Efiencia de uso de dos fertilizantes Potasicos marcados con RB-85 en Palma Aceitera

XX Congreso Latinoamericano de la Ciencia del Suelo y XVI Congreso Peruano de la Ciencia del Suelo “EDUCAR para PRESERVAR el suelo y conservar la vida em La Tierra” Cusco – Perú, del 9 al 15 de niviembre del 2014 Centro de Convenciones de la Municipalidade del Cusco

EFICIENCIA DE USO DE DOS FERTILIZANTES POTÁSICOS TRAZADOS CON 85RB EN PALMA ACEITERA (ELAEIS GUINEENSIS JACQ.). LA CONCORDIA, ECUADOR M. Calvache1; R. Saquicela1 Universidad Tecnologica Equinoccial

Resumen— Se realizó este estudio para determinar la distribución y eficiencia de utilización del K en palma aceitera (Elaeis guineensis Jacq.) en producción, al aplicarlo conjuntamente con N en las épocas seca y lluviosa prevalentes en la zona de La Concordia, Ecuador. Se aplicaron dosis de 676 kg K2O ha−1 usando KCl y K2SO4 y 100 kg N ha−1 usando (NH4)2SO4. El KCl y K2SO4 se marcaron con 6,98 % en exceso de 85Rb. Se determinó que la eficiencia de absorción de K en las raíces, estipe, hojas, racimos, racimos cosechados, hojas podadas y planta fue de 0,38 - 20,11 - 12,54 4,86 - 4,82 - 0,67 y 43,53 %, respectivamente. La eficiencia de absorción de K de la planta de palma aceitera fue baja en las condiciones climáticas y de manejo del experimento. Palabras clave— palma aceitera Tenera-INIAP, eficiencia de uso de K, épocas seca y lluviosa, materiales marcados 85Rb. Abstract— This study was conducted to determine K distribution and K use efficiency of oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) in production, when applied together with N in the dry and rainy seasons prevalent at La Concordia, Ecuador. Rates of 676 kg K2O ha−1 were applied using KCl and K2SO4 and 100 kg N ha−1 using (NH4)2SO4. Both K sources were tagged with 6.98 % excess of 85Rb. It was established that K use efficiency of roots, trunk, leaves, bunches, harvested bunches, trimmed leaves and total plant was 0.38, 20.11, 12.54, 4.86, 4.82, 0.67, and 43.53 %, respectively. Oil palm plant K use efficiency was low in the climatic and management conditions of the experiment. Keywords— oil palm, Tenera INIAP variety, use efficiency, dry and rainy seasons, 85 Rb. 1

I.

INTRODUCCIÓN

La expansión comercial de la palma africana (Elaeis guineensis Jacq.) en Ecuador se inició en la década de 1960 y en 1965 se determinó que existían aproximadamente 1 300 ha de palma sembradas en la zona de Santo Domingo. En el 2011 la superficie sembrada creció aproximadamente a 240 000 ha distribuidas en todo el Ecuador. Esta rápida expansión del cultivo ha tenido una influencia positiva en el desarrollo socio-económico del país y al momento genera 60 000 plazas de trabajo directas y 30 000 plazas indirectas distribuidas en el transporte de la fruta, venta de insumos y otros negocios relacionados con la producción de palma. El aceite de palma se utiliza para la producción de aceites vegetales de uso culinario e industrial, pero además puede utilizarse como biocombustible limpio y renovable. En el Ecuador, el rendimiento promedio de aceite de palma es de 2,2 t ha−1; rendimiento menor al promedio mundial, de 3,5 t ha−1 [1-3]. El potasio (K) es requerido para la síntesis proteica en mayores concentraciones que para la activación enzimática, aproximadamente 50 mM K+. En hojas fotosintéticas, los cloroplastos originan cerca de la mitad tanto de ácido ribunocleico foliar como de proteína foliar. En plantas C3 la mayoría de proteína cloroplástica es la ribulosabifosfato carboxilasa. Por consiguiente, se deteriora particularmente la síntesis de esta enzima bajo deficiencia de K y responde rápidamente al resuministro de K+ [4]. La menor síntesis proteica está acompañada también por una acumulación de aminas biogénicas y otros compuestos nitrogenados de bajo peso molecular. Existe una amina biogénica, la putrescina, que si se acumula en los tejidos, produce necrosis y muerte del tejido celular. La necrosis del tejido que acompaña siempre a la deficiencia severa de K, se debe a acumulaciones de putrescina. La putrescina está incluida en el metabolismo del nitrógeno (N) y una de las rutas bioquímicas que conducen a su formación. La deficiencia de K activa la enzima arginina decarboxilasa, la cual inicia la ruta de degradación de arginina hasta putrescina [5].

