El azufre desempeña un papel fundamental en el metabolismo vegetal, formando parte de aminoácidos, proteínas, moléculas de cloroplastos, coenzimas, sulfolípidos, flavonoides, lípidos, glucosinolatos, polisacáridos, compuestos insaturados y compuestos reducidos, entre otras funciones metabólicas (STIPP y CASARIN, 2010). Al desempeñar funciones esenciales para el desarrollo y la calidad de la producción, participa desde la constitución fisiológica, el control hormonal y la fotosíntesis hasta los mecanismos de defensa de la planta, contribuyendo a la protección contra plagas y enfermedades (CÉSAR, 2012).

            Según Vitti et al. (2015), el nitrógeno y el azufre participan conjuntamente en el metabolismo vegetal a través de dos vías principales: la formación de proteínas de alta calidad; la fijación biológica del N atmosférico; y la incorporación del N mineral a los aminoácidos. La relación N/S varía de 10 a 15/1 y está asociada al crecimiento vegetal; la deficiencia de azufre conduce a la formación de proteínas de baja calidad (OLIVEIRA et al., 2020). El azufre se encuentra en dos formas en el suelo, orgánica e inorgánica, siendo la orgánica la más abundante, asociada a la vida microbiana y convertida en productos disponibles para las plantas (MALAVOLTA, 1980).

            La deficiencia de azufre en la agricultura se produce debido a la baja fertilidad del suelo (MALAVOLTA, 1989), asociada a un bajo contenido de materia orgánica, al aumento de la exportación de azufre por los granos debido a los altos rendimientos de las variedades mejoradas y a la lixiviación de sulfatos (SCHWAAB, 2020). Sin embargo, con el aumento de la productividad, los nuevos cultivares, el uso frecuente de fertilizantes concentrados sin azufre en su composición y la expansión de la agricultura a suelos arenosos con bajo contenido de materia orgánica, pueden surgir limitaciones de productividad debido a la deficiencia de azufre (CRUSCIOL et al., 2006).

            La deficiencia de azufre compromete significativamente el desarrollo de las plantas (SCHMIDT, 2012), y sus requerimientos varían según la especie y la productividad deseada (RHEINHEIMER et al., 2005). Es un componente de las ferredoxinas, complejos enzimáticos involucrados en la fotosíntesis y la fijación de N₂ (en leguminosas) y la formación de clorofila (CUNHA et al., 2001), y su síntesis de proteínas se interrumpe por su deficiencia (RAIJ, 1991).

            En Brasil, debido a la falta de conocimiento y/o apoyo financiero, la transición de la labranza convencional a la siembra directa se produjo en gran parte de las fincas sin cumplir con ciertos requisitos técnicos, como la corrección profunda (0,00–0,20 m) de la acidez del suelo y los niveles de fósforo. Por lo tanto, es común encontrar suelos con baja acidez superficial y alta acidez en las capas subsuperficiales. La alta acidez reduce o limita el desarrollo radicular de los cultivos y, en consecuencia, la absorción de agua y nutrientes, lo que repercute negativamente en la productividad de los granos (PIAS, 2020).

            Aunque la forma orgánica representa alrededor del 90% del S total en la mayoría de los suelos (SOLOMON et al., 2005), es la forma inorgánica (anión sulfato – SO₄²⁻) la que es más abundante en la materia orgánica.₄^-2) que es absorbido por las plantas y que se encuentra en la solución del suelo o adsorbido en la superficie de coloides unidos al hierro (Fe) o al aluminio (Al) (CASAGRANDE et al., 2003). La disponibilidad de formas de azufre en el suelo está asociada con el contenido de materia orgánica, la profundidad del perfil del suelo, la composición mineralógica, el pH y las condiciones de drenaje (HOROWITZ, 2003).

            Se ha observado un aumento en la probabilidad de una respuesta positiva de los cultivos a la aplicación de azufre, lo que puede deberse a diversos factores, como la reducción de la deposición atmosférica de azufre, el mayor uso de fertilizantes concentrados (NPK) sin azufre y el aumento del potencial de rendimiento de los cultivos, entre otros (PIAS, 2020). Los requerimientos de azufre de los cultivos varían considerablemente según la especie y la productividad esperada. El grupo de cultivos con requerimientos medios/altos incluye las leguminosas, que, en general, son más exigentes que las gramíneas debido a su mayor contenido proteico (ALVAREZ et al., 2007; RHEINHEIMER et al., 2005).

