEPTUAL Y METODOLÓGICO
En
el
presente
capitulo
se
desarrollan
aspectos
conceptuales
y
metodológicos que permiten dar el marco referencial necesario al presente
trabajo de tesis.
Los mismos están referidos a dos temas fundamentales, como son:
1-La caracterización de las dos zonas agroecológicas más representativas de
la producción de granos en la provincia de Tucumán.
2-Los criterios para la extracción de las muestras y su posterior
acondicionamiento y transporte.
CARACTERIZACION DE LA LLANURA CHACOPAMPEANA
La Llanura Chacopampeana comprende un amplio sector del área este y sud
de la provincia de Tucumán, limitando al oeste con la Región del Pedemonte
y de la Llanura Deprimida y penetrando por el Este y Sur en las provincias de
Santiago del Estero y Catamarca. (Zuccardi, R.B; G.S. Fadda.-1985).
Constituye una amplia llanura que, en su mayor extensión, no presenta
rasgos sobresalientes de relieve, donde se encuentran pendientes que no
sobrepasan valores del 1%.
Solo al norte del departamento Capital (Los Pocitos, Los Nogales, El
Colmenar), el centro sud de Burruyacú (El Chañar, Macomitas, La Ramada
de Abajo) y el noroeste de Cruz Alta (Las Piedritas), el relieve se torna
ondulado, presentando pendientes moderadas con valores que oscilan del 1
al 4%.
48
La Región carece de una red de drenaje bien definida, pudiéndose mencionar
los ríos Urueña y Tajamar que la surcan en el norte, y pequeños cursos de
agua que, descendiendo de las Sierras Subandinas en el norte y del
Aconquija en el sur, se pierden al penetrar en ella , tal como puede verse en
el siguiente mapa
UBICACIÓN DE LA LLANURA CHACOPAMPEANA
Desde el punto de vista climático pueden diferenciarse claramente tres
subregiones (Zuccardi, R.B; G.S. Fadda.-1985).
-Llanura Chacopampeana Sub-húmeda húmeda u occidental (3-a).
49
-Llanura Chacopampeana Sub-húmeda seca o central (3-b).
-Llanura Chacopampeana Semiárida u oriental (3-c).
Llanura chaco pampeana Subhúmeda húmeda (3-a)
Se extiende por el norte del departamento Capital, centro sud de Burruyacú, NO
de Cruz Alta y en una delgada faja al este de Tafí. Tal como se aprecia en el
siguiente mapa:
LLANURA CHACOPAMPEANA SUBHÚMEDA HÚMEDA
50
El mesoclima varía del seco sub-húmedo cálido al este, a húmedo cálido al
oeste.
La precipitación media anual es de 750 a 1000 mm., con una evapotranspiración
potencial de 900 a 950 mm., donde la deficiencia de agua va de moderada, a
nula hasta los 200 mm. registrándose la misma en el período inverno-primaveral
(Agosto a Octubre).
Los suelos de la región se han desarrollado sobre materiales de origen eólico,
presentando una gran uniformidad en su morfología. El perfil responde al tipo
ABtC, donde el horizonte A constituye un epipedón mólico, moderadamente
provisto de materia orgánica, oscuro y moderadamente profundo. En las áreas
onduladas, por efecto de la erosión, el espesor del mismo puede encontrarse
reducido.
51
El horizonte Bt corresponde a un nivel de enriquecimiento de arcilla iluvial,
constituyendo un horizonte argílico. Los suelos modales que se encuentran al
centro y al oeste son los Argiudoles típicos, cambiando hacia el este a los
Argiustoles típicos.
La textura de los horizontes superficiales es franco limosa, tornándose más fina,
franco arcillosa o franco-arcillo limosa, a nivel de los horizontes B.
Los suelos de la región poseen una buena capacidad de retención de agua, con
una permeabilidad moderada a moderadamente lenta, constituyendo suelos de
moderadamente bien drenados, a bien drenados.
La reacción química es neutra en todo el perfil, pero hacia el límite oriental como
consecuencia de la presencia de carbonato de calcio (Argiustoles),
puede
tornarse moderadamente alcalina en profundidad.
La aptitud principal de esta subregión es agrícola, presentando condiciones
favorables para una amplia variedad de cultivos. Hacia el este se realizan cultivos
estivales de secano como soja y maíz principalmente, sorgo y poroto.
Llanura chaco pampeana seca Subhúmeda (3-b)
Representa una franja de 15 a 20 km de ancho y se extiende desde el centro NE
de la provincia en el departamento de Burruyacú hasta el centro SO del
departamento Graneros, siendo interrumpida en el centro por la microrregión de
la Llanura Deprimida salina seca – Subhúmeda (3-b-2)., como puede observarse
en el siguiente mapa:
LLANURA CHACOPAMPEANA SECA SUBHUMEDA
52
El mesoclima de esta subregión es seco subhúmedo cálido con precipitaciones
que varían de 750 mm al oeste a 650 mm al este.
La evapotranspiración potencial anual es de 950 a1.000 mm, registrándose una
deficiencia hídrica de 200 a 350 mm y durante los meses de febrero y marzo se
registra un balance hídrico positivo.
Los suelos de esta subregión, en su mayor extensión, se han desarrollado sobre
un material madre de origen eólico.
El perfil de estos suelos es de tipo A(B)C, donde el horizonte A es
moderadamente profundo y regularmente provisto de materia orgánica,
constituyendo un epipedón mólico desarrollado sobre un horizonte B estructural
que corresponde a un horizonte B cámbico.
53
El horizonte C generalmente contiene calcáreo en proporciones que varían del
0,5 al 6 %, donde la reacción química es neutra en superficie y ligeramente
alcalina en profundidad como consecuencia de la presencia de carbonato de
calcio. Son suelos ricos en Potasio, donde el contenido en Nitrógeno total es de
moderado a bajo y los tenores de Fósforo se califican como bajos.
La textura es franco limosa a lo largo de todo el perfil, lo que permite clasificarlos
como Haplustóles típicos, destacándose como característica sobresaliente de
esta subregión, el hecho de poseer suelos muy uniformes en cuanto a los
materiales originales que constituyen los mismos y a sus propiedades físicas y
químicas.
Esta particularidad, determina que los mismos sean considerados como muy
apropiados para realizar estudios de contenidos de nutrientes, dado que todos
los
resultados obtenidos al provenir de un universo tan homogéneo,
proporcionan datos estadísticamente confiables y por lo tanto pueden ser
comparables entre si.
No ocurre lo mismo dentro del área del Departamento de Graneros, ocupada por
esta subregión, donde se encuentran suelos de distinta naturaleza, derivados del
aporte de sedimentos aluviales, depositados por los ríos San Ignacio y San
Francisco. Estos suelos presentan un perfil de tipo AC, donde el horizonte A
constituye un epipedón Mólico. Se plantean problemas de deficiencias hídricas,
sumados a la existencia de suelos con salinidad interna, limitaciones que derivan
de su naturaleza particular.
La variabilidad de las características edáficas mencionadas precedentemente
para los suelos del área del departamento de Graneros comprendidos dentro de
esta subregión, determinaron que a los fines de poder dar cumplimiento a los
objetivos planteados en
este trabajo de Tesis, la mencionada zona fuera
excluida dentro de la subregión seleccionada, por no ser considerada como apta
para efectuar determinaciones de los contenidos de azufre.
54
La justificación de esta decisión se sustenta en razones de índole estrictamente
estadísticas, que indican que los resultados que de allí pudieran obtenerse, sólo
aportarían valores subjetivos propios de una información puntual en cada
situación de suelo relevada.
Llanura chaco pampeana Semiárida (3-c)
Esta subregión se localiza al este y sud de la provincia, penetrando en las
provincias de Santiago del Estero y Catamarca, como puede apreciarse en el
siguiente mapa de ubicación:
LLANURA CHACO PAMPEANA SEMIARIDA
El límite oeste queda definido por una línea que pasando ligeramente al oeste
de Garmendia, Gobernador Piedrabuena y Las Cejas al norte. Se continúa entre
55
Estación Aráoz y Tacanas en Leales, para luego de ser interrumpida por la
Llanura deprimida.
El mesoclima de la subregión es semiárido cálido pasando a semiárido muy
cálido en los extremos NE y SE. La precipitación varía de 650 mm en el oeste a
500 mm en el sud este. La evapotranspiración potencial anual es de 1.000mm y
existe un déficit hídrico permanente durante todo el año.
Son suelos desarrollados sobre sedimentos loesoides que muestran sólo la
diferenciación del horizonte A, el que, por sus colores demasiados claros,
constituye un epipedón ócrico. El contenido de materia orgánica es medio a bajo.
La textura es predominantemente franco limoso, llegando en algunos suelos a
ser limosa en profundidad.
El gran predominio de la fracción limo da a estos suelos un débil desarrollo de la
estructura y esta baja estabilidad estructural es una característica que debe
tenerse muy en cuenta para el manejo de los mismos. La capacidad de retención
de agua es favorable y la permeabilidad es moderada.
En profundidades de entre 60 y 100 cm, se encuentra el calcáreo presente, en
proporciones del 0,5% al 3 %. Estos suelos corresponden a los Ustortentes
típicos y a los Haplustóles énticos, según los mismos posean epipedón ócrico o
mólico respectivamente. En el NE del Departamento de Burruyacú, en las
proximidades del río Urueña, se localizan suelos con distintos grados de
afectación salina
