Estrategias de manejo en fertilización fosforada basada en estudios ecofisiológicos Patricio Sandaña G. Ing. Agr., M. Sc., Dr. Instituto de Investigacione s Agropecuarias INIA
Tipos de rendimiento Rendimientos Potenciales Radiación CO 2 Temperatura Cultivar Rendimientos Alcanzables Agua y nutrientes Rendimientos Actuales Malezas Enfermedades Plagas Nivel de rendimiento (Kg/ha)
Cultivo de trigo y cebada en Chile
Existe una importante brecha entre los rendimientos actuales y los potenciales en trigo Bustos et al. (213), Field Crops Res. - Cultivar - Fecha de siembra - Fertilización - Riego - Control de enfermedades y plagas
Lynch, 211. Plant Physiology
Frecuencia relativa Frecuencia relativa Frecuencia relativa Distribución de frecuencia de muestras P-Olsen, LAS UACh,6,5 Agricultores particulares Agricultores SAG Agricultores INDAP,6,6 24 25 24 25 24 25,5,5,4,4,4,3,3,3,2,2,2,1,1,1, <5 5-1 1-15 15-3 3-6 >6, <5 5-1 1-15 15-3 3-6 >6, <5 5-1 1-15 15-3 3-6 >6 P-Olsen (mg/kg) P-Olsen (mg/kg) P-Olsen (mg/kg) Frecuencia Relativa (%) Rango P - Olsen Agricultores Agricultores Beneficiarios (mg/kg) Particulares SAG INDAP < 5 11, 3,9 49,1 5-1 3, 32,9 28,4 1-15 25,5 18, 9,7 15-3 26,4 14, 9,4 3-6 5,7 3,7 2,5 > 6 1,4,5,9 Pinochet. ( 27)
Evolución en el uso de insumos Tilman et al.. 26; Science
Cordell et al.. 29; Glob. Envi. Chang. hay necesidad de generar variedades más eficientes en el uso de fósforo y mejorar la eficiencia del uso de fertilizantes fosforados
Eficiencia de uso externo de fósforo (Lynch. 27; Australian Journal of Botany)
Hay variabilidad genotípica en la eficiencia de absorción Gahoonia et al., (1999) Plant and Soil
La deficiencia de P como afecta al cultivo?
Biomasa acumulada (g m -2 ) Rendimiento (g m -2 ) = Biomasa del cultivo (g m -2 ) X Índice de cosecha Intercepción Radiación (MJ m -2 ) X Eficiencia en el uso de radiación (g MJ -1 ) EUR (g MJ -1 ) EUR (g MJ -1 ) Intercepción Radiación acumulada (MJ m -2 ) Variaciones en la disponibilidad de P podrían afectar los componentes ecofisiológicos de captura y el uso de la radiación 12
Maíz Fletcher et al. 28; Field Crops Research < IAF y < RI Trigo Rodríguez et al. 2 Field Crops Research Fotosíntesis?
Trigo Halsted & Lynch. 1996; J. Exp. Bot. Rodríguez et al.. 1998; Plant and Soil Sin embargo, a nivel de cultivo no hay respuestas claras en la EUR
Plenet et al.. 2; Plant and Soil Maíz Mollier & Pellerin 1999; J. Exp. Bot. -11% Fletcher et al.. 28; Field Crops Research
Lázaro et al. (29); J. Agric. Sci. Rodríguez et al.. 2; Field Crops Res.
