MANEJO POR SITIO ESPECÍFICO EN ARROZ, ANTECEDENTES Y...
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MANEJO POR SITIO ESPECÍFICO EN ARROZ,
ANTECEDENTES Y RESULTADOS EN COSTA RICA
Dr. Rafael E. SalasCentro de Investigaciones Agronómicas,
Universidad de Costa Rica
Necesidad de un mejor método para manejo de nutrientes en arroz
La necesidad de nutrientes en arroz:• Puede ser diferente de lote a lote
• Puede cambiar de año a año por variaciones de clima y por cambios de las condiciones del ciclo de crecimiento
El fertilizante puede usarse en forma efectiva, si las dosis y la época de aplicación se ajustan al sitio y a las necesidades y condiciones específicas de la temporada de cultivo
Sin embargo, todavía son comunes recomendaciones generales de fertilización para amplias áreas.
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MNSE: Un método basado en la planta
El MPSE provee de un método para ‘alimentar’ el arroz entregando los nutrientes a medida que éstos se hacen necesarios
• Hace uso óptimo de los nutrientes existentes en el sistema (suelo, residuos del cultivo )
• Aplica el N al momento y en la cantidad requerida por el cultivo
• Aplica el P y K basándose en las necesidades del cultivo
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FACTORES DE PRODUCCIÓN EN ARROZ
SUELO
CLIMA
VARIEDAD
MANEJODr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica
SUELODr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica
Herramientas para diagnosticar problemas nutricionales en suelos
OBSERVACION: síntomas visuales sistema radical
ANALISIS Y EXPERIMENTOS: campo invernadero laboratorio: análisis foliar
análisis de suelos REGISTROS CONOCIMIENTO TEORICO EXPERIENCIA
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CONSIDERACIONES PARA MANEJO DE NUTRIMENTOS POR SITIO ESPECÍFICO
1- Estimar el potencial de nutrimento nativo del suelo.
2- Estimar la demanda de nutrimento para una meta de rendimiento.
3- Estimar la eficiencia de la fertilización aplicada.
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CONSIDERACIONES PARA MANEJO DE NUTRIMENTOS POR SITIO ESPECÍFICO
4- Cálculo de dosis y fuentes de fertilizantes.
5- Decidir el número de aplicaciones y el momento de aplicación.
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Niveles de elementos presentes en el suelo
IdentificaciónpH cmol(+)/L Relaciones catiónicas mg/L
H2O Ca Mg K Acidez CICECa/Mg
Ca/K Mg/KCa+Mg/
KP Cu Fe Mn Zn
LOTE F5 5,7 12,66 4,91 0,29 0,16 18,02 2,58 43,66 16,93 29,59 2 11 61 62 4,8
Elemento Bajo Medio Óptimo AltoCa/Mg cmol (+)/L < 2 2,5 - 5 > 5Ca/K cmol (+)/L < 5 5 - 25 > 25Mg/k cmol (+)/L < 2.5 2.5 - 15 > 15
Ca+Mg/K cmol (+)/L < 10 10 - 40 > 40K cmol (+)/L < 0,30 0.3 - 0.5 0.5 - 0.8 > 0.8
P mg/L <12 12 - 20 20 - 50 > 50Zn mg/L < 2 2 - 3 3 - 10 > 10B mg/L < 0.2 0.2 - 0.5 0.5 - 1.0 > 1.0S mg/L < 12 12 - 20 20 - 50 > 50
Mn mg/L < 5 5 - 10 10 - 50 > 50
Guía de interpretación:
Muestreo de Suelo Lote F5 Río Blanco.
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2- ESTIMAR LA DEMANDA DE NUTRIMENTO PARA UNA META DE RENDIMIENTO
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3- ESTIMAR LA EFICIENCIA DE LA FERTILIZACIÓN APLICADA
• Eficiencia por orden de suelo.
• Eficiencia de recuperación de nutrimento.
