Corrección de la acidez en molisoles de la región pampeana: efecto sobre propiedades químicas biológicas y el rendimiento de los cultivos

Autores
Larrea, Gaston Emiliano
Año de publicación
2025
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
tesis doctoral
Estado
versión aceptada
Colaborador/a o director/a de tesis
Sainz Rozas, Hernan Rene (director)
Barbieri, Pablo (co-director)
Descripción
Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de Doctor en Ciencias Agrarias, de la Universidad Nacional de Mar del Plata, en agosto de 2025
La Región Pampeana (RP) Argentina, ha experimentado un cambio significativo en el uso del suelo, debido a la sustitución de pastizales naturales y bosques nativos por cultivos extensivos. Los objetivos de este trabajo fueron: (1) analizar los factores edafoclimáticos y de manejo que afectan la dinámica del contenido de cationes básicos y el pH del suelo en la RP; (2) evaluar la eficacia de distintas metodologías para predecir los requerimientos de materiales calcáreos (RE); (3) determinar la utilidad de índices de suelo y planta como predictores de la respuesta al calcio (Ca) en contextos donde la acidez no es el principal problema; y (4) estudiar el impacto del encalado en la mineralización de nitrógeno (N). Las reservas de calcio (Ca i ), magnesio (Mg i ) y potasio (K i ) intercambiables han disminuido significativamente por el uso agrícola. Los niveles de Ca i, Mg i y Ki en 2018 fueron en promedio 10%, 34% y 14% más bajos que los observados en el año 2011, respectivamente. Los principales factores determinantes del agotamiento del Ca i , Mg i y Ki en dicho periodo fueron el porcentaje de soja en la secuencia, la concentración de magnesio en 2011 y las precipitaciones (Pp), respectivamente. En cuanto a la acidificación, las niveles de pH en 2018 fueron 3% inferiores a los del 2011. La caída de pH entre 2011 y 2018, estuvo explicada por el pH inicial, la Ppy el agotamiento de Mg intercambiable. De continuar el agotamiento de los catiónicos intercambiables y la acidificación a los ritmos actuales, los niveles críticos en la RP para los principales cultivos podrían alcanzarse en 16, 5, 17 y 4 años para el Ca, Mg, K y pH, respectivamente. Las regresiones ajustadas entre las diferentes metodologías (agua y Cl 2Ca) de medición de pH mostraron una relación lineal significativa, y para un pH objetivo de 6.5 en relación suelo: agua 1:1 (valor considerado óptimo para la mayoría de los cultivos), correspondería un valor de 5.87 en Cl 2Ca (pHCl2Ca ). Las aplicaciones de cal en superficie en sistemas de siembra directa (SD) fueron eficaces para corregir la acidez superficial del suelo (0-10 cm) y los modelos para estimar los RE basados en suspensiones suelo-buffer y pH inicial demostraron un buen desempeño. En nuestro trabajo, los valores de ajuste logrados fueron de 0.69 y 0.70, para el buffer Mehlich modificado (MM) y Sikora, respectivamente. Desde una perspectiva productiva, se encontró una relación positiva entre el Ca i y el rendimiento del cultivo de soja y, entre el contenido de N en grano de soja y el pH Cl2C a. Aumentos en los niveles de pH Cl2C a se asociaron con aumentos en la concentración de N en el grano. Los resultados hallados en este trabajo demuestran que las caídas en los niveles de los cationes intercambiables, al igual que el pH se están acelerando, lo que resalta la necesidad de adoptar estrategias de manejo como el encalado. Esta disminución impacta sobre la calidad y rendimiento del cultivo de soja, lo que refuerza la importancia de una corrección temprana de las deficiencias nutricionales y de la acidez del suelo.
The Argentine Pampas (RP) has undergone significant land use changes due to the replacement of natural grasslands and native forests with extensive crop production. The objectives of this study were: (1) to analyze the edaphoclimatic and management factors affecting the dynamics of basic cation content and soil pH in the RP; (2) to evaluate the effectiveness of different methodologies for predicting lime material requirements (RE); (3) to determine the usefulness of soil and plant indices as predictors of calcium (Ca) response in contexts where acidity is not the primary issue; and (4) to study the impact of liming on nitrogen (N) mineralization. The reserves of exchangeable calcium (Ca i ), magnesium (Mg i ), and potassium (K i ) have significantly decreased due to agricultural use. By 2018, Cai, Mgi, and Ki levels were, on average, 10%, 34%, and 14% lower than those observed in 2011, respectively. The main factors determining the depletion of Ca i , Mg i , and Ki over this period were the percentage of soybean in the rotation, the initial magnesium concentration in 2011, and precipitation, respectively. Regarding acidification, pH levels in 2018 were 3% lower than in 2011. The decline in pH between 2011 and 2018 was explained by the initial pH, precipitation, and the depletion of exchangeable Mg. If the current rate of exchangeable cation depletion and acidification continues, critical levels for major crops in the RP could be reached in 16, 5, 17, and 4 years for Ca, Mg, K, and pH, respectively. Regression analyses between different pH measurement methodologies (water and CaCl₂) showed a significant linear relationship. For a target pH of 6.5 in a 1:1 soil-to-water ratio (considered optimal for most crops), a corresponding value of 5.87 was obtained for CaCl₂ (pHCl2Ca ). Surface liming in no-till systems was effective in correcting surface soil acidity (0–10 cm), and the models used to estimate LR based on soil-buffer suspensions and initial pH demonstrated good performance, with R² values of 0.69 and 0.70 for the modified Mehlich (MM) and Sikora buffers, respectively. From a productive perspective, a positive relationship was found between exchangeable Ca and soybean yield, as well as between soybean grain N content and pHCaCl₂. Increases in pH CaCl₂ levels were associated with higher N concentrations. The results of this study demonstrate that the decline in exchangeable cation levels, as well as soil pH, is accelerating, highlighting the need for management strategies such as liming. This decline impacts soybean quality and yield, reinforcing the importance of early correction of nutritional deficiencies and soil acidity.
