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Nutrición

22 de marzo de 2017

Ingeniero agrónomo, M.S., Ph.D., Rodrigo Ortega Blu FUNDAMENTOS DEL MANEJO INTEGRADO DE LA NUTRICIÓN

En este artículo reproducimos parte de una conferencia del experto en nutrición vegetal y suelos del Centro Avanzado de Tecnología para la Agricultura (CATA) de la Universidad Técnica Federico Santa María. Para lograr los mejores resultados productivos de manera sustentable Rodrigo Ortega propone manejar integralmente la nutrición de los cultivos mediante el uso de herramientas de diagnóstico, una estimación más fina de las dosis de fertilizantes, el uso de fuentes de nutrientes de mayor eficiencia, la aplicación de materia orgánica de buena calidad y la  inoculación de suelos. 

Rodrigo Ortega afirma que la fertilización es un manejo fundamental en los sistemas intensivos de producción para optar a altos rendimientos de fruta de buena calidad. “Sin embargo, lo que vemos hoy día –sobre todo en la agricultura tradicional-, es que la eficiencia en general es baja (en Chile). Tenemos bajos niveles de eficiencia de uso de nutrientes, en particular de nitrógeno, lo que conlleva un impacto económico ya que perdemos dinero cada vez que aplicamos un exceso de nutrientes; además de que generamos un impacto ambiental que puede incidir en la huella de carbono y en la contaminación de las napas freáticas, lo que finalmente impacta en la calidad de vida de las personas. Es por esto que todos estamos buscando manejos que sean más sostenibles”, señala el especialista.

El manejo integrado de la nutrición consiste en la integración de tecnologías y herramientas disponibles para diseñar y efectuar los mejores programas de nutrición posibles. Para lograrlo, según el experto, se debe utilizar métodos de diagnóstico tales como análisis de suelo, análisis de solución de suelo, análisis de agua de riego, “para así estimar adecuadamente las dosis de fertilizante, algo que es clave ya que, como establecimos, la eficiencia es baja e inversamente proporcional a la dosis. Es decir, mientras más fertilizante aplicamos menor es la eficiencia”. Por esto, dice Ortega, una alternativa es el uso de fuentes fertilizantes de alta eficiencia. “Si el mercado ofrece fertilizantes que son más eficientes por qué no usarlos. Podemos reducir la dosis de fertilizante, disminuir el impacto a las napas y mejorar los resultados productivos”, apunta, refiriéndose principalmente a los fertilizantes nitrogenados con inhibidores de la ureasa o de la nitrificación.

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Así mismo, las aplicaciones de materia orgánica y de microorganismos son esenciales en el Manejo Integrado de la Nutrición y, “si se quiere ser aun más sofisticado disponemos de herramientas de manejo sitio específico, incorporadas en el concepto de agricultura de precisión. Herramientas que ya están disponibles en Chile por lo que solo hay que incorporarlas para lograr objetivos productivos tales como altos rendimientos y buena calidad de fruta, al mismo tiempo que conservamos o mejoramos nuestros recursos naturales”. Según Ortega, esto algo que parece difícil pero que es posible de lograr.

EL DISEÑO DE UN PROGRAMA DE NUTRICIÓN

Para confeccionar un programa de nutrición vegetal, ya sea orgánico, mineral o integrado, el experto recomienda responder cinco preguntas fundamentales:

1. ¿Qué nutrientes aplicar?

2. ¿Qué dosis aplicar?

3. ¿Qué fuentes utilizar?

4. ¿Cómo aplicar los nutrientes?

5. ¿Cuándo aplicar los nutrientes?

1. Para decidir qué nutrientes aplicar se debe saber si el suelo y el agua aportan nutrientes ya que muy probablemente no sea necesario aplicar todos los nutrientes. Para conocer esto es esencial realizar análisis de suelo y del agua de riego.

