NUTRICIÓN DE CULTIVO Eficiencia de utilización del nitrógeno en maíces tardíos

Caviglia, O.P. a, b *; Melchiori, R.J.M a; Sadras, V.O.c

a INTA EEA Paraná Ruta11, km12,5, (3100) Paraná, Argentina. b FCA (UNER), Ruta11, km10, (3100) Paraná, Argentina. c South Australian Research and

Development Institute, Australia.

* e-mail: caviglia.octavio@inta.gob.ar

Eficiencia de utilización del nitrógeno en maíces tardíos

Los objetivos de este trabajo fueron evaluar la EutNG (Eficiencia de Utilización del N) del maíz en fecha de siembra tardía, determinar si los eventuales cambios en la EutNG se deben a un mayor índice de cosecha o a una menor concentración de N en la biomasa y finalmente evaluar el comportamiento de híbridos con índice de cosecha contrastante en fecha de siembra tardía.

Palabras Claves:

Maíces tardíos, Nitrógeno, Índice de Nutrición Nitrogenada (INN), Siembra Tardía.

Introducción

En muchas áreas templadas de Argentina la siembra de maíz al inicio de la primavera (septiembre-octubre) permite lograr altos rendimientos y reducir el ataque de ciertas enfermedades (e.g. Tizón) e insectos (e.g. Isoca Cogollera o Barrenador). La introducción de híbridos con eventos biotecnológicos de protección contra insectos ha permitido ampliar la ventana de siembra abriendo la posibilidad de las siembras tardías (diciembre) buscando mayor estabilidad a expensas de sacrificar rendimiento potencial (Maddonni, 2012).

Las siembras tardías pueden realizarse tanto sobre un barbecho largo que viene desde la cosecha del cultivo estival de la campaña previa, sobre el rastrojo de un cultivo invernal (maíz de segunda) o sobre los restos vegetales de un cultivo de cobertura que se implantó durante el invierno. En este trabajo se hace referencia al maíz tardío como aquel que se realiza sobre un barbecho largo. Las otras dos alternativas, i.e. maíz de segunda o sobre un cultivo de cobertura, generan un ambiente diferente desde el punto de vista del balance hídrico y nutricional que no será considerado en este artículo.

El ambiente para el crecimiento vegetativo de los maíces tardíos está caracterizado por temperaturas, radiación solar y disponibilidad de nitrógeno (N) más altas que en fechas de siembra tradicionales. En contraste, el ambiente para el crecimiento reproductivo, en especial para el llenado de los granos, está caracterizado por menor temperatura y radiación solar incidente. Debido a que el crecimiento vegetativo se encuentra favorecido en relación al crecimiento reproductivo (Cirilo y Andrade, 1994) sería esperable un menor índice de cosecha en los maíces tardíos, lo que sugiere la elección de híbridos con mayor partición a granos para este tipo de siembras.

Los interrogantes que plantean las siembras tardías de maíz son muchos, destacándose aquellos referidos a la economía del N. En efecto, la disponibilidad de N en las siembras tardías suele ser más alta que en las fechas de siembra tradicionales (Díaz Valdez et al., 2014) pero las condiciones de crecimiento reproductivo del cultivo son más limitadas desde el punto de vista radiativo y térmico, lo que podría resultar en una utilización menos eficiente del N.

La eficiencia de utilización del N (EutN) se define como la cantidad de biomasa (Eut NB) o grano (Eut NG) por unidad de N absorbida (kg de biomasa o grano producido por kg de N absorbido). La eficiencia de utilización de N para grano (Eut NG) esta directamente relacionada con el índice de cosecha e inversamente con la concentración de N acumulado en la biomasa (Ciampitti y Vyn, 2012). En los maíces tardíos estas dos variables pueden ser diferentes a las de siembras tradicionales por lo que su estudio brindaría conocimientos importantes sobre la economía del N en esta nueva alternativa.

La interpretación del comportamiento de variables de cultivo en fecha de siembra tardía puede ser dificultosa debido a que la mayor disponibilidad de N no permite despejar el efecto puro de la fecha de siembra. El uso de un índice de nutrición nitrogenado (INN) basado en la curva de dilución del N podría ser muy útil para estandarizar el status nitrogenado entre fechas. La curva de dilución de N representa la reducción en la concentración de N a medida que aumenta la biomasa del cultivo (Plénet and Lemaire, 1999).

Los objetivos de este trabajo fueron: i) evaluar la Eut NG del maíz en fecha de siembra tardía, ii) determinar si los eventuales cambios en la Eut NG se deben a un mayor índice de cosecha o a una menor concentración de N en la biomasa y iii) evaluar el comportamiento de híbridos con índice de cosecha contrastante en fecha de siembra tardía.

