D R. A RMANDO T ASISTRO D IRECTOR, M ÉXICO Y A MÉRICA C ENTRAL L OS 4 R EQUISITOS PARA UNA N...

DR. ARMANDO TASISTRODIRECTOR, MÉXICO Y AMÉRICA CENTRAL

LOS 4 REQUISITOS

PARA UNA NUTRICIÓN VEGETAL ADECUADA

Fuente Dosi

sTiempo

Lugar

4R

[email protected]

19-21 marzo 2015

¿QUÉ ES IPNI? IPNI es una organización científica sin fines de lucro,

dedicada al manejo responsable de la nutrición vegetal para beneficio de la familia humana

IPNI comenzó a operar en enero del 2007 Continuación y expansión del Instituto del Fósforo y

la Potasa (PPI)

CÓMO TRABAJAMOS Alto nivel técnico Cooperación y trabajo conjunto Mejores prácticas de manejo para el uso

responsable de nutrientes

PROGRAMAS REGIONALES DE IPNI

En la actualidad está activo en Africa, Australia/Nueva Zelandia, Brasil, China, Europa Oriental/Asia Central y Oriente Medio, Cono Sur Latinoamericano, México y América Central, Norte de América del Sur, Canadá y EE.UU., Sur de Asia, y Sureste de Asia.

MEMBRESÍA

compañías miembros

miembros asociados

miembros afiliados

HTTP://MCA.IPNI.NET/

4 REQUISITOS PARA NUTRICIÓN VEGETAL ADECUADA

Fuente Dosi

sTiempo Luga

r

4R

Fertilizante jbcl

em

ents

.word

pre

ss.c

om

blo

gs.

ore

gonst

ate

.ed

u

http://jbclements.wordpress.com/discipleship/maize-plant-discipleship/

http://blogs.oregonstate.edu/cultivatingservice/2013/01/23/arrgh-identifying-plants-is-frustrating/

CALIDAD DEL SUELO

Suelo sano, importante no sólo para la producción de cultivos

Beneficios adicionalesCaptación de aguaMantener vegetaciónReciclajeHabitat para diversidad biológicaAlmacenaje de CAlimentación humana balanceada

NECESITAMOS UN SUELO SANO

www.montanasalinity.com

http://www.montanasalinity.com/

¿Podemos mejorar esto…

… sólo a base de esto?

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w.f

da.g

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und

oto

day.co

m

http://www.fda.gov/

FERTILIDAD DEL SUELO Aspectos

Químicos Nutrientes Materia orgánica Elementos tóxicos

Físicos Porosidad Aireación Retención de agua

Biológicos Microflora Fauna

4 REQUISITOS PARA NUTRICIÓN VEGETAL ADECUADA

¿qué material vamos a usar?

¿cuánto debemos aplicar?

¿dónde debemos aplicar el material?

¿cuándo debe estar disponible el nutriente?

Fuente Dosi

sTiempo Luga

r

4R

NECESITAMOS SABER QUÉ NUTRIENTES SE NECESITAN

LIMITACIONES Esencialidad depende de

la disponibilidad

“Macro”/”micro” depende de las cantidades tomadas, no de la importancia en una situación dada

¿CÓMO PODEMOS SABER QUÉ NUTRIENTES SON NECESARIOS ?

1. Análisis de suelos2. Análisis de plantas3. Síntomas de deficiencia4. Parcelas de omisión

Bray P1 (ppm)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

rendimiento relativo (%

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1. ANÁLISIS DE SUELOS

nivel crítico: valor que separa la zona con ALTA probabilidad de respuesta de la de BAJA probabilidad de respuesta

nivel crítico

ALTA BAJA

2. ANÁLISIS DE PLANTAS

Estadio de desarrollo

Parte muestreada

¿cómo se determinó?