1

La adición al suelo de las dosis de K y N requeridas por la palma en una sola aplicación anual, particularmente si ésta se hace en la época lluviosa, hace que el potencial de lixiviación de estos nutrientes sea muy alto [6,7]. La aplicación fraccionada de las dosis de K y N disminuye las pérdidas por lixiviación y la planta tiene más oportunidades de absorber estos nutrientes, mejorándose su eficiencia de uso. En palma es común fraccionar la aplicación de K y N (y otros nutrientes) en dos aplicaciones, una al inicio y otra al final de la época lluviosa para aprovechar de la adecuada, pero no excesiva, humedad del suelo favoreciendo la absorción y limitando la lixiviación. Existe información publicada de investigaciones sobre la eficiencia de uso de K y N en palma aceitera que evaluó el contenido foliar en respuesta a la aplicación fraccionada de las dosis requeridas de estos nutrientes y de la interacción del N con el K [8-10]. Sin embargo, en Ecuador no se ha evaluado la eficiencia de absorción del K al aplicarlo con N en las épocas seca y lluviosa. La utilización de trazadores como el rubidio-85 (85Rb) permite evaluar la eficiencia de uso de K y la distribución de este nutriente dentro de la planta. Al tener la cuantificación de la eficiencia de absorción de K, aplicado con N en las épocas seca y lluviosa, se puede determinar cuánto K aplicado en un año, se queda en la palma, cuánto sale del cultivo en los racimos cosechados, y cuánto se recicla en las hojas podadas. Además, sirve de base para estudios posteriores de largo plazo, donde se cuantifique la dinámica del K en el sistema suelo-planta-ambiente. El objetivo de esta investigación fue determinar la eficiencia de absorción de K al aplicar en las épocas seca y lluviosa muriato de potasio (KCl) y sulfato de potasio (K2SO4), con y sin N, en dos fracciones en palma aceitera.

II.

MATERIALES Y MÉTODOS

Ésta investigación fue realizada en La Concordia, Ecuador, con coordenadas geográficas de 00º 01’N y 79º 22’O a 360 m de altura, desde junio del 2009 hasta julio del 2010. El orden del suelo es un

