Antecedentes del manejo de la nutrición

mineral de la palma aceitera

Raúl Jaramillo Ing. Agr. Ph. D.

Módulo: X Tema: X

•Antecedentes históricos de la ciencia en nutrición de cultivos

•Manejo sostenible de la nutrición de la palma aceitera

•Conclusiones

Resumen

Módulo: X Tema: X

Los fertilizantes son clave para altos rendimientos, los estamos usando bien?

Our Nutrient World, GPNM, 2013Datos de Erisman et al, 2008

Aumento del consumo de fertilizante 400% en 1950 – 1980

Módulo: X Tema: X

Breve historia de la nutrición de plantas

• Tanto los chinos y la civilización védica ya manejaban estiércol para sus cultivos (3000 AC)

• En los 1600s se habló del nitrato y los elementos del estiércol que ”devolvían” lo que las plantas tomaban (Glauber, 1656; Palissy, 1660; Mayon, 1660)

•De Saussure (1804) “Recherches chimiques sur la végétation”

Módulo: X Tema: X

Breve historia de la nutrición de plantas

• Sprengel (1820) afirma que las plantas necesitan al menos 12 sustancias y Liebig (1855) reelabora esta idea y genera la “ley del mínimo”

• En 1939, Arnon y Stout sugieren una definición de elemento esencial.

• Emmanuel Epstein en los años 50 define la analogía de una enzima en la absorción de nutrientes (Km, Vmax)

• Estructura de la membrana, genética funcional (1980 a la fecha)

Módulo: X Tema: X

• Elemento Esencial (Arnon y Stout, 1939):

1. Una planta no puede completar su ciclo en ausencia de este.

2. La función de este no puede ser reemplazado por otro.

3. El elemento debe estar envuelto en el metabolismo o ser requerido para un paso metabólico distintivo.

Esencialidad - generalidades

Módulo: X Tema: X

Selectividad y transporte activo

CITOPLASMA

ATP

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

Barrera semi-permeable

• Membrana plasmática

–Sitio de selectividad

–Flujo activo interno y externo

Módulo: X Tema: X

Anatomía de una raíz

Cómo arribamos a una recomendación de manejo de nutrientes en cultivos?Las bases para una nutrición sostenible

Módulo: X Tema: X

Módulo: X Tema: X

Factores intrínsecos

Demanda del cultivo

Suplemento del suelo

Eficiencia de nutrientes

Rentabilidad

Ambiente

Cultivo

Suelo

Agricultor

Nutrientes

Calidad del agua

Clima

Tecnología

Recomendación Decisión

Acción

Resultado

Soporte para toma decisiones

Dosis recomendadas

Probabilidad del efecto

Retorno económico

Impacto ambiental

Época de aplicación

Etc.

Retroalimentación

Toma de decisiones en manejo de nutrientes

Fixen, 2005

Empoderamiento

Módulo: X Tema: X

Balance óptimo ?? Consideremos el medio ambiente

Caliman, 2009

Dosis

Opt. Fert.

190

180

170

160

150

140

130

550

500

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

Re

nd

imie

nto

, kg

RF

F p

alm

a-1

año

-1

Rie

sg

o a

mb

ien

tal, k

g N

ha

-1

Urea, kg palma-1

Riesgo

ambiental

Rendimiento

0 1 2 3 4 5 6

Cero

riesgo

190

180

170

160

150

140

130

550

500

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

Re

nd

imie

nto

, kg

RF

F p

alm

a-1

año

-1

Rie

sg

o a

mb

ien

tal, k

g K

ha

-1

MOP, kg palma-1

Riesgo

ambiental

Rendimiento

0 1 2 3 4 5 6

Cero

riesgo

Dosis

Opt. Fert.

190

180

170

160

150

140

130

140

120

100

80

60

40

20

0

Rendim

iento

, kg R

FF

palm

a-1

año

-1

Rie

sg

o a

mb

ien

tal, k

g M

g h

a-1

Kieserita, kg palma-1

Riesgo

ambiental

Rendimiento

0 1 2 3 4 5

Cero

riesgo

Dosis

Opt. Fert.

