protocolo de experimento de...
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CICLO P-V 2012
M.C. MARIANA M. SÁNCHEZ RO LDÁN
DR. JORGE ETCHEVERS
DR. IVAN ORTIZ MONASTERIO-ROSAS
ING. MARIA ELENA CARDENAS CASTAÑEDA
M.C. VICTOR M. GONZALEZ CALDERON
M.C. CARLOS PATRICIO SAUCEDA ACOSTA
M.C. JOSE GUADALUPE QUINTANA QUIROZ
COLPOS. CAMPUS MONTECILLO
CIMMYT, INT.
INIFAP
CICLO P-V 2012
PROTOCOLO DE EXPERIMENTO DE OMISIÓN
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I. PRUEBAS BIOLÓGICAS EN CONDICIONES DE CAMPO
Definición
Consisten en ensayos de naturaleza empírica, cuyo fin es describir la capacidad de un determinado
cultivo de extraer minerales esenciales a su nutrición de un suelo dado, bajo ciertas condiciones
fitotécnicas y climáticas.
Fundamento básico
Las pruebas biológicas en campo se fundamentan en una nutrición mineral como un fenómeno
ecológico; es decir, el proceso en si, requiere no solo de la participación del suelo con los
nutrimentos que en él se encuentran o del cultivo y su habilidad para hacerse de ellos, también se
necesita contemplar características, factores y estímulos físicos y biológicos tanto del suelo como
de la atmósfera.
Si se contempla al cultivo, inmerso en un sistema de producción, se considerarían múltiples
interacciones y reacciones entre las plantas y su medio ambiente natural.
Las pruebas biológicas en condiciones de campo procuran investigar los problemas de fertilidad en
condiciones experimentales lo más próximo posible a las circunstancias naturales, a diferencia del
análisis de fertilidad realizado de forma parcial en muestras de una parcela, estas pruebas
biológicas miden la fertilidad del suelo en todo el volumen ocupado naturalmente por las raíces.
Desventajas
La influencia de factores ajenos a los relacionados directamente con la fertilidad pueden
dificultar el desarrollo de las pruebas
Necesitan de numerosas repeticiones en el espacio y en el tiempo para obtener una
adecuada muestra del medio agroecológico
A menudo se ignora el hecho que el cultivo en parcelas de tamaño reducido involucra
condiciones micrometeorológicas a veces notablemente diferentes a las de una gran
extensión del mismo cultivo, las cuales inciden de manera importante en la producción de
las plantas
Ventajas
Se evalúa el problema de la fertilidad en su contexto agroecológico sin introducir severas
alteraciones en el medio edafológico natural. Es importante en este sentido el hecho que
los resultados expresan la influencia del volumen real del suelo que contribuye a la
nutrición, a diferencia de los análisis de tierra que estiman la fertilidad por unidad de peso
o volumen de tierra
A menudo la prueba revela a la par de la condición de fertilidad, la causa y el remedio del
problema nutricional
Es el único medio de conocer la magnitud real del déficit o exceso de provisión mineral
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Permite ajustar y calibrar otras técnicas de diagnóstico más sencillas y económicas
Cuando se ha realizado gran número de ensayos en suelos y localidades bien
caracterizados, son útiles para formular recomendaciones generales sobre el uso de
abonos extensivas a otros suelos y regiones con características similares
Constituyen el elemento de juicio definitivo sobre la eficacia de los métodos químicos y biológicos
artificiales y el único medio por el cual ajustar los valores de esas técnicas e interpretarlos
cuantitativamente en términos de dosis de fertilizantes (calibración).