De las características precedentemente mencionadas, la materia orgánica juega
un rol relevante, sobre las propiedades físicas y sobre la actividad biológica del
suelo tanto por su contenido de nutrientes (principalmente nitrógeno, fosforo y
azufre potencialmente disponibles para las plantas), como por sus efectos sobre
la disponibilidad de los micronutrientes (boro, zinc, cobre, etc.).
56
CARACTERIZACION DE LA LLANURA DEPRIMIDA
Esta región se localiza en el centro de la provincia, a ambas márgenes del río
Salí. Se extiende desde el sud del Departamento Capital hasta el sud del río
Marapa en el Departamento de Graneros. Hacia el oeste, el límite natural está
dado por la base del piedemonte a aproximadamente 400msnm., y al este, el
arroyo Muerto-Mista en los Departamentos de Cruz Alta y Leales, (Zuccardi,
R.B; G.S. Fadda.-1985), tal como puede apreciarse en el siguiente mapa de
ubicación:
UBICACIÓN DE LA LLANURA DEPRIMIDA
57
Constituye una amplia planicie aluvial de suaves ondulaciones y depresiones,
con pendientes menores del 0,5 %.
El sector ubicado al occidente del río Salí está recortado por una densa red
hidrográfica constituida por ríos y arroyos provenientes del área montañosa
.Toda el área está afectada por la presencia de una napa freática a escasa o
mediana profundidad cuya naturaleza determina la diferenciación de dos
subregiones:
a) Subregión de la Llanura Deprimida no salina u occidental (2-a)
b) Subregión de la Llanura Deprimida salina u oriental (2-b)
La complejidad de factores que interactúan en los suelos de la Llanura
Deprimida Salina u Oriental, determinan que la información que pudiera
obtenerse en esa subregión tenga solo el valor de una información puntual
para cada potrero muestreado.
La extrema variabilidad de los datos, al estar fuertemente sesgados no permite
que estos sean estadísticamente comparables, razón por la cual se optó por
excluir esta zona del estudio realizado.
Subregión de la llanura deprimida no salina u occidental
Se ubica al oeste del río Salí desde el sud del Departamento Capital hasta una
línea oblicua imaginaria que une aproximadamente a la población de Simoca
con
Santa Ana, tal como puede verse en el siguiente mapa de ubicación:
58
LLANURA DEPRIMIDA NO SALINA U OCCIDENTAL
59
La napa freática tiene un contenido salino que no supera los 300 mg/l y el nivel
de la misma está fuertemente influenciado por el relieve, la proximidad de los
cursos de agua y el volumen de las precipitaciones.
En el período de máximo ascenso, la profundidad de la capa freática fluctúa
entre 30 y 100 cm y ocurre al final del período de lluvias (marzo-abril) mientras
que en los períodos de mayor descenso, fluctúa entre 60 cm y 2 metros en el
mes de diciembre.
El mesoclima gradúa de seco sub-húmedo cálido en el sudeste a sub-húmedo
húmedo cálido en el oeste. La precipitación media anual es de 700 a 1000 mm.
La evapotranspiración potencial es de 900 a 1000 mm. Hay, por lo tanto, una
deficiencia anual moderada al este y sudeste de la subregión del orden de los
200 mm, mientras que hacia el oeste esta deficiencia pierde significación.
Las lluvias están concentradas en el período estival otoñal; mientras que en el
período invernal-primaveral, se registran escasas precipitaciones.
Los suelos se han desarrollado a partir de sedimentos aluviales originados de
materiales detríticos provenientes de las Sierras del Aconquija.
Caracteriza a la mayoría de estos suelos la presencia de un horizonte A
oscuro, rico en materia orgánica y profundo, que constituye un epipedón
mólico.
Los principales subgrupos de suelos que se encuentran son los siguientes:
a) Hapludoles fluvénticos y cumúlicos: corresponden a los suelos mejor
drenados del área, ocupando posiciones de relieve normal. El perfil es de tipo
AC, reposando el epipedón mólico directamente sobre los estratos
sedimentarios.
60
Son suelos moderadamente bien drenados a bien drenados y las texturas
superficiales son moderadamente gruesas (franco arenoso) a moderadamente
finas (franco arcilloso).
Cuando las condiciones de drenaje se restringen, pueden presentar calcáreo
en profundidad. La reacción química es ligeramente ácida a neutra en
superficie y neutra en profundidad. Son suelos bien provistos de Potasio,
moderados en su contenido de Nitrógeno y baja a moderada de Fósforo.
b) Hapludoles fluvacuénticos y Haplacuoles aéricos: Suelos de perfil ACg ó
AgCg, respectivamente. Se localizan en posición de relieve subnormal o
cóncavo, con napa freática próxima a la superficie. La presencia de la capa
freática determina la aparición de rasgos de hidromorfía que se reflejan en el
perfil por moteados herrumbrosos, acompañados o no por moteados grisáceos,
según sea la intensidad del proceso.
Son suelos pobres a imperfectamente drenados. Las texturas de los horizontes
superficiales son medias a moderadamente finas y las del subsuelo desde
franco arenosas hasta arcillo limosas.
La reacción química es neutra en todo el perfil, salvo en los suelos con
calcáreo que es moderadamente alcalina. El contenido de macronutrientes es
similar a los suelos anteriores.
c Argiudoles ácuicos: son suelos de perfil ABtgCg que se localizan en
posición de relieve subnormal con napa freática próxima a la superficie.
Los signos de hidromorfía se manifiestan a nivel de los horizontes Bt y C.
Son suelos de drenaje imperfecto. La textura de los horizontes superficiales es
franca, tornándose moderadamente fina a fina en el horizonte Bt .
61
La reacción química es neutra en todo el perfil. En algunos casos, puede existir
un ligero contenido de calcáreo en profundidad. Las características químicas
son similares a los suelos anteriores.
d) Udifluventes típicos y Udipsammentes típicos:
Son suelos desarrollados sobre sedimentos modernos, de escaso desarrollo y
cuyas condiciones de drenaje varían en función de su ubicación en el relieve.
Son suelos de texturas arenosas.
La aptitud principal de esta subregión es agrícola. Constituye el área cañera
más importante de la provincia, representando aproximadamente el 40-45 % de
la superficie cultivada con esta especie.
Se han realizado igualmente cultivos de tabaco y soja trigo y maíz con buenos
resultados.
EL ANALISIS DE SUELO Y LA TOMA DE MUESTRAS
Importancia
La fertilidad es la capacidad que posee el suelo para proporcionar los
nutrientes necesarios para el crecimiento y desarrollo equilibrado de los
cultivos. Es un concepto que engloba las características del suelo asociadas
62
a los requerimientos de las plantas que, por su naturaleza es variable en el
espacio y en el tiempo.
Una forma de estimarla es a través de la interpretación del “análisis de suelo”,
que le permite al asesor técnico elaborar programas de control y fertilización
del campo, mejorando la producción y economizando insumos, tiempo y
dinero.
El análisis de suelo no es una ciencia exacta, es una estimación de la
fertilidad, resultado de un conjunto de ensayos físicos y químicos practicados
en la muestra.
Es
una herramienta muy importante para la elaboración de una
recomendación de fertilización, ya que nos permite cuantificar la oferta de
nutrientes del suelo. La diferencia entre esta oferta y la demanda del cultivo,
a partir de la definición de un rendimiento objetivo, indica la cantidad de
nutrientes que deberá agregarse por fertilización.
Su objetivo es proveer una medida del contenido y de la variabilidad de los
principales “nutrientes” del lote, parcela, campo o superficie a la que va
referido.
Sin embargo, en su implementación, el punto más álgido es la
representatividad de la unidad de muestreo, ya que sólo se analiza una
pequeña cantidad de suelo que representará el dato de todo un lote o potrero.
La muestra de suelo consiste en tomar de medio a un kilogramo de suelo y
esta cantidad representará el volumen, superficie y profundidad del potrero,
lote o región a la que se referirá el resultado.
Esta enorme relación entre muestra y volumen real, hace que el muestreo
sea la etapa más crítica dentro del análisis de suelo y la interpretación de su
fertilidad, ya que introduce la mayor fuente de error en los resultados finales.
No hay un método único de toma de muestras, debido a la diversidad de
ambientes naturales y objetivos de análisis; sin embargo existen criterios
63
básicos a seguir para obtener lo que se denomina una Muestra
Representativa.
Si la muestra no es representativa los resultados de laboratorio no tendrán
ningún valor.
Determinación de la unidad de muestreo
Para efectuar un buen muestreo de suelos se debe determinar primero el área
o “unidad de muestreo”. Para ello, es necesario efectuar un relevamiento
general del paisaje, dividiendo el campo o lote en distintas áreas homogéneas
de acuerdo a las diferencias naturales (relieve, vegetación, drenaje, erosión,
color, etc.) o diferencias de manejo (rotaciones, cultivos, labranzas, etc.).
En esta etapa, resulta muy útil contar con toda la información referente a las
características edáficas de los suelos de la región, además de conocer el
historial del campo elegido.
El área o unidad de muestreo seleccionada dependerá en consecuencia, de