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2. La dosis se debe calcular considerando que no tiene sentido aplicar altas dosis de fertilizantes para obtener bajos rendimientos. Sin embargo, “en Chile todavía es frecuente encontrar que se aplican altas dosis de fertilizantes en circunstancias que la productividad es baja”, advierte Ortega.

3. También es importante la correcta selección de la fuente de fertilizante a utilizar. “Utilizaremos solo materia orgánica, materia orgánica (MO) más fertilizantes, fertilizantes con inhibidores de la nitrificación, etc”.

4. Cómo se va a aplicar él o los nutrientes es un aspecto muy importante. Por ejemplo, se aplicará a través del sistema de riego o se distribuirá al boleo.

5. Finalmente, es importante definir el momento más adecuado para la aplicación, en lo que la fenología del cultivo es un factor clave.

Pero además estas preguntas pueden ser contestadas con diferente grado de precisión. Puede ser considerando una gran área geográfica, como por ejemplo, la Región del Maule. O se puede hacer una recomendación para una especie cultivada en una región específica, pero “lo importante es ir ajustando la recomendación para hacerla lo más sitio específico posible, hasta ojalá llegar al metro cuadrado o, incluso, al árbol. En principio lo importante es saber que estas preguntas se pueden contestar con mayor o menor detalle y tratar de avanzar desde grandes áreas al nivel de cada cuartel, a sectores dentro de un cuartel, etc.”, dice Ortega. 

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El profesional enfatiza la importancia de los análisis de suelo. “En general trabajamos con promedios, pero los promedios presentan un problema porque en el caso de los recursos naturales las distribuciones nunca son normales (la curva no forma una campana [de Gauss]). En general son distribuciones sesgadas a la derecha, lo que significa que hay pocos suelos que presentan alta fertilidad, pero si bien hay pocos valores altos, esos pocos valores tienen una gran  influencia al llevar el promedio hacia arriba”.

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Sin embargo, podemos analizar no solo el promedio sino que además podemos ver qué porcentaje de los suelos están deficientes en algún nutriente, lo que ya permite focalizar la recomendación. Por ejemplo, en los gráficos de arriba se establecieron los niveles críticos para cada nutriente (línea verde): N, P, K, Mg y Zn, para suelos de la zona central de Chile. La línea roja es la distribución acumulada y la línea azul corresponde al nivel del nutriente y el número de suelos que están a ese nivel. 

“En el caso del N disponible, cerca del 70 u 80% de los suelos son deficientes en N. O sea, contienen menos de 80 ppm o menos de 160 kg/ha de N, por lo que califican como deficientes en ese elemento para los cultivos. En el caso del fósforo (P), entre el 40 y 50% de los suelos analizados son deficientes en P. También un alto porcentaje se muestra deficiente en potasio (K), cerca del 30% es deficiente en magnesio (Mg) y cerca del 20% lo es en cinc (Zn). Observen sus niveles de P y se van a encontrar con sorpresas. En algunos análisis de suelo se van a encontrar con 1, 2 o 5 ppm de P y con esos niveles es muy difícil hacer un buen trabajo en términos del desarrollo de raíces”, puntualiza Ortega. Considerando que el P es un nutriente esencial para la construcción de sistemas de raíces.

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Por otro lado, en el caso del Mg, en base a un análisis de suelo se debe indexar las aplicaciones de magnesio a las de potasio (ambos catiónes que compiten en la absorción). O sea, si en base a los datos obtenidos mediante un análisis de suelo se aumenta los niveles de K, también se debe aumentar los niveles de Mg. En el caso de micronutrientes tales como cinc o boro, al ser tan bajas las cantidades requeridas, se puede decidir aplicar o no aplicar. 

CÁLCULO DE LA DOSIS DE NUTRIENTES

• Nitrógeno: Balance entre demanda y suministro.

• Fósforo y potasio: construcción + mantención.

• Magnesio: análisis de suelo, saturación de Mg, indexado al K.

• Micronutrientes: aplicar o no aplicar según análisis de suelo.

