RESPUESTA DEL CAFETO (Collea arabica c v.\'Caturra\') A DOSIS CRECIENTES DE MAGNESIO EN UN SUELO DE GRECIA, ALAJUELA. 1

AgronomiaCostarricense 8 (2): 119-127.1984

RESPUESTADEL CAFETO (Collea arabica c v.' Caturra') A DOSIS CRECIENTES DE MAGNESIO EN UN SUELO DE GRECIA, ALAJUELA. 1*

JoseFranciscoCorella** CarlosLopez ***

Responseof coffee (Colleaarabicac v. 'Caturra') to increasingmagnesium levelsin a Costa Rican Humitropept soil. Increasinglevelsof magnesiumwere applied to three yearsold coffee plants grown under non shadeconditionsin a magnesiumdeficient soil (Andic Humitropept) in the westernpart of the Central Plateau,Provinceof Alajuela, CostaRica. Six levelsof magnesium(0-40-80-120160 and 200 kg/MgO/ha/year)were testedusingtwo soil applicationsof magnesium sulphatein a randomizedblock desingwith five replications.As blanket fertilization 800 kg/ha of 20-7-12-0-1.2(N- P205 - K20 - MgO - B203) was used. Foliar sampleswere taken monthly from July to December.No seasonal variations (statiscally significant) in the foliar nutrient content, were found; however, there were differencesamongrates of fertilizer application and the control. Apparently the nutritional unbalancebetween potassium and the alkaline earth metals in the soil as well as in the foliar tissueswas due to the high potassiumcontent of the soil. INTRODUCaON Los sueloscafetaleros,en especiallos de la region occidental del Valle Central, presentan desequilibrioentre los metalesalcalinosy alcalinoterreos, debido a excesode fertilizacion potasica, lavado de basescambiables,pH bajo, absorcionde cationespor las plantas,fijacion por arcillasy reprecipitadoscomo mineralessecundarios(6). Esta situaciontrae como consecuencia contenidosaltos de potasio y deficientesen calcioy magnesioen el suelodebido al fuerte antagonismoexistenteentre estostres elementos(1,4,5) que los hacecompetir por su absorcionen la planta; adernasun conteni-

1. *

Recibidoparasu publicationel 10 de junio de P 1983 d I arte

.

. Agronomo ' e a teslSde grad0 de In gemero

presentadapOI el primer autor a la Escuelade Fitotecnia,Universidadde CostaRica. ** ***

Unidad ,de Suelos, Ministerio de Agricultura y Ganadena. Centro de Investigaciones Agronolnicas,Universidadde CostaRica.

do alto de cualquierade ellos, deprime la absorcion de los otros (5). Esto sefialaque la fertilidad de un suelosedebever en fonna integral,comoun todo, y no elementopor elemento(14). El objetivo del presentetrabajo fue estudiar el contenidoy variacionestacionalde magnesioen tejIdos foliares de cafeto, asi como algunasvariahies relacionadascon la cantidadde esteelemento en el sueloy su accionsobrelos otros nutrirnentos esencialespara el crecimientonormal de una planta. MATERIALES Y METODOS El ensayose llev6 a caboenLaArgentinadel Cant6n de Grecia, de la Provincia de Alajuela;el ecosistemanatural de esta zona correspondea un bosquetropical humedo premontanosegiInla clasificacion de Holdridge(13). El experimento '. P seinicI6 el 17 de mayo de 1979, en la HacIenda eratta, utilizando un disefio de Bloques Completos al Azar conconsto 7 tratamientos y 5 repeticiones; tal de 30 plantas y la parcelalautilparcela de lasto-8 1 al La I t . , d d. ., p antas centr es. p an aClon era e con IC1on solana, de 3 afios de edad, de la variedad 'Caturra'. Los tratamientos evaluados fueron un testigo abso-