Módulo: X Tema: X

Análisis de suelos:IMPRESCINDIBLE

Existe gran variabilidad espacial en los suelos. Para entenderla es indispensablehacer análisis de laboratorio.

Mapas de Prochnow, 2008

Módulo: X Tema: X

Manejo de la acidez del suelo

•La acidez del suelo controla la disponibilidad de un nutriente.

•El manejo de la acidez es distinto de acuerdo a la mineralogía del suelo.

Fuente: Malavolta (1992)

Gra

do d

e d

isponib

ilidad c

recie

nte

pH

Hierro, Cobre,

Manganeso y Zinc

Molibdeno

y Cloro

Nitrógeno,

Azufre y

Boro

Fósforo

Potasio,

Calcio y

MagnesioAluminio

Módulo: X Tema: X

Fuentes de Fertilizantes en Palma

• Selección en base a:➢ Costo➢ Calidad➢ Confianza en el proveedor

• Vivero y palmas inmaduras➢ Comúnmente fertilizantes compuestos

•Palmas maduras➢ Fertilizantes simples son adecuados, no

se excluyen otros fertilizantes

Módulo: X Tema: X

Ciclo del Nitrógeno

Nitrógeno

atmosferico

Fijación

y deposición

Residuos

animales

y biosólidos

Fijación industrial

(fertilizantes)Cosecha

Volatilización

Denitrificación

Escorrentía

erosión

Percolación

Nitrógeno

orgánico

Amonio

(NH4)

Nitrato

(NO3)

Residuos

vegetales

Fijación biológica

por leguminosas

Absorción

-

+

Módulo: X Tema: X

Condiciones que favorecen las pérdidas del nitrógeno

Aplicación de dosis altas

Elevado pH

Alta temperatura del suelo

Rápida evaporación del agua

Contenido bajo de humedad del suelo

Baja capacidad de intercambio catiónico

Módulo: X Tema: X

Nitrógeno

• Se reduce la tasa de formación de hojas

• Las plantas toman un color amarillento en casos extremos

• Foliolos estrechos, a veces enrollados

• Frecuentemente asociado a condiciones climáticas extremas

Módulo: X Tema: X

Fuentes de Fertilizantes en Palma

•N: Urea, Sulfato de amonio (SA), Nitrato de Amonio

• Fertilizantes con tecnología: inhibidores, recubrimientos, liberación controlada (es válida en palma ???)

•N: Pérdidas de urea al menos 20% en promedio.

•N: Urea es barata y tiene los menores costos de transporte.

Módulo: X Tema: X

Fósforo

• Esencial para la formación de raíces

• Muchas veces su deficiencia carece de síntomas claros

• Plantas pequeñas, rendimientos bajos

• Aparte del P, el Mg también puede afectar la formación de raíces… sin síntomas

Módulo: X Tema: X

Fuentes de Fertilizantes en Palma

•P: Roca fosfórica RF (reactividad, solubilidad en ácido cítrico, tamaño del

grano), DAP, MAP.

•P: Suelos ácidos pueden recibir RF, correcciones con DAP, MAP

•P: Respuestas de N, K y Mg son bajas si el P está bajo → raíces escasas

Módulo: X Tema: X

Fuentes de Fertilizantes en Palma

•K: KCl, cenizas, raquis, compostaje

•Mg: Kmag, Kieserita, Sulfato de Mg, dolomita, magnesita

Módulo: X Tema: X

Potasio

•Activación de estomas y balance hídrico

•Palmas deficientes en K son susceptibles a sequías

• Transporte de los productos de la fotosíntesis, activación de enzimas y síntesis de aceites

• El tamaño y el número de racimos es controlado por la presencia de K y además es importante en la resistencia a enfermedades.

• El K es el factor nutricional más importante en la formación del rendimiento

Módulo: X Tema: X

Peso fresco de racimos, (kg)

Ab

sorc

ión

de

K, (

g)

10 20 30 4000

40

80

120

160

Relación entre el contenido total de K en el racimo y el peso fresco del mismo

Ng, and Thamboo, 1967

Módulo: X Tema: X

Magnesio

•El Mg es el elemento central en la molécula de clorofila y es indispensable en la fotosíntesis

•Está involucrado en el transporte de asimilados, influencia por tanto el desarrollo de frutos y raíces

•Aparte del P, el Mg también puede afectar la formación de raíces… sin síntomas !!

