Fertilizantes de micronutrientes. Parámetros que controlan su efectividad. Aplicaciones en fruticultura.

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1 Fertilizantes de micronutrientes. Parámetros que controlan su efectividad. Aplicaciones en fruticultura. Prof. Juan J. Lucena Catedrático de Química Agrícola. UAM Comité de Expertos en Fertilizantes. MARM Convenor CEN/TC240-WG5 Micronutrient analysis. CEN

2 Índice Principios de nutrición Deficiencias de micronutrientes metálicos en los cultivos Causas Soluciones Los quelatos y los complejos Ligandos Eficacia de quelatos y complejos Reactividad en suelos. Estabilidad Absorción por la planta Ensayos de eficacia B y Mo Noviembre 2011 Lleida 2

3 Necesidad de fertilización de micronutrientes Ley del mínimo Noviembre 2011 Lleida 3

4 Necesidad de fertilización de micronutrientes Los macronutrientes dejan de ser factores limitantes Disminución de su presencia en fertilizantes tradicionales Suelos calizos que inmovilizan metales Mic N P K N P K N P K Mg 2 Mg Mic 4 Mg Mic 6 Noviembre 2011 Lleida 4

5 Necesidad de fertilización de micronutrientes Los macronutrientes dejan de ser factores limitantes Disminución de su presencia en fertilizantes tradicionales Suelos calizos que inmovilizan metales Disminución de la materia orgánica del suelo Menor capacidad de extracción de secundarios y micronutrientes por cultivares poco eficientes Nuevas técnicas de cultivo En disoluci ó n Dif í cilmente disponible F á cilmente disponible Noviembre 2011 Lleida 5

6 Deficiencia de Fe en los cultivos Hierro (Fe) Nutriente más abundante en suelos ( µg g -1 ) Presente en forma oxidada (Fe(III)) Solubilidad dependiente del ph y redox Requerimientos (100 µg g -1 en hoja) Absorbido en forma reducida (Fe(II)) -10 Fe(OH) (3-x)+ x Fe 3+ e - Fe 2+ log(fe(iii)) Fe ph Noviembre 2011 Lleida 6

7 Deficiencia de Fe en los cultivos Mecanismos de absorción de Fe Normal: reductasa Con Fe limitante Dicotiledóneas y monocot. no gramíneas Excreción de ácidos Excreción de reductores reductasa turbo Gramíneas Excreción de fitosideróforos Fe 3+ Fe 2+ Noviembre Lleida 7

8 La clorosis férrica Importancia del hierro en las plantas Interviene en la síntesis de clorofila Consecuencias de la clorosis férrica Menor contenido en clorofila Menor actividad metabólica en general Menor vigor Menor producción Menor rentabilidad económica del cultivo Noviembre 2011 Lleida 8

9 La clorosis férrica Noviembre 2011 Lleida 9

10 Noviembre 2011 Lleida 10

11 Deficiencias de Mn, Zn y Cu Mn Zn Cu Abundancia en suelos (µg g -1 ) Formas Requerimientos (µg g -1 ) Mn(IV), Mn(III), Zn 2+ Cu 2+ Mn Importancia Fotólisis del agua Anhidrasa carbónica Ascórbico oxidasa Log(Mn) pe+ph=20.61 (O2) pe+ph=16.62 Log(Cu 2+ ) o log(zn 2+ ) Cu2+ Zn ph ph Noviembre 2011 Lleida 11

12 El problema Baja disponibilidad en suelos Fe: Solubilidad Mn, Cu and Zn: Solubilidad, cantidad en el suelo Baja solubilidad y buffer de ph en suelos calizos Distribución limitada en planta principalmente Fe mecanismo de absorción raíz a hoja distribución en la hoja Fe Fe 1 Kg suelo 38 g Fe 0,001 g Fe 0,05 g Zn 0,0005 g Zn Fe Iron paradox Fe Noviembre 2011 Lleida 12

13 Soluciones Mejora de la distribución en hoja Solución alternativa Genética: variedades resistentes Mejora de las condiciones del suelo manejo de suelos y cultivos: adición de materia orgánica estabilizada, uso de acidificantes, nutrición amónica,... Uso de fertilizantes Inorgánicos: Insuficiente El futuro Complejos: complejantes orgánicos, quelatos naturales, etc Fe 2+ Fe 3+ Zn 2+ Quelatos sintéticos Mejor solución Noviembre 2011 Lleida 13

