Instituto de Investigaciones Agropecuarias - INIA. Aspectos de la fertilización del cultivo de la papa. Presentación Institucional

Transcripción

1 Presentación Institucional Instituto de Investigaciones Agropecuarias - INIA Aspectos de la fertilización del cultivo de la papa Patricio Sandaña G. Ing. Agr., M.Sc., Dr. INIA-Remehue

2 Contenidos Instituto de Investigaciones Agropecuarias - INIA Presentación Institucional investigación de variables para el cálculo de una dosis de fertilización Investigación relacionada con la variabilidad genotípica de la papa frente a la deficiencia de fósforo Importancia ambiental de la fertilización del cultivo de papa

3 Área cultivada (ha) PRODUCION DE PAPA EN CHILE Rendimiento (t ha -1 ) Producción anual (t) (a) Instituto 4 de Investigaciones 2 Agropecuarias - INIA (b) Presentación Institucional (c) (FAOSTAT, 213) año

4 Putre La Serena La Ligua Las Cabras Chillán Temuco Pto. Montt Chiloé Coyhaique Pta. Arenas Putre La Serena La Ligua Las Cabras Chillán Temuco Pto. Montt Chiloé Coyhaique Pta. Arenas Rendimientos actuales (t/ha) Rendimientos simulados (t/ha) ENCUESTAS A PRODUCTORES Haverkort et al (214), Potato Research SIMULACIÓN 8 6 brecha 62% E E* L* E L E L E L E* E L E* L* E S* E* E E E E E* L* E L E L E L E* E L E* L* E S* E* E E E - Calidad de semilla - Época de plantación - Control de enfermedades - Fertilización - Riego

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6 Acumulación de biomasa o absorción de nutrientes Radiación CO 2 Acumulación de Biomasa Presentación Institucional Instituto de CO 2 CO2 Investigaciones CO Agropecuarias 2 CO - INIA 2 CO 2 CO 2 CO 2 CO2 Acumulación de nutrientes CO 2 CO 2 Plantación Emergencia (25-3 d) Emergencia completa (3-4 d) Iniciación de tubérculos (5-6 d) Llenado de tubérculos (7-9 d) Llenado completo de tubérculos (85-12 d) Madurez fisiológica (11-13 d) Solución del suelo NUTRIENTES ESENCIALES N P K Ca Mg S Cu Mn Zn Mo Fe B Cl

7 Putre Chiloé Coyhaique Pta. Arenas Fertilización aplicada (kg ha -1 ) Fertilización en diferentes sistemas productivos de papa en Chile 12 Instituto de 1 Investigaciones 8 Agropecuarias - INIA Kg KCl ha -1 Kg P 2 O 5 ha -1 Kg N ha -1 E= plantación temprana L= plantación tardía S= producción semilla *= mayor 1 ha Presentación Institucional E E* L* E L E L E L E* E L E* L* E S* E* E E E Serena Ligua Cabras Chillán Temuco Llanquihue Sistemas productivos de papa Haverkort et al. (214) Potato Research

8 Rendimiento (t/ha) 7 6 Patagonia Puyehue % Con N (15 kg N/ha) Sin N (kg N/ha)

9 EFECTO DE LA DEFICIENCIA DE FÓSFORO Plantas pequeñas que no cubren la entre hilera Entre hilera completamente cubierta

10 Sin fertilización potásica Con 3 kg de potasio

11 Iwama, 28 Las papas tienen pocas raíces, por lo que requieren mayores niveles de nutrientes en el suelo

12 DETERMINACIÓN DE LA DOSIS DE FERTILIZACION Demanda - Suministro Dosis = Eficiencia de fertilización

13 Potencial de Rendimiento Indice Cosecha Biomasa total (kg ha -1 ) % nutriente a cosecha Kg de nutriente ha -1 Ambiente Cultivar Manejo Nutriente Cultivar DEMANDA NUTRIENTE

14 La dosis de fertilización es distinta para cada productor debido a que tanto la demanda como el suministro del nutriente varía de productor a productor por las diferencias en el manejo del cultivo, condiciones climáticas y fertilidad de suelo. En producciones de papa con fines comerciales es de gran importancia realizar el análisis químico de suelos antes de la plantación. De esta forma es posible incrementar los rendimientos y/o reducir los costos de fertilización.

