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Antecedentes del manejo de la nutrición
mineral de la palma aceitera
Raúl Jaramillo Ing. Agr. Ph. D.
Módulo: X Tema: X
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•Antecedentes históricos de la ciencia en nutrición de cultivos
•Manejo sostenible de la nutrición de la palma aceitera
•Conclusiones
Resumen
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Módulo: X Tema: X
Los fertilizantes son clave para altos rendimientos, los estamos usando bien?
Our Nutrient World, GPNM, 2013Datos de Erisman et al, 2008
Aumento del consumo de fertilizante 400% en 1950 – 1980
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Módulo: X Tema: X
Breve historia de la nutrición de plantas
• Tanto los chinos y la civilización védica ya manejaban estiércol para sus cultivos (3000 AC)
• En los 1600s se habló del nitrato y los elementos del estiércol que ”devolvían” lo que las plantas tomaban (Glauber, 1656; Palissy, 1660; Mayon, 1660)
•De Saussure (1804) “Recherches chimiques sur la végétation”
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Módulo: X Tema: X
Breve historia de la nutrición de plantas
• Sprengel (1820) afirma que las plantas necesitan al menos 12 sustancias y Liebig (1855) reelabora esta idea y genera la “ley del mínimo”
• En 1939, Arnon y Stout sugieren una definición de elemento esencial.
• Emmanuel Epstein en los años 50 define la analogía de una enzima en la absorción de nutrientes (Km, Vmax)
• Estructura de la membrana, genética funcional (1980 a la fecha)
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Módulo: X Tema: X
• Elemento Esencial (Arnon y Stout, 1939):
1. Una planta no puede completar su ciclo en ausencia de este.
2. La función de este no puede ser reemplazado por otro.
3. El elemento debe estar envuelto en el metabolismo o ser requerido para un paso metabólico distintivo.
Esencialidad - generalidades
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Módulo: X Tema: X
Selectividad y transporte activo
CITOPLASMA
ATP
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
Barrera semi-permeable
• Membrana plasmática
–Sitio de selectividad
–Flujo activo interno y externo
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Módulo: X Tema: X
Anatomía de una raíz
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Cómo arribamos a una recomendación de manejo de nutrientes en cultivos?Las bases para una nutrición sostenible
Módulo: X Tema: X
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Módulo: X Tema: X
Factores intrínsecos
Demanda del cultivo
Suplemento del suelo
Eficiencia de nutrientes
Rentabilidad
Ambiente
Cultivo
Suelo
Agricultor
Nutrientes
Calidad del agua
Clima
Tecnología
Recomendación Decisión
Acción
Resultado
Soporte para toma decisiones
Dosis recomendadas
Probabilidad del efecto
Retorno económico
Impacto ambiental
Época de aplicación
Etc.
Retroalimentación
Toma de decisiones en manejo de nutrientes
Fixen, 2005
Empoderamiento
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Módulo: X Tema: X
Balance óptimo ?? Consideremos el medio ambiente
Caliman, 2009
Dosis
Opt. Fert.
190
180
170
160
150
140
130
550
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Re
nd
imie
nto
, kg
RF
F p
alm
a-1
año
-1
Rie
sg
o a
mb
ien
tal, k
g N
ha
-1
Urea, kg palma-1
Riesgo
ambiental
Rendimiento
0 1 2 3 4 5 6
Cero
riesgo
190
180
170
160
150
140
130
550
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Re
nd
imie
nto
, kg
RF
F p
alm
a-1
año
-1
Rie
sg
o a
mb
ien
tal, k
g K
ha
-1
MOP, kg palma-1
Riesgo
ambiental
Rendimiento
0 1 2 3 4 5 6
Cero
riesgo
Dosis
Opt. Fert.
190
180
170
160
150
140
130
140
120
100
80
60
40
20
0
Rendim
iento
, kg R
FF
palm
a-1
año
-1
Rie
sg
o a
mb
ien
tal, k
g M
g h
a-1
Kieserita, kg palma-1
Riesgo
ambiental
Rendimiento
0 1 2 3 4 5
Cero
riesgo
Dosis
Opt. Fert.