14 Quelatos y complejos EDTA/Zn 2+ Noviembre 2011 Lleida 15

15 HOOC HOOC N N N COOH DTPA Quelatos: ligandos Regulación Europea COOH COOH HOOC N N HOOC HOOC CH 2 OH N N EDTA COOH COOH HOOC COOH Fe-EDTA Zn-EDTA Ca-EDTA HEDTA Fe(II)-EDTA Mn-EDTA Ca-EDTA Zn-EDTA Mg-EDTA Cu-EDTA Para Zn, Mn y Cu DTPA para Fe en hidroponía Noviembre 2011 Lleida 16

16 Quelatos: ligandos Regulación Europea H O O C * H N N H * C O O H H O O C * H N N H * C O O H O H H O H O O C O H H O C O O H o, o - E D D H A E D D C H A H O O C * H N N H * C O O H H O O C * H N N H * C O O H O H H O H O 3 S O H H O S O 3 H H 3 C C H 3 EDDHMA Específicos de Fe E D D H S A Noviembre 2011 Lleida 17

17 Quelatos: ligandos productos comerciales de Fe distribución del mercado EDDHMA 3% EDDHSA 6% EDTA 8% otros 3% Quelatos 77% DTPA 13% HEDTA 3% EDDHA 67% Complejos 20% Noviembre 2011 Lleida 18

18 Quelatos: ligandos Quelatos Fe-EDDHA H O O C * H N N H * C O O H O H H O o, o - E D D H A o,o-eddha/fe 3+ H O O C * H N N H * C O O H O H o, p - E D D H A O H o,p-eddha/fe 3+ Noviembre 2011 Lleida 19

19 Quelatos de Fe: estabilidad Soil Chelated Fe (%) (2) Cu 2+ normal (1) Contaminación de Cu (2) ph EDDHSA EDDH5MA EDDH4MA EDDHA (1) o,p-eddha o,p-eddha EDTA Noviembre 2011 Lleida 20 0

20 Quelatos de Fe: estabilidad (García-Mina et al, 2003) 100 % Fe quelado degradación EDDHA EDDHSA EDDHMA EDDHCA EDTA DTPA 20 competición Zn, Mn, Ca tiempo (días) Noviembre 2011 Lleida 21

21 Ensayos de eficacia melocotonero Fe (µg /hoja) ,5 9,8 7,2 C HA MA Tratamientos Producción (kg/árbol) C HA MA C HA MA Tratamientos Noviembre 2011 Lleida 22

22 peral Ensayos de eficacia C HA MA SA Fe (µg / hoja) o Año Calibre de frutos(mm) Tiempo (días desde tratamiento) C HA MA SA Noviembre 2011 Lleida 23

23 IDHA (biodegradable) Nuevos agentes quelantes HBED (Alta afinidad por el Fe) próximamente DCHA (Intermedio o,peddha, o,oeddha) Noviembre 2011 Lleida 24

24 IDHA EDTA Control Villén et al 2007 JAFC Lucena et al 2008 AJ Noviembre 2011 Lleida 25

25 Nuevos agentes quelantes. HBED 100 [FeL]/[LT](%) ph HJB HBED EDDHA o,p EDDHA EDTA Porcentaje of Fe quelado, en presencia de HJB, HBED, o,o-eddha, o,p-eddha y EDTA en condiciones de suelos con disponibilidad de Cu limitada. [Fe(III)]=[HJB]=[HBED]=[o,o-EDDHA]=[o,p-EDDHA]=[EDTA] = M. Noviembre 2011 Lleida 26

26 Nuevos agentes quelantes. HBED Soja suelo. Quelatos marcados. Ensayo dosis 57Fe in leaves in the 2nd sampling time 1,4 1,2 oo experimental oo ajusted hbed experimental hbed ajusted 57Fe (µmoles/g DW) 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Fe doses (µmoles/kg soil) Noviembre 2011 Lleida 27

