MANEJO POR SITIO ESPECÍFICO EN ARROZ, ANTECEDENTES Y RESULTADOS EN COSTA RICA

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1 MANEJO POR SITIO ESPECÍFICO EN ARROZ, ANTECEDENTES Y RESULTADOS EN COSTA RICA Dr. Rafael E. Salas Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica

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

3 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

4 FACTORES DE PRODUCCIÓN EN ARROZ CLIMA SUELO VARIEDAD MANEJO

5 SUELO

6 Herramientas para diagnosticar problemas nutricionales en suelos OBSERVACION: síntomas visuales sistema radical ANALISIS Y EXPERIMENTOS: campo invernadero laboratorio: análisis foliar REGISTROS CONOCIMIENTO TEORICO EXPERIENCIA análisis de suelos

7 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.

8 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.

9 Muestreo de Suelo Lote F5 Río Blanco. Identificación Niveles de elementos presentes en el suelo ph cmol(+)/l Relaciones catiónicas mg/l H2O Ca Mg K Acidez CICE Ca/ Mg Ca/K Mg/K Ca+Mg/ K P 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, ,8 Guía de interpretación: Elemento Bajo Medio Óptimo Alto Ca/Mg cmol (+)/L < 2 2,5-5 > 5 Ca/K cmol (+)/L < > 25 Mg/k cmol (+)/L < > 15 Ca+Mg/K cmol (+)/L < > 40 K cmol (+)/L < 0, > 0.8 P mg/l < > 50 Zn mg/l < > 10 B mg/l < > 1.0 S mg/l < > 50 Mn mg/l < > 50

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12 2- ESTIMAR LA DEMANDA DE NUTRIMENTO PARA UNA META DE RENDIMIENTO

13 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%

14 4- CÁLCULO DE DOSIS Y FUENTE DE FERTILIZANTE DOSIS = DEMANDA APORTE DE SUELO EFICIENCIA DEL FERTILIZANTE Demanda = Requerimiento para rendimiento meta. Eficiencia del fertilizante = Eficiencia de recuperación. Aporte de suelo = Análisis de suelo.

15 5- DECIDIR NÚMERO DE APLICACIONES Y EL MOMENTO DE APLICACIÓN

16 5- DECIDIR NÚMERO DE APLICACIONES Y EL MOMENTO DE APLICACIÓN

17 5- DECIDIR NÚMERO DE APLICACIONES Y EL MOMENTO DE APLICACIÓN

18 5- DECIDIR NÚMERO DE APLICACIONES Y EL MOMENTO DE APLICACIÓN

19 Fertilizante aplicado por elemento. Elemento (kg/ha) N P2O5 K2 O Distribución porcentual de fertilizante por elemento. Elemento Etapa fenológica N P2O5 K2 O V3 - V4 40% 50% 0% V6 - V7 30% 50% 50% V8 - V9 30% 0% 50%

20 Distribución en Kg del fertilizante por elemento en cada etapa fenológica. Etapa fenológica Elemento N P2O5 K2O V3 - V V6 - V V8 - V Total

21 VARIEDAD

22 EXTRACCIÓN TOTAL DE NUTRIMENTOS POR 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, ,00 546,00

23 400 CURVA DE ABSORCIÓN. VARIEDAD PUITÁ kg/ha V3 V4 V6 V7 V9 V10 R4 R8 N P K S

24 CURVA DE ABSORCIÓN VARIEDAD OR 228, INVIERNO kg/ha 270,00 240,00 210,00 180,00 150,00 120,00 90,00 60,00 30,00 Relación grano/paja = 0,70 Índice de cosecha 0,41 Materia seca total =13599 kg/ha Materia seca en grano =5599 kg/ha Materia seca en paja =8000 kg/ha 0,00 V6 - V7 V9 - V10 R8 Etapas Fenológicas N P K S

25 CURVA DE ABSORCIÓN VARIEDAD OR 228, INVIERNO g/ha V6 - V7 V9 - V10 R8 Etapas Fenológicas Zn B

26 Curva de Absorción Variedad Palmar 18, Invierno kg/ha 250,00 225,00 200,00 175,00 150,00 125,00 100,00 75,00 50,00 25,00 Relación grano/paja = 0,89 Índice de cosecha = 0,47 Materia seca total = kg/ha Materia seca en grano = 8280 kg/ha Materia seca en paja = 9264 kg/ha 0,00 V3 - V4 V6 - V7 V9 - V10 R9 Etapas Fenológicas N P K S

