Fertilización en maíz: estrategias del manejo de nutrientes de alta y baja movilidad en el suelo

Autor: Salvagiotti, F.

Grupo de Manejo de cultivo, suelo y agua – EEA Oliveros INTA. Correo: salvagiotti.fernando@inta.gob.ar

Fuente: https://inta.gob.ar/sites/default/ files/inta_maiz_fertp_salvagiotti20.pdf

La movilidad de los nutrientes y su relación con el complejo de intercambio del suelo determinan la estrategia de fertilización de los cultivos y/o las secuencias.

Palabras Claves:

Maíz; Suelos; Fertilización.

El aumento de la producción de alimentos y la disponibilidad de tierras para la agricultura que se proyecta para las próximas décadas, sugiere que habrá proporcionalmente un uso más intensivo de los recursos, más que una expansión en el área sembrada. Esta intensificación, ya sea que implique maximizar el rendimiento de un cultivo en particular o incluir un mayor número de cultivos en las secuencias, tendrá un mayor requerimiento de nutrientes.

Este manejo más intensivo de la agricultura deberá realizarse en forma sustentable y haciendo un uso racional de insumos, entre ellos los fertilizantes. El uso de fertilizantes ha sido una de las herramientas más eficaces para corregir las deficiencias nutricionales de los cultivos, no solo mediante el aumento de la producción de los cultivos, sino también haciendo un uso más eficiente de los recursos y/o tecnologías, como el uso del riego o la utilización de genotipos de mayor producción. Por ejemplo, el desarrollo de genotipos enanos de mayor potencial de producción en trigo y arroz durante la revolución verde se complementó con el uso de fertilizantes nitrogenados que explotaron el potencial productivo de estas variedades.

Estimaciones realizadas por FAO indican que el consumo de fertilizantes se incrementará aproximadamente a 263 millones de toneladas en 2050. El uso de los mismos deberá realizarse en un marco de buenas prácticas y complementarse con otras tecnologías que aporten nutrientes al sistema de producción, como el uso de efluentes de la ganadería, la utilización de abonos orgánicos o la inclusión de leguminosas en las rotaciones que hagan un aporte del N atmosférico. Estimaciones realizadas en la década del 90 mostraron que alrededor del 46 % del nitrógeno ingresado en los sistemas cultivados del mundo provenían de los fertilizantes nitrogenados. En cambio, cuando se incluyen todos los ingresos de N al planeta (no solo el sector de la agricultura), se estimó que el N proveniente de los fertilizantes representaría el 26 % del total de N ingresado. La proyección hacia el 2050 incrementaría esta participación de los fertilizantes al 36 %.

En la Figura 1 se observa la producción de granos acumulada en respuesta a la fertilización en los distintos cultivos de dos rotaciones, luego de 3 ciclos, en la región pampeana argentina. En este ejemplo, los suelos presentaban bajos contenidos de P disponible en el suelo (cuantificado a través de la metodología Bray I) entre 11 y 15 ppm, y un grado de deterioro químico con contenidos de materia orgánica entre 2.2 y 3.4 %. La máxima respuesta a la fertilización osciló entre 20 y 89 % según el cultivo, pero la magnitud de la respuesta fue entre 15-20 % por la aplicación de N en trigo y maíz, entre 8 y 35 % por la aplicación de P y entre 2 y 23 % por la aplicación de S, lo que muestra un efecto sinérgico de todos los nutrientes que presentaban deficiencia.

Figura 1

Producción acumulada de grano en 3 ciclos de la secuencia Maíz-Soja-Trigo/Soja y 4 ciclos de una secuencia Maíz-Trigo/Soja con tres tratamientos de fertilización. La aplicación de N solo se realizaba en Maíz y Trigo. Cada columna es el promedio de 4 sitios. Contenido de P Bray: 11-15 ppm; Materia orgánica: 2.2-3.4 % (Adaptado de García et al., 2010).

