Improvement of blackberry (Rubus glaucus) production by integrated fertilizer application (Colombia)

Fertilización integrada y fraccionamiento en mora

Description

Technical recommendations for blackberry (Rubus glaucus) crop improvement are presented, based on fertilizer scheduling, taking into account the nutritional requirements during all phenological stages (vegetative, reproductive, and productive).

In Colombia, blackberry is a very widespread crop. It is grown in 18 of the 32 administrative departments. Moreover, it involves around 30,000 families, generating direct and indirect jobs for the communities. Due to its phenological characteristics, blackberry cultivation has the advantage of ensuring stable employment in the regions where it is produced, creating rural jobs, and reducing emigration to cities (Escobar-Torres, 2014). It is estimated that 85% of blackberry production in the country is on peasant farms and the remaining 15% is grown by commercial medium-size producers (Tobasura and Ospina-Parra, 2011), where the predominant planting material is the Castille blackberry (Rubus glaucus). Between 2015 and 2019, the area planted with blackberries in Colombia increased by 3%, reaching about 15,500 ha, and its production increased by 28% (SIOC, 2020). However, the average yield of the blackberry in the departments of Cundinamarca and Boyacá was only 6.6 and 9.4 ton/ha (EVA, 2018), values that contrast with the 28 ton/ha productive potential of the species established by Cardona and Bolaños (2019).

The technical recommendations presented here are in keeping with SLM, being based on good agricultural practices including weed management, application of compost, biofertilizers, and the rational use of chemical fertilizers. Fertilizers – nitrogen, phosphorus, and potassium as well as calcium are applied in carefully calculated amounts at three stages of the crop: vegetative, reproductive, and productive.

Yields of 28 t/ha can be achieved through the use of those practices. However, this high level of production requires soil analysis and the availability of fertilizers that supply the soil with macro and micronutrients. The implementation of this technology generates higher income for the producers and sustains the soil through the correct application of nutrients. Finally, it is important to mention that this technology reduces the proportion of costs associated with fertilization, as the amount of nitrogen (N), phosphorus (P2O5), potassium (K2O), and calcium (CaO) applied to the soil was reduced.

Location

Location: Guarne Aguadas Córdoba Apía Ginebra Piedecuesta Ragonvalia Arcabuco San Bernardo, Silvania, Pasca El Colegio Garzón Cumbal Santiago, Antioquia, Caldas, Quindío, Risaralda, Valle del Cauca, Santander, Norte de Santander, Boyacá, Cundinamarca, Huila, Nariño, Putumayo., Colombia

No. of Technology sites analysed: 10-100 sites

Geo-reference of selected sites
  • -74.09704, 4.63118
  • -73.53674, 5.39727
  • -73.13025, 7.80896
  • -76.55798, 7.40605
  • -73.03137, 6.98095
  • -75.98669, 5.23319
  • -75.55823, 4.72973
  • -77.78845, 0.88986
  • -76.89856, 0.97774
  • -74.13, 4.33546
  • -75.98669, 4.29164
  • -76.27234, 1.79048
  • -76.41516, 3.80945
  • -74.22888, 4.16016
  • -74.41565, 4.02866

Spread of the Technology: applied at specific points/ concentrated on a small area

In a permanently protected area?: No

Date of implementation: 2018; less than 10 years ago (recently)

Type of introduction
Fertilización etapa vegetativa (Equipo Agrosavia)
Requerimiento de fertilización durante crecimiento y desarrollo (Equipo Agrosavia)

Classification of the Technology

Main purpose
  • improve production
  • reduce, prevent, restore land degradation
  • conserve ecosystem
  • protect a watershed/ downstream areas – in combination with other Technologies
  • preserve/ improve biodiversity
  • reduce risk of disasters
  • adapt to climate change/ extremes and its impacts
  • mitigate climate change and its impacts
  • create beneficial economic impact
  • create beneficial social impact
Land use
Land use mixed within the same land unit: No

