AREA DE PRODUCCION AGRICOLA

Proyecto núm. SC93-139

DINAMICA DE NUTRIENTES Y MEJORA DE LAS TECNICAS DE FERTILIZACION EN CITRICOS

Equipo Investigador Francisco Legaz Paredes (Dr. C.B.); Bernardo Martín Olmo (I.T.Q.); María Dolores Serna Guirao (Dra. C.B.); Niceto Muñoz Enrique (Dr. C.B.).

Equivalente de jornada completa: 2,60

Centro de Investigación Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias. (IVIA). Valencia

Duración:

Enero, 1993 - Diciembre, 1996.

Coste:

Miles de pesetas: 14.037 Financiación INIA: 100%

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LANTEAMIENTO Y OBJETIVOS

La Comunidad Valenciana posee amplias zonas de agricultura intensiva, especialmente en las zonas litorales, donde predomina el cultivo de cítricos y en menor extensión el de hortalizas. En estos cultivos se aportan cantidades muy elevadas de fertilizantes nitrogenados y de agua de riego, lo que ocasiona que exista un flujo importante de nitrato en el agua de drenaje que provoca la contaminación de los acuíferos. Por ello, para reducir la creciente tasa de contaminación en las zonas citrícolas, es absolutamente necesario racionalizar al máximo la aplicación de los fertilizantes nitrogenados. Esto puede conseguirse mediante un estudio exhaustivo de los siguientes puntos: • Determinación de las necesidades nutritivas en N en cítricos de diferentes edades • Cuantía y distribución en diferentes partes de la planta del N anual absorbido • Mejora de la eficiencia de la fertilización nitrogenada Los dos primeros aspectos han sido ampliamente estudiados en proyectos anteriores; por ello, el primer objetivo de este proyecto ha sido: • El desarrollo de métodos de fertilización nitrogenada más eficientes. Investigar aquellos aspectos que nos permitan optimizar la fertilización nitrogenada, tanto en los sistemas de riego superficial como localizado, para ello se han abordado dos aspectos básicos: 1. Determinación de la eficiencia de absorción del N en función del tipo de fertilizante, época de aplicación y características del suelo. Estas investigaciones se han realizado en contenedores de 1.000 litros de capacidad con dos suelos calizos típicos del cultivo de los cítricos, uno de textura arenosa y otro franco. Un grupo de plantas jóvenes se abonaron en primavera con sulfato amónico y otro con nitrato potásico. En verano se aplicó sólo nitrato potásico a otro grupo de plantas. Ambos fertilizantes estaban enriquecidos con el isótopo estable N-15. 2. Estudio del efecto de los inhibidores de la nitrificación incorporados a fertilizantes amoniacales sobre la eficacia de absorción del N por la planta y reducción de perdidas de éste por lavado. En este estudio se utilizó la diciandiamida (DCD) aña234

