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El equilibrio de nutrientes determina el rendimiento y calidad de los cultivos. El Sistema Integrado de Diagnóstico y Recomendación-DRIS propone un análisis holístico sobre la base de la interrelación entre nutrientes, compara las proporciones de los elementos minerales de los cultivos con valores óptimos conocidos como normas DRIS e identifica desequilibrios, deficiencias y/o excesos en los nutrientes de la planta para clasificarlos por orden de importancia. Existen trabajos de revisión científica orientados al desarrollo de propuestas metodológicas para obtención de las normas DRIS en diversos cultivos y el cálculo de sus respectivos índices, pero, estos no dilucidan las funcionalidades reales de este sistema de diagnóstico; por lo tanto, la siguiente revisión tiene como objetivo, dar a conocer las aplicaciones y utilidades del DRIS en la agricultura a nivel mundial desarrolladas durante los últimos 10 años. Considerando lo anteriormente expuesto los estudios científicos sugieren: balance de nutrientes en tejido foliar y suelo, dinámica de elementos minerales según etapa fenológica, niveles críticos y rangos de suficiencia, relación suelo-planta, balance nutricional por uso de fertilizantes y abonos verdes, variabilidad espacial y DRIS, translocación de metales pesados, nutrición e incidencia de problemas fitosanitarios, fitotoxicidad en plantas irrigadas con aguas residuales de riego agrícola, Rangos de Suficiencia en tejido foliar bajo condiciones salinas, análisis de savia y normas DRIS en semillas. El DRIS es una herramienta para el diagnóstico nutricional, susceptible de validación en los sistemas agrícolas a nivel mundial.

This research took place in Uraba, Antioquia, in the CENI-BANANO-AUGURA experimental field, where a research program on nutrition and fertilization in bananas is carried out. This crop requires high amounts of nitrogen for production, so it is indispensable to evaluate the impact of these applications on the carbon-nitrogen ratio (C/N ratio) in soil. Published literature is scarce for this problem. This research evaluated the C/N ratio in areas with fertilizer applications and nutrient uptake, along with the interaction with production in a banana crop of the AAA group giant Cavendish subgroup, Williams clone, sixth generation in two production cycles. A randomized complete block design was used with five treatments that consisted of differential doses of nitrogen (161, 321.8, and 483 kg ha-1), and an omission and absolute control distributed in four replicates. The treatments with nitrogen doses generated statistical differences for the interactions between the two study zones for the percentages of carbon and total soil nitrogen and C/N ratios; the highest values were found in the fertilization zone during the first production cycle (2.47% C, 0.33% N, and 7.7 C/N ratio). The treatment with 483 kg ha-1 of N obtained the greatest increases in the values for these variables that are attributed to the highest dose of nitrogen and the residual acidity of urea that was able to release non-free carbon from the soil. For this reason, the correlation analysis for the C/N ratio and production was significant for the study areas (absorption and fertilization), inferring that higher C/N ratio values tend to increase production. RESUMEN La presente investigación se desarrolló en el Urabá antioqueño, en el campo experimental CENIBANANO-AUGURA, donde se lleva a cabo el programa de investigación en nutrición y fertilización en banano. Este cultivo requiere altas cantidades de nitrógeno en su proceso productivo, haciendo indispensable el evaluar el impacto de dichas aplicaciones en la relación carbono-nitrógeno (relación C/N) en el suelo. La literatura publicada es escasa para esta problemática. Esta investigación evaluó la relación C/N en las zonas de aplicación de fertilizantes y absorción de nutrientes, junto con la interacción con la producción en un cultivo de banano del grupo AAA, subgrupo Cavendish gigante, clon Williams de sexta generación en dos ciclos de producción. Se usó un diseño experimental en bloques completos al azar con cinco tratamientos que consistieron en dosis diferenciales de nitrógeno (161, 321,8 y 483 kg ha-1), un testigo de omisión y uno absoluto distribuidos en cuatro repeticiones. Los tratamientos con dosis de nitrógeno generaron diferencias estadísticas para la interacción entre las dos zonas de estudio para los porcentajes de carbono y nitrógeno total del suelo y la relación C/N; los mayores valores se encontraron para la zona de fertilización durante el primer ciclo de producción (2.47% C, 0.33% N y relación C/N 7.7). El tratamiento con 483 kg ha-1 N obtuvo los mayores incrementos en los valores para estas variables, los cuales se atribuyen a la mayor dosis de nitrógeno y a la residualidad ácida de la urea que pudo liberar carbono no libre del suelo. Por esta razón, el análisis de correlación para la relación C/N y la producción fue significativo para las zonas de estudio (absorción y fertilización), infiriendo que a mayores valores de la relación C/N la producción tiende a incrementarse.

