MANEJO POR SITIO ESPECÍFICO EN ARROZ, ANTECEDENTES Y ...nla.ipni.net/ipniweb/region/nla.nsf/0/AA58B75CD9CA8FF105257C1A… · ABSORCIÓN DE NUTRIMENTOS EN VARIEDAD SAN JUAN EN ETAPA

MANEJO POR SITIO ESPECÍFICO EN ARROZ,

ANTECEDENTES Y RESULTADOS EN COSTA RICA

Dr. Rafael E. SalasCentro de Investigaciones Agronómicas,

Universidad de Costa Rica

Necesidad de un mejor método para manejo de nutrientes en arroz

La necesidad de nutrientes en arroz:• Puede ser diferente de lote a lote

• Puede cambiar de año a año por variaciones de clima y por cambios de las condiciones del ciclo de crecimiento

El fertilizante puede usarse en forma efectiva, si las dosis y la época de aplicación se ajustan al sitio y a las necesidades y condiciones específicas de la temporada de cultivo

Sin embargo, todavía son comunes recomendaciones generales de fertilización para amplias áreas.

Dr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica

MNSE: Un método basado en la planta

El MPSE provee de un método para ‘alimentar’ el arroz entregando los nutrientes a medida que éstos se hacen necesarios

• Hace uso óptimo de los nutrientes existentes en el sistema (suelo, residuos del cultivo )

• Aplica el N al momento y en la cantidad requerida por el cultivo

• Aplica el P y K basándose en las necesidades del cultivo


FACTORES DE PRODUCCIÓN EN ARROZ

SUELO

CLIMA

VARIEDAD

MANEJODr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica

SUELODr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica

Herramientas para diagnosticar problemas nutricionales en suelos

OBSERVACION: síntomas visuales sistema radical

ANALISIS Y EXPERIMENTOS: campo invernadero laboratorio: análisis foliar

análisis de suelos REGISTROS CONOCIMIENTO TEORICO EXPERIENCIA


CONSIDERACIONES PARA MANEJO DE NUTRIMENTOS POR SITIO ESPECÍFICO

1- Estimar el potencial de nutrimento nativo del suelo.

2- Estimar la demanda de nutrimento para una meta de rendimiento.

3- Estimar la eficiencia de la fertilización aplicada.


CONSIDERACIONES PARA MANEJO DE NUTRIMENTOS POR SITIO ESPECÍFICO

4- Cálculo de dosis y fuentes de fertilizantes.

5- Decidir el número de aplicaciones y el momento de aplicación.


Niveles de elementos presentes en el suelo

IdentificaciónpH cmol(+)/L Relaciones catiónicas mg/L

H2O Ca Mg K Acidez CICECa/Mg

Ca/K Mg/KCa+Mg/

KP Cu Fe Mn Zn

LOTE F5 5,7 12,66 4,91 0,29 0,16 18,02 2,58 43,66 16,93 29,59 2 11 61 62 4,8

Elemento Bajo Medio Óptimo AltoCa/Mg cmol (+)/L < 2 2,5 - 5 > 5Ca/K cmol (+)/L < 5 5 - 25 > 25Mg/k cmol (+)/L < 2.5 2.5 - 15 > 15

Ca+Mg/K cmol (+)/L < 10 10 - 40 > 40K cmol (+)/L < 0,30 0.3 - 0.5 0.5 - 0.8 > 0.8

P mg/L <12 12 - 20 20 - 50 > 50Zn mg/L < 2 2 - 3 3 - 10 > 10B mg/L < 0.2 0.2 - 0.5 0.5 - 1.0 > 1.0S mg/L < 12 12 - 20 20 - 50 > 50

Mn mg/L < 5 5 - 10 10 - 50 > 50

Guía de interpretación:

Muestreo de Suelo Lote F5 Río Blanco.




2- ESTIMAR LA DEMANDA DE NUTRIMENTO PARA UNA META DE RENDIMIENTO


3- ESTIMAR LA EFICIENCIA DE LA FERTILIZACIÓN APLICADA

• Eficiencia por orden de suelo.

