requeri mientos hídricos y nutricionales de los cultivos…ceryol/documentos/ecofisiologia...(mj...

Requerim ientos hídricosRequerim ientos hídricosy nutricionales dey nutricionales de los loscultivos…cultivos…

Un enfoque ecofisiológico

CEREALES Y OLEAGINOSASCEREALES Y OLEAGINOSAS

FCA - UNCFCA - UNC

REQUERIMIENTOS HIDRICOS DE LOS CULTIVOSREQUERIMIENTOS HIDRICOS DE LOS CULTIVOS

6) Interaciones entre disponibilidad de agua y* Cultivar* Densidad de plantas* Fecha de siembra* Nutrientes

5) Cuál es la pérdida de rendimiento debido a sequía?

1) Cuál es el consumo de agua durante el ciclo?

2) Qué factores determinan el consumo de agua?

3) Cuál es la eficiencia de uso del agua y por lo tanto la respuesta alriego?

4) Cómo se afecta el crecmiento y rendimiento ante deficienciashídricas? Cuál es el impacto según el momento de ocurrencia?

Elección del lote

Período de crecimiento

Densidad

Fecha de siembra

Variedad

Estructura

Fertilización

Manejo del aguaModifican la oferta ambiental

Control de insectos,

malezas y de semillas

Enfermedades

Cosecha

Regulan la pérdida derecursos del ambiente

• barbecho eficiente• cobertura de rastrojos• siembra directa

EFICIENCIADE

USO

AGUABRECHA

Consumo de agua de cultivos manejados sindeficiencias de agua y nutrientes

Cultivo Fecha de siembra Consumo(mm)

BiomasaTotal(kg ha-1)

Maíz 2400058010 de octubre

Maní 1200069010 de noviembre

Girasol 1 de noviembre 650 13000

Soja 1300064010 de noviembre

Trigo 1500050010 de junio

10 de diciembre 500 24000

zAlm

P

Esc

T

D

Tm

CONSUMO DE AGUA POR ELCULTIVO

E

Qué determina la ETP?

Consumo Agua del Cultivo enmm/día =

ETP x Kc = ETC

Consumo Agua del Cultivo en mm/día=

ETP x Kc = ETC

Precipitaciones promedio serie 1966/96 en Córdoba

0255075

100125150175200225250

E F M A M J J A S O N D

Prec

ipitac

ión

(mm) +2DE

-2DE

Media

Cultivo Fecha desiembra

RRSe RRe0 RRls RRe0ls Potencial

Trigo 01/06 0.33 0.36 0.76 0.76 1.00

Soja 10/11 0.52 0.74 0.96 0.97 1.00

Soja 10/12 0.59 0.74 0.99 0.99 1.00

Girasol 20/11 0.40 0.76 0.85 0.98 1.00

Maíz 10/10 0.43 0.72 0.88 0.97 1.00

Girasol 20/09 0.35 0.57 0.84 0.90 1.00

Maíz 10/12 0.48 0.83 0.92 0.99 1.00

Rendimiento relativo al rendimiento potencial, considerando agua inicial y escurrimiento(RRSe); escurrimiento nulo (RRe0); capacidad de campo a la siembra (RRls) y ambas

asunciones a la vez. Serie 1969-1994. INTA Manfredi.

Profundidad de raíces a los 30 días deemergencia

• Disponibilidad de agua y nutrientes• Compactación del suelo• Temperatura• Disponibilidad de asimilados

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

0

GirasolMaíz

Soja

Prof

undi

dad

(m)

Adaptado de Andrade et al., 2000

Profundización radical dediferentes especies cultivadas

Dardanelli et al. 1997

Cultivo Cultivar PR (cm) EstadoGirasol Conti 3 290 10 d. post antesisGirasol G-100 250 9 d. post antesisSoja RA-702 230 68% R4Soja A-5308 190 60% R4Soja A-3127Maíz DK 3S41 190 12 d. post antesisManí Florman 150 68% R5

