Cereales: Técnicas de cultivo, absorción de nutrientes y fertilización

Técnicas de cultivo de cereales

Tema 2 .- Cereales (5) Técnicas de cultivo Abonado, rotaciones, laboreo, siembra y recolección TRAVELER CEBADA aGrar semillas' GRUPO MAISADOUR"Absorción de nutrientes

Macronutrientes principales y secundarios

• Los macronutrientes principales son el nitrógeno, el fósforo y el potasio:
• Las plantas absorben el N del suelo en forma de nitrato (NO3-), que llega hasta la raíz sobre todo con el flujo de agua.
• Las plantas absorben fosfato iónico de la solución del suelo, fundamentalmente en forma de fosfato monovalente (PO4H2-).
• El potasio lo absorben en forma de catión potasio (K+) de la solución del suelo. Norgánico > NH + 4 >NO3 Nitrógeno orgánico Amonio Nitrato Descomposición Nitrificación NO Ca2+ PO4H2 - Mg2+ Agua del suelo K+ SO42% SUELO MACRONUTRIENTES PRINCIPALES MACRONUTRIENTES SECUNDARIOS N, P, K Ca, Mg, S
• El nitrógeno orgánico se descompone en el suelo y da lugar a nitrógeno inorgánico (amonio).
• El amonio se nitrifica a nitrato.
• Los abonos químicos aportan el nitrógeno en forma inorgánica (amonio o nitrato). - بكوربيون

Absorción y asimilación de nitrógeno en plantas

• Las plantas absorben el N del suelo en forma de nitrato (NO3-), que llega hasta la raíz sobre todo con el flujo de agua.
• Las funciones del N en la planta son: o Estructural: formando parte de la estructura de las células en proteínas simples y complejas, formando parte de la membrana celular, orgánulos, etc. El nitrógeno está, por tanto, implicado en el crecimiento de la planta, la formación de la cubierta vegetal (área foliar) y en la acumulación de biomasa. o Metabólico: formando parte de todas las enzimas del metabolismo de la planta (Rubisco, etc.), de la clorofila y de reguladores del crecimiento. El N está implicado en la actividad fotosintética y metabólica de la planta. o Reserva: formando parte de los tejidos de reserva de las semillas y otros órganos (proteínas, ver la composición de las proteínas del grano de cebada o trigo). El N está implicado en la composición de los granos de los cereales y en la nutrición de la plántula durante la germinación.

Absorción de nitrógeno en cultivo de cebada

1200 1000 Biomasa (g/m2) 800 600 400 200 0 Nov Dic En Feb Mz Abr My Jn Absorción de nitrógeno de un cultivo de cebada 225 206 202 200 167 175 150 115 125 100 75 50 30 25 0,000001 0,3 0 Nov Dic En Feb Mz Abr My Jn Zhao (2014)

• La absorción de N por la planta sigue un patrón parecido a la acumulación de biomasa en el cultivo.
• La absorción es lenta en las fases iniciales y le sigue una fase de absorción rápida.
• En las condiciones medias y sin otros factores limitantes el cultivo (de cebada) absorbe unos 200 kg N/ha. N absorbido (kg N/ha) 192

Fases de absorción de nitrógeno en cebada

Absorción de nitrógeno Absorción de nitrógeno de un cultivo de cebada 90 85,0 80 N absorbido (kg N/ha) 70 60 52,5 50 40 29,6 30 24,8 20 10,0 10 3,8 0,000001 0,3 0 Nov Dic En Feb Mz Abr My Jn Siembra-ahijado 15% Ahijado-espigado 75% Espigado-maduración 10%

• En la primera fase (hasta el ahijado) el cultivo absorbe el 15% del N total (unos 30 kg N/ha).
• Desde el comienzo del ahijado hasta el espigado el cultivo absorbe el 75% del N total (160 kg N/ha).
• En la fase de maduración el cultivo absorbe el 10% restante (15 kg N/ha).

