Acumulacin de nutrientes y produccin Importancia de la

Acumulación de nutrientes y producción

Importancia de la desnutrición en el mundo Aspectos básicos de la nutrición para la producción de biomasa Suelos tropicales y las exigencias nutricionales de los cultivos Aspectos de la fertilización para atender la nutrición de las plantas Aspectos básicos para optimizar la producción Eficiencia nutricional : producir más con menos

Importancia de la desnutrición en el mundo

Algunos de los principales factores de riesgo de muertes a nivel mundial en el año 2000 Desnutrición ≈ 30 millones de muertes por año (cerca de 1 muerte por segundo) (3600 muertes/h)

Disturbios en los seres humanos por desnutrición Deficiencia de Zn Deficiencia vitamina A Deficiencia de Iodo Deficiencia de Fe Deficiencia de Ca

Deficiencia global de nutrientes (Fe, I) y vitamina A > 3 billones de personas afectadas (Map from USAID)

Estimación de la población con riesgo de deficiencia de zinc Más de 20% de la población mundial presenta deficiencia en zinc (Brown y Wuehler, 2000)

Existen 51 elementos esenciales para sustentar la vida humana Ar, água & Energia (3) Oxigenio Água Carboidratos Proteinas (aminoacidos) (9) Histidine Isoleucine Lysine Methionine Phenylalanine Threonine Tryptophan Valine Lipídeos (2) Acidos linoleicos Macro. Minerais (7) Na K Ca Mg S P Cl Elementos traços (17) Fe Zn Cu Mn I F Se Mo Co (in B 12) B Ni Cr V Si As Li Sn Vitaminas (13) A D E K C (Ascorbic acid) B 1 (Thiamin) B 2 (Riboflavin) B 3 (Niacin) B 5 (Pantothenic acid) B 6 (Pyroxidine) B 7/H (Biotin) B 9 (Folic acid, folacin) B 12 (Cobalamin)

Importancia de la Nutrición de Plantas Alimentos para el Hombre

Importancia de la desnutrición en el mundo El hombre come Plantas (directa o indirectamente), por lo tanto, para alimentarlo hay que satisfacer

Agricultura baja/media tecnología Agricultura Alta tecnología

Aspectos básicos de la nutrición para la producción de biomasa

Conceptos en nutrición de plantas NUTRICIÓN DE PLANTAS ¿El CONCEPTO? ¿Absorción, transporte y redistribución de los nutrientes? ¿Cuáles son los nutrientes? ¿Sus funciones? ¿Diagnóstico de deficiencias/excesos? Análisis químico Visual

Conceptos en nutrición de plantas Naturaleza: >100 elementos Esencial (sin él la planta no vive) Benéfico (aumenta el crecimiento y la producción en situaciones Particulares) Tóxico (no perteneciendo a las categorías anteriores, disminuye el crecimiento y la producción, pudiendo llevar a la muerte) En la planta: Total: 40 -50 elementos Cuántos? 16 elementos son esenciales

Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad ¿Cuáles?

Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad ¿Qué es un NUTRIENTE? Un elemento químico considerado esencial para las plantas Criterios de esencialidad (Arnon & Stout, 1939)

Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad El elemento participa de un compuesto o de una reacción química, sin la cual la planta no vive

Importancia de los nutrientes en las plantas Estrutural Grupo prostético Activador Las tres funciones que los elementos pueden desempeñar

Ley del mínimo Nutriente en < cantidad Limitante Igual a los demás cantidad adequada

Composición relativa de los nutrientes en las plantas ¿Cuál es la proporción en que aparecen en las plantas? Plantas vivas: hasta 95% H 2 O + 5%M. S. (Reichardt, 1985) Aire (CO 2) ~ 92%: C (40%)+H(12%)+O(40%) 100% MS ~ 8%: Macro y micronutrientes

Suelos tropicales y exigencias nutricionales de los cultivos

¿Se atiende las exigencias de los cultivos? Suelos tropicales: baja fertilidad

Problemas de Acidez (84%)

