Recomendación de fertilización y casos de estudio

10‐3. Recomendaciones de fertilización
AGRO 4037 – Fertilidad de Suelos y Abonos
Fecha de actualización: 9 de mayo 2016
Objetivos 1. Elaborar una recomendación de fertilización basado en un analisis de suelos (concepto de suficiencia)
2. Presentar la metodología tradicional utilizada en la recomendación de fertilización (concepto de extracción)
2
1
MejoresPracticasManejo de fertilizantes
(Brulselma et al. 2008, Better Crops: 92(2): 13-15)
3
Por supuesto que la cantidad total recomendada no lo es todo porque:
•
•
•
•
•
•
•
Teconología disponible para el agricultor
Fuente de fertilizantes disponibles
Frequencia de aplicacion
Momento de aplicación
Epoca de aplicación
Rentabilidad económica
4Rs ‐ http://www.nutrientstewardship.com/what‐
are‐4rs
4
2
La recomendación de fertilización puede estar basada en:
• Lo que extrae el cultivo (extracción)
• Requisito extracción (RE) = Cantidad máxima que extrae un cultivo (total de la planta, fruto)
• Requisito nutricional (respuesta)
• Requisito nutricional (RN) = Respuesta máxima a la aplicación de nutriente
5
Distinguir entre
•
•
•
Requerimiento interno nutricional – Nivel (kg/ha) de nutriente requerido por el cultivo en todo su ciclo de crecimiento que resulta en un rendimiento dado
Requerimiento de fertilización – Nivel (kg/ha) de nutriente que hay que aplicar en forma de fertilizante que resulta en el mayor rendimiento posible
Requerimiento de fertilización – se puede lograr basado en:
• Conocimiento del requerimiento interno nutricional
• Curvas de respuesta
6
3
Formulación de una recomendación de fertilización
• Concepto de suficiencia
• Concepto de extracción
7
Ejemplo de respuesta a la aplicación (modelo conceptual)
8
4
Cultivo
Caña de azucar
Caña de azucar (18 siembras consecutivas)
Piña (cv. Red Spanish), Lares clay, Bayamón
sandy loam
Café
Café
Café
Maiz
Melón
Pepinillo
habichuelas
Plátanos (San Antón)
Plátanos (Humátas, Corozal)
Batata (Ipomea batatas)
Maiz (Pioneer X-306; exp. en campo)
Cebolla (cv. Texas Grano 502)
Maíz (Pioneer x-306)
Maíz (Pioneer x-306)
Arróz (cv. Sinaloa)
Soya (Glycine max. L. (cv. Hardee)
Maíz (Pioneer x-306)
Maíz (Pioneer x-306)
Maíz (Pioneer x-306)
Habichuela (cv. Bonita)
Yerba Pangola (forrajera para corte)
Yerba Napier (Fajardo clay)
Yerba Guinea (Fajardo clay)
Yerba Pangola (Fajardo clay)
Yerba Napier (Mucara, Catalina clay)
Respuesta1
xx / +
x
xx/+
Referencia
Samuels and Capó (1956)
Bonnet, J. A. (1963)
Samuels et al. (1956)
x
x
x
x
+
+
+
x
+ (45 kg P/ha)
x (retoño)
x
x
x
+
x
x
x
+
+
x
+
+(4)/8 suelos
x
x
x
+
Abruña et al. (1965)
Abruña et al. (1959)
Rodríguez et al. (1964)
Spain (1971)
Spain (1973)
Spain (1973)
Spain (1973)
Samuels et al. (1978)
Del Valle et al. (1978)
Navarro and Padda, (1983)
Fox et. al. (1976)
Alers-Alers et al. (1979)
Del Valle et al. (1981)
Del Valle et al. (1981)
Del Valle et al. (1981)
Del Valle et al. (1981)
Del Valle et al. (1981)
Del Valle et al. (1981)
Del Valle et al. (1981)
Del Valle et al. (1981)
Vicente-Chandler et al. (1983)
Figarella et al. (1964)
Figarella et al. (1964)
Figarella et al. (1964)
Figarella et al. (1964)
+ = respuesta positiva, - = respuesta negativa, x = no hubo respuesta