“Hay muchas formas de calcular y muchas escuelas de nutrición, dice Ortega, pero nosotros usamos esta fórmula (Dosis de Nitrógeno) porque nos parece bastante lógica. En el caso del N es un balance entre lo que demanda el cultivo y el suministro, es decir, consideramos los aportes del suelo y del agua de riego. En el caso del P, como este elemento no se pierde, salvo que haya erosión, es posible acumular fósforo en el suelo y luego mantener esos niveles, por lo que el concepto es construcción más mantención”.

Independientemente de que los manejos sean orgánicos o convencionales se debe hacer un balance entre la demanda de nitrógeno del cultivo, el suministro y la eficiencia. Las demandas están tabuladas, es decir existen tablas de demanda de nutrientes por cultivo (para la mayoría de los cultivos), estas tablas –por ejemplo- se pueden encontrar en la página del IPNI (Instituto Internacional de Nutrición de Plantas: www.ipni.org). En general, las tablas expresan las demandas por tonelada producida.

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Por ejemplo, en el caso de uva de mesa, son 3,3 kg de N/ton producida. En el caso del trigo sería cerca de 20 kg/ton. Entonces, es posible determinar la demanda en función del rendimiento. Si se planea producir 30 toneladas de uva de mesa se debe aplicar cerca de 100 kg de N. “Eso es fácil de determinar, lo más complicado es el suministro y este se puede descomponer en el N residual, el que había antes de empezar a fertilizar, más el N que aporta el agua –muy importante en algunas zonas-, más el N que se va a mineralizar durante la temporada de crecimiento. Este último componente dependerá de la cantidad de materia orgánica. Para un cálculo rápido, al multiplicar la cantidad de MO por diez resulta más o menos la cantidad de N por hectárea. Eso es así porque cerca del 1% del N orgánico se mineraliza por temporada”, explica el investigador.

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El gráfico de la pág. 50 (arriba) muestra la evolución durante el año del contenido de nitrato y amonio en el agua de un pozo en la Región de O’Higgins. Se aprecia la enorme variación del contenido de N en el agua. “Entre diciembre de 2012 y enero de 2013 se tenían 9 ppm de N nítrico y 2 ppm de N amoniacal. Si se riega con 10.000 m3 por hectárea resulta que esa agua aporta 111 kg de N/ha. Hemos visto casos con hasta 400 kg de N/ha por temporada solo considerando el aporte del agua. Un análisis de agua puede significar ahorrar muchos kilos de N y esa puede ser la explicación de por qué suelos que no se fertilizan y que no son ricos en materia orgánica tienen buenos rendimientos”, advierte Ortega.

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Como muestra, el especialista hace un balance de N para los mismos 90 suelos de la zona central de los gráficos anteriores. El ejercicio se hace para uva de mesa y se considera el N que se va a mineralizar y el N disponible (el que estaba presente). “El resultado es una curva sesgada hacia la izquierda. O sea, pocos valores con balances negativos. Si en la distribución acumulada vamos a un balance 0, o sea, cuando no es necesario aplicar N, vemos que en cerca del 30% de los casos no se debe aplicar el nutriente. Solo por balance. Esto significa que nuestro suministro puede exceder por lejos las demandas del cultivo de modo que es posible que gracias este balance se pueda ahorrar mucho dinero”, señala el profesional. 

En los casos en que hay que aplicar, la dosis máxima a la que se llegó fue de alrededor de 90 kg de N/ha. Es decir, apenas 90 unidades en los casos de mayor aplicación.