Materiales y métodos

En la campañas 2002-2003 y 2003-2004 (en adelante, Campañas 1 y 2, respectivamente) se realizaron experimentos a campo sobre un suelo Argiudol ácuico, en la EEA Paraná del INTA (Entre Ríos, Argentina 31º 50´ S; 60º 31´ W; 110 m.s.n.m). El diseño experimental utilizado fue en bloques completos al azar con arreglo factorial y cuatro repeticiones. Los tratamientos evaluados fueron una combinación de 3 factores: híbridos de maíz con índice de cosecha contrastante (bajo, DK752MG y alto, DK682MG), fechas de siembra (tradicional, mediados de septiembre y tardía, fines de diciembre) y dosis de N (0 y 200 kg N ha-1). El experimento fue conducido bajo riego, manteniendo la humedad del suelo en valores no limitantes para el crecimiento. El control de malezas, plagas y enfermedades fue realizado mediante un uso adecuado de agroquímicos o manualmente.

En madurez fisiológica del cultivo se tomaron muestras de biomasa total acumulada y se evaluó el rendimiento del cultivo. Las muestras molidas de planta y de granos fueron utilizadas para determinar la concentración de N. El índice de cosecha se calculó como el cociente entre el rendimiento y la biomasa.

El N absorbido por el cultivo se calculó como el producto de la biomasa y la concentración de N, mientras que el N en el resto de planta (Nrest) se calculó como la diferencia entre el N absorbido y el N acumulado en los granos. La Eut NB y Eut NG se calcularon como el cociente entre biomasa o rendimiento y el N absorbido.

El índice de nutrición nitrogenada (INN) se calculó como Nreal N c -1, donde Nreal es la concentración real de N y Nc es la concentración crítica de N. Esta última fue calculada como 3.4 B-0.37 (Plénet and Lemaire, 1999), donde B es la biomasa expresada en t ha-1. Un INN de 1 índica que el cultivo alcanza un nivel de nutrición que maximiza el crecimiento del cultivo, mientras que valores menores indican niveles de deficiencia del nutriente en relación al nivel crítico.

Los resultados se analizaron mediante ANOVA y análisis de regresión.

Resultados y discusión

El INN indicó un mejor status nitrogenado en los tratamientos sin fertilizar en fechas de siembra tardía que en la tradicional (Fig. 1), evidenciándose una fuerte interacción entre la fecha de siembra y la dosis de N. Esto indica que el efecto del N del fertilizante no fue el mismo en cada una de las fechas evaluadas.

El índice de cosecha fue mayor en los tratamientos fertilizados y en el híbrido DK682 en ambas campañas (Tabla 1), mientras que fue mayor en la fecha de siembra tradicional que en la tardía sólo en la campaña 2. Por otro lado, el N acumulado en el resto de la planta a madurez fisiológica fue mayor en el híbrido con menor índice de cosecha, DK752, que en DK682. Esto índica que la mayor partición a los granos es un buen indicador de la capacidad de removilizar el N acumulado en la planta, lo que evidencia una utilización del nutriente más eficiente (no mostrado) en el híbrido más hábil para particionar la biomasa, i.e. con mayor índice de cosecha, DK682.

Nitrógeno acumulado en el resto de planta (Nrest) en madurez fisiológica, índice de cosecha (iC) y rendimiento (Rto) de dos híbridos de maíz en dos fechas de siembra con dos dosis de N en Paraná, Argentina.

Fuente de variación Ic Campaña 1

nrest kg ha-1

Rto kg ha-1 Ic Campaña 2

nrest kg ha-1

Rto kg ha-1

Híbrido

DK752 DK682 0.427 b 0.508 a 64.7 a 51.3 b 8501 b 9660 a 0.402 b 0.467 a 57.7 a 46.0 b 7239 b 8014 a

Fecha

dosis

kg N ha-1 Tradic. Tardía

0 200 0.474 a 0.460 a

0.426 b 0.509 a 61.5 a 54.4 a

50.3 b 65.7 a 10153 a 8008 b

7192 b 10969 a 0.405 b 0.464 a

0.376 b 0.493 a 49.4 a 54.3 a

37.4 b 66.3 a 7803 a 7450 a

4606 b 10647 a

ANoVA

Híbrido (H) Fecha (F) Nitrógeno (N) H x F H x N N X F H x N x F 0.0013 0.5237 0.0011 0.2545 0.4079 0.0219 0.3191 0.0048 0.1106 0.0016 0.0024 0.0058 <0.0001 0.0075 0.0132 <0.0001 <0.0001 0.057 0.1622 <0.0001 0.8847

P>F

0.0039 0.009 <0.0001 0.8546 0.4379 0.0126 0.4543 0.0163 0.2904 <0.0001 0.3027 0.1773 0.0122 0.3466

0.032 0.3064 <0.0001 0.1509 0.7116 <0.0001 0.7501

Tabla 01

Índice de Nutrición Nitrogenada (iNN) de dos híbridos de maíz en dos fechas de siembra con dosis de N contrastantes en Paraná, Argentina. el iNN fue estimado usando la concentración de N en la biomasa en madurez fisiológica y la concentración de N crítica que maximiza el crecimiento del cultivo (Plénet and lemaire, 1999). las barras de error indican el desvío estándar de la media de 4 repeticiones.

