fertirriego del cultivo de tomate
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Estación Experimental de Cultivos Tropicales Yuto Ruta Nac. 34. Km 1286. El Bananal. Yuto. Jujuy Tel/Fax: 0388 - 4249600 [email protected]
FERTIRRIEGO DEL CULTIVO DE TOMATE
Ing. Agr. M.Sc. Victor Alfredo Mollinedo
Ing. Agr. Arnaldo Cristian TAPIA
ESTACIÓN EXPERIMENTAL DE CULTIVOS TROPICALES YUTO
INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGÍA AGROPECUARIA
I.N.T.A
Publicado en: FERTILIZACIÓN DE CULTIVOS Y PAS-TURAS. MELGAR, R. y M. DÍAZ ZORITA. 2° Edición ampliada y actualizada, 2008. Editorial Hemisferio
Sur. 569 pp. INDICE DE CONTENIDO
Bibliografía...............................................................................................................35
Cálculo de las soluciones fertilizantes..................................................................27
Estación Experimental de Cultivos Tropicales Yuto Ruta Nac. 34. Km 1286. El Bananal. Yuto. Jujuy Tel/Fax: 0388 - 4249600 [email protected]
Introducción...............................................................................................................1
Requerimientos Edafoclimáticos.............................................................................2
El Fertirriego ..............................................................................................................4
El Agua.......................................................................................................................5
El Riego......................................................................................................................8
Los Nutrientes .........................................................................................................10
Sinergismo y Antagonismo entre iones. ...............................................................15
Tasa de absorción de los nutrientes .....................................................................16
Relaciones iónicas ..................................................................................................18
El caso del Calcio....................................................................................................19
El Suelo ....................................................................................................................20
Los Fertilizantes ......................................................................................................22
Solución Fertilizante Ideal. .....................................................................................25
Monitoreo Del Fertiriego. ........................................................................................33
Instrumentos de medición......................................................................................34
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"La tierra concibe por el sol y de él queda preñada, dando a
luz todos los años" (Copérnico)
INTRODUCCIÓN
El tomate es la hortaliza más difundida en todo el mundo y la de mayor valor económico. Su demanda aumenta continua-mente y con ella su cultivo, producción y comercio. El incre-mento anual de la producción en los últimos años se debe principalmente al aumento en el rendimiento y en menor pro-porción al aumento de la superficie cultivada.
El tomate en fresco se consume principalmente en ensala-das, cocido o frito. En mucha menor escala se utiliza como encurtido.
Tabla 1: Producción de tomate en diferentes países para el
año 2002.
País Producción de tomate año 2002 (toneladas)
China 25.466.211 Estados Unidos 10.250.000
Turquía 9.000.000 India 8.500.000 Italia 7.000.000 Egipto 6.328.720 España 3.600.000 Brasil 3.518.163
Rep. Islámica de Irán 3.000.000 México 2.100.000 Grecia 2.000.000
Federación de Rusia 1.950.000 Chile 1.200.000
Portugal 1.132.000 Ucrania 1.100.000
Uzbekistán 1.000.000 Marruecos 881.000 Nigeria 879.000 Francia 870.000 Túnez 850.000 Argelia 800.000 Japón 797.600
Argentina 700.000 Fuente: F.A.O.
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REQUERIMIENTOS EDAFOCLIMÁTICOS
El manejo racional de los factores climáticos en forma conjunta es fundamental para el funcionamiento adecuado del cultivo, ya que todos se encuentran estrechamente relaciona-dos y la actuación sobre uno de estos incide sobre el resto.
Temperatura: El tomate es menos exigente en temperatura que la berenjena y el pimiento. La temperatura óptima de desarrollo oscila entre 20 y 30ºC durante el día y entre 10 y 17ºC durante la noche; temperaturas superiores a los 30-35ºC afectan la fructificación (por mal desarrollo de óvulos), el desarrollo de la planta en general y del sis-tema radicular en particular. Temperaturas inferiores a 12-15ºC también originan problemas en el desarrollo de la planta. A temperaturas superiores a 25ºC e inferiores a 12ºC la fecundación es defectuosa o nula. La maduración del fruto está muy influida por la temperatura en lo refe-rente tanto a la precocidad como a la coloración, de forma que valores cercanos a los 10ºC así como superiores a los 30ºC originan tonalidades amarillentas. No obstante, los valores de temperatura descritos son meramente indicati-vos, debiendo tener en cuenta las interacciones de la tem-peratura con el resto de los parámetros climáticos.
Humedad: la humedad relativa óptima oscila entre un 60% y un 80%. Humedades relativas muy elevadas favorecen el de-sarrollo de enfermedades aéreas, el agrietamiento del fru-to, y dificultan la fecundación debido a que el polen se compacta, abortando parte de las flores. El rajado del fruto igualmente puede tener su origen en un exceso de humedad edáfica o riego abundante tras un período de es-trés hídrico. También una humedad relativa baja dificulta la fijación del polen al estigma de la flor.
Luminosidad: valores reducidos de luminosidad pueden inci-dir de forma negativa sobre los procesos de floración y fecundación, así como en el desarrollo vegetativo de la planta. En los momentos críticos durante el período vege-tativo resulta crucial la interrelación existente entre la temperatura diurna y nocturna, y la luminosidad.
Suelo: El cultivo del tomate se adapta bien a cualquier tipo de suelo, aunque prefiere los suelos fértiles, ricos en materia orgánica. En cuanto al pH, los suelos pueden ser desde ligeramente ácidos hasta ligeramente alcalinos. El pH ideal está entre 6 y 7,5, niveles de pH más elevados pueden producir deficiencias en la absorción de microele-mentos, con la consecuente reducción de producción y cali-
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dad. En suelos con estas condiciones es importante aplicar abonos que no incrementen el pH y que incluso, en la medi-da de lo posible, lo disminuyan. El tomate es la especie cultivada en invernadero que mejor tolera las condiciones de salinidad tanto del suelo como del agua de riego. Una salinidad de 5,3 mS/cm produce una reducción del rendi-miento del 50 %. La planta de tomate es sensible a la as-fixia radicular, por lo que hay que evitar el encharca-miento del suelo. Principalmente en suelos pesados es con-veniente mejorar el drenaje con labores profundas, reali-zar turnos de riego muy escasos y de caudal ligero, ante todo en planta joven, más o menos hasta el cuajado del primer racimo de flores. En estas condiciones lo más reco-mendable en los cultivos de tomate con instalación de fer-tirrigación, es retrasar el inicio de la fertirrigación de tres a seis semanas. Los nutrientes necesarios hasta este momento se pueden aportar como abonado de fondo. Este abo-nado permite independizar la fertilización del riego ya que proporciona nutrientes al suelo durante más de 2 meses por lo que permite dilatar el periodo de tiempo sin ferti-rrigar hasta el momento que se considere oportuno.
Fertilización carbónica: Si bien en Argentina no se prac-tica la fertilización con CO2, esta es una práctica que se encuentra en amplia adopción en producciones de altos ren-dimientos y con alta tecnología. La aportación de CO2 per-mite compensar el consumo de las plantas y garantiza el mantenimiento de una concentración superior a la media en la atmósfera del invernadero; así la fotosíntesis se esti-mula y se acelera el crecimiento de las plantas. Para va-lorar las necesidades de CO2 de los cultivos en invernadero necesitamos realizar, en los diversos periodos del año, un balance de las pérdidas derivadas de la absorción por par-te de las plantas, las renovaciones de aire hechas en el invernadero y las aportaciones proporcionadas por el suelo a la atmósfera del mismo. Del enriquecimiento con CO2 del invernadero depende la calidad, la productividad y la pre-cocidad de los cultivos. Hay que tener presente que un ex-ceso de CO2 produce daños debidos al cierre de los estomas, que cesan la fotosíntesis y pueden originar quemaduras. En el cultivo del tomate las cantidades óptimas de CO2 son de 700-800 ppm. En cuanto a los rendimientos netos dan incre-mentos del 15-25% en función del tipo de invernadero, el sistema de control climático, etc.
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EL FERTIRRIEGO
El riego y la fertilización son los factores más impor-tantes de manejo por medio de los cuales se puede controlar el desarrollo de la planta, el rendimiento y calidad de los frutos. La introducción del sistema de riego por goteo y la fertirrigación abren nuevas posibilidades para controlar el agua y el abastecimiento de nutrientes a los cultivos, mante-niéndose con ello la concentración y distribución deseada de iones y agua en el suelo.
Se conoce como fertirrigación (o fertigación) a la técni-ca de aplicar fertilizantes en los sistemas de riego presuri-zado, lo cual permite una dosificación racional en función de la demanda del cultivo, características de suelo y agua, y condiciones ambientales específicas. También permite hacer frente a los problemas de contaminación que se pueden origi-nar por un exceso transitorio de fertilizantes en el suelo (Cadahia, 1998).
El manejo racional de la nutrición de los cultivos exige un dominio de los principios fisiológicos y edáficos de la nutrición y de los aspectos relativos a los sistemas de pro-ducción (Etchevers, 1997; Castellanos, 1997).
