Efectos de la reposición de nutrientes sobre los rendimientos en la secuencia maíz-trigo/soja

A mediados de la década de 1980 el proceso de agriculturización con excesivo laboreo y falta de secuencias adecuadas de cultivos visibilizaba el deterioro de los suelos, el aumento del proceso erosivo y el mayor enmalezamiento, impactando negativamente sobre la tendencia de rendimiento de los cultivos. Atento a esta problemática, en el año 1986, el INTA implementa el proyecto de agricultura conservacionista (PAC) que tenía como objetivo la difusión de tecnología ya probada en las estaciones experimentales, respecto de reducir el número de labores e implantar los cultivos con mayor cantidad de rastrojo en superficie, hacer un mejor control de las malezas y diagnosticar la necesidad de fertilización de los lotes, todo tendiente a frenar el deterioro de los suelos y hacer un uso más eficiente del agua de lluvia, con la finalidad de estabilizar y mejorar el rendimiento de los cultivos. En el marco del mencionado proyecto se comienza, en 1986 conjuntamente con la Agencia de Extensión del INTA Corral de Bustos, una experiencia de experimentación adaptativa en el área rural de Camilo Aldao. En la misma se comparó durante 16 años la secuencia maíz-trigo/soja-soja en siembra directa (SD) versus esos cultivos implantados en labranza combinada (LC): maíz y soja 1° en labranza vertical, trigo en labranza mínima y soja de 2° en SD. Los resultados mostraron que los cultivos en SD continua presentaron en promedio iguales o mejores rendimientos que los implantados en LC y ambos tratamientos manifestaron una brecha favorable al compararlos con los rendimientos obtenidos en el mismo periodo con los del área maicera típica. En cuanto a las propiedades químicas, el pH se mantuvo en valores del inicio de la experiencia y la materia orgánica decayó considerando los primeros 30 cm de suelo. Este deterioro y el balance negativo de nutrientes estimado, indicaron que el aporte de los mismos vía fertilización resultó insuficiente para las producciones obtenidas, las cuales fueron posibles debido a un eficiente manejo del agua y a expensas del deterioro químico del suelo.

Dada lo anterior surge la necesidad de contar con información referente a la reposición de nutrientes en agricultura continua bajo SD. Conjuntamente INTA, AAPRESID, ASP e IPNI comienzan en el ciclo 1999-2000 y por un periodo de 18 años, dos experiencias con diferentes opciones de fertilización para la secuencia maíz-trigo/soja en el área de la Agencia de Extensión del INTA Corral de Bustos en el departamento Marcos Juárez, provincia de Córdoba.

El objetivo de las experiencias fue evaluar las características físicas y químicas del suelo y el rendimiento de los cultivos ante distintas opciones de fertilización que incluyeron la reposición de nutrientes cuando se utiliza la secuencia M-T/S implantada en SD. La finalidad del mismo fue encontrar alternativas de fertilización que mejoren la calidad del suelo y el rendimiento de los cultivos. En el presente trabajo se presentan los resultados referidos a las variables rendimiento y eficiencia de uso del agua.