120

AGRONOMIACOSTARRICENSE

luto, un testigo masbase,40, 80, 120, 160 Y 200 kg/ha de MgO. La fertilizacion basicautilizada corresponde a la formula 20-7-12-0-1,2;la fuente de magnesio rue sulfato de magnesio. Sehizo un muestreocada30 dias durante6 meses(de julio a diciembre),durantelos cualesse tomo el segundopara las hojas de la parte media de la planta. Las muestras foliaTesse lavaron con agua destilada,se secaronen una estufa a 70C POTdos dias, se molieron y se sometierona una digestion nitrico-percloricacon una relacion 5: 1; de estadigestion se determino el potasio y el calcio en el fotometro de llama, el magnesio,hierro, cobre, cinc y manganesose analizaronpOTespectrofotometria de absorcionatomica, segunla metodologia descritapOTLOpez(17). El fosforo se determinopOTel metodocolorimetrico descritopOTJackson(15). Se tomaron las muestrasde suelode 0 a 20 cm de profundidad. Una vez secasal aire,cribadas Y homogenizadas, se sometierona los anaIisisquimicos. El pH se deterrnino segtmel metodo propuestoPOTJackson(15). La materiaorganicaseanalizopOTel metodo descrito pOTWalkley y Black, citado pOTLopez (17). El potasio,el cobrey el magnesiaseobtuvieTonpOTel metodo de acetatode amonio 1N, pH7, descnto pOTPeechet al.(23). E1fosforo se determino pOTel metodo colorimetrico descrito pOT Jackson,citado pOTLopez (17). La capacidadde intercambio cationico se analizosegunel metodo propuesto pOTJacobsy Reed, citado POTLopez (17). Los micronutrimentosse analizaronutilizando un extracto de Olsen modificado citado pOT Diaz-Romeuy Hunter (10). El aluminio se determino pOTel metodopropuestopOTKamprath(16) y 1atextura se analizopOTel metododel hidrometro de Bouyoucos,citado POTLopez(17). RESULTADOSY DISCUSION Factoresde suelo El suelo experimental,cuyacaracterizacion fisico-quimica se presentaen el Cuadro 1, mostro una fertilidad baja,seg6nCarvajal(7). Al comparar los valoresde dicho cuadro, con los patronesde diagnosticodadospOTDlaz-Romeuy Hunter (10), se deduce que el fosforo, e1hierro, e1 cobre, el manganesoy el potasio estan en cantidadesoptimas, mientrasel contenido de ca1cio,magnesioy

cinc estapOTdebajodel nivel critico, pOT10que se esperarespuestaa la fertilizacion mineral de estos nutrimentospOTparte del cultivo de cafeto. De acuerdo con los patronesmencionados pOTSaenz(26), el contenidode materiaorganicay la capacidadde intercambiocationicofueron altos (6). El aluminio presentoun valor alto segtmRamirez (25); en Brasil (3), se consideraeste valor como medio y la saturacionde aluminio, de 19,4 %, como levementeperjudicial para el crecimiento de los cultivos(3).

Cuadra1: Caracterizaci6nfisico-quimicadel suelo experimental(0-20 cm). Arena% Limo % Arcilla % Nombretextural pH en agua Capacidadde intercambio cationico

22,0 310 ' 47,0 Franco-arcilloso 4,5 28 60 '

Capacidadde intercambio cationicoefectiva

5,72

Kmeg/100g Cameq/100g

0,97 3,09

Mg meq/100g AI meq/100g P ppm Fe ppm

0,73 0,93 150 , 62

Cuppm

17

Zn ppm

2,0

Mn ppm

40

RelacionCa/Mg RelacionCalK

4,23 3,18

RelacionMg/K Re1acion(Ca+ Mg) K ., + + Relaclon100 K (Ca Mg K) MateriaOrganica%

0,75 3,94

.!