• N = 40 - 50%
• P = 15 – 25%
• K = 40 – 50%Dr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica
4- CÁLCULO DE DOSIS Y FUENTE DE FERTILIZANTE
DOSIS = DEMANDA – APORTE DE SUELOEFICIENCIA DEL FERTILIZANTE
Demanda = Requerimiento para rendimiento meta.Eficiencia del fertilizante = Eficiencia de recuperación.Aporte de suelo = Análisis de suelo.
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5- DECIDIR NÚMERO DE APLICACIONES Y EL MOMENTO DE APLICACIÓN
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5- DECIDIR NÚMERO DE APLICACIONES Y EL MOMENTO DE APLICACIÓN
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5- DECIDIR NÚMERO DE APLICACIONES Y EL MOMENTO DE APLICACIÓN
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5- DECIDIR NÚMERO DE APLICACIONES Y EL MOMENTO DE APLICACIÓN
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Etapa fenológicaElemento
N P2O5 K2 O
V3 - V4 40% 50% 0%
V6 - V7 30% 50% 50%
V8 - V9 30% 0% 50%
Distribución porcentual de fertilizante por elemento.
Fertilizante aplicado por elemento.Elemento (kg/ha)N P2O5 K2 O
160 70 120
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Etapa fenológicaElemento
N P2O5 K2OV3 - V4 64 35 0V6 - V7 48 35 60V8 - V9 48 0 60
Total 160 70 120
Distribución en Kg del fertilizante por elemento en cada etapa fenológica.
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VARIEDAD
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Kg/ha g/ha
MUESTREOS N P K S Zn B
V3 – V4 34,9 1,82 26,14 2,79 83,60 16,80
V6 – V7 65,47 2,93 66,27 6,67 128,00 25,90
V9 – V10 138,53 8,27 161,33 14,80 333,00 108,40
R4 203,20 20,80 361,73 21,20 972,00 247,70
R8 199,07 37,47 345,20 20,67 1597,00 546,00
EXTRACCIÓN TOTAL DE NUTRIMENTOS POR VARIEDAD
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0
50
100
150
200
250
300
350
400
N P K S
kg/ha
V3 – V4 V9 – V10 R4 R8V6 – V7
CURVA DE ABSORCIÓN. VARIEDAD PUITÁ
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0,00
30,00
60,00
90,00
120,00
150,00
180,00
210,00
240,00
270,00
V6 - V7 V9 - V10 R8
N P K S
CURVA DE ABSORCIÓN VARIEDAD OR 228, INVIERNO
kg/ha
Etapas Fenológicas
Relación grano/paja = 0,70Índice de cosecha 0,41
Materia seca total =13599 kg/ha
Materia seca en grano =5599 kg/ha
Materia seca en paja =8000 kg/ha
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0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
V6 - V7 V9 - V10 R8
Zn B
CURVA DE ABSORCIÓN VARIEDAD OR 228, INVIERNO
g/ha
Etapas Fenológicas
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0,00
25,00
50,00
75,00
100,00
125,00
150,00
175,00
200,00
225,00
250,00
V3 - V4 V6 - V7 V9 - V10 R9
N P K S
Etapas Fenológicas
kg/ha
Curva de Absorción Variedad Palmar 18, Invierno
Relación grano/paja = 0,89
Índice de cosecha = 0,47
Materia seca total = 17544 kg/ha
Materia seca en grano = 8280 kg/ha
Materia seca en paja = 9264 kg/ha
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0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
300
325
V3 - V4 V6 - V7 V9 - V10 R9
Zn BEtapas Fenológicas
g/ha
Curva de Absorción Variedad Palmar 18, Invierno
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0,00
25,00
50,00
75,00
100,00
125,00
150,00
175,00
200,00
225,00
250,00
V3 - V4 V6 - V7 V9 - V10 R9, Total
N P K S
Etapas Fenológicas
kg/ha
Curva de absorción variedad San Juan, Invierno
Relación Grano/Paja 0,59
Índice de Cosecha 0,37
