Dr. Armando Tasistro Director, México y América Central

Presentación del tema: "Dr. Armando Tasistro Director, México y América Central"— Transcripción de la presentación:

1 Dr. Armando Tasistro Director, México y América Central
Fuente Dosis Tiempo Lugar 4R Los 4 Requisitos para una Nutrición Vegetal Adecuada Dr. Armando Tasistro Director, México y América Central 19-21 marzo 2015

2 ¿qué es ipni? Cómo trabajamos Alto nivel técnico
IPNI es una organización científica sin fines de lucro, dedicada al manejo responsable de la nutrición vegetal para beneficio de la familia humana IPNI comenzó a operar en enero del 2007 Continuación y expansión del Instituto del Fósforo y la Potasa (PPI) Cómo trabajamos Haby et al., 1990 Alto nivel técnico Cooperación y trabajo conjunto Mejores prácticas de manejo para el uso responsable de nutrientes

3 Programas Regionales de IPNI
En la actualidad está activo en Africa, Australia/Nueva Zelandia, Brasil, China, Europa Oriental/Asia Central y Oriente Medio, Cono Sur Latinoamericano, México y América Central, Norte de América del Sur, Canadá y EE.UU., Sur de Asia, y Sureste de Asia.

4 Membresía compañías miembros miembros asociados miembros afiliados

5

6 4 Requisitos para Nutrición Vegetal Adecuada
Fuente Dosis Tiempo Lugar 4R

7 Fertilizante jbclements.wordpress.com blogs.oregonstate.edu

8 Calidad del Suelo Suelo sano, importante no sólo para la producción de cultivos Beneficios adicionales Captación de agua Mantener vegetación Reciclaje Habitat para diversidad biológica Almacenaje de C Alimentación humana balanceada

9 necesitamos un suelo sano

10 ¿Podemos mejorar esto… … sólo a base de esto?

11 Fertilidad del suelo Aspectos Químicos Físicos Biológicos Nutrientes
Materia orgánica Elementos tóxicos Físicos Porosidad Aireación Retención de agua Biológicos Microflora Fauna

12 4 Requisitos para Nutrición Vegetal Adecuada
Fuente Dosis Tiempo Lugar 4R ¿qué material vamos a usar? ¿cuánto debemos aplicar? ¿cuándo debe estar disponible el nutriente? ¿dónde debemos aplicar el material?

13 necesitamos saber qué nutrientes se necesitan

14 Limitaciones Esencialidad depende de la disponibilidad
“Macro”/”micro” depende de las cantidades tomadas, no de la importancia en una situación dada

15 ¿Cómo podemos saber qué nutrientes son necesarios ?
Análisis de suelos Análisis de plantas Síntomas de deficiencia Parcelas de omisión

16 ALTA BAJA 1. análisis de suelos
nivel crítico: valor que separa la zona con ALTA probabilidad de respuesta de la de BAJA probabilidad de respuesta nivel crítico ALTA BAJA

17 2. análisis de plantas Concentración crítica o rango de concentraciones crítico Estadio de desarrollo Parte muestreada ¿cómo se determinó? Rango de concentraciones

18 3. síntomas visuales ¿Dónde buscarlos?
Hojas nuevas, arriba Hojas viejas, abajo

19 N P K S

20 4. Parcelas de omisión

21 Manejo de agricultores
Parcelas de omisión 5 nutrientes, 4 repeticiones 8 x 4 = 32 parcelas Tratamiento Nutriente N P K S Zn 1 + 2 3 4 5 6 7 8 Manejo de agricultores

22 Fuente

23 Fertilizantes industriales Fertilizantes orgánicos
Biofertilizantes N fijación simbiótica fijación libre Micorrizas Fertilizantes industriales composición fija Fertilizantes orgánicos composición variable mineralización proceso gradual

24 Liberación lenta / liberación controlada
Fertilizante recubierto con polímero o azufre para controlar la disolución y liberación de nutrientes Baja solubilidad Resistencia a descomposición microbiana

25 Inhibidores biológicos y químicos
Nitrificación NH NO3- Ureasa Urea NH4+

26 Formas de los fertilizantes
Mezclas físicas Combinación de fertilizantes granulados Posible separación de los componentes Fertilizantes compuestos Mezcla de nutrientes en las partículas del fertilizante

