Introducción
En los últimos años la región pampeana se vio afectada por excedentes hídricos y ascenso de napas freáticas (Bertram y Chiacchiera, 2014). Esta problemática impulsó a productores del sudeste de Córdoba a unirse con la finalidad de encontrar una solución a la problemática bajo un sistema coordinado de trabajo. El presente informe surge de los resultados experimentales de una de las líneas que actualmente integra el proyecto llamado “Chacra Justiniano Posse”, coordinado por AAPRESID. El mismo apunta a desarrollar tecnologías que tiendan a convertir la oferta hídrica en mejoras para el sistema productivo / empresa agropecuaria. El desafío es mejorar el sistema en su conjunto y disminuir riesgos de anegamientos temporarios y permanentes a través del aumento del consumo de agua y de la productividad. La problemática es abordada en dos niveles, a nivel rotacional (ajuste de intensidad y diversidad de cultivos) y a nivel de cultivo individual (ajuste de tecnologías específicas en cada cultivo).
Los dos factores que principalmente limitan la producción en el cultivo de maíz en la Región Pampeana son la oferta de agua y de nitrógeno (Maddonni et al., 2003). La napa puede constituirse en un factor que permite obtener mayores y más estables rendimientos (Rizzo et al., 2018). Esto se debe a la disponibilidad hídrica en la franja capilar que puede llegar a aportar más de 200 mm a un cultivo anual (Portela et al., 2009; Florio et al., 2014; Cisneros et al., 2013). Nosetto et al (2009) observaron que cuando la profundidad de napa está entre 1.40 y 2.45 m, los rendimientos de maíz se maximizan. Por otra parte, cuando la napa se encuentra cercana a la superficie, puede tener efectos negativos por anegamiento de los suelos, anoxia de raíces, ascenso de sales y perdidas de nitrógeno (Taboada, 2009; Nosetto et al., 2009; Nosetto et al., 2012; Cisneros et al., 2014).
Los umbrales de respuesta a la fertilización nitrogenada dependen de la potencialidad del ambiente y de la capacidad de los suelos de proveer de nitrógeno. Para la Región Pampeana norte se determinaron umbrales críticos de N disponible de 137 kg N ha-1 en situaciones de rendimientos menores a 9520 kg ha-1, y de 161 kg N ha-1 para los casos de rendimientos mayores (Salvagiotti et al., 2011). Para el sudeste de Buenos Aires, Pagani et al. (2008) encontraron umbrales críticos de 111 kg N ha-1 en años poco favorables y de 150 kg N ha-1 años de mayor potencial de producción. El nitrógeno del suelo es una importante fuente para las plantas. La oferta y la dosis de fertilizante a utilizar en general se estima midiendo el contenido de nitratos a la siembra (Correndo y García, 2014). Otra forma de mejorar la estimación de la dosis de fertilizante es complementar la información de la disponibilidad de nitratos en el suelo a la siembra con los aportes por mineralización durante el ciclo del cultivo. Para ello se han propuesto como índices de intensidad de mineralización a la concentración de nitratos medidos en V3-V5 (Magdoff et al., 1984) o el nitrógeno anaeróbico (Echeverria et al., 2000; Orcellet et al. 2016). Otros autores también proponen complementar el análisis incluyendo información de la calidad del ambiente (Coyos et al., 2018).
Además de la definición de la dosis correcta, también el momento de aplicación del N en el cultivo de maíz puede ser un factor que afecte la respuesta a la fertilización y la eficiencia en el uso del N. A pesar que la tasa de absorción por parte del cultivo es significativa a partir de V6 (Echeverria et al., 2015), es de uso generalizado la fertilización nitrogenada a la siembra del cultivo. Dependiendo del momento y dosis que se aplica y el tipo de suelo, las pérdidas de nitratos por lixiviación y desnitrificación pueden llegar a ser significativas (Maddonni et al., 2003; Taboada, 2009). Por el otro lado, en suelos con bajas disponibilidades iniciales de nitratos, el atraso de la fertilización puede disminuir los rendimientos potenciales del cultivo (Binder et al., 2000).
En ambientes con influencia de napa, dado que el agua no es limitante se esperan mayores potenciales de producción y en consecuencia umbrales de respuesta a la fertilización nitrogenada mayores. En la literatura se informa de umbrales para situaciones promedio, pero se desconoce los umbrales de respuesta a la fertilización nitrogenada en ambientes con influencia de napa. Los objetivos del presente trabajo fueron: evaluar la respuesta en rendimiento de maíces tempranos a la fertilización con nitrógeno en ambientes con napa del sudeste de Córdoba; comparar el efecto del momento de aplicación de nitrógeno sobre la respuesta en el rendimiento y eficiencia de uso del nitrógeno; y, determinar qué indicadores de suelo, ambientales y de manejo poseen mayor capacidad de diagnóstico de la respuesta a la fertilización nitrogenada en estos ambientes.