La mejora del control bajo el sistema de riego por goteo comparado con el de aspersión y la fertilización al suelo es debido a diferentes factores: • Aplicación adecuada y uniforme bajo diferentes circuns-
tancias • Aplicación de nutrientes solamente en la zona humedecida,
donde se encuentran concentradas las raíces más activas • Facilidad de adaptación de cantidades y concentraciones
de nutrientes específicos para el requerimiento del cul-tivo de acuerdo al estado fenológico y condiciones climá-ticas
• El follaje del cultivo se mantiene seco, retardando con ello el desarrollo de patógenos y evitando quemaduras de las hojas
• Uso conveniente de fertilizantes compuestos solubles y fertilizantes líquidos balanceados con cantidades peque-ñas de elementos menores los cuales son de otra forma muy difícil a aplicar adecuadamente en el campo. Para explotar al máximo las ventajas ofrecidas por los
sistemas de fertirrigación, se deben conocer dos factores que definen la cantidad de nutrientes necesarios por la planta. 1. Tasa de consumo hídrico diario óptimo durante el ciclo del
cultivo lo que facilita que no se inhiba el proceso foto-
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sintético por las plantas. La evapotranspiración depende de las condiciones meteorológicas, características de la planta, características del agua de riego y de la solución fertilizante, y de algunas prácticas de manejo como ser la utilización o no de acolchado en el suelo, sombreado del cultivo, humidificación del ambiente dentro del invernade-ro, etc.
2. La tasa de producción de materia seca y la concentración óptima de nutrientes en los tejidos definen en forma con-junta la tasa de consumo diario de nutrientes durante el período de crecimiento que resulta en el máximo rendimien-to y calidad del producto. Tal función determina la mínima tasa de aplicación diaria de un determinado nutriente que es requerido para mantener una concentración estable en el suelo. Las dosis actuales de fertilización deben conside-rar el uso eficiente de fertilizantes por las plantas. Ba-jo buenas condiciones de manejo la eficiencia en el uso de los fertilizantes debería superar el 80%. Es importante destacar que el consumo diario de nutrientes está definido por el tipo y la variedad seleccionada. Así por ejemplo no es lo mismo el comportamiento de un cultivo de tomate de crecimiento determinado que otro de crecimiento indetermi-nado; o el de un tomate redondo con respecto a un tipo “cherry”; incluso deben considerarse dentro de un mismo tipo los requerimientos de cada variedad.
EL AGUA
El agua constituye entre el 80 y el 90% del peso de los tejidos vegetales y es vehículo fundamental para la circula-ción de todos los elementos nutritivos en el organismo de la planta. El consumo de agua, que es la sumatoria del agua de los tejidos más el agua que circula por la planta y es reci-clada a la atmósfera en forma de vapor, llega a sumar entre 350 y 750 l por cada kilo de materia seca que produce la planta.
Calidad química del agua de riego Los parámetros fundamentales de calidad del agua de riego
son: su acidez o alcalinidad (valorada por su pH); el conte-nido total de sales (medido por la conductividad eléctrica CE); el contenido en sodio y cloruros; la presencia de meta-les pesados; y la concentración de microorganismos.
Los problemas de calidad química suelen ser menos visto-sos pero son, normalmente los más perjudiciales. Estos pro-blemas están asociados a:
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pH: el pH es una medida de la concentración de iones H+ en el agua. El pH afecta la solubilidad de las diferentes sa-les disueltas en ella. A medida que aumentan los iones bi-carbonato y disminuye el H+, el pH del agua también aumenta y se producen precipitaciones de sales de magnesio, cal-cio, sodio y potasio y bloqueo de nutrientes.
Salinidad: Evalúa el riesgo de que el efecto osmótico cau-se disminución de rendimiento en los cultivos. La concen-tración de sales disueltas en el agua, la cual se mide in-directamente por la vía de la conductividad eléctrica (C.E.) se expresa en mS/cm que es lo mismo que mmhos/cm. Mientras más alto es el valor de C.E., más sales disueltas contiene el agua (1 mS/cm equivale a 700-800 mg/l de sa-les, dependiendo de las características de cada sal). Si el valor de CE es elevado, el agua puede salinizar el sue-lo o sustrato y perjudicar la producción.
Sodicidad: Analiza el riesgo del deterioro de la estructu-ra de los suelos por efecto del Na+. La permeabilidad del suelo o sustrato influye notablemente en la definición de la calidad del agua, por lo que es necesario considerar el suelo para conocer el riesgo de salinidad y de sodio que corresponde a cada agua de riego. Se recomienda considerar el análisis del suelo y prever la interacción con el agua de riego que, en definitiva, determinará la nutrición de la planta.
Toxicidad: Estudia el peligro de que algunos iones produz-can efecto negativo sobre el cultivo. Por ej Na+, Cl- y B-.
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Tabla 2: Directrices para interpretar calidad de agua de rie-go (FAO; Riego y Drenaje)
Índice de referencia Problema Unidades Nulo Ligero Severo
Salinidad (Ecw) mS/cm < 0,7 0,7 - 3,0 > 3,0
Permeabilidad
Ecw mS/cm > 0,5 0,5 - 0,2 < 0,2
Adj. RAS < 6 6,0 - 9,0 > 9,0
Toxicidad iónica Sodio (riego aspersión) adj. RAS < 3 3,0 - 9,0 > 9,0 Cloruro (rieso aspersión) meq/l < 4 4,0 -
10,0 > 10,0
Boro meq/l < 0,7 0,7 - 2,0 > 2,0
Bicarbonatos (aspersión) mg/l < 1,5 1,5 - 8,5 > 8,5
pH Gama normal 6,5 - 8,2
Las diferentes sales que contiene el agua afectan la nu-trición de los cultivos y la solubilidad de los nutrientes que se inyectan a través del agua.
En el caso de los bicarbonatos, estos aumentan el pH, con la consecuente problemática sobre los nutrientes en especial calcio, hierro, magnesio, manganeso, cobre y zinc.
Cuando la cantidad de Bicarbonatos y sales del agua impi-de el normal uso de los nutrientes, generando elevado pH y alta alcalinidad, se debe acidular el agua. Esto es válido también cuando se usan fertilizantes foliares y agroquímicos y existe el mismo problema de aguas duras.
La calidad del agua de acuerdo a la concentración de car-bonatos es la siguiente:
Tabla 3: Calidad del agua de riego Conc. de Bicarbonato en
el agua de riego Clasificación del agua Tipo de manejo del agua Tipo de manejo del ferti-
lizante 0–2 meq/l
(0-120 ppm) Agua blanda Sin restricción Sin restricción
2 – 3 meq/l (120-180 ppm)
Agua semi dura Probable uso de ácidos si el pH es mayor a 7,5
Preferir fertilizatnes de reacción ácida en mezcla con los de reacción neutra
y alcalina 3-4 meq/l
(180-250 ppm) Agua dura Se debe usar ácidos en el
agua de riego y llevar el pH cerca de 7
Principalmente fertilizan-tes de reacción ácida en
mezcla con fertilizantes de reacción neutra
>4 meq/l (>250 ppm)
Agua muy dura Acidular el agua siempre Idem anteriior
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EL RIEGO
El establecimiento del momento y volumen de riego vendrá dado básicamente por los siguientes parámetros:
Tensión del agua en el suelo (tensión mátrica), que se de-termina mediante un manejo adecuado de tensiómetros, sien-do conveniente regar antes de alcanzar los 20-30 centiba-res.
Tipo de suelo (capacidad de campo, porcentaje de satura-ción).
Evapotranspiración del cultivo.
Eficacia de riego (uniformidad de caudal de los goteros).
Calidad del agua de riego (a peor calidad, mayores son los volúmenes de agua, ya que es necesario desplazar el frente de sales del bulbo de humedad).
Métodos De Programación De Riego. La programación del riego es un conjunto de procedimien-
tos técnicos desarrollados para predecir cuánto y cuando re-gar.
Existen distintos métodos de programación del riego, la gran mayoría se basa en los siguientes aspectos:
Métodos basados en el contenido de agua del suelo. El agua de riego se almacena en el suelo, como en un de-
pósito, para luego ser usada por las plantas. El agua almace-nada en el suelo y que puede utilizada por el cultivo (agua total disponible), es la diferencia entre la cantidad de agua almacenada a capacidad de campo y punto de marchitez perma-nente (Allen et al; 1998).
Los sensores que miden el contenido de agua en el suelo permiten conocer cómo el cultivo va extrayendo el agua del suelo, de forma que el riego puede programarse para mantener el contenido de agua en el suelo entre dos niveles de hume-dad. El límite superior es fijado para evitar drenajes, y la pérdida de fertilizantes, y el límite inferior representaría el punto a partir del cual el cultivo sufre estrés hídrico.
Los sensores más utilizados para medir el contenido de agua del suelo son:
• Tensiómetros. • Watermark • TDR (Time domain Reflectometry). • EnviroScan.
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• Sbib (Self Balance Impedance Bridge). Métodos basados en el estado hídrico del cultivo.
Estos métodos incluyen técnicas que miden directamente las pérdidas de agua de una parte de la planta o de un grupo de plantas, o miden características relevantes de las plan-tas, que facilitan la estimación de la transpiración. La electrónica ha facilitado la implementación de la medición del estado hídrico del cultivo y su adecuación a una progra-mación del riego.
