Manejo Fisionutricional de los Cultivos Ing. MSc Mario Pozo Cárdenas
¿Qué es el Manejo Fisionutricional? Fisionutricional ? Es el conjunto de aplicaciones (paquetes) por etapa fenológica que permiten obtener un adecuado balance hormonal y nutricional en las estructuras internas del cultivo, para optimizar su fisiología y asegurar que aproveche eficientemente los recursos disponibles y obtener altos rendimientos y excelente calidad, que reducen el riesgo de bajos precios y les permite obtener altos niveles de utilidad.
INTERACCION GENOTIPO X MEDIO AMBIENTE AMBIENTE M.A. Controlable TECNOLOGÍA
M.A. no controlable CLIMA Lluvias Luz
Tº
HR
Manejo agronòmico
Viento
N P K + ME
CULTIVO (Genotipo)
FENOTIPO Rendimiento y Calidad
Riegos
CLIMA
TECNOLOGIA CULTIVO
MFN FERTILIZANTES FOLIARES, MICROELEMENTOS, PROTEINATOS
(Genotipo) FITOHORMONAS
PROTOHORMONAS NATURALES
Balance Hormonal
FOLCISTEÍNA, AMINOÁCIDOS, AMINOACIDOS + FOLCISTEINA PROTEINATOS
AUXINAS
GIBERELINAS
ENZIMAS
ENZIMAS
CITOQUININAS
ENZIMAS
ETILENO
ENZIMAS
AC. ABSICICO
ENZIMAS
PROCESOS FISIOLÓGICOS INTERNOS EN LA PLANTA EFECTO BIOSANITARIO
EFECTO ANTISENESCENTE
EFECTO ESTRUCTURADOR
RENDIMIENTO
REDUCCIÓN DE ESTRES
CALIDAD
ADAPTACIÓN CLIMÁTICA
ACUMULACIÓN DE RESERVAS A NIVEL CELULAR
OBJETIVOS DEL MANEJO FISIONUTRICIONAL 1. Alcanzar el potencial genético de rendimiento del cultivo. 2. Mejorar la calidad del producto cosechado 3. Mejorar la tasa de retorno de inversión del agricultor 4. Mejorar la sanidad del cultivo 5. Manejo del Entorno 6. Recuperación de los créditos
Temario del Curso 1. Cambios en las condiciones ambientales durante el Fenómeno de El Niño 2. Cambios en el Balance hormonal 3. Cambios Fisiológicos en los cultivos: a. Transpiración b. Absorción de nutrientes y agua c. Fotosíntesis d. Respiración e. Acumulación de reservas f. Estrés 4. Estrés y sus consecuencias sobre la: a. Sanidad b. Rendimiento y calidad de las cosechas 5. Cómo reducir el impacto del Fenómeno del Niño a. Compensación hormonal b. Suplementos nutricionales c. Productos antiestrés
1. Cambios en las condiciones ambientales durante el Fenómeno de El Niño Datos del 19 de Agosto Agosto del 2015 2 015 Anomalías de la Temperatura de la Superficie del Mar
Datos del 26 de Agosto del 2015 Anomalías de la Temperatura de la Superficie del Mar
Cambios climáticos negativos Características: 1. Incr Increm emen ento to de temp temper erat atur uras as:: 3 a 4 C 2. Lluv Lluviias exces cesiva ivas ó seq sequía uía 3. Inundaciones °
Consecuencias: Enviciamiento de las plantas Nula o escasa floración Poco cuajado de frutos Incr Increm eme ento nto de del ata ataq que de pl plaga agas y enf enfer erme med dades ades Bajo Bajoss ren rendi dimi mien ento toss y baj baja a cali calida dad d de de las las cos cosec echa has. s.