En el esquema de la estructura química del ácido húmico las flechas indican los grupos carboxílicos que son los que le confieren la carga a la molécula. “En condiciones de pH alto, explica Ortega, estos grupos carboxílicos pierden su protón y generan cargas negativas. Pero a pH bajo la MO incluso podrían llegar a generar cargas positivas. Es por eso que la MO presenta lo que se llama ‘carga variable’, pero a un pH adecuado se mantiene con cargas negativas y por tanto con capacidad de almacenar cationes”. Es decir, “la MO no solo aporta N, carbono (C) y microorganismos sino que, aspecto muy importante, también confiere capacidad de intercambio catiónico al suelo. Por ejemplo, se puede mejorar la CIC (capacidad de intercambio catiónico) de suelos pobres como los de origen granítico añadiendo MO, pero sin olvidar que el pH se debe mantener en niveles agronómicamente adecuados. Pero si el suelo se acidifica, en vez de CIC se puede tener capacidad de intercambio aniónico”. Es decir, un suelo con cargas positivas.

Precisa el experto que el carbono se mide y la MO se estima. “Cuando nos referimos a MO estamos hablando de carbono (C). Se mide el carbono y a partir de este se estima la MO. En el laboratorio determinamos la cantidad de carbono y lo multiplicamos por un factor, normalmente usamos 1,72 (MO=C*1,72) para estimar la MO. El factor también podría ser 2, lo que depende de la literatura, pero en Chile y el mundo el factor de uso más común para estimar MO es 1,72”, dice Ortega.

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Por su parte, el C se puede medir mediante diferentes métodos pero es importante saber con qué método se midió para poder hacer el seguimiento ya que si un año se determina por combustión seca y otro año por colorimetría, por ejemplo, los resultados van a ser distintos. Con el método de combustión seca se obtienen números mayores que con colorimetría (ácido sulfúrico y K2Cr2O4). En el caso del compost se usa el método de calcinación, por el que se calcina la muestra y se asume que toda la pérdida de peso corresponde al C, lo que en realidad no es cierto porque también se pierde N, P, etc.

BENEFICIOS DEL CARBONO EN EL SUELO

El contenido de carbono en el suelo impacta en la productividad ya que mejora la agregación y la infiltración e incrementa la retención de agua y nutrientes, aumentando así la productividad. Pero cuánta MO es recomendable tener. “En la tabla 1 se aprecia cuántas toneladas por hectárea habría en los primeros 30 cm de suelo. Se muestra que para subir medio punto (0,5%) la MO, es decir, de 1 a 1,5 se necesitan 15 toneladas de MO. Y si se quiere hacer aplicando un compost de buena calidad, se requerirá de 30 t de compost. Entonces, se necesita de grandes volúmenes para llegar a niveles adecuados de MO: 30 t de compost solo para subir medio punto”, señala. Pero, cuidado con los excesos porque se puede llegar a convertir el suelo en polvo. “Hemos visto casos en que se ha aplicado MO por mucho tiempo y el suelo se ha transformado en un trumao (muy polvoriento, falto de estructura, etc.)”.

FUENTES DISPONIBLES DE MATERIA ORGÁNICA 

•Compost

   –Materiales vegetales y animales

   –Materiales vegetales

•Ácidos fúlvicos

•Ácidos húmicos

•Estiércoles (en variados estados de descomposición)

•Té de compost

•Té de estiércol

•Vermicompost

•Purines (frescos y compostados)

Según Rodrigo Ortega lo que se debe buscar son compost de buena calidad, con altos contenidos de MO y bajos niveles de N extractable (o disponible). “Idealmente que todo el N esté en estado orgánico ya que el compost no se aplica como fertilizante sino que como enmienda. En este sentido el compost es más deseable que, por ejemplo, el guano, ya que este último aporta una gran cantidad de N de forma directa en tanto que el compost contiene N orgánico que se va a ir mineralizando durante la temporada a una tasa que se puede controlar”. Además un compost de buena calidad presenta bajo contenido de metales pesados y alto grado de humificación.

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Afirma el especialista que han aparecido en el mercado muchos productos denominados ‘humus líquidos’ (tabla 2) . En el caso de estas y otras fuentes de MO Ortega aconseja leer las etiquetas en función del carbono, o sea, determinar cuánto carbono aporta ese producto. “Los productos expresan extracto húmico total pero ese dato no es de utilidad por lo que además de cuánto húmico o cuánto fúlvico contiene, hay que conocer el contenido de carbono”, enfatiza.