Acumulación de nutrientes en los cultivos y formación de la cosecha Exigencia nutricional y consumo aparente de fertilizantes (N+P 2 O 5+K 2 O) de algunos cultivos de Brasil Cultivo Exigencia nutricional total 4 N+P+K N+P 2 O 5+K 2 O 1 Consumo de fertilizantes 2 N+P 2 O 5+K 2 O Soja 3 (2, 8 t ha-1) 90(54)+7+38 152 (97) 145 Caña de azúcar (73, 0 t ha-1) 73+9, 7+76 186 206 Citrus (26 t ha-1) (fruta fresca) 66, 5+8, 3+52 192 122 Maíz (3, 7 t ha-1) 176+32+149 430 110 Arroz (3, 2 t ha-1) 82+8+47 157 77 Poroto (1 t ha-1) 102+9+93 235 31 Mandioca (16, 6 mil plantas) 187+15+98 339 8 Obs. 1 Px 2, 29136 = P 2 O 5; Kx 1, 20458 = K 2 O; 2 ANDA (1999); 3 en la soja, se estima que el 60% de la exigencia en N proviene de la fijación biológica, y el restante del suelo (54 kg ha-1 de N); 4 La necesidad de fertilización es mayor que la exigencia nutricional porque existen pérdidas de nutrientes en el suelo, en promedio para N, P y K é de 50, 70 y 30%, respectivamente.

Aspectos de la fertilización para atender de la nutrición de las plantas

NUTRICIÓN FERTILIZACIÓN Fertilizantes FERTILIDAD DEL SUELO

Nutrición de Plantas & Fertilización (Exigencia de la Planta – Cant. del suelo) x “f” NUTRICIÓN DE PLANTAS Análisis químico ¿Cuál? ¿Cuánto? ¿Cómo? ¿Cuándo? FERTILIDAD del SUELO Análisis químico Planta suelo Fertilizantes “f”

Nutrición de Plantas & Fertilización Factores que causan pérdidas FERTILIZANTE “f” LLUVIA ABSORCIÓN FIJACIÓN H 2 PO 4 - ´f´ SUELO VOLATILIZACIÓN UREA (NH 3) LIXIVIACIÓN NO 3 - > K+ EROSIÓN N=P=K N: 40 -50% ; P: 70 -80%; K: 30%

TALLOS - t/ha BR Caña de azúcar 21 países FERTILIZANTE - kg/ha

Aspectos básicos para optimizar la producción

PRODUCCIÓN SUSTENTADA 6 CO 2 + 6 H 2 O -> 6 O 2 + C 6 H 12 O 6 CO 2 Fotossíntese O 2 nutrientes CO 2 H 2 O Nutrición de Plantas

Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad Apenas ~5% del total de radiación solar es aprovechada por la fotosíntesis

Los nutrientes son importantes para aumentar la cosecha. Sólo eso no basta, es preciso que la producción se optimice ¿Por qué? ¿Cómo?

¿Por qué optimizar la cosecha? POBLACIÖN bilhões datos actuales proyección granos - t/ha POBLACIÖN Granos - t/ha fertilizantes Fertilizantes orgánicos suelo - reservas Tendencia global de aumento poblacional, productividad de granos y origen de los nutrientes vegetales

¿Por qué optimizar la cosecha? Desafio de la Agricultura en el futuro ~ próximos 50 años Población Mundial: Alta (~10 bi) ~ Doblar la producción de alimentos y aumentar la calidad Reservas de fertilizantes finitas

¿Cómo optimizar a producción de forma sustentable? Concientizar a la humanidad: de que no existe alimento gratis Reciclar los nutrientes Mejorar la calidad del alimento

Es preciso mejorar la calidad del alimento Tendencias históricas de hierro y zinc en granos de variedades de trigo duro de invierno en los E. U. A. (1873 a 2000) (Garvin et al. , J. Sci. Food Agr. 2006)

Eficiencia nutrional: producir más com menos

Composición relativa de los nutrientes nas plantas Extracción total (parte aérea) y exportación por la cosecha (granos) de cultivos comerciales

¿Cómo optimizar la producción de forma sustentable? Cosechar más con menos, respetando el ambiente y las personas: eficiencia nutricional

¿Cómo optimizar? Eficiencia nutricional óptima: Alta productividad con óptimas prácticas agrícolas Dosis adecuada Época adecuada Interacción entre nutrientes adecuada

Acumulación de nutrientes en los cultivos y composición de la producción Época de aplicación adecuada: el patrón de extracción de los nutrientes varia c/ciclo Marcha de absorción de N, P y K en maíz

Acumulación de nutrientes en los cultivos y composición de la producción El patrón de extracción de los nutrientes varia c/ciclo Marcha de absorción de N, P y K en maíz

¿Cómo optimizar? Es preciso aumentar el aprovechamiento del nutriente en la planta y convertir más en producto agrícola de interés y con calidad, teniendo una eficiencia nutricional satisfactoria

Baja Producción Alta Eficiencia Baja Eficiencia Contacto ion-raíz Absorción Pérdidas Spolidorio (1999)