2. Cambios en el Balance hormonal
Auxinas
+
-
Auxinas > Citoquininas Planta vegetativa
-
+ Citoquininas
Auxinas < Citoquininas Planta productiva
Concentración de auxinas y citoquininas y balance hormonal en los cultivos
Cambios en el Balance hormonal HORMONAS
NIVEL
EFECTO
AUXINAS
ENVICIAMIENTO DE LA PLANTA, ESCASA FLORACIÓN Y FRUCTIFICACIÓN
GIBERELINAS
ALARGAMIENTO DE ENTRENUDOS, REDUCCIÓN DE CLOROFILA, INHIBICIÓN DE FLORACIÓN
CITOQUININAS
POCA DIFERENCIACIÓN FLORAL, REDUCCIÓN DEL CUAJADO Y GRAN ABSCICIÓN DE FLORES Y/O FRUTOS
AC. ABSCÍCICO
PLANTAS EN SEQUÍA INHIBIRAN SU CRECIMIENTO Y GENERAN DORMANCIA DE YEMAS
ETILENO
ENVEJECIMIENTO PREMATURO, MAYOR CAÍDA DE FLORES Y/O FRUTOS. ATRACCIÓN A PLAGAS Y SUSCEPTIBILIDAD A ENFERMEDADES
RELACIONES HORMONALES HORMONA
NIVEL
CONSECUENCIA
AUXINAS
ETILENO
AC. ABSCÍCICO
ETILENO
GIBERELINAS
ETILENO
EL ETILENO GENERA ATRACCIÓN A PLAGAS Y SUSCEPTIBILIDAD A ENFERMEDADES
3. Cambios Fisiológicos en los cultivos
a. Transpiración
Fuente: http://www.forest.ula.ve Libro Botánica On Line
a. Transpiración La mayor parte del agua absorbida por la planta es transpirada por las hojas
Factores que afectan la transpiración FACTORES Humedad relativa Temperatura Humedad del suelo Luz Viento
TRANSPIRACIÓN
Condiciones durante El Niño FACTORES Humedad relativa Temperatura Humedad del suelo Luz Viento
TRANSPIRACIÓN
b. Absorción de nutrientes y agua
Exceso de transpiración
8 am
2 pm
PLANTAS CON DIFERENTES VOLUMENES RADICULARES
PLANTA A B C
VOLUMEN RADICULAR (g/cc suelo) 1.2 1.4 1.6
ABSORCIÓN MÁXIMA (cc/agua/hora) 200 300 400
PLANTA A : 200 cc agua ml/cc de agua HORA 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
TRANSPIRACION ABSORCIÓN POTENCIAL RADICULAR 50 100 200 300 400 500 400 300 200 150 100
50 100 200 200 200 200 200 200 200 200 200
BALANCE HIDRICO
TRANSPIRACIÓN REAL
0 0 0 -100 -200 -300 -200 -100 0 50 100
SE REDUCE SUMINISTRO DE AGUA Y NUTRIENTES (Ca-B) Y FOTOSÍNTESIS)
PLANTA B : 300 cc agua ml/cc de agua HORA 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
TRANSPIRACION ABSORCIÓN POTENCIAL RADICULAR 50 50 100 100 200 200 300 300 400 300 500 300 400 300 300 300 200 300 150 300 100 300
BALANCE HIDRICO 0 0 0 0 -100 -200 -100 0 100 150 200
TRANSPIRACIÓN REAL
SE REDUCE SUMINISTRO DE AGUA Y NUTRIENTES (Ca-B) y FOTOSÍNTESIS
PLANTA C : 400 cc agua ml/cc de agua HORA 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
TRANSPIRACION ABSORCIÓN POTENCIAL RADICULAR 50 100 200 300 400 500 400 300 200 150 100
50 100 200 300 400 400 400 400 400 400 400
BALANCE HIDRICO
TRANSPIRACIÓN REAL
0 0 0 0 0 -100 0 100 200 250 300
RED.H2O Y NUT (Ca-B) Y FOTOSINT.
PLANTA A : 200 cc agua
PLANTA B : 300 cc agua
ml/cc de agua HORA 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
TRANSPIRACION ABSORCIÓN POTENCIAL RADICULAR 50 100 200 300 400 500 400 300 200 150 100
50 100 200 200 200 200 200 200 200 200 200
ml/cc de agua BALANCE HIDRICO 0 0 0 -100 -200 -300 -200 -100 0 50 100
TRANSPIRACIÓN REAL
HORA
SE REDUCE SUMINISTRO DE AGUA Y NUTRIENTES (Ca-B) Y FOTOSÍNTESIS)
8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
TRANSPIRACION ABSORCIÓN POTENCIAL RADICULAR 50 50 100 100 200 200 300 300 400 300 500 300 400 300 300 300 200 300 150 300 100 300
PLANTA C : 400 cc agua ml/cc de agua HORA 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5 00
TRANSPIRACION ABSORCIÓN POTENCIAL RADICULAR 50 100 200 300 400 500 400 300 200 150
50 100 200 300 400 400 400 400 400 400
BALANCE HIDRICO 0 0 0 0 0 -100 0 100 200 250
TRANSPIRACIÓN REAL
RED.H2O Y NUT (Ca-B) Y FOTOSINT.
