FIJACION BIOLOGICA DE NITROGENO (FBN) EN PRADERAS ES UN PROCESO ALTAMENTE VARIABLE
La fijación biológica de nitrógeno (FBN) en praderas del sur de Chile es un proceso altamente variable que depende críticamente de la especie leguminosa, las condiciones de acidez del suelo (Andisoles y Ultisoles) y el estado nutricional del sistema.
1. Niveles de fijación en condiciones normales
En condiciones normales, sin un manejo correctivo intensivo de la acidez, los niveles de fijación suelen estar limitados por la toxicidad de aluminio (Al3+) y manganeso (Mn2+), que afectan severamente la nodulación.
Valores típicos: Los estudios en el sur de Chile (ej. Región de Los Lagos) han registrado aportes de FBN en mezclas de trébol blanco y ballica perenne en rangos cercanos a 70–80 kg N/ha/año.
Variabilidad: Estos valores pueden ser significativamente menores (o mayores) dependiendo de la persistencia de la leguminosa y el pH del suelo. En suelos con acidez moderada a alta sin corrección, la eficiencia de la simbiosis cae, ya que el aluminio inhibe la comunicación química entre la raíz y el Rhizobium.
2. Potencial con manejo de la toxicidad por Al y Mn
El manejo de la toxicidad del aluminio y manganeso (mediante encalado o uso de enmiendas) es el factor principal para elevar la productividad de la FBN.
Expectativa de mejora: Al corregir la acidez y optimizar el pH para que las leguminosas alcancen su potencial, se espera que la fijación pueda incrementarse sustancialmente, logrando rangos de 150 a más de 250 kg N/ha/año en praderas bien establecidas y manejadas.
Mecanismo: La corrección del pH (a valores cercanos a 6.0–6.5) no solo neutraliza el Al3+ y Mn2+, sino que mejora la disponibilidad de fósforo y molibdeno, micronutrientes esenciales para la enzima nitrogenasa, responsable de la fijación de nitrógeno.
3. Rol del ácido ortosilícico y silicatos
La aplicación de silicio (en forma de ácido ortosilícico o silicatos) ha demostrado ser una herramienta complementaria eficaz para mitigar el estrés por metales en suelos volcánicos:
Mitigación de la toxicidad: El silicio reduce la absorción de aluminio y manganeso al formar complejos insolubles o promover la deposición de estos metales en las paredes celulares de la raíz, impidiendo que alcancen los tejidos fotosintéticos o el sistema radicular activo.
Beneficios en praderas:
Mejora de la arquitectura radicular: Al reducir la presencia de Al3+, la planta expande mejor su sistema radical, permitiendo una mayor exploración del suelo.
Efecto sinérgico: El silicio puede mejorar la resistencia a estreses bióticos y abióticos, lo que indirectamente favorece un ambiente radicular más sano, propicio para una nodulación robusta.
Nota importante: Aunque el silicio ayuda significativamente, no sustituye al encalado si la acidez es muy severa. El silicio funciona mejor como parte de un programa integrado de fertilidad donde el pH ya se encuentra en niveles de manejo adecuados.
En suelos como los Andisoles y Ultisoles del sur de Chile, que presentan alta fijación de fósforo (debido a óxidos de Fe y Al) y toxicidad por metales, el ácido orto silícico (H4SiO4) y los silicatos actúan a través de los siguientes procesos fisicoquímicos:
1. Desorción de Fósforo y Molibdeno
El fósforo (P) y el molibdeno (Mo) suelen quedar "secuestrados" en el suelo al adsorberse fuertemente sobre las superficies de óxidos e hidróxidos de hierro (Fe) y aluminio (Al).
Competencia por sitios de adsorción: El ácido monosilícico es un anión que compite con los aniones fosfato y molibdato por los mismos sitios de unión en los óxidos metálicos. Al tener mayor afinidad o al estar presente en concentraciones adecuadas, el silicio logra desplazar (desorber) al fósforo y al molibdeno hacia la solución del suelo, haciéndolos nuevamente disponibles para la absorción radicular.
Formación de compuestos: Se ha observado que el silicio puede reaccionar con fosfatos insolubles de hierro y aluminio, liberando el fósforo al formar silicatos metálicos más estables e inertes.
2. Depresión de la toxicidad por Aluminio y Manganeso
El silicio actúa de forma directa sobre la actividad de estos metales, reduciendo su fitotoxicidad incluso sin necesidad de elevar drásticamente el pH:
Complejos inactivos: El silicio reacciona con el aluminio soluble (especialmente el Al3+) para formar complejos hidroxialuminosilicatos (HAS) que son químicamente inertes y no tóxicos para las raíces.
