Fisiología y manejo de la nutrición de boro, potasio y calcio
en pomáceas
Jorge B. Retamales, Ph.D.Universidad de Talca, Chile
Claudio Valdés, Soquimich Comercial S.A., Chile
Contenidos
• Aspectos fisiológicos de la nutrición
• Boro
• Potasio
• Calcio
• Conclusiones
Introducción
• La producción exitosa de fruta integrafactores ambientales, bióticos y humanos
• Objetivo es producción consistente yrentable de fruta de calidad
• Nutrientes deben estar presentes en formaapropiada, en lugar requerido y en tiempopreciso
• Los fertilizantes representan un bajoporcentaje de los costos, pero tienen granimpacto en rendimientos y calidad.
• Para optimizar la nutrición, y tener unafertilización rentable y ambientalmenteaceptable, deben cumplirse las siguientesetapas:
– Determinar las necesidades de nutrientes
– Reemplazar oportunamente lo removido por elcultivo
– Considerar todos los aportes y su eficiencia
• Planta:
– Conjunto integrado de órganos que interactúancon el medio en que viven
• Producción alta y constante requierebalances:
– Vegetativo vs Reproductivo
– Organos aéreos vs subterráneos
NUTRIENTES
FACTORES
BIOTICOSLUZ AGUA
PLANTA AMBIENTE
CRECIMIENTO
REPRODUCTIVOVEGETATIVO
RENDIMIENTO
Factores ambientales, bióticos y humanos que generan un rendimiento de calidad.
• Frutales son plantas con memoria…
– Alteración en ciertos órganos… afecta a otros.
– Carbohidratos, agua y nutrientes fluyen en laplanta, según:
• Prioridad
• Actividad
• Distancia
– Prioridad: Frutos > Yemas > Brotes > Raíces
– Raíces :
• Mayor distancia de fuentes de C
• Especialmente afectadas con desbalances
• Absorción de nutrientes depende de raícesjóvenes
– Solo podrán producirse si hay adecuado balance ala fruta
– Raíces solo crecen a principio y fines detemporada
– Raíces de manzanos crecen con > 6,2°C
– Consideraciones:
• Evitar aplicar cuando no haya raíz nueva
• Evitar antagonismos entre elementos
Modelo del crecimiento relativo de órganos de un árbol frutal
Raíz
Seasonal Patterns of Root Production(Gala/M9)
Feb-0
2
Mar
-02
Abr-0
2
May
-02
Jun-
02
Jul-0
2
Ago-0
2
Sep-0
2
Oct-0
2
Nov
-02
Dic-0
2
Ene-0
3
Feb-0
3
Mar
-03
Abr-0
3
May
-03
Jun-
03
Jul-0
3
Ago-0
3
Sep-0
3
Oct-0
3
Re
lative
ro
ot p
rod
uctio
n (
%)
0
5
10
15
20
25
30
No Mulch Full Irrigation
HB B H
Eissenstat, 2005
• Importancia del Boro, Potasio y Calcio
– Afectan rendimientos
– Afectan calidad
– Déficit no siempre se soluciona aplicándolos
– Requieren comprensión de la fisiología de la planta
Nutrición de Boro
• Introducción
– Déficit prevalente en suelos de textura liviana
– Altos rendimientos ?
– Calidad de los frutos ?
• Fisiología
– Microelemento
– Movimiento a través del xilema
– Elemento inmóvil / asociación con carbohidratos
• Funciones
– Transporte de azúcares
– Crecimiento del tubo polínico
– Lignificación de tejidos
– Metabolismo de carbohidratos, auxinas y fenoles
– Metabolismo de RNA (formación de enzimas)
– Membranas????
– Síntesis y estructura de la pared celular???
• Aporte del suelo
– pH del suelo: B a pH > 6,5
– Alto drenaje o textura liviana: B
– Niveles extremos de humedad: B
– Temperaturas bajas del suelo: B
• Demanda por la planta
– Requerimientos altamente variables
– 90 % de B en pared celular
– Alta intensidad de luz aumenta requerimiento de B (mallas sombreadoras?)
