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 …