Objetivos:
1. Determinar en qué grado los nutrimentos N, P, K, Zn y B limitan los rendimientos de grano de
maíz
2. Comparar la respuesta del maíz a N, P, K, Zn y B aplicados con base en los análisis de suelo con
la observada con el manejo que realiza rutinariamente el agricultor
Procedimientos
Elección del sitio de prueba
Selección de los tratamientos
Interpretación o evaluación de los resultados
Elección del sitio de prueba
Análisis de tierra y pruebas biológicas artificiales requieren de una muestra representativa del
suelo problema. El rendimiento estará definido por:
Y: f(F)c,m,s,cl
En donde la producción está definida por factores de cultivo (c), prácticas de manejo (m), suelo (s)
y clima (cl)
Las variables cultivo (c) y prácticas de manejo (m) pueden, por mera definición y elección, hacerse
constantes. No ocurre igual con el suelo y la atmósfera, que en el caso del primero, se debe
muestrear correctamente. El efectuar experimentos de campo en cualquier sitio sin estudiar
previamente su representatividad edafológica mediante el examen agrológico, morfológico y
químico de su perfil, es científicamente errado, las recomendaciones técnicas que surjan de tales
ensayos serán de otro modo simples conjeturas y tendrán poco interés agronómico.
Tomar una muestra de suelo de toda el área donde se ubicará el experimento. Muestrear el suelo
(0-20 a 0-30 cm) y el subsuelo (20-50 a 30-60 cm). La muestra de cada profundidad será de un kilo
y estará compuesta de 5 a 10 sub-muestras. Seguir el procedimiento descrito en la siguiente
página de internet: http://www.fertilab.com.mx/Pdf/TMuestras/Msuelo.pdf
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Las muestras de suelo serán enviadas a Fertilab. Direccion: Pablo A. de la Garza # 109-A Frac. Siglo
XXI CP 38024 en Celaya, Gto. [email protected], [email protected]
Mandar junto con las muestras la información necesaria para su identificación. A Cada muestra se
le debe colocar la siguiente etiqueta con la información requerida.
Identificación de muestras de
Suelo
Nombre del productor: Fecha de Muestreo:
Análisis Solicitado:
Rancho y/o Ejido:
Municipio: Estado:
*Tel.: E-mail:
Lote o identificación:
*Cultivo anterior:
*Rendimiento obtenido:
*Manejo de residuos: Incorporados Retirados Otro:
*Cultivo a establecer:
*Meta de rendimiento:
*Profundidad: 0-30 0-60 Otro:
*Agricultura: Riego Temporal Recomendación: Si No
Esta información se enviara en formato Excel a Luis Guerra [email protected] (Valles Altos y
Chiapas) y Maria Elena Cardenas [email protected] (Bajio, Pacifico y Zacatecas).
Métodos
El tipo y número de tratamientos, así como el planteo experimental, dependerán del problema del
investigador. Se distinguen en general las siguientes clases de pruebas biológicas de campo
Ensayos de abonos
Pruebas en microparcelas
ENSAYOS EN FRANJAS
Pruebas en macetas
II. EXPERIMENTOS EN FRANJAS
Parte Operativa
Técnica de diagnóstico biológico
Se realiza en el campo
De gran utilidad para realizar una apreciación “in situ” de las carencias nutrimentales a
través de la observación de la respuesta a la aplicación de un nutrimento
Su mayor uso ha sido en el control de las recomendaciones de fertilización basadas en el
análisis químico o los experimentos en macetas
* Obligatorios para recomendación. La falta de esta información impide elaborar la recomendacion.
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Técnica
Establecer al menos tres parcelas en franjas (Se redujo el numero de repeticiones para
poder incrementar el numero de sitios, Si solo contaban con un experimento de omisión
con tres repeticiones se les pide dos o tres sitios en franjas. Para aquellos que contaban
con mas de un ensayo se les pedirá un mayor numero de sitios)
Establecimiento de franjas en el campo, con siete a nueve dosis de fertilización. Los
rendimientos obtenidos en cada franja son comparados con el testigo y entre si y
empleados como indicador de respuesta
En este caso, el objetivo es identificar deficiencias, por tanto el testigo no debe llevar
ningún tratamiento fertilizante.
Para cada región se han generado diferentes tratamientos en base a los nutrientes con
potencial respuesta a estas.