10,88 6,44

CORELLA y LOPEZ: Respuestadel cafeto al magnesio

Segun Mehlich (20), Briceno (4) y Forestier (12), los valores de las relaciones de Ca/Mg y K/Mg del suelo, indicaron una deficiencia severade magDesio con respecto al potasio y al calcio. La relacion Ca + Mg/K, presento un contenido de potasio excesivo, y de calcio y de magnesio deficientes de acuerdo con Mehlich (20) y Briceno (4). La razon de 100 K/Ca + Mg + K, segun Briceno (4) y Forestier (12), presenta un valor excesivo de potasio. Las Figuras 1 y 2, se presenta en una forma grafica el estado de fertilidad del suelo en estudio; esta forma de graficar rue utilizada pOT primera vez pOTAlvim y Cabala, citados pOTAlvim (2). En la Figura 1 se colocaron los valores de fosforo, materia organica, potasio, pH y la suma de calcio y magnesio en forma creciente del centro a los extremos; para el aluminio los valores se colocan de maDeradecreciente. Seconsideraquepara un sue10de alta fertilidad debe forrnarse un circulo con los penultimos valores del centro a los extremos. La Figura 2 es una adaptacion de la anterior maDera de graficar, en donde se toma los valores de calcio, potasio y magnesio y las razones Mg/K, CalK y Ca/Mg; todos los valores se colocan de manera creciente del centro a los extremos. Para que los valores descritos como deficientes, pOTlos diferentes autores (4,5,12,20) formaran un circulo, se hizo un ajuste de escala.En este grafico se nota de maDera clara que el magnesio, calcio y relaciones CalK, Mg/K fueron deficientes, la relacion Ca/Mg alcanza un valor 4, el cual segiln Mehlich (20) senala un contenido deficiente de rnagnesio. Se observa tambien el alto contenido de potasio en el suelo. Efecto de la aplicacion de rnagnesio al suelo sobre el contenido foliar de algunos nutriment os.

121

en el suelo, mientras Fiester (11), encontro que tarda para corregir la deficiencia de magnesio de 6 a 12 meses. Otra razon de la ineficaz accion del fertilizante magnesico es debido a: a) alto conteDido de potasio en el suelo b) contenido deficiente de magnesio en el suelo y c) el antagonismo que existe entre ellos. Nielson (22), explica que la absorcion ionica de K, Ca y Mg se lleva a cabo principalmente pOT competencia de sitios'activos; de acuerdo con esta hipotesis los cationes son transferidos a traves de la membrana celular, cuando se unen a sitios de enlace del complejo ion-transportador; hay numerosos complejos ion-transportadOTen cada sitio, con caracteristicas afmes a vanos iones 0 grupos de iones quimicamente similares. En el caso del potasio, calcio y magnesio el sitio activo es el mismo 0 la afmidad quimica pOT los transportadores es muy parecida, pOT10 que estos iones compiten pOTsitios identicos; esto explica el hecho que al habeT mayor cantidad de algunos de ellos en la solucion del sueloseproduce interferencia con la absorcion de los otros iones. Ell.nitrogeno total soluble en agua (NTSA), presento un valor promedio de 2403,9 ppm; este valor cae dentro del ambito de suficiencia hallado pOT Carvajal y Lopez (8). El NTSA presento una respuesta negativa de alta significancia, en relacion a los muestreos foliaTes (Fig. 3 y Cuadro 3). En r~ferencia a algunos nutrimentos, el NTSA presento una correlacion positiva altamente significativa (0,97) con el nitrogeno de nitratos (N-NO3) y correlaciono en forma negativa con el NOSA, fosforo, potasio, magnesio, hierro y rnanganeso;esto denota el antagonismo que existe entre el nitrogeno y el potasio, 10 que concuerda con 10encontrado pOTvarios autores (6,14,21). ,

El nitrogenode nitratos(N-NO3),se com-

En el Cuadro 2, se presenta el efecto de las cantidades crecientes de rnagnesioaplicadas al sue10 sobre el contenido foliar de nutrimentos' de este cuadro se concluye que no bubo efecto de'las aplicaClonesde este cation al suelo, sobre el contenido

porto ~n !orma s~lar al NTSA, en relacion con su vanac16n estaclonal, (Fig.4 y Cuadro 3). Su contenido foliar, 1730 ppm, cae dentro de los valore~ mayores de normalidad, hallados pOTCarvajal y LOpez (8).

de los diversos nutrimentos en la planta; existieron pequenas variaciones de tendencias indefinidas y de ~inguna significancia estadistica a excepcion del testl~o absoluto, con el cual bubo diferencias signifi~atlvas e~ cuanto a contenido foliar de macro y mlcronutrunentos. Este comportamiento del sulfato de magnesio, se debe a su accion lenta en el suelo, ya que segun Perez (24), el MgSO4 duro de 18 a 24 mesespara corregir una deficiencia de Mg

El nitrogeno organico soluble en agua (NOSA) presento un contenido de 685 ppm que es de los valores mas altos dentro del fangO de suficiencia (8). El NOSA presento una regresion cubica con respecto a los muestreos (Cuadro 3); en cuanto a su relacion con los otros nutrimentos, sOlo correlaciono en forma negativa con el NTSA N-NO3 y con el cobre en forma positiva, con alt~ significancia en los tres casas.