EEA Cuenca del Salado
Fil: Larrea, Gastón Emiliano. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Cuenca del Salado. Agencia de Extensión Rural Maipú; Argentina
Materia
pH del Suelo
Molisoles
Encalado
Rendimiento de Cultivos
Soja
Soil pH
Mollisols
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Crop Yield
Soybeans
Región Pampeana
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Repositorio
INTA Digital (INTA)
Institución
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
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Los objetivos de este trabajo fueron: (1) analizar los factores edafoclimáticos y de manejo que afectan la dinámica del contenido de cationes básicos y el pH del suelo en la RP; (2) evaluar la eficacia de distintas metodologías para predecir los requerimientos de materiales calcáreos (RE); (3) determinar la utilidad de índices de suelo y planta como predictores de la respuesta al calcio (Ca) en contextos donde la acidez no es el principal problema; y (4) estudiar el impacto del encalado en la mineralización de nitrógeno (N). Las reservas de calcio (Ca i ), magnesio (Mg i ) y potasio (K i ) intercambiables han disminuido significativamente por el uso agrícola. Los niveles de Ca i, Mg i y Ki en 2018 fueron en promedio 10%, 34% y 14% más bajos que los observados en el año 2011, respectivamente. Los principales factores determinantes del agotamiento del Ca i , Mg i y Ki en dicho periodo fueron el porcentaje de soja en la secuencia, la concentración de magnesio en 2011 y las precipitaciones (Pp), respectivamente. En cuanto a la acidificación, las niveles de pH en 2018 fueron 3% inferiores a los del 2011. La caída de pH entre 2011 y 2018, estuvo explicada por el pH inicial, la Ppy el agotamiento de Mg intercambiable. De continuar el agotamiento de los catiónicos intercambiables y la acidificación a los ritmos actuales, los niveles críticos en la RP para los principales cultivos podrían alcanzarse en 16, 5, 17 y 4 años para el Ca, Mg, K y pH, respectivamente. Las regresiones ajustadas entre las diferentes metodologías (agua y Cl 2Ca) de medición de pH mostraron una relación lineal significativa, y para un pH objetivo de 6.5 en relación suelo: agua 1:1 (valor considerado óptimo para la mayoría de los cultivos), correspondería un valor de 5.87 en Cl 2Ca (pHCl2Ca ). Las aplicaciones de cal en superficie en sistemas de siembra directa (SD) fueron eficaces para corregir la acidez superficial del suelo (0-10 cm) y los modelos para estimar los RE basados en suspensiones suelo-buffer y pH inicial demostraron un buen desempeño. En nuestro trabajo, los valores de ajuste logrados fueron de 0.69 y 0.70, para el buffer Mehlich modificado (MM) y Sikora, respectivamente. Desde una perspectiva productiva, se encontró una relación positiva entre el Ca i y el rendimiento del cultivo de soja y, entre el contenido de N en grano de soja y el pH Cl2C a. Aumentos en los niveles de pH Cl2C a se asociaron con aumentos en la concentración de N en el grano. Los resultados hallados en este trabajo demuestran que las caídas en los niveles de los cationes intercambiables, al igual que el pH se están acelerando, lo que resalta la necesidad de adoptar estrategias de manejo como el encalado. Esta disminución impacta sobre la calidad y rendimiento del cultivo de soja, lo que refuerza la importancia de una corrección temprana de las deficiencias nutricionales y de la acidez del suelo.The Argentine Pampas (RP) has undergone significant land use changes due to the replacement of natural grasslands and native forests with extensive crop production. The objectives of this study were: (1) to analyze the edaphoclimatic and management factors affecting the dynamics of basic cation content and soil pH in the RP; (2) to evaluate the effectiveness of different methodologies for predicting lime material requirements (RE); (3) to determine the usefulness of soil and plant indices as predictors of calcium (Ca) response in contexts where acidity is not the primary issue; and (4) to study the impact of liming on nitrogen (N) mineralization. The reserves of exchangeable calcium (Ca i ), magnesium (Mg i ), and potassium (K i ) have significantly decreased due to agricultural use. By 2018, Cai, Mgi, and Ki levels were, on average, 10%, 34%, and 14% lower than those observed in 2011, respectively. The main factors determining the depletion of Ca i , Mg i , and Ki over this period were the percentage of soybean in the rotation, the initial magnesium concentration in 2011, and precipitation, respectively. Regarding acidification, pH levels in 2018 were 3% lower than in 2011. The decline in pH between 2011 and 2018 was explained by the initial pH, precipitation, and the depletion of exchangeable Mg. If the current rate of exchangeable cation depletion and acidification continues, critical levels for major crops in the RP could be reached in 16, 5, 17, and 4 years for Ca, Mg, K, and pH, respectively. Regression