Respuesta del cultivo al nivel de nutrición

• La cantidad de nitrógeno que absorben los cereales por cada tonelada de grano producida es constante (pero oscila en un pequeño rango, ver tabla).
• El nitrógeno se suele expresar como nitrógeno elemental (N):
• Aunque en el suelo se encuentre como nitrato (NO -) y en la planta como nitrato y como grupo amino u otras formas. Absorción de nutrientes en kg/t grano N P2O5 K2O CaO MgO S Cebada 24-28 10-12 19-35 10 5,2 4,1 Trigo 24-30 9-15 20-35 5-7 3,5-5 5,2 Avena 24-30 10-14 23-35 6,1 Centeno 18,5 13 18 Ejercicio: Cuál es el rango de absorción de N por tonelada de grano de cebada (en kg N/t). Entre 24 y 28 kgN/t Ejercicio: Calcular la cantidad de N absorbido si el rendimiento es 4000 kg/ha y absorbe 25 kg N/t. Rendimiento: 4000 (kg/ha) (1 t/1000 kg) = 4 t/ha N absorbido: 4 (t/ha)*25 (kg N/t) = 100 kg N/ha

Respuesta del cultivo al abonado

• La relación entre la dosis de fertilizante (N abonado) aplicada a los cereales y el rendimiento es curvilínea (ver figura):
• Se puede ajustar a una función matemática
• El rendimiento depende de la dosis de fertilizante [en la función de la gráfica X es la dosis de abono nitrogenado (kg N/ha) e Y el rendimiento (kg grano/ha)].
• Esta relación se denomina función de producción- nitrógeno.
• La función depende de:
• Las características edafoclimáticas: por ejemplo, la pluviometría anual, fertilidad del suelo y contenido de materia orgánica.
• Las características de manejo del cultivo: por ejemplo, que se cultive sobre barbecho o sobre una leguminosa (como en la figura).
• En esa relación se observa que al aumentar la dosis de fertilizante aumenta el rendimiento, hasta que este llega a un máximo.
• La dosis recomendada será la que proporcione el rendimiento máximo, o el beneficio máximo teniendo en cuenta el coste de los fertilizantes y el precio del cereal. Función de producción-nitrógeno de un cultivo de cebada 6000 Rendimiento (kg grano/ha) 5000 y =- 0,0709x2 + 21,856x + 3557 4000 R2 = 0,999 3000 2000 1000 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 N abonado (kg N/ha) Maturano y López (2004)
• Sobre barbecho Sobre leguminosa 6000 Rendimiento (kg grano/ha) 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 N abonado (kg N/ha)

Cálculo de rendimiento y dosis de abonado en cebada

Respuesta del cultivo al abonado Función de producción-nitrógeno de un cultivo de cebada 6000 Rendimiento (kg grano/ha) 5000 y = - 0,0709x2 + 21,856x + 3557 4000 R2 = 0,999 3000 2000 1000 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 N abonado (kg N/ha) Ejercicio: Calcular el rendimiento si no se abonase (dosis de 0 kg N/ha) en el cultivo de cebada. El rendimiento se calcula sustituyendo X por el valor de 0 en la función de producción-nitrógeno: y =- 0,0709 (0)2 + 21,856 (0) +3557 = = 3557 kg/ha Sin abonar con N se obtendrían 3557 kg de grano en cada ha en este caso. Ejercicio: Calcular la dosis de abonado de N para alcanzar el rendimiento máximo y valor del mismo teniendo en cuenta la función de producción-nitrógeno de la figura para el cultivo de cebada: y =- 0,0709 X2+21,856 X+3557 X: dosis de abono nitrogenado (kg N/ha) Y: rendimiento en grano de cebada (kg/ha) Se calcula el máximo de esa función (se iguala a cero la primera derivada de la función): y'= 0 y'= 2*(-0,0709) X + 21,856 + 0 =- 0,1418 X+21,856 y'=0 -0,1418 X +21,856 = 0 X = (-21,856)/(-0,1418) = 154 kg N/ha El rendimiento máximo se calcula sustituyendo X por el valor de 154 en la función de producción-nitrógeno: y =- 0,0709 (154)2 + 21,856 (154) +3557 = 5241 kg/ha Para obtener el rendimiento máximo de grano (5241 kg/ha) hay que abonar con 154 kg N/ha.