Los sensores más utilizados para medir el estado hídrico son:
• Sensores de diámetro de fruto. • Sensores de diámetro del tallo. • Sensores de flujo de savia.
Métodos basados en parámetros climáticos. Estos métodos se basan en el uso de parámetros climáti-
cos, que a partir de expresiones matemáticas permiten estimar el volumen de agua consumido por el cultivo. La información que proporcionan los sensores climáticos no puede utilizarse directamente en la gestión del riego y exige que previamente se establezcan relaciones entre el consumo de agua del culti-vo, los parámetros climáticos y el estado de desarrollo del cultivo.
El método más empleado para estimar el consumo de agua de los cultivos es el recomendado por la FAO (Doorenbos y Priutt).
ETc = Kc * ET0 Kc = Coeficiente de cultivo, dependiente de factores cli-
máticas, tipo de cultivo, momento de transplante, duración del ciclo, y en especial de la fase de crecimiento (Fereres, 1981; Doorenbos y Pruitt, 1986).
ET0 = evapotranspiración de referencia Existen en el mercado y disponible para los productores
una serie de softwares, para calcular las necesidades de rie-go de los cultivos a partir de datos climáticos, como el USDA (Jensen,1969), CIMIS (Zinder, 1985), CROPWAT(,Smith, 1992).
Actualmente se comercializan estaciones meteorológicas que cuentan con un software que permite la determinación de las necesidades de cultivo (Groweather, Methos, etc).
Modelo del tanque evaporimétrico tipo “A”.
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El modelo FAO-Tanque permite cálculos bastante precisos en invernaderos, pero tiene el inconveniente de que requiere datos de humedad relativa, velocidad del viento, y cobertura vegetal. Para el cálculo de ETo, se necesita ajustar con un coeficiente de tanque (Ktan).
Modelo de FAO-radiación. Este modelo requiere datos medidos de radiación solar,
temperatura y un conocimiento general de la humedad relativa y la velocidad del viento.
Se establece que existe una relación lineal entre ETo y la radiación solar con el día del año, eliminando así el efecto de la temperatura y simplificando de esta forma el mo-delo FAO-Radiación.
Modelo de Penmam-FAO. Este modelo requiere de datos de radiación solar, tempe-
ratura, velocidad del viento y humedad relativa.
Coeficientes de cultivo. El coeficiente de cultivo (Kc) integra los efectos de
tres características primarias que diferencian un cultivo de una pradera de gramíneas; altura del cultivo, resistencia, y albedo de la superficie suelo-cultivo (Jensen et al, 1990). Los valores de Kc dependen del cultivo y del manejo. Aunque existen Kc estimados para los diferentes cultivos (Doorenbos y Pruit, 1977), los mismos deben ser verificados según las zonas de cultivo. Los cultivos de porte alto (tomate, chau-cha, pimiento de invernadero, pepino y melón) tienen valores más altos de Kc, con respecto a aquellos cultivos de porte bajo.
Trabajos realizados en Almería (Fernández, et al.2001), establecen que para cultivos de ciclo largo (tomate, pimiento y berenjena), cuyo ciclo se inicia en el verano y finaliza en primavera, pueden presentar valores de 0,2, luego 1,3 y des-cender hasta 0,9 en el momento de temperaturas bajas, para luego mantenerse constante hasta la finalización del ciclo productivo.
LOS NUTRIENTES
Funciones de los nutrientes en las plantas
Nitrógeno (N) Es el mineral más importante en la nutrición de las plan-
tas. Es fundamental en el crecimiento y producción. Forma parte de todas las proteínas, de la clorofila que da el color verde a las plantas y de muchas enzimas.
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Síntomas de deficiencias: se detiene la producción de clorofila, que deriva en un amarillamiento general (cloro-sis). Los síntomas se inician en las hojas más viejas y luego en tallos y frutos.
Excesos y toxicidad: una alta disponibilidad de nitróge-no, en especial si un cultivo es bien regado, estimula un crecimiento vegetativo muy vigoroso y disminuye la produc-ción. Cuando se aplican dosis de fertilizantes nitrogenados muy altas se produce toxicidad rápidamente: las hojas apare-cen quemadas en el borde y entre las nervaduras, y antes de secarse el tejido se pone fláccido como si estuviera cocido. Además cantidades excesivas de nitrógeno causan un desbalance en la planta, que la predispone al ataque de enfermedades bacterianas.
Fósforo (P) Funciones: participa en la acumulación y transferencia de
energía; estimula la brotación de los meristemas de toda la planta, en especial de raíces; promueve la formación de semi-llas y aporta energía durante la fotosíntesis y transporte de carbohidratos.
Síntomas de deficiencia: las hojas toman un color verde oscuro a gris, en algunos casos rojizos y los tallos son más cortos. Las venas se tornan rojizas y púrpuras. En general el crecimiento es menor y producen menos raíces, yemas, hojas, flores y frutos.
Potasio (K) Funciones: es el nutriente más importante en la nutri-
ción, tanto en cantidad como en calidad de la producción. Tiene tres funciones claves en las plantas: a) en la activa-ción de más de 60 complejos enzimáticos; b) en la regulación de la apertura y cierre de los estomas, por lo que contribuye a la economía de agua y c) en el transporte de carbohidratos desde las hojas a los frutos y en la síntesis de proteínas.
Síntomas de deficiencia: la planta luce marchita. Las hojas más viejas se ponen amarillas en los bordes y pueden ondularse hacia arriba. Disminuye la producción de flores y frutos. Los frutos pierden consistencia, tienen menor calibre y menor resistencia mecánica.
Azufre (S) Función: participa en la síntesis de aminoácidos azufra-
dos. Es muy importante en crucíferas (repollo, coliflores, etc.) y leguminosas (alfalfa, porotos, lentejas, etc.). Es vital en la formación de los haces vasculares (vasos conduc-tores de la savia): xilema y floema.
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Síntomas de deficiencia: la planta queda chica y amarilla (clorosis), porque tiende a acumular nitrógeno no proteico en forma de nitrito (NH2-) y nitrato (NO3-). La clorosis es simi-lar a la falta de nitrógeno.
Calcio (Ca) Función: nutriente esencial en la cementación (unión) de
las células a través de los pectatos de calcio. Ayuda a la estructura y a la permeabilidad de las membranas celulares y a la división y elongación celular. Es de baja movilidad en el xilema (conductor de savia bruta, es decir de agua y nu-trientes) y aún menor en el floema (conductor de savia elabo-rada). En el suelo es de baja movilidad y de baja absorción por los cultivos.
Síntomas de deficiencia: muerte de ápices de raíz y hojas, especialmente de hojas nuevas, las que se caen. Los tallos se debilitan, las frutas sufren desórdenes (blossom end rot).
Magnesio (Mg) Función: la más importante es que forma parte de la molé-
cula de clorofila, por lo que participa activamente en la fo-tosíntesis. También interviene en la síntesis de xantofilas y caroteno. Interviene además en la síntesis de varias enzimas, en especial en las que activan el metabolismo de carbohidra-tos y proteínas. Contribuye además a mantener la turgencia de las células.
Síntomas de deficiencia: en las hojas viejas se inicia un amarillamiento entre las venas. En etapas avanzadas las venas también se ponen amarillas. Las hojas se tornan café y mue-ren. El exceso de calcio, amonio y potasio pueden causar de-ficiencias de magnesio. También la presencia de carbonatos en suelos y agua.
Zinc (Zn) Función: activador enzimático que participa en la sínte-
sis de triptofano, aminoácido precursor del ácido indol-acético, hormona del grupo de las auxinas, vital en el creci-miento de brotes, hojas y frutos.
Síntomas de deficiencia: acortamiento de entrenudos, hojas arrosetadas y chicas, áreas de las hojas muy claras, casi blancas, entre las venas, en especial en hojas viejas, las cuales se caen. Los frutos quedan chicos y también caen.
Hierro (Fe) Función: sus funciones principales tienen que ver con el
rol que juega en la síntesis de clorofila en la respiración y
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en el metabolismo del nitrógeno. Es inmóvil en la planta, es-pecialmente en las hojas.
Síntomas de deficiencia: debido a su inmovilidad, su de-ficiencia genera clorosis que se inicia en las hojas nuevas. En general mientras más alto sea el pH del suelo o del agua, la probabilidad de deficiencia es mayor, especialmente sobre pH 7,5.
Cobre (Cu) Función: es un activador y cofactor enzimático. Posee una
gran afinidad para activar algunas enzimas que intervienen en la elaboración de lignina.
Síntomas de deficiencia: se presenta daño en el ápice de las hojas nuevas, que crecen achaparradas. Las deficiencias son mayores en suelos de pH altos. Cuando la deficiencia es grave, los síntomas son similares a la falta de potasio.
Manganeso (Mn) Función: esencialmente es un activador de enzimas que in-
tervienen en la fotosíntesis, la respiración y el metabolismo del nitrógeno. También ejerce una función reguladora sobre la permeabilidad de la membrana celular.
Síntomas de deficiencia: es un elemento poco móvil en la planta, por lo que los primeros síntomas de deficiencia se presentan en las hojas nuevas. Se produce una clorosis inter-venal. En suelos ácidos aumenta su solubilidad, y puede pro-vocar toxicidad, especialmente en leguminosas.