Tabla 1.- Tratamientos de ensayos de omisión en Franjas por región.
Trat Valles Altos Bajio** Pacifico
1 NPKZnB NPKZnBFe NPKZnBSFe
2 NPKZn NPKZnFe NPKZnSFe
3 NPKB NPKBFe NPKBSFe
4 NPZnB NPZnBFe NPZnBSFe
5 NKZnB NKZnBFe NKZnBSFe
6 PKZnB PKZnBFe PKZnBSFe
7 Nada (testigo) NPKZnB NPKZnBFe
8 Nada (testigo) NPKZnBS
9 Nada (testigo)
**Excepto Jalisco (igual a V. Altos)
Cada franja estarán constituidas por cinco o seis hileras del cultivo de maíz
Todas las franjas tendrán una longitud de 50 m
Hilera
Franja
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Los experimentos en franja carecen, generalmente de repeticiones, por lo que la
interpretación de los resultados debe manejarse con precaución y especialmente si son de
corta extensión
Siembra
Usar el híbrido o la variedad con la densidad de siembra (semillas/ha) recomendada para
la región.
Medir la Viabilidad de la semilla: Esto será necesario solo cuando no se tiene información
confiable sobre la viabilidad de la semilla. Contar 400 semillas y separarlas en grupos de
50. Tomar una toalla de papel y humedecerla de tal modo que esté mojada pero que no
caigan gotas al sacudirla. Colocar las semillas sobre la toalla de papel en línea recta a lo
largo del medio, sin que se toquen entre sí. Plegar el papel sobre las semillas y luego
enrollarlo sin apretar. Colocar las ocho muestras de 50 semillas cada una en una bolsa de
plástico abierta con los rollos dispuestos en forma vertical, en un lugar donde la
temperatura permanezca entre 20 y 30 °C. Verificar diariamente que las toallas de papel
no se sequen. Después de cuatro días, contar el número de semillas germinadas en cada
toalla. Se deben contar sólo las plántulas normales, es decir, las que tienen raíces y
vástagos. Se hace un segundo recuento en el día 6 y el último, en el día 7. El porcentaje de
germinación equivale a la cantidad total de plántulas normales multiplicada por 0.25 (ya
que se utilizaron 400 semillas).
Determinar el área de muestreo.
o Las dos o tres hileras centrales y 10 metros centrales
o Contar el número de plántulas en el área de evaluación, tres semanas después de
la siembra
Fertilización
La forma química de los fertilizantes será la que a continuación se indica
Elemento Forma química
N Urea P2O5 Superfosfato triple K KCl Zn ZnSO4 o Quelato de Zn*
B Bórax (Na2B4O7.10H2O) Fe FeSO4 Quelato de Fe* S Azufre Elemental
*Cuando azufre sea incluido en el estudio
El criterio que definirá la dosis de fertilizantes se sustenta en análisis de laboratorio y un
enfoque simplificado
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Esta metodología requiere la obtención de datos analíticos de buena calidad ( Etchevers, 1991;
Aguilar et al. 1987) y de una gran cantidad de información previa referente a la probable respuesta
del maíz a la aplicación de fertilizante (Etchevers, 2008).
Recordemos que el resultado de un análisis de suelo que mide la disponibilidad es sólo un
indicador de ésta y en la mayoría de los casos no representa la verdadera cantidad; esto es, los
kilos por hectárea de un nutriente que la planta puede absorber. Cuando hablamos de indicador
nos referimos a un valor que se relaciona directamente con esa disponibilidad real que no es
posible medir en la mayoría de los casos (Etchevers, 2008).
Para poder derivar una recomendación más exacta a partir del valor del análisis del suelo, nos
podemos basar en el funcionamiento del sistema de producción y requiere contar con información
(que se genera mediante investigación científica), lo que permite transformar el resultado de un
análisis de suelo destinado a medir un indicador de disponibilidad en un valor que represente la
oferta real de ese nutriente (Etchevers, 2008).
