aspectos claves a considerar

Fertirrigación: Aspectos claves a considerar

Fertirrigación:Aspectos claves a considerar

Ing. Agr. Dr.Iván Vidal ividal@udec.cl

Ing. Agr. Marina Viera

Programación del Fertirriego

Manejo del riego

Fertilizantes solubles

Calidad del agua de riego

Preparación de solución madre

Monitoreo de la fertirrigación

Hoja de Ruta

Disponible en AmazonVidal, Ivan. 2019. Fertirrigación: desde la teoría a la práctica. Editorial Universidad de Concepción. 277 p.

Programación del Fertirriego

Foto Netafim

Son los factores que más multiplican la utilidad.

Riego y Nutrición

Fertilización Cuantitativa (Método Balance)

Fertilización Proporcional (Solución Nutritiva)

Kilos de cada nutriente de acuerdo al cultivo, a

la etapa fenológica y a la superficie, sin importar

el volumen de agua.

Se aplica el fertilizante para lograr una

concentración requerida de cada nutriente en el

agua de riego.

kg/ha/día, kg/semana, kg/etapa ppm (gramos/m3), mmol/litro, meq/litro

PARA UNA AGRICULTURA DE ALTA TECNOLOGÍA USAR…

Enfoque para programar el Fertirriego

• Los cultivos , no “perciben” los elementos por sus cantidades, sino más bien por su equilibrio o relaciones entre nutrientes.

• Permite usar el fertirriego como una herramienta de manejo del cultivo para conseguir los fines deseados.

• Interesa disponibilidad actual de nutrientes• Pasa a segundo plano el suelo como reserva de nutrientes. Basta que tenga

buena oxigenación• Se tiene la posibilidad de poner directamente una solución balanceada de

nutrientes• Se establece un equilibrio entre la solución de suelo y complejo de

intercambio• Seguimiento analítico basado en fracción soluble de nutrientes (solución de

suelo).• El balance y concentración de nutrientes (SN) se emplea como herramienta

para obtener los objetivos deseados.• Eficiencia de aprovechamiento superior

Fertilización por Concentración

� Busca preparar una solución nutritiva que incluye a todos los nutrientes en el nivel deseado y en la proporción adecuada al volumen del agua.

� La concentración de los nutrientes en el agua se expresa de varias formas:

• mmol/L: cantidad de átomos en un litro de agua.• meq/L : carga total del ion en un litro de agua.• ppm, gramos/m3, mg/L: peso total del ion en un litro o

un m3 de agua).

Fertilización por Concentración

• Planta Generativa: Prevalece floración, fructificación, maduración de frutos, detención de crecimiento vegetativo.

• Planta Vegetativa: brotes vigorosos, hojas grandes, entrenudos largos, procesos reproductivos lentos (floración o maduración).

Solución Nutritiva: Balance Vegetativo / Reproductivo

La herramienta nutricional que tenemos para manejar Balance Vegetativo/Reproductivo

Parámetro Reproductiva Vegetativa

Relación N/K Baja Alta

Relación NO3-/NH4+ Alta Baja

La herramienta nutricional que tenemos para manejar Balance

Vegetativo/Reproductivo.

Parámetro Reproductiva VegetativaRelación N/K Baja AltaRelación NO3-/NH4+ Alta Baja

Hoja de Ruta

Manejo del Riego

Las plantas requieren mucha agua para ser productivas; 50-80 m3 / Ha día para plantas en Primavera-Verano.

Proceso Lt H2O / kg MSMetabolizada 0,6

Almacenada en células 4Transpirada >400

La “fábrica” está trabajando mientras los estomas se mantienen abiertos.

Falta de agua

Exceso agua

Propiedades Físicas del AguaSitios de Atracción

Materia Orgánica

POTENCIAL MATRICIAL

Concepto de energía del agua en el suelo

Retención, infiltración, absorción por la planta y pérdida por transpiración: Todos son fenómenos de energía

El agua se mueve de un lugar de…

•MAYOR ENERGÍA A MENOR ENERGÍA•MAYOR POTENCIAL A MENOR POTENCIAL•MENOR RETENCIÓN A MAYOR RETENCIÓN

Estrata de arena Suelo Franco

Concepto de energía del agua en el suelo

FLUJO PREFERENTE

Conocer el % humedecimiento del sistema de riego y distribución radicular es importante para:

• Definir tiempo de riego•Saber dónde se está aplicando el agua

• Evitar pérdida de nutrientes• Mayor eficiencia del fertirriego

Agua fácilmente aprovechable

AFA

Agua Fácilmente Aprovechable

Agua fácilmente aprovechable (AFA) según textura del suelo

10,6

Cálculo de AFA para un huerto

42,7

Fertilizantes Solubles

Alta Solubilidad> 100 g/ lt a 25 °C

Acción InmediataDisolución en < 30 min

Alta PurezaBaja Turbidez < 0,5%

impurezas

Hidrosoluble

Concepto de Fertilizante Soluble

Los fertilizantes para fertirriego deben ser totalmente solubles.