27 Curva de Absorción Variedad Palmar 18, Invierno g/ha V3 - V4 V6 - V7 V9 - V10 R9 Etapas Fenológicas Zn B

28 Curva de absorción variedad San Juan, Invierno kg/ha 250,00 225,00 200,00 175,00 150,00 125,00 100,00 75,00 50,00 25,00 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 0,00 V3 - V4 V6 - V7 V9 - V10 R9, Total Etapas Fenológicas N P K S

29 ABSORCIÓN DE NUTRIMENTOS EN VARIEDAD SAN JUAN EN ETAPA R9 EN SISTEMA POR TRANSPLANTE kg/ha Grs/ha Muestra N P Ca Mg K S Fe Cu Zn Mn B Panícula 157,05 22,87 6,10 16,77 79,29 10, Tallo 115,99 5,74 31,01 11,48 302,03 9, Total 273,04 28,61 37,11 28,26 381,32 19, Materia seca en grano = kg/ha Relación Grano/paja = 1,32 Materia seca en paja = kg/ha Índice de cosecha = 0,57 Materia seca total = kg/ha

30 MANEJO

31 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

32 CONCENTRACIÓN DE NUTRIMENTOS PROMEDIO EN RASTROJO Localización % N % P % K % Ca % Mg Argentina Asia Gte. C.R

33 CONCENTRACIÓN DE NUTRIMENTOS PROMEDIO EN GRANO Localización % N % P % K % Ca % Mg Argentina Asia Gte. C. R

34 CANTIDAD DE NUTRIMENTOS PROMEDIO kg/t DE GRANO Localización N P K Ca Mg Argentina Asia USA Gte. C. R

35 ANÁLISIS QUÍMICO DE SUELOS Descomposición anual % Relación % 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, cm soca 2,35 0,20 11,8 3, cm soca 1,50 0,12 12,5 2, Rastrojo resoca 4,79 0,37 12,9 6,

36 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

37 DESARROLLO FENOLÓGICO # días DDG Macollamiento Elongación de entrenudos Maduración V3 V4 V9 V10 Etapa Fenologica 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 El desarrrollo de la panícula Inicio temprano ha iniciado - Macollamiento del cambio Pre-inicio del ANILLO temprano, hijos fenológicode macollamiento VERDEprimarios vegetativo a Comienza reproductivo elongación del entrenudo #1 Todos los granos que llegaros a R6 tienen cáscara color café o amarillo - MADURACIÓN FISIOLÓGICA- GRANO SECO -COSECHA-

38 V3 V4 V6 V10 R4 R9

39 ÍNDICE DE NUTRICIÓN NITROGENADA Etapa t/ha M.S % N actual % N Crítico INN * V V R * INN: Índice de Nutrición Nitrogenada

40 CUADRO DE DILUCIÓN DE NITRÓGENO 5,00 N % 4,00 3,00 2,00 % N A.Rend. 1,00 0,00 V4 V6 V9 R3 R M.S. kg/ha

41 FERTILIZACIÓN NITROGENADA Y EFECTO REDOX La fuente nitrogenada más utilizada en la fertilización del arroz es la urea 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.

42 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.

43 MEDICIÓN DE POTENCIAL REDOX Semana 1 Semana 2 Semana 3 Semana 4 Semana 5 Semana 6 Promedio Máximo Mínimo Eh: -200 mv CO 2 CH 4 Eh: mv SO -2 4 S -2 Eh: mv Fe +3 Fe -2 Eh: +200 mv Mn +4 Mn +2 Eh: mv NO - 3 N 2

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47 La TCC ofrece dos opciones para MNSE Dosis ajustadas a tiempo fijo Manejo de N en tiempo real

48 HERRAMIENTA DE DIAGNÓSTICO DE N EN PLANTA

49 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 utilización

50 Parcelas de omisión El 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., 2004

51 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.

52 Eficiencia Agronómica Cuánto rendimiento adicional se puede producir por cada kg de elemento aplicado Rend. Grano con N Rend. Grano sin N Dosis de elemento Rango Apropiado: 20 a 25 kg de incremento en rendimiento/kg de elemento aplicado.