Un enfoque simplificado para generar dosis de fertilización para maíz y cebada en el estado de
Tlaxcala, México, fue propuesto por Rodríguez (1987) y posteriormente validado por Galvis (1990),
empleando como referencia resultados de experimentos de respuesta a los fertilizantes obtenidos
por diversas instituciones (Etchevers, 2008).
La gran ventaja de este enfoque es que considera las condiciones de cada sitio y el manejo
particular que cada agricultor le da a su cultivo, por lo que es posible mejorar la precisión de la
recomendación, además de poder generar planes de fertilización a corto plazo (6 -12 meses), a un
costo mucho menor que los de los procedimientos que se han venido empleando en el pasado.
Cualquier propuesta realizada con este método requiere validación de campo (Etchevers, 2008).
En el cálculo de la dosis, a partir del enfoque de sistema simplificado, se deberá contar con cuatro
aspectos fundamentales:
1. Estimación del rendimiento máximo probable
2. Estimación de la demanda nutrimental
3. Estimación del suministro nutrimental por el suelo
4. Estimación de la eficiencia de uso del fertilizante por la planta
A continuación, una breve explicación de cada uno de ellos
Estimación del rendimiento máximo probable (1)
Consiste en definir cuál es el rendimiento probable que se puede alcanzar en un sitio determinado.
Una aproximación al verdadero valor de este rendimiento se puede obtener realizando una
encuesta o en conversaciones directas con agricultores regionalmente reconocidos por obtener
altos rendimientos o bien con resultados experimentales generados por centros de investigación.
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Desde un punto de vista agronómico resulta obvio que la demanda nutrimental de un cultivo
aumentará a medida que aumenta el rendimiento y la producción de biomasa.
Estimación de la demanda nutrimental (2)
Consiste en determinar la demanda nutrimental que tiene un cultivo de maíz al momento de
alcanzar la máxima producción de materia seca. Esto es por definición, ya que la demanda
nutrimental de un nutrimento cambia a medida que la planta se desarrolla y crece. Se entiende
por demanda nutrimental la cantidad de un nutriente que debe estar presente en los tejidos de la
planta para que este no sea un factor restrictivo y afecte negativamente el crecimiento y los
rendimientos de grano, al tiempo que permita a éste alcanzar el máximo rendimiento que el
agroecosistema le permita, partiendo de la base que todos los factores controlables se encuentran
en un nivel óptimo.
Existe literatura que reporta la demanda nutrimental para diferentes cultivos. Anexo a este
protocolo se envían dos referencias de M.C. Jaime Macías y M.C. Roberto Paredes sobre trabajos
recientes sobre la estimación de demanda nutrimental.
Estimación del suministro nutrimental por el suelo (3)
Consiste en la determinación de la proporción de la demanda del cultivo de maíz, que puede ser
satisfecha por el suelo antes de adicionar fertilizantes, este valor se determina mediante el análisis
de suelo debidamente seleccionado (correlacionado).
Si el diagnóstico señala que el abastecimiento nutrimental para el cultivo de maíz es deficiente, es
necesario complementar dicho abastecimiento mediante la aplicación de fertilizantes al suelo.
La dosis de fertilizante que debe aplicarse podría calcularse con cierta certeza, si fuese posible
estimar, con exactitud, el aporte de nutrientes, cosa que sólo es posible en algunos cultivos. Se
trata de establecer con anterioridad la cantidad de elemento que la planta puede adquirir por
cada ppm de elemento medida en una muestra de suelo en el laboratorio.