Cloro (Cl) Función: es un agente osmótico que ayuda a mantener el
turgor celular de la planta. Participa en la evolución del nitrógeno en la fotosíntesis.
Síntomas de deficiencia: clorosis en hojas nuevas. Las plantas se marchitan y toman un color plateado. Su déficit es poco frecuente, ya que las plantas lo requieren en muy poca cantidad y es muy soluble.
Toxicidad: niveles elevados de cloruros pueden causar toxicidad, la que se manifiesta en los bordes de las hojas como una quemadura. En algunas especies comienza en el ápice de las hojas y avanza hacia abajo generalmente por el borde. Estos síntomas pueden ser confundidos con los de deficiencia de potasio, toxicidad de boro y toxicidad por fertilizantes nitrogenados aplicados en exceso.
Boro (B) Función: agiliza la germinación del polen y el posterior
desarrollo del tubo polínico por lo que es determinante en la producción. Interviene en la absorción y metabolismo de los
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cationes, especialmente del calcio, en la formación de las pectinas de las paredes celulares, en la síntesis de ácidos nucleicos y en el transporte de carbohidratos en el floema. También participa en los procesos de división y elongación celular en los puntos de alta actividad metabólica (ápices de brotes y de raíces).
Síntomas de deficiencia: por su baja movilidad, los sín-tomas aparecen primero en las hojas nuevas, las cuales quedan pequeñas y deformes, descoloridas y bronceadas. Los brotes nuevos crecen achaparrados y los entrenudos se alargan. Los riegos insuficientes, el exceso de calcio en el suelo o en la fertilización pueden gatillar la deficiencia de boro en los cultivos (tomate, manzano, remolacha).
Toxicidad: los síntomas de toxicidad de boro son simila-res a los que provoca el exceso de cloruros, la deficiencia de potasio e incluso del mismo boro. Los signos más caracte-rísticos son una clorosis intervenal y una necrosis en todo el borde de las hojas. En vid y kiwi se presenta este último síntoma y a veces aparece en la lámina como puntos oscuros. Las hojas en crecimiento dejan de crecer por los bordes y se doblan hacia arriba o hacia abajo.
Molibdeno (Mo) Función: componente de la enzima nitrato reductasa, in-
terviene en el proceso de absorción de hierro. Síntomas de deficiencia: mala nodulación en leguminosas.
El follaje se vuelve azulino plateado.
Sodio (Na) Función: nutriente esencial en plantas halófilas que de-
ben acumular sales en los tejidos para mantener su turgencia. Es beneficioso en muchos cultivos.
Síntomas de deficiencia: la remolacha es una gran consu-midora de sodio, sobre 90 unidades en 70 toneladas. En prade-ras mejora la palatabilidad y calidad del forraje.
Silicio (Si) Función: componente enzimático de la pared celular. Está
asociado a la sanidad de la planta. Evita la toxicidad de mi-croelementos como hierro, aluminio y manganeso. Ayuda a tole-rar la sequía y participa en la conversión de carbohidratos.
Síntomas de deficiencia: las hojas se fraccionan y quedan necróticas en parte alta del follaje.
Sinergismo y Antagonismo entre iones. Entre iones se genera sinergismo (ayuda mutua) y antago-
nismos (inhibición mutua) que influyen en la absorción por las plantas. Los más importantes se indican en la tabla 4.
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En la competencia entre cationes, por lo general los ca-tiones de amonio (NH4+) y potasio (K+) son más hábiles que los de calcio (Ca+2) y magnesio (Mg+2). Sin embargo el antagonismo más importante es el que ejerce el catión NH4+ sobre los ca-tiones de Ca+2, Mg+2 y K+. Por este motivo, el uso masivo y desbalanceado de fertilizantes amoniacales, puede ser perni-cioso para los cultivos.
En los antagonismos entre aniones, el ión cloruro (Cl-), abundante en fertilizantes en forma de cloruro de potasio, afecta la absorción de iones tan relevantes para la nutri-ción, como el nitrato (NO3-), el fosfato (H2PO4-) y el sulfato (SO4-2). Aunque el cloro es esencial para las plantas, las cantidades requeridas son mucho menor y un exceso puede des-equilibrar la nutrición (Cadahía, 1988).
En este sentido cuando se va a elegir un fertilizante es necesario reconocer el rol que juega el ión acompañante del nutriente que se desea aplicar y la cantidad en que está pre-sente.
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Tabla 4: Sinergismo y antagonismo entre iones Sinergismo Catión Anión
Cationes y aniones que se ayudan mutuamente para entrar a las plantas.
K+ Mg+2 NH4+ Ca+2
NO3- NO3- NO3- NO3-
Antagonismo Catión Anión
Cationes y aniones que produ-cen precipitados insolubles por una alta afinidad de car-gas.
Ca+2 Ca+2 Mg+2 Zn+2 Ca+2
HPO4-2 SO4-2 SO4-2 HPO4-2 BO3-2
Catión Catión
Cationes que compiten entre si para entrar a la planta.
K+ Na+ NH4+ NH4+ NH4+ K+ Ca+2
Ca+2 Mg+2 K+ Ca+2 Mg+2 Mg+2 Mg+2
Anión Anión
Aniones que compiten entre si para entrar a la planta.
Cl- Cl- Cl- SO4-2
H2PO4- NO3- SO4-2 NO3-
Tasa de absorción de los nutrientes En cada etapa de su ciclo la planta de tomate tiene nece-
sidades nutritivas diferentes por lo que es necesario aplicar un abono que contenga las cantidades adecuadas y con la rela-ción de equilibrio requerida.
La absorción de nutrientes es muy baja en los primeros estadios de desarrollo, período que dura entre 45 y 60 días, hasta el cuajado del primer racimo, y en el que la planta ab-sorbe un 15 % del total de los nutrientes. A partir de ese momento y hasta el final del ciclo absorbe el restante 85 %, período que dura entre 90 y 105 días.
En la primera etapa es importante evitar la aplicación de cantidades demasiado elevadas de nutrientes (tanto de materia orgánica como de abonos nitrogenados) ya que puede conducir a un excesivo desarrollo vegetativo en detrimento de la produc-ción de fruto.
El nitrógeno es el elemento que más influye sobre el de-sarrollo vegetativo y productivo, y al mismo tiempo es el elemento de más difícil manejo, ya que en su forma más habi-tual en el suelo (nítrica) es muy susceptible de perderse por
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lavado a capas del suelo no alcanzables por las raíces, pu-diendo producirse pérdidas de hasta el 60%.
En cuanto a la nutrición, cabe destacar la importancia de la relación N:K a lo largo de todo el ciclo de cultivo, que suele ser de 1:1 desde el trasplante hasta la floración, cam-biando hasta 1:2 e incluso 1:3 durante el período de recolec-ción. En el cultivo del tomate en racimo el papel del potasio en la maduración del tomate es esencial, pudiéndose emplear en forma de nitrato potásico, sulfato potásico, fosfato mono-potásico o mediante quelatos.
El fósforo juega un papel relevante en las etapas de en-raizamiento y floración, ya que es determinante sobre la for-mación de raíces y sobre el tamaño de las flores. En ocasio-nes se abusa de él, buscando un acortamiento de entrenudos en las épocas tempranas en las que la planta tiende a ahilarse. Durante el invierno hay que aumentar el aporte de este ele-mento, así como de magnesio, para evitar fuertes carencias por enfriamiento del suelo.
El calcio es otro macroelemento fundamental en la nutri-ción del tomate para evitar la necrosis apical (blossom end rot), ocasionado normalmente por la carencia o bloqueo del calcio en terrenos generalmente salinos o por graves irregu-laridades en los riegos.
Entre los microelementos de mayor importancia en la nu-trición del tomate está el hierro, que juega un papel primor-dial en la coloración de los frutos, y en menor medida en cuanto a su empleo, se sitúan manganeso, zinc, boro y molib-deno.
La tasa de absorción diaria de nutrientes que resulta en un óptimo rendimiento y calidad del producto es especifico para cada cultivo y depende de las condiciones climáticas. A continuación se presenta en forma referencial la tasa de con-sumo óptimo de N, P y K vs función de tiempo para un cultivo de tomate en invernadero obtenida en condiciones óptimas (Ta-bla 5)
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Tabla 5: Consumo diario de N, P y K en un cultivo de tomate para consumo en fresco, bajo un sistema de riego por goteo, según el tiempo desde la emergencia (rendi-
miento = 127 t/ha). kg x ha-1 x día-1Días desde la
emergencia DIAS N P K
1/(N:P) 1/(N:K)
1 a 10 10 0,30 0,01 0,40 0,03 1,33 11 a 20 10 0,30 0,02 0,50 0,07 1,67 21 a 30 10 0,30 0,03 0,50 0,10 1,67 31 a 40 10 0,40 0,03 0,50 0,08 1,25 41 a 50 10 0,40 0,03 0,55 0,08 1,38 51 a 60 10 0,45 0,04 0,55 0,09 1,22 61 a 70 10 0,50 0,04 0,60 0,08 1,20 71 a 80 10 1,70 0,18 2,20 0,11 1,29 81 a 90 10 2,80 0,22 4,80 0,08 1,71 91 a 100 10 1,30 0,10 2,90 0,08 2,23 101 a 110 10 2,70 0,30 5,70 0,11 2,11 111 a 120 10 4,60 0,60 7,80 0,13 1,70 121 a 130 10 3,90 0,45 7,00 0,12 1,79 131 a 150 20 2,70 0,17 2,00 0,06 0,74 TOTAL 150 250,50 23,90 380 0,09 1,52
kg/t de fruta 1,97 0,19 2,99
El desconocimiento de las variaciones temporales en la tasa de absorción puede conducir a una sobre fertilización y consecuentemente a un incremento de la salinidad, una reduc-ción en la absorción de otros nutrientes y la contaminación del medio ambiente. Un abastecimiento sub-óptimo resulta en una disminución de nutrientes en el suelo y una inadecuada tasa de absorción, con la consecuente disminución en los ren-dimientos comerciales.