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Por su parte Ortega aclara que el té de compost no es una fuente de carbono sino que una fuente de microorganismos o inoculante.

Por ejemplo, en la tabla 3 aparece el análisis de un ácido húmico comercial  para el que se pidió conocer exactamente cuánto carbono total contiene, pero además se pidió detallar cuánto del carbono total corresponde a C de ácido húmico y cuánto a C de ácido fúlvico. Información que es esencial para poder calcular la dosis de MO a aplicar.

Según el agrónomo, el principal efecto estimulante del carbono en el suelo se debe a que el C es la fuente de energía para los organismos llamados heterótrofos, aquellos que a diferencia de las plantas que son autótrofas, no son capaces de fijar su propio carbono. “Los heterótrofos usan las fuentes de carbono, crecen sobre las fuentes de carbono y producen efectos tales como liberación de fósforo y algunos efectos hormonales o estimulantes”.

Es así que cuando se aplica MO al suelo se observa un incremento de la diversidad biológica y se produce una serie de fenómenos cuyos mecanismos son múltiples. Estos van desde la producción de fitoestimulantes, la liberación de nutrientes, mitigación de sustancias tóxicas y mejoramiento de las propiedades físicas del suelo. Y afirma Ortega que “cuando se aplica MO en conjunto con fertilizantes se obtienen los mejores resultados”.

Efectos de la materia orgánica sobre la planta

• Aumento de crecimiento de parte aérea y radicular

– Liberación de fitohormonas

• AIA (auxinas)

• Etileno

• ABA (ácido abscísico)

– Aumento de disponibilidad de nutrientes

• Mineralización

– Estimulación del crecimiento de raíces 

– Mayor exploración radicular

• Aumento de rendimiento y calidad 

EL CORAZÓN DE LA NUTRICIÓN INTEGRADA 

El corazón de la nutrición integrada está en que si solo se aplica carbono o MO, por ejemplo compost estabilizado, se obtendrá incrementos moderados de los rendimientos. Sin embargo, cuando se aplica carbono más las dosis adecuadas de fertilizantes se obtiene un efecto sinérgico y por esa vía se llegará a los mejores resultados. Además de incrementar la eficiencia en el uso de los nutrientes, fundamentalmente debido a una mayor densidad de raíces, y las consecuentes mayores tasas de absorción.

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TRABAJO EN UVA DE MESA EN EL NORTE DE CHILE

En los gráficos de la pág.54 se aprecia el efecto de la aplicación de carbono, en este caso aportado como ácido húmico, sobre la cantidad de cajas exportables (este último dato determinado por la exportadora). “Lo que observamos fue un incremento lineal ya que aproximadamente por cada kilo de carbono aplicado se obtenía una caja más de fruta. Con la dosis máxima de carbono, que fue de 400 kg, llegamos a producir cerca de 500 cajas más de fruta por efecto del manejo integrado. Este manejo integrado contemplaba la aplicación de fertilizante nitrogenado con inhibidor de la nitrificación, dosis apropiada de P y K y, en este caso, humus líquido”, indica Ortega.

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“Este resultado espectacular, continua el experto, se debió principalmente al mayor desarrollo de raíces. Siempre los mejores resultados los hemos obtenido mezclando fertilizantes con MO e inoculante”.

CAMBIAR DE INDICADORES Y PROPUESTA

Según Rodrigo Ortega, se debe cambiar el foco en cuanto a los indicadores que se utilizan para hacer el seguimiento de lo que está pasando en el suelo. “Algo esencial es medir nitrato y amonio en el suelo porque eso permite hacer un ajuste de dosis. Si se trabaja con sondas de suelo se debe así mismo medir urea. En la actividad enzimática del suelo se encuentran indicadores mucho más sensibles, así mismo es importante el C soluble en la solución del suelo, N total pero también N soluble en tejidos para observar lo que llamamos N metabolizado y también fósforo total en tejidos. E incluso se puede usar algún indicador de calidad de fruta. Por ejemplo, la polifenol oxidasa, una enzima que integra bastante bien la calidad de la fruta.     