Sintomatología de déficit o exceso
• Déficit
– Reduce diferenciación de los tejidos
• Frutos pequeños con menor número de semillas
• Frutos deformes y achatados
– Quemazón de flores
– Mayor incidencia de russet y partidura
– B en el suelo > bitter pit
– Necrosis de la corteza (bark measles)
– Muerte de yemas desde el ápice (shoot dieback)
– Interrupción del crecimiento de la raíz
Necrosis de corteza
Partidura de frutos
0
10
20
30
40
50
0 20 40 60 80
B fruta (ppm)
Bit
ter p
it (
%)
Urea Urea-Boro
Relación entre concentración de B en la fruta (ppm) e
incidencia de bitter pit (%)
Sintomatología de déficit o exceso
• Exceso
– Variación en susceptibilidad según variedad
– Disminución en el rendimiento
– Aumenta descomposición interna y corazónacuoso
– Muerte de yemas terminales y brotes
– Clorosis marginal de hojas, seguido de necrosisy defoliación
– Hojas pequeñas, elásticas al tratar de doblarlas
• Diagnóstico del status de B en la planta
– Tejidos reproductivos tienden a mostrar síntomas de déficit de B antes que tejidos vegetativos (Cuadro 1).
Frutos Hojas flor
Manzano Pera Ambos Pera
Deficiente
Excesivo
< 10 < 20 < 20 < 15
> 60 (Delicious) > 45 D´Anjou > 80 > 90 D´Anjou
(Jonathan)
> 40 (otros cv) > 55 Bartlett > 115 Bartlett
Fuente: Peryea and Drake, 1991; Peryea, 1994
Cuadro 1 : Niveles de boro ( ppm) en tejidos de pomáceas
• Diagnóstico del status de B en la planta
– Concentración de B en la hoja a mediados de verano y aquella del fruto a la cosecha presentan escasa correlación
– Análisis de suelo no refleja el nivel de B en la planta
0
20
40
60
80
0 1000 2000 3000 4000
B suelo (%)
B f
ollaje
(%
)
0
20
40
60
80
10 30 50 70 90
B hoja (ppm)
B f
ruta
(pp
m)
Relación entre B en el suelo y en
el follaje
Relación entre B en la hoja
(ppm) y en la fruta
• Fertilización
– Se aplican boratos: ácido bórico y borato de sodio, al suelo y follaje
– Suelo: 3,5 kg B/ha cada 3 años (variable)
– Aplicaciones foliares: buenos resultados• Reducen riesgo de exceso de B
• Permite solucionar más rápidamente deficiencias
• 0,3 a 3,0 kg B/ha antes de época de floración
• Efectos nocivos cuando se aplica con aceites
• Absorción ácido bórico 1%: 88 % en manzanos
96 % en perales
Distribución de B en frutos de Starking Delicious provenientes de árboles
que recibieron una aplicación de B a mediados de verano
0
20
40
60
80
Piel Pulpa externa Pulpa interna Cavidad seminal
Sección del fruto
B e
n tejid
os (
mg/k
g M
.S.) Bg/ árbol
22,6
11,3
0,0
• Aplicaciones foliares de B altamente eficientes en manzanos y peras
– Mayor absorción durante las primeras 5 horas
• 60 % absorción en manzanos
• 80 % absorción en perales
– Permite duplicar concentración en frutos de manzanos dentro de 72 h.
– Tasa de absorción de ácido bórico similar a urea
• Promueven penetración de otras moléculas
• Penetran cutícula 10 - 20x más rápido que otros compuestos
• Aplicaciones pre o postfloración
– cuaja, rendimiento, concentración de Ca
– Aceleran madurez de los frutos
– Firmeza y peso de frutos
• Aplicaciones en floración
– Menos eficientes
– Escaso transporte de B exógeno
– Pueden ser tóxicos
– Se requiere gradiente de B dentro de la flor
Efecto de B en frutos (5 ó 10 %) aplicado junto con polen en piqueras
Royal Gala Fuji Resumen
5% 10% 5% 10 %
Peso
Diámetro
Largo
Color
Firmeza
S.S.