• Eficiencia de recuperación de nutrimento.

• N = 40 - 50%

• P = 15 – 25%

• K = 40 – 50%Dr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica

4- CÁLCULO DE DOSIS Y FUENTE DE FERTILIZANTE

DOSIS = DEMANDA – APORTE DE SUELOEFICIENCIA DEL FERTILIZANTE

Demanda = Requerimiento para rendimiento meta.Eficiencia del fertilizante = Eficiencia de recuperación.Aporte de suelo = Análisis de suelo.


5- DECIDIR NÚMERO DE APLICACIONES Y EL MOMENTO DE APLICACIÓN








Etapa fenológicaElemento

N P2O5 K2 O

V3 - V4 40% 50% 0%

V6 - V7 30% 50% 50%

V8 - V9 30% 0% 50%

Distribución porcentual de fertilizante por elemento.

Fertilizante aplicado por elemento.Elemento (kg/ha)N P2O5 K2 O

160 70 120


Etapa fenológicaElemento

N P2O5 K2OV3 - V4 64 35 0V6 - V7 48 35 60V8 - V9 48 0 60

Total 160 70 120

Distribución en Kg del fertilizante por elemento en cada etapa fenológica.


VARIEDAD


Kg/ha g/ha

MUESTREOS N P K S Zn B

V3 – V4 34,9 1,82 26,14 2,79 83,60 16,80

V6 – V7 65,47 2,93 66,27 6,67 128,00 25,90

V9 – V10 138,53 8,27 161,33 14,80 333,00 108,40

R4 203,20 20,80 361,73 21,20 972,00 247,70

R8 199,07 37,47 345,20 20,67 1597,00 546,00

EXTRACCIÓN TOTAL DE NUTRIMENTOS POR VARIEDAD


0

50

100

150

200

250

300

350

400

N P K S

kg/ha

V3 – V4 V9 – V10 R4 R8V6 – V7

CURVA DE ABSORCIÓN. VARIEDAD PUITÁ


0,00

30,00

60,00

90,00

120,00

150,00

180,00

210,00

240,00

270,00

V6 - V7 V9 - V10 R8

N P K S

CURVA DE ABSORCIÓN VARIEDAD OR 228, INVIERNO

kg/ha

Etapas Fenológicas

Relación grano/paja = 0,70Índice de cosecha 0,41

Materia seca total =13599 kg/ha

Materia seca en grano =5599 kg/ha

Materia seca en paja =8000 kg/ha


0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

V6 - V7 V9 - V10 R8

Zn B

CURVA DE ABSORCIÓN VARIEDAD OR 228, INVIERNO

g/ha

Etapas Fenológicas


0,00

25,00

50,00

75,00

100,00

125,00

150,00

175,00

200,00

225,00

250,00

V3 - V4 V6 - V7 V9 - V10 R9

N P K S

Etapas Fenológicas

kg/ha

Curva de Absorción Variedad Palmar 18, Invierno

Relación grano/paja = 0,89

Índice de cosecha = 0,47

Materia seca total = 17544 kg/ha

Materia seca en grano = 8280 kg/ha

Materia seca en paja = 9264 kg/ha


0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

V3 - V4 V6 - V7 V9 - V10 R9

Zn BEtapas Fenológicas

g/ha

Curva de Absorción Variedad Palmar 18, Invierno


0,00

25,00

50,00

75,00

100,00

125,00

150,00

175,00

200,00

225,00

250,00

V3 - V4 V6 - V7 V9 - V10 R9, Total

N P K S

Etapas Fenológicas

kg/ha

Curva de absorción variedad San Juan, Invierno

Relación Grano/Paja 0,59

Índice de Cosecha 0,37

Materia Seca Total =12056 kg/ha

Materia seca en grano =4480 kg/ha

Materia seca en paja =7576 kg/ha