50% R4130

Velocidad del frente de extracción deagua en distintas especies cultivadas

Dardanelli et al. 1997

Cultivo VFE(mm d-1)

Girasol 44 ± 3 a SojaMaízManí

30 ± 3 bc 23 ± 2 c

34 ± 2 b

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

Contenido volumétrico de agua (cm3 cm -3)

Prof

undi

dad

(cm

)

Contenido volumétrico de agua a la siembra ( ) y a madurez( ) en tratamientos con sequía impuesta

EFICIENCIA DE USO DEL AGUA (EUA)

EUA Biomasa Totalmm agua consumida

kgmm =

EUA Rendimientomm agua consumida

kg granomm =

Consumo de agua de cultivos manejados sindeficiencias de agua y nutrientes

Cultivo Fecha de siembra Consumo(mm)

BiomasaTotal(kg ha-1)

EUA(kg mm-1)

Maíz 41,42400058010 de octubre

Maní 17,41200069010 de noviembre

Girasol 1 de noviembre 650 13000 20,0

Soja 20,31300064010 de noviembre

Trigo 30,01500050010 de junio

10 de diciembre 500 24000 48,0

RIEGO vs SECANO

Cultivo Fecha desiembra

Ciclodías

Secanokg/ha

C.V.%

Riegokg/ha

C.V.%

Sec./Rie.%

Trigo 01/06 161 1850 77 5530 12 33

Soja 10/11 150 2740 51 5240 8 52

Soja 01/12 128 2474 47 4227 9 59

Soja 10/12 124 2430 46 3983 9 61

Soja 20/12 120 2200 53 3750 10 59

Girasol 20/11 103 2020 46 5060 18 40

Maíz 10/10 122 5620 48 13040 13 43

Girasol 20/09 118 1970 47 5660 11 35

Maíz 10/12 126 6490 47 12610 11 48

Rendimientos potenciales y su variabilidad bajo riego y secano, enManfredi. Resultados de la simulación de modelos validados con

experimentos locales. Período 1969-1994

AREA FOLIARNUMERO

DEGRANOS

PESO PORGRANO

Macollaje Encañazón Floración Llenado

Tiempo

EFECTO DEEFECTO DE LA SEQUIA LA SEQUIA

PERIODO DEPERIODO DEVEGETACIONVEGETACION

REDUCCION DE CRECIMIENTOREDUCCION DE CRECIMIENTO

REDUCCION DE RENDIMIENTOREDUCCION DE RENDIMIENTO

PERIODO CRITICOPERIODO CRITICODE FIJACIONDE FIJACIONDE GRANOSDE GRANOS

PERIODO CRITICOPERIODO CRITICO

NUMERO DE GRANOS

PESO DEPESO DE GRANO GRANO

PERIODOPERIODODE LLENADODE LLENADO DE GRANOS DE GRANOS


5) Cuál es la pérdida de rendimiento debido a sequía?





Intercepción de radiación

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0 25 50 75 100 125 150Días desde emergencia

Frac

ción

de

inte

rcep

ción

de

RFA

TRIGO

Riego

Secano

CRECIMIENTO DEL CULTIVO

Días desde emergencia

0

4000

8000

12000

16000

20000

0 25 50 75 100 125 150 175

Bio

mas

a (k

g ha

-1) Riego

Secano

RENDIMIENTO Y COMPONENTESRadiaciónintercept.

período críticoTCC

período crítico Rend. PG(Mj m-2) (kg ha-1 d-1) (kg ha-1) (mg)

Riego 232 210 5740 34.5Secano 166

Númerode Granos

(m-2)

1431611274140 4150 31.6

RENDIMIENTORENDIMIENTO Y COMPONENTESY COMPONENTES

FS OptimaFS Tardía

Rend(kg ha-1)

57404440

NG(m-2)

1431612018

PG(mg)

34.532.0

RIEGO

FS OptimaFS Tardía

41502370

112747605

31.626.8

SECANO

EUA(kg mm-1)

10.27.3

13.98.6

Rad. Int. PCE(Mj m-2)

232191

166128

Cantarero, 2000

Trigo: Efecto del DPV sobre la EUA

0

20

40

60

80

100

120

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

DPV (kPa)

EUA

(kg

ha -1

mm

-1) Balcarce

CórdobaParanáPergamino

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES DE LOS CULTIVOS

3.- Cómo se absorben, acumulan y removilizan el N y P?.