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Módulo: X Tema: X
Análisis de suelos:IMPRESCINDIBLE
Existe gran variabilidad espacial en los suelos. Para entenderla es indispensablehacer análisis de laboratorio.
Mapas de Prochnow, 2008
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Módulo: X Tema: X
Manejo de la acidez del suelo
•La acidez del suelo controla la disponibilidad de un nutriente.
•El manejo de la acidez es distinto de acuerdo a la mineralogía del suelo.
Fuente: Malavolta (1992)
Gra
do d
e d
isponib
ilidad c
recie
nte
pH
Hierro, Cobre,
Manganeso y Zinc
Molibdeno
y Cloro
Nitrógeno,
Azufre y
Boro
Fósforo
Potasio,
Calcio y
MagnesioAluminio
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Módulo: X Tema: X
Fuentes de Fertilizantes en Palma
• Selección en base a:➢ Costo➢ Calidad➢ Confianza en el proveedor
• Vivero y palmas inmaduras➢ Comúnmente fertilizantes compuestos
•Palmas maduras➢ Fertilizantes simples son adecuados, no
se excluyen otros fertilizantes
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Módulo: X Tema: X
Ciclo del Nitrógeno
Nitrógeno
atmosferico
Fijación
y deposición
Residuos
animales
y biosólidos
Fijación industrial
(fertilizantes)Cosecha
Volatilización
Denitrificación
Escorrentía
erosión
Percolación
Nitrógeno
orgánico
Amonio
(NH4)
Nitrato
(NO3)
Residuos
vegetales
Fijación biológica
por leguminosas
Absorción
-
+
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Módulo: X Tema: X
Condiciones que favorecen las pérdidas del nitrógeno
Aplicación de dosis altas
Elevado pH
Alta temperatura del suelo
Rápida evaporación del agua
Contenido bajo de humedad del suelo
Baja capacidad de intercambio catiónico
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Módulo: X Tema: X
Nitrógeno
• Se reduce la tasa de formación de hojas
• Las plantas toman un color amarillento en casos extremos
• Foliolos estrechos, a veces enrollados
• Frecuentemente asociado a condiciones climáticas extremas
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Módulo: X Tema: X
Fuentes de Fertilizantes en Palma
•N: Urea, Sulfato de amonio (SA), Nitrato de Amonio
• Fertilizantes con tecnología: inhibidores, recubrimientos, liberación controlada (es válida en palma ???)
•N: Pérdidas de urea al menos 20% en promedio.
•N: Urea es barata y tiene los menores costos de transporte.
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Módulo: X Tema: X
Fósforo
• Esencial para la formación de raíces
• Muchas veces su deficiencia carece de síntomas claros
• Plantas pequeñas, rendimientos bajos
• Aparte del P, el Mg también puede afectar la formación de raíces… sin síntomas
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Módulo: X Tema: X
Fuentes de Fertilizantes en Palma
•P: Roca fosfórica RF (reactividad, solubilidad en ácido cítrico, tamaño del
grano), DAP, MAP.
•P: Suelos ácidos pueden recibir RF, correcciones con DAP, MAP
•P: Respuestas de N, K y Mg son bajas si el P está bajo → raíces escasas
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Módulo: X Tema: X
Fuentes de Fertilizantes en Palma
•K: KCl, cenizas, raquis, compostaje
•Mg: Kmag, Kieserita, Sulfato de Mg, dolomita, magnesita
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Módulo: X Tema: X
Potasio
•Activación de estomas y balance hídrico
•Palmas deficientes en K son susceptibles a sequías
• Transporte de los productos de la fotosíntesis, activación de enzimas y síntesis de aceites
• El tamaño y el número de racimos es controlado por la presencia de K y además es importante en la resistencia a enfermedades.
