Fertilizacin del

Para rendimientos altosPor J. Halevy y M. Bazelet 2da. Edicin Revisada INSTITUTO INTERNACIONAL DE LA POTASA INSTITUTO DE LA POTASA Y EL FOSFORO 19921

BOLETIN No. 2

Fertilizacin del

ALGODONpara rendimientos altosJ. Halevy, M. Sc. Agr. Ph. D., Departamento de Qumica de Suelos y Nutricin de Plantas. ARQ, The Volcani Centre Bet Dagan/Israel y M. Bazelet, M. Sc. Agr., Dead Sea Works Lts., Beer-Sheba/Israel

Bolletn No. 2, Edicin revisada, 1992, publicada por el Instituto Internacional de la Potasa (IPI), Schneidergasse 27, CH 4051 Basel Traducido por el Instituto de la Potasa y el Fsforo (INPOFOS), Oficina para Latino Amrica

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PRESENTACION

Esta publicacin fue producida originalmente en ingls por el Instituto Internacional de la Potasa (IPI) y cubre ampliamente aspectos como requerimientos nutricionales, manejo de la nutricin, fertilizacin, anlisis de suelos, anlisis foliar, etc. en el cultivo del algodn. Esta edicin en espaol fue traducida y financiada por el Instituto de la Potasa y el Fsforo (INPOFOS) como una contribucin a la produccin del algodn de Latino Amrica.

Quito, marzo de 1992

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Contenido1. 2. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 5. 5.1. 5.2. 5.2.1. 5.2.2. 5.2.3. 5.2.4. 5.2.5. 5.2.6. 5.2.7. 6. 6.1. 6.1.1. 6.1.2. 6.1.3. 6.2. 6.2.1. 6.2.2. 6.2.3. 6.3. 6.3.1. 6.3.2. 6.3.3. 6.4. 6.4.1. 6.4.2. 6.4.3. 6.5. Introduccin Produccin Mundial Efecto de las condiciones climticas en el desarrollo de la planta Temperatura Radiacin Concentracin de CO2 en el aire Humedad disponible Suelos, rotacin y prcticas de cultivo Suelos Rotacin Preparacin del suelo y siembra Riego Desarrollo del cultivo y absorcin de nutrientes Acumulacin de materia seca Absorcin e importancia de N, P, K y otros elementos para el crecimiento y calidad Nitrgeno Fsforo Potasio Calcio Magnesio Azufre Micronutrientes Evaluacin de necesidades y aplicacin de fertilizantes Nitrgeno Anlisis de suelo para estimar disponibilidad Anlisis de tejidos Aplicacin de fertilizantes nitrogenados Fsforo Anlisis de suelo para estimar disponibilidad Anlisis de tejidos Aplicacin de fertilizantes fosfricos Potasio Anlisis de suelo para estimar disponibilidad Anlisis de tejidos Aplicacin de fertilizantes potsicos Calcio y encalado Criterios tiles en el diagnstico del estado de Ca en el suelo Anlisis de tejidos Aplicacin de calcio Magnesio 4 6 6 7 8 9 9 10 10 10 11 12 13 15 15 16 17 20 21 24 24 26 36 29 29 29 30 31 32 32 33 33 34 34 35 36 38 40 40 41 42

6.5.1. 6.5.2. 6.6. 6.6.1. 6.6.2. 6.6.3. 6.7. 7. 7.1. 7.1.1. 7.1.2. 7.1.3. 7.2. 7.2.1. 7.2.2. 7.3. 8. 9.

Mtodos de diagnstico Aplicacin de fertilizantes con magnesio Azufre Anlisis de suelos Anlisis de tejidos Aplicacin de fertilizantes con azufre Fertigacin Interacciones Interaccin entre los nutrientes de las plantas Nitrgeno x Fsforo Nitrgeno x Potasio Potasio y otros elementos Interaccin entre nutrientes y agua Nitrgeno x Agua Interaccin entre otros nutrientes y el agua Interaccin entre potasio y enfermedades Conclusiones Bibliografa

42 42 42 42 43 43 43 45 45 45 45 46 47 47 48 50 51 51

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1. IntroduccinEl algodn pertenece al gnero Gossypium de la familia Malvaceae. De acuerdo con Hutchinson et al. [1947] existen 20 especies de Gossypium que estn divididas en ocho secciones. Solamente dos secciones poseen especies cultivadas: en la seccin Herbaceae, las especies del viejo mundo (cromosomas n = 13): G. herbaceum y G. arboreum, y en la seccin Hirsuta, las especies del nuevo mundo (cromosomas n = 26): G. hirsutum y G. barbadense. El algodn es una planta perenne que puede mantener crecimiento continuo como un arbusto y bajo condiciones tropicales se mantiene siempre verde y produce continuamente. Sin embargo, casi toda la produccin comercial crece como un cultivo anual que se siembra cada ao, para mantener rendimientos que van de razonables a muy altos, y para mantener la poblacin de insectos a niveles tan bajos como sea posible, destruyendo todos los residuos de plantas despus de cada ciclo de cultivo El algodn requiere de un ciclo de crecimiento largo y clido. Por este motivo se cultiva en casi todos los pases de clima tropical, como tambin en muchos pases de clima subtropical. El algodn se cultiva en un amplio rango de suelos, que van desde suelos aluviales pesados con pH de 8.0 o ms hasta suelos ms meteorizados y arenas lixiviadas de pH 5.0 y an ms bajo. El algodn es la ms importante planta textil utilizada para muchos propsitos pero especialmente para vestuario. En 1986, la produccin mundial de fibra de algodn fue de 15048 tm, mientras que la produccin de todas las otras plantas textiles fue de solo 622 tm (FAO [1987]). Los rendimientos de algodn varan dentro de un gran margen dependiendo de factores como el potencial gentico, manejo del cultivo, condiciones de suelo y variaciones de clima. Los rendimientos pueden ser tan bajos como de 500 kg/ha de algodn sin desmotar en condiciones ridas o tan altos como de 8000 kg/ha con variedades de alta produccin y muy buen manejo del cultivo. No debe sorprender que estos cambios dramticos en produccin se logren con el mayor uso de fertilizantes y mejores prcticas de fertilizacin. Por esta razn, este boletn est dedicado principalmente a discutir las interrelaciones entre las prcticas de fertilizacin y el rendimiento y la calidad del algodn.

2. Produccin MundialEl algodn se cultiva en muchos pases en todas partes del mundo. Se cultiva en Sudamrica as como en Centro y Norteamrica hasta 43o de latitud norte. Se cultiva en Africa, desde Sudfrica en el sur hasta Egipto en el norte, en la parte sur de Europa como en Grecia y Espaa. En Asia desde el Oriente Medio hasta 37o de latitud norte. En aos recientes, Australia tambin se ha incorporado como un importante productor de algodn con incremento en reas (164000 ha) y rendimiento (1.32 t/ha). El rea promedio bajo produccin de algodn en el mundo durante 1983-1986 fue de 33.8 6

millones de hectreas (FAO [1987]), aproximadamente la misma rea que fue cultivada hace 50 aos (Stanhill [1976]). El promedio de la produccin mundial se increment de 11x106 toneladas de fibra de algodn por ao en la dcada de 1961-1970 (Stanhill [1976]) a un promedio de 16.8x106 toneladas durante 1984-1986 (Tabla 1). Aun cuando el algodn es cultivado comercialmente en aproximadamente 70 pases, desde 47o de latitud norte a 35o de latitud sur, aproximadamente el 80% de la produccin mundial est concentrada en ocho pases (Tabla 2). Tabla 1. Areas de cultivo y rendimiento de algodn (FAO [1987]).Area (ha x 106) Africa C. y N. Amrica Sud Amrica Asia Europa Oceana URSS Total mundial 3.97 4.37 4.52 17.06 0.31 0.17 3.36 33.76 Rendimiento anual de fibra Total / t x 106 t/ha 1.30 3.01 1.31 8.24 0.24 0.22 2.51 16.83 0.33 0.69 0.29 0.48 0.77 1.29 0.75 0.50

Tabla 2. Area y rendimiento de los ocho principales pases productores de algodn 19841986 (FAO [1987]).Area (ha x 106) 7.55 5.49 3.93 3.36 3.29 2.42 0.68 0.43 27.15 Rendimiento anual de fibra Total / t x 106 t/ha 1.42 4.65 2.63 2.51 0.79 1.16 0.52 0.42 14.00 0.188 0.847 0.669 0.747 0.240 0.479 0.765 0.977 0.516

Pases India China E. U. URSS Brasil Pakistn Turqua Egipto Total mundial

3. Efectos de las condiciones climticas en el desarrollo de la plantaEl ciclo de vida de la planta de algodn puede ser dividido en cuatro etapas principales. 1. 2. 3. 4. Desde la germinacin hasta la primera hoja verdadera. Desde la primera hoja verdadera hasta el primer botn. Desde el primer botn hasta la apertura de la primera flor Desde la primera flor al trmino de la apertura de la cpsula. 7

Todas las etapas del ciclo de vida son afectadas por las condiciones climticas como temperatura, evaporacin, precipitacin (o irrigacin), etc. La duracin de cada etapa de crecimiento, as como la cantidad y la intensidad del desarrollo de la planta, dependen de estos factores climticos. Por otro lado, es muy difcil el aislar un factor de otro porque existen interacciones entre ellos, por ejemplo, entre la temperatura ptima y la intensidad de radiacin.

3.1. TemperaturaLa temperatura es el principal factor que afecta la duracin de cada una de las etapas de crecimiento (Figura 1). En esta figura se observa que el crecimiento en todas las etapas se retarda a baja temperatura, pero el grado de retardo es diferente de una etapa a la otra. Los datos en la Figura 1 demuestran que es imposible evaluar el desarrollo de las plantas en das calendario, por este motivo es necesario introducir otros valores como "das fisiolgicos" "grados-da". Existen diferentes formas para calcular grado-da, pero solo el de Young et al. [1980] ser presentado aqu. Estos mtodos asumen que 12.8 C es la temperatura bajo la cual las plantas de algodn no se desarrollan (temperatura mnima). La unidad grado-da se determina al restar K=12.8 C del mximo de temperatura diaria. En un experimento en el cual se probaron 5 fechas de siembra se calcul la unidad grado-da en diferentes fechas de siembra y etapas de desarrollo. Estos datos se presentan en la Tabla 3.

Figura 1. Efecto de la temperatura en el nmero de das requerido para cada etapa de desarrollo de la planta de algodn (Lomas et al. [1977], adaptado de diferentes fuentes). 8

Los datos en la Tabla 3 muestran que cuando se siembra tarde se disminuyen significativamente los das necesarios para todas las cuatro etapas, pero en la unidad de grado-da no hubo diferencias significativas. Tabla 3. Nmero de das y unidades grado-da a cinco fechas de crecimiento (Young et al. [1980]).Intervalos de crecimiento de la plana y desarrollo del cultivo desde la siembra a: Cpsula Hoja Botn Flor Abierta Verdadera ---------------------------- Nmero de das calendario ---------------------------1 Abril 15Abril 29 Abril 13 Mayo 27 Mayo 1 Abril 15 Abril 29 Abril 13 Mayo 27 Mayo*

Fecha de Siembra

26.5 b* 25.0 b 23.0 b 18.5 a 17.5 a 5825 a 6147 a 6763 a 6301 a 6961 a

74.0 e 68.5 d 62.5 c 55.5 b 49.5 a 21005 a 22611a 23861 b 23989 b 23595 b

97.5 e 89.0 d 80.5 c 75.0 b 70.5 a 33226 a 33331 a 32932 a 33597 a 33096 a

155.5 d 144.5 c 140.5 c 133.0 ab 135.0 ab 58878 b 57298 ab 58083 ab 56038 a 55721 a

---------------------------- Unidades grado-da ----------------------------

Las medias seguidas por la misma letra dentro de cada columna para nmero de das y unidades grado-da no son significativamente diferentes al 0.05 de probabilidad.