Precipitación:
El ácido ortosilícico puede inducir la precipitación del aluminio como aluminosilicatos (como la caolinita o compuestos amorfos), eliminándolo efectivamente de la solución del suelo donde podría dañar el ápice radicular. Efecto en Manganeso: Aunque el mecanismo es ligeramente distinto, el silicio reduce la translocación y acumulación excesiva de $Mn$ en los tejidos vegetales, mitigando su toxicidad mediante la regulación del balance iónico y la deposición de sílice en los tejidos.
Resumen del mecanismo
| Objetivo | Acción de los Silicatos / Ácido Ortosilícico |
| Fósforo / Molibdeno | Desplazamiento competitivo por los sitios de adsorción en óxidos de Fe/Al, liberándolos a la solución. |
| Aluminio | Formación de complejos inactivos (aluminosilicatos) que impiden la absorción radicular. |
| Manganeso | Reducción de la disponibilidad y mitigación de la toxicidad interna en la planta. |
Conclusión:
Mientras que la cal (CaCO3) es la herramienta estándar para corregir la acidez mediante la elevación del pH, los silicatos y el ácido orto silícico actúan como un complemento estratégico. En suelos del sur de Chile, esta aplicación permite mejorar la nutrición (P y Mo) y proteger la arquitectura radicular (reduciendo el impacto del Al) de forma más rápida y directa sobre la química de la rizósfera, optimizando así las condiciones para que la fijación biológica de nitrógeno ocurra sin las restricciones típicas de estos suelos.
Para el manejo de praderas en suelos ácidos del sur de Chile (Andisoles y Ultisoles), la aplicación de fuentes de silicio debe integrarse dentro de un calendario de fertilización estacional que considere tanto la demanda de la planta como las condiciones químicas de estos suelos.
1. Estrategia de Aplicación: Épocas y Dosis
A diferencia del nitrógeno, que es dinámico y de alta movilidad, el silicio se maneja más como un corrector/acondicionador de la fertilidad que mejora el entorno radicular de forma sostenida.
A. Silicatos de Calcio/Magnesio (Aplicación al suelo)
Se utilizan para un efecto de mediano a largo plazo, ayudando a elevar el pH y suministrar Si de forma continua.
Época:
La mejor ventana es a salida de invierno o principios de primavera (agosto - septiembre). Esto permite que el producto comience a reaccionar en la solución del suelo justo cuando las leguminosas (tréboles) inician su fase de mayor tasa de crecimiento y actividad fijadora de nitrógeno. Dosis:
Dependerá del análisis de suelo y la saturación de aluminio ($Al^{3+}$). En suelos con alta fijación, se suelen aplicar dosis de 500 a 1.000 kg/ha como base, similar a las prácticas de encalado, para lograr una mejora significativa en la disponibilidad de fósforo ($P$) y molibdeno ($Mo$).
B. Ácido Ortosilícico (Aplicación foliar o fertirrigación)
Actúa de forma rápida para mitigar el estrés puntual (metales tóxicos, sequía, heladas).
Época: Se recomienda durante los periodos de activo crecimiento, especialmente en primavera, para maximizar la eficiencia fotosintética y proteger la estructura celular. También es valioso ante eventos de estrés abiótico pronosticados.
Dosis: Las formulaciones comerciales suelen recomendar concentraciones de 2 a 4 mL por litro de agua, o bien, dosis ajustadas según el equipo de aplicación (típicamente orientadas a aportar 0,5 a 1,5 kg/ha de
$SiO_2$ efectivo por aplicación).
2. Resumen del Manejo Integrado
| Objetivo | Producto Sugerido | Momento de Aplicación | Frecuencia |
| Corrección de fondo (Al, P, Mo) | Silicatos (Ca/Mg) | Salida de invierno (Agosto) | Cada 2–3 años (según análisis) |
| Mitigación de estrés / Fomento radicular | Ácido Ortosilícico | Primavera (fases de rebrote) | 1–2 aplicaciones por temporada |
Consideraciones clave para el sur de Chile:
Sinergia con el Encalado: Aunque los silicatos desorben P y desactivan Al y Mn, no reemplazan el encalado si el nivel de saturación de aluminio es extremadamente alto. Considera los silicatos como un complemento de "alta performance" que potencia el efecto de la cal tradicional.
Monitoreo del Fósforo: Al aplicar silicatos, es común ver una liberación de P disponible. Ajusta tus niveles de fertilización fosfatada tras el primer año, ya que el silicio podría "liberar" parte del fósforo residual que estaba bloqueado en el suelo.
Análisis de Suelo:
Antes de aplicar, es fundamental realizar un análisis de Saturación de Aluminio. En suelos volcánicos (Andisoles), la alta retención de fósforo requiere que el silicio se aplique con antelación para que el efecto "desorbente" esté activo al momento de la siembra o el inicio de la primavera.
0 Comments:
Publicar un comentario
Nota: solo los miembros de este blog pueden publicar comentarios.