1. Sistema Intensivo de
Cultivo Arrocero en Panamá:
Investigación sobre los dinámicos de nutrientes
Marie-Soleil Turmel, Ph.D.
Taller de SICA en America Latina
Earth University, Costa Rica
1 de Octubre – 1 de Noviembre del 2011

2. I. The System of Rice Intensification (SRI)
(Photo:ciifad.cornell.edu)

3. Comparación de los métodos SICA y Convencional
Methodo Edad Plantas/m2 Riego Fertilizante Malezas
SICA
Convencional 20-30d 75-100 Inundado Mineral herbicida
(Adapted from Stoop et al., 2002)

4. Comparación de los métodos SICA y Convencional
Método Edad Plantas/m2 Riego Fertilizante Malezas
Orgánico
SICA 8-15d 4-25 Intermitente +Mineral manual
Convencional 20-30d 75-100 Inundado Mineral herbicida
(Adapted from Stoop et al., 2002)

5. Meta-análisis de 70 Experimentos SICA :
1. ¿Las propiedades del suelo afectan la
respuesta de rendimiento del manejo con
SICA?
Turmel et al. 2010, Renewable Agriculture and Food Systems, 26 : pp 185-192

6. Proporción Aumento de Rendimiento por País
Philippines (n=2) ns
Thailand (n=5) ns
Ivory Coast (n=1)
Nepal (n=1)
Laos (n=5) ns
China (n=10) ns
Bangladesh (n=6) ns
Iraq (n=1)
Sri Lanka (n=1)
Indonesia (n=24) **
India (n=7) *
Iran (n=1)
Nigeria (n=1)
Madagascar (n=5) *
The Gambia (n=1)
Myanmar (n=1)
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
lnRR

7. Proporción Aumento de Rendimiento por Suelo
High Fertility
Calcaric Gleysol (n=1)
Calcaric Fluvisol (n=1)
Eutric Gleysol (n=15)
Eutric Fluvisol (n=2)
Moderate Fertility
Gleyic Luvisol (n=1)
Eutric Regosol (n=1)
Calcic Cambisol (n=1)
Vertic Luvisol (n=3)
Ochric Andosol (n=1)
Mollic Andosol (n=1)
Pellic Vertisol (n=2)
Chromic Luvisol (n=1)
Orthic Luvisol (n=4)
Vitric Andosol (n=2)
Low Fertility
Ferralic Cambisol (n=4)
Dystric Cambisol (n=3)
Dystric Fluvisol (n=3)
Orthic Acrisol (n=16)
Xanthic Ferralsol (n=1)
Ferric Luvisol (n=1)
Dystric Regosol (n=2)
Gleyic Acrisol (n=3)
Dystric Nitosol (n=1)
Ferric Acrisol (n=2)
-0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
lnRR

8. ¿Cómo puede ser que SICA mejora rendimientos
en suelos infértiles?
• Abonos orgánicos y condiciones aeróbicas:
Aumenta el P disponible (Turner and Haygarth 2001; Song et al. 2007; Randriamiharisoa et al. 2006).
Aumento de actividad microbiana (Randriamiharisoa et al. 2006; Wangiyana et al. 2006).
Más crecimiento de raíces (Dobermann, 2004; Haynes and Mokolobate, 2001; Stoop et al., 2002)
• Reducción de Fe y Mn tóxico (Olaleye et al., 2001).

9. Panama
“Si no hay arroz, no hay comida.”

10. Primeros Experimentos con SICA en Panamá
2008-2010
1. Experimento Preliminar de Invernadero
Determinar el efecto de prácticas de SICA en la absorción de nutrientes por arroz
en suelos de Panamá de niveles diferentes de fertilidad.
2. Experimentos con IDIAP:
Determinar el efecto de prácticas de SICA en la absorción de fósforo por arroz y
en los parámetros de rendimiento en los suelos de bajo fertilidad.
Ubicado en El Coco de Penonomé
3. Experimentos con Patronato de Nutrición:
Determinar el potencial de SICA para aumentar el rendimiento de arroz en
granjas pequeñas y evaluar las percepciones de los agricultores hacia SICA.
10 Granjas

11. Suelos de Panamá
Calabacito, Veraguas (Ultisol)
Tocumen, Panama (Mollisol)
Bella Vista, Chiriqui (Ultisol)
Alanje, Chiriqui (Andisol) Rio Hato, Cocle (Inceptisol)
El Coco, Cocle (Alfisol)

12. •Disponibilidad de Nutrientes (NO3, NH4, P, K, S, Zn, Cu,
Fe, Al)
•N, P, C Microbiana
•Enzimas (Fosfatase y Betaglucosidase)
•Biomasa de Planta
•Asimilación de Nutrientes Total
•Densidad de Raíces

13. Fertilidad Baja
Calabacito (Ultisol) Bella Vista (Inceptisol)
* SICA Convencional * SICA Convencional
Fertilidad Media
El Coco (Alfisol) Alanje (Andisol)
SICA ns Convencional SICA * Convencional
Fertilidad Alta
Tocumen (Mollisol) Rio Hato (Inceptisol)
SICA ** Convencional SICA ** Convencional

14. Biomasa Superficial y Concentración de Nutrientes a los 40 días
Low-Input
High-Input
20 4
Aboveground Biomass ** N
*
*** *** **
Low-Input Above-ground Dry Biomass (g) ** *
15 3
High-Input
*
%N
10 2
**
5
* 1
0 0
0.35 400
P Fe
0.30 *
300
0.25
mg Fe Kg-1
***
0.20
***
%P
200
0.15
0.10
100
0.05
0.00 0
Ca Be Co Ala T R Ca Be Co Ala T R
la ba lla V co nje ocum io H laba lla V co nje ocum io H
cit ist en ato cit ist en ato
o a o a