Materiales y Métodos
Se realizaron quince experimentos en lotes de producción bajo siembra directa durante las campañas 2016/2017 y 2017/2018 en el sudeste de Córdoba (Figura 1). Los sitios se encontraron cercanos a las localidades de Justiniano Posse, Monte Buey y Laborde pertenecientes a los departamentos Unión y Marcos Juárez donde predominan los suelos Hapludoles típicos, Argiudoles típicos y Haplustoles údicos, todos de clase de uso IIc.
En cada lote de producción se demarcó un rectángulo de 20m de ancho por 170m de largo en el cual no se fertilizó con nitrógeno para poder ubicaron los experimentos.
Se evaluaron cinco dosis de fertilización con nitrógeno (0, 60, 120, 180 y 240 kg N ha-1) aplicándose en dos momentos: a la siembra del cultivo y cuando el mismo tenía 6-8 hojas totalmente expandidas (denominadas como S y V7, respectivamente). El diseño experimental utilizado fue completamente aleatorizado con tres repeticiones. El tamaño de cada parcela fue de 3,5m por 15m de largo. La fuente de nitrógeno utilizada fue urea (46-0-0, N-P-K) tratada con NBPT para inhibir su volatilización (eNeTotal de Profertil) y se aplicó al voleo en cobertura total. La siembra se realizó con la maquinaria que dispuso cada productor y en cada sitio la fecha de siembra, elección de genotipo, densidad, fertilización de base y manejo de plagas fue a elección del productor.
Previo a la siembra se tomaron muestras de suelo a tres profundidades 0-20, 20-40 y 40-60 cm, compuestas cada una por 20 sub-muestras o piques. A la profundidad de 0-20 se analizó materia orgánica (%), nitrógeno anaeróbico (Nan), nitratos (NO3 ), P Bray, conductividad y pH, y en las profundidades de 20-40 y 40-60 cm solo nitratos. Además, se midió el contenido de agua en el perfil hasta los 2m de profundidad o hasta donde se encontraba saturado por la presencia de la napa freática. En cada sitio, se colocó un freatímetro para realizar un seguimiento de la misma.
Cuando el cultivo se encontraba en V3-V4, se volvió a medir el contenido de nitratos en el suelo a las profundidades de 0-30 cm y 0-60 cm.
En madurez fisiológica se realizó un muestreo de biomasa aérea en un m2 de superficie en las parcelas que no recibieron fertilización nitrogenada. Se secaron. Luego se las molió y determinó la concentración de N por Kjeldhal en grano y biomasa.
En madurez de cosecha se cosecharon las espigas de 7.4 m2 , se trilló en una trilladora estática, se lo pesó y midió el contenido de humedad y se corrigió el rendimiento al 14%. En cada muestra se determinó el peso individual del grano y se estimó el número de granos por m2 .
Considerando el rendimiento de las parcelas testigo, el índice de cosecha y las concentraciones de nitrógeno, se calculó el nitrógeno nativo de cada sitio (la cantidad de N que aporto cada suelo y puedo ser tomado por los cultivos).
Resultados y Discusión
Descripción de la campaña climática y suelos
En las campañas analizadas se observaron diferencias en las precipitaciones totales acumuladas y en su distribución. En la campaña 16/17, las lluvias fueron un 8% inferiores a las históricas, registrándose un periodo de prácticamente nulas precipitaciones en el mes de noviembre y en la primera quincena de diciembre. En la campaña 17/18, las precipitaciones fueron un 31% menores a los valores históricos, ocurriendo bajas precipitaciones en los meses de enero y febrero (Tabla 1).
A la siembra, debido a las precipitaciones de septiembre (17/18) y octubre (16/17), todos los sitios se encontraban en capacidad de campo o próximo a ello (Tabla 2). A excepción del sitio Mz, todos los demás contaban con napas cercanas a la siembra del maíz. Hubo sitios que iniciaron las campañas con las napas próximas a 1 m, mientras que en otros a 2 m.
Los contenidos de materia orgánica oscilaron entre 2.3% y 2.8%. Los valores de NAN variaron entre 39 y 54 mg kg-1 El P extractable (Bray 1) se encontraba en niveles críticos en la mayoría de los sitios, habiendo dos sitios con 8 ppm de dicho nutriente. Respecto al nitrógeno de nitratos 0-60 cm a la siembra, los mismos variaron entre 53 y 74 kg ha-1 (en promedio 62 kg ha-1).
Rendimientos y nitrógeno nativo
Los rendimientos obtenidos fueron elevados en ambas campañas siendo superiores en la campaña 16/17 (14276 vs. 13235 kg ha-1). En todos los sitios se encontró respuesta a la fertilización a la siembra y en V7. La dosis tuvo un efecto muy importante, el cual vario según el sitio (Tabla 3). El efecto del momento de fertilización fue menos significativo que la dosis, interaccionando con el sitio y dosis (aunque explican una proporción menor de la variabilidad total de los datos). La interacción entre los tres factores no fue significativa.