3.2. RadiacinLos rayos solares son vitales para el algodn y reas con ms del 50% de nubosidad no son adecuadas para este cultivo sin importar su temperatura ni su humedad (Waddle [1984]). La intensidad de la fotosntesis depende de la intensidad de la radiacin. Algunos investigadores reportan que el mximo de fotosntesis en el algodn ocurre cuando la intensidad de la luz es el 79% de la mxima intensidad al medio da. Otros reportan que ocurre en la mxima intensidad de luz al medio da, aproximadamente 10000 fc (Rimon [1984]). La variacin de resultados se debe talvez a las diferentes condiciones de crecimiento como a la condicin del agua en el suelo y en las plantas, temperatura y nivel de desarrollo de la planta. De hecho, es muy difcil aislar los efectos de radiacin porque los otros factores como temperatura, respiracin, etc. estn involucrados en el proceso de crecimiento.

3.3. Concentracin de CO2 en el aireEl algodn como una planta C3 puede incrementar su fotosntesis cuando la concentracin de CO2 en el aire incrementa, si todos los otros factores no son limitantes. Pero especialmente bajo condiciones de alta intensidad de luz, la concentracin de CO2 en el aire puede ser un factor limitante. Uno de los efectos ms pronunciados del enriquecimiento del algodn con CO2 es un 9

gran incremento en el porcentaje de almidones y azcares almacenados en las hojas. Investigacin ha demostrado que al incrementar la concentracin de CO2 de 300 ppm (el promedio de concentracin de CO2 en el aire) a 600 y 1000 ppm se incrementa la fotosntesis y la produccin de materia seca. El incrementar el nivel de CO2 de 330 ppm a 1000 ppm bajo condiciones controladas, redujo el nmero de nudos de la primera flor, duplic la produccin de bellotas y retard la abscisin de los botones y bellotas (Krizek [1979]).

3.4. Humedad disponibleEl agua del suelo disponible para el algodn incluye aquella presente en el suelo a la profundidad del sistema radicular cuando el cultivo es sembrado, ms lo aadido por la lluvia e irrigacin despus de la siembra. La Tabla 4 demuestra que el algodn requiere de por lo menos 500 mm de agua para obtener un cultivo de un rendimiento mnimo aceptable. El nivel de produccin es una funcin de la cantidad de agua disponible en etapas sucesivas de crecimiento, cuando otros factores de crecimiento son iguales. Tabla 4. Demanda hipottica de agua del algodn en etapas secuenciales de crecimiento para obtener incrementos del rendimiento de fibra (Waddle [1984]).Necesidades de agua por estado de crecimiento --------------- Rendimiento de fibra en t/ha --------------0.17 0.84 1.69

------------------------- mm de agua ------------------------Plntula (de la siembra al aparecimiento del botn) - Fructificacin (hasta la 4ta semana de floracin) - Maduracin (de la 5ta semana de floracin a la 1ra de apertura de la bellota) - Apertura (1ra semana de apertura a total apertura de la bellota) Totales 80 120 180 80 140 230 100 200 320

120

270

380

500

720

1000

4. Suelos, rotacin y prcticas de cultivo4.1. SuelosNo hay suelos que se consideren como estrictamente adecuados para el algodn. En las diferentes zonas climticas, se encuentra algodn creciendo en prcticamente todos los suelos. De todas maneras, suelos muy arcillosos y suelos muy arenosos son desfavorables. Los suelos con contenido alto de arcilla requieren drenaje para evitar saturacin y estrs de oxgeno, mientras que suelos arenosos tienen una baja capacidad de retener agua y requieren de frecuente 10

suplemento de agua. Estudios hechos por Huck [1970] demostraron claramente que las races del algodn, como las de muchas otras plantas, dejan de funcionar cuando el oxgeno del suelo es inferior al 10%. En condiciones de mal drenaje el algodn puede sufrir deficiencias de K aun cuando los niveles de K en el suelo sean razonables para condiciones normales.

4.2. RotacinEl algodn es cultivado por agricultores ya sea en rotacin con otros cultivos o en monocultivo por muchos aos consecutivos. Cuando el algodn crece ao tras ao en el mismo lote se acumulan enfermedades en el suelo. Enfermedades como marchites por Verticillium, pudricin de la raz y enfermedades de las plntulas recin germinadas son generalmente menos comunes en las fincas que utilizan rotacin de cultivos. Tambin se ha notado que una buena nutricin con K permite a las plantas resistir el ataque de muchas enfermedades. Pocas secuencias de cultivos sistemticos han sido utilizadas en el algodn en diferentes pases del mundo. Algunas rotaciones probadas en diferentes suelos en los Estados Unidos se presentan en la Tabla 5. Tabla 5. Rotaciones probadas en los E. U. (Waddle [1984]).Suelos Ultisoles e Inceptisoles algodn maz algodn Rotacin algodn con irrigacin en el Oeste de los E. U. algodn soya arroz alfalfa alfalfa alfalfa algodn Mollisoles, Alfisoles y Vertisoles algodn sorgo trigo algodn maz trigo alfalfa alfalfa algodn algodn Entisoles y Aridisoles algodn crcamo algodn avena o trigo algodn

algodn

La rotacin de los cultivos se puede justificar en la mayora de las reas donde se cultiva algodn, pero los productores de algodn de los Estados Unidos por ejemplo, son renuentes a rotar porque la rotacin complica la produccin de algodn y representa un reto extra de manejo. Por otro lado, se ha demostrado que la rotacin de cultivos es una prctica econmica de manejo (Waddle [1984]). Los campos se mantienen libres de malezas en mejor forma, con la rotacin. Es posible tambin mantener produccin de algodn sin rotacin, pero bajo ciertas condiciones. En Israel existen campos de algodn que han permanecido en el sitio, sin rotacin, por diez aos o ms, con incremento de los rendimientos. Esto es posible solamente con labranza profunda (ver captulo 4.3) y especialmente con fertilizacin intensiva anual y estricto control de malezas. En Latino Amrica el algodn frecuentemente alterna con maz, arroz, leguminosas y otros cultivos. En Africa tropical se alterna con man, maz y varios cultivos de subsistencia y tambin con dos a cinco aos de barbecho (Sudan). En Egipto la rotacin de algodn ms comn es algodn, trigo, trbol de berseem y maz (Fauconnier [1987]). En la India y Pakistn la rotacin es de algodn, trigo, sorgo (Sorghum vulgare); algodn, trigo, mostaza (Brassica campestris); 11

algodn, leguminosas, trigo (Berger [1969]). Los cultivos mltiples se definen como: "la siembra de dos o ms cultivos en el mismo lote en un ao". El incrementar la produccin de alimentos y de fibra incrementando el rea bajo cultivo probablemente ya no sea posible en muchos pases, excepto marginalmente. La respuesta para obtener la proyectada produccin alimenticia y de fibra para una poblacin creciente, en los pases en desarrollo, radica en incrementar la produccin por unidad de rea y por unidad de tiempo por medio de la adopcin de altos niveles de tecnologa agrcola. Un importante factor en este sistema es el nivel de fertilidad del suelo que debe ser mantenido para una alta produccin sostenida y econmica. El uso de fertilizantes en sistemas mltiples de cultivo fue descrito en general por Roy y Braun [1984]. EL doble cultivo de trigo y algodn fue sugerido por Carmi y Plaut [1986].

4.3. Preparacin del suelo y siembraLa buena preparacin del suelo para la semilla es importante y se hace por medio de arado y discado. La preparacin del suelo incluye un arado a 30-40 cm de profundidad y cada 3-4 aos a 60-70 cm de profundidad con un arado pesado o un subsolador. El suelo es luego discado y nivelado e inmediatamente se lleva a cabo la siembra en el suelo plano o en surcos. La preparacin de surcos tiene ventaja en suelo pesado o en regiones de lluvia invernal porque evita el secamiento e incrementa rpidamente la temperatura del suelo de modo que es posible sembrar a una fecha ms temprana. En algunos pases en desarrollo la preparacin del suelo es menos eficiente porque no existe el equipo necesario. Las condiciones son menos favorables y por esto la produccin es menor. En aos recientes ha existido una tendencia a reducir y minimizar la labranza del suelo (labranza de conservacin) para evitar el deterioro de la estructura, la formacin de capas endurecidas en el nivel inferior y reducir la erosin, mientras quedan los residuos del cultivo anterior en la superficie del suelo. Esto tambin reduce el costo al ahorrar maquinaria. En otras ocasiones el suelo es solamente labrado parcialmente con lo que se denomina "trfico controlado". Este mtodo de labranza se lleva a cabo siempre con un subsolador en tal forma que los surcos se mantienen en el mismo lugar de un ciclo al siguiente. De esta manera se rompen las capas endurecidas en el sitio donde las plantas crecen. El suelo entre los surcos no se labra y el paso de las ruedas del tractor se mantiene en el mismo lugar. Cuando se utiliza este mtodo de labranza de conservacin se debe poner especial atencin en la fertilizacin con fsforo (P) y potasio (K). El potasio se mueve en forma limitada y el P casi no se mueve de la superficie del suelo hacia abajo, excepto en suelos muy arenosos. Por este motivo la fertilizacin con P y K debe ser hecha en bandas concentradas a lo largo de las hileras de plantas en la superficie o dentro del suelo (Touchstone y Reeves [1988]). Hay muchas formas de labranza de conservacin, pero es importante tener en cuenta que un sistema que trabaja bien con un suelo puede no ser un satisfactorio en otro. El tiempo ptimo para la siembra ha sido estudiado en muchas investigaciones. El algodn irrigado generalmente es plantado cuando la temperatura del suelo, a una profundidad de 20 cm, 12

no est por debajo de los 15.5 oC por diez das sucesivos, o a 20 oC a una profundidad de 5 cm.

La temperatura mnima del suelo para la germinacin y la emergencia de la plntula debe ser de 15 oC y la mxima de 42 oC. La elongacin del hipocotiledn y la radcula tienen una temperatura ptima de 34.4 oC. La emergencia de la plntula es afectada por el encostramiento superficial del suelo porque para atravesar en esta capa dura la plntula debe ejercer fuerte presin.

4.4. RiegoLos sistemas de produccin del mundo pueden ser divididos en aquellos denominados de reas secas, los de secano o temporal y los irrigados con riego suplementario o completo. El cultivo de "reas secas" es el que crece durante el verano utilizando el agua acumulada en el suelo durante la temporada lluviosa. El algodn de reas secas necesita un mnimo de 400-500 mm. En algunas ocasiones se aplica irrigacin suplementaria durante el verano seco. El algodn de secano es aquel que crece donde las lluvias son comunes durante todo el ciclo de crecimiento. La literatura sobre el uso de agua en algodn fue revisada por Jordan [1983] y por Bielorai et al. [1983]. La cantidad real de agua usada por la planta durante la temporada de crecimiento puede esperarse que vare entre 750 y 1200 mm para algodn irrigado, incluyendo lluvia. Aun cuando el consumo puede variar en diferentes reas, dependiendo de factores climticos, el agua usada durante el ciclo de crecimiento sigue tendencias similares en todas las localidades. La evapotranspiracin es baja al inicio de temporada cuando el rea foliar es pequea, el sistema radicular superficial, y la temperatura baja. Las races penetran usualmente alrededor de 2 m en sitios donde el suelo no tiene restricciones. La penetracin de las races es generalmente limitada por la profundidad de la zona humedecida del suelo. Bajo condiciones de humedad favorables las races crecen de 1.0-2.0 cm/da como se observa en la Figura 2 (Bielorai [1973]).