27 Nuevos agentes quelantes. HBED 42 CONTROL EDDHA 0,90 HBED 0,45 HBED 0,90 HJB 0,90 SPAD Index TREATMENTS HBED/Fe 3+ o,o-eddha/fe Days after treatments Figure SPAD indexes for the different treated trees in the fruit bearing branches. Photo General overview of the experiment at August the 7 th. Mild chlorotic symptoms are presented by non treated plants. Nectarina, Ensayo de prevención Noviembre 2011 Lleida 28

28 Nuevos agentes quelantes HBED/Fe 3+ Control -Fe EDDHA/Fe 3+ Photo Visual aspect of the trees at August the 14 th (63 days after the treatment application) HBED, Nectarina, Ensayo de recuperación Noviembre 2011 Lleida 29

29 Nuevos agentes quelantes 45 CONTROL EDDHA 0,90 HBED 0,90 HJB 0, SPAD Index Days after treatments Figure 2.1. SPAD index for the different treated trees along the experiment. HBED, nectarina, ensayo de recuperación Noviembre 2011 Lleida 30

30 Citrato Gluconato y heptagluconato Lignosulfonato Aminoácidos Sustancias húmicas Complejos: ligandos Regulación Española Menor estabilidad De origen natural Menor costo Zn y Mn (mejor foliar e hidroponía) Fe (efecto menor) Noviembre 2011 Lleida 31

31 Complejantes: tipos Lignosulfonatos: efectividad en aplicación foliar Fe A a A - Fe a A a Treated leaves A a Treated leaf A a 59 Fe Redistribución ,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 8 Old leaves Old leaves A ABC AB a C a a BC a a F LS 2 F LS 1 F LS 3 F LS 4 New F EDTA leaves New leaves C b BC a C a AB a A a 0 Stem B a A b b B b B Stem B b Root 8 Rodríguez-Lucena et al., a A A A b A b b A b LS1/ 59 Fe 3+ LS2/ 59 Fe 3+ LS3/ 59 Fe 3+ LS4/ 59 Fe 3+ EDTA/ 59 Fe 3+ Noviembre 2011 Lleida 32

32 Ensayos de eficacia (trigo Zn LS hidroponía) -Zn -Zn+LS ZnLS 3 µm ZnLS 6 µm ZnSO 4 3 µm Zn (µg/g) en hoja 9 d 6 d 70 b 121a 44 c Noviembre 2011 Lleida 33

33 Alteraciones nutricionales de micronutrientes Dosificación micronutrientes metálicos Fe - Cítricos, frutales, olivar intensivo: g quelato eficaz alta riqueza (5-6%) - Vid 10 g - Hortícolas, Ornamentales, fertigación: 50 g quelato/m 3 /semana o quincena - Hidroponía: es posible usar complejos - Inyecciones al tronco - Aplicaciones foliares Noviembre 2011 Lleida 34

34 Alteraciones nutricionales de micronutrientes Dosificación micronutrientes metálicos Mn, Zn y Cu - 3 Kg/ha quelato Mn o Zn - Fertigación: 7.5 g quelato/m 3 /semana o quincena - Aplicaciones foliares - Lignosulfonatos como cubierta de NPK Noviembre 2011 Lleida 35

35 Alteraciones nutricionales de micronutrientes Boro (B) Suelo: Contenido bajo 0,001% Deficiencias en: Suelos ácidos arenosos lavados Suelos calizos con alta M.O. y arcillas Noviembre 2011 Lleida 36

36 Alteraciones nutricionales de micronutrientes Boro (B) planta: múltiples funciones Absorción pasiva Fertilización: B(OH) 3, boratos, boro-etanolamina 3-6 Kg/Ha (16% B) Noviembre 2011 Lleida 37

37 Alteraciones nutricionales de micronutrientes Molibdeno (Mo) Suelo 0,002% Planta: Tan importante como N!! Deficiencia en ph bajo, presencia de óxidos o alto nivel de nitratos Tratamiento: Molibdato amónico o sódico g Mo/ha al suelo 5-75 g Mo/ha via foliar girasol melón Noviembre 2011 Lleida 38

38 Noviembre 2011 Guía de Lleida la fertilización 39

39 Noviembre 2011 Lleida 40