Phosphate fertilizers tend to precipitate with soil components, affecting fertilization efficiency and causing negative environmental effects. Soil microorganisms have been used to solve this problem. However, the ability of dark septate endophytic fungi (DSE) to dissolve phosphates and increase crop yield are not well known. The activity of DSE fungi capable of solubilizing reagent grade phosphates was studied in a Typic Hapludoll (Hapludol típico). The effect of the fungi on the inorganic phosphorus fractions was evaluated and an experiment was conducted in pots with sorghum as a crop. No fungal structures were found in the roots. Curvularia sp. aerial biomass and root length increased; however, P concentration was not affected. Although the results are not conclusive, they represent an advance in the potential use of DSE fungi as P solubilizers to treat crop nutrition. Resumen Los fertilizantes fosfatados tienden a precipitar con componentes del suelo, lo que afecta la eficiencia de la fertilización y causa efectos negativos. Para resolver este problema se han utilizado microorganismos del suelo. Sin embargo, no se conoce bien la capacidad de los hongos endófitos septados oscuros (ESO) para disolver fosfatos y aumentar el rendimiento de los cultivos. Se estudió en un hapludol típico (typic hapludoll) la actividad de hongos ESO capaces de solubilizar fosfatos de grado reactivo. Se evaluó el efecto de los hongos sobre las fracciones de fósforo inorgánico y se realizó un experimento en macetas con sorgo como cultivo. No se encontraron estructuras fúngicas en las raíces. Curvularia sp. aumentó la biomasa aérea y la longitud radical, pero la concentración de fósforo no se vio afectada. Aunque los resultados no son concluyentes, representan un avance en el uso potencial de hongos ESO como solubilizadores de fósforo para tratar la nutrición de cultivos.

ilustraciones, gráficas, tablas Los estudios de nutrición mineral en cultivares de papa del Grupo Andigena en Colombia, se han enfocado principalmente a respuestas de la fertilización N, P y K. Sin embargo, no se ha cuantificado el comportamiento de estos nutrientes en la planta con relación a las diferentes etapas fenológicas y su distribución en los diferentes órganos, ni su relación con componentes fisiológicos de crecimiento para su modelamiento. Por ello en la presente investigación, bajo ambientes contrastantes de evaluación (suelos de baja y alta fertilidad), dos ciclos de producción, dos cultivares (Diacol Capiro [Capiro] y Pastusa Suprema [Suprema]) y fertilización variable, se buscó: (i) caracterizar la distribución de macronutrientes en órganos de la planta; (ii) determinar la acumulación de N, P y K en diferentes etapas del cultivo (iii) y establecer a partir de relaciones alométricas la acumulación de nutrientes minerales, variables fisiológicas de crecimiento y uso eficiente de los nutrientes. Se determinó que la curva de dilución crítica para cada macronutriente en Capiro es Nc = 6,23 W -0,319, Pc = 0,523 W -0,198 y Kc = 9,02 W -0,269, y para Suprema de Nc= 6,74 W -0,327, Pc= 0,536 W -0,186 y Kc= 6,585 W -0,1353, observandose mejor robustez con peso seco total (W) con respecto al modelo obtenido con índice de área foliar. Se observó además significancia estadística en la interacción genotipo x localidad con mejor ajuste en el modelo de consumo nutricional para suelos de baja fertilidad para Suprema, con Nr = 68,13 W0,504, Pr = 6,72 W0,779 y Kr = 63,93 W0,776, donde se expresa el mayor potencial productivo y altos índices de cosecha por nutriente con ICN = 0,55-0,69, ICP = 0,75-0,8 y ICK = 0,62, mientras que Capiro muestra una mayor adaptación en ambos tipos de suelos, con una mejor conversión de asimilados por su uso eficiente de nutrientes en el tubérculo (UENt) y con Nr = 56,38 W0,58 y Pr = 4,26 W0,786 en baja fertilidad, y Kr = 79,52 W0,79 en alta fertilidad. Se estableció el índice de nutrición (INN) con mejor ajuste en Capiro entre 0,25-1,32, en contraste, para Suprema se evidenció una respuesta entre nula a marginal a la fertilización y consumo de lujo de N (INN 1-1,5) que fue corroborado con inicadores negativos en el UENt, una menor eficiencia de traslocación (tanto en N, P y K) y una mayor acumulación de NO3ˉ y K+ en savia bajo suelos de alta fertilidad. Lo anterior permitirá realizar diagnósticos nutricionales oportunos y así pronosticar un manejo más específico de estos nutrientes por cultivar y diferentes tipos de suelo para alcanzar altos rendimientos y sostenibilidad en el cultivo de papa en la región Andina de Colombia. (Texto tomado de la fuente). Studies of mineral nutrition in potato crop of Group Andigena in Colombia have been focused mainly on plant responses to fertilization with N, P, and K. However, the behavior of