la uniformidad del lote, parcela o campo, de la intensidad del cultivo, del
manejo agronómico realizado y del grado de detalle con que se quiera
realizar la evaluación.
La magnitud geográfica de la Llanura Chacopampeana y la diversidad de
situaciones de suelos allí existentes, determina que para poder realizar
muestreos y mediciones de contenidos de cualquier nutriente específico,
resulte necesario establecer previamente un criterio para la selección del área
a muestrear.
El mencionado criterio estará basado únicamente en la homogeneidad de los
mismos dentro de la Región en estudio, de modo que los resultados obtenidos
sean no solamente representativos de la zona estudiada, sino
confiables y estadísticamente comparables.
64
también
Tipos de muestreos y acondicionamiento de las muestras
Las muestras pueden ser simples, cuando se extraen de un solo sitio, o
compuestas cuando se extraen de varios sitios, se mezclan y se analizan como
una muestra simple.
Hay varias formas de realizar un muestreo de la unidad delimitada:
•
Muestreo al azar: se realiza recorriendo la unidad de muestreo en forma
de zigzag o sinuosa, tomando muestras en forma no sistemática ni
inducidas subjetivamente. Las muestras deben cubrir la totalidad de la
unidad de muestreo. Se pueden tomar muestras individuales y determinar
un valor promedio, o bien, se pueden tomar submuestras al azar a lo largo
del campo, mezclándolas para obtener una muestra compuesta.
•
Muestreo al azar estratificado: se divide el campo en sub-unidades y se
toman al azar muestras simples o compuestas dentro de cada sub-unidad.
•
Muestreo por paisaje o topografía: es igual al anterior pero separado
por paisaje o topografía, altos, bajos, media loma, diferencias de
vegetación, etc.
•
Muestreo por áreas de referencias: involucra la selección de un área
pequeña, de menos de una hectárea, representativa del campo y dentro
de ella se muestrea al azar.
•
Muestreo sistemático o de grilla: se toman muestras a intervalos
regulares en todas direcciones. Aumenta la exactitud y muestra la
variabilidad del campo o parcela. Este es el método más usado en
investigación y en agricultura de precisión.
Los diferentes tipos de muestreo pueden apreciarse en las figuras siguientes:
TIPOS DE MUESTREOS DE SUELO
65
Figura 1: Tipos posibles de muestreo de un lote: a) Muestreo al azar b) Muestreo
al azar estratificado c) Muestreo en áreas de referencia d) Muestreo en grilla.
Profundidad del Muestreo
Las
muestras de suelo deben ser tomadas a una profundidad y volumen
constante, bajo condiciones lo más similares posibles. Este aspecto está
íntimamente relacionado con la posible variabilidad que pueden presentar los
nutrientes del suelo en profundidad.
El área de más densidad de raíces, normalmente es de 0-20 cm., por lo tanto
ésta es la profundidad de muestreo comúnmente recomendada para este tipo de
estudios. Debe evitarse la mezcla de muestras de diferentes profundidades.
Identificación, conservación y transporte de las muestras de suelo
Es muy importante efectuar una identificación adecuada de la muestra. Siendo
recomendable registrar todos los datos respectivos al lote elegido con un
66
marcador indeleble y sobre un papel resistente o sticker auto-adhesivo,
colocándolo por fuera de la bolsa a fin de evitar su posible deterioro.
Las muestras deben conservarse en lugar fresco y trasladarse al laboratorio lo
antes posible, utilizando a tal fin una conservadora plástica con hielo en su
interior, para evitar los procesos de oxidación de la materia orgánica que ocurren
por la acción combinada del aire y de la temperatura ambiente, que podrían
llegar a alterar los resultados de las determinaciones a realizar.
Si existieran demoras inevitables en el traslado y/o procesamiento, es
recomendable secar previamente en origen las muestras, exponiéndolas al aire.
Acondicionamiento
El acondicionamiento de las muestras condiciona la dinámica y las
transformaciones de las formas orgánicas e inorgánicas de los componentes del
suelo,
especialmente
del
azufre.
Estas
modificaciones
se
reflejarán
posteriormente en los resultados de los ensayos realizados.
En las publicaciones científicas nacionales e internacionales, se encuentran
resultados divergentes ante idénticas condiciones de acondicionamiento de
muestras de suelo.
Las tareas de acondicionamiento clásico del trabajo de rutina de los laboratorios
de suelos, comprenden: el secado al aire, la homogeneización y cuarteo, y el
tamizado por malla de 2 mm y cuando la metodología específica lo indica, el
tamizado por tamiz de 0,5 mm.
El acondicionamiento de las muestras comienza inmediatamente después de la
recolección de las mismas, recomendándose su inmediata remisión al
laboratorio el que deberá disponer mínimamente de la infraestructura necesaria
para la conservación de ellas (heladera o freezer).
Las muestras de suelo deben ser acondicionadas realizando previamente el
siguiente procedimiento:
67
•
Desmenuzado de la muestra:
Implica reducir los agregados a un tamaño de aproximadamente 1 cm.
Esta operación debe realizarse a mano.
•
Homogeneización y cuarteo:
Consiste en mezclar bien la muestra previamente desmenuzada y
extenderla uniformemente sobre la mesada de trabajo, dividirla en cruz
para luego proceder a descartar los dos extremos opuestos.
Se debe repetir esta operación hasta obtener unos 500 g de muestra total.
Conservación
La conservación de la muestra podrá realizarse de dos formas:
a) En húmedo: colocándolas en bolsas de polietileno o recipientes con
tapa los que se conservarán en heladera a temperaturas entre 2 y 4
°C.
b) En seco: colocando las muestras en una bandeja debidamente
identificada y se deja secar al aire o a una temperatura inferior a 40°C,
previo a la molienda y tamizado. La humedad de la muestra debe ser
inferior al 5%, dentro de las 24 hs posteriores de haber sido secadas.
Es importante lograr que las muestras se sequen en el menor tiempo posible y
que su contenido de humedad sea menor al 5%.
Las muestras secas se conservarán a temperatura ambiente hasta el momento
de su procesamiento en el laboratorio.
Molienda y tamizado de las muestras de suelo
•
La totalidad de las muestras secas se deben pasar a través de un tamiz
de 2 mm. y los fragmentos de piedras y/o de cantos rodados que pudieran
contener se desestimarán en base al porcentaje presente en cada una
de ellas.
68
•
Las muestras tamizadas se guardarán luego en bolsas plásticas cerradas,
que aseguren su conservación sin cambios en su contenido de humedad,
hasta el momento de efectuar el análisis de las mismas.
69
CAPITULO 5
ENUNCIACIÓN DEL PROBLEMA OBJETO DEL
ESTUDIO
El creciente interés surgido en nuestro país durante los últimos años, con
respecto a la importancia del uso de fertilizantes azufrados durante el
ciclo de producción de cultivos de granos y oleaginosas, se debe
fundamentalmente a la respuesta económica favorable que los mismos
han manifestado sobre los rendimientos culturales.
Existen numerosas citas bibliográficas sobre las respuestas obtenidas
con la fertilización azufrada en distintos cultivos, aunque todas ellas están
referidas
particularmente
a
los
suelos
y
a
las
características
agroecológicas de la zona núcleo sojera de nuestro País.
La relevancia del tema objeto del estudio, sumada a la ausencia de
antecedentes bibliográficos
sobre determinaciones de contenidos de
azufre realizadas en suelos del área de producción de granos de la
Provincia de Tucumán, justifican plenamente la importancia local y la
pertinencia de los objetivos propuestos en el presente trabajo de Tesis.
HIPOTESIS
Es posible medir los contenidos de azufre presentes en suelos del
área agrícola de producción de granos de la Provincia de Tucumán,
mediante
procedimientos
analíticos
específicos
para
su
determinación, que permitan relacionar los mismos con los valores
de pH del suelo y los porcentajes de Materia Orgánica existentes en
cada uno de ellos.
OBJETIVOS
70
Los objetivos planteados en el presente trabajo de tesis, fueron
clasificados en generales y particulares
OBJETIVOS GENERALES
•
Determinar dentro del área de producción de granos de la
Provincia de Tucumán, correspondiente a la Llanura Chacopampeana y a
la Llanura Deprimida, un área o subregión específica que por las
características edáficas de uniformidad y homogeneidad de sus perfiles
de suelo permita efectuar una determinación de los contenidos de azufre
asimilable presentes en los mismos, de modo que los resultados
obtenidos sean representativos y estadísticamente comparables.
•
Elaborar un cuadro de resultados de referencia rápida para
visualizar los contenidos de azufre existentes en las distintas localidades
del área seleccionada para el estudio, que permita determinar si existe
correlación estadística entre éstos valores, el pH del suelo y los
contenidos de MO % presentes en los mismos.
OBJETIVOS PARTICULARES
•
Caracterizar climática y edáficamente la región de la Llanura
Chacopampeana y de la Llanura Deprimida, y dentro de las mismas, el
área específica seleccionada para el estudio.
•
Determinar los contenidos de MO y los valores de pH de las