            Con el uso de fertilizantes concentrados, el azufre termina por no aplicarse, disminuyendo gradualmente sus niveles en el suelo, lo que puede reducir la productividad de los granos (DOMINGUES, et al., 2004). La planta tiene la capacidad de absorber azufre en forma de sulfato (MENDES et al., 2014). Si el nutriente se aplica en forma elemental, solo se absorberá después de oxidarse (HOROWITZ & MEURER, 2006); sin embargo, debido a su efecto residual, en algunos suelos resulta más eficiente que el sulfato (NOVAIS et al., 2007).

            Una de las fuentes de azufre (S) para los cultivos es el yeso agrícola. Nogueira y Melo (2003) verificaron que los niveles de azufre disponible (SO₄)₄ ^-2Los niveles de azufre (S) en la capa de suelo de 0 a 20 cm aumentaron con la aplicación de yeso; sin embargo, se produjo un desplazamiento de este azufre hacia las capas más profundas del perfil, lo que dejó poco efecto residual en esta capa durante los años siguientes. Según los autores, esto se debe a la alta solubilidad del sulfato, y las fuertes lluvias pueden favorecer la lixiviación de este nutriente hacia capas más profundas, o incluso dejar el sistema explorado por las raíces (BROCH et al., 2011).

            Sin embargo, el S elemental (S⁰El sulfuro de hidrógeno (H₂SO₄) está ganando visibilidad en Brasil. Este es el producto inmediato de la oxidación del sulfuro de hidrógeno (H₂SO₄).₂S), siendo una forma estable (LUCHETA, 2010). Horowitz (2003) informa que la oxidación de S⁰ La oxidación del azufre elemental es llevada a cabo principalmente por microorganismos del suelo. Estos microorganismos se ven afectados por el manejo del suelo y características como la temperatura, la textura, la aireación, el pH y la fertilidad (materia orgánica y nutrientes). Otro factor que afecta la oxidación de la fuente de azufre elemental añadida al suelo es su superficie específica; cuanto mayor sea la superficie específica, asociada a la presencia de microorganismos oxidantes, mayor será la tasa de oxidación, transformando el azufre elemental en sulfato de azufre (GERMIDA & JANZEN, 1993). El azufre elemental se distingue de las sales de sulfato por su baja solubilidad y alta concentración de azufre (> 851 TP3T), en comparación con 121 TP3T para el superfosfato simple y 241 TP3T para el sulfato de amonio (STIPP & CASARIN, 2010). Además de su alta concentración, el atractivo del azufre elemental radica en su costo relativamente bajo, lo que permite formulaciones con altos niveles de nitrógeno, fósforo o potasio (CANTARELLA et al., 2007).

            Diversos grupos de microorganismos pueden oxidar el azufre elemental en el suelo y se dividen en: a) quimioautótrofos, como las bacterias del género Thiobacillus; b) fotoautótrofos; y c) heterótrofos (bacterias y hongos). En la mayoría de los suelos aerobios (bien oxigenados), los organismos quimioautótrofos y heterótrofos son los más importantes (GERMIDA y JANZEN, 1993).

            En términos simplificados, el ciclo del azufre (Figura 1) se produce de la siguiente manera: dado que el azufre en su forma elemental no puede ser utilizado por organismos superiores, su asimilación requiere que los microorganismos oxiden la sulfa elemental a sulfatos. Las bacterias fotopigmentadas de los géneros [del azufre] pueden participar en este proceso. Clorobio e Pelodityon, Sin embargo, los más activos en este proceso son los no fotopigmentados, especialmente los del género... Thiobacillus, que puede generar ácido sulfúrico durante el proceso. El sulfato generado puede ser asimilado directamente por plantas, algas y diversos organismos heterótrofos, incorporándose a aminoácidos que contienen azufre. Este mismo sulfato también puede disilarse, formando H+.₂S.