N° semilla
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Nutrición de Potasio
• Introducción
– No forma parte de compuestos orgánicos en frutales
– Unico catión monovalente esencial para plantas
• Fisiología
– Alta movilidad en la planta a todo nivel
– Movilidad en el suelo es escasa
– > raíces finas > concentración de K en la planta
• Fisiología
– Reducen nivel de K :
• Menor crecimiento del sistema radical
• Carga excesiva de fruta
• Realización frecuente de anillados
• Acción de plagas (coleópteros, nemátodos)
• Aplicaciones de N y P mediante fertigación
• Bajo suministro de B en el suelo (crecimiento raíz)
– Concentración de K afectado por portainjerto
• MM106 Favorece acumulación de K
• M27 Menor acumulación
• Funciones
– Estabilización del pH
– Regulación osmótica
– Activación de enzimas
– Síntesis de proteínas
– Crecimiento de las células
– Regulación de apertura estomática
• Aportes del suelo
– Suministro varía dependiendo de tipo de suelo
– Arcillas 2:1 fijan K en su estructura
– Absorción se restringe con baja humedad en suelo
• Demanda por la planta
– K se absorbe según demanda ejercida por brotes
– Similar esquema de acumulación de K y carbohidratos
– Asociación entre niveles de M. Seca y K en frutos
– Requerimiento de K por frutos similar al de N y Ca
• Demanda por la planta
– Nivel de K en fruto (en base a peso fresco)correlacionado positivamente con tamaño defruto, color y sólidos solubles
– K en madera frutal disminuye con la edad
– Fluctuación en la temporada
• Demanda por la planta
– En manzanos:
40 tons/ha 70 tons/ha
• exportados por producción 42,0 kg K 73,0 kg K
• restos de poda 4,4 kg K 7,2 kg K
• Sintomatología de déficit o exceso
• Déficit:– Principal síntoma: quemazón de hojas
– Quemazón avanza en hoja del margen al centro
– 1% K foliar, las hojas no presentan síntomas,pero frutos no colorean normalmente
– Tejidos vegetativos menos sensibles a K
– Floración no afectada por déficit leve de K
– K Fruta pequeña, color opaco
Madurez de frutos se retrasa
• Sintomatología de déficit o exceso
• Exceso:
– K y Ca: afectan la calidad de los frutos
– K afecta absorción de Ca y Mg por raíces
– Incremento en incidencia de Bitter pit
– Incremento en Escaldado
– Incremento en descomposición interna defrutos
• Diagnóstico del status de K en la planta
– Según varios autores, niveles foliares adecuados :
Manzanos : 1,1 a 1,8
Peras : 1,0 a 2,0
– K foliar disminuye al avanzar la temporada
– Arboles jóvenes: > nivel de K que árboles maduros
– Altas cargas reducen nivel foliar de K
– Nivel foliar: considerar carga frutal de temporada
– Límite inferior del rango sólo sería adecuado conalta carga.
– Programa fertilización potásica requiere:
Análisis foliar y de suelo
– Hay dificultades para muestrear adecuadamente suelo en zona ocupada por raíces
• Fertilización: Dosis de corrección y mantención
– Zona manzanera Chile: K disponible +/- 80 ppm
– Dosis de corrección: 240 kg K2O suelo aluvial-aren.
