Respuestas en rendimiento al fósforo, azufre y zinc en maíz tardío en la región pampeana norte de Argentina

Actualmente en la región pampeana coexisten al menos dos sistemas de producción de maíz. Por un lado, el sistema tradicional de producción denominado “Maíz temprano” (MTe), donde el cultivo se siembra hacia fines del invierno-inicio de primavera y, por otro lado, el sistema usualmente denominado “Maíz tardío” (MTa), en el que el cultivo se siembra a fin de primavera-inicio de verano en una ventana de 1-1,5 meses desde mediados de noviembre hasta, usualmente, inicios de Enero. Ambos sistemas productivos exploran diferentes ambientes, ya sea por ubicar sus etapas fenológicas bajo distintas condiciones climáticas como por implantarse sobre condiciones de estado del suelo diferentes (Bert y Satorre, 2013). Así, cada sistema presenta ventajas y desventajas que se manifiestan en distintos rendimientos.

Tradicionalmente, el MTe fue el sistema productivo predominante, sin embargo, durante las últimas campañas, el MTa ha expresado buenos resultados productivos y, en consecuencia, aumento su frecuencia entre los productores (Bert y Satorre, 2013; Esposito et al 2014). En fecha de siembra tardía hay una menor proporción de crecimiento reproductivo sobre el vegetativo, debido al deterioro de las condiciones de radiación, y una baja en las temperaturas durante el llenado de granos y al mejor ambiente para el crecimiento inicial (Cirilo y Andrade, 1994). A su vez, la mineralización de la materia orgánica del suelo (MOS) aumenta con las mayores temperaturas en siembras tardías, reduciendo así la respuesta al agregado de nutrientes (Melchiori y Caviglia 2008).

En toda la región pampeana se ha determinado que los mayores rendimientos de MTe se obtienen con ofertas de nitrógeno (N) (suelo + fertilizante aplicado) de 140 kg N ha^-1, para la pampa arenosa (Barraco y Díaz- Zorita, 2005) hasta ofertas de 180 kg N ha^-1 para la región núcleo maicera (García et al., 2010), existiendo también suficiente información relativa a la importancia de la fertilización con nutrientes como fosforo (P) para el sudeste de Buenos Aires (Echeverría y García, 1998), y el norte de Buenos Aires (Ferrari et al, 2000) y determinaciones de umbrales críticos para el cultivo de maíz (Ferrari et al, 2000; Álvarez et al, 2003; Álvarez et al 2005; Echeverría y Sainz Rozas, 2005; García, et al 2007) y azufre (S),(Pagani et al, 2009; García et al., 2010). Además de los citados nutrientes, en las últimas campañas se detectaron en forma más frecuente sintomatologías asociadas a zinc (Zn) y se observaron respuestas en rendimiento asociadas a este micronutriente en el norte de Buenos Aires (Ferraris, 2012; Ferraris, 2013); para el Sur de Córdoba (Esposito et al, 2012) y el norte de la región pampeana (Michiels y Ruffo, 2012).

Para MTa, se han documentado respuestas en rendimiento y dosis optimas de N de 150 kg ha^-1 en la pampa arenosa (Proot et al 2011), así como avances en la calibración de umbrales críticos de N en Entre Ríos (Díaz Valdez et al, 2014). Sin embargo, la información sobre la respuesta en rendimiento para MTa de otros nutrientes como fósforo (P), azufre (S) y zinc (Zn), sigue siendo escasa y/o poco robusta. No está definido si las respuestas en rendimiento y los umbrales críticos de P, S, y Zn en MTa son diferentes a los reportados para MTe en la literatura.

Los objetivos de esta red de ensayos fueron varios. A modo exploratorio para acotar la discusión en este trabajo solo se mostraran y discutirá sobre algunos de estos a saber:

a. Evaluar la respuesta en rendimiento de MTa a la nutrición completa (N, P, S y Zn) en comparación con la nutrición básica (N o NP).

b. Evaluar la respuesta a S.

c. Evaluar la respuesta a Zn.

d. Evaluar la respuesta a P y comparar los umbrales críticos de P entre MTe y MTa.

 

Se realizaron ensayos en 10 (diez) sitios experimentales ubicados en diversas localidades de la Región Pampeana Norte, durante las campañas 2012/13 y 2013/2014 (Tabla 1). En cada sitio y previo a la siembra, se tomaron muestras compuestas representativas de los primeros 20 cm del perfil de suelo. Las muestras fueron enviadas a un único laboratorio comercial de análisis de suelos donde se determinó la concentración de P extractable (Pe, método de Bray y Kurtz I, 1945), N-NO₃- (método del ácido fenoldisulfónico), S-SO₄ (extracción por método de Morgan y determinación por turbidimetría con BaCl₂), materia orgánica (MO, método de Walkley y Black, 1934), pH en agua relación 1: 2,5 (potenciometría) y la concentración de Zn extractable (solución extractora DTPA). (Sims and Johnson,1991).