  • Cropland
    • Annual cropping
    Number of growing seasons per year: 1
    Is intercropping practiced? No
    Is crop rotation practiced? No
Water supply
  • rainfed
  • mixed rainfed-irrigated
  • full irrigation
Purpose related to land degradation
  • prevent land degradation
  • reduce land degradation
  • restore/ rehabilitate severely degraded land
  • adapt to land degradation
  • not applicable
Degradation addressed
  • chemical soil deterioration - Cn: fertility decline and reduced organic matter content (not caused by erosion)
SLM group
  • integrated soil fertility management
SLM measures
  • agronomic measures - A2: Organic matter/ soil fertility

Technical drawing

Technical specifications
Se estimó que para cada una de las etapas de cultivo se debe aplicar lo siguiente:

a) Vegetativa: Esta etapa comprende los seis primeros meses posteriores al trasplante, en los cuales se requiere aplicar por cada hectárea cultivada de mora: 83 kg de nitrógeno (N), 88 kg de fósforo (P2O5), 36 kg de potasio (K2O) y 54 kg de calcio (CaO), resaltando que durante el primer mes de establecido, el cultivo no se requiere la aplicación de potasio y que antes del cuarto mes de trasplante se debe aplicar alrededor del 79 % de las dosis estimadas de cada nutriente para esta etapa.

b) Reproductiva: Se debe aplicar por cada hectárea cultivada de mora: 25 kg de nitrógeno (N), 17 kg de fósforo (P2O5), 11 kg de potasio (K2O) y 8 kg de calcio (CaO), teniendo en cuenta que el fraccionamiento de nutrientes debe ser con un mes de espaciamiento, donde el 50 % se aplique en etapa de yema reproductiva (mes 7) y el restante se aplique en la fase de fruto cuajado (mes 8)

c) Productiva: Es necesario que a partir del octavo mes de establecido el cultivo de mora y durante los dos años siguientes se apliquen por hectárea: 344 kg de nitrógeno (N), 80 kg de fósforo (P2O5), 640 kg de potasio (K2O) y 530 kg de calcio (CaO). Es importante resaltar que, en la etapa productiva, la fertilización se debe hacer cada dos meses.