9
Ej. 3 - Respuesta de solanacea a fertilizante-N, -P
y -K (Sotomayor et al. 2002)
Relative yield (%)
100
Study number:
80
60
40
20
0
100 200 300 400 500 0
N rate (kg/ha)
100 200 300 400 500 0
P2O5 rate (kg/ha)
100 200 300 400 500
K2O rate (kg/ha)
10
5
Ej. 4 - Respuesta de guineo c.v. Grand Nain a
fertilizante N (Irizarry et al. 2002)
11
Ej. 5 ‐ Respuesta de lineas puras de maiz a fertilizante‐N 3500
y = 1835 + 12.5 x - 0.03 x2
R2 = 0.71, p=0.01
Rendimiento (kg/ha)
3000
2500
2000
1500
1000
110
Rendimiento relativo (%)
100
y = 57.3 + 0.41 x - 1.1x10-3 x2
R2 = 0.80, p<0.01
90
80
70
60
50
40
0
Mucuna
Cowpea
50
100
150
200
250
N (kg/ha)
12
6
Ej. 6 ‐ Respuesta de tomate a fertilizante‐N (Sotomayor et al. )
y = -0.0008x2 + 0.2945x + 73.241
2
R = 0.8226
A
60000
120.0
100.0
50000
80.0
40000
y = -0.461x2 + 170.99x + 40323
R2 = 0.8644
30000
20000
60.0
40.0
kg/ha
%max
Poly. (%max)
Poly. (kg/ha)
10000
20.0
0
0
50
100
150
Relative yield (%)
Tomato marketable yield (kg/ha)
70000
200
250
300
0.0
350
N level (kg/ha)
13
Metodología para realizar una recomendación de fertilización (concepto de suficiencia)
1. Escoger el cultivo y establecer Rmax y Resperado
2. Determinar cual es el nivel maximo de aplicacion para lograr
el mas alto rendimiento (ej. lb/ac N, P2O5, K2O) –
Requerimiento de fertilización nutricional
3. Realizar análisis de suelos (ej. P y K)
4. Modificar el nivel de aplicación (lb/ac) basado (i) en la
totalidad o una porción del requisito nutricional del cultivo y
(ii) la categorización del análisis de suelo, (iii) tecnología
disponible, (iv) MPM (v) practicalidad
5. Establecer proporción mínima: N, P2O5, K2O
6. Seleccionar una formulación entre las disponibles basada en
la proporción mínima seleccionada
14
7
Interpretación del análisis de suelo y recomendación de fertilización (RF)
Categoría
Interpretación
Recomendación (RF) =
Bajo
50 a 75% del potencial de rendimiento es esperado 1x * RN
sin la adición del nutrimento. Siempre se espera un 1x  2x * RE
aumento en rendimiento con la aplicación de
nutrimento.
Mediano
75 a 100% del potencial de rendimiento es
esperado sin la adición del nutrimento. Se espera
un aumento en rendimiento con la aplicación de
nutrimento.
0.5x  0.75x * RN
1x  1.5x * RE
Alto
100% del potencial de rendimiento es esperado sin
la adición del nutrimento. No se espera un aumento
en rendimiento con la aplicación de nutrimento.
0x * RN
0.5x  0.75x * RE
(considerar lo que se
remueve del suelo)
•
Recomendación fertilización (RF)
•
Requisito nutricional (RN) = Respuesta máxima a la aplicación de nutrimento
•
Requisito extracción (RE) = Cantidad máxima que puede extraer un cultivo
15
Guía para la interpretación de análisis de nutrimentos en suelos
Nivel en el suelo1
Nutrimento Bajo Mediano Alto N total (%) < 0.1 0.1 – 0.2 P Bray 1 (ppm)2
< 10 10 ‐ 20 > 0.2 > 20 P Olsen (ppm) < 12 12 ‐ 35 > 35 Ca (cmolc/kg)3
< 3 3 ‐ 6 > 6 Mg (cmolc/kg) < 1.5 1.5 – 2.5 > 2.5 K (cmolc/kg) < 0.2 0.2 – 0.4 > 0.4 Fe (ppm)4
0 – 2.5 2.6 – 4.5 > 4.5 Mn (ppm)
< 1.0 Zn (ppm) 0 – 0.5 Cu (ppm) < 0.2 > 1.0 0.6 – 1.0 > 1.0 > 0.2 1 Nivel bajo, mediano y alto significa una probabilidad alta, mediana y baja para encontrar respuesta al suministro del
nutrimento.