Algunos resultados en el sur de Chile
Radiación solar (MJ m -2 d -1 ) Temperatura (ºC) CONDICIONES CLIMATICAS EN EXPERIMENTOS 4 35 3 25 2 15 1 5 4 35 3 25 2 15 1 5 Em Ant MF 12.5 16.5-5 -5-5 25 5 75 1 125 15 175 2 25 5 75 1 125 15 175 2 25 5 75 1 125 15 175 2 4 35 3 25 2 15 1 5 27-8 28-9 29-1 Em Ant MF 11.7 16.9 Em Ant MF 17.3 24.1 4 35 3 25 2 15 1 5 Em Ant MF 23.6 3.4 25 5 75 1 125 15 175 2 25 5 75 1 125 15 175 2 25 5 75 1 125 15 175 2 Días desde Agosto 4 35 3 25 2 15 1 5 4 35 3 25 2 15 1 5 Em Ant MF 1.2 13.8 Em Ant MF 18. 22.2
EFECTO DEL FOSFORO EN FENOLOGIA Exp. 1 Exp. 2 Exp. 3 +P -P +P -P +P -P Sandaña and Pinochet, 211. Field Crops Res. Sandaña et al,. 212 Field Crops Res. Exp. 4 Exp. 5 P P 1 P 2 P P 1 P 2 2 4 6 8 1 12 14 16 2 4 6 8 1 12 14 16 18 Días desde siembra
Rendimiento (g m -2 ) BIOMASA, PARTICION Y SU IMPACTO EN RENDIMIENTO 14 12 1 8 6 4 2 14 12 1 8 6 4 2 5 1 15 2 25 3 35,,1,2,3,4,5,6 Biomasa total aérea (g m -2 ) Índice de cosecha (g g -1 ).49 Sandaña and Pinochet, 211. Field Crops Res. Sandaña et al,. Field Crops Res. (212)
Rendimiento ( g m -2 ) Peso de granos (mg grano -1 ) NUMERO Y PESO DE GRANOS 14 12 1 8 6 4 2 5 1 15 2 25 3 Número de granos ( nº m -2 ) 6 5 4 3 2 1 5 1 15 2 25 3
Biomasa aérea total (g m -2 ) Tasa de crecimiento (g m -2 d -1 ) CAPTURA Y USO DE RADIACIÓN 3 25 2 15 kg P 1 kg P 25 kg P 45 35 25 1 15 5 Wheat = 74.9x 222 R 2 =.93; p<.1 5 Wheat =.22x +.83 R 2 =.97; p<.1 5 1 15 2 25 3 35 4 45 Tasa de crecimiento (g m -2 d -1 ) 25 5 75 1 125 15 175 2 Radiación total interceptada (MJ m -2 ) Sandaña et al,. Field Crops Res. (212)
Índice de área foliar VARIACION DEL INDICE DE AREA FOLIAR 6. 5. 4. kg P 1 kg P 25 kg P Experimento 4 Experimento 5 6. 5. 4. 3. 3. 2. 2. 1. 1.. 2 4 6 8 1 12 14. 2 4 6 8 1 12 14 Días desde emergencia
Radiación interceptada (%) RADIACION INTERCEPTADA 1 8 kg P 1 kg P 25 kg P Experimento 4 Experimento 5 1 8 6 6 4 4 2 2 2 4 6 8 1 12 14 2 4 6 8 1 12 14 Días desde emergencia
Biomasa aérea (g m -2 ) EFICIENCIA DE USO DE LA RADIACION 35 3 25 Y = 1,49X - 41 R 2 =,96 2 15 1 5 5 1 15 2 Radiación acumulada (MJ m -2 ) Sandaña and Pinochet, 211. Field Crops Res.
Similares respuestas con Aluminio Valle et al., (29), Field Crops Res.
P en biomasa (%) Curva de dilución de P en biomasa.35.3.25 kg P 1 kg P 25 kg P.2.15.1.5. 5 1 15 2 25 3 35 Biomasa aérea (g m -2 )
Biomasa aérea (g m -2 ) Rendimiento (g m -2 ) EFICIENCIA DE UTILIZACION DE P 35 3 25 kg P 1 kg P 25 kg P 16 14 12 2 15 Y = 781.x + 342 1 8 6 Y = 354x + 156 1 4 5 2..5 1. 1.5 2. 2.5 3. 3.5 4. 4.5 5...5 1. 1.5 2. 2.5 3. 3.5 4. 4.5 5. Absorción de P ( g m -2 )
P en granos (g P m -2 ) 3. 2.5 2. INDICE COSECHA DE P 1.5 1..5 y =.74x +.17.. 1. 2. 3. 4. Absorción de P (g P m -2 )
Algunas aplicaciones prácticas de la información generada
DETERMINACIÓN DE LA DOSIS DE FERTILIZACION Demanda - Suministro Dosis = Eficiencia de fertilización
Rendimiento Indice Cosecha Biomasa total (kg ha -1 ) % mínimo óptimo nutriente Kg de nutriente ha -1 Ambiente Cultivar Manejo Nutriente Cultivar DEMANDA NUTRIENTE
EFECTO DEL FOSFORO EN FENOLOGIA Exp. 1 Exp. 2 Exp. 3 Exp. 4 Exp. 5 +P -P +P -P +P -P P P 1 P 2 P P 1 P 2 2 4 6 8 1 12 14 16 2 4 6 8 1 12 14 16 18 Días desde siembra Sandaña and Pinochet, 211. Field Crops Res. Sandaña et al,. 212. Field Crops Res.