15 Rendimiento comercial (%) Porcentaje de rendimiento en relación al rendimiento obtenido en el tratamiento con mayor dosis de N (225 ó 24 kg N/ha) Experimentos n = 84 datos Rendimientos máximos t/ha Dosis de N (kg/ha)

16 Absorción de N (kg/ha) Absorción de N en distintos ambientes y niveles de fertilización en la variedad Karu-INIA y = 2.6x R² =.84; P<.1 Llanquihue Chol Chol Remehue Purranque 2.6 kg N por tonelada de rendimiento Rendimiento total (t/ha)

17 Rendimiento comercial (%) Porcentaje de rendimiento en relación al rendimiento obtenido en el tratamiento con mayor dosis de N (225 ó 24 kg N/ha) Experimentos n = 84 datos Rendimientos máximos t/ha Dosis de N (kg/ha)

18 Absorción de N (kg N/ha) Relación entre la absorción de N y el contenido de MO o N en distintos suelos sin fertilización nitrogenada , 1, 2, 3, Materia orgánica (%), 2, 4, 6, 8, Nitrógeno (ppm)

19 Absorción de N (kg/ha) kg N/ha 4-6 t/ha 8 kg N/ha 2-4 t/ha 5 kg N/ha < 2 t/ha 2

20 Experimento de campo (32 tratamientos) 2 fechas de plantación (8 octubre y 8 de noviembre) 4 niveles de fertilización nitrogenada (, 75, 15 y 25 kg N/ha) 4 niveles de fertilización fosforada (, 15, 3 y 45 kg P 2 O 5 /ha) Diseño parcelas divididas Variedad : Puyehue-INIA Bajo riego por aspersión P N ph ph M.O Ca Mg K Na Al int S. bases AL sat. ppm ppm H2O CaCl2 % (cmol(+)/kg) %

21 Temperaturas ( C) Radiación Solar (MJ m -2 ) 4 3 Em Floración Madurez 8 Octubre: 134 d; 118 Cd 8 Noviembre: 113 d; 91 Cd Máximas Plantación T Prom. Rad. Solar (MJ m -2 ) pp (mm) 8 Oct Nov Mínimas Días desde el 1 ro Octubre

22 Rendimiento Total (t/ha) PUYEHUE-INIA EN DISTINTAS DOSIS DE N Y P INIA-Remehue (212-13) en dos fechas de plantación bajo riego 12 Plantación 8 de Octubre 12 Plantación 8 de Noviembre % kg P 2 O 5 kg N 75 kg N 15 kg N 25 kg N kg N 75 kg N 15 kg N 25 kg N Absorción 212 kg N/ha Absorción 151 kg N/ha

23 Eficiencia de absorción (kg P/ppm P-Olsen) Eficiencia de absorción de P en tratamientos sin fertilización fosforada 2,5 Planación 8 de Octubre Planación 8 de Noviembre 2,5 Promedios 2, 2, 1,5 1,5-45% 1, 1,,5,5, Kg N/ha Kg N/ha, 1-oct 1-nov Fecha de plantación

24 Abs. de P (kg P ha -1 ) Abs. de N (kg N ha -1 ) Karu-INIA y = 2.62x R² = Puyehue-INIA y = 2.5x + 28 R 2 =.88: P Karu-INIA y =.52x R² =.93 Fechas de plantación 8 octubre 8 noviembre 2 1 Puyehue-INIA y =.42x R 2 =.92; P Rendimiento (t/ha)

25 CONCLUSIONES La demanda de N y P esta fuertemente determinada por la biomasa a alcanzar. Por lo tanto decisiones agronómicas, como fecha de plantación, tienen gran incidencia en esta variable. Factores de demanda de N y P de 2.6 y.47, respectivamente, son recomendables para el cálculo de la demanda en Karu-INIA y Puyehue-INIA Eficiencias de absorción de P de 2 y 1 kg P/ppm P- Olsen (promedio 1.5) son recomendables para el cálculo de suministro de P para rendimientos de 8 y 4 t/ha, respectivamente.