Relaciones iónicas Uno de los principales problemas planteados en la nutri-
ción de cultivos como tomate y pimiento, se refiere a las re-laciones catiónicas (Ca+2, Na+, K+ y Mg+2) y aniónicas (NO3-, SO4-2 y PO4H2-) contenidos en la disolución. Steiner realizó un planteamiento para los aniones y cationes.
• Las plantas absorben iones selectivamente. • Las plantas nunca seleccionan un ión en particular. • Las plantas absorben los cationes de acuerdo a rela-
ciones mutuas. (K+, Ca++ y Mg++). • Las plantas absorben aniones de acuerdo a relaciones
mutuas. (NO3-, PO4H=, SO4=)
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Triángulo de Steiner
El caso del Calcio. Respecto al desbalance de nutrimentos y su efecto sobre
la calidad de los frutos, el síntoma más evidente que se pro-duce es el conocido como podredumbre apical de los frutos o “blossom end rot” (BER), el que se manifiesta como una mancha marrón, más o memos amplia, con aspecto húmedo, de color os-curo, deprimida, y que aparece siempre en las inmediaciones de la parte apical del fruto (Valverde et. al, 1998).
La ocurrencia de BER afecta tanto a la calidad como a los rendimientos (Jaume and Tizio, 1982). El BER produce pérdidas por descarte de frutos en valores que oscilan entre el 10 y el 50% en pimiento (Miller, 1961; Sonneveld and Voogt, 1981 y Hamilton and Ogle, 1962, citados por Winsor y Adams, 1987) y hasta del 87% en tomate (Adams, 1993). Si bien la calidad del fruto está determinada por varios parámetros, la podredumbre es el único que no se admite en ninguno de los grados comer-ciales citados por las normas de tipificación en tomate (Li-berotti et. al).
Esta perturbación fisiológica puede ser debida a la limi-tada capacidad de las plantas para regular la distribución interna de Ca, en particular el flujo hacia órganos con baja tasa transpiratoria y rápido crecimiento (Franco et. al, 1994), tales como los frutos. También está relacionada a fac-tores ambientales que afectan tanto la absorción y distribu-ción de Ca en la planta, como la tasa de crecimiento de los frutos (temperatura ambiente, humedad relativa e intensidad lumínica)(Adams, 1993; Pardosi et. al, 1987).
El Ca es relativamente inmóvil dentro de la planta, por lo que los síntomas típicos de deficiencias se presentan pri-mero en tejidos jóvenes (Hopkins, 1995).
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En hojas, todas las plantas mantienen bajas concentracio-nes de Ca+2 libre en el citosol (menores a 1 µM). La mayor parte del calcio en las plantas se encuentra en la vaculoa, frecuentemente como cristales insolubles de oxalatos, y en muchas plantas como carbonatos, fosfatos y sulfatos insolu-bles y en la pared celular (pectatos)(Salisbury y Ross, 1991). Probablemente esta sea la razón por la que no se ha podido correlacionar la concentración de Ca en hojas con la ocurrencia de BER en los frutos de tomate y pimiento (Franco et. al, 1994).
El Ca es absorbido pasivamente por las raíces (Martí y Mills, 1991), es por eso que también se asocia la ocurrencia de BER al movimiento del agua en la planta, siendo acentuado por todos los factores que tiendan a disminuir la absorción de Ca por la planta o a dificultar la distribución del mismo dentro de ella, tales como: soluciones salinas, estrés hídri-co, baja humedad relativa junto con altas temperaturas, alta tasa transpiratoria, diferencias entre cultivares, etc. (Barker and Ready, 1994; Franco et. al, 1994; Ganmore-neuman and Kafkafi, 1980).
Otros factores que pueden mencionarse son: altos conteni-dos de K, N y Mg suministrados en forma de cationes (NH4+, K+ y Mg+2); baja relación N-NO3-:N-NH4+; alta relación K+:Ca+2.
Por otra parte, la utilización de fertilizantes con Ca y/o Mg y aspersiones foliares con Ca+2 reducen el número de frutos afectados con BER en tomate (Franco et. al, 1994; Hal-terlein and Lamberth, 1975; Jaume and Tizio, 1982).
EL SUELO
Poder amortiguador del suelo El papel del suelo en la fertirrigación, es más importan-
te desde el punto de vista de su composición física que quí-mica, pues está comúnmente aceptado que la actividad del com-plejo arcillo-húmico en fertirrigación es mucho menor que en los otros sistemas de riego y abonado. Sin embargo, antece-dentes o propiedades químicas como contenido de caliza acti-va, contenido de materia orgánica y su relación carbono-nitrógeno, además del contenido de fósforo total y de los ca-tiones de intercambio (Ca+2, Mg+2, K+ y Na+) son importantes al momento de definir una estrategia de riego y nutrición para un cultivo.
El suelo tiene un poder amortiguador por el cual, al aplicarle ácidos o bases, éste no varía en gran medida su pH. Este poder amortiguador está relacionado, por un lado, con la existencia de coloides en su composición, y así aquellos sue-
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los con mayor contenido coloidal, tendrán mayor capacidad de amortiguación del pH y por otro, está relacionado con su ca-pacidad de intercambio, cuanto mayor sea ésta, mayor poder amortiguador tendrá el suelo.
La capacidad de amortiguación es distinta según el tipo de suelo:
Suelos húmicos>suelos arcillosos>suelos francos>suelos arenosos.
En cuanto a sus propiedades físicas de retención de agua
y nutrientes, estas dependen principalmente del tipo de tex-tura, y esta a su vez de la granulometría del suelo o sustra-to (Ing. Agr. Ms. Santiago Cabezas Sepúlveda - AGRIQUEM AMÉ-RICA S.A.)
Importancia del suelo para los vegetales. A continuación se realizan algunas consideraciones que
deben ser tenidas en cuenta antes de proceder a la fertiliza-ción de los cultivos. Ellas son:
Las plantas obtienen la mayor parte de sus nutrientes esenciales del suelo: El suelo es el medio natural para el desarrollo de las plantas y es la fuente de 13 de los 16 nutrientes esenciales. El aire y el agua proveen los otros 3 nutrientes esenciales (carbono, hidrógeno y oxígeno).
Los minerales y la materia orgánica en el suelo son la fuente de los nutrientes: Las plantas toman los nutrientes que necesitan del suelo. Sin embargo, no toman partículas o materia sólida del suelo. La mayoría de los minerales son poco solubles en agua por lo que solo una pequeña por-ción de estos se encuentra en forma disuelta en un momento dado.
Los nutrientes cuya concentración en el suelo es frecuen-temente deficiente incluyen el nitrógeno, fósforo y pota-sio: Debido a que las plantas necesitan grandes cantidades de estos tres nutrientes, estos son constantemente aplica-dos en forma de fertilizantes.
Hablando en términos prácticos, un nutriente es deficiente si su aplicación como fertilizante producirá resultados deseados en los cultivos: El fertilizante se usa para co-rregir las deficiencias de la planta.
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Analisis De Suelos. El análisis del suelo tiene por objetivo conocer aspectos
relacionados con la; fertilidad física, y química. Todos ellos se traducen en prácticas de manejo del suelo y del cul-tivo, tratando de obtener los mayores beneficios (Balcaza, L. 2003).
A continuación se exponen los valores medios recomenda-dos. Es necesario destacar que estos se modifican de acuerdo al tipo de suelo, y al método de extracción (especialmente el Fosforo).
Las prácticas de fertilización de cultivos hortícolas, son generalmente incrementadoras, es decir que con el tiempo los valores del suelo inicial van aumentando, y en algunos casos, como consecuencia de un mal manejo, se modifican sus-tancialmente los valores de pH, CE y contenido de nutrientes (Fósforo y Potasio).
Tabla 6: Valores considerados normales en un análisis de sue-
lo Dato valor medio pH (pasta) 5,8-6,7 C.E: (dSm) < 2 Materia orgánica 2,0-4,0 Nitrógeno (%) 0,15-0,25 Fosforo asimilable (ppm) 60-80 C.I.C. (meq/100g) 20-30 Potasio (meq/100g) 0,5-0,75 Calcio (meq/100g) 10-20,0 Magnesio (meq/100g) 2,5-5,0 Sodio (meq/100g) < 2 % Sodio en la CIC < 5 % Potasio en la CIC 2,0-3,0 % Calcio en la CIC 70-80 % Magnesio en la CIC 2,5-5 Relación C/N 9,0-11,0
Fuente: Balcaza, 2003
LOS FERTILIZANTES
Fertilizantes en fertirrigación. Los fertilizantes a usar en fertirrigación deben de ser
totalmente solubles, de alta concentración y de composición química sencilla, y por tanto, con el proceso más corto posi-ble de fabricación (Cadahía C., 1998).