BALANCE HIDRICO 0 0 0 0 -100 -200 -100 0 100 150 200
TRANSPIRACIÓN REAL
SE REDUCE SUMINISTRO DE AGUA Y NUTRIENTES (Ca-B) y FOTOSÍNTESIS
Volumen radicular vs rendimiento en Naranjo “Valencia” (Adaptado de Jones y Embleton, 1973)
c. Fotosíntesis PROCESO FISIOLOGICO FOTOS NTESIS (umol CO2/m2/s CONDUCTANCIA (mol/m2/s TRANSPIRACIÓN (mmol H20/m2/s
SIN ESTR S
CON ESTR S
30.6
15.8
0.2
0.1
3.6
3
16.5 % cae transpiración y 48.4 % cae la fotosíntesis Fuente: Cayón-G. et al 1998
d. Respiración
Relación entre fotosíntesis y respiración FOTOSÍNTESIS BRUTA FOTOSÍNTESIS BRUTA FOTOSÍNTESIS BRUTA FOTOSÍNTESIS BRUTA
-
RESPIRACIÓN
=
FOTOSÍNTESIS NETA
=
RESPIRACIÓN
=
PLANTA INACTIVA
>
RESPIRACIÓN
=
PLANTA ACTIVA
<
RESPIRACIÓN
=
PLANTA ESTRESADA
e. Acumulación de reservas
FOTOSINTATOS
CRECIMIENTO
Respiración
Corte transversal de las raíces de fresa
Factores que determinan el rendimiento en vid RACIMOS Reservas Nutricionales
Disponibilidad de Nutrientes
PARTE AÉREA
RAÍCES
Ataques severos a sistemas radicales débiles
Agua disponible
Aireación Resistencia
NEMÁTODOS SUELO
RIEGO
f. Estrés FOTOSÍNTESIS BRUTA
<
RESPIRACIÓN
PLANTA ESTRESADA
TRANSPIRACIÓN
>
ABSORCIÓN RADICULAR
4. Estrés y sus consecuencias sobre la:
a. Sanidad
ESTRÉS
ETILENO Incrementa la respiración Activa enzimas de degradación Debilita las estructuras internas de la planta Incrementa la T de la planta
Atrae insectos Día: Detectan etileno por ser un Quimioreceptor
Noche: Ven las plantas de color rojo o anaranjado intenso
Incrementa susceptibilidad de enfermedades Reduce las barreras físicas de defensa
Reduce los mecanismos de defensa
El Etileno acelera la germinación de esporas y la formación de estructuras de propagación de hongos y bacterias
b. Rendimiento y calidad de las cosechas TESTIGO
MFN
TESTIGO
MFN
TESTIGO
MFN
TESTIGO
MFN
COSTO/BENEFICIO MANEJO FISIONUTRICIONAL
TESTIGO MANEJO TRADICIONAL •
•
•
•
14 TM Precio: US $ 0.40/Kg UTILIDAD BRUTA: US$ 5,600 UTILIDAD NETA: US$ - 400 (pérdida)
•
•
•
•
68 TM Precio: US $ 0.50/Kg UTILIDAD BRUTA: US$ 34,000 UTILIDAD NETA: US$ 27,500
DIFERENCIA: 27,900
Relación entre procesos fisiológicos MASA RADICULAR
TRANSPIRACIÓN FOTOSÍNTESIS RESPIRACIÓN
ESTRÉS
PLAGAS Y
RENDIMIENTO
ENFERMEDADES
Y CALIDAD
BUENA
NO SE DETIENE
INCREMENTA
CONTROLADA
BAJO
BAJA
ALTO
REDUCIDA
SE DETIENE
REDUCE
SUBE
ALTO
ALTA
BAJO
5. Cómo reducir el impacto del Fenómeno del Niño
a. Compensación hormonal 1. Realizar aplicaciones de citoquininas para compensar:
Incremento de auxinas por el exceso de calor, así reducimos enviciamiento. Citoquininas > Auxinas
Planta productiva
Frenar el etileno que debilita y envejece las plantas y aumenta atracción a plagas y susceptibilidad a enfermedades
Citoquininas > Etileno
Frenar estrés
2. Realizar aplicaciones de antigiberélicos: evaluar longitud de entrenudos y aplicar de manera temprana.
Ejemplo: Cloruro de Mepiquat
2. Evitar la aplicación de: Productos trihormonales foliarmente: por los contenidos de auxinas y giberelinas que promueven el enviciamiento. Sólo se puede usar trihormonales naturales al suelo para enraizamiento al inicio del cultivo. Auxinas: para evitar dominancia apical y promover etileno. Giberelinas: para evitar enviciamiento por elongación de entrenudos. Etileno: para evitar envejecimiento prematuro, caída de flores y de frutos, susceptibilidad a enfermedades y atracción a plagas.
