Comparación de métodos de análisis de suelo y planta para el diagnóstico de la disponibilidad de zinc en maíz

Abstract

La agricultura con escasa reposición de micronutrientes provocó una disminución del zinc (Zn) disponible en los suelos. El maíz (Zea mays L.) es uno de los cultivos más susceptibles a la deficiencia de Zn. Para revertir dichas deficiencias es necesario desarrollar métodos de diagnóstico adecuados. Consecuentemente, los objetivos fueron: i) estudiar las fracciones del Zn en el suelo y su relación con los métodos de diagnóstico de disponibilidad de Zn en suelo, y ii) calibrar y comparar metodologías de diagnóstico de Zn en suelo y material vegetal para predecir la respuesta de rendimiento de grano del cultivo de maíz a la fertilización con Zn. Primero se condujo un ensayo de maíz en macetas con 10 suelos y dos tratamientos: i) testigo y ii) Zn-aplicado. Al estadio de 6 hojas (V6) se cosechó la parte área y se tomaron muestras de suelo. Se realizaron extracciones químicas secuenciales de Zn obteniendo las fracciones: i) intercambiable (Ex-Zn); ii) asociado a la materia orgánica (MO-Zn); iii) asociado a los óxidos de manganeso (MnOx-Zn); iv) asociado a óxidos de hierro (FeOx- Zn); y v) residual (RES-Zn). También se determinó el Zn disponible en el suelo mediante el método del ácido dietilentriaminopentaacético (DTPA), Mehlich-3 (M3), cloruro de calcio (CaCl2) y resinas de intercambio catiónico (RIC). La mayor parte del Zn nativo de los suelos estudiados se encuentra asociado a las fracciones MnOx-Zn, FeOx-Zn y RES-Zn. Todas las fracciones se correlacionaron con la fracción inmediata en la secuencia de extracción, sugiriendo la existencia de un equilibrio entre ellas. El Zn aplicado se distribuyó: MnOx-Zn (37%)> FeOx-Zn (22%)> Ex-Zn (21,5%)> RES-Zn (18,5%)> MO-Zn (1%). El Zn-CaCl2 se correlacionó con las fracciones Ex-Zn y MO-Zn, mientras que Zn-DTPA y Zn-M3 se correlacionaron con las fracciones Ex- Zn, MO-Zn y MnOx-Zn. Zn-RIC no se correlacionó con ninguna de las fracciones estudiadas. Las fracciones que más influyeron en la absorción de Zn del maíz fueron MnOx-Zn, MO-Zn y Ex-Zn. Los extractantes quelantes Zn-DTPA y Zn-M3 mostraron mayor correlación con la absorción de Zn del maíz, seguidos por Zn-CaCl2, mientras que Zn-RIC no mostró correlación significativa. Por otro lado, se realizaron 45 ensayos de maíz a campo, con dos tratamientos: i) testigo; y ii) Zn-fertilizado. Se tomaron muestras de suelo y se determinó el Zn disponible mediante DTPA, M3 y CaCl2. En V6 y floración (R1) se tomaron muestras de hoja. A cosecha se determinó el rendimiento y se tomaron muestras de grano. Se determinó la concentración de Zn en hojas y grano. Se observó respuesta significativa en el rendimiento de grano en 13 de 45 sitios, siendo la respuesta promedio de 1,01 Mg ha-1. Los umbrales críticos de Zn-CaCl2, Zn-DTPA y Zn-M3 para lograr un rendimiento relativo del 97% fueron: 0,14; 0,94 y 1,6 mg kg-1, respectivamente. El porcentaje de sitios correctamente diagnosticados fue 71%, 60% y 49% para Zn-DTPA, Zn-M3 y Zn-CaCl2, respectivamente. Tanto la concentración de Zn en hoja (V6 o R1) como la concentración de Zn en grano no se asociaron con la respuesta en rendimiento de grano.

The agriculture intensification with little replacement of micronutrients caused a decrease of soil Zn availability. Corn (Zea mays L.) is one of the field crops that most frequently suffer from Zn deficiency. To reverse Zn deficiencies, it is necessary to develop adequate diagnostic methods. Therefore, the objectives were: i) to study the Zn fractions in the soil and their relationship with the diagnostic methods of soil Zn availability, and ii) to calibrate and compare diagnostic methodologies of Zn in soil and plant material to predict the grain yield response of corn to the Zn fertilization. First, a corn experiment under controlled conditions was performed, with ten soils and two treatments: i) Control, and ii) Zn-applied. At the six-leaf stage (V6), the aboveground iomass was harvested and soil samples were taken. Sequential chemical extractions of Zn were carried out, obtaining the fractions: i) exchangeable (Ex-Zn), ii) associated with organic matter (MO-Zn), iii) associated with manganese oxides (MnOx-Zn), iv) associated with iron oxides (FeOx-Zn), and v) residual (RES-Zn). The soil Zn availability was also determined by diethylenetriaminepentaacetic acid method (DTPA), Mehlich-3 (M3), calcium chloride (CaCl2), and cation exchange resins (RIC). Most of the native soil Zn was associated with the MnOx-Zn, FeOx-Zn, and RES-Zn fractions. All fractions correlated with the immediate fraction in the extraction sequence, suggesting the existence of a balance between them. The applied Zn was distributed on average: MnOx-Zn (37%)> FeOx-Zn (22%)> Ex-Zn (21.5%)> RES-Zn (18.5%)> MO-Zn (1%). The Zn-CaCl2 correlated mostly with the Ex-Zn and the MO-Zn fractions, both Zn- DTPA and Zn-M3 correlated with the Ex-Zn, MO-Zn, and MnOx-Zn fractions, while Zn-RIC did not correlate with any of the studied fractions. The fractions that most influenced the corn Zn absorption were MnOx-Zn, MO-Zn, and Ex-Zn. The chelating extractants Zn- DTPA and Zn-M3 showed a higher correlation with the absorption of Zn from corn, followed by Zn-CaCl2, while Zn-RIC did not show a significant correlation. On the other hand, 45 corn trials were carried out under field conditions, with two treatments: i) Control; and ii) Zn-fertilized. Soil samples were taken and the soil Zn availability was determined by DTPA, M3, and CaCl2. At V6 and flowering (R1) stages, leaf samples were taken. At harvest the grain yield was determined and grain samples were taken. The Zn concentration in the leaf and grain samples was determined. Significant grain yield response to Zn fertilization was observed in 13 out of 45 sites, with an average response of 1.01 Mg ha-1. The critical thresholds of Zn-CaCl2, Zn-DTPA, and Zn-M3 to achieve a relative yield of 97% were: 0.14, 0.94, and 1.6 mg kg-1, respectively. The correctly diagnosed cases were 71%, 60%, and 49% for Zn-DTPA, Zn-M3, and Zn-CaCl2, respectively. Neither the Zn concentration in leaf (V6 or R1) nor the Zn concentration in grain was associated with the grain yield response to Zn fertilization.