27 Fertilizantes líquidos
Soluciones Líquido homogéneo y claro Aplicables Suelo Agua de riego (fertigación) Foliar Posibilitan la aplicación de otros productos (e.g. sanidad vegetal) Suspensiones Partículas de fertilizante en suspensión Apropiados para materiales con baja solubilidad en agua Permiten mayores concentraciones Requieren agitación y boquillas de orificios más grandes

28 aspectos adicionales a tener en cuenta
Interacciones entre nutrientes NH P K Mg Psuelo Zn Considerar influencias de elementos asociados Cl- en KCl Cadmio

29 Dosis

30 ¿Cómo sabemos cuanto aplicar?
Datos de experimentos de campo Cálculos de balance de masas Sensores Sistemas expertos

31 1. experimentos de campo Acumulación de resultados a través de muchos años Se ordenan según tipo de suelo cultivo/cultivar manejo del cultivo labranza rotaciones rendimiento esperado condiciones climáticas temporal/riego fuente de nutriente

32 2. Balance de masas ¿Qué rendimiento es posible?
cantidad de nutriente a aplicar demanda de nutriente por el cultivo suministro de nutriente por el suelo eficiencia   Evaluar adecuadamente el suministro de nutrientes por el ambiente ¿Con qué eficiencia se usarán las fuentes de nutrientes?

33 extracción/remoción de nutrientes
Nutrientes extraídos todo lo extraído en las hojas, tallo y resto de la parte aérea producida Nutrientes removidos lo que sale del campo en la parte cosechada

34 Nutrimentos extraídos
CULTIVO N P2O5 K2O Mg S kg/ha Maíz (12 t/ha) 298 128 73 37 Soya (3.9 t/ha) 353 65 230 27 22 Algodón (1.6 t/ha) 202 71 168 39 34 Trigo (5.3 t/ha) 186 60 206 19 Cacahuate (4.4 t/ha) 269 44 207 28 23 Avena  (3.5 t/ha) 129 45 162 21 Sorgo (8 t/ha) 267 94 43 Arroz (7.8 t/ha) 125 67 188 16 13 Cebada (6.4 t/ha) 74 (

35 Aporte de nutrientes por el suelo
Mineralización/inmovilización Materia Orgánica Intercambio Arcillas Óxidos de Fe y Al Precipitación/disolución Sales Reacciones por cambios en contenido de oxígeno Exceso de agua  menor cantidad de oxígeno

36 Mineralización de N Supongamos 1 ha
Volumen de suelo en 20 cm de profundidad = 100 m x 100 m x 0.2 m = 2,000 m3 Peso de ese volumen de suelo = 2,000 m3 x densidad aparente (1.2 t/m3) = 2,400 t = 2,400,000 kg Si tiene 2% MO = 48,000 kg MO Si 5% de MO es N = 2,400 kg N Si se mineraliza 2% de ese N por año = 48 kg N/ha/año

37 Eficiencia de Uso de Nutrientes
¿Qué medir? Producción por unidad de nutriente absorbida Nutriente extraído por unidad de nutriente absorbida

38 Índices Producción Recuperación Productividad Parcial del Factor (PPF)
Balance Parcial del Nutrimento (BPN) Eficiencia Agronómica (EA) Eficiencia de Recuperación (ER) Eficiencia de Uso Interna (EI) Eficiencia Fisiológica (EF)

39 Productividad Parcial del Factor (PPF)
PPF = rendimiento cantidad de nutriente aplicada Considera simultáneamente los nutrientes aplicados y los suministrados por el suelo Celaya, 2009 ¿Qué se necesita? Registros de producción y nutrientes aplicados ¿Qué pregunta contesta? ¿Qué tan productivo es el sistema de producción considerado, en relación a la cantidad de nutrientes aplicada? Usos típicos Como indicador de largo plazo de las tendencias en la Eficiencia de Uso de Nutrientes Valores de referencia Nutriente Kg maíz/kg de nutriente N 40-80 P K

