Azufre

Aurora Cerveñansky

Mónica Barbázan

Cristina Mori

Azufre (S)

� El azufre (S) es un constituyente de:� Aminoácidos precursores de proteínas

� Vitaminas

� Aceites

� Un cultivo deficiente en S:� Rendimiento disminuido: produce menos granos y de menor

tamaño.

� Calidad del producto cosechado afectada: en trigo, puede haber un efecto negativo sobre la calidad de la harina para panificación. La síntesis de proteínas deficientes en S reduce la formación de enlaces S-S fundamentales para la polimerización de proteínas del gluten de las que depende la resistencia y la elasticidad de la masa

Causas

� La aplicación de S ha dependido tradicionalmente del fertilizante usado para suministrar N ó P.

� Cuando el superfofato simple (11-13 % de S) era la fuente de P más utilizada

� En la actualidad, ha aumentado la probabilidad de encontrar situaciones de deficiencia de S

� uso de fuentes de P más concentradas o de formulaciones binarias con concentraciones muy bajas de S no constituye un aporte significativo

� mayor requerimiento de S - cultivos de alto potencial de rendimiento

� Intensificación de la agricultura/ Sistemas en SD

� Disminución de la MO

S- características principales.

� Clasificado como:

� Nutriente Esencial

� Sin el nutriente la planta no puede completar su ciclo de vida

� Su deficiencia puede ser corregida solamente con el agregado de ese nutriente

� Macronutriente (clasificación basada en la cantidad

absorbida)

� Al igual que N, P, K, Ca, Mg

� Nutriente Secundario (clasificación basada en la posibilidad

de que sean deficitarios)

� Al igual que Ca y Mg (Na)

S- características principales.

Demanda de S:

� La cantidad de S requerida por un cultivo depende de la especie

� Es requerido en cantidad relativamente grande por los cultivos

� Requerimiento anual: entre 10 - 50 kg ha-1

� Un trigo de 5000 kg /ha con 12 % de proteína en el grano extrae en

promedio 11 kg ha-1 de S.

Cantidades absorbidas en relación a otros nutrientesRendimiento S N P K

Tonha-1

Alfalfa 25 63 570 57 456

Trébol 13 34 285 25 188

Gramíneas 15 34 205 31 171

colza 5 24 120 23 80

Nabo 75 57 148 29 217

tabaco 4 25 108 11 182

Cebolla 63 40 148 29 103

Repollo 63 57 160 23 143

Kgha-1

Cultivo

Contenido de S y otros nutrientes en varios cultivos

S- consideraciones generales.

� Dinámica en suelo y planta (similitudes con N)

� Dominancia de formas orgánicas en los suelos

� Mineralización-inmovilización

� Lixiviación de la forma mineral (SO4-2)

� Reacciones de óxido-reducción

� Componente de aminoácidos de las plantas

� También tiene importantes diferencias con N

S- características principales.

Oferta de S:

� Fuente natural: MOS del suelo: � La planta absorbe el S como ión sulfato (SO2-

4), que llega a las raíces por difusión o por flujo de masa (disuelto en el agua).

� Contribución de S de la atmósfera� Originada por la actividad industrial o volcánica, que

retorna por la lluvia (lluvia ácida)

� en zonas rurales puede considerarse insignificante.

(< 10kgha-1 en países de Europa occidental)

Contenido de S en los suelos

Región húmeda ----------- Región seca

0.02% 0.2%

� En suelos de región húmeda:

� predominio de formas orgánicas

� En suelos de región árida:

� Precipitado como sales de Ca, Mg, K y Na

Ciclo del azufre

S en el suelo

� S inorgánico (5 %)� SO4

-2 en solución

� SO4-2 adsorbido

� SO4-2 coprecipitado con CaCO3

� S orgánico (95 %)� S no unido directamente al C: S-O-C: sulfato ésteres (50%)

� S unido directamente al C: S-C (10-20%)

� Azufre no claramente identificado, muy estable (30%)

� Relación CNPS: 120 10 1.3 1.3

� Relación N:S: 10:1- 10:1.5

Contenido de S total en el suelo

� 100-1000 ppm (similar a P)

� Suelos de pastura (0-20cm)

� 0.55 - 1.7 gkg suelo-1

� Suelos (0-10 cm) de sitios adyacentes

� campo natural

� 0.21 - 1.1 g kg suelo-1

� Agricultura

� 0.15 - 1.2 g kg suelo-1

Fuente: Scherer, 2009.