53 Eficiencia agronómica FD50 Elemento kg grano/kg elemento N P K 8.14

54 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%

55 % RECUPERACIÓN. FD50 N P K Biomasa Grano Grano Vano Planta entera

56 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.

57 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 kg de grano/kg de elemento aplicado.

58 EFICIENCIA DE LA FERTILIZACIÓN NITROGENADA Variedad Valor Índice 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 Invierno Invierno Verano

59 RENDIMIENTO EN GRANO RENDIMIENTO EN GRANO SIEMBRA INVIERNO 2009 SIEMBRA VERANO 2010 TRATAMIENTO COMERCIAL TRATAMIENTO COMERCIAL 114,30 grs/m 2 4,57 t/ha 268,35 grs/m 2 10,73 t/ha TRATAMIENTO - NITRÓGENO TRATAMIENTO - NITRÓGENO 73,70 grs/m 2 2,95 t/ha 87,47 grs/m 2 3,50 t/ha TRATAMIENTO - FÓSFORO TRATAMIENTO - FÓSFORO 83,30 grs/m 2 3,33 t/ha 215,22 grs/m 2 8,61 t/ha TRATAMIENTO - POTASIO TRATAMIENTO - POTASIO 122,30 grs/m 2 4,89 t/ha 236,53 grs/m 2 9,46 t/ha TRATAMIENTO TESTIGO TRATAMIENTO TESTIGO 55,70 grs/m 2 2,23 t/ha 97,58 grs/m 2 3,90 t/ha

60 CLIMA

61 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.

62 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 o C); Temperatura óptima (28 a 30 o C ); y una temperatura máxima del orden de (42 a 45 o C).

63 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.

64 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.

65 Requerimiento de Radiación Solar % % Período Crítico 20 0 V1 V3 V9 R4 R7 R9 ETAPAS FENOLÓGICAS

66 RADIACIÓN SOLAR, GUANACASTE AÑO ,00 27,00 25,00 MJ/m2 23,00 21,00 19,00 Final enero A Final abril 17,00 15,00 Final junio A Principio octubre DECADAS

67 Radiación medida en septiembre 2012 a enero del 2013

68 Etapa desarrollo Descripción Radiación (Mj/m²/día) V4 Inicio macollamiento V9 Inicio primordio R4 Floración R9 Madurez fisiológica Radiación ideal: 20,0 a 21.0 Mj/m²/día

69 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 Media Diferenciación de primordio V9 V Floración R Madurez Fisiológica R 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

70 Temperatura máxima y mínima durante el periodo de 1/09/2012 1/01/ Temperatura ( C) Tmax T Min 15 Tiempo en días

71 Precipitación durante el periodo 1/09/2012 1/01/ Precipitación (mm) /09/ /10/ /11/ /12/ /01/2013 Tiempo en días

72 COEFICIENTES DE CORRELACIÓN 0.77 Rad. Solar y Temp Max Rad. Solar y Temp Minim Rad. Solar y Temp Media 0.37 Tem. Max y Viento 0.80 Tem. Min. Y viento 0.74 Temp. Media y viento Rad. Solar y Humedad

73 Fecha Variedad 1 Variedad 2 Etapa Grados Días* Etapa Grados Días* 02/10/2012 Germinación 16,77 Germinación 16,77 15/10/2012 V2-V3 239,84 V2-V3 239,84 13/11/ V7- V8 511,95 19/11/2012 V7- V8 841, /12/ R4 1272,96 20/12/2012 R4 1381, /01/ R9 1813,21 21/01/2013 R9 1979, Grados Días*:

74 Variedad Puita, Siembra 2010 Duración Temp.media Período días Diaria ºC Suma o C/día Siembra - Emergencia 20 Emergencia - Diferenciación 41 Diferenciación - Floración 29 Floración - Madurez Madurez - Cosecha Suma Térmica, Variedad Puita Suma Estado Fenológico o C/día Diferenciación de 673 panícula Floración 1065 Madurez 1408 Tomado de: Steinmetz, et al. 2007

75 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 76

77 MUCHAS GRACIAS Dr. Rafael E. Salas Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica

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