ABSORCIÓN DE NUTRIMENTOS EN VARIEDAD SAN JUAN EN ETAPA R9EN SISTEMA POR TRANSPLANTE

kg/ha Grs/haMuestra N P Ca Mg K S Fe Cu Zn Mn B

Panícula 157,05 22,87 6,10 16,77 79,29 10,67 3782 122 274 1952

Tallo 115,99 5,74 31,01 11,48 302,03 9,19 3916 1148 3675 55697 459

Total 273,04 28,61 37,11 28,26 381,32 19,86 7698 1270 3949 57649 459

Materia seca en grano = 15248 kg/ha Relación Grano/paja = 1,32

Materia seca en paja = 11484 kg/ha Índice de cosecha = 0,57

Materia seca total = 26732 kg/ha


MANEJODr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica

CONTENIDO DE N, P, K,S, Zn y B EN RESIDUOS DE COSECHA

kg/ha g/ha

Muestra N P K S Zn B

Parte baja planta 63,35 5,45 149,18 6,13 456,40 54,50

Paja 39,80 3,10 45,99 3,10 123,82 22,11


CONCENTRACIÓN DE NUTRIMENTOS PROMEDIO EN RASTROJO

Localización % N % P % K % Ca % Mg

Argentina 0.50 0.08 1.30 0.29 0.17

Asia 0.65 0.10 1.40 0.30 0.20

Gte. C.R 0.88 0.10 2.05 0.30 0.12


CONCENTRACIÓN DE NUTRIMENTOS PROMEDIO EN GRANO

Localización % N % P % K % Ca % Mg

Argentina 0.92 0.23 0.23 0.10 0.13

Asia 1.10 0.20 0.29 0.05 0.15

Gte. C. R 0.92 0.20 0.40 0.07 0.15


CANTIDAD DE NUTRIMENTOS PROMEDIO kg/t DE GRANO

Localización N P K Ca Mg

Argentina 13 3 12 3 3

Asia 15 3 15 4 3

USA 19 3 13 2 2

Gte. C. R 7 3 4 0.3 2


ANÁLISIS QUÍMICO DE SUELOS

% Relación

Descomposición anual

% 1% 1.5% 2%MUESTRA C N C/N M.O Aporte de N en kg/ha

Siembra normal 1,60 0,13 12,3 2,29 23 34 46

10 cm soca 2,35 0,20 11,8 3,36 34 50 67

30 cm soca 1,50 0,12 12,5 2,15 21 32 43

Rastrojo resoca 4,79 0,37 12,9 6,85 68 103 137


ETAPAS CRÍTICAS DE ABSORCIÓN DE NITRÓGENO EN ARROZ

• INICIO DE ENRAIZAMIENTO S3 – V1• INICIO DE MACOLLAMIENTO V3 – V4 • FORMACIÓN DE PRIMORDIO FLORAL

V9 – V10• ESPIGAMIENTO R3 – R4


# días DDG 17 55 115Macollamiento Elongación de entrenudos Maduración

Etapa FenologicaV3 V4 V9 V10

R8 R9

Tercera hoja completa con

collar

Cuarta hoja completa con

collar

Novena hoja completa con

collar

Inicio de la panícula

Décima hoja completa con

collar

Evento en desarrollo Pre-inicio del macollamiento

Macollamiento temprano, hijos

primarios

Inicio temprano del cambio

fenológicode vegetativo a reproductivo

El desarrrollo de la panícula ha iniciado -

ANILLO VERDE-

Comienza elongación del entrenudo #1

Todos los granos que

llegaros a R6 tienen cáscara

color café o amarillo -

MADURACIÓN FISIOLÓGICA-

GRANO SECO -COSECHA-

DESARROLLO FENOLÓGICO


V3 V4 V6

V10 R4 R9


ÍNDICE DE NUTRICIÓN NITROGENADA

Etapa t/ha M.S % N actual % N Crítico INN *

V5 1752 3.20 4.0 0.80

V10 4941 2.34 3.2 0.73

R4 13544 1.34 2.8 0.48

* INN: Índice de Nutrición Nitrogenada


0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

988 1750 4938 13544 10588

% N A.Rend.