Nombre Contenido de Ca (%) Agua requerida para disolver 1 kg de producto

Nitrato de Ca 19 1Cloruro de Ca 36 1,3Sulfato de Ca (yeso) 23 415Óxido de Ca 71 760Carbonato de Ca 40 66000

(Yeso es 150-200 veces más soluble que la cal)

Solubilidad de diferentes fuentes de calcio

FERTILIZANTE Concentración de nutrientes (%)

Cantidad máxima a disolver en un estanque de 1000 Litros de

capacidad

Acido fosfórico (85% P2O5) 61 P2O5 100 LitrosAcido nítrico (15.5% N) 15,5 N 100 LitrosCloruro de potasio 60 K2O 250 kilosFosfato de urea 18 N - 44 P2O5 200 kilosFosfato monoamónico 12 N – 61 P2O5 200 kilosFosfato monopotásico 52 P2O5 – 34 K2O 200 kilosNitrato de amonio 33 N 350 kilosNitrato de calcio 15.5 N – 26 CaO 200 kilosNitrato de magnesio 11 N – 16 MgO 250 kilosNitrato de potasio 13,5 N – 46 K2O 120 kilosSulfato de amonio 21 N – 22 S 120 kilosSulfato de magnesio 16 MgO – 13 S 100 kilosSulfato de Potasio 50 K2O – 18 S 100 kilosUrea 46 N 350 kilos

Fertilizantes solubles con su respectiva concentración y disolución máxima aconsejables para la preparación de las soluciones madres

Cambio de la temperatura con la disolución de fertilizantes

Por ejemplo, en condiciones de campo, lleva 4 minutos para disolver completamente el KCL para obtener una solucion de 14% KCl, y la temperatura

baja de 10 oC a 4 oC

0 10 20 30 40 502

4

6

8

10

12

Time (min)

Tem

pera

ture

(o C

)

KCl

K2SO4

KNO3

(Elam et al, 1995)

saturation, 10°c , 100 rpm 80%

La mayoría de los fertilizantes sólidos absorben calor del agua al ser disueltos, bajando así la temperatura de la solución (reaccion endotermica)

Compatibilidad de los fertilizantes

Efecto de la fertirrigación con varias fuentes de N sobre el pH del suelo a diferentes profundidad del suelo (Haynes, citado por Vidal, 2019)

Prof. (cm) Testigo Nitrato de Ca Sulfato de Amonio Urea

0-5 5,8 6,3 4,8 5,05-10 5,9 5,8 4,9 5,110-20 5,8 5,9 5,2 5,320-30 5,7 5,7 5,6 5,330-40 5,7 5,8 5,7 5,540-50 5,7 5,7 5,7 5,6

NO3- Efecto alcalinoNH4+ Efecto ácidoUrea Efecto ácido

Ejemplo de cambio de pH desde solución madre hasta salida emisor

pH 7,2pH 2,5

50 m3/h

0,5 m3/hpH 6,4

pH 6,7

Salida emisor

Solución suelo

Ac.fosfóricoNitrato de KMicrosUrea

CE (dS/m) generada por los principales fertilizantes en agua destilada.

0,5 g/LNitrato de Amonio 0,85Nitrato de Ca 0,605Sulfato de Amonio 1,031Urea 0,001Fosfato Monoamónico 0,455Fosfato Monopotásico 0,375Cloruro de Potasio 0,946Nitrato de Potasio 0,693Nitrato de Magnesio 0,448Sulfato de Magnesio 0,410Sulfato de Potasio 0,880Sal Común (referencia) 1,003

Conociendo la salinidad del agua y la cantidad de sales que tolera el cultivo se puede calcular la cantidad máxima de fertilizante que se puede incorporar en cada riego, con la siguiente expresión:

CMF (kg/ha) = Q x (CEm – CEar) x 0,64

Dónde: CMF = Cantidad máxima de fertilizante (kg/ha)Q = Cantidad de agua aplicada en el riego (m3/ha)CEm = Conductividad eléctrica máxima de sales tolerable por el cultivo (dS/m).CEar = Conductividad eléctrica del agua de riego (dS/m)

Fertilizantes y Salinidad

100% 80% 60% 40%

100% 80% 60% 40%

Calidad agua de riegoCalidad de

Agua de Riego

Formas de Calcio y Fósforo en función del pH

Absorción relativa de boro en función del pH de la solución. Absorción a pH 6 = 100% (Adaptado por kasfkafi & Tarchitzky, 2012)

45

Arándano con deficiencias de micros por alto pH

• Se debe acidificar para obtener una mayor disponibilidad de nutrientes (5.5-6.0), prevenir o eliminar obturaciones (químicas o biológicas)