S orgánico

� Azufre no unido directamente al C: C-O-S:

� Sulfato esteres

� Mineralización bioquímica mediante hidrólisis enzimática

� 50% del S orgánico total

� Azufre directamente unido al carbono: C-S

� Aminoácidos azufrados (cisteína y metionina)

� Mineralización biológica regulada por procesos microbiológicos

� 10-20% del S orgánico total

� Mayor correlación con los niveles de C y N orgánico que C-O-S

� Azufre biomasa microbiana

� < 3% del S total del suelo

Mineralización del S orgánico

� Mineralización Bioquímica� Es la hidrolización de sulfatos esteres por diferentes

sulfatasas

� La actividad de la sulfatasa� Controlada por la demanda de S de los

microorganismos; bajo nivel de SO4-2 estimula a los

microorganismos a producir o activar sulfatasas

� Humedad, pH del suelo (5.8-8.2)

� Materia orgánica

� Sistema de manejo de suelos

� Rotación de cultivos

� Presencia de plantas (efecto rizósfera)

Mineralización del S orgánico

� Mineralización Biológica

� Es controlada por la necesidad de

satisfacer los requerimientos de energía

de los microorganismos, el S-SO4-2 es

liberado como resultado de la oxidación

del C a CO2

Mineralización del S orgánico

� Tasas de mineralización

� 1-3 % anual del S total orgánico (4-15 kg ha-

1 S-SO4-2)

� Depende de :� Formas de S orgánico

� Cantidad de MO

� Condiciones de mineralización (humedad,

temperatura, etc.)

Mineralización del S orgánico

� Otros factores:

� Contenido de S del material incorporado al suelo

� Relación C:S de los restos orgánicos

� < 200: clara mineralización neta

� > 400: clara inmovilización neta

� Encalado (ambiente mas favorable para activ.

microbiana)= que P

� Temperatura del suelo

� Efecto de la rizósfera

� Manejo del suelo

S inorgánico� SULFATO (SO4

-2)

� Es la fuente de S mas importante para las

plantas

� 1-10 % del S total del suelo

� Existen dos formas (disponibles para las

plantas):

� Sulfato en solución: 3-5 ppm (< 20 ppm)

� Sulfato adsorbido (hasta 100 ppm)

� En suelos calcáreos (insoluble, no disponibles

para las plantas)

� Sulfato coprecipitado con Ca y Mg

S inorgánico - SO4-2 en solución

� Baja concentración

� [SO4-2] es del orden de 3 a 5 ppm

� Variable

� depende de balance entre entrada (fertilización S,

mineralización, desorción) y salida (extracción S,

inmovilización, adsorción, lavado) de S.

� Mecanismo de llegada a la raíz:

� difusión o flujo de masa

� Está en equilibrio cinético con el SO4-2 adsorbido a óxidos e

hidróxidos de Fe y Al y en sitios de adsorción de borde de arcillas.

Destino del SO4-2

� Absorbido por las plantas

� Inmovilizado por los mo

� Lavado en profundidad

� Adsorbido por la fase sólida del suelo (suelos fuertemente ácidos)

� Precipitado como SO4Ca en zonas áridas o sobre CO3Ca de alta actividad en suelos alcalinos

Lixiviación de SO4-2

� En áreas susceptibles de lavado

� Fertilizantes recomendados: S elemental (fuente insoluble de S)

� Factores que inciden:� concentración de sulfato

� textura; diferenciación textural

� nivel de bases; Fe y Al

� balance lluvias –ET

� presencia de cultivo

S inorgánico - SO4-2 adsorbido

Adsorción de Sulfato

� Es un proceso reversible, que puede afectar al

10 % del S total en el horizonte superficial, y la

tercera parte en el sub-superficial

� Importante mecanismo para evitar pérdidas por

lavado

S inorgánico - SO4-2 adsorbido

� Factores que determinan la adsorción de sulfato:

1. Contenido y tipo de arcilla

� Aumenta con los niveles de arcilla del suelo

� Esmectita< illita< caolinita

2. pH del suelo

� pH ácido: aumenta adsorción

� pH= 6.5: la adsorción es despreciable, la mayoría del sulfato está en

solución

� Desorción favorecida por encalado (= que fosfatos)

S agregado S adsorbido

5 100 22

6 100 4

SO4-2

(ppm)pH del suelo

S inorgánico - SO4-2 adsorbido

� Factores que determinan la adsorción de sulfato:

3. Contenido de óxidos de Fe e hidróxidos de Al

� En suelos con altos contenidos de óxidos de Fe e hidróxido de Al, ésta

fracción de S contribuye en forma importante a cubrir los requerimientos para

las plantas.

4. Concentración de SO4-2 en solución

� Es dependiente de su concentración, si ésta aumenta la adsorción de SO4-2

decrece

5. Presencia de otros iones

� Fosfato > nitrato=Cl

� ⇒encalado, fertilización P→ disminuye adsorción, incrementa SO4-2 en

solución

S inorgánico - SO4-2 adsorbido

� Factores que determinan la adsorción de sulfato:

6. Efecto de la materia orgánica

� Propiedades anfóteras de la MO (se desarrollan cargas positivas)

S inorgánico – sulfuros (S-2) y S

elemental (S0)

� No aparecen en suelos agrícolas bien drenados

� En condiciones de anaerobiosis se da la reducción bacteriana del sulfato a sulfuro

� Influyen: pH y potencial redox

� Importancia en desecación de bañados: (oxidación del azufre: H2S O2H2SO4)

S absorbido por las plantas

� Forma absorbida:

� -SO42- de la solución del suelo

� -SO2 (gas) por difusión a través de los estomas de

las hojas

� Ambas formas son metabolizables por las

plantas.

S en planta

� Compuestos formados en el vegetal (cont.)

� Aminoácidos: cistina, cisteína, metionina

� Vitaminas: tiamina, biotina, coenzima A

� Fotosíntesis: ferredoxina

� Básicamente , el S forma parte de la proteína vegetal y se ha encontrado que la proporción N/S en la proteína vegetal es del orden de 12 -15/1 para una variedad relativamente grande de cultivos (trigo, maíz, leguminosas)

� Los síntomas son difíciles de diferenciar, por su similitud con los de N, pero a diferencia de N el S es poco móvil en la planta (síntomas de clorosis comienza en hojas nuevas, disminución de fijación biológica de N).

Deficiencia de S

S en planta

� 0.2-0.4%, salvo en especies de alto requerimiento (Crucíferas: > 1%)

� En términos generales los requerimientos relativos de S y posible respuesta al agregado como fertilizante son:

� Gramíneas < leguminosas < crucíferas y liliáceas

� Suelos con menos de 10 ppmS-SO4 (forma asimilable: en solución + algo de lo adsorbido) problemas de suministro de S para crucíferas y liliáceas)

� Existe una relación óptima entre disponibilidad de N y S para la formación de proteínas por las plantas

� Si falta S se acumula N mineral en la planta y viceversa.

� cuando el S va alcanzando grados de deficiencia, puede que -aún sin traducirse en una disminución de rendimiento -se dé la formación deficiente de proteína y la acumulación de N no proteico (aminas, amidas, nitratos, etc.)

Respuesta vegetal al suministro de

S y N

0 20 40 60

50 6.1 6.3 5.8 5.3

100 7.3 7.1 8.8 9.9

kg S agreg. ha-1

Nivel de N

S absorbido por un cultivo de maíz (kgha-1) a dos niveles

de N agregado

Interacción positiva entre la fertilización N y S.

Evaluación de suministro de S

� Análisis de suelo

� Ninguno de los métodos evaluados es capaz de

proveer información satisfactoria sobre el potencial

de mineralización de S del suelo ni tampoco se ha

encontrado relación entre el SO4-2 extraído y la

cantidad de S absorbida por las plantas. (más

limitante en suelos con escasa retención del SO4-2 )

� ⇒ A.S: presenta limitantes para predecir la

disponibilidad de S

Evaluación de suministro de S

� Limitantes del Análisis de suelo� Variaciones en el aporte:

� La velocidad de liberación del S de la MO (diferentes compuestos

orgánicos, condiciones ambientales, min. bioquímica y biológica )

� Factores que disminuyen S disponible (inmovilización, adsorción,

lixiviación, absorción por las plantas)

� Reservas en subsuelo: La absorción de S por las plantas depende

de factores ambientales (temperatura, humedad). Además la

cantidad absorbida del subsuelo es altamente variable y depende

de las características de las raíces.