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Los fertilizantes de uso más extendidos son los abonos simples en forma de sólidos solubles (nitrato de calcio, ni-trato de potasio, nitrato de amonio, fosfato monopotásico, fosfato monoamónico, sulfato de potasio, sulfato de magnesio) y en forma líquida (ácido fosfórico, ácido nítrico), debido a su bajo costo y a que permiten un fácil ajuste de la solución nutritiva, aunque existen en el mercado abonos complejos só-lidos cristalinos y líquidos que se ajustan adecuadamente, solos o en combinación con los abonos simples, a los equili-brios requeridos en las distintas fases de desarrollo del cultivo.
El aporte de microelementos, que años atrás se había des-cuidado en gran medida, resulta vital para una nutrición ade-cuada, pudiendo encontrar en el mercado una amplia gama de sólidos y líquidos en forma mineral y en forma de quelatos, cuando es necesario favorecer su estabilidad en el medio de cultivo y su absorción por la planta.
La clorosis férrica es característica de especies que crecen en suelos calizos. La deficiencia en hierro acorta el ciclo vital de las plantas, los rendimientos disminuyen y los frutos son de peor calidad. El quelato férrico, es una de las mejores soluciones para combatir la clorosis férrica, pero tienen un elevado precio, por ello si se disminuyen las can-tidades de quelato que se aplican se reducirían costos y au-mentarían los beneficios.
También se dispone de numerosos correctores de carencias tanto de macro como de micronutrientes que pueden aplicarse vía foliar o riego por goteo, aminoácidos de uso preventivo y curativo, que ayudan a la planta en momentos críticos de su desarrollo o bajo condiciones ambientales desfavorables, así como otros productos (ácidos húmicos y fúlvicos, correctores salinos, etc.), que mejoran las condiciones del medio y faci-litan la asimilación de nutrientes por la planta.
Las sustancias húmicas complejan la mayoría de los meta-les presentes en el suelo, aumentando su disponibilidad en las plantas. Los aminoácidos también juegan un papel impor-tante en la captación de nutrientes.
En los productos formulados se indica la CE y el pH para diferentes diluciones, para los productos simples existen ta-blas de solubilidad, en las que se hace una relación con la temperatura, CE y pH. (Sepúlveda S., 1999).
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Tabla 7: Solubilidad de fertilizantes en agua a diferentes temperaturas (g/L), Conductividad eléctrica y pH en
solución de 1 g/L a 20º C (pH) Solubilidad gr/l a distintas temperaturas
°C. Fertiliz. MATERIA PRIMA
0 20 40 100
C.E. pH
KNO3 Nitrato de K 133 316 639 2452 1,3 7,0 KCl Cloruro de K 282 342 403 562 1,9 6,6
K2SO4 Sulfato de K 75 111 148 241 1,4 7,0 KH2PO4 Fosfato monopotasico 143 227 339 0,75 4,1 NH4NO3 Nitrato de amonio 1185 1877 2830 1,6 5,5
(NH4)2 SO4 Sulfato de amonio 704 754 812 1020 1,8 5,5 (NH4)2 HPO4 Fosfato Diamonico 575 686 818 4,1
NH4H2PO4 Fosfato monoamónico 227 368 567 1740 0,8 4,9 Ca(NO3)2- 4H2O Nitrato de calcio 1010 1294 1960 1,2 6,5
CaCl2- 6H2O Cloruro de calcio 603 745 MgSO4- 7H2O Sulfato de magnesio
hept. 356 454 0,8 5,6
Mg(NO3)2- 6H2O Nitrato de magnesio 639 701 818 0,5 6,0 NaCl Cloruro de sodio 359 364 392 2,0
CO (NH2)2 Urea 670 1080 1670 2510 0,015 5,8 H3PO4 Ácido fosfórico 85% 1,8 2,5 H3BO3 Ácido bórico 270 500 870
Adaptado de: Wolf et al. (1985). De esta tabla se desprende que los fertilizantes solubles
cambian su solubilidad con relación a la temperatura. La ma-yoría de los fertilizantes, además, tienen una reacción endo-térmica al solubilizarse en agua. La dilución de ácido fosfó-rico en cambio produce una reacción exotérmica. Por esto con-viene agregar primero ácido fosfórico para aprovechar el au-mento de la temperatura y así facilitar la disolución de los fertilizantes agregados a continuación (Lupin et al, 1996).
Compatibilidad de los fertilizantes. Un aspecto importante en fertirrigación es conocer la
compatibilidad de los fertilizantes solubles cuando se van a mezclar. Para ello existen tablas que indican el grado de compatibilidad entre los distintos fertilizantes. La compati-bilidad dice relación con los precipitados que se producen al hacer ciertas mezclas, por ejemplo los fertilizantes fosfata-dos en mezcla con fertilizantes cálcicos.
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Tabla 8: Compatibilidad entre los fertilizantes solubles.
Fertilizante UREA NITRATO AMONIO
SULFATO AMONIO
FOSFATO MONO
AMONICO
FOSFATO MONO
POTASICO
NITRATO DE POTASIO
NITRATO DE CALCIO
NITRATO DE MAGNESIO
SULFATO DE
POTASIO
SULFATO DE MAGNESIO
ACIDO FOSFORICO
CLORURO DE POTASIO
UREA C C C C C C C C C C CNITRATO AMONIO C C C C C C C C C CSULFATO AMONIO C C C C L L C C C C CFOSFATO MONO
AMONICO C C C C C I I C C C C
FOSFATO MONO POTASICO C C C C C I I C C C C
NITRATO DE POTASIO C C L C C C C C C C C
NITRATO DE CALCIO C C I I I C C I I I C
NITRATO DE MAGNESIO C C C I I C C I I I C
SULFATO DE POTASIO C C L C C C I I C C L
SULFATO DE MAGNESIO C C C I C C I I L C C
ACIDO FOSFORICO C C C C C C I I C C C CCLORURO DE
POTASIO C C C C C C C C L C C
Compatible ©Limitada (L)
Incompatible (I)
COMPATIBILIDAD ENTRE LOS FERTILIZANTES SOLUBLES (ROMÁN, C.S.S. 2001)
C
El uso de dos o más tanques de fertilización permite se-
parar a los fertilizantes que interactúan, separando el cal-cio, magnesio y microelementos, del fósforo y el sulfato, evitando así la formación de precipitados.
Generalmente se usan dos soluciones concentradas de fer-tilizantes:
El tanque "A" con NPK El tanque "B" con N, K, Ca, SO4 y micronutrientes. Un tercer tanque "C" con una solución de ácido (general-
mente nítrico), cuya función es ajustar el pH de la solución nutritiva.
Se recomienda el uso de fertilizantes de reacción ácida y/o la inyección periódica de ácido en el sistema de ferti-rriego para disolver los precipitados y destapar los goteros. La inyección de ácido en el sistema de riego remueve también bacterias y algas. (Sneh, 1995).
El principal problema es con el fósforo: aguas con altas concentraciones de calcio y magnesio y pH alcalino provocan la precipitación de fosfatos de Ca y Mg. Estos precipitados se van depositando sobre las paredes de las tuberías y en los orificios de los emisores, causando su obturación. También se ve afectado el aporte de fósforo a la planta, ya que éste se encuentra precipitado y no en la solución nutritiva. Se reco-mienda elegir fertilizantes fosfatados ácidos (ácido fosfóri-co o fosfato monoamónico) cuando se riega con aguas duras y/o alcalinas.
SOLUCIÓN FERTILIZANTE IDEAL.
La denominada solución fertilizante ideal para cada cul-tivo se puede estudiar por un sistema hidropónico que nos in-forme sobre las exportaciones de nutrientes y de agua en los
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diferentes momentos fenológicos. A partir de dicha solución se efectúan las correcciones mencionadas en función de la composición del agua de riego. En muchos casos no se dispone de datos obtenidos por cultivos hidropónicos, pudiéndose uti-lizar las informaciones disponibles de las exportaciones de nutrientes en cada momento fenológico y del volumen de agua correspondiente optimizada en función de parámetros fisioló-gicos de la planta. Dividiendo dichas exportaciones por los volúmenes de riego estudiados obtenemos una orientación sobre la solución fertilizante ideal para cada cultivo. Esta solu-ción se mejorará después del seguimiento del cultivo.
El pH de la solución nutritiva, que se aportará a los cultivos, se ajusta al valor que permite obtener en el medio radicular los valores óptimos deseados para la absorción de nutrientes, este pH se encuentra en el rango 5,5 – 6,5. En cualquier caso deben evitarse valores de pH en la solución nutritiva inferiores a 5 (a pH = 4 se daña la raíz de los cultivos).