Establishment and maintenance: activities, inputs and costs

Calculation of inputs and costs
  • Costs are calculated: per Technology area (size and area unit: 1 hectárea)
  • Currency used for cost calculation: n.a.
  • Exchange rate (to USD): 1 USD = 3553.0
  • Average wage cost of hired labour per day: n.a
Most important factors affecting the costs
Es importante mencionar que esta tecnología permite disminuir el porcentaje de costos asociados a la práctica de fertilización y el aumento de los costos totales mediante su uso, se debe a la implementación de BPA en el cultivo.
Establishment activities
  1. Preparación del terreno (Timing/ frequency: antes de sembrar)
  2. Trasplante y manejo de arvenses (Timing/ frequency: Dos a tres meses antes del trasplante)
  3. Fertilización (Timing/ frequency: Mes 1 después de trasplante)
  4. Tutorado (Timing/ frequency: 6 meses después del trasplante y con duración superior a 7 años)
  5. Fertilización (Timing/ frequency: Mes 3,5,7,10 y 12 después de trasplante)
  6. Podas (Timing/ frequency: Cada 2 meses)
  7. Manejo fitosanitario (Timing/ frequency: Mensual, seis aspersiones)
  8. Cosecha (Timing/ frequency: A partir de los 9 meses)
  9. Poda de producción (Timing/ frequency: Quinto mes después de trasplante)
Establishment inputs and costs (per 1 hectárea)
Specify input Unit Quantity Costs per Unit (n.a.) Total costs per input (n.a.) % of costs borne by land users
Labour
Repicada Jornal 4.0 40000.0 160000.0 0.6
Plateo Jornal 2.0 70000.0 140000.0 0.5
Control de arvenses con guadaña Jornal 9.0 40000.0 360000.0 1.3
Aplicación de fertilizante, manejo fitosanitario Jornal 10.0 40000.0 400000.0 1.4
Equipment
Transporte de plantas Guacal 17.0 40000.0 680000.0 2.4
Transporte de fertilizantes Unidad 9.0 70000.0 630000.0 2.3
Análisis de suelo Unidad 14.0 40000.0 560000.0 1.2
Limpliar terreno con guadaña (preparación de terreno) Jornal 40.0 40000.0 1600000.0 5.7
Aporque Jornal 9.0 40000.0 360000.0 1.3
Trazado y ahoyado Jornal 6.0 40000.0 240000.0 0.9
Cal dolomita Bulto 47.0 40000.0 1880000.0 6.8
Yeso agrícola Bulto 50.0 11000.0 550000.0 2.0
Plant material
1333 plantas Planta 12.0 13400.0 160800.0 0.6
Trasplante Jornal 4.0 12000.0 48000.0 0.2
Abono orgánico (Trasplante y abono de arvenses) Bulto 1400.0 22000.0 30800000.0 2.5
Micorriza (Trasplante y abono de arvenses) Bulto 28.0 2500.0 70000.0 0.3
Athrin Brío (Manejo fitosanitario) Litro 27.0 22000.0 594000.0 2.1
Trivia (Manejo fitosanitario) Bolsa 3.0 73000.0 219000.0 0.8
Mixel top Litro 1.0 43500.0 43500.0 0.2
Amistar top Litro 2.0 56306.0 112612.0 0.4
Fertilizers and biocides
Urea Kilogramo 18.0 1680.0 30240.0 0.1
DAP Kilogramo 34.0 2000.0 68000.0 0.2
KCl (fertilización mes 3,5,7,10 y 12 después de trasplante) Bulto 3.0 87300.0 261900.0 0.9
DAP (fertilización mes 3,5,7,10 y 12 después de trasplante) Bulto 1.5 100000.0 150000.0 0.5
Agrimis ( (fertilización mes 3,5,7,10 y 12 después de trasplante) Bulto 2.0 91000.0 182000.0 0.7
Urea (fertilización mes 3,5,7,10 y 12 después de trasplante) Bulto 3.0 84000.0 252000.0 0.9
Transporte de fertilizantes Bulto 0.7 138000.0 96600.0 0.3
Aplicación Jornal 2.0 22800.0 45600.0 0.2
Construction material
Cemento Bulto 2.0 15000.0 30000.0 0.1
Canastilla plástica de 15 kig Unidad 0.84 203700.0 171108.0 0.6
Arena m3 2.0 37905.0 75810.0 0.3
Parales eucalipto Unidad 627.0 16510.0 10351770.0 37.1
Gravilla 3/8 m3 5940.0 120.0 712800.0 2.6
Rajón m3 627.0 5504.0 3451008.0 12.4
Tornillo tipo perno de 1/2" Unidad 6.0 4390.0 26340.0 0.1
Inmunizante incoloro Galón 1.0 1005000.0 1005000.0 3.6
Other
Teja de 3,6 m cal 34 Unidad 1.0 78333.0 78333.0 0.3
Amarres Unidad 16.0 2500.0 40000.0 0.1
Gravilla 1/2" m3 1.0 70000.0 70000.0 0.3
Lona verde Rollo 1.0 140000.0 140000.0 0.5
Construcción punto de acopio Jornal 10.0 2500.0 25000.0 0.1
Podas Unidad1 1.0 70000.0 70000.0 0.3
Total costs for establishment of the Technology 56'941'421.0
Total costs for establishment of the Technology in USD 16'026.29
Maintenance activities
  1. Fertilización (Timing/ frequency: Al momento de trasplante, y en los meses 1, 3, 4, 5, 7, 8 y posteriormente cada dos meses según en plan de fertilización)
  2. Poda sanitaria (Timing/ frequency: Cada mes)
  3. Aplicaciones fitosanitarias (Timing/ frequency: Cada mes (dependiendo de la incidencia y severidad del problema fitosanitario))
  4. Cosecha (Timing/ frequency: Dos veces por semana)
  5. Manejo mecánico de arvenses (Timing/ frequency: Cada tres meses)
  6. Plateo (Timing/ frequency: Cada dos meses)
Maintenance inputs and costs (per 1 hectárea)
Specify input Unit Quantity Costs per Unit (n.a.) Total costs per input (n.a.) % of costs borne by land users
Labour
Plateo Jornal 32.0 40000.0 1280000.0 9.0
Control de arvenses con guadaña Jornal 12.0 70000.0 840000.0 4.7
Aplicación fertilización granulada (Bimestral) Jornal 24.0 40000.0 960000.0 5.4
Aplicación fertilización foliar Jornal 6.0 40000.0 240000.0 1.4
Equipment
Podas Jornal 50.0 40000.0 2000000.0 13.6
Manejo fitosanitario Jornal 12.0 40000.0 480000.0 2.7
Cosecha Jornal 170.0 40000.0 6800000.0 47.0
Tijeras Unidad 2.0 56306.0 112612.0 0.6
Guantes Unidad 2.0 4200.0 8400.0 0.05
Agrodyne Litro 1.0 43500.0 43500.0 0.2
Fertilizers and biocides
KCI Bulto 6.5 87300.0 567450.0 3.9
DAP Bulto 1.0 100000.0 100000.0 0.6
Agrimins Bulto 1.5 91000.0 136500.0 1.0
Urea Bulto 5.0 84000.0 420000.0 2.8
Nitrato de calcio Bulto 1.0 45000.0 45000.0 0.3
Mixel Top Litro 2.0 15000.0 30000.0 0.2
Transfer ionic Litro 3.0 37905.0 113715.0 0.6
Amistar top Litro 1.0 203700.0 203700.0 1.2
Construction material
Trivia Bolsa 6.0 22800.0 136800.0 0.8
Nativo Litro 1.0 138000.0 138000.0 0.8
Decis Litro 1.0 148000.0 148000.0 0.8
Fitoraz Bolsa 6.0 22800.0 136800.0 0.8
Athrin Brío Litro 1.0 138000.0 138000.0 0.8
Mixel Top Litro 5.0 15000.0 75000.0 0.4
Other
Transporte fertilizantes Bulto 14.0 2500.0 35000.0 0.3
Total costs for maintenance of the Technology 15'188'477.0
Total costs for maintenance of the Technology in USD 4'274.83