dida al nitrosulfato amónico como inhibidor de la nitrificación. En los tratamientos se compararon dosis iguales de este fertilizante con y sin la adición del inhibidor DCD al 2%. Las investigaciones se realizaron a tres niveles: en plantas jóvenes cultivadas en invernadero (sustrato turba y arena), o en contenedores de 4 m2 de superficie y 1 m de profundidad con lisímetros incorporados de 300 litros de capacidad. En árboles adultos cultivados en condiciones de campo. Otro objetivo al que hay que se prestó atención ha sido: • La mejora de la fertilización a través de sistemas de riego localizado por goteo. Este objetivo se justifica por la amplia difusión que está adquiriendo el riego localizado en el cultivo de los cítricos. Una de las prácticas más interesante que permite esta técnica, es la posibilidad de aplicar los fertilizantes con alta frecuencia, disueltos en el agua de riego. Sin embargo, esta forma de aplicación de los fertilizantes plantea algunos interrogantes que es necesario investigar en profundidad. Para ello se han abordado los aspectos siguientes: 1. Estudio de la movilidad de los iones nitrato (NO-3) y amonio (NH+4) en el bulbo de humedad del suelo. Nitrificación del ion amonio en la zona húmeda del bulbo 2. Dinámica del anión fosfato (PO3-4) aplicado en forma de ácido fosfórico en suelos calizos. Ambos estudios se llevaron a cabo un huerto comercial de clementina de Nules y se ha comparado la distribución de los iones citados a diferentes profundidades en el bulbo de humedad del suelo, en riego localizado superficial y enterrado. 3. Interacciones entre los iones potasio y magnesio en el bulbo de humedad del suelo y su efecto en la nutrición de los agrios en riego localizado por goteo. En otra parcela de clementina de Nules se ha estudiado la alteración de la relación potasio/magnesio en la planta y en el suelo, mediante el aporte de Mg como sulfato de magnesio (Epsonita) o como un quelato de magnesio aplicados en fertirrigación. También se ha ensayado el efecto del nitrato de magnesio aplicados por vía foliar. 4. Otro aspecto menos relevante, pero que también es de interés, ha sido la corrección de estados deficitarios en hierro, cinc y

productos muy económicos como el sulfato de cinc y de manganeso frente a un quelato de cinc y manganeso con acidos húmicos y fulvicos. Todos los productos se aplicaron por vía foliar o en riego por goteo.

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ESULTADOS

• Los resultados obtenidos en los diferentes tratamientos con fertilizantes enriquecidos con 15N, se observa que en todas las épocas estudiadas las mayores eficiencias del N absorbido del fertilizante se han encontrado en el suelo arenoso y con el N aplicado en forma de nitrato. Mientras que las menores eficiencias se correspondieron con el N aplicado en forma de amonio en el suelo franco. • De los estudios de la aplicación de los inhibidores de la nitrificación se ha deducido que los árboles adultos tratados con nitrosulfato amónico más DCD mostraron concentraciones foliares de N significativamente más altas que los tratados con este fertilizante y sin DCD. Además, éste aumentó significativamente la producción, número de frutos e índice de color con respecto al control. Los aumentos no fueron significativos en comparación al nitrosulfato amónico. Por otro lado, en los ensayos en invernadero y contenedores se observó una notable reducción en las pérdidas de N por lavado en los tratamientos con la adición de DCD. • Se observó que las concentraciones de nitrato son mucho mas elevadas en el bulbo de humedad del riego por goteo enterrado (30 cm de profundidad) que

INFORMACION CIENTIFICA Y TECNICA PROPORCIONADA POR EL PROYECTO. POSIBLES APLICACIONES • La efectividad de las diferentes formas de N aplicadas en los cítricos ha sido escasamente estudiada. Muchos ensayos se han realizado con fertilizantes tradicionales y se han centrado únicamente en los efectos de los diferentes

en el superficial. Esto indica que la nitrificación del amonio en estas condiciones es más eficiente. • El anión fosfato presenta una movilidad similar en el riego enterrado y en el superficial. Hasta 30 cm de profundidad, los contenidos de fósforo son mayores en el riego superficial; mientras que a profundidades mayores de 30 cm se observó mayor concentración de fósforo en el riego enterrado. • De los estudios de la interacción potasio-magnesio se ha concluido que cuando el contenido de Mg en el agua de riego es superior a 50 mg por litro, no se precisa el aporte de fertilizantes magnésicos en fertirrigación y en el caso de aplicarlos se puede inducir una alteración en la relación óptima de K/Mg, tanto en la planta como en el suelo. • De las aplicaciones de micronutrientes se ha deducido que el quelato de hierro fue más eficaz aplicado sólo que junto con el quelato de cinc y manganeso. Posible mente por el antagonismo de absorción entre los cationes Fe, Zn y Mn. Los sulfatos de cinc y manganeso fueron ligeramente menos eficaces que el quelato de cinc y manganeso, tanto en las aplicaciones por vía foliar como en fertirrigación.