Rango de concentraciones

CONCENTRACIÓN CRÍTICA O RANGO DE CONCENTRACIONES CRÍTICO

3. SÍNTOMAS VISUALES ¿DÓNDE BUSCARLOS?

Hojas nuevas, arriba

Hojas viejas, abajo

N P

KS

4. PARCELAS DE OMISIÓN

Parcelas de omisión

5 nutrientes, 4 repeticiones 8 x 4 = 32 parcelas

Tratamiento

Nutriente

N P K S Zn

1 + + + + +

2 + + + +

3 + + + +

4 + + + +

5 + + + +

6 + + + +

7

8 Manejo de agricultores

Fuente

Biofertilizantes N

fijación simbiótica fijación libre

Micorrizas Fertilizantes industriales

composición fija Fertilizantes orgánicos

composición variable mineralización

proceso gradual

LIBERACIÓN LENTA / LIBERACIÓN CONTROLADA

Fertilizante recubierto con polímero o azufre para controlar la disolución y liberación de nutrientes

Baja solubilidad Resistencia a

descomposición microbiana

INHIBIDORES BIOLÓGICOS Y QUÍMICOS

Nitrificación NH4

+ NO3-

Ureasa Urea NH4

+

FORMAS DE LOS FERTILIZANTES

Mezclas físicas Combinación de

fertilizantes granulados

Posible separación de los componentes

Fertilizantes compuestos Mezcla de nutrientes en

las partículas del fertilizante

FERTILIZANTES LÍQUIDOS

Soluciones Líquido homogéneo y

claro Aplicables

Suelo Agua de riego

(fertigación) Foliar

Posibilitan la aplicación de otros productos (e.g. sanidad vegetal)

Suspensiones Partículas de fertilizante

en suspensión Apropiados para

materiales con baja solubilidad en agua

Permiten mayores concentraciones

Requieren agitación y boquillas de orificios más grandes

ASPECTOS ADICIONALES A TENER EN CUENTA

Interacciones entre nutrientes NH4

+ P K Mg Psuelo Zn

Considerar influencias de elementos asociados Cl- en KCl Cadmio

¿CÓMO SABEMOS CUANTO APLICAR?

1. Datos de experimentos de campo2. Cálculos de balance de masas3. Sensores 4. Sistemas expertos

1. EXPERIMENTOS DE CAMPO

Acumulación de resultados a través de muchos años

Se ordenan según tipo de suelo cultivo/cultivar manejo del cultivo

labranzarotaciones

rendimiento esperado condiciones climáticas temporal/riego fuente de nutriente

2. BALANCE DE MASAS

cantidad de nutriente a

aplicar

demanda de nutriente por el

cultivo

suministro de nutriente por el

sueloeficiencia

¿Qué rendimiento es posible?

Evaluar adecuadamente el suministro de nutrientes por el ambiente

¿Con qué eficiencia se usarán las fuentes de nutrientes?

EXTRACCIÓN/REMOCIÓN DE NUTRIENTES

Nutrientes removidoslo que sale del campo en la parte cosechada

Nutrientes extraídostodo lo extraído en las hojas, tallo y resto de la parte aérea producida

NUTRIMENTOS EXTRAÍDOSCULTIVO N P2O5 K2O Mg S

kg/ha

Maíz (12 t/ha) 298 128 298 73 37

Soya (3.9 t/ha) 353 65 230 27 22

Algodón (1.6 t/ha) 202 71 168 39 34

Trigo (5.3 t/ha) 186 60 206 19 22

Cacahuate (4.4 t/ha) 269 44 207 28 23

Avena (3.5 t/ha) 129 45 162 22 21

Sorgo (8 t/ha) 267 94 269 45 43

Arroz (7.8 t/ha) 125 67 188 16 13

Cebada (6.4 t/ha) 202 74 202 22 27(http://www.ipni.net/ppiweb/mexnca.nsf/$webindex/C341802D8B22A67D06256B5A00656E2B)

http://www.ipni.net/ppiweb/mexnca.nsf/$webindex/C341802D8B22A67D06256B5A00656E2B

http://www.ipni.net/ppiweb/mexnca.nsf/$webindex/C341802D8B22A67D06256B5A00656E2B

APORTE DE NUTRIENTES POR EL SUELO

Mineralización/inmovilización Materia Orgánica

Intercambio Arcillas Materia Orgánica Óxidos de Fe y Al

Precipitación/disolución Sales

Reacciones por cambios en contenido de oxígeno Exceso de agua menor cantidad de oxígeno

