El 'aluminio libre' podría costarle miles de dólares en rendimiento y calidad

Las cosas que son invisibles no necesariamente carecen de importancia:el oxígeno, el monóxido de carbono y la gravedad, por nombrar algunas. Esto es tan cierto en el suelo como en la superficie. Si bien tendemos a pensar en el suelo como "arena, limo y arcilla", hay muchas cosas tremendamente importantes que son invisibles o apenas visibles a simple vista. Esto es cierto para gran parte del ecosistema del suelo:bacterias, virus, redes masivas de hongos microscópicos, insectos temibles del suelo, ácaros horribles, raíces de plantas en expansión, material vegetal en descomposición, todo tipo de productos químicos [naturales]. Las poblaciones de organismos del suelo oscilan salvajemente, dependiendo de las condiciones ambientales, las reacciones químicas complejas están ocurriendo en todas partes:es una guerra donde las armas químicas y biológicas son la norma y, sin embargo, de alguna manera hay orden, belleza y un poco de previsibilidad. Y, sin embargo, la mayor parte es invisible.

Acerquémonos a un elemento económicamente importante pero subestimado que se encuentra en el suelo:el aluminio. A menos que alguien le haya llamado la atención previamente sobre el aluminio del suelo, es posible que no haya pensado mucho en ello antes. Suena terriblemente poco interesante, ¿no es así? Siga leyendo solo si cree que el rendimiento de los cultivos, la calidad y la rentabilidad de la granja son interesantes, porque el aluminio está involucrado en todos ellos.

¿Cómo llegó el aluminio a mi suelo?

Hace varios años tuve una conversación con una persona que estaba sorprendida y no poco molesta de que el aluminio de alguna manera hubiera hecho su camino en sus suelos! Probablemente fue un consuelo para ellos saber que el aluminio es natural y abundante en la corteza terrestre, y no es solo el resultado de la basura, las conspiraciones del gobierno, la contaminación industrial o el gobierno ruso. De hecho, el aluminio representa un sólido 8 % del peso de la corteza terrestre, lo que lo convierte en el tercer elemento más abundante del planeta, detrás del oxígeno y el silicio.

Quizás alguien encuentre una excepción algún día, pero que yo sepa, el aluminio no es un nutriente esencial para cualquiera organismo vivo . En su mayor parte, el aluminio es un componente de muchos minerales estables del suelo que son perfectamente seguros de manejar y para que crezcan las plantas. El aluminio del suelo se vuelve problemático en muchos sistemas de cultivo cuando los suelos son ácidos (es decir, pH bajo). En condiciones de suelo ácido, el aluminio cambia cada vez más de la fase mineral insoluble a las fases solubles que a menudo se denominan "aluminio libre" y se denotan como "Al ³⁺ '. El aluminio gratuito presenta varios costosos problemas agronómicos.

Si el aluminio libre es realmente un problema, ¿por qué nunca he oído hablar de él?

El aluminio libre está presente en niveles tóxicos para los cultivos en 1.700 millones de acres solo en los trópicos, y puede estar implicado, al menos de manera secundaria, en la pobreza, la desnutrición y el hambre generalizados en esas regiones. En el noreste de los EE. UU., los problemas de fertilidad del suelo relacionados con el aluminio pueden (estimo) resultar en pérdidas de rendimiento de más del 30% cuando no se manejan adecuadamente. Otras pérdidas surgen de la reducción de la calidad del forraje. Entre la pérdida de rendimiento de los cultivos y la reducción de la calidad del forraje, el impacto económico total del aluminio libre en el suelo puede superar fácilmente los $200/ha/año en los sistemas de cultivo lechero. Es seguro decir que el aluminio libre ha causado que algunas granjas/campos funcionen miserablemente e incluso fallen.

La razón principal por la que no escuchamos más sobre el aluminio libre en el suelo en los EE. UU. es porque tendemos a hablar más sobre el pH del suelo que sobre el aluminio. El pH del suelo tiene una poderosa influencia en la química del suelo. El aumento de la acidez hace que el aluminio libre sea mucho más abundante, y esto provoca muchos efectos agronómicos "aguas abajo".

En su mayor parte, el enfoque en el pH en lugar del aluminio es apropiado porque 1) no podemos eliminar físicamente el aluminio del suelo; 2) los problemas relacionados con el aluminio son fuertemente correlacionado con el pH del suelo; 3) los problemas relacionados con el aluminio pueden mitigarse generalmente, con el tiempo, ajustando el pH; y 4) el pH afecta más que solo la capacidad del aluminio:si bien todos son nutrientes esenciales para las plantas, el hierro, el manganeso y el calcio pueden causar problemas relacionados con los nutrientes en ciertos rangos de pH del suelo.

