|
Optimize Potassium and Magnesium fertilization to Alfalfa grown on Vertisol soils of Central Mexico.
 Alfalfa is a major forage crop for milk production in Central Mexico. The States of Guanajuato and Queretaro alone, produce around 52,000 hectares every year. Despite good weather for a year-round forage production and natural high fertility soils in the area, full crop yield potential has not been reached. It has been proposed that one of the reasons why alfalfa yields are not increasing is because alfalfa fertilization in this area of the Country is based solely on phosphorous (P) applications. In spite of the importance of potassium (K) for the crop, growers in the area do not apply it.
Most growers, milk producers and field technicians argue that the reasons for not applying K to soils is because: a) high K levels found in the soil does not justify K applications and b) farmer concern that grass tetany could affect milk cows fed with low magnesium (Mg) forages due to K fertilization.
In an effort to determine the nutritional status of the crop in these states, research was carried out during 1997-1998 to find the amount of nutrients extracted by alfalfa over a year. This study was conducted in the alfalfa fields of farms: "El Molino", "Positos", and "El Cuervo" in Guanajuato and "El Coyme" in Queretaro. Soils at each site were clay textured Vertisols. Soil pH ranged from 7.0 to 7.3 and organic matter from 1.8 to 3.3 percent. Extractable soil K and Mg ranged from 656 to 922 parts per million (ppm) and 577 to 1123 ppm respectively. Plots were arranged using a randomized strip plot design with three replicates. In each replicate five sub samples of soil and foliar tissue were taken and analyzed every alfalfa harvest (eight during the year of study), to measure the amount of nutrients taken up by the legume.
This study showed that although soil K tests were high, in some foliar samples K concentrations ranged between deficient and the lower limits of sufficiency. According to the literature, normal levels of tissue K range from 2.5 to 3.8 percent (based on dry matter). In the first three harvest (August to September) foliar K varied between 1.8 to 2.2 percent in most samples . This could mean that during this time of the year K is being held by the soil and it is not available for the plant. Therefore, a positive response to K applications during this period could be expected.
In the following harvest the K foliar content increase dramatically as can be seen in Figure 1. This may be due to the release of K by clays, which it is believed to be influenced by dry-humidity cycles. Figure 2 shows the yield and uptake of K2O by the alfalfa during the year of study.
Figure 1. Potassium concentration of alfalfa plants (%) in four locations in Guanajuato and Queretaro.
Figure 2. Alfalfa Average Yield (dry weight), potassium and magnesium uptake during a year in four farms in the states of Guanajuato and Queretaro.
The belief that K fertilization could cause low Mg levels in forages misleads farmers to sacrifice high yields in alfalfa production. Grass tetany should be seen as the result of Mg deficiency instead of an excess of soil K. To maximize alfalfa production and to assure an adequate Mg concentration, growers need:
1) to know alfalfa's nutrient uptake to design a proper fertilization program,
2) to apply the right amounts of K and Mg to meet the demand for a potential yield, and
3) a Mg saturation of approximately 10 percent of the total soil cation exchange capacity (CEC).
If these criteria are met, K will not inhibit Mg absorption. Figure 2 shows the Mg and K uptake by alfalfa during this study. The amount of nutrients extracted by alfalfa in each location are presented in Table 1. According to these data, to obtain a yield of 20 ton of alfalfa/ha/year (dry matter) the average uptake of K and Mg are 770 kg and 75 kg respectively. Although, these soils have a high Mg content, the K/Mg uptake ratio was 8, which is higher than the K/Mg ratio of 6 found in the literature. This indicates that soil Mg may be in non-soluble forms (i.e. MgCO3). In order to obtain high yields, as well as a proper Mg content in the forage, growers of Central Mexico have to make sure the K and Mg requirements of alfalfa are met, and that they are in the right proportions. Sampling the crop on a regular basis to monitor foliar nutrient content is fundamental to assure that the concentration of Mg is adequate.
