El fósforo a menudo aparece como un nutriente limitante en los suelos agrícolas, cualquiera sea su forma de manejo. No es posible capturarlo biológicamente desee el aire, como ocurre con el nitrógeno, y su ciclo natural involucra larguísimos períodos, lo que en términos de manejo agrícola equivale a decir que no podemos depender del ciclo del fósforo, sino de la posibilidad de generar determinados flujos y sub-ciclos de él al interior de los sistemas suelo-agua-organismos vivos. Sin embargo, los sub-ciclos se ven dificultados por el hecho que los equilibrios de reacción del fósforo tienden a mantener la mayor parte de él en condiciones no disponibles para las plantas o microorganismos.

Las plantas absorben fósforo en estado soluble, pero cuando se introduce fósforo al suelo, más del 90% de él pasa rápidamente a formas solubles, no disponibles. Así, gran parte de los fertilizantes fosfatados que se aplican no son utilizados por las plantas, sino que se almacenan en el suelo. Por ejemplo, algunos suelos volcánicos de sur de Chile -con gran capacidad de inmovilizar fósforo- han acumulado más de 2 ton/ha de fósforo total (Boire, 1991), pero los niveles de fósforo soluble pueden continuar cercanos a los 15 ppm. La situación anterior se agrava cuando el uso agrícola disminuye los niveles de materia orgánica del suelo o induce cambios hacia los extremos de la escala de pH; la ineficiencia de uso aumenta y se hace necesario elevar aún más las dosis de fertilización. Esto ha llevado a que la fertilización fosfatada óptima sea inalcanzable para un número creciente de agricultores. Si consideramos además que las reservas mundiales de fósforo son limitadas, no es difícil prever masivos problemas de sustentabilidad a corto y mediano plazo, ya sea por encarecimiento significativo de la fertilización fosfatada, o directamente por agotamiento de los depósitos de este nutriente. Un manejo de fertilidad de suelos racional y sustentable, entonces, hace indispensable aumentar la eficiencia de utilización, la que no depende mayores tasas de aplicación de fertilizantes, sino de fomentar procesos de reciclaje y de solubilización del fósforo en el suelo. A continuación se discuten algunos de los mecanismos más efectivos para lograr los procesos de solubilización.

FORMAS DE FOSFORO EN EL SUELO

El fósforo del suelo se presenta casi exclusivamente como orto fosfatos derivados del ácido fosfórico, H₃PO₄, Ca y Al. Los compuestos formados pueden encontrarse en forma de sales en solución, sales cristalinas o sales absorbidas por los coloides del suelo. El ion fosfato puede, además, ser directamente absorbido por los coloides del suelo o puede formar enlaces de gran estabilidad con los hidróxidos de Fe, Al o Mn que forman parte de los coloides del suelo. Estos últimos constituyen el "fósforo fijado".

Las principales formas de fosfatos orgánicos son el fosfato de inositol y los ácidos nucleicos. Tanto el inositol como los ácidos nucleicos parecen tener origen principalmente microbiano. El nivel de fósforo orgánico en los suelos puede variar entre un 3 y un 85% del fósforo total.

Las principales formas de fosfato inorgánico son las que se muestran en la tabla siguiente. Todas ellas son de menor solubilidad que los compuestos fosfatados orgánicos.

Adaptado de Tsai y Rosetto, 1992

La abundancia relativa de cada uno de estos compuestos variará de acuerdo al origen del suelo, a los niveles de materia orgánica y al pH. Estimaciones relativas de formas inorgánicas de fósforo según variaciones en el pH se muestra en la Figura 1.

FLUJOS DEL FOSFORO EN EL SUELO

Un esquema general de las formas de fósforo en el suelo se presenta en la Figura 2. Las plantas absorben fósforo en forma de H2P04^-, ion que queda disponible al solubilizarse o romperse cualquiera de los compuestos fosfatados. Los equilibrios de reacción llevan a que la mayor parte del fósforo del suelo se encuentre en formas de baja o muy baja disponibilidad. Sólo un porcentaje muy bajo (entre 0,1 ppm y 0,3 ppm) se encuentra realmente en solución, plenamente disponible para plantas y microorganismos (Figura 2).

Los equilibrios de reacción entre las distintas formas de fósforo dependerán de los coloides y minerales presentes en el suelo, el pH, la actividad micro biológica, la presencia de enzimas y ácidos orgánicos y la intensidad de la demanda del nutriente. Mientras la composición y pH del suelo son características inalterables o muy difíciles de alterar. Los agentes de origen biológico son posibles de manejar, y prácticamente todos ellos tienden a mantener el fósforo en sus estados de mayor disponibilidad. Por lo mismo, los agentes biológicos son fundamentales para asegurar un mejor y mayor uso del fósforo del suelo.