macronutrients in these plants has not been quantified with respect to the phenological stages and macronutrient allocation to the different organs or their relationship with the physiological components of growth. For this reason, the research was undertaken in contrasting environments and two production cycles using two cultivars (Diacol Capiro and Pastusa Suprema) under variable fertilization conditions pursuing the following objectives to (i) characterize the distribution of N, P, and K in organs of the plant; (ii) determine the accumulation of macronutrients in different stages of crop growth, and (iii) establish from allometric relationships the accumulation of mineral nutrients, physiological variables of growth, and efficient use of nutrients. Critical dilution curves based on total dry biomass (W) were determined for Capiro: Nc = 6.23 W -0.319; Pc = 0.523 W -0.198 ; Kc = 9.02 W -0.269, and for Suprema: Nc = 6.74 W -0.327; Pc = 0.536 W -0.186; Kc = 6,585W -0.1353, observing better robustness with respect to the models obtained with leaf area index. Genotype x locality interaction was identified with the best fit of the uptake model in low fertility soils for Suprema (Nr = 68.13 W0,504, Pr = 6.72 W0.799 and Kr = 63.93 W0,776), where it expressed the highest productive potential and high harvest index HIN (0.55- 0.69), HIP (0.75-0.8) and HIK (0.62), while Capiro showed a better adaptation to both types of soils with a better efficient use of nutrients in the tuber in UENt and with Nr = 56.38 W0.58 and for Pr = 4.26 W0.786 (low fertility) and for Kr = 79.52 W0.79 (high fertility). The nutrinte index-INN (0.25-1.32) with better adjustment in Capiro was established, in contrast for Suprema it is evidenced the null to marginal response to the fertilization and luxury uptake of N (INN 1-1,5) that was corroborated with the negative indices in UENt, a lower efficiency of translocation (EtN, EtP, and EtP) and a greater accumulation of NO3 ˉ and K+ in sap under high fertility soils. The above data facilitate nutritional diagnostics and, thus, prediction a more specific management of these nutrients by the crop and soil type to achieve high yields and sustainability in potato production in the Andean region of Colombia. Incluye anexos Texto en español e inglés Doctorado Doctor en Ciencias Agrarias Fisiología vegetal Ciencias Agronómicas

Esta investigación tiene como objetivo principal analizar el efecto de aplicar la agricultura de precisión en el programa de nutrición de una finca bananera y comparar su resultado con la agricultura tradicional, en cuanto a beneficios financieros por reducciones en el costo en uso de insumos de fertilización química -- Para evaluar ese efecto, se utilizó la metodología valor presente neto, comparando los dos flujos de efectivo, uno negativo que es la inversión inicial (costo del análisis de suelo utilizando sensores directos y remotos) y otro positivo que es el resultado de la inversión (ahorro en costos del programa de fertilización) -- Esos valores se sensibilizaron con el valor del dinero en el tiempo, para ser equivalentes y comparables -- Aplicando agricultura de precisión, el resultado obtenido en la finca objeto de estudio, fue un ahorro del 5% en el programa de fertilización frente al manejo convencional -- La disminución en el uso de fertilizantes generó beneficios económicos y efectos ambientales positivos, permitiendo el retorno sobre la inversión realizada al adoptar la nueva tecnología -- El presente trabajo es un importante punto de partida para futuras investigaciones, en la revisión de literatura se encontró poca información referente a agricultura de precisión en producción de banano en Colombia, This paper has as main objective to analyze the effect of applying precision agriculture in the nutrition program of a banana farm, and compare its results with traditional agriculture, in terms of financial benefits from cost reductions in the use of chemical fertilizing supplies -- To evaluate this effect, the net present value methodology was used, comparing two cash flows: a negative one, that is the initial investment (cost of soil analysis using direct and remote sensors), and a positive one, that is the result of the investment (cost savings of the fertilization program) -- These values were sensitized with the value of money over time, to be equivalent and comparable -- Applying precision agriculture, the result obtained in the farm was a 5% saving in the fertilization program, compared to conventional ones -- The decrease in the use of fertilizers resulted in economic benefits and positive environmental effects, allowing the return on the made investment by adopting the new technology -- The present paper is an important starting point for future research -- In the literature review, little information was found regarding precision agriculture in the banana production in Colombia