4.- Cómo afectan las deficiencias de N y P el crecimiento y rendimiento?.

5.- Diagnóstico de la fertilización N y P Suelo: Balance oferta-demanda Planta: curva de dilución, conc. en planta y sus órganos; clorofila

en hoja. Suelo: nitratos a la siembra y a la escardillada (5h)

6.- Interacciones entre disponibilidad de nutrientes y: Cultivar Densidad de plantas Fecha de siembra Agua

1.- Demanda de nutrientes en la agricultura actual.

2.- Dinámica de N y P en los sistemas agrícolas.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Trigo Soja Maíz

Supe

rfic

ie s

embr

ada

(mile

s ha

)

71/7396/9899/01

Evolución de la superficie sembrada de trigo,soja y maíz en la Provincia de Córdoba

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1970 1980 1990 2000 2010

Año

Supe

rfic

ie s

embr

ada

(mile

s ha

)

120000 ha año-1

182000 ha año -1

Evolución de la superficie sembrada con sojapara la Provincia de Córdoba

Area I : Baja disponibilidad de P (< 10 ppm)Area II : Disponibilidad media de P (10-20 ppm)Area III : Buena disponibilidad de P (> 20 ppm)

Disponibilidad de P en suelos de la región PampeanaArgentina

Nutriente

NPKCaMgS

BClCuFeMnMoZn

Maíz22419334

0.0200.4440.0130.1250.1890.0010.053

Soja808331697

0.0250.2370.0250.3000.1500.0050.060

Girasol4052818115

0.165

0.0190.2610.0550.0290.099

Requerimientokg/ton grano

Requerimientos de nutrientes (kg/ton de grano producido)

Nitrógeno fijado simbióticamente endistintos cultivos de leguminosas

CultivoN fijadokg N ha-1

Alfalfa 114 - 300Trebol rojo 115Trebol Blanco 93 - 143Vicia 80Soja 51 - 195Arveja 70Maní 40

Fuente: Shepers y Mosler, 1991; Tisdale et al. 1993

SueloM.O. NH4

+ NO3-NO2

-Proteólisis

AmonificaciónNitrosomonas Nitrobacter

PlantaNO3

- NO2- NH4

+ Glutamina

GlutamatoNADHNR NIR

FdEnzimasATP, Fd

0

50

100

150

200

250

300

0 25 50 75 100

Agua Util (%)

N m

iner

alizad

o (k

g ha

-1)

N0=60

N0=120

N0=180

N0=300

Echeverría y Bergonzi, 1995

N mineralizado por suelos con distinto N0 durante elciclo de los cultivos de verano (19 semanas), en

función del agua útil

FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA VOLATILIZACION DE AMONIO

DISPONIBLIDAD DE AGUA EN EL SUELO

CAPACIDAD BUFFER DEL SUELO

CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO

TEMPERATURA

VELOCIDAD DEL VIENTO

ACTIVIDAD UREASICA

CANTIDAD DE RASTROJOS EN SUPERFICIE

DOSIS DE N

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DESNITRIFICACION

PRESENCIA DE NITRATOS

PRESENCIA DE BACTERIAS DESNITRIFICADORAS

CONCENTRACION DE OXIGENO

CARBONO SOLUBLE

TEMPERATURA

pH

EFECTOS DE LA SIEMBRA DIRECTA SOBRE LADINAMICA DE LOS NUTRIENTES

NITROGENO

• Mayor desnitrificación (mayor anaerobiosis por mayor contenido de agua por más tiempoy por mayor consumo de oxígeno debido a la mayor actividad biológica).