La respuesta a la fertilización en los cultivos: factores determinantes

La respuesta al uso de fertilizantes es función del balance entre la demanda de nutrientes, que está definida por el nivel de producción y los compuestos orgánicos que determinan la calidad de los granos (proteína, lípidos, hidratos de carbono), y de la oferta de nutrientes, asociada a la capacidad de los suelos de ofrecer las formas disponibles de los nutrientes que los cultivos necesitan.

El rendimiento de un cultivo de grano que determinará la demanda de un nutriente, se va construyendo a lo largo del ciclo, producto de la captura de los recursos (luz, agua, nutrientes), como estos recursos son transformados en biomasa, y como esta biomasa es convertida en rendimiento. La disponibilidad de estos recursos en el momento en que se definen los principales componentes de rendimiento (i.e. período crítico) es central en la producción de los cultivos. Numerosos trabajos dan cuenta de retrasos en la ocurrencia de los eventos fenológicos (por ejemplo, floración) cuando el cultivo presenta deficiencias de N o P, afectando de esta manera la forma en que los recursos son utilizados.

La absorción de los nutrientes cambia en términos relativos durante el ciclo del cultivo, por lo que se espera diferente impacto en la respuesta a la fertilización según el momento en que los nutrientes son aplicados, ya que se afectarían distintos procesos ecofisiológicos relacionados con la generación del rendimiento. Por ejemplo, la absorción relativa del P es mayor en etapas tempranas en el ciclo del cultivo, mientras que el N se

sigue acumulando aún luego del llenado de granos. La movilidad de los nutrientes y su relación con el complejo de intercambio del suelo determinan

Figura 2

Esquema que muestra las áreas de deficiencia en la zona de las raíces para nutrientes de alta y baja movilidad, en situaciones hipotéticas de alta y baja competencia entre individuos.

la estrategia de fertilización de los cultivos y/o las secuencias. Nutrientes de baja movilidad (por ejemplo, fósforo) que se mueven en el suelo principalmente por difusión, generan áreas (cilindros) de deficiencia en la zona cercana a la raíces, como los que se observan en la Figura 2. En la medida que la concentración del nutriente en el suelo esté por debajo de los umbrales de respuesta, ésta área de deficiencia es mayor, y el nutriente no alcanzará las raíces y el cultivo presentará deficiencias. Por lo tanto, en nutrientes de baja movilidad en el suelo, es importante mantener la concentración en el suelo por encima de los umbrales de respuesta a la fertilización para que el cultivo no tenga carencias. El uso de fertilizantes arrancadores que se aplican junto o al lado de la semilla (muchos de los cuales contienen fósforo en diferentes concentraciones), incrementa la concentración del nutriente en la zona cercana a las raíces y, en consecuencia, proveen de este nutriente al cultivo y crean un ambiente de disponibilidad del mismo.

En el caso de nutrientes de alta movilidad (por ejemplo, nitrógeno) que se mueven principalmente por flujo masal junto con el agua del suelo, las áreas de deficiencia son mayores (Figura 2). En la medida en que la competencia por el recurso es mayor (por ejemplo, al incrementar el número de individuos para aumentar la producción), mayor será la demanda del nutriente. En consecuencia, la necesidad de fertilización no solo estará asociada a la disponibilidad del nutriente en el suelo, sino también al potencial de producción del cultivo.

Al tener en cuenta este comportamiento, el diagnóstico de la fertilización en nutrientes de alta movilidad debe realizarse para cada cultivo en particular apuntando a un nivel de producción probable. Mientras que en nutrientes de baja movilidad, la planificación de la fertilización debe pensarse en términos de aumentar el contenido del nutriente en el suelo por encima de los umbrales de respuesta y puede, además, realizarse teniendo en cuenta la rotación, ya que es probable que tenga efectos residuales.