Indicadores

•N-NO3 + N-NH4 en suelos

•N-NO3 + N-(NH2-CO-NH2) + N-NH4 en solución de suelo

•Actividad enzimática en suelos (AcP, Bglu,DH)

•C soluble del suelo (solución del suelo)

•N-total + N-soluble en tejidos

•P-total en tejidos

•PFO en fruta

Para mejorar los manejos tradicionales Rodrigo Ortega propone implementar un manejo integrado incorporando el uso de herramientas de diagnóstico; una adecuada estimación de las dosis de fertilizantes; parcializar las aplicaciones de acuerdo a las demandas del cultivo y si es posible, aplicar el N de manera variable, lo que también es válido para otros nutrientes; el uso de fuentes de nutrientes de mayor eficiencia (con inhibidores de la nitrificación); la incorporación de materia orgánica de buena calidad; y la inoculación del suelo. Así mismo señala que las aplicaciones foliares son buenas en vistas a mejorar la calidad de la fruta. 

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MEDIDAS DE EFICIENCIA DE USO DE LOS NUTRIENTES

Respecto al uso de nutrientes existen varias medidas de eficiencia factibles de utilizar. Sobre esto se puede encontrar gran cantidad de información en el sitio web del IPNI.

Abajo se puede observar cuatro criterios de eficiencia:

FPP- Factor de Productividad Parcial: R/F

El Factor de Productividad Parcial es básicamente el rendimiento que se obtiene de algún cultivo dividido por la cantidad de nutriente aplicado. Si se aplica 100 toneladas de nitrógeno y se cosecha 10 toneladas de producto, la eficiencia sería de 10 dividido por 100 (0,1). Lo que se busca es una alta productividad por kilo de N.

EA- Eficiencia Agronómica: (R-R0)/F

Para calcular la Eficiencia Agronómica se requiere disponer de un R0, el que refleja el rendimiento del cultivo sin fertilizar. Es decir, solo con los aportes del suelo. Suponiendo que con fertilización se obtienen 10 toneladas y sin fertilización 5 toneladas. La diferencia, 5 toneladas, se divide por la cantidad de, por ejemplo, nitrógeno aplicado. En este caso 5/100 sería la eficiencia (0,05).

BPN- Balance Parcial de Nutrientes: Ac/F

El Balance Parcial de Nutrientes corresponde a los nutrientes extraídos a la cosecha. Por ejemplo, cuántos kilos de nitrógeno se encuentran a cosecha. Ortega explica que para esto existen tablas. Por ejemplo, “sabemos que para producir una tonelada de uva de mesa las parras deben absorber cerca de 3,3 kilos de nitrógeno. Entonces, para obtener 30 toneladas se requieren 100 kilos de N, dividido por la cantidad de N aplicado. Se llama Balance Parcial de Nutrientes porque se considera solo la cosecha (no el resto de la planta)”.

ER- Eficiencia de Recuperación del Nutriente Aplicado: (A-A0)/F

 La Eficiencia de Recuperación del Nutriente Aplicado es el criterio más usado. “Tomando como ejemplo al N, la absorción de N de un cultivo fertilizado menos la absorción del mismo cultivo sin fertilizar dividido por cantidad de N aplicado. O sea, “si se aplican 100 kilos de N en uva de mesa y encontramos 90 kilos con fertilización y 45 kilos sin fertilizar, la eficiencia sería del 45% (90-45/100). En Chile esta eficiencia está a niveles del 40%. Es decir, aplicamos 100 kilos y generamos solo 40 por lo que se pierde en promedio un 60%. Por otro lado, si el promedio es 40 significa que hay productores que deben están por el 20% de eficiencia. Sin embargo, esta eficiencia puede ser del 70-75%, pero esto requiere de mucho trabajo”, señala el experto.

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