Figura 2. Crecimiento del sistema radicular de las plantas de algodn (Bielorai [1973]). 13

Bielorai et al. [1973] discutieron la posibilidad de que la produccin de algodn en zonas ridas sea tambin limitada por la alta salinidad del suelo y del agua de irrigacin, especialmente durante la germinacin y etapas de crecimiento iniciales. La inhibicin del crecimiento de la planta por substratos salinos est asociada con la reduccin osmtica de la absorcin del agua as como con efectos nutricionales y txicos. Thomas [1980] determin que la inhibicin del crecimiento del algodn estaba asociada con bajas relaciones de K/Ca + Mg. La tasa de desarrollo vegetativo es baja en los perodos iniciales de crecimiento hasta la floracin, cuando se vuelve considerablemente ms rpida. El aparecimiento de flores depende de la tasa de crecimiento ya que el crecimiento vegetativo muy rpido o muy lento puede resultar en una reduccin del aparecimiento de las flores. El algodn generalmente necesita un buen suplemento de humedad durante la floracin y formacin de la bellota, pero un alto suplemento de humedad durante la etapa temprana del desarrollo resulta en un crecimiento vegetativo excesivo a expensas del crecimiento reproductivo (Shalhevet et al. [1981]). Por este motivo, en reas con un verano seco, es prctica comn el humedecer el suelo a la siembra hasta una profundidad de 150 o 180 cm a capacidad de campo (en suelo de textura media pesada), ya sea por lluvias de invierno y/o pre-irrigacin. De ah en adelante se riega el cultivo solamente cuando aparece la primera floracin (60-70 das despus de emergencia). El tiempo del primer riego despus de la siembra y del ltimo riego antes de la cosecha determinan el nmero de riegos requeridos durante la temporada. El nmero de riegos y la cantidad de agua en cada riego depende de la textura del suelo y la evapotranspiracin. El algodn es particularmente sensitivo a la deficiencia de agua durante el segundo perodo, cuando ocurren la floracin y el aparecimiento de la bellota. No debe permitirse que el contenido de la humedad del suelo caiga bajo el 20-30% de agua disponible en la zona radicular. Resultados de muchos experimentos (Shalhevet at al. [1981]) han demostrado que el 70-80% de agua es absorbida por la planta de algodn de una profundidad de 90 cm. Por este motivo, los autores recomiendan mojar no ms de una profundidad de 60-90 cm y as explotar eficientemente el agua depositada en el suelo. El sistema usado para regar algodn, como en otros cultivos, incluye riego por inundacin, por surcos y por aspersin. Recientemente se ha iniciado el uso de irrigacin por goteo as como equipos de riego como el Pivot Central. La seleccin racional de un apropiado sistema y rgimen de irrigacin debe tomar en cuenta varios factores que incluyen: cultivar, tipo de suelo, nutricin, cantidad de lluvia prevista, etc, ya que cada uno de stos puede afectar la produccin. Como una consecuencia del suministro decreciente y los crecientes costos del riego en los ltimos aos, se est prestando mucha atencin al concepto del uso eficiente del agua (UEA). El UEA usualmente se define como la relacin entre la produccin comercial de un cultivo y el total del agua removida en cada ciclo de la zona radicular por medio de la evapotranspiracin y drenaje, o la cantidad de agua aplicada ms la lluvia "efectiva" (la cual permanece en la zona radicular despus del drenaje). En el algodn, el UEA usualmente se expresa en trminos de fibra producida por unidad de rea por unidad de agua aplicada ms la lluvia efectiva. Se han reportado valores de UEA que exceden los 6 kg fibra/ha/mm de agua (Shalhevet et al. [1981]). Se pueden obtener valores mayores de UEA aumentando la produccin del cultivo o reduciendo la cantidad de agua aplicada, por medio de una o diversas prcticas culturales. Cuando no se 14

alteran las prcticas de irrigacin, la produccin puede incrementarse elevando la fertilidad del suelo, usando cultivares adecuados y mejorando el control de plagas y enfermedades. Es posible el reducir la aplicacin de agua humedeciendo el suelo a una profundidad menor (eliminando las prdidas de drenaje), reduciendo la frecuencia de irrigacin durante ciertas pocas del ciclo, humedeciendo parcialmente la superficie del suelo (por medio de surcos alternos o riego por goteo), y reduciendo las prdidas de agua aplicada mediante el uso de tcnicas y equipo mejorado de irrigacin.

5. Desarrollo del cultivo y absorcin de nutrientes5.1. Acumulacin de materia secaSe pueden utilizar diversos parmetros de la planta para evaluar el crecimiento y desarrollo del algodn. En aos recientes, se ha hecho comn en ciertos pases productores de algodn el monitorizar el desarrollo del cultivo con modelos de simulacin (Wallach [1977]; McKinion y Baker [1982]). El parmetro principal a observarse es el peso de la materia seca de todas las partes de la planta durante todo el ciclo de crecimiento. El conocimiento de la dinmica de la produccin de materia seca es esencial para entender apropiadamente la nutricin del cultivo. Desde comienzos del siglo se han acumulado datos que relacionan la produccin de materia seca con la absorcin de nutrientes pero los estudios iniciales reportaban rendimientos muy bajos, en comparacin a las obtenidos hoy con cultivares mejorados, manejo ms preciso e irrigacin apropiada. En la Figura 3 (Halevy [1976]) se presenta la acumulacin y distribucin de materia seca de la parte area del cultivar Acala 4-42 cultivado bajo irrigacin y condiciones ptimas. El promedio de produccin de este experimento, utilizado para dibujar la figura, fue de 1700 kg/ha de fibra y 2270 kg/ha de semilla. El peso mximo de materia seca de las hojas se alcanz a los 112 das despus de la emergencia, luego el peso decrece debido a senescencia y cada de las hojas. En la primera etapa de crecimiento la mayora del peso de la planta est en las hojas (ms del 60% del total). En adelante, el porcentaje de hojas decrece gradualmente y alcanza aproximadamente el 20% en plantas adultas. La materia seca de los tallos es ms estable que la de las hojas, siendo de 35% en la primera etapa y cayendo a 25% al trmino del ciclo. El crecimiento de las partes reproductivas fue muy rpido. En la primera muestra fue solamente 4% pero en el ltimo muestreo fue de alrededor del 50%. La tasa de crecimiento, medida por el peso de la materia seca, fue lenta hasta la floracin (a 72 das) seguida por una rpida aceleracin que fue casi constante hasta la apertura del capullo (a los 112 das), despus de lo cual el promedio fue lento otra vez. Por esto, el diagrama de acumulacin forma una curva sigmoide. El promedio de acumulacin de materia seca de los 72 a 112 das fue de 250 kg/ha/da. El 75% del total de la materia seca fue producido durante estos 40 das.

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Figura 3. Acumulacin de materia seca en las partes areas del algodn cultivar Acala 4-42 (Halevy [1976]).

5.2. Absorcin e importancia de N, P, K y otros elementos para el crecimiento, rendimiento y calidadEl algodn parece no ser un cultivo exhaustivo debido a que solamente la fibra y la semilla, que contienen relativamente pequeas cantidades de nutrientes minerales, se remueven mientras que el resto de la planta (races, hojas y tallos) se quedan en el campo. Sin embargo, en operaciones intensivas, cultivos de alta produccin necesitan una reserva abundante de nutrientes que deben ser disponibles en perodos relativamente cortos. El nitrgeno (N), fsforo (P), potasio (K) y magnesio (Mg) son los elementos mayores esenciales y que se adicionan al algodn, mientras que tambin se han reportado deficiencias de azufre (S), zinc (Zn) y otros elementos menores. La absorcin de N, P, K por el algodn se presenta en la Figura 4 y en la Tabla 6 (Halevy [1976]). Los resultados son del mismo experimento que se presenta en la Figura 3. La absorcin total de N y P siguieron la misma tendencia de la produccin de materia seca, mientras que el K fue absorbido ms rpidamente alcanzando un mximo a los 112 das despus de lo cual declin. Fauconnier [1973] menciona que un cultivo de algodn que produce 560 kg/ha de fibra absorbe un total de 105 kg N, 42 kg P2O5 y 80 kg K2O/ha mientras que remueve 40 kg N, 16 kg P2O5 y 17 kg K2O/ha (Tabla 7). 16

5.2.1. NitrgenoLa planta de algodn contiene ms N que cualquier otro nutriente mineral, pero por otro lado, los suelos en los cuales se cultiva algodn son a menudo ms deficientes en N que en cualquier otro nutriente de la planta. El N promueve especialmente el crecimiento vegetativo. Se han utilizado varios criterios para evaluar el crecimiento vegetativo del algodn tales como: longitud del tallo principal, rea del corte transversal del tallo, peso de la materia seca de la planta, ndice de rea foliar, etc. Como el N promueve el crecimiento de la planta, el nmero de posiciones axilares en las ramas vegetativas se incrementa. De esta forma se incrementa la floracin debido al incremento de lugares para la formacin de flores. De hecho, la adicin de N a suelos con deficiencia incrementa el nmero total de flores y capullos.

Figura 4. Absorcin acumulativa y distribucin de N, P y K en el algodn cultivar Acala 442 (Halevy [1976]). El efecto general del N parece ser el incremento total de produccin (fibra y semilla) al prolongar el perodo de fructificacin. El N incrementa principalmente el tamao del capullo. Esto se debe al incremento en el tamao de la semilla que tiene poco o ningn efecto sobre la produccin de fibra (Tucker y Tucker [1968]). Sin embargo, el agricultor no est interesado demasiado en el crecimiento vegetativo, que puede deberse a una alta dosis de N, porque existe un balance entre el crecimiento vegetativo y el crecimiento reproductivo. El excesivo crecimiento vegetativo reduce la penetracin de la luz a las partes interiores y bajas de la planta y puede reducir la fotosntesis. La cobertura de plantas altas y densas produce acumulacin de humedad que facilita la pudricin del capullo y crea buenas condiciones para el desarrollo de insectos por un lado, y evita la penetracin de insecticidas y fungicidas por otro. En lugares donde se utiliza la cosecha manual las plantas demasiado altas causan dificultades al recoger la cosecha. Cuando se cosecha con mquina se 17

requiere defoliacin qumica. Cuando se aplica un exceso de N, especialmente tarde en el ciclo, se puede incrementar la cantidad de hojas del cultivo y causar dificultades en la defoliacin. El efecto del N en la calidad de la fibra no es muy grande. Informacin aportada por Nelson [1949], Sabino et al. [1987], y otros indica que se registraron incrementos relativamente pequeos en el tamao de la fibra con la aplicacin de tasas crecientes de N. La aplicacin de N puede reducir el micronaire de la fibra al incrementar el nmero de capullos que son cosechados antes de alcanzar el promedio mximo de desarrollo. El incrementar el fertilizante nitrogenado incrementa principalmente el contenido de N en la planta incluyendo las semilla y por esto tambin se incrementan las protenas de la semilla, mientras que el contenido del aceite en general decrece (Tabla 8 compilada por Hearn [1981]). El N incrementa el tamao del capullo debido a un incremento en el peso individual de la semilla (Tucker y Tucker [1968]) con la consecuente reduccin en el porcentaje de la fibra (Tabla 8). Tabla 6. Porcentaje y tasa de absorcin de N, P y K de algodn cultivar Acala 4-42 durante perodos sucesivos de crecimiento (Halevy [1976]).------------------------------ Absorcin (kg/ha) -----------------------------N 13.8 49.3 43.7 61.3 63.6 3.7 235.4 P 1.8 6.8 8.3 9.8 15.2 4.3 46.2 K 117 43.7 55.5 42.0 31.6 -5.2 184.5

Das despus de la emergencia 0-57 57-72 72-84 84-98 98-112 112-157 0-157 Das despus de la emergencia 0-57 57-72 72-84 84-98 98-112 112-157 Das despus de la emergencia 0-57 57-72 72-84 84-98 98-112 112-157

------------------------------ % de la absorcin total -----------------------------N 5.9 20.9 18.6 26.0 27.0 1.6 P 3.9 14.7 18.0 21.2 32.9 9.3 K 6.3 23.7 30.1 22.8 17.1 -