Estimación de la Eficiencia de Uso de los Fertilizantes (EUF) (4)
En México hay escasa información acerca de la eficiencia de uso de fertilizantes, en especial los
más usados: N. P y K. Por ello hay que recurrir a la información publicada en la literatura. Con
base en ella y la experiencia profesional se deben hacer ajuste. Por ejemplo, para el caso del
fertilizante nitrogenado se parte de una EUF aproximada media de 50%. SI se usa fertirriego esta
se puede subir hasta 60-70 %, pero si se trata de suelos arenosos, regados con exceso de agua y
mal manejados, esta difícilmente superará el 30%. Para el caso del P, hay que prestar especial
atención al tipo de suelo. En suelos normales se puede partir de una EUF de 15%, pero si son
suelos volcánicos con alto contenido de alofán, la EUF es de aproximadamente un 8%. En
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contraste el uso de fertilizantes fosfatados solubles aplicados juntos con el agua de riego, puede
aumentar la EUF hasta 22-25%. En el caso de los fertilizantes potásicos hay aún menos
información, pero su eficiencia de uso nuevamente está ligada al tipo de arcillas dominantes, pero
valores que fluctúen entre 40 y 60% pueden considerarse como aceptables.
Calculo de Dosis de fertilizante.
Dosis= (Demanda-contribución)/EUF
Demanda= (Estimacion Rend. Max*Demanda Nutrimental)
Contribución=suministro nutrimental del suelo
En los resultados de laboratorio estará incluida la recomendación de fertilización para los
nutrientes de interés.
Fecha de aplicación
Considerando las prácticas de manejo que el productor realiza en la parcela, la dosis de
fertilización se acoplarán a dichas prácticas
La primera escarda se empleará para la aplicación de los fertilizantes N (el cual se
fraccionará en dos partes), P, K y S (Estos elementos pueden aplicarse al momento de la
siembra.)
La aplicación de Zn, B y Fe será foliar
En la segunda escarda se aplicará la segunda fracción de fertilizante nitrogenado ( entre
V6-V7)
Aplicación
La aplicación de los fertilizantes de NPKS, será a un lado de la planta y/o mateado. En el
caso de que sean aplicados en presienbra, se palicara al momento de reformar camas para
que se incorporen.
Acordando que la aplicación de los fertilizantes se realizará al momento de las escardas
que el productor realiza, el fertilizantes después de ser aplicado, será tapado por el
productor
Contenido de nutrientes en la hoja
Muestrear la hoja en la base de la mazorca a la floración (VT) en 15 a 20 plantas por área de
evaluación. Secar las hojas en un horno a 65oC por 48 h.
Las hojas seran enviadas a Batan. Con atención a Luis Guerra. Estas muestras deben ir
acompañadas con una lista, para su identificación, que contenga: Investigador responsable,
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localidad, repetición, tratamiento. Asi como cualquier otra observación necesaria para su proceso.
Por ejemplo si fue secada en horno o no. Si requieren secado o no.
Contar todas las plantas en el área de evaluación.
Cosecha
Se puede cosechar el mismo día que se determina la población a R6, pero es preferible hacerlo 1-2
semanas después cuando la humedad haya bajado a 20 - 25 %.
Cosechar el equivalente a dos o tres surcos de 10 metros de largo cada uno (Área
cosechada (m2) = 2 X 10 m X distancia entre surcos (m).
o Es importante que no solo los surcos de cosecha tengan población homogénea
sino también los surcos adyacentes que están haciendo competencia a los surcos
de cosecha.
Contar el número de plantas cosechadas aunque no tengan mazorca.
Separar el totomoxtle y retirar las mazorcas limpias (MT). Contar (MT) y colocar todas las
mazorcas en una bolsa de yute o tela y determinar el peso fresco total de las mazorcas
(PFMT) (kg).
Luego de haber pesado las mazorcas tomar una sub-muestra de 10 mazorcas
representativas y colocarlas en una bolsa plástica etiquetada. Es importante evitar la
pérdida de humedad de esas 10 mazorcas. No exponer la sub-muestra al sol y procesarla
inmediatamente, ya sea en el campo o en el laboratorio.
Primero, determinar el peso fresco de las 10 mazorcas (PFMM10)(kg). Inmediatamente
después se debe desgranar las 10 mazorcas usando una desgranadora o a mano.