40 México n en maíz

41 México n en maíz

42 México n en maíz

43 México n en maíz

44 Productividad Parcial del Factor N – Maíz - EEUU
kg de grano de maíz/kg de N aplicado Fixen, 2012

45 Eficiencia Agronómica (EA)
EA = rendimiento con nutriente −rendimiento sin nutriente cantidad de nutriente aplicada Se aproxima más que la PPF a la eficiencia de uso del nutriente aplicado Celaya, 2009 Valores de referencia ¿Qué se necesita? Parcela sin aplicación del nutriente ¿Qué pregunta contesta? ¿Cuánto se ganó en productividad por usar este nutriente? Usos típicos Indicador de corto plazo del impacto de nutrientes en la productividad Recomendar nutrientes Nutriente Kg de cereal/kg de nutriente N 10-30 P 30-50 K 10-20

46 Cálculos en base al rendimiento
Demanda rendimiento esperado Suministro rendimiento obtenido sin aplicación del nutriente Eficiencia eficiencia agronómica kg de producto cosechado/kg de nutriente Ejemplo para N en maíz rendimiento esperado = 7,000 kg/ha rendimiento sin aplicar N = 2,000 kg/ha eficiencia agronómica = 20 kg grano/kg N kg N/ha= 7,000 kg grano/ha −2,000 kg grano/ha 20 kg grano/kg N kg N/ha= 250

47 Eficiencia de Uso Interna (EI)
EI = rendimiento con nutriente cantidad de nutriente en parte aérea Celaya, 2009 ¿Qué se necesita? registro de rendimiento análisis del nutriente en biomasa ¿Qué pregunta contesta? ¿Cuál es la capacidad del cultivo de transformar nutriente de varias fuentes en rendimiento económico? Usos típicos Valores varían con genotipo, ambiente y manejo EI muy alta indica deficiencias EI baja indica que otros factores aparte del nutriente son limitantes (p. ej. agua) Valores de referencia para N en cereales 30-90 kg grano/kg N en parte aérea 55-65 kg grano/kg N en parte aérea, óptimo para nutrición balanceada con altos rendimientos

48 Eficiencia Fisiológica (EF)
EF = rendimiento con nutriente −rendimiento sin nutriente nutriente biomasa con aplicación −[nutriente]biomasa sin aplicación Celaya, 2009 Valores de referencia para N en cereales 40-60 kg grano/kg N > 50 kg grano/kg N en sistemas bien manejados, con bajos niveles de uso de N o con bajo aporte de N por el ambiente EF baja sugiere crecimiento subóptimo, limitado por otros factores ¿Qué se necesita? registro de rendimiento análisis del nutriente en biomasa parcela sin aplicación del nutriente ¿Qué pregunta contesta? ¿Cuál es la capacidad del cultivo de transformar el nutriente aplicado en rendimiento económico? Usos típicos Comparación de EUN entre genotipos

49 Balance Parcial del Nutriente (BPN)
BPN = nutriente removido en parte cosechada cantidad de nutriente aplicada Celaya, 2009 < 1: se busca aumentar reservas en el suelo riesgo de pérdidas > 1: cuando se están usando reservas Ideal: ¿Qué se necesita? registros de rendimientos y aplicaciones de nutrientes concentración del nutriente en la parte cosechada ¿Qué pregunta contesta? ¿Cuánto nutriente se está extrayendo del sistema en relación a lo que se está aplicando? Usos típicos indicador de largo plazo de la EUN, especialmente en combinación con análisis de suelos recomendar nutrientes

50 México n en maíz

51 Eficiencia de Recuperación (ER)
ER = nutriente en biomasa con aplicación −nutriente en biomasa sin aplicación cantidad de nutriente aplicada = 63% Celaya, 2009 10 a 30%: proporción de P aplicado que se recupera en el 1er. Año 50 a 90%: proporción de P aplicado que se recupera por los cultivos en largo plazo 30 – 50%: recuperación típica de N en cereales 50 a 80%: recuperación de N en cereales en sistemas con manejo óptimo ¿Qué se necesita? parcela sin aplicación del nutriente análisis de nutriente en biomasa ¿Qué pregunta contesta? ¿Cuánto del nutriente aplicado fue tomado por el cultivo? Usos típicos indicador de pérdidas