muestras de suelo del área seleccionada, mediante técnicas específicas
de laboratorio.
•
Determinar estadísticamente si existe correlación entre los
valores de contenidos de azufre asimilable medidos , el pH y los
contenidos de MO % de las muestras de suelo respectivas
71
•
Estandarizar un procedimiento de muestreo a seguir, para la
correcta extracción de las muestras de suelo, el acondicionamiento previo,
el transporte y la conservación de las mismas, antes de efectuar los
análisis respectivos en el laboratorio.
72
CAPITULO 6
MATERIALES Y METODOS
Conforme a los objetivos enunciados en el presente trabajo de tesis, se
delimitó el área de estudio, en base a los mapas satelitales de distribución
geográfica de los principales cultivos de la provincia de Tucumán,
elaborados por la sección cartografía de la EEAOC
73
Se identificaron y clasificaron previamente , de acuerdo a las
características físicas y texturales, los distintos tipos suelos existentes
en el área de cultivo de granos de la Provincia de Tucumán.
Se tomaron muestras de suelo de diferentes localidades con la técnica de
muestreos al azar. Se utilizó una pala para la extracción de cada muestra
.y la profundidad del muestreo fue de 0 a 20 cm.
Las muestras se acondicionaron en bolsas de plástico perfectamente
identificadas con toda la información pertinente y fueron trasladadas al
laboratorio en el menor tiempo posible, usando heladeras portátiles para
evitar deterioro.
Una vez en el laboratorio se procedió a secar cada muestra al aire,
disponiéndolas en bandejas ad hoc, hasta que la humedad de las mismas
este en el orden del 5%. Luego se homogenizaron, desmenuzaron y
extendieron
uniformemente,
se
cuartearon
dividiéndola
en
cruz
descartando los extremos.
Las muestras fueron tamizadas por malla de 2 mm.
Se determinaron para cada una de las muestras, los contenidos de azufre,
MO % y los valores de pH.
El análisis de suelo
La expresión “análisis de suelo” cuando es utilizada para hacer referencia a
ensayos de determinación de contenidos de nutrientes, encierra un significado
mayor al que se le atribuye.
El termino análisis hace referencia al conjunto de técnicas antes que a una en
particular. En esos casos, los entes de normalización y acreditación hablan de
ensayo para referirse a cada metodología en forma individual.
Es importante remarcar estos conceptos, ya que en el imaginario popular el
término ensayos se asocia con experiencias a campo antes que a laboratorio.
74
La fertilidad del suelo es un proceso sumamente dinámico, que puede ser
investigado parcialmente a través de la medida de los principales nutrientes
esenciales para la planta.
Un diagnóstico más completo puede hacerse cuando todas las variables
edáficas, físicas, físico-químicas, químicas y biológicas, junto con los datos de
emplazamiento del suelo y condiciones de uso son incorporados al mismo.
El trabajo de laboratorio con el empleo de metodologías específicas permite
efectuar caracterización de variables. Esta caracterización debe estar
estandarizada para que los resultados sean comparables.
En nuestro país, la normalización está a cargo de la SAGPyA , en convenio con
el IRAM, la Asociación Argentina de Ciencias del Suelo (AACS) y el SAMLA
(Sistema de Apoyo Metodológico de Laboratorios de Suelos y Aguas).
Determinación de azufre inorgánico
Las plantas absorben la mayor parte del azufre en forma de sulfato desde la
solución del suelo, la que se encuentra en equilibrio con el azufre inorgánico
absorbido y con el azufre orgánico, siendo este último la principal fuente de
reposición.
El contenido de azufre inorgánico del suelo se estima mediante el uso de
distintos extractantes. Uno de los más frecuentemente usados es una solución
de KH2PO4 (500 ppm de P) (Anderson, 1992).
Esta solución extrae el azufre soluble y el azufre absorbido.
Para la determinación de azufre inorgánico en suelo, en los extractos obtenidos
con la solución antes mencionada, el SAMLA propone y recomienda dos
métodos:
1. Método turbidimétrico
2. Método del azul de metileno
75
1-MÉTODO TURBIDIMÉTRICO
Este método consiste en la reacción de los iones sulfato con iones bario que
originan una turbidez que se mide con espectrofotómetro.
La materia orgánica coloidal interfiere en esta determinación por lo cual la
solución debe ser tratada con carbón activado previamente al desarrollo de la
turbidimetría.
Este método permite dosar cantidades de azufre superiores a 12 ppm en suelo,
si se utiliza la relación suelo-extractante del procedimiento descrito.
Materiales y reactivos necesarios
Materiales:
•
Agitador horizontal
•
Bomba de vacio
•
Agitador de tubos
•
Espectrofotómetro
•
Erlenmeyers de 250 ml con tapa
•
Probetas de 50 ml
•
Frasco Kitasato de 2 litros
•
Pipeta volumétrica de 10ml y de 1ml
•
Pipeta graduada de 10 ml
•
Tubos de ensayo de 180mm de diámetro y 190mm de largo (para
desarrollar la turbidimetría.
•
Matraz de 1litro y de 250 ml.
Reactivos:
•
Solución extractante: solución de dihidrógeno fosfato de potasio 500ppm
de P. Pesar 2,197 g de KH2PO4, disolver y llevar a 1 litro con agua
destilada.
76
•
Carbón activado: lavar el carbón con la solución extractante hasta que no
se verifique reacción positiva de sulfato.
•
Solución acida de aporte de núcleos de cristalización ( SPIKE): 20 ppm
de S. (27,20 g de K2SO4 se disuelven en 250 ml de HCl 6N ).
•
BaCl2.2H2O (Reactivo analítico). Cristales entre 20 y 60 mesh.
•
Papel de filtro Whatman N° 42 (lavado con solución extractante hasta
reacción negativa de sulfato).
•
Patrón de 1000ppm de S: disolver 5,434 g de K2SO4 y llevar a 1 litro con
solución extractante.
•
Patrones diarios de 25-50-100 y 200 ppm de S preparados a partir del
patrón de 1000 ppm de S. Hacer la dilución con solución extractante.
Extracción
Agitar durante 1 hora 10 g de suelo seco y tamizado por malla de 2 mm, con 50
ml de solución extractante en un Erlenmeyer de 250 ml. Realizar duplicado.
Desarrollo de la turbidimetría
Agregar 0,5 g de carbón activado y agitar durante 3 minutos y realizar una doble
filtración al vacío, tratando de formar una capa con el suelo sobre el papel, para
que la filtración sea más efectiva.
La segunda filtración se hace sobre la misma capa de suelo. El filtrado debe
resultar una solución perfectamente límpida.
Pipetear 10 ml del filtrado en un tubo para desarrollo de turbidimetría.
•
Agregar 1 ml de solución SPIKE.
•
Agitar con agitador de tubo.
•
Agregar 0,5 g de cristales de BaCl2.2H2O y dejar reposar 1 minuto.
•
Agitar en agitador hasta disolución
•
Leer en el espectrofotómetro a 420 nm, entre 2 y 8 minutos después del
paso anterior.
Preparación de la curva de calibración
77
Colocar 9 ml de solución extractante en un tubo de dosaje.
•
Agregar 1 ml del correspondiente patrón diario.
•
Agregar 1 ml de solución de SPIKE.
•
Agitar con agitador de tubos.
•
Agregar 0,5 g de cristales de BaCl2.2H2O y dejar reposar 1 minuto.
•
Agitar con agitador de tubos hasta disolución
•
Leer en el espectrofotómetro a 420 nm, entre 2 y 8 minutos después del
paso anterior.
•
Realizar tres blancos con solución extractante.
Cálculos
Se representa transmitancia en función de microgramos de S en papel
semilogaritmico:
ppm S= X/2
X= valor en microgramos que corresponde a la lectura de la muestra (se
obtiene de la curva de calibración).
Comentarios
El procedimiento debe ser estandarizado para lograr bajos coeficientes de
variabilidad.
Los tiempos indicados deben ser respetados y asegurarse que la agitación sea
semejante en todos los tubos y que el BaCl2 quede completamente disuelto.
2- MÉTODO DEL AZUL DE METILENO
Es un método colorimétrico donde el S inorgánico se reduce a la forma de sulfuro
con una solución reductora constituida por una mezcla de ácido iodhídrico, ácido
hipofosforoso y ácido fórmico y se destila como sulfuro de hidrógeno,
recogiéndolo sobre una solución de acetato de zinc-acetato de sodio.
El sulfuro de zinc precipitado se disuelve en una solución ácida que contiene
aminodimetilanilina (PADMA), en presencia de iones férricos.
78
El sulfuro reacciona con el compuesto orgánico dando el azul de metileno que
se utiliza para la determinación colorimétrica (Johnson y Nishita, 1952).
SO42- + agente reductor
H2S + Zn2+
H2S
ZnS + 2 H+
ZnS + PADMA
Azul de metileno
Este método se recomienda para cantidades de azufre entre 3 y 300 ppm y por
consiguiente, cubre un rango más amplio que el método turbidimétrico.
Materiales y reactivos necesarios
Materiales:
•
Tubo de N2 con válvula
•
Manómetro
•
Agitador horizontal
•
Centrifuga
•
Espectrofotómetro
•
Matraces aforados de 1L, 2L y 100 mL
•
Erlenmeyer de 1L
•
Tubos de centrifuga de 400 mm de diámetro y 95 mm de largo
•
Papel de filtro Whatman N° 42
•
Pipeta de 5 ml de suministro rápido
•
Pipeta aforada de 2 ml
•
Aparato de digestión-destilación (ver figura)
Reactivos
•
Solución extractante: solución de dihidrógeno fosfato de potasio de 500
ppm de P. Pesar 2,197 g de KH2PO4, disolver y llevar a 1L con agua
destilada.
•
Mezcla reductora: mezclar 300 ml. de ácido iodhídrico (HI) de densidad
1,7 grado metoxilo, con 75 ml. de ácido hipofosforoso (H3PO2, 50%) y 150
ml. de ácido fórmico (HCOOH, 90%) en un Erlenmeyer de 1 L.
