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DR. ARMANDO TASISTRODIRECTOR, MÉXICO Y AMÉRICA CENTRAL
LOS 4 REQUISITOS
PARA UNA NUTRICIÓN VEGETAL ADECUADA
Fuente Dosi
sTiempo
Lugar
4R
atasistro@ipni.net
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
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pre
ss.c
om
blo
gs.
ore
gonst
ate
.ed
u
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
¿Podemos mejorar esto…
… sólo a base de esto?
ww
w.f
da.g
ovh
ttp://w
ww
.elm
und
oto
day.co
m
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
Dosis
¿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)
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
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(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
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
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125
150
PF
PN
(kg maize grain/kg N
)
0
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100
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(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
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
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PF
PN
(kg maize grain/kg N
)
0
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(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
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
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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
¿Qué pregunta contesta?
¿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
cantidad denutriente aplicada
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
¿Qué pregunta contesta?
¿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
¿Qué pregunta contesta?
¿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
¿Qué pregunta contesta?
¿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
cantidad denutriente aplicada
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
¿Qué pregunta contesta?
¿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)
Lugar
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 - P
MAÍZ - K
MAÍZ - K
¡Gracias!
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