26 Respuestas en rendimiento de Karu- y Puyehue-INIA frente a fertilización potásica y dos fechas de plantación Experimento de campo (2 tratamientos) 2 fechas de plantación (8 octubre y 8 de noviembre) 5 niveles de fertilización potásica (, 4, 8 y 3 kg KCl/ha) 2 Variedaes (Karu- y Puyehue-INIA) Diseño parcelas divididas Bajo riego por aspersión P N ph ph M.O Ca Mg K Na Al int S. bases AL sat. ppm ppm H2O CaCl2 % (cmol(+)/kg) % mg/kg

27 Rendimiento Comercial (t/ha) Respuestas en rendimiento de Karu- y Puyehue-INIA frente a fertilización potásica y dos fechas de plantación Plantación: 8 Octubre Plantación: 8 Noviembre Plantación (P) * Varidad (V) n.s. P x V * Dosis K (D) ** P x D n.s. V x D n.s. P x V x D n.s Karu-INIA Puyehue-INIA Karu-INIA Puyehue-INIA Absorción 228 kg K/ha Absorción 2 kg K/ha FAC = 1.53 kg K/ppm K suelo FAC= 1.34 kg K/ppm K suelo Promedio:1.4 kg K/ppm K suelo

28 CAÑETE Tres experimentos de fertilización K con Karu-INIA Octubre: 122 d; 828 Cd + 18 C = 18 Cd, T promedio 14 C, 14 mm Análisis de suelo 8.3% de MO, ph 5.4, 6 mg/kg N 18 mg/kg P-Olsen 222 mg/kg K

29 Componentes del rendimiento Nutriente Dosis Plantas Tallos Tuberculos Rendimiento Peso promedio Tubérculos pl/ha tallo/ha tub/ha t/ha g/tub tub/tallo KCl Efecto n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. CV%

30 Reducción del rendimiento (%) Rendimiento total (t/ha) Reducciones del rendimiento en relación al nivel inicial de K en el suelo K en el suelo (mg/kg) Cañete % MO ph ppm K Dosis de potasio (kg/ha)

31 CONLUSIONES Factores de eficiencia de absorción de K varían entre 1.53 y 1.34 kg K/ppm K en el suelo para rendimientos de 6 a 5 t/ha. El umbral de respuesta a la fertilización fosforada en el cultivo de papa estaría entre los 15 y 2 ppm K en el suelo.

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33 Las variedades de Papa tienen distinta tolerancia a la deficiencia de fósforo?

34 Presentación Institucional Instituto de Investigaciones Agropecuarias - INIA Lynch, 211. Plant Physiology Por lo tanto, hay necesidad de desarrollar genotipos que sean más eficientes en la adquisición y utilización de P (Lambers et al. 26; Annals of Botany)

35 Dos experimentos en Osorno (Exp. 1) y Valdivia (Exp. 2) Instituto de Investigaciones Agropecuarias - INIA MATERIALES Y METODOS Plantación: 15 Octubre 212 y 5 Noviembre Tratamientos: 22 genotipos de papa 2 niveles de P ( y 3 kg P 2 O 5 /ha) P inicial Exp. 1: 8.2 mg/kg P-Olsen. Exp. 2: 1.7 mg/kg P-Olsen. Valdivia (39 47 S) Presentación Institucional Diseño parcelas divididas principal: fertilización sub-parcelas: genotipos Osorno (4 35 S) Cosecha: biomasa aérea y rendimiento Intercepción de radiación

36 Radiación acumulada (MJ m -2 ) Radiación interceptada (%) MATERIALES Y METODOS Intercepción de Radiación: Sensor lineal1m (AccuPAR LP-8) Presentación 1 Institucional 1 R Instituto (%) inci Rtrans RI de x Rinci Investigaciones Agropecuarias - INIA Ri( MJ) t n t i R glo RI Biomasa( g / m EUR( g / MJ) 2 Ri( MJ / m ) i 2 i ) Días desde emergencia Días desde emergencia

37 Rendimiento (t MS ha -1 ) 2 a) 2 b) 15 1 Instituto de +P Exp P Exp. 1 5 Investigaciones y =.71x P Exp. 2 R² =.89; P.1 -P Exp. 2 Agropecuarias - INIA Biomasa Total (t MS ha -1 ) 15 1 Presentación Institucional,,2,4,6,8 1, Índice de cosecha

38 Radiación solar interceptada (%) Exp 1 +P Exp 1 -P Presentación Institucional 4 Instituto de 2 Investigaciones Agropecuarias - INIA Exp 2 +P Exp 2 -P Días desde la emergencia