tipos de abonos sobre la concentración foliar de N, producción y calidad del fruto. En cambio, al utilizar fertilizantes enriquecidos con N-15, se ha podido evaluar la eficiencia absorción de los fertilizantes nítricos aplicados en primavera o en verano, en un suelo arenoso y en otro franco. También se ha cuantificado la eficiencia de los fertilizantes amoniacales aplicados en primavera en ambos tipos de suelos (Tabla 1). 235

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manganeso en riego localizado. En este sentido se han ensayado la eficiencia de un quelato de hierro con ácidos húmicos y fúlvicos aplicado en fertirrigación. Por otro lado, se ha comparado la efectividad de

Tabla 1 Eficiencia de absorción del N en función del tipo de fertilizante, época de aplicación y características del suelo % de absorción del N procedente del fertilizante Tratamiento primaveray

19 Mayoz

20 julio

Nitrato/suelo arenoso ......................... Nitrato/suelo franco ............................ Amonio/suelo arenoso ....................... Amonio/suelo franco ..........................

14,6 7,5 14,4 5,2

43,7 26,0 39,0 20,7

Tratamiento veranox Nitrato/suelo arenoso ......................... Nitrato/suelo franco ............................

22 septiembre 58,1 37,5 39,2 36,0 16 septiembre

24 noviembre 56,8 37,4 38,8 36,0 17 noviembre

47,6 58,4 35,3 51,1

z: Epoca de extracción de los árboles del suelo y: Los fertilizantes nitrato potásico y sulfago amónico se aplicaron el 26 de marzo x: El nitrato potásico se aplicó el 24 de julio

Se observa claramente que en todos los tratamientos efectuados, el mejor aprovechamiento del N procedente del fertilizante se ha alcanzado con el nitrato potásico aplicado en el suelo arenoso. Además, de determinar la eficiencia cada fertilizante en cada tipo de suelo, la técnica del marcado isotópico permite cuantificar la distribución del N absorbido del fertilizante entre los diferentes órganos de plantas a lo largo del ciclo de crecimiento. Toda esta información es básica para recomendar a los agricultores los abonos nitrogenados más apropiados para cada época y tipo de suelo. • Los abonos de liberación lenta ha sido ensayados en los cítricos obteniéndose resultados poco satisfactorios. Esto se debe a que su velocidad de descomposición en el suelo no se ajusta a las necesidades de absorción por la planta. Por otra parte, su elevado precio imposibilita su uso en plantaciones comerciales. Actualmente, parece mas interesante la utilización de fertilizantes amoniacales adicionados con inhibidores de la nitrificación. Entre estos el que presenta mayor eficacia es el DCD (diciandiamida), que actúa sobre las bacterias Nitrosomonas del suelo, retardando el proceso de la nitrificación (paso del amonio a nitrato). Los diversos ensayos realizados en condiciones controladas de invernadero, así como en contenedores o en campo, mostraron que la adición del DCD mantenía el N aplicado en su forma amoniacal durante un mayor período de tiempo que sin adición de DCD. Con ello se mejoró la eficiencia de la fertilización nitrogenada de los cítricos y se redujeron las pérdidas de nitrato por lixiviación. Esto indica que con la aplicación de este tipo de abonos se podría disminuir la contaminación potencial de las aguas subterráneas. La utili236

