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I+D+i

Efecto del azufre sólido aplicado en suelos agrícolas para el cultivo de cereal

Efecto del azufre sólido aplicado en suelos agrícolas para el cultivo de cereal

El reto de la agricultura pasa por ser más eficiente en el empleo de los fertilizantes, mejorando la asimilación de estos por las plantas y reduciendo su bloqueo en los suelos. En este sentido el azufre es un nutriente que, además de ser necesario para el desarrollo de los cultivos, es un elemento que favorece la disponibilidad de otros nutrientes para la planta, como el fósforo. Durante más de siete años se ha evaluado el efecto de este azufre en el suelo y en cultivos diferentes, como el cereal. Los resultados demuestran que el empleo de azufre mejora la fertilidad de los suelos a corto plazo.

Unidad de Agronomía e I+D+i. Centro Tecnológico Agrario y Agroalimentario ITAGRA.CT.

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­­­­La superficie de tierras de cultivo española es de aproximadamente 17 millones hectáreas, incluyendo los cultivos leñosos1. En términos generales puede decirse que la parte más occidental de los suelos españoles está constituida por terrenos de pH ácidos, mientras que en la mitad oriental predominan los suelos básicos. En el caso de los suelos básicos (pH superior a 7,5) se producen bloqueos de determinados nutrientes en el suelo, lo que provoca que parte de los nutrientes que incorporamos en la fertilización no se encuentren disponibles para las plantas, quedando retenidos en el suelo. Un ejemplo es el fósforo, un macronutriente que es demandado en mayor proporción por las plantas.

Azufre en formato prill y en formato polvo. Foto: Repsol.

Conviene indicar que el fósforo es una fuente mineral limitada; de la que algunas predicciones apuntan que en cincuenta años la disminución de las reservas minerales hará aumentar el precio de este fertilizante, repercutiendo de forma negativa en la estructura de costes de las explotaciones agrícolas2.

A nivel de la Unión Europea, en el marco financiero actual 2014-2020, se están incentivando medidas que promueven la recuperación de las fuentes residuales de fósforo y la optimización del uso del fósforo en fertilización: interacción suelo-planta3. Es en este último punto don­de utilizar enmiendas que corrijan el pH del suelo, disminuyéndolo, permite mejorar la efectividad de la fertilización fosfatada. Por ello es el azufre una en­mienda que permite corregir este pH, me­jo­rando la absorción de los nutrientes por la planta; como el caso del fósforo u otros como el magnesio, el boro, etc.

Por otro lado, el azufre es un nutriente para el desarrollo de las plantas, además de mejorar la sanidad de las mismas. Plantas como las crucíferas o las aromáticas requieren programas de fertilización con un aporte considerable en este elemento. La incorporación o empleo de azufre en fertilizantes está contemplado en el Real Decreto 506/2013.

El azufre es además un elemento que constituye parte de la estructura enzimática y microbiológica del ecosistema biológico que está presente en los suelos4. La actividad de este ecosistema está relacionada con la fertilidad de los suelos, mejorando la humificación-mineralización de los restos de los cultivos en el suelo e in­crementado el sumidero de carbono en los suelos5, promoviendo así el papel del sue­lo como herramienta contra el cambio cli­mático6-8.

De forma natural este elemento se encuentra en las inmediaciones de las zonas volcánicas, pero también de la industria petroquímica se obtiene como subproducto, constituyendo su revalorización en agricultura una aplicación del concepto de economía circular.

El azufre en la fertilización de los cultivos es un elemento que poco a poco está siendo considerado por el agricultor, ya que observa que de su aplicación se produce un efecto positivo en la producción de los cultivos9-10.

En este trabajo se ha analizado la interacción del azufre en los suelos y en la productividad del trigo blando, además de la operatividad en la aplicación de los diferentes formatos de azufre con la maquinaria común que disponen los agricultores.

