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El papel del suelo en las deficiencias y toxicidades de los nutrientes de las plantas

Suelos y fertilidad
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Una parte importante de la ciencia es poder identificar y prevenir las deficiencias y toxicidades de los nutrientes de las plantas.

Las plantas requieren, al menos, 14 elementos minerales para su crecimiento y reproducción normales. Cada uno de estos nutrientes tiene una función en las plantas y se requiere en cantidades variables en el tejido vegetal (ver tabla adjunta).

Las plantas requieres macronutrientes (nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio y azufre) en mayores cantidades, mientras que los micronutrientes (hierro, cobre, manganeso, zinc, boro, molibdeno, cloro y níquel) se necesitan en cantidades relativamente menores.

También son beneficiosos otros elementos para algunas plantas pero que no se consideran esenciales (sodio, el cobalto, el vanadio, el selenio, el aluminio y el silicio).

Una deficiencia ocurre cuando un elemento esencial no está disponible en cantidad suficiente para satisfacer las necesidades de la planta en crecimiento. Mientras que la toxicidad de los nutrientes ocurre cuando un elemento excede las necesidades de la planta y disminuye el crecimiento o la calidad de la planta. Sus síntomas de deficiencia de nutrientes o toxicidad a menudo difieren entre especies y variedades de plantas.

Deficiencia y toxicidad el resultado de factores del suelo, cultivo, clima y – obviamente – el factor humano.

Las propiedades del suelo influyen en la forma, cantidad, retención y movimiento de los nutrientes en su perfil; como también lo es la disponibilidad de agua ya que es esencial para las reacciones químicas, la actividad biológica y el transporte y absorción de nutrientes por parte de las raíces.

Entre las propiedades químicas críticas del suelo que afectan la disponibilidad de nutrientes del suelo se encuentran el pH del suelo (una medida de la acidez o alcalinidad de un suelo) y la capacidad de intercambio catiónico del suelo (una medida de la capacidad del suelo para retener iones de nutrientes cargados positivamente). 

Algunas propiedades físicas importantes que afectan la disponibilidad de nutrientes son la textura del suelo (la proporción de partículas del tamaño de arena, limo y arcilla en un suelo), la mineralogía de la arcilla (el tipo de arcilla del suelo) y la estructura del suelo (la disposición física de las partículas del suelo).

Los trastornos de nutrientes pueden aparecer de muchas maneras en una planta, como es el retraso o la reducción de su crecimiento, la alteración del color de sus hojas, necrosis o pérdida del rendimiento y / o calidad del cultivo.

Por ejemplo, el amarillamiento de la punta de la hoja y en torno a la nervadura central puede deberse a la ausencia de nitrógeno; el secado de puntas y bordes por deficiencia de potasio, líneas estrechas amarillentas o blancas entre las nervaduras por deficiencias de zinc, etc. Como hemos comentado, depende de un conjunto de factores que deben ser analizadas.

Por tanto, esto hace hace que sea necesario caracterizar los suelos que sustentan nuestros cultivos, conociendo sus características, y con ello, sus debilidades y potencialidades para hacer una gestión de nuestros recursos de manera inteligente. 

Al menos, las entidades administrativas – a distintas escalas – deberían realizar estudios de suelos de las regiones geográficas de forma recurrente, permitiendo a los agricultores la mejora de las decisiones de los agricultores a la hora de recurrir al uso de productos químicos.

Esta afirmación se basa en los 14 años de experiencia de Evenor-Tech caracterizando los suelos y sus característica en numerosos proyectos que nos avalan y cuantiosas publicaciones científicas que avalan nuestra forma metodología.