• El K es el factor nutricional más importante en la formación del rendimiento
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Módulo: X Tema: X
Peso fresco de racimos, (kg)
Ab
sorc
ión
de
K, (
g)
10 20 30 4000
40
80
120
160
Relación entre el contenido total de K en el racimo y el peso fresco del mismo
Ng, and Thamboo, 1967
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Módulo: X Tema: X
Magnesio
•El Mg es el elemento central en la molécula de clorofila y es indispensable en la fotosíntesis
•Está involucrado en el transporte de asimilados, influencia por tanto el desarrollo de frutos y raíces
•Aparte del P, el Mg también puede afectar la formación de raíces… sin síntomas !!
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Módulo: X Tema: X
Magnesio
•Es también importante en el metabolismo del P, en la respiración y en la activación de varias enzimas
•El exceso de K afecta la absorción de Mg, lo contrario no ocurre generalmente
•Un rendimiento de 25 t de RFF/ha remueve cerca de 20 kg de Mg equivalentes a 184 kg de Sulpomag/ha (1.2-1.5 kg/palma)
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Módulo: X Tema: X
Boro
• Foliolos en forma de gancho y hoja espina de pescado
• Las hojas deficientes en B son también de color verde obscuro
• Un signo temprano de la deficiencia de B es la copa plana, debido a la emergencia progresiva de nuevas hojas cada vez más pequeñas
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Módulo: X Tema: X
Principios de un manejo con pérdidas mínimas
• Las mejores prácticas de manejo instan al uso de residuos y coberturas que aumentan el reciclaje de nutrientes y disminuyen las pérdidas fuera del campo.
• Por ejemplo, cualquier uso de residuos que disminuya la escorrentía minimiza las pérdidas de nitrógeno y potasio, además de cuidar la capa arable.
• El efecto benéfico de la materia orgánica acumulada mejora el suelo y la capacidad de enraizamiento.
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Módulo: X Tema: X
Biomasa en un cultivo de palma
• Aproximadamente un 90% de la biomasa del cultivo de palma no resulta en la producción de frutos.
• De una tonelada de frutos, se obtiene en promedio 200 kg de aceite crudo y 75 kg de palmiste con cuesco (27% de aprovechamiento considerando aceite más cuesco)
• Se genera un promedio de 720 kg de material de residuo por 1000 kg de fruto (70%)
• Estos residuos pueden ser una oportunidad económica.
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Módulo: X Tema: X
Biomasa y reciclaje de nutrientes
• En promedio, 50 t de racimos desfrutados (escobajo, raquis) equivalen a utilizar 1.5 kg de urea y 4 kg de KCl por planta!!!
• Una relación general (Furlan, 2006) indica que una producción de 10 ha genera RD para abonar 1 ha (10:1).
• Por tanto no se puede depender de RD para sostenerrendimientos altos.
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Módulo: X Tema: X
Edad de las plantas, años
Ab
sorc
ión
, kg
/ha/
año
1 2 3 4 5 6 7 8 9 100
0
120
160
200
240
280
80
40
Absorción de nutrientes por la palma aceitera
Ng, 1977
K
N
Mg
P
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Módulo: X Tema: X
• Se asume que las
raíces están
desarrolladas
totalmente.
• Se asume que la única
inmovilización es la del
tronco.