Asegurarse que todas las mazorcas se desgranen completamente y que no se pierda
grano.
Determinar el peso fresco del grano de las 10 mazorcas (PFGM10)(kg) y determinar su
contenido de humedad (CHG). La determinación del CHG puede hacerse usando un
medidor de humedad o tomando una submuestra de grano, pesándola fresca y seca,
luego de secarla en un horno por 24 hrs a 105 oC
(CHG=( )
;)
Calcular el rendimiento usando las fórmulas que se presentan abajo (estas fórmulas ya
están incluidas en la hoja de Excel adjunta).
Analizar el contenido de nutrientes en una muestra de 200 g de grano de cada parcela.
Enviar las muestras a Cimmyt, Batan, con atención a Luis Guerra.
Cálculos de rendimiento
Coeficiente de desgrane CD:
CD = PFGM10/PFMM10
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Rendimiento de grano en el área cosechada ajustado a 14% de humedad (RGP):
RGP (kg) = (PFMT) x CD x [(100 – CHG)/86]
Rendimiento de grano por hectárea ajustado a 14% de humedad (RGT):
RGT (kg/ha) = (RGP (kg) × 10,000 m2)/área cosechada (m2);
Evaluación o interpretación de resultados
La estimación de las deficiencias minerales mediante las pruebas biológicas de campo se basa en
la reacción de las plantas a la adición de abonos. En el caso de ensayos en franjas, esta reacción se
evalúa visualmente, en cuyo caso el diagnóstico es principalmente cualitativo. En la mayoría de los
casos, la reacción del cultivo se expresa cuantitativamente en términos de producción total de
material vegetal, o bien sólo del producto cosechable de interés comercial.
Adjunto a este protocolo se encuentran dos archivos designados como:
1.- “Datos P. Omisión 2012. xls”
2.- “Protocolo Parcelas 2012.doc”
El primer archivo es la base de datos con la que se estuvo trabajando el ciclo anterior a la cual se le
agrego una hoja con la información del manejo de la parcela y croquis.
El segundo archivo debe de llenarse por parcela establecida. Gran parte de la información se
encuentra también en el primer archivo. La diferencia es que este segundo archivo es el que
oficialmente MASAGRO utiliza para todos los trabajos, ya se en fertilidad, AC, Extensión, Etc.
El formato puede ajustarse de acuerdo al tipo de ensayo que se esté reportando. Siéntanse libres
de omitir o agregar información que consideren pertinente.
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Literatura citada
Etchevers, B.J.D. 2008. El cultivo del maíz. Temas selectos. Grupo Mundi-Prensa. pp. 2-21
Noreno, A.S. 1977. Diagnóstico de la fertilidad del suelo. III. Análisis de tierra y ensayos biológicos. Serie
Suelos y Clima. Material de enseñanza. Centro Interamericano de desarrollo integral de aguas y tierras.
Aguilar, S.A., Etchevers, B.J.D. y Castellanos, J. 1987. Análisis químico de suelo para evaluar la fertilidad de
los suelos. Sociedad Mexicana de la Ciencia del Suelo. Chapingo, México (publicación especial 1) p. 217
Etchevers, B.J.D. 1991. La función del laboratorio en el diagnóstico de las necesidades de fertilizantes.
Enfoques tradicionales y modernos del análisis químico de suelos. ADIFAL. Marzo-Abril. pp: 21-27
Galvis, S.A. 1990. Validación de normas de fertilización de N y P estimadas con un modelo simplificado para
maíz, con las dosis obtenidas en la experimentación de campo. Colegio de Postgraduados. Montecillo,
México. Tesis de Maestría. P.113
Rodríguez, S.J. 1987. Normas de fertilización para el cultivo de la cebada y el maíz en el estado de Tlaxcala,
México. Colegio de Postgraduados. Centro de Edafología, Montecillo, México.
Ejemplo de deficiencias visuales a observar (ver archivo adjunto)
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