Andisol. Para el análisis físico y químico de suelo, se muestreó a 30 cm de profundidad, desde 1,2 hasta 2,5 m de radio desde el estipe. En promedio, el pH fue 5,9, materia orgánica 6,3%; N como amonio 31,7, P 4,5 y S 55,7 mg kg−1. Las bases tuvieron 0,2 cmol(+) kg−1 de K, 3,8 de Ca, 0,9 de Mg y suma de bases 4,8. El porcentaje promedio de arena, limo y arcilla fue 22 %, 33 % y 45%, respectivamente, que corresponde a la textura arcillosa. El promedio de humedad ambiental fue 86%, temperatura media 24,7 ºC y velocidad del viento 1,4 km h−1. El total de la precipitación fue 3521,8 mm, evaporación 1008,5 mm y heliofanía 927,7 horas luz. Se fertilizó en promedio con 70,8 kg ha−1 de P, 38,6 de S y 48,2 de Mg [11,12]. Se usó el híbrido Tenera-INIAP de palma aceitera, de cinco años de plantada y sembrada a 9 m en tres bolillo, con 143 palmas ha−1. Los tratamientos evaluados resultaron al combinar, épocas de aplicación: seca y lluviosa, fuentes de K: KCl y K2SO4. Se ejecutaron ocho tratamientos con tres repeticiones, en un diseño de bloques completos al azar en arreglo factorial con dos factores, combinado para épocas. Para probar diferencias en la absorción de N se utilizó la prueba de Friedman. Se aplicó en dos fracciones iguales 100 kg ha−1 y 676 kg ha−1 de N y K, respectivamente. Los compuestos trazadores del K , tuvieron una abundancia en exceso de 85Rb , de 6,99% . Para aplicar el 85Rb se usó el método de la dilución isotópica [13]. A 2 m de distancia del estipe se aplicó 5 L de la solución de fertilizantes marcados y sin marcar, usando una regadera en una banda concéntrica de 40 cm de ancho. Adicionalmente se aplicó 5 L de agua sin destilar para infiltrar el fertilizante [14,15]. Se lo hizo en junio del 2009 (época seca) y febrero del 2010 (época lluviosa). Una vez por semana, durante 45 semanas, se tomó muestras a racimos de cosecha, y cuando había, a hojas podadas para determinar materia seca, Rb, K, a las palmas aplicadas el fertilizante trazado. Se muestreó 12 plantas de las 24 en cada época. El muestreo final de las palmas fue realizado en base a la metodología usada por [14]. El peso de las raíces no fue cuantificado en su totalidad, por la dificultad de excavar la tierra y separar las raíces. Calvache, M.

Para determinar la concentración de K y Rb, se usó el método de «análisis foliar por el procedimiento de digestión vía húmeda con mezcla de ácido nítrico y perclórico». Los cálculos con los isótopos se realizaron en base a [13, 14,15].

III.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

A. Potasio proveniente del fertilizante La concentración de K proveniente del fertilizante (Kpf) en las hojas podadas de la época lluviosa fue menor al aplicar K con N; en las hojas podadas de la época seca, la concentración fue igual al aplicar o no K con N (Fig. 1a). Con una mayor cantidad de N absorbido por la palma aceitera, el K tendría más N que transportar desde las hojas senescentes hacia los sumideros (racimos en crecimiento y hojas nuevas); por tanto, la cantidad de K en el floema sería menor al aplicar K sin N [16,17]. En general, al aplicar K con N la concentración de Kpf en las hojas podadas fue menor (Fig. 1c) y esto es deseable porque indica que una mayor cantidad de Kpf se recicló desde las hojas senescentes hacia los sumideros (racimos en crecimiento y hojas nuevas) [18]. La concentración de Kpf en las hojas podadas al aplicar K2SO4 en la época seca fue menor que al aplicar KCl; en la época lluviosa, la concentración fue igual al aplicar KCl o K2SO4 (Fig. 1b). En la época lluviosa no hubo efecto de las fuentes de K porque la concentración de los nutrientes de la solución del suelo estaría más diluida y se evitaría el efecto del ión acompañante del K+ [4].

Fig. 1. Efecto de la dosis de nitrógeno e interacciones de las épocas con las dosis de nitrógeno y las fuentes de potasio, en el potasio proveniente del fertilizante de las hojas podadas. Parea cada nivel, las letras mayúsculas se leen verticalmente y las minúsculas horizontalmente (DMS p ≤ 0,05)

B. Eficiencia de absorción de potasio La eficiencia de absorción de K (EK) de las hojas fue igual al aplicar KCl y K2SO4 con y sin N en las épocas seca y lluviosa (Fig. 2a y 2b). Las hojas podadas en la época lluviosa tuvieron menor EK al aplicar con N; en la época seca fue igual al aplicar con o sin N (Fig. 2d). La posible explicación de la mayor EK en la época lluviosa al aplicar K con N es la misma de la sección A. En general, al aplicar K con N la EK en las hojas podadas fue menor (Fig. 2c). Los racimos tuvieron mayor EK al aplicar K2SO4 con y sin N.