Optimizar el índice de cosecha

ÍC varía con la especie Índice de cosecha (CCOL) y tenor de humedad (UM) de la parte cosechada de variedades altamente productivas Cultura Produto CCOL UM (%) Abacaxi Fruto 0, 55 80 Algodão Fibra 0, 10 - Amendoim Grão 0, 30 Arroz Grão Cana Colmo Cultura Produto CCOL UM (%) Feijão Grão 0, 30 10 Girassol Grão 0, 25 13 15 Milho Grão 0, 40 13 0, 45 17 Soja Grão 0, 35 8 0, 75 80 Sorgo Grão 0, 35 13

Esquema ilustrativo de la acumulación de M. S. en diversos órganos de dos híbridos de trigo y exigencia de N.

Eficiencia - especies/cultivares/genotipos - Aprovechamiento de nutrientes

Eficiencias - Absorción (contenido total del nutriente en la planta)/(matéria seca de raíces) - Translocación ((contenido del nutriente en la parte aérea)/(contenido total del nutriente en la planta)) x 100 - Utilización (matéria seca total producida)2/(contenido total del nutriente en la planta)

Eficiencia - Agronómica (producción de granos por unidad de nutriente aplicada al suelo)

(1) (2) Exportación relativa de nutrientes a través de los granos producidos (kg t-1): N acumulado en los granos/materia seca de los granos; Sugiere la exigencia nutricional (total) por área de cultivo para el respectivo nivel de productividad; (3) comercial (granos/ejes); obtenido por la fórmula: N acumulado vegetativa+reproductiva)/materia seca del producto comercial. en la planta (parte

EJERCICIOS 01 - Eficiencia NUTRICIONAL 1 - ¿Qué cultivo presenta la mayor exigencia nutricional y exportación de nitrógeno? 2 - ¿Cuál es la implicancia práctica de las tasas de exportación de nutrientes de los cultivos?

Respuestas: 1 -Exigencia total Mayor: poroto Menor: algodón 2 -Poroto Cuanto más se exporta, mayor agotamiento del suelo para un nutriente dado con la cosecha y, por lo tanto, de debe hacer la mayor reposición del nutriente vía fertilización para el cultivo subsiguiente

EXERCICIOS 01 - Eficiencia NUTRICIONAL 3 - Haga el cálculo de los índices de eficiencia de absorción, transporte y uso del N de los híbridos A y B. Indique el cultivo más eficiente en cada índice nutricional para N. Materia seca Parte aérea Raíz Tenor de N Planta entera Parte aérea g por planta Raiz Acumulación de N Parte aérea g kg-1 Raíz Planta enteia g por planta Híbrido A 2000 1000 3000 20 10 40 10 50 Híbrido B 500 1000 40 20 20 10 30

Materia seca Parte aérea Raíz Tenor de N Planta entera Parte aérea g por planta Raiz Acumulación de N Parte aérea g kg-1 Raíz Planta enteia g por planta Híbrido A 2000 1000 3000 20 10 40 10 50 Híbrido B 500 1000 40 20 20 10 30 a) Eficiencia de absorción = (contenido total del nutriente en la planta)/(materia seca de raíces); Híbrido A: 50/1000 = 0, 05 g Híbrido B: 30/500 = 0, 06 g b) Eficiencia de traslocación = ((contenido del nutriente en la aérea)/(contenido total del nutriente en la planta)) 100 Híbrido A: (40/50)x 100 = 80, 0% Híbrido B: (20/30)x 100 = 66, 6% parte

Materia seca Parte aérea Raíz Tenor de N Planta entera Parte aérea g por planta Raiz Acumulación de N Parte aérea g kg-1 Raíz Planta enteia g por planta Híbrido A 2000 1000 3000 20 10 40 10 50 Híbrido B 500 1000 40 20 20 10 30 c) eficiencia de utilización = (materia seca total producida)2/(contenido total del nutriente en la planta) Híbrido A: (3000)2/50= 180. 000, 0 Híbrido B: (1000)2/30= 33. 333, 3 La eficiencia de uso del N y el índice más importante para explicar la mayor producción de materia seca del híbrido A.

Importancia de los nutrientes en las plantas DESAFIO NUTRICIONAL ¡Nutrición tomada en serio! Naranjal A: 70 ton/ha Naranjal B: 10 ton/ha Mayor producción sustentable: optimizar la producción de alimentos, fibras y energía con eficiencia satisfactoria y con mayor beneficio para el ambiente y que sea socialmente justo