Download - Clase Agua y Nutrientes 2004

Requerim ientos hdricosRequerim ientos hdricosy nutricionales dey nutricionales de los loscultivoscultivos

Un enfoque ecofisiolgico

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) Cul es la prdida de rendimiento debido a sequa?

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

2) Qu factores determinan el consumo de agua?

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

4) Cmo se afecta el crecmiento y rendimiento ante deficienciashdricas? Cul es el impacto segn el momento de ocurrencia?

Eleccin del lote

Perodo de crecimiento

Densidad

Fecha de siembra

Variedad

Estructura

Fertilizacin

Manejo del aguaModifican la oferta ambiental

Control de insectos,

malezas y de semillas

Enfermedades

Cosecha

Regulan la prdida 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)

Maz 2400058010 de octubre

Man 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

Qu determina la ETP?

Consumo Agua del Cultivo enmm/da =

ETP x Kc = ETC

Consumo Agua del Cultivo en mm/da=

ETP x Kc = ETC

Precipitaciones promedio serie 1966/96 en Crdoba

0255075

100125150175200225250

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

P

r

e

c

i

p

i

t

a

c

i

n

(

m

m

)

+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

Maz 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

Maz 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 races a los 30 das deemergencia

Disponibilidad de agua y nutrientes Compactacin del suelo Temperatura Disponibilidad de asimilados

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

0

GirasolMaz

Soja

P

r

o

f

u

n

d

i

d

a

d

(

m

)

Adaptado de Andrade et al., 2000

Profundizacin 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-3127Maz DK 3S41 190 12 d. post antesisMan Florman 150 68% R5

50% R4130

Velocidad del frente de extraccin deagua en distintas especies cultivadas

Dardanelli et al. 1997

Cultivo VFE(mm d-1)Girasol 44 3 a

SojaMazMan

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 volumtrico de agua (cm3 cm -3)

P

r

o

f

u

n

d

i

d

a

d

(

c

m

)

Contenido volumtrico de agua a la siembra ( ) y a madurez( ) en tratamientos con sequa 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)

Maz 41,42400058010 de octubre

Man 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

Ciclodas

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

Maz 10/10 122 5620 48 13040 13 43

Girasol 20/09 118 1970 47 5660 11 35

Maz 10/12 126 6490 47 12610 11 48

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

experimentos locales. Perodo 1969-1994

AREA FOLIARNUMERO

DEGRANOS

PESO PORGRANO

Macollaje Encaazn Floracin 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) Cul es la prdida de rendimiento debido a sequa?





Intercepcin de radiacin

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0 25 50 75 100 125 150Das desde emergencia

F

r

a

c

c

i

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d

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i

n

t

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r

c

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p

c

i

n

d

e

R

F

A

TRIGO

Riego

Secano

CRECIMIENTO DEL CULTIVO

Das desde emergencia

0

4000

8000

12000

16000

20000

0 25 50 75 100 125 150 175

B

i

o

m

a

s

a

(

k

g

h

a

-

1

) Riego

Secano

RENDIMIENTO Y COMPONENTESRadiacinintercept.

perodo crticoTCC

perodo crtico Rend. PG(Mj m-2) (kg ha-1 d-1) (kg ha-1) (mg)

Riego 232 210 5740 34.5Secano 166

Nmerode Granos

(m-2)

1431611274140 4150 31.6

RENDIMIENTORENDIMIENTO Y COMPONENTESY COMPONENTES

FS OptimaFS Tarda

Rend(kg ha-1)

57404440

NG(m-2)

1431612018

PG(mg)

34.532.0

RIEGO

FS OptimaFS Tarda

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)

E

U

A

(

k

g

h

a

-

1

m

m

-

1

)

BalcarceCrdobaParanPergamino

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES DE LOS CULTIVOS

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

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

5.- Diagnstico de la fertilizacin N y P Suelo:" Balance oferta-demanda" Planta: curva de dilucin, conc. en planta y sus rganos; clorofilaen 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.- Dinmica de N y P en los sistemas agrcolas.