Elemento (nombre)Función en la planta
NitrógenoProteinas, aminoácidos
FósforoÁcidos nucleicos, ATP
PotasioCatalizador, transporte de iones
CalcioComponente de la pared celular
MagnesioParte de la clorofila
AzufreAminoácidos
BoroComponente de la pared celular
CloroReacciones de fotosíntesis
CobreComponente de enzimas
HierroSíntesis de clorofila
ManganesoActiva enzimas
MolibdenoParticipa en la fijación de nitrógeno
NíquelComponente de las enzimas
ZincActiva enzimas
Nutrientes esenciales de las plantas
El papel del suelo en las deficiencias y toxicidades de los nutrientes de las plantas
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6 Herramientas digitales que transforman la agricultura

Herramientas Digitales Agricultura
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Las herramientas digitales aplicadas al sector primario están orientadas a facilitar la toma de decisiones, maximizando el potencial de rendimiento de los cultivos; a la vez que permiten reducir el impacto ambiental (por ejemplo el uso excesivo de agua o fertilizantes).

La Agricultura digital o Inteligente

La Agricultura Digital o Inteligente es un concepto que ha nacido recientemente gracias al uso de las nuevas tecnologías aplicadas a la agricultura o la ganadería. 

La clave de su éxito es el desarrollo una tecnología asequible a todos los bolsillos, y que tengan un uso sencillo e intuitivo (alta usabilidad). Estamos hablando desde el seguimiento de los rebaños gracias a los sensores GPS, sensores de temperaturas y/o humedad, el uso de modelos de cultivos para optimizar los cultivos, conocimiento del estrés vegetal o hídrico mediante el uso de sensores remotos (drones), etc.

Pero además, debemos incluir el valor del intercambio de información mediante el uso de las redes sociales y las páginas web. Éstas ayudan a poner rostro y nombre a los alimentos que compra, incrementando la confianza de los proveedores y del consumidor.

Asimismo – en el caso de la ganadería-, la recogida y el análisis de los datos extraídos por la herramientas digitales pueden ser usadas para ayudar a identificar los animales que estresados o enfermos, y orientarlos hacia bienestar animal y mejorar la calidad de los alimentos. 

Casos de éxito

Son numerosos los casos que exitosamente han implementado las herramientas digitales en la agricultura, como son los siguientes.

Un software de administración en Macedonia

Suzana Dimitrievska es una emprendedora de Macedonia del Norte. Hace unos años que utiliza un software de administración para planificar y monitorear los cultivos. Con ello, ha conseguido minimizar los costes de mano de obra, reducir el consumo de combustible y fertilizantes orgánicos. 

(ver caso)

Suzana estudia ahora la agricultura de precisión basada en las TIC como forma de reducir sus riesgos y mitigar los efectos del cambio climático. ©Suzana Dimitrievska. Fuente: FAO

Vacas localizada con GPS en Galicia

María Páez es una ganadera de Viana do Bolo (Ourense) que un día decidió instalar GPS en cada una de sus cabezas de ganado para tenerlas geolocalizadas y analizar su comportamiento. María ahora puede conocer el recorrido de sus vacas, y por tanto las zonas de pastos, a la vez que conoce su temperatura, evita posibles predadores o áreas de peligro. 

(ver caso)

Vaca con dispositivo de Geolocalización. Fuente: Campo Galego

Guiado autónomo de tractores

Al parecer, ya no es necesario que el cultivador dirija su tractor desde la cabina de éste. Ya se encuentra en el mercado el guiado por GPS, radar, cámaras e Inteligencia Artificial que permite a la máquina realizar el laboreo por sí misma (dependiendo de la marca). Ahora el agricultor puede centrarse en otras faenas mientras recibe notificaciones vía teléfono.

Uso de drones para la mejora del cultivo en pistachos

Puede que sea la práctica que actualmente se extiende con más rapidez, gracias al boom de los drones. Este es el caso del Grupo Pistacyl, en Castilla y León, quienes a través de un proyecto innovador dirigido a la producción sostenible del pistacho, ha utilizado la tecnología de sensores remotos en drones. La información arrojada les está permitiendo conocer mejor las necesidades hídricas de su cultivo.