------------------------------ Absorcin (g/ha/das) -----------------------------N 240 3290 3640 4380 4540 80 P 30 450 690 700 1090 96 K 210 2910 4630 3000 2260 -

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Tabla 7. Absorcin de nutrientes por un cultivo de algodn con un rendimiento de 560 kg/ha de fibra (Fauconnier [1973]).-------- Peso Seco ------ ---------------------------------- kg/ha --------------------------------% kg/ha N P2O5 K2O MgO CaO Races Tallos Hojas Cpsulas Semillas Fibra Total 8.80 23.15 20.15 14.21 23.03 10.56 100.00 466 1228 1074 754 1221 560 5303 4.29 17.93 34.38 8.14 38.22 1.91 104.87 2.28 7.25 12.78 3.62 15.51 0.56 42.00 5.96 17.31 19.33 20.06 14.29 2.58 79.53 1.90 5.16 9.34 3.24 6.72 0.45 26.81 2.98 11.91 47.69 13.57 3.05 1.07 80.27

Tabla 8. Efecto de la aplicacin de N en la protena, contenido de aceite y porcentaje de fibra (compilado por Hearn [1981]).N kg/ha 0 75 150 0 60 120 180 11 38 67 % Protena 22.9 23.2 24.0 19.9 20.0 20.9 21.8 18.9 20.3 22.8 % Aceite 25.6 25.2 24.6 20.9 22.1 20.9 20.3 19.7 19.3 18.7 40.0 37.6 37.6 % Fibra

Absorcin, remocin y deficiencia de Nitrgeno La tasa de absorcin de N es muy baja desde la germinacin hasta el aparecimiento de las flores, despus de ese punto se incrementa muy rpidamente y alcanza el mximo cuando los capullos se llenan. En el experimento descrito en las Figuras 4 y la Tabla 6, la absorcin de N desde los 57 das hasta los 112 das despus de la emergencia fue de 92% del total de absorcin y fue casi lineal con una tasa promedio de casi 4 kg N/ha/da. Cuando la planta es adulta el N se concentra principalmente en la semilla, la cual contiene de 2.8 a 4.0 % N. A altos niveles de produccin, que se logran tambin con una alta fertilizacin con N, hay un porcentaje mayor de N en la semilla, en consecuencia, la absorcin depende altamente de la produccin. La Figura 5 (compilada por Hearn [1981]) ilustra la relacin entre la produccin y la absorcin de N. 19

Una forma prctica de estimar aproximadamente la absorcin de N en algodn irrigado es multiplicando la produccin de semilla por 0.035% (el contenido porcentual aproximado de N en la semilla es de 3.5%) y despus multiplicarlo por 2.5 (la cantidad de N en el algodn en rama es casi 40% de la encontrada en toda la planta). Un ejemplo se presenta en la Tabla 9. La semilla y la fibra son las nicas partes del algodn que se sacan del campo. Como solamente la semilla contiene N (la cantidad de N en la fibra es muy pequea) la remocin de N del campo es igual a la cantidad de N absorbido por la semilla (Tabla 9). La deficiencia de N se caracteriza por hojas plidas, de color verde amarillento y de tamao considerablemente reducido. Si el cultivo es deficiente desde la emergencia, todas las hojas son amarillas y pequeas y habr pocas ramas en floracin y fructificacin las cuales sern tambin pequeas. Cuando la deficiencia se desarrolla durante el ciclo, las hojas ms viejas se tornan amarrillas primero y envejecen prematuramente a medida que el N se trasloca de las hojas viejas hacia las nuevas. El envejecimiento prematuro de las hojas es acompaado por una pigmentacin roja. Tabla 9. Absorcin de N por la semilla y por toda la planta (clculo).Rendimiento de semilla (kg) 1000 2000 2500 Absorcin de N en la semilla (kg) 35.0 70.0 87.8 Absorcin de N por toda la planta (kg) 87.5 175.0 218.8

Figura 5. Relacin entre el rendimiento y la absorcin de N (compilado por Hearn [1981]).

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5.2.2. FsforoLa literatura sobre fsforo (P) en algodn es mucho menos abundante que la de N, y ha sido revisada por Jones y Bradsley [1968] y Hearn [1981]. El P se involucra en procesos de transformacin de energa en la fotosntesis y respiracin. Como otros nutrientes esenciales, el P es necesario para el crecimiento normal de la planta de algodn. Debido a la relativamente alta concentracin de P en la semilla (algunas veces hasta ms de 0.7%), las plntulas muy jvenes rara vez son deficientes en P, pero inmediatamente despus del desarrollo de las hojas verdaderas existe la necesidad de una dosis exterior de P. En numerosas ocasiones se ha reportado que el P promueve el crecimiento rpido de algodn. Tambin se ha reportado un mayor porcentaje de flores durante las primeras dos semanas de floracin, como consecuencia de la fertilizacin con P (Jones y Bradsley, [1968]). Estos datos tambin son respaldados por las investigaciones de Biddulph y Brown [1975] quienes indican que el desarrollo del primordio de la flor tiene tasas ms altas de acumulacin y mayor porcentaje de P que en el caso de etapas ms adelantadas de floracin. Nelson [1949] encontr que el P no tiene ninguna influencia en las propiedades de fibra y en el contenido de aceite de la semilla. Absorcin, remocin y deficiencia de Fsforo La absorcin de P fue descrita en la Figura 4. El esquema de la absorcin de P en lo referente a la cantidad y la distribucin en los diferentes rganos fue similar a la de N. De los 112 das hasta la cosecha el P se acumul en una proporcin relativamente ms alta que la del N durante ese mismo perodo. La acumulacin de P en la semilla durante este perodo fue ms alta que la absorcin total debido a que el P fue translocado desde la mota hacia la semilla. La absorcin total de P de una produccin de 1000 kg de fibra fue de 26.5 kg, la remocin fuera del campo fue de 11.8 kg (Halevy [1976]). Los sntomas de deficiencia de P en el algodn son raros. En reas cultivadas por mucho tiempo en pases desarrollados, ha sido difcil ubicar lugares con bajo contenido de P disponible donde se pueda obtener una respuesta a P. Donald [1964] describe a la deficiencia de P en el algodn como caracterizada por plantas de poco crecimiento y un color verde obscuro, pero estos sntomas rara vez se encuentran. Ms frecuentemente, sntomas como el crecimiento lento de hojas y tallos, retrazo y reduccin de la fructificacin y una variedad de colores distintos en las hojas llevan a la sospecha de deficiencia de P (Jones y Bradsley [1968]).

5.2.3. PotasioEl potasio (K) es el catin libre ms abundante en las plantas y no es constituyente de ningn compuesto orgnico. El K es un cofactor que activa numerosas e importantes enzimas que estn involucradas en muchos procesos de la planta como fotosntesis, respiracin, metabolismo de carbohidratos y translocacin y sntesis de protenas. El K tambin est involucrado en la regulacin osmtica de la turgencia. El abastecimiento continuo y adecuado de K es necesario durante todo el perodo de crecimiento y desarrollo del algodn. El crecimiento vegetativo se incrementa con cada incremento de fertilizante potasio an hasta cantidades altas de K como de 420 y 560 kg/ha. Sin embargo, este incremento en crecimiento no resulta en un incremento en la produccin de fibra o semilla (Kerby y Adams [1985]). Esto sugiere que el rendimiento vegetativo mximo del algodn (un objetivo 21

no deseado) requiere de un alto nivel de K disponible y sta no es una base adecuada para la fertilizacin de algodn. Un tpico sntoma de deficiencia de K en algodn es la presencia de capullos pequeos. A medida que la deficiencia se corrige, incrementando la fertilizacin con K, hay un progresivo incremento en el tamao del capullo. Bennett et al. [1965] reportaron que corrigiendo la deficiencia de K se incrementa el nmero y el tamao individual de los capullos. El incrementar el nmero y el tamao de capullos incrementa la produccin. El efecto ms obvio de aadir fertilizante potsico en suelos que tienen deficiencia de K es el incremento el la cantidad de fibra y de semilla producidas. La relacin entre la semilla y la fibra (en el peso) casi no es afectada por la cantidad de fertilizante (Kerby y Adams [1985]). Al discutir los resultados de 400 experimentos de campo en Alabama, Volk [1942] not que las aplicaciones de altas cantidades de K resultaban en maduracin ms tarda del algodn. La probable explicacin de este comportamiento es que un incremento en K permite que la planta continu produciendo capullos tarde en el ciclo. Usherwood [1985] cita reportes de como el K mejora el valor micrnico (de 3.7 a 4.8), el tamao y la resistencia de la fibra del algodn. Lachover y Arnon [1964] tambin encontraron un incremento en el porcentaje de aceite en la semilla de 20.3 a 27.3% al comparar entre plantas sin fertilizacin y plantas fertilizadas con K en un suelo con deficiencia de este elemento. Adems de los efectos ya mencionados, tambin es importante mencionar que la fertilizacin con K ayuda a retardar y reducir las enfermedades de la planta, especialmente el marchitamiento producido por Verticillium y otros agentes (Huber y Arni [1985]; Perrenoud [1977]). Absorcin, remocin y deficiencia de Potasio Como se ha mencionado anteriormente el algodn necesita K durante todo el perodo de crecimiento y desarrollo. Desde la etapa inicial hasta la primera floracin, la absorcin es relativamente pequea, cerca del 10% de la absorcin total (Figura 4). La curva de absorcin de K es similar a la de produccin de materia seca y absorcin de N y P con dos diferencias principales: la mxima acumulacin de K en la planta se alcanza a los 112 das, despus de lo cual declina, el declinamiento puede deberse al movimiento de K de regreso hacia el suelo. Por otro lado, ha habido cambios dentro de la planta debido a la translocacin de K de las hojas y ramas a los rganos reproductivos. El mayor depsito de K en las plantas son los carpelos (la pared del capullo del algodn) que puede contener hasta el 4% de K y representa hasta el 60% de todo el potasio acumulado por la planta (Weir et al. [1986]). Bennett et al. [1965] demostraron que la cantidad total de K absorbida por una planta de algodn es afectada por el nivel de fertilizante potsico (Tabla 10). La absorcin de K vara de 85 a 390 kg/ha a medida que la cantidad de fertilizante se incrementa de 0 a 560 kg/ha. La tasa de 280 kg/ha permiti lograr la mxima produccin de algodn sin desmotar y una relacin de 0.13 kg de K por 1 kg de fibra. La absorcin de K sobre este nivel resulta en consumo innecesario. En el experimento descrito en la Figura 4 y en la Tabla 6 la absorcin total de K fue de 185 kg/ha para una produccin promedio de fibra de 1700 kg/ha (0.11 kg de K por 1 kg de fibra).