 

Materiales de ensayo

Para los estudios realizados se han utilizado dos formatos de azufre: azufre en polvo (hasta 100 µm) y azufre prill (de 0,5 a 5 mm). Ambos formatos tienen una riqueza en azufre mayor del 99%.  Conviene indicar que el elemento que se encuentra en estos formatos es azufre, en vez de sulfatos, que es lo que habitualmente se encuentra en fertilizantes minerales com­binado con los demás nutrientes. El azu­fre del ensayo es la base para la obtención de sulfatos.

 

Hipótesis de ensayo

Dado que los formatos ensayados tienen una alta persistencia en el suelo, es decir una alta estabilidad que hace que este azufre se vaya transformando a disponible de forma gradual en un horizonte de 10 años, se procedió a planificar un ensayo optando por aplicar dosis altas (1.500-5.000 kg/ha), con una baja frecuencia (cada 10-15 años). En lo cual se planteó una hipótesis de observar el efecto del azufre en el suelo y su acción en el cultivo de trigo blando a lo largo de siete años.

 

Diseño experimental

Diseño agronómico

Figura 1. Distribución media ponderada de las diferentes máquinas abonadoras ensayadas.

Los ensayos se realizaron en un invernadero para tener controlados los parámetros climáticos y poder evaluar el efecto simple del azufre en el suelo. En el mismo se emularon varios regímenes de regadío, además de realizar el ensayo también en régimen de secano.

El suelo donde se desarrolló la experiencia fue un suelo con una textura arcillo-arenosa, pH alcalino, contenido alto en fósforo, potasio y magnesio y con niveles de MO entre 2 y 3%, características que permitieron no incorporar en campaña ningún abonado mineral diferente al azufre del ensayo. El cultivo del ensayo en estas parcelas durante estos años fue trigo blando de primavera variedad Califa a una dosis de siembra de 280 kg/ha.

 

Tratamientos

En el cuadro I se recogen los tratamientos que se realizaron modificando el formato de azufre y la dosis a aplicar.

 

Análisis de comportamiento en la distribución

Paralelamente al ensayo agronómico se realizaron unas pruebas sobre la viabilidad del empleo de diferentes tipos de máquinas abonadoras.

Figura 2. Índices productivos medios en siete campañas en régimen de secano y regadío de formato prill y polvo.

Estas máquinas fueron una representación de los tipos de equipos de abonado más representativos. Las abonadoras utilizadas para los ensayos son las que se muestran en el cuadro II. Dentro de la tipología de las máquinas se ensayaron seis máquinas centrífugas y una pendular.

Primero se realizó una prueba con el tractor estático con la finalidad de comprobar la nube de polvo de azufre que se forma con la abonadora regulada a distintas dosis (500, 1.000 y 1.500 kg/ha aprox.).

Posteriormente se realizaron prue­bas con el tractor en movimiento, circulando a una velocidad prefijada de 6, 8 y 10 km/hora y definiendo así la anchura de trabajo más adecuada para cada tipo de abonadora ensayada. De este ensayo se definió el perfil de distribución de cada una de las abonadoras ensayadas, presentándose la media de estas distribuciones en la figura 1.

 

Resultados

Resultados agronómicos en cereal

Figura 3. Evolución del fósforo (mg/kg) en el suelo en el periodo 2012-2018.

Analizando cuál ha sido la evolución en términos productivos de estos tratamientos en función del formato de azufre, ve­mos cómo el formato prill muestra un in­cremento de media del 6% del índice productivo en ambos regímenes. En este ho­rizonte temporal se muestra un incremento medio anual respecto al tratamiento sin azufre, de 260 kg/ha en el formato polvo y de 550 kg/ha en formato prill (figura 2).

Los efectos de calidad de las cosechas de cereal de los diferentes tratamientos no han sido significativos. A nivel estadístico los índices de calidad de las harinas no han mostrado diferencias significativas entre tratamientos, lo que permite afirmar que el empleo de esta enmienda no deteriora la calidad de los trigos.