390 kg K2O suelo franco
540 kg K2O suelo arcilloso
– Dosis mantención: sostiene niveles adecuados de K
• 50 tons/ha en manzanos dosis de 65 kg K20/ha
– Incorporación de K durante preparación de suelo, buena oportunidad para agregar K al suelo
– Mayor eficiencia al aplicar fertilizante sobrehilera
Fertilización (cont.):
– Fertilizantes potásicos disminuyen desarrollo de micorrizas tipo VAM
– Muriato de potasio: absorción de Mn, Zn y Cu
– Sulfato y Muriato de K aptos para aplicar por goteo
– Nitrato de K muy soluble y no precipita con Ca, Mg u otro ion no tapará emisores de riego
– Se deben monitorear niveles de Ca en frutos
– Fertirrigación: contradictoria en Pomáceas
• Canadá: Una temporada fertigación enmendó déficit
• Israel: Cuatro temporadas no subsanó déficit
– Fertilizantes con misma forma de potasio: K+
– Todos solubles en agua
– Reacción neutra en suelo (excepto nitrato de K)
– Mayor consumo: Cloruro o Muriato de K
1992 1993 1994 1995 19960
1
2
K f
oli
ar
(%)
b
aa
a
a a
b bb
b
1994 1995 19960
1000
2000
K e
n f
ruto
(p
pm
PF
)
a
b
a
b
a
b
0 g K/árbol/año
15 g K/árbol/año
Efecto de la fertigación de K en el contenido de K foliar y
del fruto en manzanas (Gala, Fuji, Spartan, Fiesta)
Neilsen et al., 2005
Efecto de la fertigación de K
en el rendimiento y peso de fruto
0 g K/árbol/año
15 g K/árbol/año
0
2
4
6
8
1994 1995 1996
Ren
dim
ien
to (
kg/á
rbol)
ns
*
***
0
50
100
150
200
250
1994 1995 1996
Pes
o d
e fr
uto
(g
)
*
****
0
2
4
6
8
1994 1995 1996
Ca
en
fru
to (
mg
/10
0 g
PF
)
Efecto de la fertigación de K
en la concentración de Ca
0 g K/árbol/año
15 g K/árbol/año
**
*ns
Neilsen et al., 2005
Efecto del K en la
calidad de fruto: Neilsen, 2005
Acidez→Aumentó 3/3años → 60-90 mg Acido
Málico/100 mL
Color →Aumentó 2/3 años → 5% rojo sólido
Firmeza → Bajó 2/3 años → 3-7 N
Nutrición de Calcio
• Introducción
– Ca afecta calidad interna y externa de los frutos
– Externa: Desordenes fisiológicos: Corcho,degradación interna, escaldado, enfermedades
– Interna: Firmeza, tasa respiración
– Niveles requeridos para obtener frutos decalidad son difíciles de lograr “naturalmente”
• Fisiología
– Niveles de Ca son variables
Entre Huertos (zonas)
Dentro del huerto
Dentro del árbol
Dentro del fruto
– Requerimientos de Ca generalmente no sesolucionan con aporte de Ca al suelo
Aporte Zona productora (Latitud)
33° S 34° S 35° S
Agua de riego
Ca en solución del suelo
Total
630
2.040
2.670
280
1.360
1.640
105
920
1.025
Estimación del Ca aportado por el riego y el suelo en Chile. Ruiz, 1996.
(Datos en kg de Ca/ha).
Componentes Granny Smith
(80 ton/ha)
R. Delicious
(45 ton/ha)
Poda anual
Fruta
Hojas1
Flores y frutos caídos1
Total
16
7
110
8
141
58
4
124
5
1911 Datos calculados de la materia seca de acuerdo a Batjer y Rogers (1952) y
concentración de Ca medida para las condiciones chilenas (Ruiz, 1995).
Distribución de Ca en distintos órganos de la planta (Datos en kg de Ca/ha)
En consecuencia:
Aporte del suelo >>> Demanda por la fruta
1025 - 2670 kg Ca/ha 4 - 7 kg Ca/ha
0
20
40
60
80
100
1-Nov 23-Nov 14-Dic 3-Ene 25-Ene 10-Feb 18_feb
Fecha
% d
e x
ile
ma f
un
cio
nal
Proporción de xilema funcional en la temporada
• Funciones
– Estabilización de tejidos y membranas
– Segundo mensajero (Calmodulina)
– Cofactor de enzimas
– Osmoregulador celular en estrés hídrico
– División y elongación celular
– Crecimiento del tubo polínico
– Regula el envejecimiento celular
Manejo del bitter pit
• Prevención - Factores predisponentes
• Predicción - Análisis mineral
- Infiltración en Sales de Mg.