Hormonas Sintéticas vs Hormonas Naturales •
•
•
Las Hormonas Sintéticas (Reguladores de Crecimiento) son aplicadas para imitar los efectos de las hormonas naturales. Las Hormonas Naturales (Protohormonas) son compuestos orgánicos que actúan en cantidades muy pequeñas para coordinar la fisiología de la planta, el crecimiento, el desarrollo y las respuestas de la planta al medio ambiente incluyendo el estrés. Hay 5 grupos clásicos de Hormonas Naturales : auxinas, giberelinas, citoquininas, ácido abscísico y etileno. Fuente: Lovatt C. (2009)
Uso de Hormonas Sintéticas •
Respecto al uso de una Hormona Sintética considerar que: La concentración es crítica, pero el momento de aplicación es más importante! Son eficaces en un muy estrecho rango de concentraciones La oportunidad de aplicación durante la fenología es muy pequeña. Aplicar una Hormona Sintética en el momento incorrecto o a la dosis incorrecta es con frecuencia la razón por la que fallan los tratamientos. –
–
–
–
Fuente: Lovatt C. (2009)
Absorción de Hormonas Naturales (protohormonas) Aplicación
ABSORCION
ENZIMA
aa
HORMONA
HORMONA
aa HORMONA
HORMONA
aa PROTEINA
PROTEINA
ENZIMA
aa
Distribución de las Hormonas en las plantas Control
Citoquinina Sintética
Citoquinina Natural
Las áreas azules muestran la presencia de citoquininas. La hoja tratada con Protocitoquininas muestra niveles altos de citoquininas; sin embargo, estas substancias no se localizan en un patrón de spray como ocurre en la hoja que se encuentra al centro, se encuentran en el tejido vascular, lo que indica que las protocitoquininas están siendo distribuidas sistémicamente por la misma planta. Fuente: Acadian Seaplants (2005)
Hormonas naturales vs Hormonas Sintéticas CARACTERÍSTICA
HORMONAS NATURALES
HORMONAS SINTÉTICAS
Dosis
Rango variable
Precisas
Momento de Aplicación
Cualquier etapa
Preciso
Residualidad
Buena
Corta
Regulación
Autorregulable
No tiene
Efectos negativos
No tiene
Afecta rendimiento y/o calidad
Agricultura Orgánica
Aprobado
No permitido
Seguridad
100% seguros
DL50 = 5,000 - 10,000 mg/Kg
b. Suplementos nutricionales 1. Fertilización al suelo:
Reducir el Nitrógeno (N) y fraccionar todo lo posible. Incrementar el Potasio (K) a niveles iguales o superiores al N. Incrementar los niveles de Fósforo (P). Aplicaciones de Calcio (Ca) al suelo. Usar Boro (B) al suelo con precaución. Utilizar ácidos húmicos sólidos y líquidos al suelo. Regar ligero y frecuente, evitar riegos pesados.
2. Fertilización foliar
Aplicaciones complementarias de P (enraizamiento). Aplicaciones complementarias de K (metabolismo del N). Aplicaciones de elementos inmóviles: Ca y B. Aplicaciones de elementos poco móviles: Cobre (Cu), Hierro (Fe), Manganeso (Mn). Evitar aplicaciones de N y Zinc (Zn).
c. Productos antiestrés 1. Aminoácidos: Estructura
Grupo Amino
Grupo Carboxilo
Aminoácidos
Características de los aminoácidos •
•
•
•
Los aminoácidos son las moléculas más complejas que sintetiza una planta. La planta utiliza más del 50% de la energía total para producirlas. Las plantas estresadas dejan de producir aminoácidos para ahorrar energía y detienen su crecimiento y la reparación de tejidos. Los aminoácidos se convierten en el factor clave de recuperación de plantas estresadas y evitan la degradación de la planta.
Beneficios de los aminoácidos •
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Ahorro para el cultivo. Aceleran recuperación de plantas estresadas. Reducen caída de flores y frutos. Efecto inmediato y uso eficiente. Incrementan la absorción de nutrientes minerales. Mejoran el movimiento de nutrientes dentro de la planta. Equilibran el metabolismo de las plantas. Rápida asimilación, tanto foliar como radicular. Mejora el rendimiento, la calidad y retrasa el envejecimiento.
2. AATC + Ácido Fólico (Folcisteína) a. Reducción de la acumulación de NH4 (amonio) b. Osmoprotectores Efecto Antioxidante (Prolina) c. Remoción de radicales libres –
Beneficios: 1. Es un antiestresante, recupera o previene el estrés. 2. Favorece la floración y el cuajado de frutos. 3. Incrementa masa radicular. 4. Proporciona equilibrio hídrico (falta o exceso de humedad)
3. AATC + ATC (Fórmula mejorada de la Folcisteína) a. b.
Adicionalmente a los 3 efectos anteriores. Tiene un efecto más rápido y eficiente debido a que el ATC es el producto derivado del AATC Produce la formación de Glutathion que tiene efecto osmoprotector que se suma al efecto de la Prolina.
Beneficios: 1. 2.
Son los mismos que para el AATC + Ácido fólico con la diferencia que tiene efectos más rápidos. Tiene mayor poder antiestresante debido a que produce Glutathion.
4. AATC + aminoácidos Esta combinación permite tener el beneficio conjunto de los aminoácidos más la Folcisteína.