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La tasa de absorcin de K es lenta al comienzo, se incrementa rpidamente en la floracin y alcanza su mximo de 4.6 kg/ha/da entre los 72 y 84 das (Halevy [1976]). Basset et al. [1970] encontraron cantidades de 2.1-3.4 kg K/ha/da entre los 90 y 127 das. Remocin de K del campo Mucho del K que se acumula en la planta de algodn es devuelto al suelo en las hojas, ramas y carpelos y se convierte nuevamente en K disponible en el suelo. El K acumulado en las semillas y la fibra es removido del campo. La cantidad de K removido puede calcularse al multiplicar el porcentaje de K por la produccin de semilla y fibra. El contenido de K es de aproximadamente 1.3% en la semilla y 0.5% en la fibra. De esta forma, un cultivo de 1700 kg/ha de fibra y 2550 kg/ha de semilla contendr: Fibra Semilla Remocin del Campo 1700 x 2550 x 0.005 0.013 = = = 8.50 kg K/ha 33.15 kg K/ha ____________ 41.65 kg K/ha

Tabla 10. Efecto del fertilizante potsico en el rendimiento y la absorcin total de K de algodn con riego en Alabama (Bennett et al. [1965]).Rendimiento de Rendimiento de Rendimiento de algodn sin materia fibra desmotar seca

Tasa de K

Absorcin total

Absorcin de K

------------------------------------------------ kg/ha ----------------------------------------------0 70 140 280 420 560 9400 11400 11500 11900 13900 14400 3020 4480 4700 5510 5260 5360 1214 1750 1772 1923 2000 2053 85 140 195 250 320 390

kg/ha fibra 0.07 0.08 0.11 0.13 0.16 0.19

Deficiencias de Potasio Debido a la movilidad del ion K+ en la planta, cuando este elemento es deficiente, se mueve de las hojas viejas a las nuevas, por sto los sntomas visuales comienzan en las hojas viejas como manchas amarillento-claras que cambian a un verde amarillento claro (Foto 1). Las manchas se localizan entre las nervaduras, el centro de estas manchas muere y numerosos puntos cafs aparecen en las puntas y en los mrgenes de las hojas entre las nervaduras. Las puntas y los mrgenes se curvan hacia adentro. Finalmente las hojas se tornan caf rojizas, se secan y caen prematuramente. Los capullos se desarrollan mal y producen fibra de pobre calidad (Ulrich y Ohki [1966]). Weir et al.[1986] en California, describen el llamado "Sndrome de Deficiencia de K en el Algodn". Aparentemente, sntomas de deficiencia de K aparecen cada ao en muchos 23

campos de algodn del Valle de San Joaqun. Estos sntomas parecen ocurrir bajo las mismas condiciones que el marchitamiento por verticillium, pero los sntomas visuales son claramente distinguibles. Muchas anomalas son aparentes en este sndrome. Los sntomas aparecen en reas donde el K extrado del suelo con acetato de amonio est muy arriba del nivel crtico aceptado. Existieron respuestas a K hasta en suelos con niveles de K tan altos como de 170-180 ppm (arcillosos y arcillo limosos). El K es un ion mvil en la planta y por lo tanto las deficiencias deberan aparecer en las hojas viejas, pero aparecen tpicamente en hojas nuevas. En 5 de 8 experimentos hubo una respuesta significativa a la fertilizacin con K. Una explicacin a este comportamiento puede ser que los niveles de K de la capa arable son ms altos que a profundidades ms bajas. Recomendaciones de fertilizacin actuales, que consideran solamente la capa arable, parecen no ser buen ndice de la habilidad del suelo para suministrar K durante todo el perodo de crecimiento (Cassman [1986]).

5.2.4. CalcioEl calcio (Ca) es un constituyente vital de la pared celular y en consecuencia es indispensable para la actividad meristemtica. El Ca es necesario para la elongacin de la clula y para la permeabilidad de las membranas, por esto el adecuado Ca es esencial para la germinacin satisfactoria de las semillas y el crecimiento de plntulas y races. En contraste con otros cationes, el Ca juega un rol comparativamente menor en la activacin de enzimas. El algodn, como muchas otras plantas, contiene una cantidad apreciable de Ca, sin embargo, las deficiencias de Ca en el campo son raras en comparacin con otros elementos. La razn es que muchos suelos contienen alto Ca disponible que se deriva de la meteorizacin de minerales primarios, minerales secundarios y del Ca soluble e intercambiable. Normalmente los iones de Ca representan el 70% o ms del total de la capacidad de intercambio catinico. Esto no ocurre en suelos muy cidos que sufren de deficiencia grave de Ca por ejemplo Ultisoles y Oxisoles de Amrica Tropical. La absorcin de Ca flucta entre 6.2 y 13.1 kg para una produccin de 100 kg de fibra. Este amplio rango se debe a la alta variabilidad de Ca en plantas maduras (Basset et al. [1970]). La remocin de Ca del campo es muy pequea porque el contenido de Ca en la semilla es de 0.2% y la fibra solamente trazas. Malavolta et al. [1962] describieron los sntomas de deficiencia de la siguiente forma: primero ocurre una curvatura y luego el colapso de los pecolos resultando en una marcada defoliacin. Las pocas hojas que quedan adheridas a la planta exiben un color rojizo. Las plantas tienen crecimiento lento y muestran un pobre desarrollo de las races. En la mayora de los casos las deficiencias de Ca ocurren en suelos con bajo pH. Despus de la correccin de la acidez, el Ca aadido en la cal es usado por la planta. La mayora de los suelos orgnicos contienen suficiente Ca en la solucin del suelo y los sitios de intercambio estn suficientemente saturados con el elemento para satisfacer adecuadamente las necesidades del cultivo. Esta condicin no incluye a todos los suelos tropicales. Aparentemente el principal uso de los materiales que contienen Ca es para corregir el pH en suelos cidos (aplicaciones de carbonato de calcio o dolomita) y para mejorar la estructura en suelos sdicos (principalmente aplicaciones de yeso). 24

5.2.5. MagnesioEl rol ms conocido del magnesio (Mg) en las plantas es su presencia en el centro de la molcula de clorofila y por esto es esencial para la fotosntesis. El Mg es un cofactor en casi todos los sistemas enzimticos de activacin de los procesos de fosforilacin. El Mg tambin esta involucrado en el metabolismo de protenas (Mengel y Kirkby [1978]). El Mg se encuentra en el suelo en forma soluble e intercambiable y en forma no soluble como reserva en los minerales que se meteorizan con el tiempo. La mayora de suelos donde se cultiva algodn contienen cantidades adecuadas de Mg disponible. En muchos pases tambin el agua de irrigacin contiene Mg. Por otro lado, en suelos arenosos y cidos, especialmente aquellos que son fertilizados por muchos aos con fertilizantes que tienen o forman amonio y que tienen una capacidad de intercambio catinico pequea, el Mg es fcilmente lixiviado y pueden aparecer sntomas de deficiencia. En suelos cidos y lixiviados, como los suelos tropicales, el Mg es tan deficiente como el Ca y debe aadirse al suelo.

Foto 1. Hojas de algodn que ilustran diferentes estados de deficiencia de K en comparacin con una hoja saludable, Bambaire, R.C.A. IRCT.

Foto 2. Efecto del fsforo en las plantas de algodn en presencia de N, K, S y P en un vertisol de Camerun, IRCT (Izquierda 90 kg P2O5/ha, derecha: sin P).

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Foto 3. Parcelas de algodn demostrando el efecto de la aplicacin de potasio en el rendimiento. Bohicou Dahumey IRCT. (Izquierda: N, P, S sin potasio, rendimiento 260 kg/ha; derecha: N, P, S ms 30 kg de K2O, rendimiento 533 kg/ha. En este experimento, incrementos de K2O de hasta 240 kg/ha incrementaron los rendimientos hasta 954 kg/ha).

Es importante la relacin entre el Mg y otros cationes como Ca, K y NH4. Estos cationes pueden causar la lixiviacin de Mg o en forma antagnica pueden retardar su absorcin. La literatura reporta diferentes datos de absorcin de Mg. Basset et al. [1970] reportan absorciones de 3.0 a 6.5 kg de Mg con una produccin de 100 kg de fibra, y la cantidad removida del campo fue de 0.9 kg Mg/100 kg de fibra. El sntoma caracterstico de la deficiencia de Mg es el color purpura-rojizo de las hojas mientras las nervaduras permanecen verdes. Cuando aparece tarde en el ciclo las hojas se tornan rojoanaranjadas antes que rojo-prpura. Las hojas bajeras son afectadas primero, luego las situadas inmediatamente arriba. A medida que las hojas ms viejas mueren caen prematuramente. El rendimiento de fibra y algodn sin desmotar se reduce apreciablemente debido a la prdida de hojas (Donald [1964]). Se han reportado deficiencias de Mg en suelos arenosos del sureste de los Estados Unidos (Hinkle y Brown [1968]) y suelos arenosos de Tanzania, Zambia y Brasil (Hearn [1981]).

5.2.6. AzufreEl azufre (S) est presente en todos los tejidos de la planta. Es parte de los amino cidos metionina y cisteina que son constituyentes de las protenas. Ocurre tambin en las vitaminas tiamina y biotina. Tambin est presente en glutationina que es importante en las reacciones de reduccin y oxidacin. El S est asociado con la formacin de clorofila. La mayora de los cultivos contienen igual cantidad de S que de P. El algodn est entre aquellos cultivos que utilizan relativamente grandes cantidades de S debido a que la semilla es rica en protenas. Por esta razn el algodn usualmente contiene ms S que P. La absorcin de S por el cultivo flucta entre 7 y 33 kg/ha (Hearn [1981]). Malavolta et al. [1987] reportan una absorcin de 2.5 kg S para una produccin de 100 kg de fibra. Teniendo en cuenta la cantidad de S en la semilla se estima que la remocin es de la mitad del total de la absorcin. 26

Sntomas de deficiencia de Azufre Aparecen hojas de color verde plido en la parte superior de la planta mientras que las hojas viejas se mantienen verdes, en contraste con la deficiencia de N, en la cual el amarillamiento ocurre primero en las hojas viejas. Otra diferencia es que con la deficiencia de S las nervaduras se mantienen verdes (Hinkle y Brown [1968]). Las deficiencias de S ocurren en el sur y sureste de los Estados Unidos (Kamprath y Jones [1986]) y en muchos pases del trpico africano, Asia y Sudamrica. En los ltimos aos, con el menor uso de sulfato de amonio y superfosfato simple (que contiene S) aparecen muchas deficiencias de S en el campo. Esto ocurre tambin en reas que antes no tenan ningn problema con este elemento.

5.2.7. MicronutrientesLos micronutrientes son requeridos en muy pequeas cantidades por la planta de algodn. Los ms importantes son: hierro (Fe), zinc (Zn), boro (B), manganeso (Mn), cobre (Cu) y molibdeno (Mo). Aun cuando el cloro (Cl) y sodio (Na) son esenciales para el crecimiento, ninguna deficiencia se ha reportado en algodn en el campo. Con relacin al Na, se ha encontrado que el algodn responde al Na en el fertilizante. Esto se atribuye a la sustitucin parcial de Na por K, Ca y Mg. El Na tambin parece tener un rol sinergtico al incrementar la absorcin de K, Ca y Mg. Los micronutrientes son generalmente constituyentes de ciertas enzimas que participan en los sistemas de metabolismo y energa como la fotosntesis, la oxidacin-reduccin y el metabolismo de carbohidratos y protenas. Deficiencia de Hierro Las deficiencias de Fe en el algodn son raras, pero fueron reportadas en Grecia en suelos pobremente drenados y altamente calcreos. En California, el amarillamiento de las hojas despus de la irrigacin en suelos pesados se atribuye a la deficiencia de hierro (Hearn [1981]). En Israel, en suelos altamente calcreos, el amarillamiento de las hojas fue controlado con quelato de hierro. La correccin de la deficiencia, si ocurre, puede hacerse por medio de aplicaciones foliares de sulfato de Fe (3%) o aplicando quelato de Fe (Fe EDTA), cuando sea posible, con el agua de irrigacin. Deficiencia de Zinc Deficiencias de Zn han sido reportadas en Rusia, California, Texas, Zambia, Bangladesh y Australia. Islam et al. [1982], en Bangladesh, reportaron que una adicin de 4 kg Zn/ha, junto con otros fertilizantes, increment la produccin del algodn sin desmotar irrigado de 1670 a 1800 kg/ha y en algodn de temporal de 1470 a 1560 kg/ha. Deficiencia de Boro Deficiencia de B ocurre en suelos de textura ligera en el sur y sureste de los Estados Unidos, 27

Nigeria, Madagascar, Zambia (Rothwell et al. [1967]) y Malawi. Deficiencia de Manganeso La deficiencia de Mn no es comn. Las plantas de algodn pueden absorber cantidades toxicas de Mn cuando el pH del suelo es menor que 5. Esto se ha reportado en el sur de los Estados Unidos, Uganda y Tanzania. En Tanzania Le Mare [1982] corrigi este problema por medio del encalado. Para la correccin de la deficiencia se recomienda la aplicacin foliar de sulfato de Mn al 0.51.0%, o la aplicacin de 50-100 kg/ha del mismo producto al suelo. En conclusin, las deficiencias de Zn, B y Mn se encuentran ocasionalmente en suelos de algodn, las de Fe y Cu raramente y todava no se han encontrado deficiencias de Mo en el campo (Hinkle y Brown [1968]; Hearn [1981]).