Figura 1: Ciclo del azufre

Fuente: El Portal de Estudios de Química (PEQ)

            El principal aporte de azufre (S) al suelo se produce indirectamente, principalmente a través de fertilizantes nitrogenados, fosfóricos y potásicos. Las formas más comunes de fertilizantes sulfatados son: sulfato de amonio (241 TP3T de S), superfosfato simple (121 TP3T de S), yeso agrícola (14-181 TP3T de S), sulfato de potasio (181 TP3T de S) y sulfato de potasio y magnesio (221 TP3T de S). La forma más concentrada de aplicación de azufre como fertilizante es directamente en forma de azufre.⁰ (100% S), como S⁰ vinculado a la bentonita (90% de S) o S⁰ suspendido en arcilla (40 – 60% de S). Algunos fertilizantes también pueden estar recubiertos con S.⁰, como es el caso de la urea recubierta con S⁰ (10-20% de S) (LUCHETA, 2010).

SOLUCIONES ILSA PARA EL SUMINISTRO DE AZUFRE EN EL SUELO

            Como se explica en el texto, el azufre es un macronutriente secundario que diversos cultivos, como las leguminosas, requieren en grandes cantidades. Este elemento desempeña varias funciones en el metabolismo vegetal, entre ellas: el control hormonal del crecimiento y la diferenciación celular, la defensa de la planta contra plagas y enfermedades, su papel fundamental en la formación de aminoácidos y proteínas, y la mejora de la calidad nutricional de los cereales.

            Sin embargo, en algunos casos, aplicar yeso agrícola únicamente para aportar azufre no resulta económicamente viable. Esto se debe a que el azufre del yeso agrícola se encuentra en forma de sulfato, un compuesto altamente soluble en agua. Esto provoca que el elemento se desplace a mayor profundidad en el perfil del suelo y se pierda por lixiviación, reduciendo su disponibilidad para la absorción por las plantas. En este caso, aplicar azufre en su forma elemental aumenta la capacidad residual del nutriente, mejorando así su aprovechamiento.

            S-TIEMPO (https://ilsabrasil.com.br/produtos/s-timeAZOGEL de ILSA Brasil es un fertilizante altamente eficiente que contiene nitrógeno orgánico a base de AZOGEL y azufre en su forma elemental. La exclusiva tecnología S-TIME permite que AZOGEL actúe como acondicionador de fertilizantes y potenciador de la oxidación del azufre elemental. AZOGEL posee una alta concentración de carbono orgánico en su composición, lo que incrementa la actividad de los microorganismos del suelo responsables de la oxidación del azufre (bacterias del género AZOGEL). Thiobacillus), alrededor del pellet de fertilizante y, en consecuencia, aumentar la absorción del nutriente por las plantas, que estará disponible gradualmente y de acuerdo con las necesidades de las plantas a lo largo del ciclo de producción.

            En un experimento realizado en 2021 en colaboración con la Universidad Federal de Lavras (UFLA), bajo la coordinación del profesor Dr. Luiz Roberto Guimarães Guilherme y su equipo, el objetivo fue evaluar la cinética de oxidación del azufre elemental a azufre sulfato tras la aplicación de fertilizantes que contienen azufre en un Latosol Rojo. Además, se analizó el aporte de azufre a... Triticum aestivum También se evaluó L. (trigo).

            Para los experimentos se utilizaron nueve tratamientos y tres repeticiones. Los tratamientos consistieron en ocho fertilizantes que contenían azufre (S) y un control (sin aplicación de fertilizante) (Tabla 1). Los productos 3, 4 y 5 corresponden al fertilizante S-TIME de ILSA Brasil y se diferencian principalmente en el tamaño de partícula de la fuente de S que los constituye (325, 100 y 20 mallas), mostrando también ligeras variaciones en el contenido de nitrógeno (N) y azufre (S). Todos los fertilizantes se maceraron en un mortero de ágata y se tamizaron con una malla de 1 mm de diámetro para estandarizar el tamaño de partícula antes de agregarlos al suelo.

Tabla 1. Descripción de los tratamientos y del contenido de nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S) de los fertilizantes utilizados en el experimento.

            La cantidad de cada fertilizante aplicado al suelo, centrándose en los macronutrientes nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K) y azufre (S), se basó en la recomendación de fertilización para macetas propuesta por Malavolta (1980), con algunas modificaciones para cumplir con los objetivos del estudio. Así, se aplicaron cantidades de fertilizantes al suelo con el fin de alcanzar 400 mg dm⁻³ de N, 330 mg dm⁻³ de P, 200 mg dm⁻³ de K y 150 mg dm⁻³ de azufre (S).