2 Niveles de P extraíbles por pruebas de Bray I, Bray II, y Olsen bicarbonato. Fuente Muñiz Torres, 1992.
3 Niveles de cationes básicos extraíbles (Ca, Mg, K) con NH4OAc. Fuente Muñiz Torres, 1992.
4 Niveles para micronutrimentos (Fe, Mn, Zn, y Cu) extraíbles con DTPA. Fuente Havlin et al. 2005.
16
8
Posibles recomendaciones
Categoría del análisis de suelo
• Bajo ‐ Aplicar la totalidad del RN
• Mediano – Aplicar entre ½ y ¾ el RN
• Alto – Aplicar entre 0 y ½ el RN
Potasio
Fósforo
Bajo
Mediano
Alto
Bajo
120‐60‐300
120‐60‐200
120‐60‐100
Mediano
120‐30‐300
120‐30‐200
120‐30‐100
Alto
120‐0‐300
120‐0‐200
120‐0‐100
17
Ejemplo 1A ‐ (sin análisis de suelo)
•
•
•
•
Maiz; Rmax de 12,000 kg/ha y Resperado es de 7,000
Requerimiento de fertilización para Rmax es de:
200‐60‐180 (N‐P2O5‐K2O) Requerimiento de fertilización para Resperado es de 130‐60‐180 (N‐P2O5‐K2O) No tengo análisis de suelo para ajustar P y K
18
9
Ejemplo 1B ‐ (con análisis de suelo)
•
•
•
•
Maiz; Rmax de 12,000 kg/ha y Resperado es de 7,000
Requerimiento de fertilización para Rmax es de:
200‐60‐180 (N‐P2O5‐K2O) Requerimiento de fertilización para Resperado es de 130‐60‐180 (N‐P2O5‐K2O) Análisis de suelo para P es med y para K es alto, por lo que aplicaré 130‐30‐90 (N‐P2O5‐K2O) 19
Ejemplo 2 – Recomendación de fertilización
1. Cultivo plátano (zona sur), Rmax = 58,000 lb/acre, Resp = 40,000 lb/acre
2. Requerimiento de fertilización = 200‐60‐400 (lbs/acre)
3. Análisis de suelos (P=Med, K=Alto)
4. Modificar RN: 200‐30‐125 5. Proporción mínima: 6.7‐1‐4.2 ~7‐1‐4
20
10
Ejemplo 2 – Recomendación de fertilización
1. Cultivo plátano (zona sur), Rmax = 58,000 lb/acre, Resp = 40,000 lb/acre
2. Requerimiento de fertilización = 200‐60‐400 (lbs/acre)
3. Análisis de suelos (P=Med, K=Alto)
4. Modificar RN: 200‐30‐125 5. Proporción mínima: 6.7‐1‐4.2 ~7‐1‐4
6. Formulación 14‐2‐8 ($25.29)
21
Ejemplo 3 ‐ Cultivo, solanaceas en suelos de la costa sur de P.R.
• Cultivo, solanaceas en suelos de la costa sur de P.R.
• Analisis de suelos • N = ?
• P = 80 ppm (Bray1)  Alto
• K = 562 ppm (NH4OAc)  Alto
• Requisito nutricional (kg/ha) • N = 120
• P2O5 = 60
• K2O = 300
• Recomendación (kg/ha) • N = 120
• P2O5 = no aplicar
• K2O = no aplicar
22
11
Ejemplo 4 ‐ Cultivo, forrajera de corte en la costa norte, no recibe estiercol
• Analisis de suelos • N = ?
• P = 5 ppm (Bray1)  Bajo
• K = 120 ppm (NH4OAc)  Mediano
• Requisito nutricional (kg/ha) • N = 400
• P2O5 = 60
• K2O = 300
• Recomendación (kg/ha)
• N = 400
• P2O5 = 60
• K2O = 225
23
Ejemplo 5 ‐ Valle de Lajas, Suelo Fraternidad
ID
pH
OM
NO3‐N
Bray‐1 P
Ca
%
ppm
ppm
‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐meq/100g‐‐‐‐‐‐‐‐
Mg
K
Na
SO4‐S
Fe
Mn
Zn
Cu
B
‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ppm‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐
A
6.9
5.5
6
31
38.18
11.16
0.34
0.36
5
19.3
9.7
0.7
4.6
0.6
B
7.3
5.2
12
9
37.78
9.63
0.33
0.43
8
14.7
3.1
0.7
4.2
0.7
24
12
Ejemplo 5 - Valle de Lajas, Suelo Fraternidad
Parte A del predio
• Analisis de suelos • N = alto ?
• P = 31 ppm (Olsen)  alto
• K = 0.34 meq/100g  mediano
• Ca  alto
• Mg  alto
• Fe  alto
• Mn  alto
• Zn  bajo
• Cu  alto
• B  alto
• Requisito nutricional (kg/ha) • N = 300
• P2O5 = 100
• K2O = 200
Parte B del predio
• Analisis de suelos • N = alto ?