Materia Seca Total =12056 kg/ha
Materia seca en grano =4480 kg/ha
Materia seca en paja =7576 kg/ha
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ABSORCIÓN DE NUTRIMENTOS EN VARIEDAD SAN JUAN EN ETAPA R9EN SISTEMA POR TRANSPLANTE
kg/ha Grs/haMuestra N P Ca Mg K S Fe Cu Zn Mn B
Panícula 157,05 22,87 6,10 16,77 79,29 10,67 3782 122 274 1952
Tallo 115,99 5,74 31,01 11,48 302,03 9,19 3916 1148 3675 55697 459
Total 273,04 28,61 37,11 28,26 381,32 19,86 7698 1270 3949 57649 459
Materia seca en grano = 15248 kg/ha Relación Grano/paja = 1,32
Materia seca en paja = 11484 kg/ha Índice de cosecha = 0,57
Materia seca total = 26732 kg/ha
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MANEJODr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica
CONTENIDO DE N, P, K,S, Zn y B EN RESIDUOS DE COSECHA
kg/ha g/ha
Muestra N P K S Zn B
Parte baja planta 63,35 5,45 149,18 6,13 456,40 54,50
Paja 39,80 3,10 45,99 3,10 123,82 22,11
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CONCENTRACIÓN DE NUTRIMENTOS PROMEDIO EN RASTROJO
Localización % N % P % K % Ca % Mg
Argentina 0.50 0.08 1.30 0.29 0.17
Asia 0.65 0.10 1.40 0.30 0.20
Gte. C.R 0.88 0.10 2.05 0.30 0.12
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CONCENTRACIÓN DE NUTRIMENTOS PROMEDIO EN GRANO
Localización % N % P % K % Ca % Mg
Argentina 0.92 0.23 0.23 0.10 0.13
Asia 1.10 0.20 0.29 0.05 0.15
Gte. C. R 0.92 0.20 0.40 0.07 0.15
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CANTIDAD DE NUTRIMENTOS PROMEDIO kg/t DE GRANO
Localización N P K Ca Mg
Argentina 13 3 12 3 3
Asia 15 3 15 4 3
USA 19 3 13 2 2
Gte. C. R 7 3 4 0.3 2
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ANÁLISIS QUÍMICO DE SUELOS
% Relación
Descomposición anual
% 1% 1.5% 2%MUESTRA C N C/N M.O Aporte de N en kg/ha
Siembra normal 1,60 0,13 12,3 2,29 23 34 46
10 cm soca 2,35 0,20 11,8 3,36 34 50 67
30 cm soca 1,50 0,12 12,5 2,15 21 32 43
Rastrojo resoca 4,79 0,37 12,9 6,85 68 103 137
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ETAPAS CRÍTICAS DE ABSORCIÓN DE NITRÓGENO EN ARROZ
• INICIO DE ENRAIZAMIENTO S3 – V1• INICIO DE MACOLLAMIENTO V3 – V4 • FORMACIÓN DE PRIMORDIO FLORAL
V9 – V10• ESPIGAMIENTO R3 – R4
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# días DDG 17 55 115Macollamiento Elongación de entrenudos Maduración
Etapa FenologicaV3 V4 V9 V10
R8 R9
Tercera hoja completa con
collar
Cuarta hoja completa con
collar
Novena hoja completa con
collar
Inicio de la panícula
Décima hoja completa con
collar
Evento en desarrollo Pre-inicio del macollamiento
Macollamiento temprano, hijos
primarios
Inicio temprano del cambio
fenológicode vegetativo a reproductivo
El desarrrollo de la panícula ha iniciado -
ANILLO VERDE-
Comienza elongación del entrenudo #1
Todos los granos que
llegaros a R6 tienen cáscara
color café o amarillo -
MADURACIÓN FISIOLÓGICA-
GRANO SECO -COSECHA-
DESARROLLO FENOLÓGICO
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V3 V4 V6
V10 R4 R9
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ÍNDICE DE NUTRICIÓN NITROGENADA
Etapa t/ha M.S % N actual % N Crítico INN *
V5 1752 3.20 4.0 0.80
V10 4941 2.34 3.2 0.73
R4 13544 1.34 2.8 0.48
* INN: Índice de Nutrición Nitrogenada
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0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
988 1750 4938 13544 10588
% N A.Rend.