analyses between different pH measurement methodologies (water and CaCl₂) showed a significant linear relationship. For a target pH of 6.5 in a 1:1 soil-to-water ratio (considered optimal for most crops), a corresponding value of 5.87 was obtained for CaCl₂ (pHCl2Ca ). Surface liming in no-till systems was effective in correcting surface soil acidity (0–10 cm), and the models used to estimate LR based on soil-buffer suspensions and initial pH demonstrated good performance, with R² values of 0.69 and 0.70 for the modified Mehlich (MM) and Sikora buffers, respectively. From a productive perspective, a positive relationship was found between exchangeable Ca and soybean yield, as well as between soybean grain N content and pHCaCl₂. Increases in pH CaCl₂ levels were associated with higher N concentrations. The results of this study demonstrate that the decline in exchangeable cation levels, as well as soil pH, is accelerating, highlighting the need for management strategies such as liming. This decline impacts soybean quality and yield, reinforcing the importance of early correction of nutritional deficiencies and soil acidity.EEA Cuenca del SaladoFil: Larrea, Gastón Emiliano. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Cuenca del Salado. Agencia de Extensión Rural Maipú; ArgentinaFacultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Mar del PlataSainz Rozas, Hernan Rene (director)Barbieri, Pablo (co-director)2025-09-12T11:12:54Z2025-09-12T11:12:54Z2025-08info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06info:ar-repo/semantics/tesisDoctoralapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/20.500.12123/23789spainfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0)reponame:INTA Digital (INTA)instname:Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria2025-10-16T09:32:34Zoai:localhost:20.500.12123/23789instacron:INTAInstitucionalhttp://repositorio.inta.gob.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://repositorio.inta.gob.ar/oai/requesttripaldi.nicolas@inta.gob.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:l2025-10-16 09:32:35.078INTA Digital (INTA) - Instituto Nacional de Tecnología Agropecuariafalse
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The Argentine Pampas (RP) has undergone significant land use changes due to the replacement of natural grasslands and native forests with extensive crop production. The objectives of this study were: (1) to analyze the edaphoclimatic and management factors affecting the dynamics of basic cation content and soil pH in the RP; (2) to evaluate the effectiveness of different methodologies for predicting lime material requirements (RE); (3) to determine the usefulness of soil and plant indices as predictors of calcium (Ca) response in contexts where acidity is not the primary issue; and (4) to study the impact of liming on nitrogen (N) mineralization. The reserves of exchangeable calcium (Ca i ), magnesium (Mg i ), and potassium (K i ) have significantly decreased due to agricultural use. By 2018, Cai, Mgi, and Ki levels were, on average, 10%, 34%, and 14% lower than those observed in 2011, respectively. The main factors determining the depletion of Ca i , Mg i , and Ki over this period were the percentage of soybean in the rotation, the initial magnesium concentration in 2011, and precipitation, respectively. Regarding acidification, pH levels in 2018 were 3% lower than in 2011. The decline in pH between 2011 and 2018 was explained by the initial pH, precipitation, and the depletion of exchangeable Mg. If the current rate of exchangeable cation depletion and acidification continues, critical levels for major crops in the RP could be reached in 16, 5, 17, and 4 years for Ca, Mg, K, and pH, respectively. Regression analyses between different pH measurement methodologies (water and CaCl₂) showed a significant linear relationship. For a target pH of 6.5 in a 1:1 soil-to-water ratio (considered optimal for most crops), a corresponding value of 5.87 was obtained for CaCl₂ (pHCl2Ca ). Surface liming in no-till systems was effective in correcting surface soil acidity (0–10 cm), and the models used to estimate LR based on soil-buffer suspensions and initial pH demonstrated good performance, with R² values of 0.69 and 0.70 for the modified Mehlich (MM) and Sikora buffers, respectively. From a productive perspective, a positive relationship was found between exchangeable Ca and soybean yield, as well as between soybean grain N content and pHCaCl₂. Increases in pH CaCl₂ levels were associated with higher N concentrations. The results of this study demonstrate that the decline in exchangeable cation levels, as well as soil pH, is accelerating, highlighting the need for management strategies such as liming. This decline impacts soybean quality and yield, reinforcing the importance of early correction of nutritional deficiencies and soil acidity.
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