Módulo: X Tema: X

Magnesio

•Es también importante en el metabolismo del P, en la respiración y en la activación de varias enzimas

•El exceso de K afecta la absorción de Mg, lo contrario no ocurre generalmente

•Un rendimiento de 25 t de RFF/ha remueve cerca de 20 kg de Mg equivalentes a 184 kg de Sulpomag/ha (1.2-1.5 kg/palma)

Módulo: X Tema: X

Boro

• Foliolos en forma de gancho y hoja espina de pescado

• Las hojas deficientes en B son también de color verde obscuro

• Un signo temprano de la deficiencia de B es la copa plana, debido a la emergencia progresiva de nuevas hojas cada vez más pequeñas

Módulo: X Tema: X

Principios de un manejo con pérdidas mínimas

• Las mejores prácticas de manejo instan al uso de residuos y coberturas que aumentan el reciclaje de nutrientes y disminuyen las pérdidas fuera del campo.

• Por ejemplo, cualquier uso de residuos que disminuya la escorrentía minimiza las pérdidas de nitrógeno y potasio, además de cuidar la capa arable.

• El efecto benéfico de la materia orgánica acumulada mejora el suelo y la capacidad de enraizamiento.

Módulo: X Tema: X

Biomasa en un cultivo de palma

• Aproximadamente un 90% de la biomasa del cultivo de palma no resulta en la producción de frutos.

• De una tonelada de frutos, se obtiene en promedio 200 kg de aceite crudo y 75 kg de palmiste con cuesco (27% de aprovechamiento considerando aceite más cuesco)

• Se genera un promedio de 720 kg de material de residuo por 1000 kg de fruto (70%)

• Estos residuos pueden ser una oportunidad económica.

Módulo: X Tema: X

Biomasa y reciclaje de nutrientes

• En promedio, 50 t de racimos desfrutados (escobajo, raquis) equivalen a utilizar 1.5 kg de urea y 4 kg de KCl por planta!!!

• Una relación general (Furlan, 2006) indica que una producción de 10 ha genera RD para abonar 1 ha (10:1).

• Por tanto no se puede depender de RD para sostenerrendimientos altos.

Módulo: X Tema: X

Edad de las plantas, años

Ab

sorc

ión

, kg

/ha/

año

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0

120

160

200

240

280

80

40

Absorción de nutrientes por la palma aceitera

Ng, 1977

K

N

Mg

P

Módulo: X Tema: X

• Se asume que las

raíces están

desarrolladas

totalmente.

• Se asume que la única

inmovilización es la del

tronco.

• En el ejemplo se

reciclan racimos y

efluentes

Absorción de nutrientes por la palma aceitera

Módulo: X Tema: X

Rango de nutrientes generales en la hoja 17

Módulo: X Tema: X

Rendimiento y Tenor Foliar de Nutriente

(Foster 2003)

Módulo: X Tema: X

Recomendaciones generales de fertilización en palmas adultas

N 1.0-1.5 1.5-1.8136-204 204-245

P2O5 0.15-0.20 0.50-0.7513.6-27.2 68-102

K2O 0.7-0.9 1.8-3.095-122 245-408

Mg 0.20-0.27 0.54-0.8127.2-36.7 73.4-110.2

B 0.1-0.2a 0.213.6-27.2 27.2

kg/ha/año

Reemplazo de nutrientes removidos

Cuando aparece la deficiencia

kg/planta/año kg/ha/año kg/planta/año

a: aplicación como borato de sodio;(136 plantas > 4 años)