zación de este tipo de abonos es aún poco importante, debido a que su precio el bastante superior al de los abonos tradicionales. • En cuanto a la distribución en el bulbo de humedad de los iones NO-3 y NH+4 .se ha observado que el ion nitrato se mueve con gran facilidad; en cambio, el ion amonio presenta una movilidad más restringida, pero se nitrifica rápidamente en el bulbo, por lo tanto esta forma de aportación de N no presenta problemas de distribución. En lo que respecta a las variaciones estacionales de sus concentraciones en el bulbo de humedad, se observó que ambos iones mostraron unos niveles mínimos durante el final de la primavera, coincidiendo con el período de máxima absorción y tendían a aumentar al final del verano y durante el otoño. • Los datos obtenidos reflejan que el ion fosfato aplicado en riego por goteo presenta una movilidad considerablemente más alta tanto en profundidad como en sentido horizontal, que cuando se aplica en riego tradicional. Por otro lado, con la fertirrigación este ion se localiza en la zona en donde se encuentra la mayor parte del sistema radical absorbente. Estos hechos pueden explicar la mejoría que se observa en la nutrición del fósforo, cuando se aplica con este sistema de riego. • En riego localizado por goteo es muy conveniente que la relación K/Mg en la solución nutritiva se mantenga en un rango óptimo paras que no se induzcan deficiencias de ambos nutrientes en la planta. De la aplicación de diferentes dosis de fertilizantes magnésicos (sulfato de magnesio y un quelato de magnesio) se observó que solamente es necesario el suministro de Mg cuando el contenido de este nutriente en el agua de

Aportación de magnesio de acuerdo a la concentración de éste en el agua de riego Mg++ (mg/l)

Kg MgO/Ha

10 20 30 40 50

58 116 174 232 290

Para calcular la cantidad de magnesio aportadas por el agua de riego se ha considerado: • un volumen total de agua de 5000 m3/Ha • una eficiencia de riego del 70% • el factor de conversión de Mg a MO es 1.66

riego es inferior a 50 mg por litro. Esto supone un ahorro considerable de fertilizantes magnésicos,debido a que las aguas de riego de la zona cítrícola contienen elevados contenidos de Mg. En la Tabla 2 se dan las cantidades de Mg suministradas por el agua de riego. Además se vio que los tratamientos con Mg en un agua de riego con 62 mg de Mg/litro alteraron la relación foliar K/Mg, como consecuencia del incremento de la concentración Mg en las hojas. Así mismo, esta relación también se alteró en el suelo, debido a la disminución del contenido en K originada por el intercambio catiónico del Mg aplicado y el lavado por el agua de riego del potasio desplazado. • Las mismas dosis de cualquier producto de cinc y manganeso aplicadas por vía foliar o en riego por goteo proporcionan concentraciones foliares de estos nutrientes completamente diferentes. Esto ocasiona interpretaciones erróneas de los resultados. Las hojas de los árboles tratados por vía foliar muestran niveles mucho altos en Zn y Mn que las de los tratados en riego por goteo, debido a que como se trata de elementos poco móviles en la planta, en los tratamiento foliares se está analizando parte del elemento acumulado y no metabolizado; mientras que en los tratamientos por goteo la concentración foliar está indicando realmente el elemento absorbido por vía radical. Esto induce a pensar que estos nutrientes aplicados por vía foliar se consideren más eficaces que aplicados en fertirrigación.

FORMACION DE PERSONAL Elaboración y presentación de la tesis doctoral de Mª Consuelo Calot Montalvá, titulada “Moviliza-

ción de fracciones nitrogenadas órganicas en los cítricos”, en la Facultad: Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Valencia. Septiembre, 1994. Apto “cum laude” Elaboración de la tesis doctoral de José Miguel Martínez Martínez, titulada “Eficiencia de la absorción del nitrógeno en función del tipo de fertilizante, la época de aplicación y las características del suelo” en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos de la Universidad Politécnica de Valencia. Elaboración y presentación de la tesis de Master en Citricultura de Gerardo Calvo Calabuig, titulada “Fertilización de los cítricos en riego localizado por goteo” en Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. (U: P. V.) e Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias. Febrero, 1996. Calificación: Apto.