122

AGRONOMIA COSTARRICENSE

K (moql'OOK)

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3200

Y- 3128.4 - 207.

2800

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010- ~ 0) No)Ou_~'"

y - 2436.8 - 201.7R

r2- 0.305

25 3600

,. do1M'OO""'~Q"_M

n-190

200)

r2- 0.872 n- 180

NTSA

2400

ppm

2000

N.NO3

1500

1600

ppm

100)

1200 800

SOO

400 123456

123456 Mue.tr...

Fig.3. RelaciOn entreel contenid.denitrosen.total solubleen'SU"y losmuestreos (efectuados cadames,dejulio a diciembre1979).

Muestreos Fi8.4. Relacionentreel contenid.denitroseoodenitlltos y losmuestr..s(efectuados cadi mesdejulio 0 diclembre1979).

CORELLA Y LOPEZ: Respuestadel cafeto al magnesia

123

Cuadro 2: Contenido foliar de nutriment os con relacion a !asaplicacionesde magnesioa1suel0. TRATAMIENTOS MgO kg/ha Testigo absoluto 0 40 80 120 160 200 1/

NTSAI

2125,1 2422,S 2513,S 2572,8 2560,4 2392,S 2240.5

NOSA N-NO3 ppm

P-PO4

703,4 723.8 672,9 672,4 680,6 680,6 660.8

697,3 652,7 689,8 677,4 688,5 658,6 681.3

1480,9 1698,4 1796,6 1903,S 1913,6 1719,S 1603,3

K

2,51 2.42 2,46 2,50 2,56 2,48 2.41

Ca ~

Mg

Cu

0,47 0.43 0,45 0,40 0,43 0.43 0,41

0.21 0,21 0,23 0,21 0,22 0.22 0,21

Zn

Fe

Mn

ppm

12.9 13,9 13,2 14,0 12,3 12.3 12,6

31,9 38.5 34,6 41,4 34,3 28.6 34,0

152,7 164,0 145,00 142,0 149,3 148,6 152.6

186 230 228 195 208 216 242

NTSA:Nitrogenototal solubleenagua;NOSA:Nitrogenoolganicosolubleenagua.

Cuadro3: Contenidofoliar de algunosnutrimentoscon respectoa 10smuestreosmensuales. Epocasde muestreos

NTSA

julio agosto setiembre octubre noviembre diciembre

2535 2387 3633 1781 1625 1464

NaSAppm N-NO3 250 809 338 752 784 607

P-PO4

1785 1578 3295 1029 841 857

545 637 564 626 827 868

K

Ca %

Mg --

1.61 2.73 2,55 2,85 2,59 2,53

0.38 0.50 0,38 0,42 0,47 0,42

0.11 0.23 0,23 0,24 0,24 0,22

Cuadro4. Contenidofoliar promediode Ca,K, Mg Y sosrelaciones. Ca % 0,42

meq

%

Mg meq

%

K meq

CalK meq

21

0,21

17,5

2,47

63,5

0.33

El contenido foliar de f6sforo organico en acidoaceticoal 2%present6un valor de 677 ppm, que concuerdacon log valoresde suficienciahaIladog par Carvajaly l1>pez(8). La variacionestacional de nutrimentosrue cuadratica(Cuadro 3), correlacionoen forma positiva,y altamentesignificativa con el K, Mg, Mn y Fe y de maDeranegativa con el NTSA y N-NO3.