Evaluación de suministro de S

� Análisis foliar

� Tiene buen poder predictivo

� Puede interpretarse con niveles críticos

� S total, S-SO4-2, relación S-SO4

-2/ S total (NC=1:10),

relación N/S en planta entera o en una parte

específica de la planta

Posibles situaciones que

promueven deficiencia de S� Especies más sensibles y/o exigentes de azufre (Crucíferas, liliáceas, leguminosas)

� Nivel crítico: 10 ppm (solución + algo adsorbido)

� Uso de fertilizantes sin S

� Suelos pobres en su fertilidad natural (arenosos)

� Altos niveles de rendimiento en cultivos

� Etapa de la rotación con acumulación de materia Orgánica

� En pasturas, en el inicio del crecimiento de primavera

� Exportación de azufre del sistema : silo, heno

Fertilizantes

� Superfosfato común: 12 % S, 23 % P2O5

� Yeso (Sulfato de Ca hidratado) 19 % S

� S elemental, 100% S

� Como acidificante de suelo para invernaderos alcalinizados por aguas de riego

� Cultivos que requieren fuerte acidez: arándanos

� Sulfato de amonio, 24 % S

� Sulfato de potasio, 18 % S

� Sulfato de potasio y magnesio, 22 % S

Fuente: W.D. Carciochi, G.A. Divito, N.I. Reussi Calvo y H.E. Echeverría. 2015

Información Nacional� A partir de 1989 –la Cátedra de Fertilidad de la Facultad de

Agronomía, en su Proyecto de Fertilización Fosfatada en pasturas – comenzó a ocuparse secundariamente del tema AZUFRE, dado que no era el objetivo principal.

� El proyecto comprendió una red de 10 sitios experimentales con el fin de evaluar globalmente la respuesta a diferentes nutrientes en pasturas.

� La evaluación en relación a respuesta de azufre se efectuócomparando los rendimientos obtenidos en parcelas con dos fuentes de fósforo: � Supercomún – contiene S en su fórmula

� Supertriple – no contiene S.

Coberturas con Lotus corniculatus(Red Cátedra Fertilidad)

� Rendimiento de la cobertura (promedios de 3 y

4 años, TT MS ha-1)

Sin fertilizar

Supertriple Superfosfato prom inc

SITIO ---------------- Ton. MS ha-1 --------------

Bañado de Medina

2.6 4.9 5.3 5.1 2.5

Cerro Colorado

2.2 6.2 6.2 6.2 4

Chapicuy 3.3 4.1 5.2 4.65 1.35

Fuentes de Fósforo en mejoramientos de campo natural con leguminosas

sobre distintos suelos de Uruguay. Barbazán et al. 2006

Contenido de azufre en planta(distintos suelos y fuentes de P)

Suelo promedio Supertriple Superfosfato

SITIO ---------- % ----------

Bañado de Medina Medio-Yaguarí 0.196 0.234

Cerro Colorado (Florida) Medio-Cristalino 0.197 0.190

Chapicuy(pdú) Arenosos-Cretácico 0.145 0.225

Relevamiento en cultivos de alfalfa(Barbazán, Ferrando y Zamalvide)

� Se realizó en la Cuenca Lechera Sur (promedio

de 12 sitios); la zona tiene historia de altas dosis

de fertilización fosfatada sin azufre.

� Utilizando niveles críticos de la bibliografía (0.2 %)

se constataron varios cultivos con nivel

insuficiente y ninguno tenía alto contenido.

� Aparece como más limitante que el P

Conclusión

� Considerando

� el incremento en el costo de la fertilización por

el agregado de S es irrelevante,

� la respuesta en rendimiento por el agregado de S

tiene un impacto altamente favorable sobre la

rentabilidad de cultivo

FIN