(ver caso)

Sensores para monitorear la humedad y la temperatura

Una agricultura de precisión debe encontrarse apoyada por herramientas digitales que le proporcionen datos y permitan tomar decisiones inteligentes. Los sensores de temperatura y humedad del suelo (a distintas profundidades) y microclima, permiten recoger información de manera remota y en tiempo real. 

Este es el caso del proyecto llevado a cabo por el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB), del CSIC, en viñedos de Barcelona; cuyos sensores han permitido conocer el crecimiento y la producción óptima de la uva.

(ver caso). 

Los investigadores del ICMAB-CSIC Iván Álvarez (de pie) y Mariano Campoy-Quiles (agachado) instalando sensores en un viñedo. / ICMAB. Fuente. CSIC

Inteligencia Artificial en las marismas del Guadalquivir

El cultivo del arroz de las marismas del Guadalquivir está innovando gracias a la Inteligencia Artificial y a las imágenes satélite. Se han instalado sensores y cámaras en este paisaje que medirán de forma constante parámetros (conductividad eléctrica, clorofila, temperatura y humedad, etc.) que se relacionarán con el histórico imágenes satelitales. El objeto es desarrollar modelos predictivos que ayudarán a los arroceros tanto a la producción como a evitar plagas.

(ver caso)

Cultivo de arroz en la marisma del Guadalquivir. Fuente: Agrónoma

Conclusión

En definitiva, podemos asegurar que la revolución tecnológica que se ha volcado en un sector primario que necesitaba de ellas. No solo se pretende una mejora de la producción y de la calidad del alimento; sino que debe hacerse de forma sostenible. Además, que debe adecuarse a las nuevas condiciones ambientales que el cambio climático nos está generando, como puede ser el aumento de las temperaturas. 

No obstante, estamos interesados en conocer si tú estás dispuesto a implantar una de estas tecnologías o encuentras barreras (económicas, políticas, etc.) que no te lo permitan.

6 Herramientas digitales que transforman la agricultura
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El secuestro de carbono en el suelo. Una herramienta clave para la mitigación del cambio climático

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La necesidad de estabilizar y reducir las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera se ha convertido en el desafía ambiental del siglo. 

Pero para hacerlo, a la humanidad no le queda más remedio que reducir las emisiones de combustibles fósiles e identificar mecanismos que permita la eliminación de los gases de efecto invernadero. 

Sin embargo, actualmente la industria, el transporte y el uso doméstico emiten cerca de 10 Gt de carbono a la atmósfera y parece que no se nos antoja revertir de forma drástica estas emisiones, a pesar que la sociedad está demandando formas de consumo más sostenibles.

No obstante, y por ahora os investigadores están evaluando y estimando el potencial de secuestro de carbono en el suelo (COS) mediante el aumento del contenido de materia orgánica en éstos. 

De acuerdo a Admunson y Biardeau (), en 10.000 años de la historia de la agricultura han reducido en carbono del suelo en 116 Gt, lo que supone una cantidad equivalente a más de una década de las tasas anuales de emisiones industriales. 

Los científicos proponen, que a través de técnicas agrícolas sostenibles, gran parte de este carbono puede restablecerse en nuestros suelos, y – por tanto – servir como una herramienta importante para mitigar el cambio climático.

Evenor-Tech acaba de demostrar para el proyecto CONSOLE el aumento significativo de la materia orgánica en suelos de olivar de intensivo a tradicional, desarrollando una metodología propia mediante el uso de sensores remotos (más información).

Y esto es realmente importante, porque si aumentamos en 0,4 % al año (iniciativa 4 por mil) la cantidad de contenido de carbono en nuestros suelos, podemos frenar el aumento del CO2 en la atmósfera, uno de los principales contribuyentes del cambio climático.

No obstante, para que pueda conseguirse ese objetivo debemos de comenzar de inmediato en todas las prácticas y superficies agrarias. 

Dehesa de Quercus en Real de la Jara (Sevilla). Fotografía: Evenor-Tech

¿Estamos dispuestos a hacerlo?