15. Fosforo Disponible
60
Low-Input
High-Input ***
50
40
-1
30
mg P Kg
20
10
*
*
0
Ca Be Ala Co To Rio
lab lla nje co cum H
ac Vis
ito ta e n a to

16. Fosforo Microbiano
Greenhouse Microbial P
10
Hexanol Released Resin P (mg Kg )
-1
8
6
4
2
0
16 18 20 22 24 26 28 30 32
Days After Transplanting
Calabacito Low-Input
Calabacito High Input
Bella Vista Low-Input
Bella Vista High-Input
Coco Low-Input
Coco High-Input

17. Experimento de Campo
El Coco, Penonomé
2009-2010
Diseño factorial – 4 replicaciones
Factor Principal: Riego (Inundación Intermitente vs. Continuo)
Sub-factor: Fertilizante Orgánico (Con vs Sin)
Sub-sub-factor: Fertilizante Mineral (nada, NK, NPK)

18. Rendimiento – Primera Etapa
(Noviembre 2009 – Febrero 2010)
8 Compost
No Compost
Riego ns
6 Compost *
Yield (t ha )
-1
NK*
4
P ns
2
0
No Fert. NK NPK No Fert. NK NPK
Intermittently Flooded Flooded

19. Sistema Integrado de Diagnosis y Recomendación (DRIS)
A/ B 1000
f ( A / B) 1 where A / B a / b or
a/b CV
a / b 1000
f ( A / B) 1 where A / B a/b
A / B CV
f ( A / B) f ( A / C) f ( A / D ... f ( A / N )
A index
n
f ( A / B) f (B / C) f ( B / D ... f ( B / N )
B index
n
f (A/ N) f (B / N ) f ( N / C ) ... f ( N / M )
N index
n

20. Análisis DRIS – Primera Etapa
N P K Balance
Comp No C. Comp No C. Comp No C. Comp No C.
Moist NPK 52 77 -83 -117 31 40 166 235
Nk 59 172 -89 -251 31 79 179 502
None 38 156 -58 -250 21 94 117 500
Flooded NPK 7 38 -32 -82 25 43 65 164
Nk 7 118 -35 -206 28 88 70 412
None 26 104 -54 -185 28 80 109 370

21. Absorción de fosforo – Primera Etapa
Compost
No Compost
30
Phosphorus Uptake (kg ha )
-1
Compost *
20
10
0
No Fert. NK NPK No Fert. NK NPK
Intermittently Flooded Flooded

22. Rendimiento – Segunda Etapa
(Marzo – Julio 2010)
7
Compost Riego *
6 Without Compost
Compost *
5
Riego x Compost *
NK*
Yield (t ha )
-1
4
P ns
3
2
1
0
No Fert. NK NPK No Fert. NK NPK
Intermittently Flooded Flooded

23. Análisis DRIS – Segunda Etapa
N P K Balance
Com
Comp No C. p No C. Comp No C. Comp No C.
Moist NPK -39 4 32 -36 7 31 70 44
NK -62 110 56 -195 6 85 92 190
None -64 -67 40 -17 24 85 85 161
Flooded NPK -64 -70 55 59 9 11 89 114
Nk -66 28 56 -92 10 64 94 115
None -70 -81 37 42 33 39 99 161

24. Disponibilidad de fosforo y Nitrógeno del Suelo
30
N Moist Soil Flooded Soil NPK + Compost
NPK
25 NK + Compost
NK
None + Compost
None
20 C*F
mg N kg-1
CF F
15
CF
CF
10 CF
C*F
F
5
C C C
C
Organic Fertilizer+ NPK
80
0
Organic Fertilizer + NK
P Organic Fertilizer
NPK
C
NK CF
No Fertilizer F
60
F
mg P kg-1
C CF
40
C
CF C
20 CF
CF
CF
0
-15 33 75 120 33 75 120 -15 33 75 120 33 75 120
First season Second season First season Second season

25. IDIAP
Conclusiones
• SICA aumenta el rendimiento en suelos bajo en fertilidad (P < 7.1 mg
M3P kg-1)
• En parte debido al aumento en disponibilidad de fósforo
•SICA es un sistema efectivo para conservar agua mientras se mantiene el
rendimiento
•Compost puede aumentar el P disponible y el P microbiano, la actividad y
la absorción de P fosfomonoesterasa bajo ambos regímenes de riego pero
mayores incrementos fueron medidos con inundación intermitente
•Compost puede mejorar el equilibrio de nutrientes del cultivo y
producción en sistemas con riego intermitente y N es el nutriente limitante.
•Requerimos más investigación para determinar los efectos de largo plazo
(>10 años) sobre fertilidad de suelo y manejo de nitrógeno y sistema con
irrigación intermitente

26. Agricultura Sostentable
Agua de Riego
Agricultura Convencional
Abono Organico
Densidad de Plantas
Edad de Plantas
No Hay Recetas!

27. Agradecimientos
Ingenieros Juan Espinosa, Guillermo Fernández, León Franco,
Candelario Pérez, Horacio Hernández, Eric González, Nicolás
Fernández, Daniel Sánchez, Carlos Rojas, José Erman, Idelfonso
Urriola, Manuel Barrios, Manuel Madrid y los productores
Ing. Manuel Rojas, Ing. Esteban Arosemena,
Ing. Isaac Mejia y Prudencio Martínez
Dr. Benjamin Turner, Tania Romero, Santiago Quintero y los
colaboradores del Laboratorio de Suelo
Prof. Joann Whalen
Por financiar el proyecto

28. Gracias