N %
V4 V6 V9 R3 R8
CUADRO DE DILUCIÓN DE NITRÓGENO
M.S. kg/ha
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FERTILIZACIÓN NITROGENADA Y EFECTO REDOX
La fuente nitrogenada más utilizada en la fertilización del arroz es laurea dado que tiene el N en forma amídica y no se ve afectado por la desnitrificación en un ambiente reductor como el arroz.
• La desnitrificación significa la pérdida de N en forma gaseosa por un proceso biológico de reducción: NO3, NO, N2O, N2. Este proceso se ve favorecido por condiciones de reducción o excesos de humedad, altas temperaturas en un substrato carbonado.
• Las pérdidas por desnitrificación se reportan entre 30 a 40% del N aplicado en forma nítrica de 7 a 12 días después de la aplicación.
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FERTILIZACIÓN NITROGENADA Y EFECTO REDOX
La estrategia para reducir las pérdidas por volatilización, es inundar el campo dentro de los 5 días después de la aplicación del fertilizante nitrogenado.
En términos de redox, un suelo bien aireado y oxidado presenta valores de potencial redox en el rango de +400 a +700 mv, mientras que las emisiones de N2O por desnitrificación se dan entre +120 y +250 mv y a 0 mv el nitrógeno se pierde como N2.
La condición de redox de un suelo está en función directa de la lámina de agua.
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MEDICIÓN DE POTENCIAL REDOX
Semana 1 Semana 2 Semana 3 Semana 4 Semana 5 Semana 6
Promedio 158 185 158 188 104 30
Máximo 286 253 329 255 195 131
Mínimo 71 101 52 109 14 -62
Eh: -200 mv CO2 → CH4
Eh: -100 - +150 mv SO4-2 → S-2
Eh: +50 - +80 mv Fe+3 → Fe-2
Eh: +200 mv Mn+4 → Mn+2
Eh: +250 - +300 mv NO3- → N2
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La TCC ofrece dos opciones para MNSE
• Dosis ajustadas a tiempo fijo
• Manejo de N en tiempo real
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HERRAMIENTA DE DIAGNÓSTICO DE N EN PLANTA
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EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE LA FERTILIZACIÓN
1- Factor Parcial de Productividad
2- Eficiencia Agronómica
3- Eficiencia de Recuperación
4- Eficiencia Fisiológica
5- Eficiencia interna de utilizaciónDr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica
Parcelas de omisiónEl rendimiento en las parcelas de omisión
indica la cantidad de nutrientes que es suplementada por el suelo
Omisión de N (-N): +PK
Omisión de P (-P): +NK
Omisión de K (-K): +NP
Buresh et al., 2004Dr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica
Factor Parcial de Productividad
Cuánto rendimiento se produce por cada kg de elemento aplicado.
Rend. Grano con fertilizante N Dosis de Elemento
Con manejo apropiado el FPP debe ser ≥ 50 kg de grano/kg de elemento aplicado.
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Eficiencia Agronómica
Cuánto rendimiento adicional se puede producir por cada kg de elemento aplicado
Rend. Grano con N – Rend. Grano sin NDosis de elemento
Rango Apropiado: 20 a 25 kg de incremento en rendimiento/kg de elemento aplicado.
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Eficiencia agronómica FD50
Elemento kg grano/kg elemento
N 28.82
P 21.34
K 8.14
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Eficiencia de Recuperación Cuánto del elemento aplicado fue recuperado y
absorbido por el cultivo.
Kg Tot. Elem. Abs. Con Fert. – Kg Tot. Elem. Abs. Sin Fert Dosis de elemento
Con estrategias de fertilización debe ser: 50 a 70%
La eficiencia de recuperación promedio es de:N: 30 – 40% P: 10 – 35% K: 15 – 65%
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% RECUPERACIÓN. FD50
N P K
Biomasa 36.39 4.92 73.71
Grano 31.05 10.58 1.90
Grano Vano 7.97 1.15 2.10
Planta entera 75.41 16.65 77.72
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Eficiencia Fisiológica Cuánto rendimiento adicional se puede producir por
cada kg de elemento absorbido.