MINERALIZACIÓN DE N

Supongamos 1 ha Volumen de suelo en 20 cm de profundidad =

100 m x 100 m x 0.2 m = 2,000 m3

Peso de ese volumen de suelo = 2,000 m3 x densidad aparente (1.2 t/m3) = 2,400 t = 2,400,000 kg

Si tiene 2% MO = 48,000 kg MO Si 5% de MO es N = 2,400 kg N Si se mineraliza 2% de ese N por año = 48 kg

N/ha/año

EFICIENCIA DE USO DE NUTRIENTES

¿Qué medir? Producción por unidad de nutriente absorbida Nutriente extraído por unidad de nutriente absorbida

ÍNDICESProducción Recuperación

Productividad Parcial del Factor (PPF)

Balance Parcial del Nutrimento (BPN)

Eficiencia Agronómica (EA)

Eficiencia de Recuperación (ER)

Eficiencia de Uso Interna (EI)Eficiencia Fisiológica (EF)

PRODUCTIVIDAD PARCIAL DEL FACTOR (PPF)

Valores de referencia

NutrienteKg maíz/kg

de nutriente

N 40-80

P 300-400

K 140-200

N maíz/kg kg 35N/ha kg 300

maíz/ha kg 386,10 Considera simultáneamente los

nutrientes aplicados y los suministrados por el sueloCelaya,

2009¿Qué se necesita?

Registros de producción y nutrientes aplicados

¿Qué pregunta contesta?

¿Qué tan productivo es el sistema de producción considerado, en relación a la cantidad de nutrientes aplicada?

Usos típicos Como indicador de largo plazo de las tendencias en la Eficiencia de Uso de Nutrientes

PPF=rendimiento

cantidad denutriente aplicada

area harvested with

maize ('000 ha)

6000

6500

7000

7500

8000

year

1990 1995 2000 2005 2010

kg maize grain/ha

1000

1500

2000

2500

3000

kg N/ha

0

25

50

75

100

125

150

PF

PN

(kg maize grain/kg N

)

0

20

40

60

80

100

120

(a) (b)

(e)

(d)

year

1990 1995 2000 2005 2010

PN

BN

(kg N extracted in m

aize

grain / kg N applied)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

(c)

MÉXICO N EN MAÍZ 1990-2010

Productividad Parcial del Factor N – Maíz - EEUUkg de grano de maíz/kg de N

aplicado

EFICIENCIA AGRONÓMICA (EA)

Valores de referencia

Se aproxima más que la PPF a la eficiencia de uso del nutriente aplicado

Celaya, 2009

¿Qué se necesita?

Parcela sin aplicación del nutriente


¿Cuánto se ganó en productividad por usar este nutriente?

Usos típicos Indicador de corto plazo del impacto de nutrientes en la productividadRecomendar nutrientes

E A=rendimiento connutriente−rendimientosin nutriente


N maíz/kg kg 22N/ha kg 300

maíz/ha) kg 676 (3, - maíz/ha) kg 386,10(

Nutriente

Kg de cereal/kg

de nutriente

N 10-30

P 30-50

K 10-20

CÁLCULOS EN BASE AL RENDIMIENTO

Demanda rendimiento

esperado Suministro

rendimiento obtenido sin aplicación del nutriente

Eficiencia eficiencia

agronómica kg de producto

cosechado/kg de nutriente

Ejemplo para N en maíz rendimiento esperado =

7,000 kg/ha rendimiento sin aplicar N

= 2,000 kg/ha eficiencia agronómica =

20 kg grano/kg N

250

EFICIENCIA DE USO INTERNA (EI)

Celaya, 2009

¿Qué se necesita?

• registro de rendimiento• análisis del nutriente en

biomasa


¿Cuál es la capacidad del cultivo de transformar nutriente de varias fuentes en rendimiento económico?