Natural environment

Average annual rainfall
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1,000 mm
  • 1,001-1,500 mm
  • 1,501-2,000 mm
  • 2,001-3,000 mm
  • 3,001-4,000 mm
  • > 4,000 mm
Agro-climatic zone
  • humid
  • sub-humid
  • semi-arid
  • arid
Specifications on climate
Name of the meteorological station: Cardona, W. A., & Bolaños Benavides, M. M. (2019). Manual de nutrición del cultivo de mora de Castilla (Rubus glaucus Benth.) bajo un esquema de Buenas Prácticas en Fertilización Integrada. Mosquera, Colombia: Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (AGROSAVIA).
Slope
  • flat (0-2%)
  • gentle (3-5%)
  • moderate (6-10%)
  • rolling (11-15%)
  • hilly (16-30%)
  • steep (31-60%)
  • very steep (>60%)
Landforms
  • plateau/plains
  • ridges
  • mountain slopes
  • hill slopes
  • footslopes
  • valley floors
Altitude
  • 0-100 m a.s.l.
  • 101-500 m a.s.l.
  • 501-1,000 m a.s.l.
  • 1,001-1,500 m a.s.l.
  • 1,501-2,000 m a.s.l.
  • 2,001-2,500 m a.s.l.
  • 2,501-3,000 m a.s.l.
  • 3,001-4,000 m a.s.l.
  • > 4,000 m a.s.l.
Technology is applied in
  • convex situations
  • concave situations
  • not relevant
Soil depth
  • very shallow (0-20 cm)
  • shallow (21-50 cm)
  • moderately deep (51-80 cm)
  • deep (81-120 cm)
  • very deep (> 120 cm)
Soil texture (topsoil)
  • coarse/ light (sandy)
  • medium (loamy, silty)
  • fine/ heavy (clay)
Soil texture (> 20 cm below surface)
  • coarse/ light (sandy)
  • medium (loamy, silty)
  • fine/ heavy (clay)
Topsoil organic matter content
  • high (>3%)
  • medium (1-3%)
  • low (<1%)
Groundwater table
  • on surface
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Availability of surface water
  • excess
  • good
  • medium
  • poor/ none
Water quality (untreated)
  • good drinking water
  • poor drinking water (treatment required)
  • for agricultural use only (irrigation)
  • unusable
Water quality refers to: surface water
Is salinity a problem?
  • Yes
  • No