79
•
Llevar la solución a ebullición y mantener a una temperatura de 115117°C durante 60 minutos (a temperaturas superiores, 120-125°C, se
forma fosfina). Durante toda la operación pasar por la misma una corriente
de N2 ya purificado.
La solución se conserva en recipiente oscuro y dura 2 a 3 semanas. La
solución no debe regenerarse.
•
Solución para lavado de gas N2 (frasco G): añadir 5 a 10 g de cloruro de
mercurio (II), HgCl2, a 100 ml. de una solución de permanganato de
potasio, KMnO4 al 2%.
•
Solución de lavado de pirogalol- fosfato de sodio (columna D): disolver 10
g de NaH2PO4 y 10 g de pirogalol [ C6H3 (OH)3] en 100 mL de agua
destilada con ayuda de una corriente de nitrógeno que burbujee a través
de la solución. Preparar diariamente, ya que se oscurece por la absorción
de O2.
•
Solución de acetato de zinc-acetato de sodio (matraz receptor F): disolver
en agua destilada 50 g de Zn(AcO)2. 2 H2O y 12,5 g de NaAcO. 3 H2O.
Completar el volumen a 1L y filtrar.
•
Solución de aminodimetilanilina (PADMA): disolver 2 g de sulfato de pamino dimetilanilina en 1,5L de agua destilada. Añadir 400mL de acido
sulfúrico lentamente y refrigerando la mezcla. Llevar a 2L con agua
destilada.
•
Solución de sulfato férrico amónico: a 25 g de Fe2(SO4)3(NH4)2SO4. 24
H2O añadir
5 ml de acido sulfúrico concentrado y 195 ml. de agua
destilada (la sal se disuelve lentamente, requiere 2 o 3 días).
•
Solución estándar de sulfato de potasio de 1000 ppm de S: pesar 5,434 g
de K2SO4, grado analítico, disolver y llevar a 1 L con agua destilada.
•
Patrones secundarios de 5, 10 y 20 ppm de S: preparados a partir de las
soluciones estándar y llevadas a volumen con agua destilada.
•
Tratamiento del lubricante: mezclar 5 g de lubricante de siliconas Dow
Corning con 10 ml. de una mezcla de volúmenes iguales de HI y de
H3PO2. Calentar hasta ebullición, agitando constantemente durante 45
minutos. Lavar cuidadosamente con agua destilada
80
Extracción
Agitar durante una hora 10 g de suelo seco y tamizado por 2 mm, con 50 ml de
solución extractante en un Erlenmeyer de 250 ml de capacidad.
Realizar duplicado. Dejar sedimentar 30 minutos, centrifugar 20 minutos a 4000
rpm y filtrar por papel Whatman N° 42.
Destilación
Lubricar todas las juntas esféricas con la cantidad mínima de lubricante.
Poner 10 ml del reactivo pirogalol-fosfato de sodio en la columna de lavado de
gases (D).
A 70 ml. de agua destilada añadir 10 ml de la solución de acetato de zinc-acetato
de sodio en el matraz de 100 ml. (F). Sujetar el tubo de conexión (E) al brazo
lateral de la columna de lavado (D) e introducirlo en el matraz (F).
Transferir una alícuota del estándar o la muestra en el matraz de ebullición (A).
Esta no debe ser superior a 2 ml.. Al mismo, agregar 4 ml. de la mezcla reductora
con una pipeta de suministro rápido. Conectar con rapidez el matraz de ebullición
al refrigerante (B), establecer el contacto entre el tubo que sale del frasco lavador
de N2 (G) y el brazo lateral del matraz de ebullición. Ajustar el flujo de nitrógeno
entre 100 y 200 ml. por minuto. Iniciar el flujo de agua de enfriamiento en el
refrigerante. Comenzar el calentamiento y mantener en ebullición lenta durante
1 hora.
Desarrollo de la colorimetría
Retirar el matraz receptor (F) dejando en él el tubo de conexión (E). Agregar 10
mL de la solución de p-aminodimetilanilina (PADMA) al matraz receptor (F).
Tapar, mezclar y añadir 2 ml de la solución de sulfato férrico amónico.
Tapar y mezclar nuevamente. Retirar el tubo de conexión (E). Completar el
volumen con agua destilada y mezclar bien. Leer en el espectrofotómetro a 670
nm después de 10 minutos y antes de las 24 horas.
Representar transmitancia en función de microgramos de S en papel
semilogaritmico.
81
EQUIPO DE DIGESTION-DESTILACION ( JOHNSON Y NISHITA)
(A) Matraz de ebullición de fondo redondo y junta esférica (19/22
Pyrex, de 50 ml de capacidad) con un brazo lateral de entrada
de 7 mm.
(B) Refrigerante recubierto de agua
(C) Tubo de conexión en U
(D) Columna de lavado de gas
(E) Tubo de conexión desmontable (4mm de diámetro externo)
(F) Matraz de 100 ml con tapón de vidrio como recipiente receptor
(G) Frasco de lavado del gas N2
Se debe proteger la llama del mechero de las corrientes de aire con pantallas.
Las uniones necesarias se realizan con tubo tygon.
82
Las conexiones (A) con (B), (B) con (C) y (C) con (D) son juntas esféricas. Para
asegurar el cierre hermético se utilizan las pinzas adecuadas.
83
CAPITULO 7
RESULTADOS Y DISCUSION
Los resultados obtenidos, se presentan en tres cuadros comparativos, que
permiten relacionar los contenidos de azufre expresados en ppm de azufre
asimilable, con los valores de M.O % y de pH para cada una de las zonas a
saber:
Zona 1:
Comprende las siguientes localidades: El Timbo, La Ramada y La Virginia
Zona 2
Comprende las siguientes localidades: Blanco Pozo, San Agustín, Estación
Araoz, Cañete, 7de Abril, La Verde, Gdor. Garmendia y Gdor. Piedrabuena
Zona 3
Comprende las siguientes localidades: Rio Colorado, Bella Vista y Simoca
Los valores consignados en cada uno de los cuadros, corresponden a
contenidos de azufre medido por Método Turbidimétrico, pH medido por
Potenciometría en relación suelo-agua 1:2.5 y MO medido por el método
de Walkey–Black modificado.
Con el propósito de poder relacionar e interpretar los datos obtenidos, se
menciona como dato complementario el cultivo que estaba presente al
momento de realizar el muestreo de suelo.
CONTENIDOS DE AZUFRE, M.O, pH y CULTIVO EXISTENTE
ZONA 1
84
ZONA 1
LOCALIDAD
CONTENIDO
AZUFRE ppm
M ORGANICA %
pH
CULTIVO
EXISTENTE
EL TIMBO 1
27,1
3.61
5.89
soja
EL TIMBO 1
28,8
3.48
5.89
soja
EL TIMBO 1
28,3
3.68
6.01
soja
EL TIMBO 2
28,1
4.63
5.93
soja
EL TIMBO 2
28,3
4.28
6.03
soja
EL TIMBO 2
28.2
4.08
5.89
soja
EL TIMBO 3
31,6
4.94
6.10
soja
EL TIMBO 3
31,9
4.82
5.86
soja
EL TIMBO 3
30,4
4.82
6.13
soja
LA RAMADA 2
21,8
3.09
5.89
soja
LA RAMADA 2
23,1
3.02
5.63
soja
LA RAMADA 2
23,8
3.04
5.91
soja
LA VIRGINIA
24,9
3.10
5.73
soja
LA VIRGINIA
24,3
2.88
5.52
soja
LA VIRGINIA
24,9
2.72
5.82
soja
CONTENIDOS DE AZUFRE, M.O, pH y CULTIVO EXISTENTE
ZONA 2
ZONA 2
LOCALIDAD
CONTENIDO
AZUFRE ppm
M.ORGANICA %
pH
CULTIVO
EXISTENTE
BLANCO POZO
19,6
2.76
5.71
SOJA
BLANCO POZO
19,2
2.68
5.66
SOJA
BLANCO POZO
19,7
2.72
5.70
SOJA
85
SAN AGUSTÍN
19,6
2.65
5.45
SOJA
SAN AGUSTÍN
20,1
2.64
5.38
SOJA
SAN AGUSTÍN
19,7
2.66
5.43
SOJA
ESTACIÓN ARAOZ
22,9
2.68
6.31
MAIZ
ESTACIÓN ARAOZ
23,8
2.61
6.39
MAIZ
ESTACIÓN ARAOZ
22,6
2.63
6.41
MAIZ
CAÑETE 1
26,1
2.87
6.48
SOJA
CAÑETE 1
26,9
2.81
6.51
SOJA
CAÑETE 1
26,5
2.78
6.51
SOJA
CAÑETE 2
25,2
2.71
5.88
TRIGO
CAÑETE 2
24,6
2.62
5.95
TRIGO
CAÑETE 2
24,7
2.65
5.87
TRIGO
CAÑETE 3
25,0
2.43
5.82
MAIZ
CAÑETE 3
24,2
2.50
5.76
MAIZ
CAÑETE 3
24,6
2.48
5.76
MAIZ
CAÑETE 4
32,3
2.61
6.09
TRIGO
CAÑETE 4
31,8
2.55
6.02
TRIGO
CAÑETE 4
31,6
2.58
6.10
TRIGO
7 DE ABRIL1
23,9
2.95
6.15
SOJA
7 DE ABRIL1
23,8
2.95
6.12
SOJA
7 DE ABRIL1
24,3
2.89
6.12
SOJA
7 DE ABRIL2
24,8
2.91
6.11
MAIZ
7 DE ABRIL2
25,3
2.92
6.05
MAIZ
7 DE ABRIL2
24,6
2.87
6.08
MAIZ
LAVERDE
18,5
2.70
6.51
SOJA
LAVERDE
18,5
2.79
6.44
SOJA
LAVERDE
17,9
2.76
6.43
SOJA
GARMENDIA
21,8
2.83
6.24
SOJA
GARMENDIA
21,5
2.88
6.24
SOJA
86
GARMENDIA
21,5
2.78
6.18
SOJA
PIEDRABUENA
27,0
2.30
7.11
SOJA
PIEDRABUENA
26,3
2.31
7.06
SOJA
PIEDRABUENA
26,8
2.26
7.10
SOJA
CONTENIDOS DE AZUFRE, M.O, pH y CULTIVO EXISTENTE
ZONA 3
ZONA 3
PH
CULTIVO
EXISTENTE
CONTENIDO
AZUFRE PPM
M.ORGANICA
%
RIO COLORADO1
19,8
2,39
6.57
SOJA
RIO COLORADO1
19,5
2,41
6.57
SOJA
RIO COLORADO1
19,5
2,49
6.51
SOJA
RIO COLORADO2
20,8
2,75
6.45
SOJA
RIO COLORADO2
20,3
2,69
6.39
SOJA
RIO COLORADO2
20,1
2,72
6.42
SOJA
BELLA VISTA 1
18,9
2,68
5.64
MAIZ
BELLA VISTA 1
18,6
2,68
5.59
MAIZ
BELLA VISTA 1
18,6
2,71
5.60
MAIZ
BELLA VISTA 2
25,5
3,19
5.47
SOJA
BELLA VISTA 2
25,6
3,12
5.47
SOJA
BELLA VISTA 2
25,4
3,14
5.47
SOJA
SIMOCA
17,9
2,55
7.10
SOJA
SIMOCA
17,6
2,53
7.13
SOJA
LOCALIDAD
87
SIMOCA
17,6
2,51
7.10
SOJA
ANALISIS ESTADISTICO
Todos los datos experimentales obtenidos fueron sometidos al análisis
estadístico de la varianza y test de Tukey para una P< 0,05 % y P < 0,01 %
con el propósito de determinar la existencia de diferencias significativas entre
los mismos.
Se presentan las gráficas con la distribución de los datos en función de la zona
muestreada.
CONTENIDOS DE AZUFRE (ppm) PARA LAS 3 ZONAS
34.14
Azufre ppm
30.34
26.55
22.76
18.96
1
2
Zona
Las líneas representan los límites de confianza del 95%.
88
3
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V.
SC
gl
CM
F
p-valor
Modelo 1507.89
2
753.94 31.56 <0.0001
Zona
1507.89
2
753.94 31.56 <0.0001
Error 1720.24
72
Total 3228.13
74
23.89
Test:Tukey Alfa=0.05 DMS=3.41896
Error: 23.8922 gl: 72
Zona
Medias n
E.E.
3
20.38 15
1.26
2
23.81 36
0.81
1
32.01 24
1.00
A
B
C
Letras distintas indican diferencias significativas (p<= 0.05). Se observan diferencias
significativas entre las distintas zonas de muestreo, respecto a contenidos de azufre.
CONTENIDOS DE MATERIA ORGÁNICA %
5.44
%mo.
4.69
3.93
3.18
2.42
1
2
3
Zona
Las líneas representan los límites de confianza del 95%.