Rend. Grano con Fert. – Rend. Grano sin Fert.Abs. Total con Fert. – Abs. Total sin Fert.
Con manejo adecuado debe estar en 50 kg de grano/kg de elemento absorbido.
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Eficiencia interna de utilización
Cuánto rendimiento se produce por cada kg de elemento Absorbido proveniente del fertilizante y del suelo.
Rend. Grano con fertilizante kg de elemento absorbido
Con manejo apropiado la E I U esta entre 50 - 60 kg de grano/kg de elemento aplicado.
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ValorÍndice CR4477 S238 FD50 Adecuado
Eficiencia Agronómica 22,3 7,1 28,8 20 a 25
Factor Parc. Productividad 49,2 48,4 42,8 ≥ 50
% Eficiencia Recuperación 66,9 52,3 75,4 50 a 70%
Eficiencia Fisiológica 33,3 13,6 38,2 ≥ 50
ïndice de cosecha 44,0 44,6 39,0 44,0
Relación Grano/Paja 0,78 0,81 0,55 0,83
Variedad
EFICIENCIA DE LA FERTILIZACIÓN NITROGENADA
Invierno Invierno Verano
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RENDIMIENTO EN GRANO RENDIMIENTO EN GRANO
SIEMBRA INVIERNO 2009 SIEMBRA VERANO 2010
TRATAMIENTO COMERCIAL TRATAMIENTO COMERCIAL
114,30 grs/m2 4,57 t/ha 268,35 grs/m2 10,73 t/ha
TRATAMIENTO - NITRÓGENO TRATAMIENTO - NITRÓGENO
73,70 grs/m2 2,95 t/ha 87,47 grs/m2 3,50 t/ha
TRATAMIENTO - FÓSFORO TRATAMIENTO - FÓSFORO
83,30 grs/m2 3,33 t/ha 215,22 grs/m2 8,61 t/ha
TRATAMIENTO - POTASIO TRATAMIENTO - POTASIO
122,30 grs/m2 4,89 t/ha 236,53 grs/m2 9,46 t/ha
TRATAMIENTO TESTIGO TRATAMIENTO TESTIGO
55,70 grs/m2 2,23 t/ha 97,58 grs/m2 3,90 t/ha
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CLIMA
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Para conocer cuales son los factores que limitan el rendimiento es muy importante clarificar los efectos del clima sobre la productividad.
No es lo mismo cambio climático que efecto de clima
Los factores climáticos que definen la productividad del arroz son la temperatura y la radiación.
La temperatura afecta principalmente el desarrollo del cultivo y la duración de las fases fenológicas.
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Por encima de la temperatura máxima o por debajo de la temperatura base la tasa de desarrollo es nula.
Así es que existen tres temperaturas claves para el arroz: la temperatura base (8 a 12 oC); Temperatura óptima (28 a 30 oC ); y una temperatura máxima del orden de (42 a 45 oC).
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La radiación solar es la variable climática de mayor efecto en los rendimientos.
Fuerte efecto en la etapa reproductiva (desde diferenciación de primordio a floración) afectando el número de granos por panoja.
La precipitación tiene poco efecto sobre el crecimiento y el desarrollo de la planta; su efecto es más indirecto al afectar las fechas de siembra.
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La humedad relativa, está relacionada con la radiación solar, su efecto es más bien indirecto determinando la mayor o menor presencia de enfermedades.
En general, valores altos de humedad relativa favorecen el desarrollo de hongos y la presencia de enfermedades.