Usos típicos • Valores varían con genotipo, ambiente y manejo

• EI muy alta indica deficiencias

• EI baja indica que otros factores aparte del nutriente son limitantes (p. ej. agua)

EI=rendimiento connutriente

cantidad de nutriente en parte aé rea

aérea parteN maíz/kg kg 42N/ha kg 245

maíz/ha kg 386,10

Valores de referencia para N en cereales

30-90 kg grano/kg N en parte aérea

55-65 kg grano/kg N en parte aérea, óptimo para nutrición balanceada con altos rendimientos

EFICIENCIA FISIOLÓGICA (EF)

Celaya, 2009

¿Qué se necesita?

• registro de rendimiento• análisis del nutriente en

biomasa• parcela sin aplicación del

nutriente


¿Cuál es la capacidad del cultivo de transformar el nutriente aplicado en rendimiento económico?

Usos típicos • Comparación de EUN entre genotipos

EF=rendimiento connutriente−rendimiento sinnutriente

[nutriente ]biomasa conaplicaci ó n−[nutriente ]biomasasin aplicaci ón

N maíz/kg kg 35N/ha) kg (55 - N/ha) kg 245(

maíz/ha) kg 676 (3, - maíz/ha) kg 386,10(

Valores de referencia para N en cereales

40-60 kg grano/kg N > 50 kg grano/kg N

en sistemas bien manejados, con bajos niveles de uso de N o con bajo aporte de N por el ambiente

EF baja sugiere crecimiento subóptimo, limitado por otros factores

BALANCE PARCIAL DEL NUTRIENTE (BPN)

Celaya, 2009

¿Qué se necesita?

• registros de rendimientos y aplicaciones de nutrientes

• concentración del nutriente en la parte cosechada


¿Cuánto nutriente se está extrayendo del sistema en relación a lo que se está aplicando?

Usos típicos

• indicador de largo plazo de la EUN, especialmente en combinación con análisis de suelos

• recomendar nutrientes

BPN=nutriente removidoen parte cosechada


aplicadoN grano/kg enN kg 49.0N/ha kg 003

N/ha kg 146

< 1: se busca

aumentar reservas en el suelo

riesgo de pérdidas

> 1: cuando se están

usando reservas

Ideal: 0.7-0.9

area harvested with

maize ('000 ha)

6000

6500

7000

7500

8000

year

1990 1995 2000 2005 2010

kg maize grain/ha

1000

1500

2000

2500

3000

kg N/ha

0

25

50

75

100

125

150

PF

PN

(kg maize grain/kg N

)

0

20

40

60

80

100

120

(a) (b)

(e)

(d)

year

1990 1995 2000 2005 2010

PN

BN

(kg N extracted in m

aize

grain / kg N applied)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

(c)

MÉXICO N EN MAÍZ 1990-2010

EFICIENCIA DE RECUPERACIÓN (ER)

Celaya, 2009

¿Qué se necesita?

• parcela sin aplicación del nutriente

• análisis de nutriente en biomasa


¿Cuánto del nutriente aplicado fue tomado por el cultivo?

Usos típicos

• indicador de pérdidas

ER=nutriente enbiomasa conaplicaci ón−nutriente enbiomasa si naplicaci ó n

cantidad de nutriente aplicada

aplicadoN planta/kg enN kg 63.0N/ha kg 003

N/ha) kg (55 - N/ha) kg 245(

10 a 30%: proporción de P aplicado que se recupera en el 1er. Año

50 a 90%: proporción de P aplicado que se recupera por los cultivos en largo plazo

30 – 50%: recuperación típica de N en cereales

50 a 80%: recuperación de N en cereales en sistemas con manejo óptimo

= 63%

MÉXICO

Trigo, Valle del Yaqui (CIMMYT)

Eficiencia de Recuperación de N = 31%

Algas

RANGOS DE ER GLOBALES

En 93 estudios globales en maíz, trigo, y arroz, la ER varió entre 0.2 y 0.3 en secano y entre 0.3 y 0.4 bajo riego Ladha (2005)