Se observa mayor cantidad de M.O en la zona 1, pero también mayor
variabilidad entre los datos obtenidos.
Esto puede ser explicado por las características agroecológicas y la naturaleza
de los suelos de la región , donde por tratarse de campos con muchos años de
agricultura y bajo distintas
prácticas de manejo, primero labranzas
convencionales y luego siembra directa, determinan mayor variabilidad en los
contenidos de M.O.
89
Debido a la diferencias encontradas entre las varianzas, se hizo un análisis
inferencial con todos los datos obtenidos pero transformándolos previamente
a logaritmo, a los fines de homogeneizar las varianzas.
F.V.
SC
gl
CM
F
p-valor
Modelo 4.34
2
2.17
61.24 <0.0001
Zona
4.34
2
2.17
61.24 <0.0001
Error 2.55
72
0.04
Total 6.89
74
Test:Tukey Alfa=0.05
Error: 0.04 gl: 72
Zona
Medias n
2
2.69 36
A
3
2.70 15
A
1
4.71 24
B
Letras distintas indican diferencias significativas (p<= 0.05)
El test de Tukey indica que la Zona 1 presenta diferencias significativas en
los contenidos de M.O con respecto a las otras dos zonas
pH DE LAS MUESTRAS
90
6.63
pH
6.37
6.11
5.85
5.59
3
2
1
Zona
Las líneas representan los límites de confianza del 95%.
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V.
SC
gl
CM
F
p-valor
Modelo
0.08
2
0.04
8.21
0.0006
Zona
0.08
2
0.04
8.21
0.0006
Error
0.36
72
4.9E-03
Total
0.44
74
Test:Tukey Alfa=0.05
Error: 4.9E-03 gl: 72
Zona
Medias
n
1
5.74
24
A
2
6.14
36
B
3
6.23
15
B
Letras distintas indican diferencias significativas (p<= 0.05)
Se observa que existen diferencias significativas para los valores de pH
en la Zona 1 y diferencias no significativas entre los datos de pH para las
zonas 2 y 3 .
ANALISIS DE CORRELACION PARA LOS DATOS DE LAS 3 ZONAS
Azufre ppm
Azufre ppm
%mo.
1.00
91
pH
%mo.
pH
0.87**
1.00
-0.40**
-0.47
**
1.00
La correlación existente entre todos los datos analizados resultó altamente
significativa: siendo positiva y fuerte entre Contenidos de Azufre y Materia
Orgánica.
Esto se puede explicar ya que más del 90% del azufre del suelo está como
azufre orgánico constituyendo parte de la materia orgánica y es allí donde se
encuentran presentes las bacterias que mineralizan el azufre.
Sin embargo, el análisis de los datos mostró que la correlación es negativa y
débil para los valores de Contenidos de Azufre vs. pH del suelo y entre los
Contenidos de Materia Orgánica vs. pH del suelo.
Esto indicaría que los rangos de pH de suelo existentes en las áreas en
estudio, tienen escasa influencia sobre los contenidos de azufre asimilable.
De igual manera, los distintos valores de pH existentes en los suelos de las
aéreas estudiadas no tendrían influencia significativa sobre la actividad
biológica y el metabolismo de las tiobacterias presentes.
CORRELACIONES POR ZONAS
Zona 1
Azufre ppm
%mo.
Azufre ppm
1.00
0.00
%mo.
0.97**
pH
-0.57**
pH
3.5E-03
1.00
0.02
-0.48**
1.00
Zona 2
Azufre ppm
%mo.
pH
Azufre ppm
%mo.
pH
1.00
0.09
0.08
-0.29
1.00
0.15
0.29
-0.25
1.00
92
No se observa ninguna correlación significativa entre los datos de la Zona 2.
La correlación entre MO y S en esta zona es menor que en la anterior.
Zona 3
Azufre ppm
%mo
Azufre ppm
1.00
0.76
%mo.
0.04
1.00
pH
-0.04
pH
0.78
4.8E-04
-0.47**
1.00
En esta área, al igual que en la anterior, la correlación entre contenidos de
MO y S es débil.
Esto podría explicarse por efecto de la presencia de una napa de agua
fluctuante a lo largo del año, que determinaría que la disponibilidad de azufre
dependa de las condiciones de cada suelo en particular.
Los datos analizados muestran que la correlación depende de la zona bajo
estudio.
93
CAPITULO 8
CONCLUSIONES
Del análisis y la discusión de los resultados obtenidos se pueden extraer
las siguientes conclusiones, de acuerdo a los objetivos planteados.
Las áreas de muestreo que fueron seleccionadas en la provincia de Tucumán
por las características de uniformidad y homogeneidad de sus perfiles de suelos,
fueron dos:
•
- Llanura Chacopampeana: Departamentos de Burruyacú y Cruz Alta. (Zona
1 y Zona 2 ).
•
- Llanura Deprimida: Departamento de Leales. (Zona 3).
La magnitud geográfica y la diversidad de caracteres existentes en los suelos de
la Llanura Chacopampeana, determinó la necesidad de circunscribir el presente
estudio a los Departamentos de Burruyacú y Cruz Alta.
Los argumentos que fundamentaron esta decisión fueron:
-La concentración en estos departamentos de la mayor superficie agrícola
destinada a la producción de granos en la provincia de Tucumán.
-La
representatividad
estadística
de
los
mismos
para
efectuar
determinaciones.
En la Llanura Deprimida, el área en estudio se ubicó en el Departamento
de Leales, dentro de la subregión denominada Llanura Deprimida No
Salina u Occidental, incorporada en los últimos años a la producción de
granos, reemplazando en muchos sectores al tradicional cultivo de caña de
azúcar.
94
las
Los cuadros de resultados para las Zonas 1, 2 y 3 permiten visualizar los
contenidos de azufre, Materia Orgánica y pH en distintas localidades del
área seleccionada para el estudio.
Los valores determinados mediante técnicas de laboratorio específicas,
muestran coincidencias con los datos citados por la escasa bibliografía
existente sobre el tema.
El análisis estadístico de los contenidos de azufre en cada una de ellas
permitió establecer que todos los datos obtenidos son representativos y
estadísticamente confiables.
Se determinó que existe correlación entre los valores de pH, contenidos de
materia orgánica y azufre presentes en los mismos estableciéndose que
existe correlación positiva y fuerte entre los contenidos de azufre y materia
orgánica. No se encontró correlación para los mismos con relación al pH .
Los contenidos de azufre asimilable determinados, fluctuaron entre 17 y 32
ppm de azufre asimilable. Tales valores pueden considerarse como
relativamente bajos para las necesidades y requerimientos reales de los
cultivos de granos allí implantados (soja, trigo, maíz), sobre todo cuando se
pretende lograr los más altos rendimientos.
En consecuencia, la fertilización complementaria con azufre resulta ser una
herramienta muy útil necesaria cuando se desea lograr la máxima
expresión de los potenciales de rendimiento de los respectivos cultivos.
Las dosis recomendadas por los fabricantes de fertilizantes azufrados,
normalmente exceden entre un 20 y 30 % a las necesidades reales del
cultivo. Estas recomendaciones si bien son muy generales, no han sido
validadas experimentalmente y provienen de informaciones técnicas
extrapoladas de otros países o de otras regiones.
95
La fertilización complementaria con azufre representa de hecho, un costo
adicional en la producción del cultivo, por lo que bajo las actuales
condiciones, es un factor que debería ser ajustado y optimizado al máximo.
Si bien el objetivo fundamental de la producción de granos es la obtención
de la máxima rentabilidad del cultivo, también implica el uso racional de los
fertilizantes a fin de preservar el medio ambiente haciéndolo sustentable en
el tiempo.
La utilización del azufre elemental (S) como fertilizante es aún muy reciente
en nuestro país comparado con nitrógeno y fósforo. Puede estimarse que
su empleo progresivo seguirá teniendo una importante tasa de crecimiento.
Los excelentes resultados registrados en algunas zonas como el Sudeste
de Buenos Aires, la zona del Litoral y el Sur y Centro de la provincia de
Córdoba, muestran una tendencia creciente a futuro en el uso de los
mismos.
El uso de fertilizantes azufrados es una práctica sugestivamente más
agrícola que ganadera, ya que la fertilización de forrajes y pasturas se
encuentra actualmente retraída, debido a problemas de rentabilidad que
presenta el sector ganadero.
Evaluaciones complementarias realizadas en las mismas áreas de estudio,
mostraron respuestas positivas al agregado de azufre tanto directamente
en cultivos de soja, como cuando éste fue aplicado sobre el cultivo
antecesor.
Los máximos incrementos registrados fueron de 11 qq/ha en soja de
segunda, siguiendo a un trigo fertilizado con 20 Kg /ha de azufre, además
de nitrógeno y fósforo en las dosis habituales.
La determinación analítica de los contenidos de azufre asimilable presentes
en los distintos suelos destinados a la producción de granos constituye la
96
única forma de evaluar cuantitativamente las dosis más adecuadas para el
uso y la aplicación de fertilizantes azufrados.
Se estandarizó un procedimiento para la toma de muestras de suelos, que
desarrolla los aspectos principales a tener en cuenta, durante su extracción
acondicionamiento y posterior traslado al laboratorio.
El procedimiento constituye una nueva metodología de trabajo para futuros
estudios sobre el tema.
Todos los objetivos, tanto generales como particulares propuestos en el
plan de trabajo de la tesis fueron cumplidos, incluyéndose numerosas
referencias bibliográficas actualizadas sobre el tema objeto del estudio.
Los resultados obtenidos y las conclusiones derivadas de este trabajo de
tesis, constituyen un aporte original al conocimiento del tema para el área
de producción de granos de la provincia de Tucumán.
97
CAPITULO 9
BIBLIOGRAFIA