39 Radiación solar interceptada (MJ m -2 ) Exp 1 +P Exp 1 -P L.S.D values Instituto 4 de Investigaciones Agropecuarias - INIA 2 y = 17.5 X R 2 =.99; P.1 y =12.1 X R 2 =.99, P Exp 2 +P Exp 2 -P 8 4 y = 13.3 X R 2 =.99, P.1 y = 6.71 X R 2 =.99; P.1 Presentación Institucional y = 2.7 X - 25 R 2 =.99; P y = 15.4 X R 2 =.99, P y = 14.2 X R 2 =.99, P y = 9.9 X R 2 =.98; P Días desde la emergencia

40 Biomasa total (t MS ha -1 ) 25 2 (a) 25 2 (b) Presentación Institucional 15 y Exp. 1 =.94x -.32 R² =.8; P.1 Instituto y Exp. 2 =.125x de R² =.63; P.1 1 Investigaciones +P Exp. 1 -P Exp. 1 5 Agropecuarias - INIA +P Exp. 2 -P Exp Radiación solar interceptada (MJ m -2 ) y Exp.1 = 1.8x -.93 R² =.26; P.1 y Exp. 2 = 14.6x R² =.61; P.1,,5 1, 1,5 2, Eficiencia de uso de la radiación (g MS MJ -1 )

41 CONCLUSIONES Las variación en rendimientos, en respuesta a los distintos genotipos y niveles de P, estuvo principalmente explicada por las diferentes biomasas alcanzadas Instituto de por los genotipos. Investigaciones Agropecuarias Las respuestas - INIA en biomasas estuvieron relacionadas principalmente a cambios en la radiación total interceptada y, en menor medida, por cambios en la eficiencia de uso de radiación. Presentación Institucional Esta información podría ser útil en el manejo agronómico del cultivo. Por ejemplo, incrementar la densidad de plantación para compensar el menor desarrollo foliar del cultivo en suelos deficientes en P.

42 Reducción promedio del rendimiento (%) en tres ambientes Instituto de Investigaciones Agropecuarias - INIA RD R RH 21-2 R RK RD R R Asterix Rodeo Puren-INIA Puyehue-INIA Pukara-INIA Yagana-INIA Patagonia-INIA Karu-INIA Desiree Michuñe Blanca Chilote 13 Chilote 12 Chilote 6 Chilote 5 Reducción del rendimiento (%) Presentación Osorno Osorno Institucional Valdivia

43 Eficiencia de uso de P (EUP) EUP = EUIP X EAP Presentación Institucional Instituto de Eficiencia de Investigaciones Uso de P Agropecuarias - INIA Eficiencia de Uso Interno de P Eficiencia de Uso Externo de P (g MS) (g nutriente disponible) (g MS) (g nutriente absorbido) (g nutriente absorbido) (g nutriente disponible)

44 Chilote 5 Chilote 6 Chilote 12 Chilote 13 Michuñe Blanca Desiree Karu-INIA Patagonia-INIA Yagana-INIA Pukara-INIA Puyehue-INIA Puren-INIA Rodeo Asterix R RL 6-1 R RD RK R RH 21-2 R RD RD 29-9 RD 36-8 EUP (kg Rdto. kg -1 P disponible) Chilote 5 Chilote 6 Chilote 12 Chilote 13 Michuñe Blanca Desiree Karu-INIA Patagonia-INIA Yagana-INIA Pukara-INIA Puyehue-INIA Puren-INIA Rodeo Asterix R RL 6-1 R RD RK R RH 21-2 R RD RD 29-9 RD 36-8 EUI P (kg Rdto. kg -1 P abs.) Chilote 5 Chilote 6 Chilote 12 Chilote 13 Michuñe Blanca Desiree Karu-INIA Patagonia-INIA Yagana-INIA Pukara-INIA Puyehue-INIA Puren-INIA Rodeo Asterix R RL 6-1 R RD RK R RH 21-2 R RD RD 29-9 RD 36-8 EAP (kg P abs. kg -1 P disponible) La EAP fue reducida por la fertilización fosforada y los genotipos mostraron importante variación en condiciones de deficiencia de P (desde.8 a 2.7 kg P absorbido kg -1 P disponible). 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, con P sin P Presentación Institucional Instituto de Investigaciones Agropecuarias - INIA La EUIP tuvo una menor respuesta frente a los efectos del genotipo y la fertilización fosforada Finalmente, la EUP mostró una importante respuesta tanto a la fertilización fosforada como al efecto de los distintos genotipos. En condiciones de deficiencia esta variable fluctuó entre 1754 y 5871 kg rendimiento kg -1 P disponible