Los tratamientos evaluados incluyeron combinaciones de P, S y Zn (Tabla 2). Las fuentes utilizadas fueron urea (46-0-0), fosfato mono-amónico (FMA 11-52-0, mezclas químicas MES10 (12-40-0-10S) y MESZ (12-40-0-10S-1Zn). Los fertilizantes fueron aplicados a la siembra e incorporados al costado y debajo de la línea de siembra con maquinaria estándar. Los tratamientos se balancearon con N a una dosis final de 180 kg N ha^-1 entre disponibilidad en el suelo a la siembra más N aplicado como fertilizante, mediante la aplicación de urea a la siembra y en algunas situaciones incorporada en forma previa a la misma.

El diseño fue en bloques completos al azar y se realizaron cuatro repeticiones en cada uno de los sitios. Las parcelas estándar fueron de 30 metros de largo y 8 surcos de ancho, pero se ajustaron de acuerdo al equipo de siembra disponible en cada sitio, y a las condiciones de cada cooperador. Las diferencias no fueron significativas en términos operativos como para detallar las mismas.

Los datos por sitio fueron analizados utilizando el procedimiento MIXED de SAS (Littell et al, 1996). Las diferencias entre medias fueron evaluadas mediante el test de la DMS (al 0.1 y 0.05).

En forma adicional a estos sitios se instaló un ensayo en franjas por ambientes con la cooperación del equipo de trabajo de la catedra de cereales de la Universidad Nacional de Rio Cuarto, con el mismo protocolo que los sitios anteriores (similares tratamientos, productos y dosis) pero determinando tres ambientes contrastantes en productividad denominados Alta Producción (AP). Producción Promedio (PP) y Baja Producción (BP). El ensayo se instaló cruzando las franjas en forma espacial sobre dos de las zonas de manejo (ZM): PP y BP, asumiendo que en estas zonas serían las de mayor respuesta a la fertilización. En Tabla 3 se puede ver la caracterización química de este sitio. El análisis de los sitios combinado se realizó utilizando el programa Infostat. (Di Rienzo et al., 2013).

 

Tabla 1. Caracterización química de los diez sitios evaluados en los ensayos de maíz tardío de las campañas 2012/13 y 2013/14 en la región pampeana norte.

 

Tabla 2. Tratamientos de fertilización con P, S y Zn en los once sitios de ensayo de maíz tardío en las campañas 2012/13 y 2013/14 en la región pampeana norte.

 

Tabla 3. Caracterización química del sitio Chaján. Ensayo de maíz tardío de la campaña 2013/14 en la región pampeana norte.

 

Los parámetros de fertilidad química fueron, en general, variables dentro del rango de los valores promedios encontrados en la región donde se condujeron los ensayos (Tabla 1 y 3), y en concordancia con lo relevado por distintas autores en numerosas publicaciones dentro de la región pampeana (Sainz Rosas y Echeverría 2011; Sainz Rosas et al, 2013).

Los niveles de MO y los valores de pH estuvieron dentro del rango considerado normal para el desarrollo de cultivos sin limitaciones correspondientes a lotes en producción agrícola continua de acuerdo a zona. En relación al P extractable, los sitios Charrás y Chaján están dentro de la categoría baja, los sitios de Adelia María y Pergamino 2013/14 en categoría alta y los siete sitios restantes en categoría media baja a media alta para MTe (García et al., 2007; Gutiérrez Boem et al 2010). Los valores encontrados de S-SO₄²- estuvieron por debajo del umbral de 10 mg citado en la red de ensayos de larga duración de CREA Sur de Santa Fe (García et al, 2010). Se recuerda que este umbral no es concluyente en cuanto a diferenciar sitios con respuesta y sin respuesta, y es usado más bien a nivel de tendencia para dar soporte a la toma de decisiones.

Con respecto a Zn, 10 de los 11 sitios presentaron valores por debajo del nivel crítico de este nutriente de 1.0 mg citado por diversos autores de referencia y por debajo del cual existe probabilidad de encontrar respuestas en rendimiento a la aplicación de Zn en cultivos de grano (Havlin y Soltanpour 1981; Brennan et al, 1993).

Tomando los datos de los diez sitios con el mismo diseño, los rendimientos obtenidos variaron entre 6845 y 12769 kg ha^-1 para los seis sitios de la campaña 2012/13 y entre 6324 y 13433 kg ha^-1 para los cuatro sitios de la campaña 2013/14. El análisis conjunto de estos ensayos mostró un efecto significativo de los tratamientos (p=0.0059), localidades (p<0.0001) e interacción entre localidad y tratamiento (p=0.041). Los rendimientos más elevados se obtuvieron con el tratamiento NPS + Zn 1.0.

Para el sitio Chajan y tratando de integrar esos datos a este análisis podemos decir que el rendimiento promedio de maíz fue de 8661 kg ha^-1 con un desvío estándar de 985 kg ha^-1. Las diferencias de rendimiento encontradas entre ZM no fueron estadísticamente significativas (8542 kg ha^-1 para BP y 8802 kgha^-1 para PP. (Tabla 4). Posiblemente las menores diferencias entre ZM puedan atribuirse a las características hídricas del año, buenas precipitaciones durante el periodo crítico del maíz (febrero 2014) ya que las ZM se asocian a diferencias de relieve y con ello a la humedad de suelo.