Colacelli,N.A; (2001) El azufre en el suelo. Ed Alsina. Bs.As.
Argentina.

Racca R.W; (2000) Boletin N 10 Fertilizar. Pergamino. Argentina-

Martinez, Cordone. (1999). Boletín informativo Nº 23 INTA Casilda

Colacelli,N.A. (1998). Influencia de la fertilización nitrogeneda,
fosforada y azufrada en Glycine max (L) Merr. Actas 1ra. Reunión de
Producción Vegetal del NOA. Tucumán. Argentina.

Melgar,R y Gearhart M. (2001) Manejo del suelo y fertilizantes
azufrados en siembra directa. Boletin Fertilizar. Pergamino. Argentina.

Stevenson,F.J & M.A. Cole. (1999). “The Sulfur Cycle” Cap 10 p 330-
368. In:Cycles of Soil. Second Edition. John Wiley & Sons, Inc. U.S.A.

Zuccardi, R.B; G.S. Fadda. (1985). “Bosquejo Agroecológico de la
Provincia de
Tucumán”: Miscelánea N° 86. Facultad de Agronomía y
Zootecnia. Universidad Nacional de Tucumán. Argentina.

Zuccardi, R. B; G.S. Fadda. ( 1972) “Mapa de Reconocimiento de
Suelos de la Provincia de Tucumán”. Miscelánea N° 3. Facultad de
Agronomía y Zootecnia, Universidad Nacional de Tucumán. Argentina.

Fernandez,M.C; Orlando,C.A; y Colacelli,N.A. (inédito) Contenidos
de azufre en suelos del este de Tucumán. Argentina.

Tabatabai, M.A.”Sulfur in Agriculture” (1986)- Agronomy Series ,
Wisconsin USA.

SAMLA: determinación de azufre inorgánico en suelos-( 1998.)
SAGyP- SAMLA.

Barrow, N.J Plant Nutrition (1993) p 503-506. Kluwer Academic
Publishers.Wild, Alan
“Condiciones del Suelo y Desarrollo” Cap.3
Nutricion mineral de las plantas cultivadas. Ediciones Mundi-Prensa.
Castello, 37 .

Alway, F.J.( 1940). J. Am. Soc. Agron. 32, p 913-921.
98

Frioni, L (2006): Ciclos biológicos del azufre,fósforo, hierro.In:
Microbiología básica,ambiental y agrícola. Univ. De la República. Uruguay
12: 211-227.

Eaton, F. M. : Sulfur, p 444-475.( 1966.) In : H.D. Chapman:
Diagnostic Criteria for Plants and Soils. Univ. California, Division of
Agricultural Sciences.

Madigan,M.T.;Martinko,J.M.; Parker,J. (1999). Brock Biología delos
Microorganismos. Decima Ed. Prentice may. 986 p.

Whitehead , D.C : (1964) Soil and Plant nutrition aspects of the sulphur
cycle. Soils Fert.,29, p 1-9

Johnson C.M., Nishita H. (1952) Microestimation of sulfur in plant materials
, soil and irrigation water. Anal. Chem. 24: 736- 742.

Jones, J.B. (1990 ). Universal soil extractants: Their composition and
use. Commun. Soil Sci. Plant Anal.21

(13-16):1091-1101.
Germida, J.J.(1999). Transformations of Sulfur. In: Principles and
Applications of Soil Microbiology. Prentice Hall. 15: 347-368.

Berardo A. (2003). Manejo del fósforo en los sistemas de producción
pampeanos. In Simposio “El fósforo en la agricultura argentina”. INPOFOS
Cono Sur. Acassuso, Buenos Aires. Pp. 38-44.

Bodrero M., R. Martignone y L. Macor. (1984). Efecto de la
fertilización nitrogenada en soja. Ciencia del Suelo 2:212-214.

Cordone G. y F. Martínez. (2004). El monocultivo de soja y el déficit
de nitrógeno. Informaciones Agronómicas del Cono Sur 24:1-4. INPOFOS
Cono Sur. Acassuso, Buenos Aires, Argentina.

Díaz Zorita M. (2003). Soja: criterios para el manejo de la fertilización
del cultivo. En E. Satorre (ed.). El Libro de la Soja. SEMA. Buenos Aires,
Argentina.

Díaz Zorita M. (2004). Nutrición balanceada y manejo de la
inoculación. Cuadernillo Soja. Revista Agromercado. pp. 14-17.

Díaz Zorita M., F. García y R. Melgar (coord.).( 2002.) Fertilización
en soja y trigo-soja: Respuesta a la fertilización en la región pampeana.
Boletín Proyecto Fertilizar. EEA INTA Pergamino. 44 pag.

Echeverría H. y F. Garcia. (1998.) Guía para la fertilización fosfatada
de trigo, maíz, girasol y soja. Boletín Técnico No. 149. EEA INTA Balcarce.
99

Ferraris G., F. Salvagiotti, P. Prystupa y F. Gutiérrez Boem. (2004).
Disponibilidad de azufre y respuesta de la soja de primera a la fertilización.
Actas CD XIX Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo. Paraná, Entre
Ríos. AACS.