Absorción y asimilación de fósforo (P)

• Las plantas absorben fosfato iónico de la solución del suelo: o Preferentemente en forma de fosfato monovalente: PO4H2 - o La absorción de fósforo depende de la solubilidad del fósforo (máxima a pH ligeramente ácidos) y de la velocidad de difusión del fosfato hacia la raíz.
• Una vez absorbido, el fosfato se incorpora a distintas macromoléculas orgánicas (fosfolípidos, fosfoproteínas, etc.) que desarrollan varias funciones fisiológicas en la planta: o El fósforo está implicado en el crecimiento y formación de la biomasa. o También es importante en los procesos reproductivos (floración y fecundación).
• La cantidad de fósforo que absorben los cereales por cada tonelada de grano producida es constante (pero oscila en un pequeño rango, ver tabla).
• El fósforo se suele expresar como pentóxido de fósforo (P2O5). Absorción de nutrientes en kg/t grano N P2O5 K2O CaO MgO S Cebada 24-28 10-12 19-35 10 5,2 4,1 Trigo 24-30 9-15 20-35 5-7 3,5-5 5,2 Avena 24-30 10-14 23-35 6,1 Centeno 18,5 13 18
• La cantidad de fósforo que absorbe un cultivo de cereal se puede estimar en función del rendimiento (t/ha) y de la absorción por tonelada de grano (kg P2O5/t, ver tabla). Ejercicio: Calcular la cantidad de fósforo absorbido por un cultivo de cebada (en kg P2O5/ha) si produce 4000 kg/ha y absorbe 11 kg P2O5/t. Cantidad de fósforo absorbido: 4 (t/ha)*11 (kg P2O5 /t) = 44 kg P2O5 /ha

Absorción y asimilación de potasio (K)

• Las plantas absorben potasio iónico de la solución del suelo: o Lo absorben en forma de catión potásico K+ o El exceso de otros cationes como calcio o magnesio en el suelo puede reducir la absorción de potasio por antagonismo iónico.
• En la planta el potasio se encuentra en forma iónica (K+) y desarrolla varias funciones: o Se acumula en las células y produce un aumento de la concentración celular: o Participa en el endurecimiento de las plantas durante el invierno, proporcionando resistencia al frío y evitando los daños por heladas. o Participa en el fenómeno fisiológico del ajuste osmótico y proporciona resistencia al estrés hídrico (junto con otros iones como el nitrato y sustancias orgánicas como el aminoácido prolina). o Neutraliza los ácidos orgánicos celulares (cítrico, málico, oxálico, tartárico) y regula el pH. o Actúa como cofactor enzimático en el metabolismo de los azúcares y las proteínas. Absorción de nutrientes en kg/t grano N P205 K20 CaO MgO S Cebada 24-28 10-12 19-35 10 5,2 4,1 Trigo 24-30 9-15 20-35 5-7 3,5-5 5,2 Avena 24-30 10-14 23-35 6,1 Centeno 18,5 13 18
• La cantidad de potasio que absorben un cultivo de cereal se puede estimar en función del rendimiento (t/ha) y de la absorción por tonelada de grano (kg K2O/t, ver tabla).
• La cantidad de potasio que absorben los cereales por cada tonelada de grano producida es constante (pero oscila en un pequeño rango, ver tabla).
• El potasio se suele expresar como óxido de potasio (K2O), aunque en el suelo y en la planta se encuentre como catión potasio (K+). Ejercicio: Calcular la cantidad de potasio absorbido por un cultivo de cebada (en kg K2O/ha) si produce 4 t/ha y absorbe 25 kg K2O/t. Cantidad de potasio absorbido: 4 (t/ha) *25 (K2O/t) = 100 kg K2O/ha

Programa de abonado de cereales

Abonado de los cereales Programa de abonado Un programa de abonado o fertilización incluye los siguientes aspectos:

• Determinación de las dosis de nutrientes de N, Py K.
• Distribución de las dosis de nutrientes y momento de aplicación.
• Establecimiento del tipo y cantidad de fertilizante o abono a utilizar
• Determinación del sistema de abonado y aplicación de los abonos al cultivo. 28/05.5.000 & Jan NO3 PO4H2 K+ SUELO