Los principales mecanismos a través de los cuales actúan estos agentes son los siguientes:

1. Mantención de una demanda permanente

Dado que el fósforo en solución es repuesto a medida que se agota, una demanda activa y permanente induce a una oferta en permanente renovación. La intensidad del flujo hacia formas más disponibles en un momento determinado puede seguir siendo baja, pero si el consumo se mantiene en forma permanente, las cantidades totales solubilizadas -y por tanto la absorción total- se elevan. Los mecanismos que permiten mantener una demanda permanente son todos aquellos que aseguran un crecimiento y una actividad radicular y microbiológica óptima.

2. Abundante presencia de ácidos orgánicos en el suelo

Un gran número de ácidos orgánicos tienen la capacidad de solubilizar fosfatos mediante complejación del calcio, aluminio y fierro, dejando así al ion fosfato en estado soluble. La reacción podría graficarse como se muestra en la figura 3.

Los ácidos más activos en el suelo parecen ser el cítrico, oxálico, glucónico, láctico, málico. Los ácidos húmicos y fúlvicos cumplen el mismo papel que los anteriores. El ácido carbónico que se forma a partir del C02 proveniente de la respiración microbiana y radicular, aunque no es un ácido orgánico, también actúa en forma similar -especialmente en relación a los fosfatos de Calcio.

La principal fuente de ácidos orgánicos en el suelo es la descomposición de materia orgánica, pero también son importantes los exudados radiculares y microbianos. Se ha detectado la exudación activa de ácidos orgánicos por parte de los géneros Bacillus, Thiobacillus, Mycobacterium, Micrococcus, Enterobacter, Arthrobacter, Pseudomonas, Nitrobacter, Escherichia, Agrobacterium, Erwiinia, Aspergillus, Penicillium, Scleortium, Fusarium, Trichoderma, Mucor, Streptomyces y otros. Entre las plantas, el género Lupinus es conocido por su capacidad de exudar ácido cítrico a través de sus raíces. (Alexander, 1977; Eira, 1992; y Borie, 1991).

3. Fomentar la presencia de hongos micorrícicos

Los hongos micorrícicos son hongos pertenecientes a diversas especies que establecen una asociación simbiótica -llamada micorriza- con la mayor parte de las especies vegetales a través de sus raíces. Mientras las plantas entregan energía al hongo, éste entrega agua y nutrientes a la planta. Las micorrizas son especialmente eficientes en aumentar los niveles de abastecimiento de fósforo.

Los mecanismos utilizados por los hongos micorrícicos para aumentar la capacidad de absorción parecieran ser la producción de gran cantidad de micelios, lo que aumenta el volumen del suelo explorado y la superficie de absorción. También es importante la capacidad para acumular fósforo intracelularmente en forma activa, contra fuertes gradientes de concentración. Esto permite a las micorrizas extraer fósforo en forma más eficiente, especialmente de soluciones de muy baja concentración. Un factor adicional de eficiencia de extracción es que las raíces con micorrizas se mantienen funcionales durante más tiempo (Silveira, 1992).

Se ha detectado la presencia de hongos micorrícicos en prácticamente todo tipo de suelos, pero su población y actividad dependerán de condiciones ambientales. La presencia de nutrientes solubles y agroquímicos, los extremos de humedad (especialmente el exceso) y los extremos de temperatura disminuyen su actividad y capacidad de crecimiento. La presencia de materia orgánica y la actividad biológica del suelo tienen efectos positivos, aunque determinadas especies de hongos, bacterias y nemátodos pueden alimentarse de hongos micorrícicos (Cardoso y Lambais, 1992).

Diversos estudios indican que, en un amplio rango de condiciones, el estímulo del crecimiento y actividad de las micorrizas ya presentes en el suelo mediante manejo ambiental puede ser suficiente para lograr un efecto importante sobre la nutrición de la planta. Sin embargo, en suelos altamente erosionados o en la producción de plántulas para transplante, la introducción de micorrizas mediante inoculación pareciera ser una medida complementaria necesaria (Cardoso y Lambais, 1992).

FORMAS DE MANEJO

Los mecanismos recién descritos resumidamente involucran una compleja red de interrelaciones, formas de control, elementos tampón y vías de retroalimentación imposibles de presentar en esta discusión. Desde el punto de vista del manejo agrícola, sin embargo, la inducción de estos mecanismos se basa en sólo unas pocas medidas convergentes. Estas son:

1. Aplicación de materia orgánica al suelo, lo que permite reciclar cantidades importantes de nutrientes e induce altos niveles de actividad biológica. Esta a su vez fomentará la presencia de micorrizas, aumentará los ácidos orgánicos en el suelo y protegerá a éste contra los extremos de humedad. Simultáneamente, la materia orgánica mejorará la estructura del suelo, facilitando un mayor grado de exploración y actividad radicular.