45 Eficiencia de uso externo de fósforo Presentación Institucional Instituto de Investigaciones Agropecuarias - INIA (Lynch. 27; Australian Journal of Botany)

46 El presente estudio mostró importantes diferencias Presentación genotípicas en i) la sensibilidad del rendimiento y en la ii) Institucional eficiencia de uso de fósforo (EUP). Instituto La de eficiencia de absorción de P (EAP) mostró una mayor variación en respuesta a los genotipos en comparación a la eficiencia Investigaciones de utilización interna de P (EUIP). Agropecuarias - INIA CONCLUSIONES Este conocimiento es útil para programas de mejoramiento y manejo del cultivo que busquen incrementar la EUP en sistemas productivos de papa (generación de variedades más eficientes, elección de cultivares más eficientes y ajuste de la fertilización fosforada) La investigación futura se enfocará en entender los mecanismos asociados con la absorción de P, determinantes de la EAP y relacionados con los sistemas radiculares de los genotipos contrastantes en eficiencia.

47 Impacto ambiental de la fertilización del cultivo

48 Población mundial (miles de millones) 1. ONU Año

49 Tilman et al.. 26; Science

50 Putre Chiloé Coyhaique Pta. Arenas CO 2 total emitido (kg CO 2 eq/t) Impacto ambiental de diferentes sistemas productivos de papa en Chile 21 Instituto 18de Investigaciones 15 Agropecuarias 12 - INIA others fertiliser induced emissions fertiliser production E= plantación temprana L= plantación tardía S= producción semilla *= mayor 1 ha Presentación Institucional E E* L* E L E L E L E* E L E* L* E S* E* E E E Serena Ligua Cabras Chillán Temuco Llanquihue Sistemas productivos de papa Haverkort et al. (214) Potato Research

51 CO 2 total emitido (kg CO 2 eq/t) 25 Total CO 2 vs. fertilización Presentación Institucional Instituto de 2 Investigaciones 15 Agropecuarias - INIA 1 5 y = 1.18x R² =.56; P.1 Haverkort et al. (214) Potato Research CO 2 por fertilización (kg CO 2 eq/t)

52 Rendimiento Comercial (t ha -1 ) 1 (a) Plantación 8 Octubre 1 (b) Plantación 8 Noviembre Presentación Institucional L.S.D.5 = L.S.D.5 = 8 Instituto de 6 Investigaciones Agropecuarias - INIA kg P 2 O 5 ha kg P 2 O 5 ha kg N ha -1 kg N ha -1

53 CO2 total (kg CO 2 ep t -1 ) EMISIONES DE CO Instituto 12 de Investigaciones 1 Agropecuarias 8 - INIA (a) (b) Presentación Institucional L.S.D.5 = L.S.D.5 = kg P 2 O 5 ha kg P 2 O 5 ha kg N ha kg N ha -1

54 Emision Total CO 2 (kg CO 2 eq t -1 ) Instituto de 12 Investigaciones 1 Agropecuarias 8- INIA Total CO 2 vs. fertilización Presentación Institucional 4 2 y = 1.31x R² =.91; P Emisiones por fertilización (kg CO 2 eq t -1 )

55 Total CO 2 (kg CO 2 eq t -1 ) 25 2 Instituto de 15 Investigaciones Agropecuarias 1 - INIA y = 1.42x R 2 =.55; P.1 27 kg CO 2 Presentación Institucional 5 41 kg CO Rendimiento (t ha -1 )

56 CONCLUSIONES Presentación Institucional Existe una importante brecha de huella de carbono en el cultivo de la papa 2 vs 4 Instituto kg CO2 de por tonelada de papa producida. Investigaciones Mejorando la agronomía reducimos las Agropecuarias - INIA emisiones e impacto ambiental. Hacemos más eficiente los sistemas productivos. Elección de variedades, uso de semilla certificada, fecha óptima de plantación y fertilización adecuada contribuyen a incrementar la eficiencia.

57 Presentación Institucional Instituto de Investigaciones Agropecuarias MUCHAS - INIA GRACIAS POR SU ATENCIÓN!