El suelo juega un papel fundamental para conseguir la máxima eficacia en el proceso de fertirrigación. La textura junto a la aplicación de fertilizantes orgánicos nos propor-ciona las propiedades físicas adecuadas. Los contenidos de nutrientes en el suelo son importantes como reservas de segu-ridad en periodos de lluvia o por diferentes problemas que surgen durante el proceso de fertirrigación. El estudio de las complejas reacciones del suelo en contacto con la solu-ción fertilizante de riego como: intercambios iónicos, preci-pitaciones, disoluciones, etc., conocer la magnitud del pro-ceso de nutrición, nos permitirá aproximarnos a la solución ideal en cuanto a concentraciones y relaciones entre nutrien-tes. De esta forma para cada agua de riego y suelo tendremos lo que podríamos denominar una fertirrigación “a la carta”. Sin embargo: “De la misma forma que no existe un sustrato ideal, la formu-lación de la solución ideal tampoco existe, puesto que hay muchos factores que condicionan las necesidades nutritivas. Cada explotación o finca requiere un seguimiento específico para aplicar la mezcla ajustada.”
Partir de una solución nutritiva adaptada a la especie, variedad, sustrato, agua de riego, condiciones climáticas prevalecientes y sistema de cultivo (recirculante o a solu-ción perdida, entutorado o rastrero, etc.) es lo más conve-niente, y posteriormente será el propio cultivo el que nos irá orientando sobre como ir ajustando la composición de la solución nutritiva en base a:
Controles diarios: pH, CE, drenaje, etc.
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Análisis químico periódico de la solución de riego, de drenaje y del suelo.
Sintomatología de la plantación
Condiciones climáticas predominantes
Estado fenológico del cultivo
Intereses comerciales que lleven a forzar o retener el cultivo según mercado
Cálculo de las soluciones fertilizantes. La solución que va a nutrir al cultivo estará formada por
los iones presentes en el agua más los nutrientes que se van a aportar al cultivo con los fertilizantes. Los aportes de los fertilizantes previstos en meq/l serán por lo tanto la diferencia de las concentraciones de nutrientes de la solu-ción ideal menos el aporte de los nutrientes presentes en el agua de riego y en el suelo.
La absorción de nutrientes y por lo tanto las recomenda-ciones son completamente diferentes según el destino del cul-tivo (tomate para industria o tomate de mesa) y según el sis-tema de cultivo (a campo abierto o protegido). Por ejemplo, el tomate cultivado en invernadero alcanza un rendimiento ma-yor a 100 t/ha versus 40-70 t/ha cuando es cultivado a campo abierto; de ahí que el consumo de los nutrientes se duplica o triplica, con respecto a la forma tradicional de cultivo.
Estas recomendaciones proporcionan la formulación de fer-tilizantes más adecuada (incluyendo los nutrientes básicos NPK y los micronutrientes) de acuerdo al tipo de suelo, a la etapa fisiológica, clima, variedades y otros factores agro-técnicos.
Existen distintas formas de cálculo de fertilización. La mayoría se basa en:
Métodos basados en el rendimiento estimado de fruta.
Métodos basados en tasa de extracción diaria.
Métodos basados en etapas fenológicas.
Métodos basados en la producción de materia seca.
Métodos para soluciones nutritivas en sustratos.
Métodos basados en el rendimiento estimado de fruta. Este permite conocer las cantidades totales de fertili-
zantes para el cultivo, de acuerdo a las estimaciones del
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rendimiento. Las limitaciones de este método se deben a que en tomate, la planta absorbe cantidades distintas, según di-ferentes situaciones y niveles de rendimiento del cultivo (Tabla 9). Tabla 9: Extracción de nutrientes de un cultivo de tomate pa-
ra distintos niveles de rendimiento, según diferen-tes autores.
Extracción total (kg/ha) Investigador
Rto (t/ha) N P K Ca Mg
JACOB 40 110 13 133 PENNINGSFELD 40 110 11 125
BUREAU Y ACOSTA 46 277 12 158 HORTA SICILIA 50 250 34 224
ANSTELT 60 135 24 192 VAN DE KLOES 70 250 75 374
BESFORD 80 273 30 499 CASTILLA(1985) 99 375 59 537 209 117 HORTA SICILIA 100 360 52 581
ZUANG 110 285 135 492 255 35 BAR-YOSEF 113 428 77 656 ZUANG(1982) 125 460 74 747 393 60
LEFEVRE 145 400 71 797 BAR-YOSEF 166 480 111 714 ZUANG(1982) 200 675 70 1162 644 96
Recopilado: SEGARRA (1989)
Método basado en la tasa de extracción diaria: En este se asume que las plantas toman los distintos nu-
trientes de acuerdo a una curva que se aproxima al crecimien-to que estas manifiestan. De los datos observados en tomate, la mayor extracción sucede a los 80-90 días de ciclo.
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Tabla 10: Tasa de extracción de nutrientes en tomate para di-ferentes etapas del cultivo.
0 – 15 0,2 0,06 0,33 0,13 0,0616 – 30 0,46 0,13 0,66 0,33 0,231 – 40 1 0,3 1,5 1 0,541 – 50 1,5 0,5 2 1,5 0,551 – 60 2 0,6 3 1,8 0,661 – 70 2,5 0,7 3,5 1,8 0,671 – 80 3 0,8 4 2 0,780-90 3,5 0,8 4,5 2 0,7
90-100 3,5 0,8 4,5 2 0,7100-110 3 0,8 4,5 1,75 0,7110-120 3 0,8 4 1,75 0,5120-130 2,5 0,8 4 1,75 0,5130-140 2 0,7 3,5 1,5 0,5140-150 1,75 0,6 3 1 0,4150-160 1,5 0,5 2 0,8 0,2
Tasa de extracción (en kg/ha. Día)Intervalo(
dias)
fuente: S.I.A.M-1999
P205 K20 CaO MgON
Método basado en las etapas fenológicas. Esta forma de cálculo divide el ciclo de crecimiento del
cultivo según las etapas fenológicas y se definen las dife-rentes concentraciones o cantidades de nutrientes a aplicar-se, con sus respectivas relaciones. Por ejemplo en tomate se consideran 4 etapas: establecimiento-floración, floración-cuajado de frutos, maduración-1ra cosecha, e inicio de cosecha a fin de ciclo. En cada etapa, las concentraciones de N y K van aumentando, y la relación N:K va disminuyendo, ya que el potasio es absorbido en gran cantidad durante la etapa repro-ductiva del cultivo (Zaidan y Avidan, 1997).
Tabla 11: Porcentajes medios de extracciones realizadas en
diferentes estados fenológicos de tomate. (Rodríguez del Rincón, 1985).
ETAPA N P2O5 K2OPlantación-Inicio floración 8% 6% 6%Inicio Florac-- 1º Frutos cuajados 18% 16% 23%1º Fr. Cuajados-- Inicio Maduración 30% 25% 19%Inicio Cosecha-- Fin de ciclo 44% 53% 52%
Método basado en la producción de materia seca. Pilatti y Favaro, proponen el cálculo de la fertilización
de acuerdo a la curva de producción de materia seca. Esta puede ser realizada teniendo los valores mensuales de cosecha
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de tomate. Los datos necesarios son; Rendimiento esperado (t.), Indice de cosecha, y el %MS.
PRODUCCION ESTIMADA (t/ha) = 120 Híbrido:% M.S. FRUTO = 4,8 Fa- 593
kg M.S. FRUTO (t/ha) = 5,76INDICE DE COSECHA (%) = 50
BIOMASA TOTAL (t/ha) = 11,52Litros de agua consumidos por kg de MS. = 300
CURVA BIOMASA : Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct(t MS/ha) 0,58 1,15 2,07 4,03 6,34 8,06 10,37 11,52
02468
101214
Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct
A continuación se muestra un ejemplo en plantación de to-mate en invernadero. Nótese las variaciones mensuales que sufren el índice de cosecha de cultivo, y el contenido de N%.
Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto setiembre octubreProd tomate fresco Tn/ha 35 80 110 140
MS frutos kg/ha 1750 4000 5500 7000IC 0,42 0,46 0,5 0,55
MS planta kg/ha 200 500 1000 2000 4167 8695 11000 12727% N 4,6 4,6 4,6 4,6 4 3 2,8 2,2
Kg N/ha demandado 9 23 46 92 164 261 308 318 Fuente: Favaro-Pilatti- (2003).
Método basado en soluciones nutritivas. (Está recomendado para cultivos sin suelo o suelos con muy baja C.I.C.)
En soluciones nutritivas se consideran dos formas de cál-culo; solucones nutritvas de parámetros fijos (Coic-Lesaint o Sonnenveld), y la solucion de parámetros variables (Steiner, A.). En ambos casos los valores se expresan en meq/l (Cada-hía, C.1998).
Esto, que es útil para posteriores cálculos, se hace en forma de tabla de doble entrada, en la que en un eje figuran los cationes y en el otro los aniones. La suma total de anio-nes en miliequivalentes y la de cationes en miliequivalentes será la misma. Una vez incluidos en las celdas los meq/l to-tales de cada ión, el siguiente paso consiste en deducir las concentraciones en las casillas internas de forma que la suma de cada fila y de cada columna coincida con los totales. Los fertilizantes que tendremos que aportar serán por lo tanto las combinaciones de sales binarias que nos den los meq/l to-
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tales de la tabla anterior, lógicamente no consideraremos co-mo fertilizantes los cloruros (Cl-) y el sodio (Na+).