52 México Trigo, Valle del Yaqui (CIMMYT)
Eficiencia de Recuperación de N = 31% Algas

53 Rangos de ER globales En 93 estudios globales en maíz, trigo, y arroz, la ER varió entre 0.2 y 0.3 en secano y entre 0.3 y 0.4 bajo riego Ladha (2005) En Asia: Cultivo/manejo ER promedio Arroz con riego (n = 179) 0.31 Arroz bajo manejo específico (n=112) 0.40 Trigo bajo condiciones climáticas adversas (n=23) 0.18 Trigo bajo condiciones climáticas favorables (n=21) 0.49 Dobermann paper, 2007 Cassman et al. (2002)

54 Eficiencia de Recuperación (ER)
4/13/2017 Eficiencia de Recuperación (ER) Depende de la sincronización entre la demanda de N por el cultivo y su liberación por parte de la fuente usada Métodos de aplicación (cantidad, época, colocación, forma) Demanda (genotipo, clima, población, limitaciones bióticas y no bióticas) Afectada por ER estimada con 15N da valores más bajos porque parte del 15N queda en reservas del suelo El uso de trazadores es más útil cuando se mide la recuperación en el suelo y en la planta, especialmente en largo plazo

55 3. Sensores Ópticos

56 Procedimiento de Uso del Sensor
Trigo manejado convencionalmente y en el área sin limitación de N Fin del macollaje y comienzo de encañado Luz roja e infrarroja sobre el follaje Mide reflectancia y Calcula NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) Predicción de rendimiento y cálculo de N adicional

57 Franja Rica en N Manejo Sensor Agricultor

58 cálculo de la recomendación de N

59 Rendimiento de Trigo - Franja Rica vs. Area del Sensor – 107 Campos
Dr. Ortiz-Monasterio - CIMMYT Rendimiento (kg/ha) Diferencia 83 kg N/ha 62 kgN/ha Franja Rica Sensor

60 4. Sistemas expertos

61 4. Sistemas expertos - NUTRIENT MANAGEMENT SUPPORT SYSTEM (NuMaSS)
Diagnostica limitaciones de suelos Selecciona prácticas de manejo apropiadas Criterios agronómicos, económicos y ambientales Sistemas de apoyo para decisiones: Acidez N P

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64 Lugar

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66 aplicación localizada
Nutrientes concentrados en menor volumen de suelo Mayor concentración en solución del suelo disminuye inmovilización ayuda movimiento por flujo de masa y difusión promueve crecimiento de raíces

67 Conceptos sobre la aplicación Localizada
Más eficientes con: bajos niveles de nutrientes en el suelo bajas dosis de aplicación nutrientes que se mueven principalmente por difusión Bajas dosis de nutrientes en bandas pueden ser insuficientes Menores pérdidas por Escurrimiento Volatilización NH3 a partir de urea maíz

68 Nutrientes en contacto directo con las semillas del cultivo
Sensibilidad de la semilla Índice de sal del fertilizante Ancho de la banda ocupada por fertilizante + semilla Textura del suelo Contenido de agua a la siembra Pérdida de plantas tolerable Urea, UAN 28%, DAP, inactivan enzimas de las semillas

69 Distancia y dosis de urea a la siembra de maíz
Gelderman, 2010

70 Aplicaciones foliares
Penetración líquida Eficacia limitada Cutícula/ceras Eficiencia de la aspersión Lavado por lluvia Posibilidad de fitotoxicidad Secado de las gotas Translocación limitada

71 Tiempo

72 aspectos claves ¿Cuándo absorben las plantas los nutrientes?
¿Dinámica del aporte de nutrientes por el suelo? ¿Dinámica de la pérdida de nutrientes en el suelo? Aspectos logísticos de la aplicación de nutrientes

73 Sincronizar disponibilidad de nutrientes con necesidad por el cultivo

74 Maíz - N jiloteo

75 Maíz - N Iowa State University, 2011

76 Maíz - P Iowa State University, 2011

77 Maíz - P Iowa State University, 2011

78 Maíz - K Iowa State University, 2011

79 Maíz - K Iowa State University, 2011

80 ¡Gracias!