 

Evolución del fósforo disponible en suelo

En cuanto a la evolución del P en el suelo se mostró (figura 3) cómo en el caso de cereal se incrementó la disponibilidad de P asimilable en suelo en un 26% respecto al tratamiento control, sin ningún tipo de aporte de azufre. También la persistencia de este efecto del azufre sobre el fósforo fue cumbre en el primer año, presentando un incremento del 38% del tratamiento control con azufre-polvo respecto al control, siendo esta diferencia mínima en el quinto año, con apenas un 8% más de fósforo disponible.

 

Resultados en capacidad de intercambio catiónico

Figura 4. Evolución del CIC en seis campañas de cereal.

La evolución de los suelos en términos de CIC se muestra en la (figura 4). Los tratamientos con azufre incrementan el valor de este parámetro encargado de la movilidad de los nutrientes en el suelo-planta, siendo un 8% más en formato prill respecto a formato polvo.

En cambio se muestra que la proporción catiónica del complejo (Na+, Ca+2, K+ y Mg+2) no se reduce de la misma proporción, habiendo una desmovilización ma­yor del Ca y Mg, en beneficio del K, es de­cir, el azufre permite que más potasio sea adsorbido en el complejo de cambio. Po­tasio que quedará más disponible entonces para la planta.

 

Resultados de distribución con equipos de abonado

El manejo del azufre prill como un granulado fertilizante más, precisa de una calibración previa de los equipos de distribución. También se ha constatado que la cantidad de polvo generado por la distribución es similar al polvo generado por los productos fertilizantes convencionales. Las anchuras de trabajo obtenidas se encuentran dentro del rango que los productos fertilizantes de menor densidad aparente entre 15 y 20 metros.

A nivel de riesgos laborales en el empleo de esta enmienda mineral, no se ha mostrado ninguna incidencia que hiciera desestimar este tipo de aplicación en campo por los problemas que causaría al aplicador.

 

Conclusiones generales

A corto plazo el azufre ensayado en diferentes dosis (750, 1.500, 5.000, 7.500 kg/ha) en un horizonte de siete años y formatos, ha resultado que:

El azufre incrementa de media entre 260 y 55 kg/ha la producción de trigo.

a) Cuanto mayor la superficie del grá­nulo de la materia de azufre, más reacción en la matriz del suelo; el formato en polvo supone respecto al formato prill, más variación de pH, capacidad de intercambio catiónico y conductividad eléctrica.

b) El azufre es una enmienda correctora del pH de suelo básicos, bajando entre 0,5 y 0,82 puntos el pH en el primer año.

c) El azufre interviene de forma positiva en la disponibilidad del fósforo en suelos básicos, resultados observados en los cultivos extensivos ensayados: trigo, colza y alfalfa. Incrementando la disponibilidad de fósforo en el primer año entre un 23% y un 38%.

d) La aplicación de azufre supone un ajuste en la capacidad de intercambio catiónico del suelo, bloqueando el exceso de calcio que tienen los suelos básicos, pero incrementando la proporción de potasio en el complejo de cambio. Se reduce en un 17% la proporción del calcio durante los tres años si­guientes a la aplicación y se mejora hasta en un 13% la CIC en la cuarta campaña.

e) El azufre incrementa de media entre 260 y 550 kg/ha la producción de trigo.

f) La aplicación de azufre en el programa de fertilización de los cultivos no supone un deterioro de la calidad de la cosecha.

Dentro de la actual situación de gestión de fuentes de fósforo para agricultura, la aplicación de azufre se postula como un elemento que favorece esta eficiencia entre la aplicación de fertilizantes fosfatados al suelo y el consumo de fósforo por las plantas.

Bibliografía

  1. Estadística anual de superficies y producciones de cultivos informe metodológico estandarizado.
  2. European Sustainable Phosphorus Platform – 3rd European Sustainable Phosphorus Conference (ESPC3). [En línea]. Disponible en: https://phosphorusplatform.eu/events/upcoming-events/1548-espc3-2018. [Accedido: 09-ene-2019].
  3. O. F. Schoumans, F. Bouraoui, C. Kabbe, O. Oenema, y K. C. van Dijk, Phosphorus management in Europe in a changing world, AMBIO, vol. 44, n.o S2, pp. 180-192, mar. 2015.
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