Adaptado de Rankine and Fairhurst, 1999

Módulo: X Tema: XFuente: von Uexkull y Fairhurst, 1992

Zero estrés, nutrición adecuada

Meses después del inicio de la floración

Inicio Floral Determinación sexo floral Antesis Cosecha

Definición del número total de flores

Definición del número de flores femeninas

Nú

mer

o d

e in

flo

resc

enci

as f

emen

inas

pro

du

ctiv

as

Imagen cortesía Dr. T. Fairhurst

Año 1

Año 2

Años 3 y 4

Fenología y componentes de rendimiento en palma

Fenología y componentes de rendimiento en palma

Aborto de flores

Malogro y fallo racimos

Definición del número total de flores

Definición del número de flores femeninas

(Desbalance nutricional, deficiencias o toxicidades,sobre o sub poda, sequía o anegamiento)

Inicio Floral Determinación sexo floral Antesis Cosecha

Fuente: von Uexkull y Fairhurst, 1992

Meses después del inicio de floración

Nú

mer

o d

e in

flo

resc

enci

as f

emen

inas

pro

du

ctiv

as

Módulo: X Tema: X

Year after planting (YAP)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151617 1819 20 21 2223 24

Bu

nch y

ield

(t/

ha)

0

5

10

15

20

25

30

35

Low 17 t/ha

Med 23 t/ha

High 29 t/ha

Steep ascent

yield phase

Plateau yield

phaseDeclining yield

phase

Yield

building

phase

Fase de ascenso en rendimiento

Fase de estabilización

Fase de descenso

Bajo17 t ha-1

Med 23 t ha-1

Alto 29 t ha-1

Cuatro fases de desarrollo del rendimiento

Ren

dim

ien

to (

t R

FF h

a-1)

Años después de siembra

Fase de construcción del

rendimiento

El manejo del follaje, del cultivo de cobertura y de la nutrición son muy distintos en cada fase

Módulo: X Tema: X

RENDIMIENTO TOTAL

Ton/ ha/año Urea SFT MK SMg SACOS/ha

sacos / hectárea / año

Malasia

Africa Oeste 10 - 18

Tailandia 14 - 18

2.9 - 5.6 7.1 - 14.3 5.5 - 6.3

8.6 - 11.0

Indonesia 20 - 30 21 - 35

5.2 - 8.4 2.0 - 4.0 8.6 - 16.7 2.2 - 6.3

5.6 - 8.4

0.0 - 2.2

2.5 - 5.0 1.4 - 2.9 0.0 - 2.2

18 - 3522 - 32

América Latina 15 - 25 10.8 - 21.3

16.9 - 27.1

Nueva Guinea 20 - 28 12.5 - 21.1

5.2 - 6.5 3.1 - 4.1 8.6 - 14.3

1.2 - 3.1 1.4 2.9 - 8.6 0.0 - 4.3

PAISES

Ecuador 10 - 15 7.2

5.5 - 17.4

2.9 1 1.9 1.4

1.9 - 4.2 2.8 - 4.2 2.9 - 8.6 3.2 - 4.3

Practicas de fertilización usadasEn algunas áreas productoras de palma

Slide Ing. Francisco Mite 2012

Módulo: X Tema: X

Aplicaciones de dosis variableAgricultura de Precisión

• Aplicación basada en la variación de terrenos y cultivos

• Aplicar sólo lo que se necesita

• Aplicar los insumos másadecuadamente

Zonas de rangos de K intercambiable

Slide Dr. Steve Phillips

Módulo: X Tema: X

Zonas de manejo en un campo de 216 ha de palma

Zonas en base a:

• Rendimiento histórico

• Fertilidad del suelo

• Terreno

• Infraestructura

(caminos)

Módulo: X Tema: X

Aplicaciones de dosis variableAgricultura de Precisión

• Los indicadores de la variabilidad por lote están basados en registros de la hoja 17

Módulo: X Tema: X

Conclusiones

• El manejo de la nutrición de la palma es fundamental

• Una nutrición balanceada, considerando como criterios el contenido foliar y las entradas y salidas de nutrientes es la base del éxito

• El manejo conjunto de fertilizantes, residuos y compostaje asegura el máximo beneficio con reducción de pérdidas.

• La agricultura de precisión en palma se puede dar en base a registros comunes en el manejo del cultivo