En la Tabla 11 se resumen los sntomas de deficiencia, absorcin, niveles crticos en las hojas (nivel hasta el cual se anticipa respuesta) y aplicacin de fertilizantes con microelementos. Tabla 11. Absorcin, niveles crticos en las hojas y forma y cantidad de aplicacin de micronutrientes en algodn*.Nivel Crtico en las hojas (ppm) 30-50 (50-520)** Absorcin para la produccin 1 t de fibra (g) 814

Micronutrientes

Sntomas de deficiencias

Aplicacin de fertilizantes Aplicacin Foliar Fe SO4 al 3%. Aplicacin al suelo: 10 kg de quelato de hierro por hectrea. (FeEDDHa-sequestren) 4 aplicaciones foliares de 1.2 % de Zn (como ZnSO4). Aplicaciones al suelo 10-20 kg de Zn/ha (como ZnSO4).

Hierro

Las hojas nuevas presentan clorosis intervenal. Las nervaduras permanecen verdes. Hojas pequeas con los filos doblados hacia arriba clorosis entre las nervaduras. Las reas clorticas se vuelven bronceadas y el tejido muere. Los pecolos jvenes se engrosan con necrosamiento interior. Las plantas se defolian.

Zinc

10 (20-60) **

63-645

Boro

10-15 (20-60) **

165-268

Aplicacin al suelo de 2-4 kg de B/ha (como brax)

Manganeso

Las hojas jvenes son afectadas primero. Los filos de las hojas se doblan hacia arriba, clorosis entre las nervaduras. Color gris amarillento-rojizo.

10-14 (50-350) **

213-408

Aplicaciones foliares de MnSO4 al 0.5-1.0 %. Aplicaciones al Suelo de 50250 kg/ha de MnSO4.

28

Las yemas terminales pueden morir.

Cobre

Clorosis intervenal. Retardo de crecimiento.

6 (8-20) **

48-121

Aplicaciones foliares de CuSO4 al 0.3%. Aplicaciones al suelo de 10-15 kg/ha de CuSO4. Aplicaciones de 0.6-1.2 kg/ha de Molibdato de Na o amonio en aspersin a la semilla o mezclndola con el superfosfato.

Molibdeno

Clorosis intervenal. Necrosis en los mrgenes de las hojas.

3

2-4

* Compilado de: Alimov y Ibragimov [1975]; Donald [1964]; Hearn [1981]; y Hinkle y Brown [1968]. ** Rangos de suficiencia de acuerdo a Ohki, et al. [1970]

6. Evaluacin de necesidades y aplicacin de fertilizantes6.1. Nitrgeno 6.1.1. Anlisis de suelo para estimar la disponibilidadEl N disponible para el algodn consiste del N mineral (especialmente NO3-) presente en la zona radicular (hasta 120-150 cm) y el N orgnico que ser mineralizado durante el perodo de crecimiento (esta fraccin se determina por incubacin). La cantidad de N presente en el agua de irrigacin debe ser aadida a la cantidad de N disponible. En muchos experimentos conducidos por Halevy [1979], la respuesta a N fue dependiente de la cantidad N disponible en el suelo. Como la cantidad absorbida por una alta produccin de algodn (1700 kg de fibra/ha) es de casi 250 kg de N/ha (ver captulo 5.2.1.) se propuso el substraer la cantidad disponible en el suelo de esta cantidad y aadir la diferencia como fertilizante. La Tabla 12 presenta ejemplos de balance de N para algodn en unos cuantos suelos irrigados con agua de diferentes fuentes. En esta Tabla se observa que se recomiendan diferentes niveles de N para diferentes suelos: 0, 50, 100, 150 kg de N/ha.

29

Tabla 12. Balance de N en diferentes situaciones (kg N/ha) (Halevy [1979]).1 N en el suelo y en agua de irrigacin Suelo pobre en N 2 Suelo medio en N 3 Suelo rico en N 4 Suelo de la columna 2 e irrigado con agua que contiene nitratos 100 5 Suelo de la columna 1 irrigado con residuos municipales* 80

Residual (NO3-N) Mineralizable (NO3-N) De 400 mm de agua de irrigacin Fertilizante aplicado

80

100

150

50

70

100

70

50

0

0

0

40

120

150

100

No hay necesidad de fertilizante

50

No hay necesidad de fertilizante

Fertilizante usado (80%)** Total

120 250

80 250 250

40 250 250

* Para ms informacin sobre el uso de residuos municipales ver Feigin et al. [1984]. ** 250 kg N/ha (la cantidad absorbida por el cultivo del algodn) menos el N del suelo y del agua.

Spencer et al. [1966] usaron solamente el nitrato presente en el suelo, a una profundidad de 0.3 m, para estimar los requerimientos de N. En Rhodesia, Cackett (citado por Hearn [1981]) encontr una correlacin estrecha entre la produccin y el contenido de nitrato en el suelo despus de incubacin. Otra forma es asumir que una cierta fraccin de N orgnico se volver disponible durante el ciclo, el 2% en las regiones temperadas y hasta el 6% en los trpicos (Spencer et al. [1966]; Wetselaar [1967]). 6.1.2. Anlisis de tejidos Mientras que los anlisis de suelo de N se utilizan para recomendar la aplicacin de fertilizante nitrogenado antes de la siembra, los anlisis de los tejidos se usan para monitorizar el estatus de N de la planta durante el ciclo de crecimiento. Este concepto fue implementado por Tucker [1968] en Arizona y usado efectivamente por Maples et al. [1977] en Arkansas y Meron y Levis (comunicacin personal) en Israel. La distribucin general de nitrato en el pecolo se muestra en la Figura 6. La cantidad de nitrato en el pecolo disminuye con la edad. En la figura se presentan tres zonas. Niveles de nitrato ubicados por debajo de la zona de niveles adecuados, en el rea sombreada en la figura, no necesariamente representan una deficiencia como tal. Esa es una zona de advertencia y estos valores indican que pronto ser necesario N adicional que con frecuencia se puede aplicar evitando una deficiencia. Es crtica la presencia de adecuada cantidad de N durante la etapa temprana de crecimiento y desarrollo. Las concentraciones adecuadas de nitrato en el pecolo, en algunas etapas de crecimiento, aparecen en la Tabla 13. 30

Figura 6. Comportamiento general del nitrato en el pecolo del algodn (Tucker y Tucker [1968]).

Tabla 13.Concentraciones de nitratos en los pecolos consideradas adecuadas en el transcurso del ciclo de crecimiento.-------------------- Concentracin adecuada (ppm) -------------------Acala** Deltapine*** Acala* Arizona Zonas Costras Arizona de Israel 15000 12000 8000 4000 10000 4500 4500 2600 18000 14000 10000 4000

Estado de Crecimiento

Formacin del botn Primera flor Primera bellota Bellota abierta

* Ray et al., [1964]. ** Wagshal et al., [1983]. Datos no publicados, comunicacin personal. *** Ray et al., [1964].

Los datos de Israel son de las reas costaneras. En la zona alta de Galilea los valores son similares a aquellos de Arizona (Meron y Levin, comunicacin personal).

6.1.3. Aplicacin de fertilizantes nitrogenadosEn todo el mundo se conducen, ao tras ao, en todo el mundo se conducen un gran nmero de experimentos que prueban niveles de N pero es difcil el generalizar los resultados debido a las 31

diferencias en produccin, suelos, clima, etc. La decisin de la cantidad de N que debe ser administrada se basar en los siguientes aspectos: 1. 2. 3. 4. La meta de produccin. La estimacin de la absorcin de N para esta meta produccin (Figura 5). Medicin o estimacin del N suministrado por el suelo. El nivel de aplicacin proviene de la diferencia entre los requerimentos del cultivo y el suministro del suelo despus de hacer un ajuste de la eficiencia de uso del fertilizante.

El tipo de fertilizante nitrogenado no es importante en la mayora de los casos. Se puede usar amonio, nitrato o urea. Sin embargo, en casos especficos es importante la fuente de N a usarse. En un suelo cido se recomienda evitar la aplicacin de sulfato de amonio que reduce an ms el pH del suelo. Si el pH es menor de 5.5 puede causar daos al algodn (Le Mare [1972a]). En Africa, debido a que muchos suelos presentan problemas de azufre, el sulfato de amonio se prefiere en aplicaciones bsales alrededor de la planta (Berger [1969]). En sitios donde se producen lluvias fuertes y es posible perder N por lixiviacin se recomiendan fertilizantes amoniacales en lugar de nitratos. La urea es considerada igual que los fertilizantes amoniacales porque la urea se convierte rpidamente en amonio, pero en presencia de temperaturas bajas, la conversin a amonio se hace ms lenta y existe lixiviacin fuerte de molculas de urea no transformada. Debido a la movilidad de los nitratos en el suelo, los fertilizantes nitrogenados pueden ser lixiviados por lluvias fuertes o irrigacin a capas muy profundas fuera del alcance de las races. En estas circunstancias se recomienda la aplicacin fraccionada de N, especialmente si se esperan altas producciones. La primera parte se aplica antes de la siembra y despus una o dos aplicaciones fraccionadas, la primera a la floracin y la segunda a la apertura de los capullos. El uso de nitrato de amonio reduce el peligro de lixiviacin debido a que el amonio es menos mvil en el suelo. Cuando el algodn se cultiva con riego por goteo o por aspersin la mejor forma de suministrar el fertilizante es por medio de agua de irrigacin (Vea capitulo 6.7: Fertigacin). La aplicacin foliar de urea es eficiente en condiciones de suelo con mal drenaje (Hodgson y Macleod [1987]). La aplicacin foliar de 5 kg/ha de urea increment significativamente el nmero de botones y capullos. La cantidad de fertilizante nitrogenado utilizada difiere mucho de acuerdo al pas, al suelo y al manejo. En algodn irrigado al sur oeste de los Estados Unidos, donde hay un potencial de produccin excelente, y en suelos relativamente pobres en N, se puede usar ms de 200 kg de N/ha. En Alabama, despus de evaluar muchos experimentos, se observ que algunos no presentaron un incremento en la produccin atribuible al fertilizante nitrogenado. En muchos de estos campos, el algodn ha exhibido crecimiento excesivo y maduramiento tardo que son comnmente asociados con un exceso de N. La recomendaciones para estos sitios, de acuerdo con los anlisis de suelos, fueron muy altas y se sugiri que se reduzca la fertilizacin con N por un margen de 34 kg de N/ha (Maples et al. [1987]. Las recomendaciones actuales de los laboratorios de anlisis de suelo en Alabama, para diferentes suelos y regiones, son 67, 90, 101 y 32

146 kg de N/ha (Cope [1984]). En India, para algodn de secano en reas con lluvia asegurada, se recomiendan 55-67 kg de N/ha y para reas con escasa lluvia solo 23 kg de N/ha. Para algodn irrigado en India, la aplicacin de menos de 55 kg de N/ha puede ser considerada antieconmica y la cantidad recomendada es de 112 kg de N/ha y en ocasiones ms (Berger [1969]). En Africa se recomiendan aproximadamente 50 kg de N/ha de acuerdo con los resultados de muchos experimentos de campo. La cantidad ms alta de N por unidad de rea se usa en Israel donde el 60% del algodn es irrigado por goteo. Bajo irrigacin por goteo algunas veces se aplican 300 kg de N/ha.