• En el ejemplo se
reciclan racimos y
efluentes
Absorción de nutrientes por la palma aceitera
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Módulo: X Tema: X
Rango de nutrientes generales en la hoja 17
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Módulo: X Tema: X
Rendimiento y Tenor Foliar de Nutriente
(Foster 2003)
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Módulo: X Tema: X
Recomendaciones generales de fertilización en palmas adultas
N 1.0-1.5 1.5-1.8136-204 204-245
P2O5 0.15-0.20 0.50-0.7513.6-27.2 68-102
K2O 0.7-0.9 1.8-3.095-122 245-408
Mg 0.20-0.27 0.54-0.8127.2-36.7 73.4-110.2
B 0.1-0.2a 0.213.6-27.2 27.2
kg/ha/año
Reemplazo de nutrientes removidos
Cuando aparece la deficiencia
kg/planta/año kg/ha/año kg/planta/año
a: aplicación como borato de sodio;(136 plantas > 4 años)
Adaptado de Rankine and Fairhurst, 1999
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Módulo: X Tema: XFuente: von Uexkull y Fairhurst, 1992
Zero estrés, nutrición adecuada
Meses después del inicio de la floración
Inicio Floral Determinación sexo floral Antesis Cosecha
Definición del número total de flores
Definición del número de flores femeninas
Nú
mer
o d
e in
flo
resc
enci
as f
emen
inas
pro
du
ctiv
as
Imagen cortesía Dr. T. Fairhurst
Año 1
Año 2
Años 3 y 4
Fenología y componentes de rendimiento en palma
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Fenología y componentes de rendimiento en palma
Aborto de flores
Malogro y fallo racimos
Definición del número total de flores
Definición del número de flores femeninas
(Desbalance nutricional, deficiencias o toxicidades,sobre o sub poda, sequía o anegamiento)
Inicio Floral Determinación sexo floral Antesis Cosecha
Fuente: von Uexkull y Fairhurst, 1992
Meses después del inicio de floración
Nú
mer
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Módulo: X Tema: X
Year after planting (YAP)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151617 1819 20 21 2223 24
Bu
nch y
ield
(t/
ha)
0
5
10
15
20
25
30
35
Low 17 t/ha
Med 23 t/ha
High 29 t/ha
Steep ascent
yield phase
Plateau yield
phaseDeclining yield
phase
Yield
building
phase
Fase de ascenso en rendimiento
Fase de estabilización
Fase de descenso
Bajo17 t ha-1
Med 23 t ha-1
Alto 29 t ha-1
Cuatro fases de desarrollo del rendimiento
Ren
dim
ien
to (
t R
FF h
a-1)
Años después de siembra
Fase de construcción del
rendimiento
El manejo del follaje, del cultivo de cobertura y de la nutrición son muy distintos en cada fase
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Módulo: X Tema: X
RENDIMIENTO TOTAL
Ton/ ha/año Urea SFT MK SMg SACOS/ha
sacos / hectárea / año
Malasia
Africa Oeste 10 - 18
Tailandia 14 - 18
2.9 - 5.6 7.1 - 14.3 5.5 - 6.3
8.6 - 11.0
Indonesia 20 - 30 21 - 35
5.2 - 8.4 2.0 - 4.0 8.6 - 16.7 2.2 - 6.3
5.6 - 8.4
0.0 - 2.2
2.5 - 5.0 1.4 - 2.9 0.0 - 2.2
18 - 3522 - 32
América Latina 15 - 25 10.8 - 21.3
16.9 - 27.1
Nueva Guinea 20 - 28 12.5 - 21.1
5.2 - 6.5 3.1 - 4.1 8.6 - 14.3
1.2 - 3.1 1.4 2.9 - 8.6 0.0 - 4.3
PAISES
Ecuador 10 - 15 7.2
5.5 - 17.4
2.9 1 1.9 1.4
1.9 - 4.2 2.8 - 4.2 2.9 - 8.6 3.2 - 4.3
Practicas de fertilización usadasEn algunas áreas productoras de palma
Slide Ing. Francisco Mite 2012
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Módulo: X Tema: X
Aplicaciones de dosis variableAgricultura de Precisión
• Aplicación basada en la variación de terrenos y cultivos
• Aplicar sólo lo que se necesita
• Aplicar los insumos másadecuadamente
Zonas de rangos de K intercambiable
Slide Dr. Steve Phillips
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Módulo: X Tema: X
Zonas de manejo en un campo de 216 ha de palma
Zonas en base a:
• Rendimiento histórico
• Fertilidad del suelo
• Terreno
• Infraestructura
(caminos)
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Módulo: X Tema: X
Aplicaciones de dosis variableAgricultura de Precisión
• Los indicadores de la variabilidad por lote están basados en registros de la hoja 17
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Módulo: X Tema: X
Conclusiones
• El manejo de la nutrición de la palma es fundamental
• Una nutrición balanceada, considerando como criterios el contenido foliar y las entradas y salidas de nutrientes es la base del éxito
• El manejo conjunto de fertilizantes, residuos y compostaje asegura el máximo beneficio con reducción de pérdidas.
• La agricultura de precisión en palma se puede dar en base a registros comunes en el manejo del cultivo
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