In order to monitor the nutritional status of some crops based on plant spectroscopy and Sentinel 2 satellite images in Colombia, spectral reflectance data were taken between 350 and 2,500 nm with a FieldSpec 4 spectrometer in rubber, rice, sugar cane, maize, soybean, cashew, oil palm crops, pastures and natural savanna. Furthermore contents of mineral nutrients in leaves were determined. Several vegetation indexes and red edge positions were calculated using various methods from spectral data and Sentinel 2 satellite images and were correlated with leaf nutrient content. The results showed correlations between spectral indices, mainly those involving a spectral response in the red-edge range with the N, P, K and Cu although the best correlation coefficients were for N. First reflectance derivatives, transformations by the State Normal Variate and second reflectance derivatives showed great potential to monitor N content in crops. The green model index and the red-edge model computed from Sentinel 2 images had the best performance to monitor N content, although in the study area, presence of clouds affected the use of these images. The Sentinel 2 images allowed calculating some vegetation indexes obtained with other images, such as Landsat or SPOT, but additionally other indexes and calculations based on the bands of the red-edge, which is a great contribution to obtain more information of crops on their spatial and temporal variability RESUMEN Con el fin de monitorear el estado nutricional de algunos cultivos con base en espectroscopía de plantas e imágenes satelitales 2 en Colombia, se tomaron datos de reflectancia entre 350 y 2.500 nm con un espectrómetro FieldSpec 4 en cultivos de caucho, arroz, caña de azúcar, maíz, soya, marañón y palma de aceite, en pasturas y sabanas naturales y se determinó el contenido de nutrientes minerales en hojas. Se calcularon varios índices de vegetación y posiciones de borde rojo usando varios métodos, a partir de datos espectrales e imágenes de satélite Sentinel 2 y se correlacionaron con el contenido de nutrientes en las hojas. Los resultados mostraron correlaciones entre índices espectrales, principalmente aquellos que involucraron la respuesta espectral en el rango de borde rojo, con N, P, K y Cu aunque los mejores coeficientes de correlación fueron para N. La primera derivada de la reflectancia, su transformación por la state normal variate y la segundas derivadas mostraron un gran potencial para monitorear el contenido de N en los cultivos. El índice del modelo verde y el modelo de borde rojo calculados a partir de imágenes Sentinel 2 tuvieron el mejor desempeño para monitorear el contenido de N, aunque en las condiciones del área de estudio la presencia de nubes afectó el uso de estas imágenes. Las imágenes Sentinel 2 permitieron calcular algunos índices de vegetación que se obtienen con otras imágenes, como Landsat o SPOT, pero adicionalmente otros índices y cálculos basados en las bandas del borde rojo, lo cual es una gran contribución para obtener más información de los cultivos su variabilidad espacial y temporal.

ilustraciones, gráficas, mapas, tablas En Colombia, la industria textil utiliza fibra media de las variedades de algodón sembradas, sin embargo, una de las principales problemáticas identificadas, en el valle cálido del Alto Magdalena es el poco conocimiento en su manejo integral, especialmente en el nutriente potasio, que en los últimos años por su déficit genera disminución en el rendimiento y calidad de fibra del algodón. Para evaluar el efecto del potasio sobre el crecimiento, la fotosíntesis, actividad enzimática y sobre el rendimiento y calidad de fibra, se instalaron dos experimentos uno bajo condiciones semi-controladas en la Universidad Estadual Paulista, Botucatu, SP, Brasil, con coordenadas geográficas: 22º51' S y 48º26'42" E y con altitud de 804 msnm, con la variedad Fiber-Max-988. El segundo, bajo condiciones de campo en el Espinal, Colombia ubicado a: 4° 12’ N y 74° 56´ O, altitud de 430 msnm, con las variedades CORPOICA-M-123 y DELTA-OPAL. Para la definición de zonas óptimas con énfasis en potasio, la aptitud de las tierras se clasificó en aptas, moderadamente aptas, marginalmente aptas y no aptas, se seleccionaron cuatro municipios representativos de las zonas productoras: Ambalema, Espinal, Natagaima (Tolima) y Villavieja (Huila). Con la información de rendimiento y calidad de fibra por finca-municipio se realizó su correspondencia con la aptitud de las tierras. Los resultados mostraron que la deficiencia de potasio afecta el crecimiento, desarrollo, distribución, fracción porcentual de biomasa y