En Asia:

Cultivo/manejo ER promedio

Arroz con riego (n = 179) 0.31

Arroz bajo manejo específico (n=112) 0.40

Trigo bajo condiciones climáticas adversas (n=23)

0.18

Trigo bajo condiciones climáticas favorables (n=21)

0.49Cassman et al. (2002)

EFICIENCIA DE RECUPERACIÓN (ER)Depende de la sincronización

entre la demanda de N por el cultivo y

su liberación por parte de la

fuente usada

• Métodos de aplicación (cantidad, época, colocación, forma)

• Demanda (genotipo, clima, población, limitaciones bióticas y no bióticas)

Afectada por

3. SENSORES ÓPTICOS

Trigo manejado convencionalmente y en el área sin limitación de N

Fin del macollaje y comienzo de encañado

Luz roja e infrarroja sobre el follaje

Mide reflectancia y Calcula NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)

Predicción de rendimiento y cálculo de N adicional

PROCEDIMIENTO DE USO DEL SENSOR

Franja Rica en N

ManejoSensor

Manejo Agricultor

CÁLCULO DE LA RECOMENDACIÓN DE N

Wheat YieldSensor vs N Rich Strip

2009-2010

Rich strip Sensor

Wh

eat Yield

(kg/h

a)

0

2000

4000

6000

8000

7,263 7,180

Diferencia83 kg N/ha62 kgN/ha

Franja Rica Sensor

Rendim

iento

(kg

/ha)

RENDIMIENTO DE TRIGO - FRANJA RICA VS. AREA DEL SENSOR – 107 CAMPOS

DR. ORTIZ-MONASTERIO - CIMMYT

4. SISTEMAS EXPERTOS

Diagnostica limitaciones de suelos Selecciona prácticas de manejo apropiadas Criterios agronómicos, económicos y

ambientales Sistemas de apoyo para decisiones:

Acidez N P

http://intdss.soil.ncsu.edu/ http://mca.ipni.net/article/MCA-3036

4. SISTEMAS EXPERTOS - NUTRIENT MANAGEMENT SUPPORT SYSTEM (NUMASS)

http://intdss.soil.ncsu.edu/

APLICACIÓN LOCALIZADA

Nutrientes concentrados en menor volumen de suelo

Mayor concentración en solución del suelo disminuye inmovilizaciónayuda movimiento por flujo de masa y

difusiónpromueve crecimiento de raíces

CONCEPTOS SOBRE LA APLICACIÓN LOCALIZADA

Más eficientes con: bajos niveles de

nutrientes en el suelo bajas dosis de aplicación nutrientes que se

mueven principalmente por difusión

Bajas dosis de nutrientes en bandas pueden ser insuficientes

Menores pérdidas por Escurrimiento Volatilización

NH3 a partir de urea

maíz

NUTRIENTES EN CONTACTO DIRECTO CON LAS SEMILLAS DEL CULTIVO

Sensibilidad de la semilla Índice de sal del fertilizante Ancho de la banda ocupada por fertilizante +

semilla Textura del suelo Contenido de agua a la siembra Pérdida de plantas tolerable Urea, UAN 28%, DAP, inactivan enzimas de las

semillas

DISTANCIA Y DOSIS DE UREA A LA SIEMBRA DE MAÍZ

Gelderman, 2010

APLICACIONES FOLIARES

Penetración líquidaEficacia limitada

Cutícula/cerasEficiencia de la aspersiónLavado por lluviaPosibilidad de fitotoxicidadSecado de las gotasTranslocación limitada

Tiempo

¿Cuándo absorben las plantas los nutrientes? ¿Dinámica del aporte de nutrientes por el

suelo? ¿Dinámica de la pérdida de nutrientes en el

suelo? Aspectos logísticos de la aplicación de

nutrientes

ASPECTOS CLAVES

SINCRONIZAR DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES CON NECESIDAD POR EL CULTIVO

jiloteo

MAÍZ - N

MAÍZ - N

MAÍZ - P

MAÍZ - K

¡Gracias!

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