N %

V4 V6 V9 R3 R8

CUADRO DE DILUCIÓN DE NITRÓGENO

M.S. kg/ha


FERTILIZACIÓN NITROGENADA Y EFECTO REDOX

La fuente nitrogenada más utilizada en la fertilización del arroz es laurea dado que tiene el N en forma amídica y no se ve afectado por la desnitrificación en un ambiente reductor como el arroz.

• La desnitrificación significa la pérdida de N en forma gaseosa por un proceso biológico de reducción: NO3, NO, N2O, N2. Este proceso se ve favorecido por condiciones de reducción o excesos de humedad, altas temperaturas en un substrato carbonado.

• Las pérdidas por desnitrificación se reportan entre 30 a 40% del N aplicado en forma nítrica de 7 a 12 días después de la aplicación.


FERTILIZACIÓN NITROGENADA Y EFECTO REDOX

La estrategia para reducir las pérdidas por volatilización, es inundar el campo dentro de los 5 días después de la aplicación del fertilizante nitrogenado.

En términos de redox, un suelo bien aireado y oxidado presenta valores de potencial redox en el rango de +400 a +700 mv, mientras que las emisiones de N2O por desnitrificación se dan entre +120 y +250 mv y a 0 mv el nitrógeno se pierde como N2.

La condición de redox de un suelo está en función directa de la lámina de agua.


MEDICIÓN DE POTENCIAL REDOX

Semana 1 Semana 2 Semana 3 Semana 4 Semana 5 Semana 6

Promedio 158 185 158 188 104 30

Máximo 286 253 329 255 195 131

Mínimo 71 101 52 109 14 -62

Eh: -200 mv CO2 → CH4

Eh: -100 - +150 mv SO4-2 → S-2

Eh: +50 - +80 mv Fe+3 → Fe-2

Eh: +200 mv Mn+4 → Mn+2

Eh: +250 - +300 mv NO3- → N2





La TCC ofrece dos opciones para MNSE

• Dosis ajustadas a tiempo fijo

• Manejo de N en tiempo real


HERRAMIENTA DE DIAGNÓSTICO DE N EN PLANTA


EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE LA FERTILIZACIÓN

1- Factor Parcial de Productividad

2- Eficiencia Agronómica

3- Eficiencia de Recuperación

4- Eficiencia Fisiológica

5- Eficiencia interna de utilizaciónDr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica

Parcelas de omisiónEl rendimiento en las parcelas de omisión

indica la cantidad de nutrientes que es suplementada por el suelo

Omisión de N (-N): +PK

Omisión de P (-P): +NK

Omisión de K (-K): +NP

Buresh et al., 2004Dr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica

Factor Parcial de Productividad

Cuánto rendimiento se produce por cada kg de elemento aplicado.

Rend. Grano con fertilizante N Dosis de Elemento

Con manejo apropiado el FPP debe ser ≥ 50 kg de grano/kg de elemento aplicado.


Eficiencia Agronómica

Cuánto rendimiento adicional se puede producir por cada kg de elemento aplicado

Rend. Grano con N – Rend. Grano sin NDosis de elemento

Rango Apropiado: 20 a 25 kg de incremento en rendimiento/kg de elemento aplicado.


Eficiencia agronómica FD50

Elemento kg grano/kg elemento

N 28.82

P 21.34

K 8.14


Eficiencia de Recuperación Cuánto del elemento aplicado fue recuperado y

absorbido por el cultivo.

Kg Tot. Elem. Abs. Con Fert. – Kg Tot. Elem. Abs. Sin Fert Dosis de elemento

Con estrategias de fertilización debe ser: 50 a 70%

La eficiencia de recuperación promedio es de:N: 30 – 40% P: 10 – 35% K: 15 – 65%


% RECUPERACIÓN. FD50

N P K

Biomasa 36.39 4.92 73.71

Grano 31.05 10.58 1.90

Grano Vano 7.97 1.15 2.10

Planta entera 75.41 16.65 77.72


Eficiencia Fisiológica Cuánto rendimiento adicional se puede producir por

cada kg de elemento absorbido.