Acumulación de Biomasa (g m -2 ) 27 24 21 18 15 12 9 6 3 2 4 6 8 1 12 14 16 18 Días desde emergencia
Radiación Interceptada (MJ m -2 ) 2 15 1 5 2 4 6 8 1 12 14 16 18 Días desde emergencia
Biomasa aérea (g m -2 ) 35 3 5 experimentos (12 ambientes) Cv. Pandora-INIA 25 2 15 1 5 y = 1.49 X 41 R 2 =.96 5 1 15 2 Radiación interceptada (MJ m -2 )
Radiación incidente (MJ m-2) Radiación interceptada (%) Emergencia 35 3 25 2 Septiembre 23 Septiembre 185 MJ y =133 147 MJ Y =142 Antesis 1 9 8 7 2 15 1 5 1124 MJ Y =793 913 MJ Y =6 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 Sept. Oct. Nov. Dic. Ene.
Radiación interceptada (%) Respuestas en RI según tiempo térmico 12 1 8 6 4 2 y = 5E-7x 3 -.11x 2 +.7323x - 58.674 R² =.9878 2 4 6 8 1 Tiempo térmico ( Cd)
Modelo de crecimiento Simple Rad. acumulada (MJ m -2 ) Rad. interceptada (%) 1 8 6 4 Emergencia 12 Septiembre 2 2 15 2 4 6 8 1 159 MJ 1 5 Rend = 1.49 g/mj x 159 MJ x.49 = 116 g m -2 2 4 6 8 1 Tiempo térmico ( Cd)
Absorción de P (kg ha -1 ) Determinación de factor de demanda de P 4 35 3 y =.28x - 4.1379 R² =.99; P.1 25 2 15 1 5 5 1 15 2 Rendimiento ( kg ha -1 ) Rend.7 kg = Demanda de P =.28 x 7= 19.6 kg P/ha
P en biomasa (%) Curva de dilución de P en biomasa.35.3.25 kg P 1 kg P 25 kg P.2.15.1.5. 5 1 15 2 25 3 35 Biomasa aérea (g m -2 )
Concentración crítica de N en maíz Plenet and Lemaire (2)
Total P uptake (kg P/ha) Factor de Eficiencia de Absorción P en Trigo 4 35 3 C MCP ACT 62F ACT 97 ACT 12 ACT 15 25 2 15 1 Y = 1.584 X R 2 =.628 Sy.x = 2.3 n = 21 1 12 14 16 18 2 22 24 Olsen-P (mg/kg) Fuente: Dante Pinochet Este factor es útil para estimar el suministro en base al análisis de suelo
Reducción del rendimiento (%) Reducción del Rendimiento (%) Umbral de P Olsen en trigo Nivel de P Olsen (mg/kg) 5 1 15 2 25-1 -25-4 -55-7 -85-1 y = 3.62x - 79.7 R² =.9; P.5 Ej: Umbral de K en papa Niveles de K en el suelo (mg/kg) 5 1 15 2 25 3 35 4-1 -2 Permite decidir cuando fertilizar el cultivo -3-4 -5-6
P en granos (g P m -2 ) 3. 2.5 2. INDICE COSECHA DE P 1.5 1..5 y =.74x +.17 Permite hacer una estimación de una dosis de mantención de P.. 1. 2. 3. 4. Absorción de P (g P m -2 ) Demanda estimada= 25 kg P/ha Dosis de mantención= 25 kg P/ha x.74= 18.5 kg P/ha
Rendimiento relativo (%) IMPORTANCIA DE LA FECHA DE SIEMBRA SOBRE LA RESPUESTA A LA FERTILIZACION FOSFORADA A mayor atraso en la siembra más sensible es el cultivo frente a la deficiencia de P Baten et. al. (1999) Aust. J. Exp. Agric.
15 3 45 15 3 45 15 3 45 15 3 45 15 3 45 15 3 45 15 3 45 15 3 45 Rendimiento Total (t/ha) Rendimiento (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 9 9-37% 6 6 3 3 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
CONCLUSION El estudio presentado es un pequeño ejemplo de que la ecofisiológia de cultivos permite incrementar el entendimiento de las respuestas de los cultivos frente al manejo o ambiente y que, la información generada, sirve como base para mejorar racionalmente el manejo y la eficiencia del cultivo.
MUCHAS GRACIAS