fotosíntesis. La fotosíntesis disminuyó por reducción del área foliar, conductancia estomática, contenido de clorofila, concentración interna de CO2, actividad de las enzimas sacarosa sintetasa y sacarosa fosfato sintetasa, y mayor peso específico foliar. Para calidad de fibra la deficiencia de potasio afectó micronaire, longitud, uniformidad, elongación e índice de fibra corta y contenido de celulosa. La dosis de potasio presentó influencia en el IAF, TCC, TAN, TRC, rendimiento de algodón-semilla, fibra, porcentaje de fibra y en la eficiencia fotosintética del PSII (Fv/Fm). Las curvas de crecimiento para materia seca total en las variedades CORPOICA-M-123 y DELTA-OPAL se ajustaron a un modelo de crecimiento sigmoidal, y para masa seca foliar y área foliar a uno gaussiano. El modelo simple de distribución de biomasa presentó buen ajuste y puede ser utilizado para condiciones similares de evaluación. Los análisis espaciales mostraron ser apropiados para la evaluación de la aptitud de tierras, aquellas relaciones espaciales que explicaron el 72,39% de la variabilidad total fueron textura, disponibilidad de potasio, altitud y micronaire. Espinal ofrece la mejor oferta ambiental con el 98,4% del área como moderadamente apta para el cultivo de algodón. (Texto tomado de la fuente). In Colombia, the textile industry uses medium fiber from the cotton varieties cultivated in the upper Magdalena Valley, featured by its hot climate. However, one of the main problems that have been identified is the little knowledge available about its integrated management, especially regarding potassium, whose deficient management has determined poor quality fiber and low yields. In order to evaluate the effect of potassium on crop growth, photosynthesis, enzymatic activity, yield and quality fiber, two experiments were conducted. The first one was carried out on variety Fiber Max-988 under semi controlled conditions in Universidade Estadual Paulista (Botucatu, SP, Brazil), located at 22º51' S; 48º26' W; 804 m a.s.l. The second one was conducted under field conditions in the municipality of Espinal, Colombia (4° 12’ N; 74° 56´ W; 430 m.a.s.l) with varieties CORPOICA-M-123 and DELTA-OPAL. To define the optimal zones with regards to potassium, land aptitude was classified as suitable, moderately suitable, marginally suitable and non suitable. Four municipalities were selected as representative of the production zones: Ambalema, Espinal, Natagaima (Tolima) and Villavieja (Huila). With the yield and quality fiber information by farm and municipality we evaluated correlation to land aptitude. The results show that potassium deficiency affects growth, development, distribution, percentage fraction of biomass and photosynthesis. Photosynthesis decreased due to leaf area reduction, stomatal conductance, chlorophyll content, internal concentration of CO2, activity of sucrose synthase and sucrose phosphate synthase and greater specific leaf weight. Regarding quality fiber, potassium deficiency affected micronaire, length, uniformity, elongation and short fiber index, as well as cellulose content. The potassium dose affected LAI, CGR, NAR, RGR, cotton yield, fiber, fiber percentage and photosynthetic efficiency of PSII ((Fv/Fm). The growth curves for total dry matter of varieties CORPOICA-M-123 and DELTA-OPAL were adjusted to a sigmoid model, and for leaf dry mass and leaf area to a Gaussian model. The simple model of biomass distribution showed good adjustment and can be used for similar conditions of evaluation. The spatial analysis showed to be appropriated for evaluation of land aptitude, and the spatial relations that explain 72.39% of the total variability were: texture, potassium availability, altitude and micronaire. The region of Espinal offers the best environmental offer, with 98.4% of its area as moderately suitable for cotton production. Doctorado Doctor en Ciencias Agrarias Fisiología de cultivos Ciencias Agronómicas

Un balance de los diversos elementos nutricionales es indispensable para que un cultivo alcance su máximo potencial de crecimiento y desarrollo. Este balance implica un suministro equilibrado de nutrientes combinado con condiciones climáticas, edáficas y culturales adecuadas (Palti, 1981). El manejo de la nutrición de un cultivo se realiza através de la aplicación de fertilizantes o mediante la modificación del suelo y es uno de los componentesimportantes dentro del manejo de diversas enfermedades de las plantas (Huber, 1989). Aunque sólo muy pocas enfermedades pueden ser controladas totalmente por un régimen de fertilización, la severidad de muchas de ellas puede reducirse de una manera importante por la nutrición y con el uso; integrado de otras medidas de control genético,biológico, qulmico y cultural (Huber, 1980).