Desde el ciclo 1999-2000, en el área de la Agencia de Extensión de Corral de Bustos, EEA INTA Marcos Juárez se condujeron dos experiencias con diferentes alternativas de fertilización en la secuencia maíz-trigo/soja con todos los cultivos implantados bajo SD. Los lotes donde se realizaron las experiencias están ubicados en los establecimientos “Don Osvaldo” (DO), (33° 11’ 20,09’’ Lat. S – 61° 58´ 49,34´´ Long. O) y “Los Chañaritos” (LCH), 33° 17´ 3,43´´ Lat. S – 64° 7´ 9,08´´ Long. O) en las zonas rurales de Camilo Aldao y Corral de Bustos, provincia de Córdoba, respectivamente. El clima es templado con 16,5°C de temperatura media anual, sub-húmedo húmedo con un promedio anual de 830 mm, exceso hídrico en primavera y sequia estival; el primero atenúa a la segunda, y los suelos son Argiudoles típicos de la serie Hansen (INTA, 1985). Al inicio de la experiencia, DO tenía una historia agrícola de 31 años de agricultura continua con sólo dos pasturas en los últimos 100 años, 2,4% de MO y 8 mg.kg^-1 de P extractable (Pe) hasta 18 cm de profundidad. El pH del suelo era 6,1 y 6,2 de 0-5 cm y 5-18 cm de profundidad, respectivamente. Por otro lado, LCH contaba con 12 años de agricultura continua (AC), 3,1% MO y 15 mg.kg^-1 de Pe. El pH del suelo era 6,2 y 6,25 de 0-5 cm y 5-18 cm de profundidad, respectivamente. Es necesario aclarar que LCH, además de la mejor condición inicial de suelo del sitio, presentó napas de agua a escasa profundidad, de donde las raíces de los cultivos pudieron haberse abastecido de agua en periodos secos. En cambio, en el sitio DO las napas estaban a mayor profundidad fuera del alcance de las raíces. Los experimentos se realizaron a campo en franjas contiguas y cada tratamiento tuvo una superficie de 6300 m2 en DO y 3600 m² en LCH. Los tratamientos que se evaluaron fueron los siguientes: 1) testigo sin fertilizar (T); 2) azufre (S); 3) nitrógeno (N); 4) nitrógeno + fósforo (NP); 5) nitrógeno + fósforo + azufre (NPS) (para estos tratamientos se utilizó la dosis que utiliza el productor medio de la zona que en promedio fue de 80 kg.ha^-1 de N, 17 kg.ha^-1 de P y 15 kg.ha^-1 de S, para maíz, y 80 kg.ha^-1 de N, 21 kg.ha^-1 de P y 14 kg.ha^-1 de S, para trigo/soja); 6) nitrógeno + fósforo + azufre de reposición (NPSr) (se reponen el nitrógeno, fósforo y azufre que se llevan los granos con la cosecha) y 7) NPSr + micronutrientes (NPSrm) (igual al tratamiento 6, más reposición de zinc y boro). La determinación de la dosis de reposición se realizó en función de un rendimiento objetivo definido para cada cultivo y de los requerimientos por tonelada de grano de cada uno de ellos, utilizando el valor referenciado por el Instituto Internacional de Nutrición de Plantas (García & Correndo, 2016). Se consideró que un 60% del N de la soja proviene de la fijación biológica, según lo evaluado por Salvagiotti et al. (2015). Para la determinación de rendimientos de los cultivos se cosechó toda la parcela. El estudio comprendió el periodo 1999- 2016/7 y se invalidó la comparación entre sitios, dado que cuando en uno de ellos se implanta maíz en el otro se implanta trigo/soja, y viceversa. Se determinó la eficiencia de uso del agua de los cultivos a partir de los promedios de rendimientos y de precipitaciones durante el ciclo de los mismos entre 1999 y 2013.

Para el análisis de los resultados se utilizaron Modelos Lineales Mixtos, considerando a los años como efectos aleatorios y los tratamientos como fijos. Se compararon las medias con el test LSD de Fisher (5%).

Finalmente, se hizo una comparación de los promedios de los rendimientos de NPSr (1999- 2015) con los obtenidos en promedio en el Departamento Marcos Juárez (Dto. Ms. Jz.), en base a datos de MINAGRI (Ghida Daza, INTA Marcos Juárez, com. per.), y con los obtenidos en promedio por productores con suelo de capacidad de uso I y II sin limitaciones y con 50% de la superficie con napas cercanas, que utilizan la secuencia maíz-trigo/soja-soja en SD en base a información de grupos CREA Monte Buey-Inriville, Provincia de Córdoba (Peretti & Cottura, INTA Marcos JuárezCREA, com. pers.).

En las Figuras 1, 2 y 3 se muestran los rendimientos de los cultivos en cada ciclo evaluado. En el sitio LCH con menor historia agrícola previa, los cultivos expresaron un mayor potencial de rendimiento debido a una mejor condición del suelo y también a la cercanía de la napa que pudo haber morigerado el déficit hídrico en años con menores precipitaciones.

Para el cultivo de trigo en DO (Figura 1A), hubo respuesta a NPS utilizados individualmente y una potenciación del rendimiento cuando estos nutrientes se aplicaron en forma conjunta. Los tratamientos S y N tuvieron un plus de rendimiento del 30% y 30,3%, respectivamente, en relacion con el T. El tratamiento NP tuvo un 31% más de rendimiento que N, evidenciando la respuesta a P. Cuando se utilizaron los tres nutrientes en forma conjunta se potenció el rendimiento superando el de NP en un 23%. La fertilización de reposición con NPS no mejoró el rendimiento de la dosis de NPS utilizada por el productor, excepto cuando, además, a la dosis de reposición se le agregó micronutrientes, superando NPSrm en 15,2% a NPS. De todos modos, no podemos decir que hubo respuesta a la aplicación de micronutrientes dado que NPSr y NPSrm tuvieron un rendimiento muy similar sin diferencias significativas entre ellos.