Figura 01

Las variaciones en rendimiento fueron similares a las del INN (Tabla 1), lo que se evidencia por la fuerte relación que existió entre el INN y la respuesta al agregado de N (Fig. 2). La robustez de esta relación demuestra la validez agronómica del uso del INN. La menor respuesta al N en fechas de siembras tardías sugiere el uso de dosis conservativas de N, que podrían decidirse utilizando los umbrales recientemente disponibles para maíces tardíos (Díaz Valdez et al., 2014).

Respuesta del rendimiento al agregado de fertilizante en función del Índice de Nutrición Nitrogenado (iNN) en los tratamientos testigo. datos de dos híbridos de maíz en dos fechas de siembra con dosis de N contrastantes en Paraná, Argentina. la respuesta fue calculada como la diferencia de rendimiento entre el tratamiento fertilizado y el testigo en cada híbrido y fecha de siembra.

Figura 02

Por otra parte, el INN permitió comparar la Eut NG y las variables relacionadas a un nivel equivalente de status nitrogenado (Fig. 3). En efecto, para un mismo valor de INN la Eut NG no difirió entre fechas de siembra (Fig. 3a), i.e. las funciones lineales son estadísticamente coincidentes. Sin embargo, tanto la Eut NB (Fig. 3b) como la concentración de N en la biomasa (Fig. 3c) fueron diferentes entre fechas de siembra. En efecto, la mayor concentración de N en la biomasa (Fig. 3c) en la fecha de siembra tardía resultó en una menor E ut NB. No obstante, el índice de cosecha no fue diferente entre fechas de siembra a un nivel equivalente de status nitrogenado (Fig. 3d), aunque mostró una relación positiva y significativa con el aumento en el INN.

El aumento en el índice de cosecha asociado a la mejor nutrición nitrogenada en ambas fechas de siembra (Fig. 3d) compensó el incremento de la E ut NB (Fig. 3b), resultando en cambios insignificantes en la Eut NG tanto por efecto de la fecha de siembra como del status nitrogenado (Fig. 3a).

(A) eficiencia de utilización del N para grano (e ut nG, indica rendimiento por unidad de N absorbido), (B) eficiencia de utilización del N para biomasa (e ut nB, indica biomasa por unidad de N absorbido), (C) Concentración de N en biomasa (%NB), e (d) índice de cosecha (iC) en función del iNN.

Figura 03

Conclusiones

• El status nitrogenado fue más alto en los tratamientos sin fertilizar en la fecha de siembra tardía que en la tradicional, lo que generó una fuerte interacción de la fertilización con la fecha de siembra que dificulta interpretar los resultados. • El uso de un índice de nutrición nitrogenada (INN) permitió explicar la respuesta del cultivo a la fertilización con N en ambas fechas de siembra, así como a discriminar las diferencias entre fechas a un nivel de status nitrogenado equivalente. • La eficiencia de utilización de N para producir biomasa (Eut NB) fue claramente mayor en fecha de siembra tradicional, lo que estuvo relacionado con la mayor concentración de N en la fecha de siembra tardía. • El índice de cosecha se incrementó con el aumento en el status nitrogenado, sin diferencias entre fechas de siembra, compensando las caídas en Eut NB, lo que resultó en la falta de diferencias en la Eut NG. • El híbrido con mayor índice de cosecha tuvo mayor habilidad para remover el N remanente en el resto de la planta, lo que resultó en una utilización más eficiente del nutriente. • Los resultados obtenidos en este trabajo sugieren que las prácticas para mejorar la eficiencia de utilización del

N en maíces tardíos deberían basarse en el manejo conservativo de las dosis de fertilizante y en la elección de genotipos con alto índice de cosecha.

Referencias Cirilo, A. G.; Andrade, F. H. 1994. Crop Sci., 34, 1039-1043. Díaz Valdez, S.; García, F.; Caviglia, O.P. Informaciones Agronómicas de Hispanoamérica. IPNI. 13: 18-20 Maddonni, G. A. 2012. Theor. Appl. Climatol., 107, 325-345. Plénet, D.; Lemaire, G. 1999. Plant soil, 216, 65-82.