0500

1000

1500

2000

2500

3000

Trigo Soja Maz

S

u

p

e

r

f

i

c

i

e

s

e

m

b

r

a

d

a

(

m

i

l

e

s

h

a

)

71/7396/9899/01

Evolucin de la superficie sembrada de trigo,soja y maz en la Provincia de Crdoba

0500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1970 1980 1990 2000 2010

Ao

S

u

p

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f

i

c

i

e

s

e

m

b

r

a

d

a

(

m

i

l

e

s

h

a

)

120000 ha ao-1

182000 ha ao -1

Evolucin de la superficie sembrada con sojapara la Provincia de Crdoba

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 regin PampeanaArgentina

Nutriente

NPKCaMgS

BClCuFeMnMoZn

Maz22419334

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)

Nitrgeno fijado simbiticamente endistintos cultivos de leguminosas

CultivoN fijadokg N ha-1

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

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

SueloM.O. NH4+ NO3-NO2-Protelisis

AmonificacinNitrosomonas Nitrobacter

PlantaNO3- NO2- NH4+

Glutamina

GlutamatoNADHNR NIR

FdEnzimasATP, Fd

050

100

150

200

250

300

0 25 50 75 100

Agua Util (%)

N

m

i

n

e

r

a

l

i

z

a

d

o

(

k

g

h

a

-

1

)

N0=60

N0=120

N0=180

N0=300

Echeverra y Bergonzi, 1995

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

funcin del agua til

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 desnitrificacin (mayor anaerobiosis por mayor contenido de agua por ms tiempoy por mayor consumo de oxgeno debido a la mayor actividad biolgica).

Mayor prdida por lavado (mejor infiltracin de agua). Mayor inmovilizacin y menor tasa de mineralizacin neta en los primeros aos.

APLICACIONES DE UREA

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

Alternativas para reducir prdidas: aplicacin en banda, debajo del rastrojo,fertilizantes no amoniacales y/o lquidos, inhibidores de la ureasa.

FOSFORO

Acumulacin en superficie (> concentracin y > contenido de agua favorecen su difusiny absorcin).

< Temperatura reduce su difusin, 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

RE

Q

U

E

R

I

M

I

E

N

T

O

D

E

L

N

U

T

R

I

E

N

T

E

CICLO DEL CULTIVO0

300

NITROGENO

FOSFORO

200

100

Kg/ha

25d 40d

4kg/ha da

1kg/ha da

MazFLOR

RE

Q

U

E

R

I

M

I

E

N

T

O

D

E

L

N

U

T

R

I

E

N

T

E

CICLO DEL CULTIVO

0

300

NITROGENO

FOSFORO

200

100

Kg/ha

25d 40d

4kg/ha da

0,3kg/ha da

sojaFLOR

Acumulacin del nutriente en floracin

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

Maz 55 70 50Girasol 65 70 40 50Soja 20 15 20Trigo 80 50

ESPECIE

CLIMA

NUTRIENTES

DESARROLLO CRECIMIENTO

duracin PARTICION

RENDIMIENTO

ESTRATEGIAS

Manejo - Mejoramiento

Evolucin del rea foliar (IAF) a partir de la emergencia del cultivopara un hbrido de maz a diferentes niveles de N disponible

Uhart y Andrade, 1995

0

1

2

3

4

5

0 20 40 60 80 100Das despus de emergencia

I

A

F

N0N1N2

0102030405060708090

100

0 20 40 60 80 100 120Das despus de emergencia

I

n

t

e

r

c

e

p

c

i

n

d

e

r

a

d

i

a

c

i

n

(

%

)

N0N1N2

Evolucin de la intercepcin de la RFA a partir de la emergencia delcultivo para un hbrido de maz a diferentes niveles de N disponible