Rend. Grano con Fert. – Rend. Grano sin Fert.Abs. Total con Fert. – Abs. Total sin Fert.

Con manejo adecuado debe estar en 50 kg de grano/kg de elemento absorbido.


Eficiencia interna de utilización

Cuánto rendimiento se produce por cada kg de elemento Absorbido proveniente del fertilizante y del suelo.

Rend. Grano con fertilizante kg de elemento absorbido

Con manejo apropiado la E I U esta entre 50 - 60 kg de grano/kg de elemento aplicado.


ValorÍndice CR4477 S238 FD50 Adecuado

Eficiencia Agronómica 22,3 7,1 28,8 20 a 25

Factor Parc. Productividad 49,2 48,4 42,8 ≥ 50

% Eficiencia Recuperación 66,9 52,3 75,4 50 a 70%

Eficiencia Fisiológica 33,3 13,6 38,2 ≥ 50

ïndice de cosecha 44,0 44,6 39,0 44,0

Relación Grano/Paja 0,78 0,81 0,55 0,83

Variedad

EFICIENCIA DE LA FERTILIZACIÓN NITROGENADA

Invierno Invierno Verano


RENDIMIENTO EN GRANO RENDIMIENTO EN GRANO

SIEMBRA INVIERNO 2009 SIEMBRA VERANO 2010

TRATAMIENTO COMERCIAL TRATAMIENTO COMERCIAL

114,30 grs/m2 4,57 t/ha 268,35 grs/m2 10,73 t/ha

TRATAMIENTO - NITRÓGENO TRATAMIENTO - NITRÓGENO

73,70 grs/m2 2,95 t/ha 87,47 grs/m2 3,50 t/ha

TRATAMIENTO - FÓSFORO TRATAMIENTO - FÓSFORO

83,30 grs/m2 3,33 t/ha 215,22 grs/m2 8,61 t/ha

TRATAMIENTO - POTASIO TRATAMIENTO - POTASIO

122,30 grs/m2 4,89 t/ha 236,53 grs/m2 9,46 t/ha

TRATAMIENTO TESTIGO TRATAMIENTO TESTIGO

55,70 grs/m2 2,23 t/ha 97,58 grs/m2 3,90 t/ha


CLIMA


Para conocer cuales son los factores que limitan el rendimiento es muy importante clarificar los efectos del clima sobre la productividad.

No es lo mismo cambio climático que efecto de clima

Los factores climáticos que definen la productividad del arroz son la temperatura y la radiación.

La temperatura afecta principalmente el desarrollo del cultivo y la duración de las fases fenológicas.


Por encima de la temperatura máxima o por debajo de la temperatura base la tasa de desarrollo es nula.

Así es que existen tres temperaturas claves para el arroz: la temperatura base (8 a 12 oC); Temperatura óptima (28 a 30 oC ); y una temperatura máxima del orden de (42 a 45 oC).


La radiación solar es la variable climática de mayor efecto en los rendimientos.

Fuerte efecto en la etapa reproductiva (desde diferenciación de primordio a floración) afectando el número de granos por panoja.

La precipitación tiene poco efecto sobre el crecimiento y el desarrollo de la planta; su efecto es más indirecto al afectar las fechas de siembra.


La humedad relativa, está relacionada con la radiación solar, su efecto es más bien indirecto determinando la mayor o menor presencia de enfermedades.

En general, valores altos de humedad relativa favorecen el desarrollo de hongos y la presencia de enfermedades.