En la Figura 3 se muestra la curva de respuesta del cultivo de maíz a la fertilización con nitrógeno en distintos escenarios en los que se combina el potencial de producción de los cultivos (determinado por el

Figura 3

Rendimiento de maíz en función de la disponibilidad de N en el suelo a la siembra hasta los 60 cm de profundidad (N-NO3 + N fertilizante) para dos ambientes de producción: AR: Alto Rendimiento (AR) y Bajo Rendimiento (BR) en suelos con Alta (AN) y Baja (BN) disponibilidad de N (Salvagiotti et al., 2011).

manejo del cultivo y la captura de recursos del ambiente que haga el cultivo) y la capacidad de los suelos de brindar nutrientes: (i) condiciones de alta producción (AR) en suelos degradados con baja capacidad de brindar N (BN), donde se dará la respuesta más amplia; (ii) bajo las mismas condiciones de producción pero en suelos de alta fertilidad (AN), donde la provisión del N del suelo es buena, pero el potencial de producción hace que exista respuesta a la fertilización, aunque de menor magnitud; (iii) condiciones de bajo potencial de producción (BR) en suelos de alta fertilidad y (iv) en suelos de baja fertilidad. Por otro lado, en la Figura 4 se muestran los resultados de una experiencia de fertilización con fósforo en una secuencia de cultivos en un suelo que presentaba deficiencias en este nutriente. Luego de dos ciclos de rotaciones se observó respuesta a la fertilización con P en los distintos cultivos de la secuencia que oscilaron entre un 3 y 20 % según el cultivo. No hubo incrementos en el rendimiento al comparar dosis de 20 o 40 unidades de P aplicado. Sin embargo, altas aplicaciones de este elemento permitieron incrementar el contenido de P en el suelo por encima de los umbrales de respuesta, generando un nuevo ambiente de fertilidad en el suelo.

Figura 4

Rendimiento de distintos cultivos de una secuencia Maíz Soja-Trigo/Soja (panel superior) y contenido de P en el suelo luego de dos ciclos de esta secuencia (panel inferior) en respuesta a la aplicación de dos dosis de fósforo. Las dosis de P (20 y 40 kg de P ha -1 ) fueron aplicadas a las gramíneas incluidas en la rotación. Al inicio del experimento, el suelo presentaba un contenido de 5 ppm de P Bray en los 20 cm superficiales. La línea punteada en el panel inferior indica el umbral de respuesta a la fertilización fosfatada en los cultivos (Adaptado de Vivas et al., 2007, 2008).

Referencias

Alexandratos, N. and J. Bruinsma. 2012. World Agriculture Towards 2030/2050. ESA Working Paper No.12-03. Rome. FAO García, F.; M. Boxler; J. Minteguiaga; R. Pozzi; L. Firpo; I. Ciampitti; A. Correndo; F. Bauschen; A. Berardo y N. Reussi Calvo. 2010. La red de nutrición de la región CREA Sur de Santa Fe. Resultados y Conclusiones de los primeros diez años 2000-2009. AACREA, Buenos Aires. Salvagiotti, F.; J.M. Castellarin; F.J. Ferraguti y H.M. Pedrol. 2011. Dosis óptima económica de nitrógeno en maíz según potencial de producción y disponibilidad de nitrógeno en la región pampeana norte. Ciencia del Suelo 29[2]: 199-212. Vivas, H.; R. Albrecht; J.L. Hotian y L. Gastaldi. 2007. Residualidad del fósforo y del azufre. Estrategia de fertilización en una secuencia de cultivos. Informaciones Agronómicas del Cono Sur 35: 11-16. Vivas, H.; R. Albrecht; N. Vera Candiotti y J.L. Hotian. 2008. Fertilización combinada de fósforo y azufre en una secuencia de cultivos. Región Central de Santa Fe. Informacion Tecnica Cultivos de Verano. Campaña 2008 Publicación Miscelánea # 112. 2008. INTA Rafaela.