6.2. Fsforo 6.2.1. Anlisis de suelo para estimar disponibilidadMuchos extractantes se usan en diferentes pases para evaluar el P disponible para los cultivos. No existe extractante especial para el algodn. Los extractantes se acoplan con los suelos antes que con los cultivos, pero los niveles se ajustan en forma diferente para los diferentes cultivos de acuerdo con la absorcin del cultivo y necesidad de P. Generalmente los extractos cidos son mejores para suelos cidos en regiones hmedas, mientras que los moderadamente bsicos (como bicarbonato de sodio a pH 8.5) son usados mayormente en suelos calcreos o alcalinos. Thomas y Peaslee [1973] reunieron informacin para la categorizacin relativa de la concentracin de P en bajo, medio y alto con extractantes de suelo comunes, dos de ellos cidos y un bsico (Tabla 14). Generalmente se obtendr respuesta cuando el nivel de P en el suelo es "bajo", frecuentemente cuando el nivel es "medio", pero raramente con un nivel "alto". En Israel se ha sugerido que un nivel 12-14 ppm de P extrado con bicarbonato de sodio es un nivel "alto" (Halevy [1979]), mientras que Le Mare [1972] en Tanzania sugiri que cuando el nivel de P en suelo sobrepasa los 15 ppm la respuesta es pequea. Estos son valores ms bien altos comparados con aquellos sugeridos en la Tabla 14. Tabla 14.Clasificacin de los niveles de P en el suelo (Thomas y Peaslee [1973]).--------------------------------------- Extractantes -------------------------------------0.025 N H2SO40.03 N NH4F0.5 N NaHCO3 0.05 N HCl 0.025 N HCl ----------------------------- P extractable del suelo, ppm ---------------------------Bajo Medio Alto 0-16 17-37 > 38 0-15 16-30 > 30 0-5 6-15 > 15

Nivel relativo de P en el suelo

33

6.2.2. Anlisis de tejidosEl anlisis de tejidos es til principalmente como herramienta de diagnstico durante el ciclo. Algunos de los mtodos comunes de muestreo y los niveles de P foliares usados para determinar el estatus de P fueron compilados por Nelson [1980] y Hearn [1981]. En muchos pases se usa la concentracin de P en los pecolos para determinar el estatus de P en la planta (Thomas y Peaslee [1973]). Los niveles de seguridad son (en ppm): Primera floracin Pico de la floracin Primer capullo abierto Madurez 1500 - 2000 1200 - 1500 1000 - 1200 800 - 1000

6.2.3. Aplicacin de fertilizantes fosfricosEl P disponible se origina de la meteorizacin de los minerales del suelo, de la materia orgnica o de la adicin de fertilizantes fosfricos. En comparacin con el P total presente en el suelo, la fraccin disponible es usualmente pequea llegando a ser solo el 1% del total. La mayora de los suelos dedicados al algodn en el mundo han agotado casi todo el P disponible proveniente del suelo y a menos que se aplique P como fertilizante en cantidades iguales a la cantidad removida por el cultivo, el P en la capa superficial declinar y aparecern sntomas de deficiencia (Foto 2). El P es inmvil en la mayora de los suelos y por esto no se aplica en la superficie, como se hace con N en reas hmedas donde se cultiva algodn. Por otro lado, debido a que el P se fija rpidamente en la mayora de los suelos y debido a que es absorbido por las races de las plantas principalmente por difusin, se recomienda aplicar el fertilizante fosfatado en bandas cerca de las plantas. Todas las formas de P solubles en agua son igualmente efectivas y recomendadas para el algodn. Con riego por goteo se incluye hasta cido fosfrico diluido en el agua de irrigacin. La roca fosfrica y escorias bsicas son efectivas en suelos cidos. Debido a los altos costos de energa, ha existido recientemente un gran inters en usar roca fosfrica parcialmente acidulada. La cantidad de P recomendada para algodn de alta produccin, de acuerdo con el anlisis de suelo, est entre 26-66 kg de P/ha (60-150 kg de P2O5/ha).

6.3. Potasio 6.3.1. Anlisis de suelo para estimar la disponibilidadLos mtodos de determinacin de K disponible, para todas las plantas en general, fueron recientemente revisados en la literatura por McLean y Watson [1985] y para el algodn en particular por Kerby y Adams [1985]. La mayora de los mtodos usados para evaluar la disponibilidad de K miden el K soluble e intercambiable. Muchos de los mtodos tambin consideran la capacidad de intercambio 34

catinico (CIC) del suelo de un modo u otro. Suelos de similar CIC pueden ser agrupados y la mnima cantidad de K+ extrable necesaria para prevenir una deficiencia se incrementa a medida que la CIC incrementa. La intensidad del suministro de iones de K+ a las races es tambin dependiente de la cantidad de otros cationes en la solucin del suelo. As se ha sugerido la relacin K/ Ca + Mg para evaluar el K disponible en el suelo (RAP = Relacin de Absorcin del Potasio). El valor de K intercambiable expresado como un porcentaje de la CIC (PPI = Porcentaje de Potasio Intercambiable) tambin puede servir como un mtodo adecuado para estimar la disponibilidad de K en el suelo. Halevy [1977] sugiri, para algodn de alta produccin en Israel, valores crticos para diferentes mtodos de anlisis de suelos. Si se encuentran estos valores o valores ms altos en el suelo no se espera ninguna respuesta a la aplicacin de fertilizante potsico (Tabla 15).

Tabla 15. Niveles crticos de K disponible medidos por diferentes mtodos (Halevy [1977]).Mtodo F Extrado con Cl2Ca 1:7 Intercambiable con acetato de amonio PPI (% de K Intercam. Del CIC) RAP (K/ Ca + Mg) Unidad cal/mol ppm K en solucin meq K/100g suelo % relacin Valor -3500 7.5 0.6 3.7 0.1

El valor de K intercambiable de 0.6 meq/100 g es muy alto en comparacin con los valores de 0.26 sugeridos en California (Cassman [1986]), entre 0.1 y 0.2 en Alabama en suelos arenosos, 0.1 en Nigeria en oxisoles y 0.2 en inceptisoles (Kerby y Adams [1985]). Silva et al. [1975] reportaron resultados de 29 experimentos en suelos de Brasil y sugirieron que la relacin de Ca + Mg/K intercambiables en el suelo, as como valores de K intercambiable, pueden ser usados para evaluar la disponibilidad de K en los suelos (Tabla 16). Estas relaciones son adecuadas para suelos cidos, mientras que en Sur Africa, en suelos no cidos que contienen alto Ca + Mg intercambiables se recomienda una relacin de Ca + Mg/K de 10-15 como ptima para el algodn. En Zimbabwe el porcentaje de K intercambiable es usado como ndice de disponibilidad. Con porcentajes menores a 4 pueden ocurrir deficiencias.

35

Tabla 16. Relacin Ca + Mg/K y K intercambiable como ndice para la fertilizacin (Silva et al. [1975]).Relacin Ca+Mg/K K intercambiable (meq/100 g suelo) Suelo arcilloso Cultivar IAC 13-1 0.06-0.11 0.06-0.30 0.21-0.65 Suelo Arenoso Cultivar IAC-RM3 0.10-011 0.17-0.30 Respuesta a la aplicacin de fertilizante potsico Alta Media Baja

25-73 15-36 12.22

19 6-13

Media Baja

6.3.2. Anlisis de tejidos Muchos investigadores han intentado establecer niveles crticos de K para diferentes partes de la planta de algodn y sus resultados fueros resumidos por Kamprath y Welch [1968] y Kerby y Adams [1985]. La mayora de los investigadores concluyeron que los pecolos son ms sensitivos que las hojas a cambios en niveles de K disponible en el suelo y que la concentracin de K decrece con la edad de la planta. Por esto muchos de ellos recomiendan que el estatus del algodn debe ser determinado mediante el anlisis de los pecolos. Generalmente se muestrean los pecolos de las hojas maduras mas jvenes. En general, se ha hecho poco trabajo en el uso de anlisis foliar como una gua de la fertilizacin con K. Para que el anlisis de tejidos sea de alguna ayuda debe ser hecho en una etapa de crecimiento donde el fertilizante potsico todava pueda ser aplicado y ser de beneficio. Halevy (datos no publicados) determin el contenido de K en pecolos en un experimento de fertilizacin de campo a los 45, 75 y 108 das despus de la emergencia. Los niveles crticos bajo los cuales el algodn respondi al fertilizante potsico fueron de 4.5, 3.0 y 1.5 % de K para las fechas de muestreo 45, 75 y 108 das, respectivamente. Estos datos son similares a aquellos encontrados por varios autores en algodn de alta produccin en los Estados Unidos (Sabbe y Mackenzie [1973]). En Brasil, Silva et al. [1985] reportan que los peciolos o las hojas pueden ser utilizados para el diagnstico de la nutricin de K. Hubo una correlacin negativa entre los contenidos de K y Mg, K y Ca en las hojas.

6.3.3. Aplicacin de fertilizantes potsicosEn los Estados Unidos se encontr que la deficiencia de K ocurre ms frecuentemente y con mayor intensidad en algodn que en muchos otros cultivos agronmicos. Estos datos se presentan en la Tabla 17 y representan un resumen de 21 aos de rotacin de cultivos en cinco experimentos en Alabama (Cope [1981]).

36

Tabla 17. Comparacin del rendimiento relativo del algodn con otras especies en rotaciones de largo plazo (1958-1978) en Alabama (Cope [1981]).Suelo No. 1 2 3 4 5 ---------- Rendimiento relativo del tratamiento con cero K* ---------Algodn Maz Soya Vicia Trigo 0.38 0.58 0.24 0.65 0.41 0.85 0.86 0.61 0.92 0.83 0.64 0.95 0.40 0.91 0.76 0.75 0.67 0.42 0.75 0.56 0.92 1.00 0.90 0.98 1.01

* Rendimiento del tratamiento cero de K dividido por el rendimiento mximo con K aadido.

El algodn sufri ms por fertilizacin inadecuada con K que el maz, soya, vicia y trigo. El algodn tambin presenta deficiencia de K cuando sigue al man, alfalfa y otros cultivos de leguminosas (Kerby y Adams [1985]). A pesar de esto, el K proveniente de los minerales del suelo (a diferencia del N y P) es disponible en varios grados en la mayora de suelos, consecuentemente los requerimientos de fertilizante potsico, en ciertos suelos, son generalmente menores que de los de N y P. En los EE.UU. solo el 38% de la superficie en algodn es fertilizado con K comparado con el 63% y el 46% de N y P, respectivamente. Adems, aunque la remocin de K en la semilla y la fibra es relativamente pequea, 50 kg/ha, la absorcin de K por la planta durante el periodo de crecimiento es bastante alta (ver capitulo 5.2.3.), 250 kg de K/ha para una alta produccin. Los requerimientos de fertilizante potsico pueden ser estimados teniendo en cuenta la meta de produccin y la naturaleza del suelo, basndose en un anlisis de K o en la textura y origen del suelo. Cuando el suelo contiene mucha arcilla o minerales ricos en K, el suelo mismo suplementar el K que sea removido por el cultivo. Sin embargo, aun cuando en muchos suelos arcillosos la cantidad de K intercambiable puede ser ms alta que en suelos arenosos, el K es menos disponible. Por esta razn es importante el medir la disponibilidad de K en suelos arcillosos, y cuando es baja, aplicar cantidades altas de fertilizantes potsicos. Esto explicar el porque en Israel, Estados Unidos y otros pases existe la necesidad de aplicar altas cantidades de fertilizante potsico, especialmente en algodn irrigado, para obtener altos rendimientos. En Israel, en suelos que contienen un nivel bajo de K disponible y con rendimientos de 4500-5500 kg/ha de algodn sin desmotar, se recomienda una cantidad de 250 kg de K/ha, mientras que a niveles medios 125-150 kg de K/ha son suficientes. En California, en algunas reas deficientes en K, las cantidades sugeridas son an ms altas, llegando hasta 500 kg de K/ha y ms (Berger [1969]). En suelos arenosos, la poltica de fertilizacin debera apuntar siquiera a reemplazar lo removido en la semilla y fibra (se puede asumir que la semilla y la fibra juntas contienen 1% de K). En lugares donde los suelos son bajos en K disponible se recomienda una aplicacin de 65-90 kg de K/ha, mientras que en suelos con niveles medios, 33-45 kg de K/ha parecen ser adecuados. En reas irrigadas y con aplicacin de altas cantidades de N, la cantidad de fertilizante potsico ser ms alta. El fertilizante potsico ms usado en algodn es el cloruro de potasio. Es tambin el ms econmico, pero cuando prevalecen condiciones de una alta tabla de agua, agua salina y mal drenaje, se prefiere sulfato de potasio o nitrato de potasio. En lotes donde se siembra tabaco a continuacin del cultivo del algodn, lo cual es comn en algunas partes de Grecia y Turqua, el 37