A un pH moderadamente bajo (4,5-6,2), los principales problemas que presenta el aluminio libre para los cultivos en crecimiento son:

• Aglutinante (inmovilizador) de fosfato soluble, por lo que no está disponible para el cultivo captación . Por mucho alboroto que hagamos sobre el manejo del fósforo donde vivo en Vermont, MUCHOS acres de tierra de cultivo en el estado tienen una grave deficiencia de fósforo. En gran medida, este problema es inducido por la acidez del suelo. El aluminio libre que se libera como resultado de la acidez del suelo se une fuerte y alegremente al fosfato soluble, lo que hace que no esté disponible para la absorción de los cultivos.

• Desplazar otros nutrientes vegetales cargados positivamente que, a diferencia del aluminio, SON esenciales . La 'capacidad de intercambio de cationes' (CEC en el informe de análisis del suelo) es una indicación de la capacidad de un suelo en particular para almacenar átomos cargados positivamente (iones) como el calcio (Ca ²⁺ ), potasio (K ⁺ ) y magnesio (Mg ²⁺ ). Piense en CEC como la "despensa" del suelo . Los niveles típicos de CIC en suelos agrícolas en los suelos de Vermont oscilan entre 4 y 25 meq/100 g. La arcilla y la materia orgánica del suelo aumentan la CIC y son esencialmente los estantes de la despensa. En condiciones ácidas, el aluminio libre ocupa decididamente más posiciones de CIC y desplaza una proporción variable de esos otros nutrientes que de otro modo estarían en esas posiciones.

Buenas y malas noticias

Dado que el aluminio libre es y siempre ha sido 1) abundante; 2) no esenciales; 3) biológicamente problemático, no es de extrañar que muchos organismos tengan formas de gestionar su presencia en su entorno. Una de las defensas mejor conocidas que tienen las raíces de las plantas es la secreción de ácidos orgánicos (como los ácidos cítrico y málico) que "quelan" (es decir, unen) el aluminio libre. Esas son las buenas noticias .

La mala noticia es que 1) todas las defensas tienen límites; y 2) ciertas especies de plantas tienen mejores defensas contra la toxicidad del aluminio que otras. Por debajo de un pH de 4,5, la abundancia de aluminio libre es tan abrumadora para muchas especies de plantas que los mecanismos normales de defensa de las plantas a menudo no son suficientes. En estas situaciones, la toxicidad directa e indirecta para las raíces y los sistemas de las plantas comúnmente incluye:

• Crecimiento de la raíz primaria atrofiado al inhibir la división celular y alargamiento
• Inhibición de la formación de raíces laterales.
• Reducción del diámetro de la raíz y aumento de la fragilidad de la raíz.
• Reducción del desarrollo del vello radicular.
• Estructura dañada y función interrumpida de membrana celular nes.
• Patrones de ramificación de raíces más aleatorios.
• Vías de señalización/comunicación interrumpidas dentro y entre las células vegetales.
• Interferencia con la absorción y el metabolismo de nutrientes esenciales (a nivel molecular nivel, no solo debido a un desarrollo deficiente de las raíces).
• Mayor susceptibilidad a enfermedades secundarias (oportunistas).
• No es de extrañar que se reduzca la absorción de agua y nutrientes y, en última instancia, se reduzca el rendimiento de los cultivos.

El pH de mi suelo es de 5,6, lo suficientemente alto como para que la toxicidad del aluminio libre no sea un problema.

Hay dos cosas a tener en cuenta antes de concluir que su acidez moderada no es un problema agronómico y económico en su granja. Primero , en tales condiciones, la disponibilidad de fósforo se ve afectada negativamente por el aluminio libre. Si bien los niveles altos de fósforo son un problema en algunos campos de Vermont, muchos de los informes de análisis de suelo que veo del este de Vermont están en el lado bajo. Algunos son extremadamente bajos. Debido a que existe una relación muy fuerte entre el fosfato disponible en el suelo y el rendimiento del cultivo, los agricultores deben alarmarse cuando los informes de análisis del suelo indican que el fosfato extraíble está por debajo del nivel óptimo. En segundo lugar , si el pH PROMEDIO del suelo es 5.6, probablemente tenga muchas zonas (grandes y pequeñas) donde el pH es mucho más bajo y donde los problemas agronómicos relacionados con el aluminio son más evidentes. Algunas de esas zonas tendrán efectos tóxicos en las raíces, haciendo que los nutrientes y el agua en esas zonas estén menos disponibles para la absorción de la planta afectada. La siguiente imagen muestra un campo que estaba, en promedio, por encima de 6,2, pero la esquina de la imagen varió de pH 4,0 (el trigo que está casi muerto) a 4,4 (el trigo de aspecto más saludable).

Para muchos campos en el noreste de los EE. UU., mitigar y prevenir el desarrollo de una acidez severa del suelo debe ser una prioridad máxima. A menos que se incorpore cal al suelo, la cal puede tardar años en moverse y neutralizar el pH en las varias pulgadas superiores del suelo. Por lo tanto, si tiene una situación severa de acidez del suelo y las condiciones del suelo son adecuadas para ello, considere incorporar la cal para acelerar el efecto.

Material de referencia:

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