PUBLICACIONES Artículos científicos Serna, M.D., Legaz, F., Primo-Millo, E. 1994. Efficacy of dicyandiamide as soil nitrificaction in citrus production. Soil Sci. Soc. Am. J., 58. 18171824. Legaz, F., Serna, M.D., Primo-Millo, E. 1995. Mobilization of the reserve N in citrus. Plant and Soil, 173. 205-210. Serna, M.D., Legaz, F., Primo-Millo, E. 1996. Improvement of the N fertilizer efficiency with dicyandiamide (DCD) in citrus trees. Fertilizer Research, 43. 137-142. Bañuls, J., Serna, M.D., Legaz, F., Talón, M., Primo-Millo, E. 1997. Growth and gas exchange parameters of Citrus plants stressed with different salts. J. Plant Phisiol., 150. 194-19.

Artículos de divulgación Serna, M.D., Legaz, F., Primo-Millo, E. 1993. Evaluación de la diciandiamida (DCD) como inhibidor de la nitrificación en cítricos. Levante Agrícola, 324.3. 168-180. Serna, M.D., Legaz, F. 1995. Criterios Básicos para conseguir un fertilización nitrogenada óptima. El Agricultor Cualificado. Revista de Transferencia de Tecnología. Consellería de Agricultura y Medio Ambiente Generalitat Valenciana, 1. 10-18. 237

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Tabla 2

Legaz, F., Serna, M.D., Ferrer, P., Cebolla, V., Primo-Millo, E. 1995. Análisis de hojas, suelos y aguas de riego para el diagnóstico nutricional de plantaciones de cítricos. Procedimiento de toma de muestras. Folleto de divulgación. Servicio de Transferencia de Tecnología Agraria. Dirección General de Investigación y Tecnología Agraria. Consellería D’Agricultura, Pesca i Alimentació. Generalitat Valenciana. 28 pp. Legaz, F., Serna, M.D., Primo-Millo, E. 1995. La deficiencia de hierro en los cítricos. Folleto de divulgación. Servicio de Transferencia de Tecnología Agraria. Dirección General de Investigación y Tecnología Agraria. Consellería D’Agricultura, Pesca i Alimentació. Generalitat Valenciana. 19 pp. Legaz, F., Serna, M.D., Primo-Millo, E. 1995. La deficiencia de cinc en los cítricos. Folleto de divulgación. Servicio de Transferencia de Tecnología Agraria. Dirección General de Investigación y Tecnología Agraria. Consellería de Agricultura y Medio Ambiente. Generalitat Valenciana. 14 pp. Legaz, F., Serna, M.D., Primo-Millo, E. 1996. Sintomatología de las deficiencias y excesos minerales en los cítricos. Cumunitat Valenciana Agraria. Revista de información Técnica. Consellería de Agricultura y Medio Ambiente. Generalitat Valenciana, 5. 3-10.

Trabajos presentados a congresos, reuniones o simposios Legaz, F., Serna, M.D., Primo-Millo, E. Respuesta del naranjo “Navelino” a la aplicación foliar de zinc y manganeso. II Congreso Ibérico de Ciencias Hortícolas/V Congreso Nacional de la S. E. C. H. Zaragoza (Espana). Abril, 1993.Ed.: INIA. Legaz, F., Serna, M.D., Primo-Millo, E. Mejora de la eficiencia de la utilización de los fertilizantes nitrogenados. I Congreso de Citricultura de la Plana. Nules, Castellón (Espana). Marzo, 1993. Ed.: Ajuntament de Nules. Serna, M.D., Legaz, F., García Mina, J.M., Martín, B., Primo-Millo, E. Response of clementine citrus trees to fertigation and spray applications of different micronutrient compounds. Symposium Mediterraneen sur mandarines. San Giulano,Córcega (Francia). Marzo, 1995. Ed. Station de Recherche Agronomique. Serna, M.D., Legaz, F., Muñoz, N., García-Mina, J.M., Martín, B., Primo-Millo, E. Effectiveness of magnesium fertilizers applied by fertigation and foliar spray in clementine citrus trees. Symposium Mediterraneen sur mandarines. San Giulano,Cór238