uso de sulfato de potasio tambin es comn para evitar el exceso de Cl que reduce la calidad del tabaco. La aplicacin del fertilizante potsico en el suelo junto con otros fertilizantes es muy conveniente. En suelos ligueros sujetos a lixiviacin, es preferible aplicar el fertilizante en la superficie a los 60 das cuando la demanda del cultivo es grande. Para evitar fijacin de K en suelos de alta fijacin, es preferible aplicar el fertilizante en bandas. Con respecto a la poca de aplicacin, se observa que en la mayora de los experimentos hechos alrededor del mundo, que el K fue aplicado antes de la siembra. En un experimento en Brasil (Silva et al. [1985]) se estudiaron varios mtodos de aplicacin de cloruro de potasio, todos stos a una dosis de 66 kg de K/ha. Estos mtodos fueron: a) En surcos antes de la siembra. b) Inmediatamente despus del raleo. c) En la floracin. d) Mitad a la siembra, mitad al raleo. e) Mitad a la siembra, mitad a la floracin. Si bien existi una respuesta a K en los 6 aos del experimento no hubo ninguna diferencia significativa entre los diferentes mtodos de aplicacin. De todos modos, el autor reporta que la aplicacin de K conjuntamente con N en banda superficial cerca de la planta, incorporado inmediatamente con laboreo despus del raleo, fue mejor que la aplicacin antes de la siembra. En aos recientes se han reportado respuestas a K en diferentes lugares. Nabhan et al. [1987] reportan los siguientes resultados en diversos pases:Incremento promedio en produccin (%) 5.2 13.6 kg de algodn sin desmotar por 1 kg de K 6 2.2 10.1

No. de experimentos Tailandia Punjab (Pakistn) Sind (Pakistn) muchos 1866 130

Blanguernon [1978] al sumarizar diez aos de investigacin en Senegal recomienda 38 kg de K/ha para el algodn. Biswas et al. [1984] en India, reportan que en aos anteriores no se observ ninguna respuesta a K, pero en aos recientes aplicaciones de 24-60 kg de K/ha han incrementado el rendimiento en 52-92 kg de algodn sin desmotar/ha. Islam et al. [1982] reportaron, en experimentos de campo en Bangladesh, un incremento de produccin que fue de 1.21 toneladas de semilla de algodn sin desmotar en el control a 1.67 t/ha con 48 kg de K/ha. Varios investigadores han encontrado un efecto del K en la calidad del algodn. Sabino et al. [1984] sumariz los datos de 10 experimentos conducidos por 6 aos en suelos latosoles rojos de Brasil. Se aplicaron dosis de 0, 50 y 100 kg K/ha, una parte del fertilizante se aplic en banda superficial. El fertilizante potsico increment la longitud de la fibra, el micronaire, el ndice de madurez y el promedio de peso de las bellotas y de 1000 semillas. Lachover y Arnon [1964] en Israel encontraron los siguientes resultados en experimentos de invernadero conducidos en macetas con 50 kg de suelo. 38

NP Peso promedio de un capullo (g) % de semillas no desarrolladas % de fibra % del aceite en las semillas Peso de 100 semillas (g) 3.1 14.7 39.9 23.2 80.4

NPK 6.8 0.7 43.8 26.7 106.0

La adicin de K increment el porcentaje de peso de los capullos, el peso de 1000 semillas, el porcentaje de fibra y el porcentaje de aceite en las semillas.

6.4. Calcio y encaladoNo es posible considerar al Ca como a los elementos que se discutieron anteriormente porque es difcil diferenciar entre Ca aadido como un nutriente y Ca como parte de compuestos usados para mejorar las condiciones de suelos cidos o suelos sdicos alcalinos. Los materiales de encalado que contienen Ca al cambiar el pH tambin cambian la disponibilidad de otros nutrientes en el suelo. En experimentos en Brasil (Silva [1988]), se encontr que las respuestas a las aplicaciones de P, K y B fueron ms fuertes cuando se increment el pH por medio del encalado (Figuras 7, 8, y 9).

Figura 7. Efecto del P y la cal en el pH del suelo y el rendimiento de algodn sin desmotar (Da Silva [1988]).

39

Figura 8. Efecto del K y la cal en el pH del suelo y el rendimiento de algodn sin desmotar (Da Silva [1988]).

Figura 9. Efecto del B y la cal en el pH del suelo y el rendimiento de semilla de algodn sin desmotar (Da Silva [1988]). 40

Le Mare [1972] en Tanzania reporta el mismo efecto para P y K. Tambin encontr que aplicaciones de Ca inhiban la toxicidad de Mn. El Mn intercambiable se increment mucho ms sin encalado que con encalado.

6.4.1. Criterios tiles en el diagnstico del estado del Ca en el sueloLa cantidad de Ca disponible para el algodn cultivado en suelos cidos depende de la cantidad retenida en la fase de intercambio catinico (CIC) del suelo. El tipo de arcilla es importante. Las arcillas montmorillonticas requieren una saturacin de Ca del 70% para una buena disponibilidad, mientras las arcillas caolinticas pueden proporcionar los requerimientos de Ca a una saturacin del 40% (Hinkle y Brown [1968]). Una forma prctica de diagnstico es usar el pH del suelo como un criterio para la disponibilidad de Ca. Se aade cal cuando el pH del suelo es 5.5 o menos. En Brasil, Quaggio et al. [1985] sugieren la siguiente frmula para calcular la cantidad de CaCO3 que debe aadirse a suelos cidos: CIC (V2-V1) ______________ 100 De donde RE V1 V2 CIC = = = = requerimientos de encalado (en t/ha de CaCO3) para una profundidad de 20 cm. % de saturacin de bases antes del encalado. % de saturacin de bases a obtenerse. capacidad de intercambio catinico del suelo (en meq/100 g suelo)

RE

=

Esta frmula se basa en anlisis de 85 muestras de suelo del Estado de Sao Paulo que tienen similar material coloidal y que por lo tanto presentaron una estrecha correlacin (0.97) entre pH y el porcentaje de saturacin de bases.

6.4.2. Anlisis de tejidosEl anlisis foliar de Ca no es utilizado para recomendaciones de aplicacin de Ca porque la cal se aade solamente antes de la siembra. El anlisis de la hoja puede usarse para evaluar la eficiencia de una prctica de fertilizacin. Silva et al. [1980] reportan los siguientes valores de Ca en hojas despus de haber aplicado cal a diferentes niveles:Dolomita (t/ha) 0 1.5 3.0 6.0 Ca en las hojas (%) 1.73 a 1.88 ab 2.06 b 2.31 c

Las diferentes letras indican significancia a niveles de 0.05.

41

6.4.3 Aplicacin de calcioEl Ca se aade como calcita (CaCO3) o dolomita que tambin contienen Mg. Experimentos de campo conducidos durante tres aos en Arkansas demostraron que suelos con un pH de 5.5 o menos, responden a 6.3 t/ha/ao de cal (Tabla 18). Tabla 18. Efecto del encalado en el rendimiento de algodn sin desmotar (Hinkle y Brown [1968]).Rendimiento de algodn sin desmotar (kg/ha) 2087 2980

Tratamiento Primer ao sin cal con cal Segundo ao sin cal con cal Tercer ao sin cal con cal

pH 5.0 5.9

5.1 6.4

1399 1478

5.2 6.6

1863 2322

En un experimento en Brasil (Ferraz et al. [1977]) se aadieron 4 t/ha de cal a un latosol rojo, durante tres aos, evaluando varios mtodos de aplicacin (Tabla 19). Se encontr una diferencia significativa entre el control y todas las formas de aplicacin de cal. Este experimento demostr tambin que el fraccionamiento de las cantidades de cal produce los mismos efectos que aplicndola en una sola dosis. Se encontr tambin un significativo efecto residual durante tres aos.

Tabla 19. Efecto del mtodo de aplicacin de cal en el rendimiento de algodn (Ferraz et al. [1977]).Rend. de algodn sin desmotar kg/ha Promedio 1968/70 2754 b 3301 a 3301 a 3263 a 3434 a Rend. de algodn sin desmotar kg/ha Promedio 1970/1 1972/3 2351 b 2580 ab 2903 a 1768 a 2703 ab

Modo de aplicacin 4.5 t/ha de cal

%

%

Control Todo el primer ao 1/2 primer ao + 1/2 segundo ao 1/3 cada ao 1/2 primer ao + 1/2 tercer ao

100 120 123 118 125

100 109 123 118 115

42

6.5. Magnesio 6.5.1. Mtodos de diagnsticoLancaster [1958] estudi el efecto de Mg sobre la produccin de algodn en Mississippi y encontr una relacin estrecha entre la respuesta a la aplicacin de Mg y la saturacin de CIC con Mg (Tabla 20). Tabla 20. Respuesta esperada del algodn al Mg basndose en la saturacin de la CIC con Mg intercambiable (Lancaster [1958]).% de saturacin de CIC con Mg < 3.0 3.0-4.6 4.7-6.4 >6.4 Respuesta esperada del algodn al Mg Excelente Buena Probable Ninguna

Se puede usar la concentracin en la hoja como un indicador de la deficiencia o la suficiencia. Sabbe y Mackenzie [1973] citan resultados de muchos autores. La suficiencia flucta entre 0.3 y 0.75% o 0.50 y 0.90% y la deficiencia se presenta con contenidos menores 0.2% (2000 ppm).

6.5.2. Aplicacin de fertilizantes con magnesioEl material ms usado para aadir Mg al suelo es la dolomita. Este material tambin corrige las deficiencias de Ca e incrementa el pH del suelo. La dolomita es una roca natural que contiene carbonato de calcio y carbonato de magnesio (CaCO3 . MgCO3). Una dolomita de alto grado contiene 42% de carbonato de magnesio. Otros fertilizantes usados comnmente son sulfato de potasio-magnesio (Sulpomag) y sulfato de magnesio (kieserita). Estos fertilizantes son usados principalmente en suelos arenosos donde es necesario una respuesta rpida. La cantidad de Mg aplicada para corregir la deficiencia vara entre 20-67 kg de Mg/ha. Algunos reportes en la literatura indican que un balance desfavorable de Ca-Mg puede producir deficiencia de Mg. Un exceso de K o amonio (NH4) en la solucin del suelo tambin pueden causar la deficiencia de Mg.

6.6. AzufreEl azufre (S) puede ser considerado como un macronutriente. La cantidad de S absorbida por la planta de algodn es al menos igual a la cantidad de P.

6.6.1. Anlisis de suelosSe han sugerido muchos procedimientos para analizar el S disponible en el suelo (Hinkle y Brown [1968]; Kamprath y Jones [1986]). Resumiendo, los anlisis de suelos de muchos experimentos han indicado que suelos con menos de 14 ppm de S extrable con acetato responden a la aplicacin de S. 43

6.6.2. Anlisis de tejidosLos niveles crticos en las hojas, reportados por much