Aunque toda forma de materia orgánica es reciclaje y aplicable al suelo, los efectos diferirán de acuerdo a su calidad. Los mayores efectos sobre la solubilización de fósforo se lograrán mediante la aplicación de materias orgánicas diversificadas y con una relación C:N más bien alta (Eira, 1992). La mezcla de estiércol, paja de cereales y restos hortícolas sería, por ejemplo, una mezcla de lata calidad. Si la incorporación de materia orgánica se hace mediante abonos verdes, la mezcla cereal-leguminosa sería de mayor beneficio que la leguminosa sola.

2. Mantención del suelo cubierto el mayor tiempo posible, mediante cubierta muerta o viva, ya que ello estimulará la actividad microbiológica y radicular al controlar los extremos de humedad y especialmente los de temperatura. Si se utiliza cubierta viva, la mayor presencia de raíces también estimulará la actividad microbiana a través de los exudados y restos radiculares.

3. Evitar compuestos tóxicos en el suelo, ya que todos ellos disminuyen la actividad biológica y sus efectos asociados. Los compuestos más tóxicos son los fungicidas y herbicidas. Algunos insecticidas pueden no tener un efecto directo sobre la actividad microbiológica total del suelo, pero los procesos de degradación de estos compuestos pueden alterar la composición de las poblaciones en el suelo, alterando así la eficiencia de los mecanismos de solubilización y/o aprovechamiento de los nutrientes.

4. Evitar fertilizantes solubles, los fertilizantes solubles constituyen otra fuente de toxicidad para los microorganismos. Simultáneamente, la presencia de fósforo soluble disminuye la eficiencia en la acción de las micorrizas, ya que la absorción de fósforo soluble de manera directa y a tasas normales permite ahorros significativos de energía en comparación con los procesos de solubilización y acumulación activa. Por lo tanto, si la fertilización orgánica aparece como insuficiente, los fertilizantes a aplicar deben ser de baja solubilidad (por ejemplo, roca fosfórica).

5. En praderas, evitar el envejecimiento de raíces, ya que ello disminuirá la actividad radicular. Esto implica evitar el envejecimiento de la parte aérea de la pradera, por lo que el pastoreo controlado e intensivo -con momentos de consumo lo más cercanos al óptimo- pasa a ser una herramienta importante.

Las medidas anteriores tendrán su mayor efectividad si se aplican en forma combinada entre sí o con otras medidas de protección y recuperación de suelos. A su vez, los efectos pueden no verse sino hasta después de un tiempo variable de aplicación. Algunas mediciones efectuadas por el CET en suelos de origen volcánico (Chile, zona de Temuco) y en suelos de origen calcáreo, indican aumentos de hasta 8 veces en el nivel de fósforo soluble al cabo de tres a cinco años. Estudios hechos en Escocia en suelos marginales de praderas indican aumentos del fósforo soluble de hasta 6 veces en un período de 3 o más años (HFRO, 1979). La mayor rapidez y continuidad de los fenómenos biológicos en condiciones de trópico y subtrópico húmedo permiten pensar en procesos mucho más cortos y efectivos.

BIBLIOGRAFIA

• Alexander, M. 1977. Introduction to Soil Microbiolgy. Wiley and Sons, New York, EE.UU.
• Borie, F. 1991. Microbiología del fósforo. En Jornadas de Fertilidad de Suelos en Cero Labranza. Sociedad de Conservación de Suelos de Chile e INIA, Concepción, Chile
• Cardoso, E.J.B.N. y M.R. Lambais. 1992. Aplicacoes práticas de micorrizas vesículo arbusculares (MVA). In Microbiologia do Solo. Sociedade Brasileira de Ciencia do Solo. Campinas, Brasil.
• Eira, A.F. 1992. Solubilizacao microbiana do fosfatos. In Micorbiologia do Solo. Sociedade Brasileira de Ciencia do Solo. Campinas, Brasil.
• HFRO (The Hill Farming Research Organization) Science and Hill Farming. 1954-1979. Haddington, Gran Bretaña, 1979.
• Jordan, C.F. 1985. Nutrient Cycling in Tropical Forest Ecosystms. John Wiley and Sons, New York, Estados Unidos.
• Silveira, A.P.D. 1992. Micorrizas. In Microbiologia de Solo. Sociedade Brasileira de Ciencia do Solo. Campinas, Brasil.
• Tsai, S.M. y R. Rossetto. 1992. Transformacoes microbianas do fósforo. In Microbiologia do Solo. Sociedade Brasileira de Ciencia do Solo. Campinas, Brasil.