Occurrence of flooding
  • Yes
  • No
Species diversity
  • high
  • medium
  • low
Habitat diversity
  • high
  • medium
  • low

Characteristics of land users applying the Technology

Market orientation
  • subsistence (self-supply)
  • mixed (subsistence/ commercial)
  • commercial/ market
Off-farm income
  • less than 10% of all income
  • 10-50% of all income
  • > 50% of all income
Relative level of wealth
  • very poor
  • poor
  • average
  • rich
  • very rich
Level of mechanization
  • manual work
  • animal traction
  • mechanized/ motorized
Sedentary or nomadic
  • Sedentary
  • Semi-nomadic
  • Nomadic
Individuals or groups
  • individual/ household
  • groups/ community
  • cooperative
  • employee (company, government)
Gender
  • women
  • men
Age
  • children
  • youth
  • middle-aged
  • elderly
Area used per household
  • < 0.5 ha
  • 0.5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1,000 ha
  • 1,000-10,000 ha
  • > 10,000 ha
Scale
  • small-scale
  • medium-scale
  • large-scale
Land ownership
  • state
  • company
  • communal/ village
  • group
  • individual, not titled
  • individual, titled
Land use rights
  • open access (unorganized)
  • communal (organized)
  • leased
  • individual
Water use rights
  • open access (unorganized)
  • communal (organized)
  • leased
  • individual
Access to services and infrastructure
health

poor
x
good
education

poor
x
good
technical assistance

poor
x
good
employment (e.g. off-farm)

poor
x
good
markets

poor
x
good
energy

poor
x
good
roads and transport

poor
x
good
drinking water and sanitation

poor
x
good
financial services

poor
x
good

Impacts

Socio-economic impacts
Crop production
decreased
x
increased

Quantity before SLM: 8,8 t/ha
Quantity after SLM: 28 t/ha

crop quality
decreased
x
increased

expenses on agricultural inputs
increased
x
decreased

workload
increased
x
decreased

Socio-cultural impacts
Ecological impacts
soil loss
increased
x
decreased

Quantity before SLM: 0.1 t/ha
Quantity after SLM: 0.05 t/ha

acidity
increased
x
reduced


Con el uso de la tecnología se tuvo una reducción en el uso de nutrientes: -85,3% de nitrógeno (N) aplicado, -74,3 % de fósforo (P2O5) aplicado y -4,6% de potasio (K2O) aplicado, y un aumento del 100 % en la aplicación de calcio (CaO).

Off-site impacts
groundwater/ river pollution
increased
x
reduced

Cost-benefit analysis

Benefits compared with establishment costs
Short-term returns
very negative
x
very positive

Long-term returns
very negative
x
very positive

Benefits compared with maintenance costs
Short-term returns
very negative
x
very positive

Long-term returns
very negative
x
very positive

El 9,4 % de los costos están relacionados con el rubro de fertilización integrada durante el establecimiento y 16,3 % corresponde a la fertilización en sostenimiento. Por su parte, sin el uso de la tecnología bajo un enfoque de BPA, se logra obtener un rendimiento anual de 10,4 t/ha con unos costos de producción de $ 9.240.718 para el establecimiento y $ 23 963 162 para el sostenimiento del cultivo. Por su parte, de estos costos del cultivo tradicional de mora, 13,6 % corresponden a la etapa de establecimiento y 27,4 % a la fase de sostenimiento. Se puede obtener una relación beneficio/costo de 2,6

Climate change

-

Adoption and adaptation

Percentage of land users in the area who have adopted the Technology
  • single cases/ experimental
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Of all those who have adopted the Technology, how many have done so without receiving material incentives?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
Has the Technology been modified recently to adapt to changing conditions?
  • Yes
  • No
To which changing conditions?
  • climatic change/ extremes
  • changing markets
  • labour availability (e.g. due to migration)