Siempre es fácil decirlo y difícil cumplirlo. Las barreras culturales, económicas, físicas…; así como recientemente la desinformación llevada a cabo por intereses políticos y comerciales mediante el uso de “fake news”, hacen que sea complicado implementar este tipo de políticas agrícolas sostenibles.

Por otro lado es los miedo a los cambios y una perspectiva conservadora (desde el punto de vista agrícola), como ocurre en el centro de los estados Unidos, ven con escepticismo las nuevas estrategias propuestas por los científicos o la administración pública. 

Pero desde la experiencia de Evenor-Tech, entendemos que la mejora manera de darles a conocer las bondades de este tipo de prácticas en mediante la comunicación directa (talleres, seminarios, etc) y mediante la diseminación de los resultados científicos de forma sencilla.

El secuestro de carbono en el suelo. Una herramienta clave para la mitigación del cambio climático
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Evenor en el encuentro Multilateral de EXTENDA

CLUB MULTILATERAL EXTENDA
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A comienzos del presente mes de febrero se celebro en Sevilla el encuentro multilateral celebrado por EXTENDA (Empresa Pública Andaluza de Promoción Exterior), en su cede central en la Isla de la Cartuja.

En estas magníficas jornadas, presentadas y dirigidas por Blanca Crespo y Julia Muñoz ( EXTENDA ) donde se agradeció el esfuerzo a los ponentes y se comentó el calendario de las futuras actividades que se llevarán a cabo.

Las jornadas comenzaron con una exposición sobre los perfiles, experiencias, campos de actuación y posibilidades de colaboración de los ponentes provenientes de diversas organizaciones nacionales e internacionales; como fue el caso de D. Jaime Arboleda Palacio (CTA – Antioquía, Colombia), D. Mario Ocharán Casabona (Consejo Empresarial Alianza del Pacífico), Mauricio Chacón (Banco Centroamericano de Integración Económica – BCIE) y Pablo Mendiguren Múgica (IDOM).

El objetivo específico de las jornadas fueron el conocimiento (por ambas partes) de dichas entidades con las empresas andaluzas adheridas, para el desarrollo de futuras oportunidades.

Tras las ponencias, se celebraron las reuniones B2B donde los representantes de las empresas presentaron sus perfiles y su experiencia a los ponentes con el objetivo de afianzar y acordar relaciones potenciales posteriores.

En Evenor-Tech tuvimos la oportunidad de celebrar reuniones con todos y cada uno de los ponentes, donde se comentó la implementación de diversas tecnologías de ordenación del territorio las cuales se están valorando en diversos pilotos en distintas áreas de Latinoamérica. Esperamos informar pronto sobre esas acciones en nuestro Blog.

Queremos aprovechar para agradecer a EXTENDA el esfuerzo que ha realizado para que estas jornadas se llevaran a cabo, ayudando a las entidades andaluzas a colaborar con el mundo multilateral.

Vídeo de las jornadas. Fuente: Extenda

Evenor en el encuentro Multilateral de EXTENDA
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¿Afecta el suelo al rendimiento del olivar?

¿Afecta el suelo al rendimiento del olivar?
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Los olivares son parte de la culturas de los países de la cuenca mediterránea (Barranco et al., 2008), siéndolo también de la famosa trilogía donde acompañaba a la vid y al cereal. Sin embargo, se suelen encontrar en áreas de sierra y en suelos poco profundos.

El espaciado clásico del marco de plantación este cultivo(con una media de 100 olivos / ha) – heredado de los primeros cultivos en secano -, tiene como objetivo de aprovechar al máximo el agua de las lluvias (Grattan, 2006). No obstante, ha ocasionado importantes procesos de degradación de los suelos que los soportan y nutren; como es el caso de la erosión que llegó a cuantificarse por el ICONA entorno a 50 toneladas por hectárea y año. Por supuesto, los valores de erosión se encuentran en función de la pendiente (gradiente, curvatura, aspecto y pendiente), la ausencia de cubierta vegetal que proteja al suelo, tipos de labranza labranza y aperos usados, etc.