Riesgo de formación de precipitados� pH superior a 7,0� Dureza mayor 30� Niveles de Fe y Mn superior a 1,5 ppm.

pH del Agua

HCO3- (meq/L)

Óptimo pH se alcanza en el rango de 0,5 a 1,0 meq/L de HCO3-

Relación entre pH y Bicarbonato (HCO3-)

BicarbonatoHCO3

Acido sulfúrico

Agua

CO2

sulfato

CO2

Agua

H+

H+

Acido carbónicoH2CO3 inestable

BicarbonatoHCO3

REACCION

REACCION

FORMACION

LIBERACION

LIBERACION

LIBERACION

LIBERACION

Aplicación de ácido para neutralizar los bicarbonatos

Volumen de Ácido por m3 agua de riego

Productor A = 1,42 meq/L HCO3-pH 9,3

Productor B = 6,2 meq/L HCO3-pH 8,3

Para llegar a pH 5,8 el productor B necesita más de 4 veces mas acido que el productor A

Neutralización agua riego

Para bajar el pH a 5.5 -6.0 hay que dejar en el agua 0.5-1.0 meq/l de Bicarbonato (HCO3)

Para neutralizar un meq/l de HCO3 se requiere :

■ Acido sulfúrico, H2SO4 , 27 ml/m3

■ Acido Fosfórico H3PO4 68 ml/m3

■ Acido Nítrico HNO3 78 ml/m3

* Tomar en cuenta el efecto de los fertilizantes

Dosis de ácido

Preparación del tanque de ácido

Quemador de Azufre

Preparación soluciones madres

Ejemplo preparación solución fertilizante

80 ppm N(5,7 meq/l)

240 L/H

5000 L

¿Cuántos kilos de NITRATO DE AMONIO (33% N) debo disolver en el estanque de 5000 L?

120.000 L/H

FD = 120.000/240 =500

Preparación de la solución fertilizante

• Peso de mezcla fertilizante a disolver en estanque

C = F x FD x N x 100 A

C = Peso de la mezcla de fertilizante en estanque (gramos).F = concentración deseada del nutriente en el agua de riego (g/m3)FD = factor de dilución= caudal sist. Riego/caudal de inyecciónN = Volumen de estanque (m3)A = porcentaje del nutriente en el fertilizante

• Peso de mezcla fertilizante a disolver en estanque

C = 80 x 500 x 5 x 100 = 606.060 g 33

C = Peso de la mezcla de fertilizante en estanque (gramos).F = concentración deseada del nutriente en el agua de riego (g/m3)FD = factor de dilución= caudal sist. Riego/caudal de inyecciónN = Volumen de estanque (m3)A = porcentaje del nutriente en el fertilizante

606 kg

Preparación de la solución fertilizante

Monitoreo del fertirriegoCalidad agua de riegoMonitoreo del

Fertirriego

A Foliar

Sol +60

Sol 30-60

Sol 0-30

Salida gotero

Ca, etc

KPNCEpHMONITOREO NUTRICIONAL

Forma de trabajo…

Su uso nos permite:

● Verificar las dosis de aplicación. ● Contenidos de nutrientes bulbo a

diferentes profundidades.● Tipo y cantidad de fertilizantes más

adecuados a utilizar.● Evitar y corregir desequilibrios.● Evitar lavado de fertilizantes en el perfil● Necesidades de acidificación agua de riego● Optimizar la nutrición en periodos menores

a 10 días.

● Para una agricultura de alta tecnología, preferir el método de Fertilización Proporcional o Solución Nutritiva Óptima

● No exceder la capacidad de almacenamiento de agua del perfil de suelo: Tiempo de riego constante, Frecuencia de riego flexible

● No aplicar programas generales (recetas) de fertilización. Cada productor tiene diferentes calidades de suelos, aguas, niveles productivos, etc.

● Es fundamental llevar un sistema de monitoreo (suelo, foliar) para potenciar rendimiento, calidad y rentabilidad.

Consideraciones Finales

Kilimo

Riego con Big Data

¿Cómo funciona el sistema?

¿Cómo funciona el sistema?

ModisLandsat SentinelPlanet

Coeficiente del cultivo

(KC)

(NDVI) índice de vegetación de diferencia normalizada

● Indicador de la biomasa fotosintéticamente activa● Permite detectar anomalías en la vegetación (estrés hídrico,

enfermedades, defoliaciones, etc)● Correlación con kc

Imágenes Satelitales

¿Cómo funciona el sistema?

Ecuación de Penman-Monteith

¿Cómo funciona el sistema?

● Sectores a monitorear ● Caracterización de suelos ● Profundidad del Balance ● Sistema de riego, eficiencia.● Estrategia de riego.

¿Cómo se ve Kilimo?

¿Cómo se ve Kilimo?

Balance Hídrico- Umbral

Recomendaciones

Carga de Riegos y Lluvias

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