Gentiletti A. y F. Gutiérrez Boem.( 2004). Fertilización azufrada de
soja en el centro-sur de Santa Fe. Informaciones Agronómicas del Cono
Sur 24:12-14. INPOFOS Cono Sur. Acassuso, Buenos Aires, Argentina.

González N. (1996). Fijación de nitrógeno. En Curso de
Actualización “Dinámica de nutrientes en suelos agrícolas”. EEA INTA
Balcarce.

Martínez F. y G. Cordone.( 1998). Fertilización azufrada en soja.
Jornadas de Azufre. UEEA INTA Casilda, Septiembre 1998. Casilda,
Santa Fe, Argentina.

Martínez F. y G. Cordone. (2000). Avances en el manejo de azufre:
Novedades en respuesta y diagnóstico en trigo, soja y maíz. In Jornada
de Actualización Técnica para Profesionales “Fertilidad 2000”. INPOFOS
Cono Sur. Acassuso, Buenos Aires, Argentina.

Martínez F. y G. Cordone. (2003). Fertilización en soja de primera y
en trigo-soja de segunda en la región pampeana norte. En E. Satorre (ed.).
El Libro de la Soja. SEMA. Buenos Aires, Argentina.

Rubione C., P. Hernández y E. Tronfi. (2002). Fertilización de soja
en le provincia de Córdoba. Resultados de ensayos, Campaña 2001/02.

Informaciones Agronómicas del Cono Sur 15:1-6. INPOFOS Cono
Sur. Acassuso, Buenos Aires, Argentina.

Salvagiotti F., G. Gerster, S. Bacigaluppo, J. Castellarín, C. Galarza,
N. González, V. Gudelj, O. Novello, H. Pedrol, y P. Vallote. (2005). Efectos
residuales y directos de fósforo y azufre en el rendimiento de soja de
segunda. Ciencia del Suelo 22(2):92-101.

Scheiner J., F. Gutiérrez Boem y R. Lavado. (1999). Experiencias de
fertilización de soja en el centro-norte de Buenos Aires. En Jornada de
Actualización Técnica para Profesionales “Fertilización de Soja”.
INPOFOS Cono Sur. Acassuso, Buenos Aires. pág. 39
100

Ventimiglia L., H. Carta y S. Rillo. (1999). Fertilización foliar
nitrogenada complementaria. Agromercado, Cuadernillo No. 40. Buenos
Aires, Argentina.

Wesley T., R. Lamond, V. Martin y S. Duncan. (1998). Effects of late
season nitrogen fertilizer on irrigated soybean yield and composition. J.
Prod. Agric. 11:331-336.

Caamaño, A.A. y Melgar, R.J. (1997). Fertilización con fósforo,
nitrógeno y azufre en ambientes de alta productividad. Revista Tecnología
Agropecuaria. Vol. II Nº 5.

Caviglia, O.P.,Barbagelata, P.A. y Paparotti, O.F. (1999). Respuesta
a la aplicación de un fertilizante azufrado en los cultivos de trigo y soja en
un suelo en el centro-oeste de Entre Ríos. Primer Simposio Nacional
sobre suelos vertisólicos. Facultad de Ciencias Agropecuarias – UNER FAUBA.

Caviglia, O.P., Paparotti, O.F. y Barbagelata, P.A. (1999). Ensayos
de respuesta a la aplicación de un fertilizante azufrado en los cultivos de
trigo, soja y maíz en el centro-oeste de Entre Ríos. Actas “Seminario de
diagnóstico de deficiencias de nitrógeno, fósforo y azufre en cultivos de la
región pampeana”. Unidad Integrada INTA – FCA Balcarce.

Echeverría,
H.E.;
San
Martin
,N.F.
y
Bergonzi,
R.(1996).
Mineralización de azufre y su relación con la de nitrógeno en suelos
agrícolas. Ciencia del Suelo 14: 107-109

Fehr, W.R. and Caviness, C.E., (1977). Stages of soybean
development. SR-80, Iowa Agric. Exp. Stn, Ames IA, 11 pp.

García, F.O. (1996). Dinámica del nitrógeno en ecosistemas
agrícolas: Efectos de la siembra directa. Curso de Siembra Directa para
profesionales asesores. INTA EEA Marcos Juárez

Martinez, F y Cordone, G. (1998) Resultados de ensayos de
fertilización azufrada en soja. INTA EEA Oliveros. Serie Para Mejorar la
Producción Nº8 Soja. pp 53-57

Melgar, R.J.; Caamaño, A.A. y Lavandera, J. (1997). Fertilización
con azufre, como responde el maíz. Revista Fertilizar número especial:
maíz: pp 19-22.
101

Ritchie, S. and Hanway, J.J.( 1982). How a corn plant develops. Iowa
State Univ. Technol. Spec. Rep. 48 p.

Ferraris G., F. Salvagiotti, P. Prystupa y F. Gutiérrez Boem. (2004).
Disponibilidad de azufre y respuesta de la soja de primera a la fertilización.
Actas CD XIX Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo. Paraná, Entre
Ríos. AACS.

Gentiletti A. y F. Gutiérrez Boem. (2004.) Fertilización azufrada de
soja en el centro-sur de Santa Fe. Informaciones Agronómicas del Cono
Sur 24:12-14. INPOFOS Cono Sur. Acassuso, Buenos Aires, Argentina.

González N. (1996). Fijación de nitrógeno. En Curso de
Actualización “Dinámica de nutrientes en suelos agrícolas”. EEA INTA
Balcarce.

Martínez F. y G. Cordone. (1998). Fertilización azufrada en soja.
Jornadas de Azufre. UEEA INTA Casilda, Septiembre 1998. Casilda,
Santa Fe, Argentina.

Martínez F. y G. Cordone. (2000). Avances en el manejo de azufre:
Novedades en respuesta y diagnóstico en trigo, soja y maíz. In Jornada
de Actualización Técnica para Profesionales “Fertilidad 2000”. INPOFOS
Cono Sur. Acassuso, Buenos Aires, Argentina.

Martínez F. y G. Cordone. (2003). Fertilización en soja de primera y
en trigo-soja de segunda en la región pampeana norte. En E. Satorre (ed.).
El Libro de la Soja. SEMA. Buenos Aires, Argentina.

Revista FertiPASA de PASA Fertlizantes de Petrobras | Publicación
Nº 23 de Febrero (2006) | Páginas 2 a 7.

Echeverría, H., G. Ferraris, G. Gerster, F. Gutiérrez Boem y F. Salvagiotti
(Ex aequo). 2002. Fertilización en Soja y Trigo-Soja: Respuesta a la fertilización
en la región pampeana. Resultados de la red de ensayos del Proyecto FertilizarINTA. Campaña 2000/01 y 2001/02. INTA EEA Pergamino, 43 p.

San Martin, N.F.; Navarro, C.A. y Echeverria, H.E. (1990.)
Concentración de azufre en granos de trigo de la región pampeana. II
Congreso Argentino de Trigo. Argentina. I: 28-32.

San Martin, N.F. y Echeverria, H.E. (1995). Sulfato en suelos del
sudeste bonaerense. Ciencia del Suelo 13: 95-97.
102

Tisdale,S.L.,Nelson, W.L.;Beaton, J.D. and Havlin, J.L. (1993) Soil
fertility and fertilizers. 5th ed. Macmillian. New York. 634 p.

Freney, J.R.. 1986. Forms and reactions of organic sulfur compounds
in soils. Pp 207-232. In: M.A. Tabatabai, Sulfur in Agriculture. American
Society of Agronomy, Madison, Wis.

Alvarez C. y R. Alvarez. 2000. Correlación entre las concentraciones de
nitrato en suelo a distintas profundidades: análisis de datos publicados. En: Actas
XVII Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo (CD Rom), Mar del Plata,
Buenos Aires.

Anghinoni, I., J. Schilindwein y M. Nicolodi. 2003. Manejo del fósforo en
siembra directa en el sur de Brasil. Variabilidad de fósforo y muestreo de suelo.
En: Simposio "El fósforo en la Agricultura Argentina". INPOFOS, PPI-PPIC, pp
20-26.

Carefoot, J., J. Bole and T. Entz. 1989. Relative efficiency of fertilizer N and
soil nitrate at various depths for the production of soft wheat. Can J. Soil Sci. 69867-874.

Cline, M. 1944. Principles of soil sampling. Soil Sci. 58:275-288.

Darwich, N. 2003. Muestreo de suelos para una fertilización precisa. En: II
Simposio de Fertilidad y Fertilización en Siembra Directa. XI Congreso Nacional
de AAPRESID. Tomo 2. pp 281-289.

Gelderman, R. W. Dahnke and L. Swenson. 1988. Correlation of several
soil N indices for wheat. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 19(6): 755-772.

Petersen R. and L. Calvin. 1986. Sampling. In: A. Klute (ed). Methods of
Soil Analysis, Part I 2nd Ed. Agronomy. 9 (I): 33-51.

Swenson, L., W. Dahnke and D. Patterson. 1984. Sampling for soil testing.
North Dakota State University, Dept. of Soil Sci., Res. Report N° 8.

Zamuner, E., L. Picone y H. Echeverría. 2003. Profundidad de muestreo de
suelo: Relación del rendimiento con el fósforo disponible.

Alvarez,R; Rubio, G; Alvarez, C; Lavado,R. 2010. Fertilidad de Suelos:
caracterización y manejo en la Región Pampeana. 1° ed. Univ. De Buenos Aires.
103