Gráfico 1. Precipitación y tasas de erosión en parcelas de olivar de Andalucía. Donde C representan a las superficies cubiertas de vegetación y la N a los suelos desnudos. Fuente: Rodríguez Lizana et al., 2004

Asimismo, investigadores como Hoorelbeke (2005) encontró que los suelos de los olivares establecidos en suelos que previamente había sido forestales, eran 31 y 50 % menos profundos y fértiles (respectivamente) que las áreas forestales vecinas.

Autores como Tubeileh et al (2014), han realizado análisis sobre los parámetros de rendimiento de los cultivos con las propiedades físico y químicas del suelo en olivar. Y en esta entrada del blog de Evenor-Tech destacaremos la importancia de la concentración de potasio, nitrógeno y de la profundidad del suelo en el rendimiento del olivo.

El papel del potasio es esencial, ya que la ausencia de este elemento hace que las hojas del olivo pierdan la capacidad de regular el cierre de los estomas en condiciones de riego, pero sobre todo en condiciones de escasez de agua. Sobra decir que es propio de nuestros ambientes mediterráneos.

Como se observa en el gráfico 2, la mayor muestra de olivares se localiza en profundidades a 0,7 cm, correspondiente a las menores producciones; mientras que los suelos más productivos son los más profundos, ya que esta facultad permite a las raíces encontrar y alcanzar aguas y nutrientes.

Esto genera un impacto destacable en el medio ambiente, ya que en suelos poco profundos los agricultores se ven obligados a añadir un número significativo tanto de fertilizantes como de agua; lo que ocasiona una degradación considerable por contaminación.

Gráfico 2. Regresión entre el rendimiento de frutos de olivo individual y la cantidad de potasio intercambiable en la zona radicular. Fuente: Tubeileh et al (2014)

Y ahora, con las nuevas políticas europeas orientadas a la reducción de fertilizantes para el año 2030 debemos preguntarnos qué estrategia van a seguir los agricultores para poder mantener la producción.

Otra pregunta que podemos hacer si es posible recuperar esos suelos para mantener una producción que ayude a mantener el modo de vida de las áreas rurales.

En el proyecto CONSOLE, en Evenor-Tech estamos evaluando la aplicación de los eco-esquemas y de los acuerdos entre los agricultores y la Unión Europea (relaciones contractuales) para conocer la eficiencia de estas y otras medidas que deberían tenerse en cuenta. Asimismo, como en todos nuestros proyectos, tenemos en cuenta tanto los conocimientos como la voz de los agricultores; ya que son los actores principales.

  • Barranco, D., Fernández-Escobar, R., Rallo, L. (2008). El cultivo del olivo (6 edición). Editorial MP.
  • Hoorelbeke, S. (2005). Impact of land use on land degradation in hilly olive orchards of NW-Syria [M.S. thesis], Catholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgium;
  • J de Graaff; L.A.A.J Eppink (1999). Olive oil production and soil conservation in southern Spain, in relation to EU subsidy policies. , 16(4), 0–267. doi:10.1016/s0264-8377(99)00022-8;
  • Rodríguez Lizana, A., Ordóñez Fernández, R.M., González Fernández, P. y Espejo Pérez, A.J. (2004). Efectos del Manejo de Suelo en la Escorrentia y Erosion en el Olivar.. Vida Rural, 2004 (194), 34 p.-38 p.
  • S.R. Grattan, M.J. Berenguer, J.H. Connell, V.S. Polito, P.M. Vossen (2006). Olive oil production as influenced by different quantities of applied water, Agricultural Water Management, Volume 85, Issues 1–2,
  • Tubeileh, Ashraf; Turkelboom, Francis; Al-Ibrahem, Anwar; Thomas, Richard; Sultan-Tubeileh, Kholoud (2014). Modelling the Effects of Soil Conditions on Olive Productivity in Mediterranean Hilly Areas. International Journal of Agronomy, 2014(), 1–12. doi:10.1155/2014/672123;

¿Afecta el suelo al rendimiento del olivar?