Existen métodos prácticos de tanteo de soluciones nutri-tivas (Marfá,O. 1993).
El tipo de ácido a utilizar depende del tipo de agua. Por ejemplo cuando hay cantidades importantes de NO3, es conve-niente agregar ácido fosfórico.
El Fósforo restante podría aplicarse como fosfato mono-amónico.
Se debe considerar el contenido de Ca en el agua de rie-go, y de faltar se puede usar nitrato de calcio.
El magnesio puede ser agregado como Nitrato de magnesio o como Sulfato de magnesio. Cuando la cantidad de N ya ha que-dado cubierta con los pasos 1,2 y 3 se emplea Sulfato de mag-nesio.
Comprobar el N aportado hasta el momento y relacionándolo con el K. Si falta más NO3 que K, se agrega el potasio res-tante en forma de NO3K, y el resto de N como NO3NH4. Si ocu-rre lo contrario agregar todo el N como NO3K, y el resto de K cómo SO4K2.
Finalmente confrontar los totales con la fórmula prevista y en caso de un desajuste modificar por tanteo hasta llegar a la formulación deseada.
CULTIVO:FINCA:FECHA:
NO3 H2PO4 SO4 HCO3 Cl NH4 K Ca Mg Na pH C.EAgua de riego 5,62 1,68 12 0,7 2,6 2 14 7,18 0,29Disolución ideal 8 2 0,5 7 5 3 6,5 <2,5Aportes previstos 8 2 -5,62 -1,18 -12 0 6,3 2,4 1 -14
Σiones= 19,3 meq/lts. 19,3 meq/lts.
Lo que tiene signo (-) no se agrega
Preparación de la disolución fertilizante.Obtención de los aportes de iones.
ANIONES CATIONES
tomate en invernadero
marzo del 2002
.
En la tabla se esquematiza un modelo de cálculo de solu-ciones nutritivas, para la etapa de crecimiento en tomate. (Tapia, A. 2003)
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A B C D CálculoMacronutrientes meq/L. P.eq.
Eδ Riqueza meq/L. (A-f)
HNO3 0 63 1,42 70 0,063 0,000
H3PO4 1 98 1,7 85 0,068 0,068
KNO3 4 101 0,101 0,404
Ca(NO3)2.4H2O 2 118 0,118 0,236
NH4NO3 2 80 0,08 0,16
K2SO4 2 87 0,087 0,174
MgSO4.7H2O 1 123 0,123 0,123
NH4H2PO4 0 115 0,115 0
KH2PO4 0 136 0,136 0Mg(NO3)2.6H2O 0 128 0,128 0
MICRONUTR. Fe Mn Cu Zn B Mo2 2 0,15 0,15 0,35 0,1
cm3(quel Fe) 420
E F GAdición p/ Volumen Veces Añadir Tanque al
1 L. lts. Concentr. (L o Kg) que se añadeMacronutrientes mg o gr. 10500 1 E*F*G/1000HNO3 0,000 0,00 Tanque AH3PO4 0,068 0,71 Tanque AKNO3 0,404 4,24 Tanque ACa(NO3)2.4H2O 0,236 2,48 Tanque BNH4NO3 0,160 1,68 Tanque AK2SO4 0,174 1,83 Tanque AMgSO4.7H2O 0,123 1,29 Tanque ANH4H2PO4 0,000 0,00 Tanque AKH2PO4 0,000 0,00 Tanque AMg(NO3)2.6H2O 0,000 0,00 Tanque AMicronutrientes Tanque C
Tanque A: N,P,K en medio ácido.Tanque B: Fertilizantes cálcicos.Tanque C: Micronutrientes.Lo marcado con celeste son datos ingresados de acuerdo al productor.
Expresado en mg/L. o ppm.
Cálculo de las disoluciones fertilizantes
Preparación de la solución madre concentrada
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MONITOREO DEL FERTIRIEGO.
El monitoreo del volumen, pH, CE y concentración de los nutrientes en la solución lixiviada permite determinar si se están aplicando los fertilizantes y el agua en exceso o en deficiencia, y por lo tanto permite ir corrigiendo el régimen de fertiriego.
Se recomienda recolectar y analizar la solución lixiviada y la solución que sale por los goteros y compararlas diaria-mente (Avidan, 1998). Los kits portátiles permiten un dia-gnóstico in situ del pH, CE y del contenido aproximado de ni-tratos en las soluciones. En la actualidad existen sistemas automáticos que miden el pH y la CE de ambas soluciones y co-rrigen automática y continuamente la solución de acuerdo a los valores óptimos que se entran a la computadora de antema-no.
En el monitoreo es importante analizar los siguientes pa-rámetros:
Volúmenes de lixiviación muy pequeños indican que la planta absorbe casi toda el agua que se le proporciona, por lo tanto se deberá incrementar la lámina de agua aplicada.
Concentraciones de nitratos muy bajas en la solución lixiviada indican que la planta absorbe casi todo el nitróge-no que se le proporciona, por lo tanto se deberá incrementar la concentración de fertilizante en la solución nutritiva.
Un valor de CE y/o de cloro más alto en la solución lixi-viada que en la solución aplicada indica indica una acumula-ción de sales en la zona radicular. La presencia de sales en el bulbo de suelo humedecido por el gotero es contraproducen-te para las raíces, por eso se aplica siempre un exceso de agua para drenar el cloro y las sales. Este exceso varía de 10-50% según la conductividad hidráulica del sustrato la cual determina el potencial de drenaje del mismo (Rhoades y Love-day, 1990).
El régimen de fertiriego (lámina de agua e intervalo de riego) deberá ajustarse de acuerdo al gradiente de CE y cloro entre la solución de riego y la de drenaje, para mantener así las sales por debajo de la zona radicular activa.
El valor óptimo del pH de la solución de riego es de 6-6,5 y el pH de la solución de lixiviación no más de 8,5. El pH del agua de riego se ajusta mediante la inyección de áci-do. Cuando el pH del agua de lixiviación es más alcalino que 8,5, esto indica que el pH en la zona radicular alcanza valo-res que provocan la precipitación de fósforo y menor disponi-bilidad de micronutrientes. El ajuste es por medio de la re-lación NH4/NO3 de la solución de riego: si el pH se hace dema-siado alcalino, se debe aumentar la proporción de NH4 con respecto al NO3 en la solución nutritiva y viceversa. El por-
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centaje de amonio no debe superar el 20% del total del nitró-geno aportado (Zaidan y Avidan, 1997).
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
Caudalímetros. Permiten saber el volumen de agua que in-gresan a la red de riego. De acuerdo a la cantidad de agua que ingresa al sistema y los gramos de fertilizantes que se emplean, podemos estimar mediante cálculos los valores de pH y CE de la solución de riego.
pH; Miden la acidez o alcalinidad de la solución.
Conductímetro; miden la CE en ds/m. o mmhos/cm.
Extractómetros; Extraen la solución del suelo y sirven pa-ra las determinaciones de pH, CE y nutrientes en la solu-ción del suelo.
Tensiómetros; permiten medir el estado hídrico del suelo. (potencial mátrico).
Riegómetro; Adaptación que permite en forma práctica medir el pH, CE y caudal de riego por emisor (Duimovic,A.1994).
Muestreadores de suelo; permiten la extracción de mues-tras de suelo, en donde se puede determinar pH, CE , y nu-trientes.
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Análisis foliares; Para un mejor control del programa de fertirrigación, será necesario realizar muestreos de hojas de tomate, con el propósito de ahondar con mayor precisión de los cálculos de los fertilizantes empleados. Los valo-res medios se muestran a continuación.
E L E M E N T O E x c e s i v o A l t o N o r m a l M e d i o B a jo N % > 6 5 , 5 - 6 4 , 5 - 5 , 5 3 , 1 - 4 , 4 < 3 , 0P % > 1 0 , 8 1 - 1 0 , 3 - 0 , 8 0 , 1 7 - 0 , 1 9 < 0 , 1 7K % > 6 5 , 1 - 6 3 , 1 - 5 , 5 2 , 5 - 3 < 2 , 5C a % > 6 4 , 1 - 6 2 , 5 - 4 1 , 6 - 2 , 4 < 1 , 5M g % > 0 , 9 0 , 6 - 0 , 9 0 , 4 - 0 , 6 0 , 3 - 0 , 4 < 0 , 3C u ( p p m ) > 2 0 1 5 - 2 0 8 a 1 5 4 a 7 < 4Z n ( p p m ) > 1 0 0 8 0 - 9 9 2 0 a 7 9 1 5 a 1 9 < 1 5M n ( p p m ) > 5 0 0 3 5 1 - 5 0 0 6 0 - 3 5 0 4 1 - 6 0 < 4 0F e ( p p m ) > 5 0 0 3 0 1 - 5 0 0 1 2 0 - 3 0 0 6 1 - 1 1 9 < 6 0
I n d i c e d e r e f e r e n c i a s d e a n a l i s i s f o l i a r e s ( C a d a h í a 1 9 8 8 )
Fitomonitoreo; es un sistema de monitoreo bastante com-pleto que permite analizar el estado hídrico del cultivo, pH, CE, flujo de savia, diámetro del tallo y diámetro del fruto. (Arciniega,G. 2003).
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