• Control: Aporte extra de Ca al fruto
• PREVENCIÓN: Factores que afectan suministro de Ca a frutos
– SUELO:
• Control de malezas: > control > crecimiento de brotes y < Ca a los frutos
• Nutrición: NO3 vs NH4 ( < pH )
• Riego: Deficit Leve > Ca al fruto (Crec. brotes)
Efecto K y N en incidencia de bitter pit, G. Delicious
kg N /ha
Dosis de K (kg/ha)
150 250
0
120
240
10
15
29
10
20
30
Fuente: Mantinger, 1986
• PREVENCIÓN: Manejo de la Planta
– Poda: Severidad
Epoca : Verano vs Invierno
– Raleo: Huerto Braeburn de 4 años
75 % BP con 55 frutos/planta
50 % BP con 150 frutos/planta
– Poda raíz: Disminuye Bitter pit
– Calidad de dardos
Epoca de poda e incidencia de bitter pit
Variedad Epoca de poda (H. Norte)
Invierno Verano
Jonathan
Gloster
Boskoop
49
27
20
12
12
8Fuente: Struklec, 1994
• PREVENCIÓN: Manejo de la fruta
– Polinización / Nº de semillas
– Flores: Terminales > Ca que laterales
– Ubicación frutos: Alto en la copa > B. Pit
– Epoca de cosecha: Fruta inmadura > B. Pit
– Almacenaje: Atmósfera controlada < aparición de bitter pit
PREDICCIÓN: Fundamentos
• Predicción implica conocer anticipadamente la incidencia de Bitter pit que ocurrirá en post-cosecha
• Bitter pit: Incidencia asociada a Ca en fruta
• Niveles de Ca en fruta variables y difíciles de medir
• Debe buscarse sistema barato, eficaz, consistente y practicable
• Análisis mineral de frutos ha sido sistema más usado para predecir bitter pit
Comparación métodos de predicción
Item
Infiltración en
Magnesio
Análisis mineral
Costo por muestra (U$)
Operación
Parte del fruto usado
Observación síntomas
Capacidad predictiva
Estrategia marketing
10 – 24
Usuario
Completo
Sí
0,41 –0,87
Sí
12 – 24
Laboratorio
Variable
No
0,12 – 0,40
No
Como aumentar Ca hacia el fruto ?
• Manejo de factores predisponentes
- Suelo: > suministro de Ca
- Planta: > proporción de Ca hacia fruto
• Control: Aporte extra de Ca
- Precosecha
- Postcosecha
Calcio : Aplicaciones pre - cosecha
• Cuantas ?: 5 -10 aplicaciones cada 15 -25 días (0,3 - 0,5 %) durante la temporada
• Cuando ?: Aplicaciones tempranas (Nov.-Dic) y tardías (Feb.-Mar.) serían más efectivas
• Con que ?: Generalmente es más importante la cantidad de Ca aplicado que producto usado
• Cuanto ?: 70 - 120 kg CaCl2/ha
Efectos :
• Aportan 10 - 35 % de la concentración deCa en el fruto
• Pueden reducir Bitter pit hasta en 80%,dependiendo de condición del huerto
• Firmeza puede aumentar 0,5 - 0,7 lb
• Pudriciones pueden bajar hasta en 20 %
Efectos de aplicaciones concentradas en pre - cosecha de CaCl2para reducir descomposición interna en Spartan
FFrruuttooss aaffeeccttaaddooss CCoonncceenn.. CCaa CCoobbeerrttuurraa rreellaattiivvaa %% ppppmm PPFF %%
BBaassee AAppiiccee BBaassee AAppiiccee BBaassee AAppiiccee
TTeessttiiggoo
22,,55 %% CCaaCCll22
33333300 lltt//hhaa
77,,55 %% CCaaCCll22
11111100 lltt//hhaa
1111,,88
55,,88
11,,99
1122,,99
1188,,22
1144,,22
2299,,66
3366,,99
3377,,55
2266,,77
3311,,88
2299,,77
----
5500
8844
----
3366
4444
Fuente: Looney, 1977
Características de aplicaciones concentradasde Ca
• Pueden ser usadas cuando deficiencia de Caes importante
• Al cabo de unos días producen daño en follaje(pero no a la fruta)
• Se acelera caída de precosecha (1 de 4temporadas)
• No habría efecto residual para año siguiente
Efecto de carga frutal y N° de aplicaciones de CaCl2(0,5%) sobre incidencia de Bitter pit en Braeburn.