0500

1000

1500

2000

2500

0 20 40 60 80 100 120 140 160Das despus de emergencia

B

i

o

m

a

s

a

a

r

e

a

t

o

t

a

l

(

g

m

-

2

)

N0N1N2


Evolucin de la materia seca area total a partir de la emergenciadel cultivo para un hbrido de maz a diferentes niveles de N

disponible




5.- Diagnstico de la fertilizacin N y P Suelo:" Balance oferta-demanda" Planta: curva de dilucin, conc. en planta y sus rganos; clorofilaen hoja." Suelo: nitratos a la siembra y a la escardillada (5h)



Diagnstico porsntomas visuales

Nitrgeno

Trigo

Maz

FsforoTrigo

Diagnstico poranlisis de suelo

N mineral + N mineralizado

OFERTA DE NUTRIENTES

Caractersticas climticas y edficasTipo y oportunidad de labranzas

Naturaleza de los residuos incorporados

Balance de N Maz

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)

R

e

n

d

i

m

i

e

n

t

o

R

e

l

a

t

i

v

o

15 ppm

0,90

15 ppm

0,90

Rendimiento relativo de maz en funcindel 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)

R

e

s

p

u

e

s

t

a

(

k

g

/

h

a

)

Respuesta a la fertilizacin fosfatada de mazen funcin del nivel de P disponible a 0-20 cm

de profundidad en pre-siembra.15 ppm

500 Kg/ha

Umbrales de respuesta para la fertilizacin con P para diferentescultivos.

P disponible Bray y Kurtz (0-20 cm)

P(ppm)

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

Cultivo

Diagnstico poranlisis de planta

00,51

1,5

2

2,53

3,5

4

0 5 10 15 20

Biomasa area (tn/ha)

N

e

n

p

l

a

n

t

a

e

n

t

e

r

a

(

%

)

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

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

floracin (Estado R1-R2).

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

Flannery (1989)7963 kg/ha

--------------------- g/kg ---------------------Nitrgeno 45-55 46.4 53.3Fsforo 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)

R

e

n

d

i

m

i

e

n

t

o

r

e

l

a

t

i

v

o

Rendimiento relativo en funcin de los N-NO3 en base del tallo demaz 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)

R

e

n

d

i

m

i

e

n

t

o

r

e

l

a

t

i

v

o

ndice de suficiencia de clorofila

00,2

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 (%)

R

e

n

d

i

m

i

e

n

t

o

r

e

l

a

t

i

v

o

Rendimiento relativo en funcin de la concentracin de nitrgeno engrano de maz a cosecha.

(Uhart, 1995).

25

30

35

4045

50

55

60

65

20 40 60 80 100DIAS LUEGO DE LA EMERGENCIA

L

E

C

T

U

R

A

D

E

L

S

P

A

D

TESTIGO70210

Dosis de N

Lectura del medidor de clorofila (SPAD) en funcin de los dasdesde la emergencia del cultivo en maz para diferentes

disponibilidades de N

(Sainz Rosas y Echeverra, 1997)

Categoras de concentracin de nitratos en la base de los tallos demaz en madurez

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

Categora deconcentracin

Concentracinde 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

Requerimientos hdricos y nutricionales de los cultivosQu determina la ETP?Consumo Agua del Cultivo en mm/da =ETP x Kc = ETCConsumo Agua del Cultivo en mm/da =ETP x Kc = ETCProfundidad de races a los 30 das de emergenciaProfundizacin radical de diferentes especies cultivadasVelocidad del frente de extraccin de agua en distintas especies cultivadasRIEGO vs SECANOEFECTO DE LA SEQUIAIntercepcin de radiacinCRECIMIENTO DEL CULTIVORENDIMIENTO Y COMPONENTESRENDIMIENTO Y COMPONENTESTrigo: Efecto del DPV sobre la EUAABSORCION Y DISPONIBILIDAD DE FOSFORO

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