0

20

40

60

80

100

V1 V3 V9 R4 R7 R9

Requerimiento de Radiación Solar %

% Período Crítico

ETAPAS FENOLÓGICAS


15,00

17,00

19,00

21,00

23,00

25,00

27,00

29,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930313233343536

RADIACIÓN SOLAR, GUANACASTE AÑO 2010

MJ/m2

Final eneroA

Final abril

Final junioA

Principio octubre

DECADAS


Radiación medida en septiembre 2012 a enero del 2013


Etapa desarrollo Descripción Radiación (Mj/m²/día)

V4 Inicio macollamiento 22.02

V9 Inicio primordio 15.00

R4 Floración 24.61

R9 Madurez fisiológica 22.17

Radiación ideal: 20,0 a 21.0 Mj/m²/día Dr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica

Con la temperatura media diaria y la temperatura base, se calcula la suma térmica o grados días de la variedad

La suma térmica en grados días para alcanzar los principales estados fenológicos para variedades de América del Sur son promedio:

Estadio MediaDiferenciación de primordio V9 – V10 707

Floración R4 1103Madurez Fisiológica R8 1408

Recientes estudios indican que, a medida que la temperatura mínima diaria aumenta , la producción de arroz disminuye (15% menos rend/1 ºC de aumento) Temperatura nocturnas no deben ser mayores a 22 ºC.

Según los científicos, un aumento de temperatura mínima de un grado centígrado conlleva una reducción en la producción de 322 kg/ha


Temperatura máxima y mínima durante el periodo de 1/09/2012 – 1/01/2013.

15

20

25

30

35

40

Tiempo en días

Tempe

ratura (°C)

Tmax

T Min


01/09/2012 01/10/2012 01/11/2012 01/12/2012 01/01/20130

10

20

30

40

50

60

Tiempo en días

Precipita

ción

(mm)

Precipitación durante el periodo 1/09/2012 – 1/01/2013.


COEFICIENTES DE CORRELACIÓN

0.77 Rad. Solar y Temp Max.

0.90 Rad. Solar y Temp Minim.

0.90 Rad. Solar y Temp Media

0.37 Tem. Max y Viento

0.80 Tem. Min. Y viento

0.74 Temp. Media y viento

-0.86 Rad. Solar y Humedad


FechaVariedad 1 Variedad 2

Etapa Grados Días* Etapa Grados Días*02/10/2012 Germinación 16,77 Germinación 16,7715/10/2012 V2-V3 239,84 V2-V3 239,8413/11/2012 - - V7- V8 511,95

19/11/2012 V7- V8 841,07 - -

14/12/2012 - - R4 1272,96

20/12/2012 R4 1381,31 - -

12/01/2013 - - R9 1813,21

21/01/2013 R9 1979,14 - -

Grados Días*:


Variedad Puita, Siembra 2010

Duración Temp.media Suma

Período días Diaria ºCoC/día

Siembra - Emergencia 20Emergencia -Diferenciación 41

Diferenciación - Floración 29Floración - Madurez 31 27.5 1733.0Madurez - Cosecha

Suma Térmica, Variedad Puita

Estado Fenológico Suma oC/día

Diferenciación de panícula 673

Floración 1065Madurez 1408Tomado de:

Steinmetz, et al. 2007Dr. Rafael Salas, Universidad de Costa Rica

FACTORES A CONSIDERAR PARA AUMENTAR LA PRODUCTIVIDAD DE ARROZ

Pocas posibilidades de hacerlo mediante un incremento de la superficie sembrada.

Para conocer cuales son las barreras que limitan el rendimiento se deben investigar los efectos del ambiente sobre la productividad del arroz.

Una alta radiación incidente interceptada (que incremente la fotosíntesis) acompañada de temperaturas relativamente bajas (que reducen las pérdidas por respiración), permiten aprovechar el N absorbido y lograr altos rendimientos.


76

Razón de los bajos rendimientos

Fecha de siembra

Alta densidad de siembra

Inadecuado control de plagas

Fertilización inadecuada e ineficiente

Ineficiente control de malezas

Pobre manejo del riego


MUCHAS GRACIAS

Dr. Rafael E. SalasCentro de Investigaciones Agronómicas,

Universidad de Costa [email protected]

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