Table 1. Alfalfa average nutrient uptake per ton dry weight during one year (8 harvests), in four farms in the states of Guanajuato and Queretaro
Versión en español
Perfeccione las aplicaciones de Magnesio y Potasio en Alfalfa producida en los suelos Vertisoles del Centro de México
La alfalfa es uno de los principales cultivos utilizados como forraje por los productores de leche del Centro de México. Solamente entre los estados de Guanajuato y Querétaro se cultivan alrededor de 52,000 hectáreas cada año. A pesar de la alta fertilidad del suelo y el buen clima que prevalece durante todo el año en la región, la producción de alfalfa no ha alcanzado su máximo rendimiento. Una de las posibles causas por las que no se han incrementado los rendimientos podría ser que en esta región del país, la fertilización de alfalfa se basa principalmente en fósforo (P) y no se consideran otros nutrientes importantes para el buen desarrollo de esta leguminosa. A pesar de la importancia que tiene el potasio (K) y el magnesio (Mg) para el cultivo, los agricultores de la zona no lo aplican. La mayoría de los agricultores, técnicos y productores de leche argumentan que no es necesaria la aplicación de K por dos razones: 1) los altos niveles de K que se encuentran en los suelos de la región y 2) la preocupación de que aplicaciones de K puedan competir con la absorción de Mg por la planta y que esto favorezca la aparición de la "tetania de los pastos", hipomagnesemia (falta de magnesio), en el ganado lechero. En un esfuerzo para evaluar el estatus nutricional del cultivo en esta región del país, se realizó un estudio durante 1997 y 1998 para determinar la cantidad de nutrientes extraídos por el alfalfa. La investigación fue llevada a cabo en parcelas productoras de los ranchos "El Molino", "Pocitos" y "El Cuervo" en Guanajuato y "El Coyme" en Querétaro. Los suelos en cada parcela son Vertisoles de textura arcillosa. El pH de los suelos se encontró en un intervalo de 7.0 a 7.3. La cantidad de materia orgánica entre 1.8 y 3.3%. El contenido de K y Mg en un intervalo de 656 a 922 partes por millón (ppm) y 577 a 1123 ppm, respectivamente. Las parcelas fueron arregladas en un diseño en franjas al azar con tres repeticiones. Se tomaron cinco sub-muestras de suelo y follaje en cada corte (8 cortes) durante el año de estudio. En cada muestra se determinó la cantidad de nutrientes extraídos por la parte aérea de la planta. Este estudio mostró que a pesar de que la cantidad de K en el suelo era alta, en algunas de las muestras foliares las concentraciones de K se encontraban entre niveles de suficiencia bajos y deficientes. La literatura reporta niveles de suficiencia entre 2.5 a 3.8% en base seca; pero en los primeros tres cortes (Julio a Septiembre) los niveles de K foliar se encontraron en la mayoría de las muestras, entre 1.8 y 2.2%. No se ha demostrado si la disponibilidad del K y/o la retención de este elemento por el suelo, durante esa época del año esta relacionada con las condiciones climáticas o de humedad. El hecho es que las condiciones edáficas que predominan durante ésta época del año retienen al K, disminuyendo así, la cantidad de este que entra en la planta. Por lo tanto se podría esperar una respuesta positiva a la aplicación de fertilizante potásico durante este período. En los siguientes cortes el contenido de K en el tejido foliar se incrementó significativamente como se puede observar en la figura 1. Esto puede ser debido a la liberación del K por las arcillas del suelo, fenómeno que se cree influenciado por ciclos de sequía y humedad en esta época del año. La figura 2 muestra el rendimiento y absorción de K2O y Mg por alfalfa durante el año de estudio.
La hipomagnesemia debe de verse como resultado de una deficiencia de Mg en lugar de un exceso de K. Para maximizar la producción de alfalfa y asegurarse una concentración adecuada de Mg en el foliar es necesario: 1) conocer la absorción de este elemento por la leguminosa para desarrollar un adecuado programa de fertilización, 2) aplicar las cantidades de K y Mg balaceadas para reponer la remoción de estos elementos de la parcela en base a un rendimiento esperado y así suplir la demanda del cultivo y 3) mantener por lo menos un 10% de saturación de Mg del total de la capacidad de intercambio catiónico del suelo para asegurar la disponibilidad de Mg en el suelo. Si se cumplen estos criterios el K no inhibirá la absorción de magnesio. La figura 2 muestra la absorción de Mg y K por alfalfa en este estudio. De acuerdo con estos datos, para obtener un rendimiento de 20 toneladas de alfalfa/hectárea/año (base seca), la absorción promedio de K y Mg es de 770 y 75 kg respectivamente. Las cantidades de otros nutrientes extraídos por el cultivo se presentan en la tabla 1.
A pesar de que estos suelos presentan un alto contenido de Mg, la relación de absorción K/Mg por el cultivo fue de 10 a 8, que es un valor mas alto al reportado por la literatura igual a 6 . Esto indica que el Mg presente en el suelo puede encontrarse en forma poco disponible (por ejemplo en forma de carbonatos) y por lo tanto no absorbido por la planta. Es recomendable aplicar una fuente soluble de Mg y cuidar que se mantenga una relación de K/Mg de 6.
En conclusión podemos decir que para obtener altos rendimientos y una adecuada concentración de Mg en la alfalfa, los productores del centro de México deben de asegurarse de cumplir con los requerimientos nutricionales del cultivo, no sobre-fertilizar con P (para evitar deficiencia de Zn) y considerar la aplicación de K y Mg en su programa de fertilización, cuidando se encuentren en las proporciones adecuadas. Además, hacer uso del análisis foliar y de suelo regularmente, para monitorear el estado nutrimental de la planta.
El Instituto de la Potasa y el Fósforo agradece a los dueños de los ranchos El Molino, Pocitos, El Cuervo y El Coyme, la colaboración que prestaron para poder llevar a cabo esta investigación.
Si desea mas información favor escribir a nuestro correo electrónico: inpofos@msn.com
|