Carga Frutal
(frutos/árbol)
N° aplicaciones Incidencia Bitter Pit (%)
55 0 75
2 45
4 40
70 0 65
2 25
4 25
140 0 50
2 30
4 10
Lepe (1999)
Aplicaciones Post - cosecha
• Inmersión
– Forma eficiente de aplicar Ca a la fruta
– 3 - 4% (CaCl2), puede aportar lo mismo que 8aplicaciones en precosecha
– Debe dejarse actuar por 48 hrs. para efectocompleto
– Diferencias en Tº aumentan absorción de Ca
Sin embargo:
• Puede ser muy tarde
• Probable daño a la fruta
• Solo aplicar si es necesario
Efecto de inmersión en CaCl2 en la concentración de Ca (mg/Kg) en frutos cv. Sturner Pippin
Agua CaCl2 (2%)
Epidermis
Pulpa
135
42
180
46
Fuente: Scott et al.,1985
Infiltración de Ca al vacío o con presión
• Estos métodos pueden aumentarfuertemente los niveles de Ca en los frutos
• Presión es más efectivo en aumentar Ca queel vacío
• Nivel de daño a la fruta puede ser alto
• Fruta inmadura se ve menos afectada
• Infiltración al vacío discontinuada en N.Zelandia
Conclusiones generales
– Niveles de B, K y Ca afectan rendimientos y calidad de fruta
– Déficit no siempre se soluciona aplicándolos; hay importante efecto de prácticas de manejo
– Requieren comprensión de la fisiología de la planta; integración de suelo, clima, planta y manejo
Conclusiones: Boro
• Mayores problemas en suelos arenosos, con pH bajo 6,5 y con niveles extremos de humedad
• Alta intensidad de luz aumenta requerimientos
• Déficit afecta diversas funciones en la planta
• Aplicaciones foliares en pre o post floración son altamente efectivas y eficientes
Conclusiones: Potasio
• Alta movilidad en planta, pero baja en suelo
• Niveles en la planta se reducen con: alta carga, anillado frecuente, daño raíces y bajo nivel de B en suelo
• K en fruto asociado a: tamaño, color y dulzor
• Dosis de corrección (240 kg K2O suelo arenoso a 540 kg K2O suelo arcilloso)
• Dosis Mantención: 1,2 kg K2O por Ton fruta
• Fertigación: efectos variables según clima
Conclusiones: Calcio
• Bajo Ca en los frutos reduce calidad interna y externa
• Bajo Ca en frutos generalmente se debe a problemas en distribución en la planta y no a aporte desde el suelo
• Variedades susceptibles a bitter pit restringen antes acumulación de Ca en los frutos
• Manejos deben optimizar acumulación de Ca en los frutos
• Manejo del bitter pit debe ser integral: Prevención, predicción y control
• Método mas efectivo de predecir bitter pit es infiltración de frutos con Mg en precosecha
• Control puede incluir aplicaciones diluidas o concentradas en precosecha o postcosecha
• Atmósfera controlada retarda aparición de síntomas de deficiencia de Ca en almacenaje
Conclusiones: Calcio (cont.)
Finalmente: nunca está demás una cuota de sabiduría
Muchas gracias …
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