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Sistema Intensivo de Cultivo Arrocero en Panamá:
Investigación sobre los dinámicos de nutrientes
Marie-Soleil Turmel, Ph.D.Taller de SICA en America Latina
Earth University, Costa Rica
1 de Octubre – 1 de Noviembre del 2011
I. The System of Rice Intensification (SRI)
(Photo:ciifad.cornell.edu)
Comparación de los métodos SICA y Convencional
Methodo Edad Plantas/m2 Riego Fertilizante Malezas
SICA
Convencional 20-30d 75-100 Inundado Mineral herbicida
(Adapted from Stoop et al., 2002)
Método Edad Plantas/m2 Riego Fertilizante Malezas
SICA 8-15d 4-25 Intermitente
Orgánico
+Mineral manual
Convencional 20-30d 75-100 Inundado Mineral herbicida
Comparación de los métodos SICA y Convencional
(Adapted from Stoop et al., 2002)
Meta-análisis de 70 Experimentos SICA :
1. ¿Las propiedades del suelo afectan la
respuesta de rendimiento del manejo con
SICA?
Turmel et al. 2010, Renewable Agriculture and Food Systems, 26 : pp 185-192
Proporción Aumento de Rendimiento por País
lnRR
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
Myanmar (n=1)
The Gambia (n=1)
Madagascar (n=5)
Nigeria (n=1)
Iran (n=1)
India (n=7)
Indonesia (n=24)
Sri Lanka (n=1)
Iraq (n=1)
Bangladesh (n=6)
China (n=10)
Laos (n=5)
Nepal (n=1)
Ivory Coast (n=1)
Thailand (n=5)
Philippines (n=2)
ns
ns
ns
ns
**
*
*
ns
Proporción Aumento de Rendimiento por Suelo
lnRR
-0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
Ferric Acrisol (n=2)
Dystric Nitosol (n=1)
Gleyic Acrisol (n=3)
Dystric Regosol (n=2)
Ferric Luvisol (n=1)
Xanthic Ferralsol (n=1)
Orthic Acrisol (n=16)
Dystric Fluvisol (n=3)
Dystric Cambisol (n=3)
Ferralic Cambisol (n=4)
Vitric Andosol (n=2)
Orthic Luvisol (n=4)
Chromic Luvisol (n=1)
Pellic Vertisol (n=2)
Mollic Andosol (n=1)
Ochric Andosol (n=1)
Vertic Luvisol (n=3)
Calcic Cambisol (n=1)
Eutric Regosol (n=1)
Gleyic Luvisol (n=1)
Eutric Fluvisol (n=2)
Eutric Gleysol (n=15)
Calcaric Fluvisol (n=1)
Calcaric Gleysol (n=1)
High Fertility
Moderate Fertility
Low Fertility
¿Cómo puede ser que SICA mejora rendimientos
en suelos infértiles?
• Abonos orgánicos y condiciones aeróbicas:
Aumenta el P disponible (Turner and Haygarth 2001; Song et al. 2007; Randriamiharisoa et al. 2006).
Aumento de actividad microbiana (Randriamiharisoa et al. 2006; Wangiyana et al. 2006).
Más crecimiento de raíces (Dobermann, 2004; Haynes and Mokolobate, 2001; Stoop et al., 2002)
• Reducción de Fe y Mn tóxico (Olaleye et al., 2001).
Panama“Si no hay arroz, no hay comida.”
Primeros Experimentos con SICA en Panamá2008-2010
1. Experimento Preliminar de Invernadero
Determinar el efecto de prácticas de SICA en la absorción de nutrientes por arroz
en suelos de Panamá de niveles diferentes de fertilidad.
2. Experimentos con IDIAP:
Determinar el efecto de prácticas de SICA en la absorción de fósforo por arroz y
en los parámetros de rendimiento en los suelos de bajo fertilidad.
Ubicado en El Coco de Penonomé
3. Experimentos con Patronato de Nutrición:
Determinar el potencial de SICA para aumentar el rendimiento de arroz en
granjas pequeñas y evaluar las percepciones de los agricultores hacia SICA.