~

~

meq 1,2

meq 0,28

Ca+Mg/K meq 0,61

treos foliares, el potasiopresentouna regresioncubica, correlacionadaen forma positivay altamente significativacon el cobre, fosforo, hierro, calcio y magnesia,y correlaciononegativamente y con alta significanciacon el NTSA y N-NO3;esimportante hacer notar que existio una correlacionpositiva entre el potasio y el magnesia,10 que no concuerda con 10 encontrado con la mayoria de log autores(11,12,20). El contenido de potasio foliar Metalesalcalinosy alcalinoterreos. no ~e via afectado con lag aplicacionescrecientes de magnesiaal suelo (Cuadro 2), debido al alto El contenido de potasio (2,48%)rue normal contenidode potasio en el suelo,ala accionlenta seg(jnalgunosautores(6,9,11,21)y excesivosegun del fertilizante y al contenidodeficientede calcio otros autores (19,21). En relacion con log mues- del suelo.

124

AGRONOMIACOSTARRICENSE

El magnesia foliar presento un valor de 0,21%, que es normal segunCarvajal(6), Chaverri et al.(9), Haagy Malavoltacitadospol Muller{21), y deficiente segunFiester(11). Esteelementopresento una regresioncuadraticaen relacion con los muestreos(Fig. 5), correlacionoen forma positiva y altamentesignificativacon el potasio,calcic, fosfaToe hierro y 10 hizo en forma negativacon el NTSA y N-NO3. El calcic rue deficiente segunla mayoria de autores(9,11,12,19,21)y no presentoningunefecto significativocon respectoa los muestreos(Cuadro 3); solo presentouna correlacionpositiva de alta significanciacon el K, Mg, Y el Fe.

brio favorableal potasio y desfavorableal calcic y el magnesia. El metoda empleadopara elaborarla Figura 6, rue el utilizado par Loue (18). El citado autor sefialaque la sumade los contenidosfoliaresde K, Ca y Mg varia relativamentepoco. Suponiendosu constanciaIe da un valor de 100 a esta sumay estudia, en funcion de los porcentajesque carla uno representa,el equilibria K/Ca/Mg.En la figura mencionada,se observala interaccionentre el potasio, el calcic y el magnesia;de ahi sededuceque existe una fuerte interaccionantagonicadelpotasio con el calcic, y del potasio con el magnesia;tambien se concluye de esta figura que hay un desequilibrio cationico favorableal potasio y desfavofable al calcic y magnesia,originado par el alto contenido foliar de potasio(19,21) y deficientede magnesia(11) y de calcic (9,11,12,19,21).

0.28 0.26

,/ I 9

,I

0.24

,\

0.22

\ ~

(x) Potasio (. ) Calcio (+) Magnesio

0.20

y

~ 0.18

= 0.093+ 0.06Sx- 0.008x2

r2

'0

=0.73

8

,, 7

n= 180

~ 0.16

Kt

0.14

6

0.10 5 0 1

2

3

4 Muestreos

5

6

4

Fig. 5. Re1acion entre el contenido de magnesia y los muestreos foliaTes (efectuados cada mes, de julio a diciembre 1979).

Es importante hacer notar queel K, el Cay , el Mg correlacionaronentre si en forma positiva. ++ \ 100 Al compararlos valoreshallados(Cuadro 4) con \ : 10spatronesdadospol Chaverrietal.(9), seobser50 40 30 20 ' !~.../ va que en el cocienteCalK el calcic rue deficiente, M larelacionMg/Kmostroalmagnesia comoinsuficiente ~ y la relacionCa/Mgpresentoal calcic como deficiFig. 6. Equilibrio de K/Ca/Mgen hojasde cafeto. tario. El cocienteCa + Mg/K, mostroque la suma(Coffeaarabica'cv' Caturra) toria de estosnutrimentos (calcio y magnesio)era deficiente, 10 que indica que existio un desequili-~

CORELLA Y LOPEZ: Respuestadel cafeto al magnesio

Al contrastar la distribucion de los puntos expresados en la figura triangular, con los resultados obtenidos por Loue (18), en los cuales este autor distingue cinco zonas, tenemos que los valores encontrados se concentraron en las zonas extremas: en la zona A, en la cual el porcentaje de calcio casi no varia y el antagonismo potasio-magnesioes muy fuerte y en la zona F, en donde el contenido de magnesia casi no varia y el antagonismo potasio-calcio es muy fuerte. Estos resultados confirman los valores obtenidos en el analisis de suelo y la presencia de sintomas de deficiencia de magneSiD en la plantacion, 10 que prueba la utilidad de estas tecnicas para el diagnostico de problemas nutricionales en el complejo sistema suelo-planta.