Los rendimientos promedio de los tratamientos sin fertilizar variaron entre 7 551 y 12 778 kg ha-1 y los máximos se obtuvieron en todos los casos cuando se aplicaron 240 kg N ha-1, a la siembra o V7 dependiendo del sitio, y variaron entre 14 155 y 17 654 kg ha-1 (Tabla 4). Fue mayor la variabilidad del rendimiento en los tratamientos testigo entre sitios que la observada en los tratamientos que recibieron la dosis más alta de N (17% vs. 7%). Los rendimientos de los tratamientos sin agregado de nitrógeno no se encontraron correlacionados con los máximos alcanzables.
En los tratamientos sin fertilización con N, la concentración de N en grano varió entre 0.81 y 0.95%, y teniendo en cuenta que las proteínas se hayan constituidas por un 16% de N (FAO, 2002), el contenido proteico en grano varió entre 5.0 y 5.9%. Esto pone en evidencia la capacidad de diluir proteína (Abdala et al., 2018) y la elevada eficiencia en el uso del N que poseen los híbridos actuales (DeBruin et al., 2017).
El nitrógeno nativo varió entre 82 y 158 kg N ha-1, siendo el promedio 123 kg N ha-1. El índice de cosecha del nitrógeno promedio fue de 67% en las parcelas sin fertilización con N.
Indicadores de la respuesta a la fertilización nitrogenada
En general, hubo incrementos significativos en el rendimiento del cultivo hasta las dosis de 180 y 240 kg N ha-1. El rendimiento aumentó en promedio un 42% al subir la dosis de fertilización, y este aumento se debió a un mayor número de granos (16%) y peso de los mismos (23%). La respuesta a la fertilización nitrogenada osciló entre el 16 y 92%. Al ajustar un modelo lineal-plateu para todos los sitios entre rendimiento y N disponible (suelo + fertilizante) se obtuvo un umbral de respuesta de 215 kg ha-1 N.
Por medio de modelos lineales generales y mixtos (InfoStat, Di Rienzo et al., 2017) se ajustó un modelo cuadrático para todos los sitios y ambos momentos de fertilización considerando a la dosis de N como efecto fijo y al sitio y su interacción con N como aleatorios. Se obtuvo un modelo promedio (Figura 2) cuya ecuación es: Y = 10 850 + 40.9N – 0.09N2 (ecuación 1) y con un ajuste de 0.53 (R2 ). Al considerar al sitio como efecto aleatorio, se obtuvieron la ordenada al origen y pendiente por sitio (β0 y β1 respectivamente) (Tabla 5) mejorando considerablemente el ajuste (R2 = 0.85).
Existen grandes diferencias entre sitios en β0 y β1. A su vez, éstas se encuentran correlacionadas negativamente (-0.81). Al evaluar la relación entre las diferentes variables ambientales y de manejo (Tabla 6), las únicas que pudieron explicar β0 y β1 son el contenido de N-N03 a 0-60cm medido a la siembra y el cultivo antecesor. Otra variable que explicó considerablemente mejor este resultado fue el nitrógeno nativo.
Efecto momento de fertilización
Con la dosis de 60 kg N ha-1 hubo diferencias significativas (p< 0.05) en rendimiento a favor de V7 (500 kg ha-1), mientras que con 240 kg N ha-1 fue a favor de la siembra (300 kg ha-1). En dosis intermedias no hubo diferencias entre momentos de fertilización.
En los sitios con mayor N nativo (130-160 kg N ha-1), la diferencia promedio entre momentos de fertilización fue de 363 kg ha-1, pero en los sitios con menor N nativo (80-120 kg N ha-1) el momento de fertilización fue más crítico, siendo la diferencia entre momentos de 1022 kg ha-1 (p< 0.01).
Al analizar que sucedió entre campañas, en la campaña 16/17 fue superior la respuesta en fertilizaciones a la siembra que V7, mientras que en la campaña 17/18, fue conveniente en V7 (p< 0.05, Figura 3A y 3B). En la campaña 16/17 fueron escasas las lluvias entre V7 e inicios del periodo crítico, incorporándose el nitrógeno recién a fines de diciembre, coincidiendo con R1 en gran parte de los sitios.
Conclusiones
La respuesta a la fertilización con nitrógeno en ambientes con napa fue variable dado que el nitrógeno nativo mostró ser diferente entre ambientes (entre 80 a 160 kg ha-1 de N). El umbral de respuesta promedio para todos los sitios fue de 215 kg ha-1 de N disponible (suelo + fertilizante).
Los nitratos medidos a la siembra, el cultivo antecesor y en especial el nitrógeno nativo surgen como datos útiles para predecir la respuesta a la fertilización en los ambientes de la zona.
El momento de fertilización tuvo un efecto de menor impacto respecto a la dosis de nitrógeno. El efecto del momento dependió del sitio-año.
Agradecimientos
A todos los que participan en el funcionamiento de la Chacra Justiniano Posse, a GIMUCE (Grupo de Investigación Manejo y Utilización de Cultivos Extensivos), a Profertil, a los laboratorios de Química y Física de Suelo de la Estación Experimental de INTA Marcos Juárez y a la Fundación Ciencias Agrarias de la UNR.