• Mayor pérdida por lavado (mejor infiltración de agua).• Mayor inmovilización y menor tasa de mineralización neta en los primeros años.

APLICACIONES DE UREA

• En aplicaciones de urea en SD se observaron mayores pérdidas debido a los residups(> Ureasa, pH alcalino, no llega al suelo). Se midieron pérdidas de hasta 12-13% enmaíz, en aplicaciones en 5-6 hojas (Sainz Rosas, 1997).

• Alternativas para reducir pérdidas: aplicación en banda, debajo del rastrojo,fertilizantes no amoniacales y/o líquidos, inhibidores de la ureasa.

FOSFORO

• Acumulación en superficie (> concentración y > contenido de agua favorecen su difusióny absorción).

• < Temperatura reduce su difusión, esto puede reducir la disponibilidad para el cultivo enetapas tempranas.

ABSORCION Y DISPONIBILIDADDE FOSFORO

TEMPERATURA AGUA CONCENTRACION DEL NUTRIENTE pH TENSION DE OXIGENO TORTUOSIDAD CAPACIDAD BUFFER DEL SUELO CANTIDAD Y FORMA DE NITROGENO DISPONIBLE

REQ

UER

IMIE

NTO

DEL

NU

TRIE

NTE

CICLO DEL CULTIVO0

300

NITROGENO

FOSFORO

200

100

Kg/ha

25d 40d

4kg/ha día

1kg/ha día

MaízFLOR

REQ

UER

IMIE

NTO

DEL

NU

TRIE

NTE

CICLO DEL CULTIVO

0

300

NITROGENO

FOSFORO

200

100

Kg/ha

25d 40d

4kg/ha día

0,3kg/ha día

sojaFLOR

Acumulación del nutriente en floración

N P--------------------- % ---------------------

Maíz 55 – 70 50Girasol 65 – 70 40 – 50Soja 20 15 – 20Trigo 80 50

ESPECIE

CLIMA

NUTRIENTES

DESARROLLO CRECIMIENTO

duración PARTICION

RENDIMIENTO

ESTRATEGIAS

Manejo - Mejoramiento

Evolución del área foliar (IAF) a partir de la emergencia del cultivopara un híbrido de maíz a diferentes niveles de N disponible

Uhart y Andrade, 1995

0

1

2

3

4

5

0 20 40 60 80 100Días después de emergencia

IAF

N0N1N2

0102030405060708090

100

0 20 40 60 80 100 120Días después de emergencia

Inte

rcep

ción

de

radi

ació

n (%

)N0N1N2

Evolución de la intercepción de la RFA a partir de la emergencia delcultivo para un híbrido de maíz a diferentes niveles de N disponible


0

500

1000

1500

2000

2500

0 20 40 60 80 100 120 140 160Días después de emergencia

Bio

mas

a aé

rea

tota

l (g

m-2

) N0N1N2


Evolución de la materia seca aérea total a partir de la emergenciadel cultivo para un híbrido de maíz a diferentes niveles de N

disponible




5.- Diagnóstico de la fertilización N y P Suelo: Balance oferta-demanda Planta: curva de dilución, conc. en planta y sus órganos; clorofila

en hoja. Suelo: nitratos a la siembra y a la escardillada (5h)



Diagnóstico porsíntomas visuales

Nitrógeno

Trigo

Maíz

FósforoTrigo

Diagnóstico poranálisis de suelo

N mineral + N mineralizado

OFERTA DE NUTRIENTES

Características climáticas y edáficasTipo y oportunidad de labranzas

Naturaleza de los residuos incorporados

Balance de N Maíz

Rendimiento objetivo: 10.000 kg/ha

N en el suelo a la siembra: 60 kg/ha

N mineralizado durante el ciclo: 120 kg/ha

Req. de fertilizante = Oferta – DemandaReq. de fertilizante = Oferta – Demanda

Req. de fertilizante = (60 kg/ha x 0,6) + (120 kg/ha x 0,8) – (10 tn/ha x 20 kg N/tn)