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0
20
40
60
80
100
V1 V3 V9 R4 R7 R9
Requerimiento de Radiación Solar %
% Período Crítico
ETAPAS FENOLÓGICAS
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15,00
17,00
19,00
21,00
23,00
25,00
27,00
29,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930313233343536
RADIACIÓN SOLAR, GUANACASTE AÑO 2010
MJ/m2
Final eneroA
Final abril
Final junioA
Principio octubre
DECADAS
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Radiación medida en septiembre 2012 a enero del 2013
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Etapa desarrollo Descripción Radiación (Mj/m²/día)
V4 Inicio macollamiento 22.02
V9 Inicio primordio 15.00
R4 Floración 24.61
R9 Madurez fisiológica 22.17
Radiación ideal: 20,0 a 21.0 Mj/m²/día Dr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica
Con la temperatura media diaria y la temperatura base, se calcula la suma térmica o grados días de la variedad
La suma térmica en grados días para alcanzar los principales estados fenológicos para variedades de América del Sur son promedio:
Estadio MediaDiferenciación de primordio V9 – V10 707
Floración R4 1103Madurez Fisiológica R8 1408
Recientes estudios indican que, a medida que la temperatura mínima diaria aumenta , la producción de arroz disminuye (15% menos rend/1 ºC de aumento) Temperatura nocturnas no deben ser mayores a 22 ºC.
Según los científicos, un aumento de temperatura mínima de un grado centígrado conlleva una reducción en la producción de 322 kg/ha
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Temperatura máxima y mínima durante el periodo de 1/09/2012 – 1/01/2013.
15
20
25
30
35
40
Tiempo en días
Tempe
ratura (°C)
Tmax
T Min
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01/09/2012 01/10/2012 01/11/2012 01/12/2012 01/01/20130
10
20
30
40
50
60
Tiempo en días
Precipita
ción
(mm)
Precipitación durante el periodo 1/09/2012 – 1/01/2013.
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COEFICIENTES DE CORRELACIÓN
0.77 Rad. Solar y Temp Max.
0.90 Rad. Solar y Temp Minim.
0.90 Rad. Solar y Temp Media
0.37 Tem. Max y Viento
0.80 Tem. Min. Y viento
0.74 Temp. Media y viento
-0.86 Rad. Solar y Humedad
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FechaVariedad 1 Variedad 2
Etapa Grados Días* Etapa Grados Días*02/10/2012 Germinación 16,77 Germinación 16,7715/10/2012 V2-V3 239,84 V2-V3 239,8413/11/2012 - - V7- V8 511,95
19/11/2012 V7- V8 841,07 - -
14/12/2012 - - R4 1272,96
20/12/2012 R4 1381,31 - -
12/01/2013 - - R9 1813,21
21/01/2013 R9 1979,14 - -
Grados Días*:
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Variedad Puita, Siembra 2010
Duración Temp.media Suma
Período días Diaria ºCoC/día
Siembra - Emergencia 20Emergencia -Diferenciación 41
Diferenciación - Floración 29Floración - Madurez 31 27.5 1733.0Madurez - Cosecha
Suma Térmica, Variedad Puita
Estado Fenológico Suma oC/día
Diferenciación de panícula 673
Floración 1065Madurez 1408Tomado de:
Steinmetz, et al. 2007Dr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica
FACTORES A CONSIDERAR PARA AUMENTAR LA PRODUCTIVIDAD DE ARROZ
Pocas posibilidades de hacerlo mediante un incremento de la superficie sembrada.
Para conocer cuales son las barreras que limitan el rendimiento se deben investigar los efectos del ambiente sobre la productividad del arroz.
Una alta radiación incidente interceptada (que incremente la fotosíntesis) acompañada de temperaturas relativamente bajas (que reducen las pérdidas por respiración), permiten aprovechar el N absorbido y lograr altos rendimientos.
Dr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica
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Razón de los bajos rendimientos
Fecha de siembra
Alta densidad de siembra
Inadecuado control de plagas
Fertilización inadecuada e ineficiente
Ineficiente control de malezas
Pobre manejo del riego
Dr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica
MUCHAS GRACIAS
Dr. Rafael E. SalasCentro de Investigaciones Agronómicas,
Universidad de Costa [email protected]