cega (Francia). Marzo, 1995. Ed.: Station de Recherche Agronomique. Cebolla, V., Ferrer, P., Molinero, J.J., Trenor, I., Soler, J., Legaz, F. A decision support system for fertilization and drip irrigation on mandarine and otrer citrus crop. Symposium Mediterraneen sur mandarines. San Giulano,Córcega (Francia). Marzo, 1995. Ed.: Station de Recherche Agronomique. Serna, M.D., Legaz, F., Primo-Millo, E. Improvement of the N fertilizer efficincy with dicyandiamide (DCD) in citrus trees. International Symposium“Fertilizers and Environment. Salamanca (Espana). Septiembre, 1994. Ed.: C. Rodriguez-Barrueco, Kluwer Academic Publishers. Serna, M.D., Legaz, F., Muñoz, N., Martín, B., Primo-Millo, E. Inhibition of nitrifacation by dyciandiamide (DCD) in citrus cultured soils. VIII International Citrus Congress. Sun City Resort (Sudáfrica). Mayo, 1996. Bañuls, J., Serna, M.D., Legaz, F., Talón, M., Primo-Millo, E. Factors underlying the response to salts stress in citrus plants. VIII International Citrus Congress. Sun City Resort (Sudáfrica). Mayo, 1996. Legaz, F., Serna., M.D., Muñoz, N., Martín, B., Primo-Millo, E. Alteración de la relación potasio/magnesio en la planta y en el medio de cultivo mediante el aporte de magnesio en riego localizado por goteo. I Congreso Ibérico y III Nacional de Fertirrigación. Murcia (Espana). Mayo, 1997. Ed.: A. M. V. Ediciones Madrid. Serna, M.D., Legaz, F., Martín, B., Muñoz, N., Primo-Millo, E. Efectividad de diferentes micronutrientes aplicados en riego localizado por goteo en clementina de Nules. I Congreso Ibérico y III Nacional de Fertirrigación. Murcia (Espana). Mayo, 1997. Ed,: A. M. V. Ediciones Madrid. Muñoz, N., Gornat, B., Serna., M.D., Legaz, F., González, F., Martín, B. Estudio comparativo del riego localizado por goteo superficial y enterrado en cítricos. I Congreso Ibérico y III Nacional de Fertirrigación. Murcia (Espana). Mayo, 1997. Ed,: A. M. V. Ediciones Madrid. Ferrer, P. J., Cebolla, V., Molinero, J.J., Trénor, I., Soler, J., Legaz, F., Illa, F. Ferticit: un sistema de ayuda la decisión en la programación de fertirriego en cítricos. I Congreso Ibérico y III Nacional de Fertirrigación. Murcia (Espana). Mayo, 1997.

Otros trabajos de difusión de resultados Conferencias Bañuls, J., Serna, M.D., Legaz, F., Talón, M., Primo-Millo, E. Efectos fisiológicos del estrés hídrico y

Legaz, F. Determinación de la dosificación del abonado en los cítricos. Conferencia plenaria en el I Congreso Ibérico y III Nacional de Fertirrigación. Murcia (Espana). Mayo, 1997.

Clases Profesor de “Fertilización y nutrición en cítricos” en el IV (1994-95) y V (1996-97) Master en Citricultura. Organizados por: Escuela Técnica Supe-

rior de Ingenieros Agrónomos (U.P.V.) e Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias. Profesor de “Fertilización y nutrición en cítricos” en el VI (1995 y VII (1996) Cursos de producción integrada. Organizados por la Federación de Cooperativas de las Comunidad Valenciana. Profesor de “Fertilización y nutrición en cítricos” en 8 Cursos de Citricultura para la “Formación de agricultores cualificados” (1994), 3 Cursos (1995), 6 Cursos (1996). Organizados por el Servicio de Transferencia de Tecnología Agraria. Dirección General de Investigación y Tecnología Agraria. Consellería de Agricultura, Pesca y Alimentación.

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salino en los cítricos. Las plantas sometidas a condiciones adversas. Caja Ahorros del Mediterráneo (Valencia) Fecha: junio de 1 996.