Req de fertilizante = 36 kg N/ha + 96 kg N/ha – 200 kg N/ha

Req. de fertilizante = 68 kg N/ha / 0,6 = 113 kg N/ha = 246 kg/ha de urea

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 5 10 15 20 25 30 35 40

N-NO3 (ppm)

Ren

dim

ient

o R

elat

ivo

15 ppm

0,90

15 ppm

0,90

Rendimiento relativo de maíz en funcióndel nivel de N-NO3 a 0-30 cm de

profundidad, en el estado de 5-6 hojas

-200

200

600

1000

1400

1800

2200

0 10 20 30 40P suelo (ppm)

Res

pues

ta (k

g/ha

)

Respuesta a la fertilización fosfatada de maízen función del nivel de P disponible a 0-20 cm

de profundidad en pre-siembra.15 ppm

500 Kg/ha

Umbrales de respuesta para la fertilización con P para diferentescultivos.

P disponible Bray y Kurtz (0-20 cm)

P(ppm)

Maíz 15 – 20Girasol 12 - 15Soja 11 – 13Sorgo 10 – 12Trigo 15 – 22

Cultivo

Diagnóstico poranálisis de planta

0

0,51

1,5

2

2,53

3,5

4

0 5 10 15 20

Biomasa aérea (tn/ha)

N e

n pl

anta

ent

era

(%)

Curvas de dilución del nutriente(Uhart y Andrade, 1997).

Tenores críticos de nutrientes en hojas de soja según distintos autores.Muestras de hojas del primer trifolio superior maduro al inicio o plena

floración (Estado R1-R2).

Nutriente EMBRAPA (1998) Martins (1998)3600 kg/ha

Flannery (1989)7963 kg/ha

--------------------- g/kg ---------------------Nitrógeno 45-55 46.4 53.3Fósforo 2.6-5.0 2.5 3.6Potasio 17-25 18.7 21.9Calcio 3.6-20.0 7.9 10.2

Magnesio 2.6-10.0 3.3 3.3Azufre 2.1-4.0 2.5 2.4

-------------------- mg/kg --------------------Boro 21-55 51 46Cobre 10-30 8 12Hierro 51-350 100 144

Manganeso 21-100 35 30Molibdeno 1-5 - -

Zinc 21-50 45 48

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 200 400 600 800 1000 1200N-NO3 en base de tallo sobre base seca (ppm)

Ren

dim

ient

o re

lativ

o

Rendimiento relativo en función de los N-NO3 en base del tallo demaíz determinados sobre base seca

(Herfurth et al, 1997)

60

65

70

75

80

85

90

95

100

0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1Ind. de suficiencia clorofila

(estresado/fertilizado)

Ren

dim

ient

o re

lativ

o

Índice de suficiencia de clorofila

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

N en grano a cosecha (%)

Ren

dim

ient

o re

lativ

o

Rendimiento relativo en función de la concentración de nitrógeno engrano de maíz a cosecha.

(Uhart, 1995).

25

30

35

4045

50

55

60

65

20 40 60 80 100DIAS LUEGO DE LA EMERGENCIA

LEC

TUR

A D

EL S

PAD

TESTIGO70210

Dosis de N

Lectura del medidor de clorofila (SPAD) en función de los díasdesde la emergencia del cultivo en maíz para diferentes

disponibilidades de N

(Sainz Rosas y Echeverría, 1997)

Categorías de concentración de nitratos en la base de los tallos demaíz en madurez

(Adaptado de Blackmer y Mallarino, 1997 y Herfurth et al., 1997)

Categoría deconcentración

Concentraciónde nitratos

Rendimientorelativo

Probabilidad derespuesta a N

Mg/kg %Baja < 250 60 Elevada

Marginal 250-700 90 Escasa

Optima 700-2000 96 Nula

Exceso > 2000 98 Nula

requeri mientos hídricos y nutricionales de los cultivos…ceryol/documentos/ecofisiologia...(mj...

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