Fig. 3. Efecto de la interacción de las épocas con las fuentes de potasio en la distribución del potasio total de las hojas podadas. Para cada nivel, las letras mayúsculas se leen verticalmente y las minúsculas horizontalmente (DMS p ≤ 0,05)

D. Distribución general del potasio total y del fertilizante en la palma aceitera

Fig. 2. Efecto de la dosis de nitrógeno y las interacciones de las épocas con las dosis de nitrógeno y las fuentes de potasio, en la eficiencia de absorción de potasio de las hojas, hojas podadas y racimos. Para cada nivel, las letras mayúsculas se leen verticalmente y las minúsculas horizontalmente (DMS p ≤ 0,05)

C. Distribución del potasio total en la palma aceitera La concentración de K total (Kt) en las hojas podadas de la época lluviosa fue menor al aplicar K2SO4 que KCl; en la época seca la concentración fue igual aplicar KCl y K2SO4 (Fig. 3). La posible explicación del menor Kt al aplicar K2SO4 es la misma a la indica en la sección B. Es deseable que exista menor Kt en las hojas podadas porque indica que hubo reciclaje de Kt desde las hojas senescentes hacia los sumideros (racimos en crecimiento y hojas nuevas) [18].

Calvache, M.

A continuación se indican diferencias numéricas de la distribución de K en los órganos de la palma aceitera. El estipe, a pesar de tener una de las menores concentraciones de Kpf, 1,04 %, tuvo la mayor EK, 20,11 %; porque el K se diluye al haber mayor cantidad de materia seca, 129,5 kg palma−1, y de Kt, 2,32 % (Fig. 4). La mayor concentración de Kt y EK del estipe indica que el K estuvo transportando por el floema los fotoasimilados desde las hojas hasta los racimos en desarrollo y las hojas nuevas; convirtiéndose así en el principal órgano de reserva del K en la palma aceitera [5,12]. En plantas de palma de seis años y cuatro meses de plantadas, el Kt fue 1,55 % y la materia seca (MS) pesó 320 kg palma−1; valores similares a los encontrados en esta investigación, que fueron 1,88 % y 304,2 kg palma−1, respectivamente [12] (Fig. 4).

determinar más detalladamente su eficiencia de absorción.  Medir la cantidad de potasio del fertilizante que se estaría lixiviando o fijando en el suelo.  Desarrollar una metodología que relacione la distribución del potasio y nitrógeno del fertilizante en los racimos y las hojas podadas con la eficiencia de absorción de la palma aceitera, con el fin de no diseccionarla, porque en estos órganos se observan la mayoría de diferencias significativas.

VI.

Fig. 4. Distribución general del potasio total y del potasio del fertilizante en la palma aceitera

IV.

CONCLUSIONES

 Las hojas podadas de la época lluviosa tuvieron menores cantidades de potasio del fertilizante al aplicar potasio con nitrógeno; y en la época seca al aplicar sulfato de potasio. .  Las raíces acumularon 0,89 % de potasio total; el estipe, 2,32 %; las hojas, 1,57 %; los racimos, 1,84 %; los racimos cosechados, 1,47 %, las hojas podadas, 1,28 % y la planta de palma, 1,88 %. En las raíces se distribuyó 1,67 % de potasio proveniente del fertilizante; en el estipe, 1,04 %; en las hojas, 1,14 %; en los racimos, 3,03 %; en los racimos cosechados, 1,54 %; en las hojas podadas, 1,00 % y la planta de palma, 1,19 %.  Del total del potasio aplicado con los fertilizantes, 0,38 % se distribuyó en las raíces; 20,11 % en el estipe; 12,54 % en las hojas; 4,86 % en los racimos; 4,82 % en los racimos cosechados; 0,67 % en las hojas podadas y 43,53 % fue absorbido por la planta de palma.