 

Tabla 4. Estadística descriptiva del rendimiento de maíz por zona de manejo.

 

Para integrar los datos se realizó un análisis combinado de todos los sitios. El análisis conjunto de estos ensayos mostró un efecto significativo de los tratamientos (p=0.0001) y sitio (p<0.0001). (Tabla 5). El máximo rendimiento se obtuvo con el tratamiento NPS + 1.0 Zn kg ha^-1. La respuesta en rendimiento de ese tratamiento, que puede ser considerada como respuesta a Zn, fue de 266 kg ha^-1 con respecto al tratamiento NP y 769 kg ha^-1 con respecto a N. El tratamiento de mayor respuesta fue el NPS + 2.0 Zn kg ha^-1 con 834 kg ha^-1 con respecto a N aunque no difiere en forma significativa del NPS + 1.0 Zn kg ha^-1. Ver Figura 2.

 

Tabla 5. Promedio de todos los ensayos por tratamiento y análisis de varianza de todos los datos combinados de los 11 sitios.

 

Figura 2. Respuesta promedio del rendimiento de maíz a la fertilización con N, NP NPS y NPS + 4 dosis de Zn en promedio para los 11 ensayos conducidos en las campañas 2012/13 y 2013/14. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (p<0.1).

 

No se pudo determinar una respuesta a S en el promedio de los ensayos. Si hubo respuestas a S por sitio (datos no mostrados). Se intentó asociar esa baja probabilidad de respuesta a S con algún parámetro de suelo. En la Figura 3 se puede ver que para los once sitios ensayados hay una relación positiva entre la respuesta a S y el contenido de MO del sitio. Esto es controversial porque normalmente se asocia la respuesta a S con sitios con baja MO (Echeverría, 2005; García 2007). Se analiza la hipótesis de que a mayor MO mayor productividad del sitio, y eso estaría explicando que habría una mayor probabilidad de respuesta a S por mayor demanda del cultivo. Hay que tener en cuenta que es una regresión con un R² aceptable pero no lo suficientemente robusto para arribar a ninguna conclusión definitiva al respecto.

 

Figura 3. Relación entre la respuesta en rendimiento a S y el contenido de MO a la siembra para los 11 ensayos en las campañas 2012/13 y 2013/14.

 

Adicional a la respuesta a NPS+ Zn que se determinó en el análisis combinado (266 kg), el experimento en el sitio Chaján también permitió evaluar la respuesta al Zn ante la fertilización de siembra con N, P y S. Para ello se utilizaron solamente los tratamientos de combinación entre NPS y NPS + Zn y se evaluaron las funciones de producción por zona de manejo.

Los resultados permitieron encontrar efectos significativos en los parámetros de la función cuadrática y efectos de las ZM sobre el parámetro cuadrático de la misma. (Esposito, comunicación personal datos no publicados). En la Figura 4, se presentan las funciones de producción de maíz para cada ZM y la dosis óptima agronómica, es decir aquella que genera la máxima producción. Si bien, en ambas ZM los valores de Zn disponible encontrados al momento de la siembra son muy bajos, es evidente que la respuesta al Zn es mayor en la zona más productiva.

PP R=8.17+0.68Zn-0.01Zn²

BP R=8.17+0.68Zn-0.29Zn²

 

Figura 4. Funciones de producción de maíz según la dosis de Zn para dos zonas de manejo. (Espósito no publicado).

 

Para el análisis de todos los sitios la respuesta a P fue significativa estadísticamente cuando se comparó el tratamiento N vs NP. La misma fue de 503 kg . Para una discusión más enriquecedora se analizaron en forma diferenciada aquellos sitios, siete de los once en total incluyendo el sitio Chajan 2013, que tenían valores de Pe a la siembra por debajo del umbral crítico dentro del rango entre 15 y 18 mg de P Bray1 el cual se considera que por debajo del mismo es esperable encontrar respuesta a P en el año de aplicación. La respuesta fue estadísticamente significativa y del orden de magnitud de 630 kg . Esto nos indica por un lado que agronómicamente hay respuesta a P, y por otro lado, que tomando en cuenta el umbral critico de P para MTe ese rango tiene mucha validez para separar sitios con probable respuesta y sitios sin respuesta a P. Para ver si el mismo era diferente entre los dos sistemas de producción se calculó el rendimiento relativo (RR) del MTa en función del P disponible Bray 1 a la siembra para los 11 sitios evaluados. En la figura 5 se puede ver que el umbral crítico para un rendimiento relativo del 95% está cercano a 15 mg P Bray 1. Si se toma el 100% del RR el umbral estaría entre 15 y 18 mg P Bray 1 el cual es similar al rango sugerido por diversos autores para MTe para la zona pampeana norte. ((Ferrari et al, 2000; García et al., 2007; Gutiérrez Boem et al 2010).

 

Figura 5. Rendimiento relativo de maíz en función del P Bray 1 a la siembra. Ajuste para los 11 ensayos conducidos en las campañas 2012/13 y 2013/14.