10 Granjas
Suelos de Panamá
El Coco, Cocle (Alfisol)
Tocumen, Panama (Mollisol)
Rio Hato, Cocle (Inceptisol)Alanje, Chiriqui (Andisol)
Bella Vista, Chiriqui (Ultisol)
Calabacito, Veraguas (Ultisol)
•Disponibilidad de Nutrientes (NO3, NH4, P, K, S, Zn, Cu, Fe, Al)
•N, P, C Microbiana
•Enzimas (Fosfatase y Betaglucosidase)
•Biomasa de Planta
•Asimilación de Nutrientes Total
•Densidad de Raíces
Calabacito (Ultisol) Bella Vista (Inceptisol)
Alanje (Andisol)
Tocumen (Mollisol) Rio Hato (Inceptisol)
SICA Convencional
El Coco (Alfisol)
SICA Convencional SICA Convencional
SICA Convencional
SICA Convencional SICA Convencional
*
*
*
ns
** **
Fertilidad Baja
Fertilidad Media
Fertilidad Alta
Calabacito
Bella Vista
CocoAlanje
Tocumen
Rio Hato
% P
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
% N
0
1
2
3
4
Calabacito
Bella Vista
CocoAlanje
Tocumen
Rio Hato
mg F
e K
g-1
0
100
200
300
400
Above-g
round D
ry B
iom
ass (
g)
0
5
10
15
20
Low-Input
High-Input
**
*
*
***** *
*****
***
******
*
Aboveground Biomass N
P Fe
Biomasa Superficial y Concentración de Nutrientes a los 40 días
Low-Input
High-Input
Fosforo Disponible
Calabacito
Bella Vista
AlanjeCoco
Tocumen
Rio Hato
mg
P K
g-1
0
10
20
30
40
50
60
Low-Input
High-Input
**
***
Greenhouse Microbial P
Days After Transplanting
16 18 20 22 24 26 28 30 32
He
xan
ol R
ele
ase
d R
esi
n P
(m
g K
g-1
)
0
2
4
6
8
10
Calabacito Low-Input
Calabacito High Input
Bella Vista Low-Input
Bella Vista High-Input
Coco Low-Input
Coco High-Input
Fosforo Microbiano
Experimento de Campo
El Coco, Penonomé
2009-2010
Diseño factorial – 4 replicaciones
Factor Principal: Riego (Inundación Intermitente vs. Continuo)
Sub-factor: Fertilizante Orgánico (Con vs Sin)
Sub-sub-factor: Fertilizante Mineral (nada, NK, NPK)
Rendimiento – Primera Etapa(Noviembre 2009 – Febrero 2010)
Riego ns
Compost *
NK*
P ns
No Fert. NK NPK No Fert. NK NPK
Yie
ld (
t h
a-1
)
0
2
4
6
8 Compost
No Compost
Intermittently Flooded Flooded
Sistema Integrado de Diagnosis y Recomendación (DRIS)
A index n
NAfDAfCAfBAf )/(.../()/()/(
B index n
NBfDBfCBfBAf )/(.../()/()/(
N index n
MNfCNfNBfNAf )/(...)/()/()/(
CVba
BABAf
10001
/
/)/( where baBA // or
CVBA
baBAf
1000
/
/1)/( where baBA //
N P K Balance
Comp No C. Comp No C. Comp No C. Comp No C.
Moist NPK 52 77 -83 -117 31 40 166 235
Nk 59 172 -89 -251 31 79 179 502
None 38 156 -58 -250 21 94 117 500
Flooded NPK 7 38 -32 -82 25 43 65 164
Nk 7 118 -35 -206 28 88 70 412
None 26 104 -54 -185 28 80 109 370
Análisis DRIS – Primera Etapa
Absorción de fosforo – Primera Etapa
No Fert. NK NPK No Fert. NK NPK
Ph
osp
ho
rus U
pta
ke
(kg h
a-1
)
0
10
20
30
Compost
No Compost
Intermittently Flooded Flooded
Compost *
Rendimiento – Segunda Etapa(Marzo – Julio 2010)
Riego *
Compost *
Riego x Compost *
NK*
P ns
No Fert. NK NPK No Fert. NK NPK
Yie
ld (
t ha
-1)
0
1
2
3
4
5
6
7
Compost
Without Compost
Intermittently Flooded Flooded
N P K Balance
Comp No C.
Com
p No C. Comp No C. Comp No C.
Moist NPK -39 4 32 -36 7 31 70 44
NK -62 110 56 -195 6 85 92 190
None -64 -67 40 -17 24 85 85 161
Flooded NPK -64 -70 55 59 9 11 89 114
Nk -66 28 56 -92 10 64 94 115
None -70 -81 37 42 33 39 99 161
Análisis DRIS – Segunda Etapa
Flooded Soil
Organic Fertilizer+ NPK
Organic Fertilizer + NK
Organic Fertilizer
NPK
NK
No Fertilizer
mg
P k
g-1
0
20
40
60
80
NPK + Compost
NPK
NK + Compost
NK
None + Compost
None
Moist Soil
mg
N k
g-1
0
5
10
15
20
25
30
N
P
C F
C F
C*F
F
CC
C F
C F
C*F
F
C C
C
CF
CF
FCF
C
C
CF
CF
F
CF
C
Disponibilidad de fosforo y Nitrógeno del Suelo
-15 33 75 120 33 75 120
First season Second season
-15 33 75 120 33 75 120
First season Second season
IDIAP
• SICA aumenta el rendimiento en suelos bajo en fertilidad (P < 7.1 mg M3P kg-1)
• En parte debido al aumento en disponibilidad de fósforo
•SICA es un sistema efectivo para conservar agua mientras se mantiene el rendimiento
•Compost puede aumentar el P disponible y el P microbiano, la actividad y la absorción de P fosfomonoesterasa bajo ambos regímenes de riego pero mayores incrementos fueron medidos con inundación intermitente
•Compost puede mejorar el equilibrio de nutrientes del cultivo y producción en sistemas con riego intermitente y N es el nutriente limitante.
•Requerimos más investigación para determinar los efectos de largo plazo (>10 años) sobre fertilidad de suelo y manejo de nitrógeno y sistema con irrigación intermitente
Conclusiones
Abono Organico
Agua de Riego
Ag
ricu
ltu
raC
on
ven
cio
na
l
Agricultura Sostentable
No Hay Recetas!
Densidad de Plantas
Edad de Plantas
Agradecimientos
Por financiar el proyecto
Dr. Benjamin Turner, Tania Romero, Santiago Quintero y los colaboradores del Laboratorio de Suelo
Prof. Joann Whalen
Ingenieros Juan Espinosa, Guillermo Fernández, León Franco, Candelario Pérez, Horacio Hernández, Eric González, Nicolás Fernández, Daniel Sánchez, Carlos Rojas, José Erman, Idelfonso Urriola, Manuel Barrios, Manuel Madrid y los productores
Ing. Manuel Rojas, Ing. Esteban Arosemena, Ing. Isaac Mejia y Prudencio Martínez
Gracias