Elementos menores Se encontro un contenido foliar de hierro de 150 ppm, el cual es normal (6,9,11,21). En relaci6n con los muestreos foliares el contenido de Fe presento una regresion cubica, adernasuna correlacion positiva de alta significancia, con el P, Ca, Mg, K y el Mn y correlaciono en forma negativa con el NTSA y N-NO3. El cobre presento un valor normal (13 ppm) segUn Koss, Culot et al. y Lott et al. citados par Muller (2 1). Este elemento rue el unico que mostro una respuestade alta significancia en la interaccion tratarniento/muestreo; presento una regresion cuadratica en relacion con los muestreos y correlaciono en forma positiva con el Ca, K y Mg. El manganeso foliar presento un valor 98,6 ppm, el cual es normal segun Cibes y Samuels, Culot y Peralta citados par Muller (21). Chaverri et al.(9) consideran alto este valor. El manganesocorrelaciono en forma positiva con el P, K, Ca, Mg, Fe y Cu y en forma negativa con el NTSA y N-NO3. Presento una regresion cubica en relacion a los muestreos foliares efectuados.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: 1.

La fertilidad del suelo experimental rue baja, ya que la sumatoria de Ca + Mg + K rue menor de 5 meq/l00g de suelo, ademaspresento un desequilibrio entre los metales alcalinos y alcalinoterreos, favorable al potasio (excesivo) y desfavorable al calcio y al magnesio (deficientes). El contenido de cinc estuvo debajo del nivel critico.

125

2.

Los contenidos foliares de NTSA, NOSA, N-NO3, for.foro organico, hierro y cobre fueron normales de acuerdo con los autores citados. Aunque algunos investigadores consideran alto el potasio e insuficientes el contenido al magnesio otros consideran normales los valores encontrados para estos elementos. El valor de calcio hallado es deficiente.

3.

Las relaciones de K, Ca y Mg en los tejidos foliares, mostraron un desequilibrio en favor del potasio y desfavorable al calcio y at magnesio. Esto explica los sintomas visuales de insuficiencia de magnesia en la:shojas de cafeto.

4.

Se recornienda hacer aplicaciones periodicas de CaCO3, (la cantidad a aplicar, depende del contenido de alurninio en el suelo) para suplir el calcio y para restablecer el equilibrio entre el K, Ca y Mg. Ademas se considera que es necesario aplicar magnesia,como MgSO4 despues del encalado para mantener el equilibria cationico en el suelo bajo estudiD. RESUMEN

Se realizo un ensayo de dosis crecientes de magnesia en un suelo Andic Hurnitropept de la Zona Occidental del Valle Central, empleando una parcela de cafe de variedad 'Caturra' de 3 alios de edad, de condicion solana con sintomas visualesde deficiencia de Mg, ubicada en una zona correspondiente a un Bosque HUmedo Premontano. Se emplearon niveles de MgO de 0, 40,80 120, 160 y 200 kg/ha/afio, repartidos en dos aplicaciones. Se efectuaron muestreos foliares mensuales durante seis meres, (de julio a diciembre). Se evaluaron los contenidos de algunos nutrimentos en el suelo y en el follaje, en especial el Ca, K y Mg y sus relaciones. Ademas se estudio la variacion estacional de dichos elementos en el follaje. En el ensayo no se encontro respuesta de significancia de los tratarnientos en relacion con el contenido foliar de los nutrimentos pero si se presento una diferencia altamente significativa entre el testigo absoluto y los tratarnientos, 10 mismo entre los muestreos y el contenido foliar de cada nutrimento. Se concluye que hubo contenidos foliares altos en nitrogeno y fosforo organico, contenidos foliares normales de potasio, magnesiay elementos

126

AGRONOMIA

menores, en

el

pero suelo

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en

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11.

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