V.

RECOMENDACIONES

 Realizar un experimento a largo plazo con dosis crecientes de potasio y nitrógeno, para Calvache, M.

REFERENCIAS

[1] ANCUPA. 2009. La palma en el Ecuador y su importancia [Online] http://www.ancupa.com/ancupa/index.php?opt ion=comcontent&task=view&id=82&Itemid=14 2 (verified 08 de enero del 2009). [2] INEC. 2011. Superficie, producción y ventas, según cultivos permanentes. INEC http://www.inec. gob.ec/espac/2011/c02.xlsx (consultado el 2012-08-30). [3] ANIAME. 2012. La importancia de la palma de aceite en el mundo. ANIAME http://portal.aniame.com/uploads/palmadeacei teenelmundo _001.pdf (consultado el 201201-06). [4] Marschner, H. 1995. Mineral nutrition of higher plants 2 ed., Hohenheim. [5] Ruíz, S.R., y R.A. Sadzawka. 2005. Nutrición y fertilización potásicas en frutales y vides Prograf Impresores, Santiago de Chile. [6] Fassbender, H., y E. Bornemisza. 1975. Química de suelos con énfasis en suelos de América Latina. 1 ed. IICA, Costa Rica. [7] IPNI. 2008. Importancia del potasio en el suelo [Online] http://www.inpofos.org/ppiweb/mexnca.nsf/$w ebindex/9EC7575DCDE53D4786256AB10020 8547?opendocument&navigator=home+page (verified 15 de abril del 2009). [8] Calvache, M., y M. López. 2000. Evaluación de la eficiencia de la fertilización potásica en el cultivo de palma africana utilizando 85Rb como trazador. Informaciones agronómicas 38:8-10.

[9] Basantes, E.M., M. Calvache, y J. Barba. 1992. Estudios preliminares sobre la fertilización nitrogenada en palma africana (Elaeis guineensis Jacq.), utilizando N-15 como trazador. Nucleociencias 3:15,16. [10] Webb, M.J. 2009. A conceptual framework for determining economically optimal fertiliser use in oil palm plantations with factorial fertilizer trials. Nutr Cycl Agroecosyst 83:163-178. [11] INHAMI. 2010. Datos actualizados de la estación meteorológica La Concordia, Ecuador. [12] Ng, S.K., S. Thamboo, y P. De Souza. 1968. Nutrient contents of oil palm in Malaya: II. Nutrients in vegetative tissues. The Malaysian Agricultural Journal 46(3):382–391. [13] Calvache, M., J. Espinosa, J. Córdova, y D. Gangotena. 1991. Determinación del potasio disponible en diferentes fuentes no marcadas (comerciales) utilizando Rb–85 como trazador. Nucleociencias 2(2):5-11. [14] Ramírez, F., y L. Rodríguez. 2008. Estimación de requisitos nutricionales en dos clones de palma aceitera, pp. 9 Seminario Internacional: Manejo y nutrición de palma aceitera, Ecuador. [15] Recalde, F.y Calvache, M. 2008. Evaluación de diferentes sistemas de mantenimiento de la corona de la palma aceitera (Elaeis guineensis Jacq) sobre la absorción de potasio. La Concordia, Esmeraldas, Universidad Central del Ecuador, Quito. [16] Donough, C. 2008. Oil Palm nutrient & fertilizer management and fertilizer recommendation design. In IPNI, ANCUPA, SECS (eds.), Seminario Internacional Manejo y Nutrición de Palma Aceitera, Santo Domingo, Ecuador. 8-9 de abril de 2008. p. 117. [17] Mutert, E.W. 1998. El potasio en la palma aceitera. El Palmicultor 12:6-12. .

Calvache, M.