Conclusions and lessons learnt

Strengths: land user's view
  • Permite obtener un rendimiento potencial más alto al registrado en la media nacional. El rendimiento promedio nacional es de 8,8 t ha-1, en contraste, con la implementación de esta tecnología se lograron rendimientos potenciales de 28 t ha-1
  • La tecnología permite identificar momentos claves para la aplicación de cada nutriente según la demanda nutricional de la planta: antes del cuarto mes de trasplante se debe aplicar el 68 % de N, P2O5, K2O y CaO. En fase reproductiva, el 50 % de cada nutriente se debe aplicar en etapa de yema reproductiva (mes 7) y el restante, en la etapa de fruto cuajado (mes 8). En la etapa productiva, la fertilización se debe realizar cada dos meses. El efecto deseado de reducir dosis de fertilizantes o aumentar el rendimiento puede lograrse con el uso de esta OT. Adicionalmente, los cálculos de la cantidad de nutrientes aplicados bajo el escenario propuesto con el uso de la OT, y la comparación con el manejo tradicional de la fertilización en el cultivo de mora, mostró que con el uso de la tecnología se tuvo una reducción en el uso de nutrientes: (-85,3 % de nitrógeno (N) aplicado, -74,3 % de fósforo (P2O5) aplicado y -4,6 % de potasio (K2O) aplicado, y un aumento del 100% en la aplicación de calcio (CaO).
Strengths: compiler’s or other key resource person’s view
  • La tecnología permite identificar momentos claves para la aplicación de cada nutriente según la demanda nutricional de la planta: antes del cuarto mes de trasplante se debe aplicar el 68 % de N, P2O5, K2O y CaO. En fase reproductiva, el 50 % de cada nutriente se debe aplicar en etapa de yema reproductiva (mes 7) y el restante, en la etapa de fruto cuajado (mes 8). En la etapa productiva, la fertilización se debe realizar cada dos meses. El efecto deseado de reducir dosis de fertilizantes o aumentar el rendimiento puede lograrse con el uso de esta OT. Adicionalmente, los cálculos de la cantidad de nutrientes aplicados bajo el escenario propuesto con el uso de la OT, y la comparación con el manejo tradicional de la fertilización en el cultivo de mora, mostró que con el uso de la tecnología se tuvo una reducción en el uso de nutrientes: (-85,3 % de nitrógeno (N) aplicado, -74,3 % de fósforo (P2O5) aplicado y -4,6 % de potasio (K2O) aplicado, y un aumento del 100% en la aplicación de calcio (CaO).
Weaknesses/ disadvantages/ risks: land user's viewhow to overcome
  • Se requiere recursos para realizar análisis de suelos e insumos agropecuarios. Se requiere regulación de precios de los insumos agropecuarios.
Weaknesses/ disadvantages/ risks: compiler’s or other key resource person’s viewhow to overcome
  • Se requiere un análisis de suelo y su posterior interpretación. Se requiere incentivar a los agricultores de la importancia de realizar los análisis de suelos, los cuales se van a ver reflejados en la disminución de costos de insumos y también se requiere financiación por parte del estado para realizar análisis de suelo en cada predio de productor.

References

Compiler
  • Claudia Patricia Rendón Ocampo
Editors
Reviewer
  • Mateo Jaimes
Date of documentation: March 16, 2021
Last update: Jan. 20, 2023
Resource persons
Full description in the WOCAT database
Linked SLM data
Documentation was faciliated by
Institution Project
Key references
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  • Bolaños-Benavides, M. M., Cardona, W. A., Ramírez, W. L., Arguelles, J. H. (2014). Requerimientos Nutricionales (N, P, K y Ca) de Rubus glaucus B., durante crecimiento vegetativo. Memorias XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de la Ciencia del Suelo. Cuzco, Perú.:
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  • http://unradio.unal.edu.co/nc/detalle/cat/respuestas-por-escrito/article/requerimientos-nutricionales-del-cultivo-de-la-mora.html: None
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