 RESULTADOS:

            Como se observa en la Figura 2, en general, considerando todos los períodos evaluados, los productos (2 y 6) junto con el Producto 7 fueron los que presentaron los contenidos más bajos de S-SO.₄^2-. Por otro lado, el mayor contenido de S-SO₄ se observó en el Producto 1.₄^2-, con el valor máximo (200 mg dm-3) registrado a los 119 días. También se observaron altos niveles de S-SO durante este período (119 días).₄^2-para los productos 3, 4 y 5, con promedios de 148, 159 y 148 mg dm-3, respectivamente.

            La mayoría de los tratamientos mostraron los niveles más altos de S-SO₄.₄^2-en 119 días, siguiendo el orden descendente (Figura 2) en mg dm-3: Producto 1 (200), Producto 4 (159), Producto 5 (148), Producto 3 (148), Producto 8 (128), Producto 7 (119), Producto 6 (105), Producto 2 (82) y control – sin aplicación (25).

 Figura 2. Contenido de sulfato (S-SO).₄^2-) disponible en latosol rojo distrófico típico a los 0, 7, 14, 21, 35, 49, 63, 91, 119 y 147 días después de la aplicación de diferentes fertilizantes de azufre.

            Al final de los experimentos, los niveles de S-SO₄₄^2-Se evaluaron muestras de suelo de las capas de 0-20 y 20-40 cm, y se observaron diferencias significativas entre los tratamientos (Figura 3). En la capa de 0-20 cm se observó el mayor contenido de S-SO.₄^2- Los resultados se obtuvieron para el Producto 1, seguido del Producto 5, luego los Productos 3, 4, 6, 7 y 8, que no mostraron una diferencia significativa, y el Producto 2 y el control (sin aplicación) (Figura 3a). En cuanto a la capa de 20-40 cm, el tratamiento de control no difirió de los tratamientos con los Productos 2, 7 y 8 (Figura 3b).

Figura 3. Contenido de S-SO₄₄^2- Tras cultivar trigo durante 30 días en un latosol rojo distrófico típico con la aplicación de diferentes fertilizantes de azufre. Resultados del análisis de varianza (ANOVA) y pruebas de Tukey (P < 0,05). Las distintas letras indican diferencias significativas entre los tratamientos.

CONCLUSIONES:

            Las conclusiones del experimento sugieren que, tras la aplicación de fertilizantes con S, la mayor tasa de oxidación de S elemental a sulfato-S en el típico Latosol Rojo distrófico se produjo a los 119 días.

            Los productos 1, 3, 4 y 5 mostraron los niveles más altos de S-sulfato (S-SO₄).₄^2-A los 119 días, y cuando se realizó la siembra del trigo (147 días), los niveles más altos correspondieron a los Productos 1, 4 y 5. Sin embargo, los Productos 4 y 5 mostraron niveles más altos de S en la masa seca de la parte aérea del trigo.

            El producto 5 destacó en este estudio porque también mostró una menor lixiviación de S-SO₄.₄^2- entre las capas de 0-20 y 20-40 cm al final de los dos experimentos.

            Este estudio demostró que los fertilizantes con nitrógeno y azufre que utilizan la matriz AZOGEL® como materia prima (S-Time N 10 | S 20) son tan eficientes como los productos tradicionales similares disponibles actualmente en el mercado brasileño de fertilizantes. Además, no se observó ninguna ventaja comparativa al utilizar azufre elemental de menor tamaño de partícula como materia prima para la fabricación de los fertilizantes mencionados en las condiciones de este estudio (es decir, mezcla homogénea de productos en la capa superficial del suelo y pH de reacción inicial de entre 5,0 y 5,5).

            En este sentido, S-Time demuestra ser un aliado, ya que contribuye al equilibrio nutricional de la planta en lo que respecta a la aplicación de azufre, aumentando así el rendimiento final del cultivo.

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Autores

• Ing. Agr. Dra. Angélica Schmitz Heinzen
• Ing. Agr. Maestría en Ciencias. Carolina Custodio Pinto
• Ing. Agr. Maestría en Ciencias. Thiago Stella de Freitas