• P = 9 ppm (Olsen) bajo
• K = 0.33 meq/100g  mediano
• Ca  alto
• Mg  alto
• Fe  alto
• Mn  alto
• Zn  bajo
• Cu  alto
• B  alto
25
Guía para la interpretación de análisis de nutrimentos en suelos
Nivel en el suelo1
Nutrimento Bajo Mediano Alto N total (%) < 0.1 0.1 – 0.2 P Bray 1 (ppm)2
< 10 10 ‐ 20 > 0.2 > 20 P Olsen (ppm) < 12 12 ‐ 35 > 35 Ca (cmolc/kg)3
< 3 3 ‐ 6 > 6 Mg (cmolc/kg) < 1.5 1.5 – 2.5 > 2.5 K (cmolc/kg) < 0.2 0.2 – 0.4 > 0.4 Fe (ppm)4
0 – 2.5 2.6 – 4.5 > 4.5 Mn (ppm)
< 1.0 Zn (ppm) 0 – 0.5 Cu (ppm) < 0.2 > 1.0 0.6 – 1.0 > 1.0 > 0.2 1 Nivel bajo, mediano y alto significa una probabilidad alta, mediana y baja para encontrar respuesta al suministro del
nutrimento.
2 Niveles de P extraíbles por pruebas de Bray I, Bray II, y Olsen bicarbonato. Fuente Muñiz Torres, 1992.
3 Niveles de cationes básicos extraíbles (Ca, Mg, K) con NH4OAc. Fuente Muñiz Torres, 1992.
4 Niveles para micronutrimentos (Fe, Mn, Zn, y Cu) extraíbles con DTPA. Fuente Havlin et al. 2005.
26
13
Concepto de suficiencia, Precaución !!!
• Recomendacion esta basada en el nivel maximo de aplicacion que genere la mayor respuesta
• Existe una base teórica muy elaborada que sirve de trasfondo
• Una gran parte del trabajo experimental no se ha realizado en PR
• Aun con todos los mejores datos disponibles, las recomendaciones de fertilización son una mezcla de ciencia y arte
27
Enfoque generalizado para realizar recomendaciones de fertilización para cultivos (concepto de extracción) Nf 
Nu  N s
Ef
Cultivos
• Forrajeras
• Guineo
• Plátanos
• Ñame
• Yuca
• Yautía
28
14
Ejemplo en Guineo, extracción de nutrientes (N, P, K) de guineo
(Grand Nain) en un Ultisol (Irizarry et al., 1988)
• Clon Grand Nain • Corozal clay (pH 5.2; P 5.1 ppm, (Ca 9, Mg 3, K 0.5 meq/100g)
• Densidad 2,250 plantas/ha
• Fertilización 0, 1,350, 2,680 kg/ha 10‐5‐30‐3 (N‐P2O5‐K2O MgO) y EM, fraccionado cada 3 meses
• No hubo efecto de la fertilización sobre rendimiento • Rendimiento de 55,484 kg fruto/ha; 28.4 kg/racimo
29
Raciocinio para el desarrollo de recomendación de fertilización
Nf 
Nu  N s
Ef
30
15
Recomendación de fertilización Nf 
Nu  N s
Ef
• 392‐64‐970‐85 (N‐P2O5‐K2O‐MgO); kg/ha
• 6.1‐1‐15‐1.3
• 3,250 kg/ha de 12‐2‐30‐3
31
32
16
kg N/ha
Recomendación (Irizarry et al. 1988)
392
Recomendación Conjunto Tecnológico
395
Extracción del cultivo
276
Respuesta máxima a la aplicación de N
240
Irizarry et al., 2002
33
Costo ($)
• 392 ‐ 240 = 150 kg N/ha
• SA = $0.79/lb N = $261/ha
• Urea granulada = $0.52/lb N = $172/ha
34
17
Pro’s y con’s
•
•
•
•
Nf 
Nu  N s
Ef
Recomendación generalizada
Fácil de entender
Estimados numéricos se pueden obtener de la literatura
Es una recomendación cuantitativa
•
•
•
•
Ns evaluado por un análisis de suelo no indica cantidad absoluta que suple el suelo
Valores de Ns de la literatura no pueden ser extrapolados a otros sitios
No existen valores de Ef
para la mayoría de cultivos y sistemas de manejo
Cantidades extraídas (estimada) pueden ser muy variables
35
Resumen para realizar recomendación de fertilización
•
•
•
•
Mientras sea posible, se debe utilizar el concepto de suficiencia porque hay mayor garantía de retorno
Información necesaria:
El análisis de suelo sirve para modificar el requerimiento de fertilización
Una vez se seleccionan (establecen) los niveles de nutrientes para aplicar deseados, se puede seleccionar una formulación
36
18