En LCH (Figura 1B), hubo respuesta a N y P, pero no a S. Se obtuvo un incremento del 60% y 15,8% en los rendimientos al comparar N con T y NP con N, respectivamente. La dosis de S aplicada individualmente no superó al testigo y la dosis de NPS no superó a la de NP. Tampoco hubo mayor rendimiento cuando se utilizó la dosis de reposición sola o combinada con micronutrientes. La historia previa del lote con menos años de agricultura, mayor cantidad de materia orgánica y disponibilidad de nutrientes podría explicar esta menor respuesta a la fertilización.

Para el cultivo de maíz en DO (Figura 2 A), hubo respuesta a la aplicación de azufre y nitrógeno: los tratamientos S y N tuvieron un plus de rendimiento del 41% y 43,7%, respectivamente, en relación con el T. A pesar de que el lote estudiado contaba con bajo contenido de P en su caracterización inicial, cuando se comparó N con NP no se apreció mayor diferencia por el agregado de P, pero se produjo un sinergismo cuando se utilizaron los tres nutrientes conjuntamente: el tratamiento NPS superó en un 29,2% a NP. Lo anterior marca la importancia de fertilizar con todos los nutrientes que se diagnostiquen como deficientes. Con los tratamientos de reposición, NPSr y NPSrm, se obtuvieron los mejores rendimientos superando en un 15% y un 12%, respectivamente, a NPS. No hubo respuesta a la aplicación de micronutrientes consiguiéndose con NPSr un rendimiento similar a NPSrm.

Para maíz en LCH (Figura 2B), al comparar los tratamientos S y T, no se observó respuesta a la aplicación de azufre quizás debido al a mayor contenido inicial de MO de este lote. Sí se pudo comprobar respuesta por la aplicación de N, con la cual se logró superar en un 38,1% al testigo sin fertilizar; respuesta a P, el tratamiento NP aumentó el rendimiento un 5,3% respecto de N; en tanto que el S cobró importancia cuando se agregó al tratamiento NP, dado que NPS mejoró el rendimiento en un 10,9% respecto de NP. Los mejores rendimientos se obtuvieron con los tratamientos NPSr y NPSrm que superaron en un 10,4% y 11,9%, respectivamente, al tratamiento NPS. No fue significativo el incremento de rendimientos por la aplicación de micronutrientes. Los valores de boro y zinc, por encima del nivel crítico al final de la experiencia, podrían explicar la ausencia de respuesta a estos nutrientes.

En soja DO (Figura 3A), la única respuesta que se observa es por la aplicación de azufre, obteniéndose un plus de rendimiento del 36,3% al comparar S con T. No existen diferencias en los tratamientos que incluyen azufre entre los nutrientes aplicados. Se manifestó una marcada limitación de azufre disponible en el sistema, el trigo utilizó el poco, azufre disponible, induciendo a una mayor deficiencia de este nutriente, que se acentuó cuando sólo se fertilizó con nitrógeno.

En LCH (Figura 3B), las diferencias de rendimientos entre tratamientos fertilizados respecto del testigo sin fertilizar no son significativas excepto cuando se compara el testigo con los tratamientos NPSrm o NPSp, aunque no se manifiestan diferencias entre estos y NPSr, S o NP. No es muy clara la respuesta. Todo indica que, al ser un lote con menos años de agricultura, más rico en MO, y con mayor posibilidad de ofrecer azufre disponible permite que no sea aún deficitario este nutriente para el cultivo. Se observó una depresión del rendimiento cuando solo se fertiliza con N pudiendo suponer el efecto negativo sobre la fijación biológica de este nutriente cuando no se aplica conjuntamente con azufre o fósforo o fósforo + azufre.

En ambos sitios, la falta de respuesta a la aplicación de micronutrientes en soja, NPSr versus NPSrm, se podría explicar porque los valores de los mismos en el suelo; al final de la experiencia, estuvieron por encima de los considerados críticos 0,6 mg.kg^-1 para boro (Reussi Calvo, Unidad Integrada Balcarce EEA INTA-FCA UNMP, comunicación personal) y 1 mg.kg^-1 para zinc (Barbieri et al., 2015).

En las Figuras 4 a 9 es posible apreciar el rendimiento relativo de los tratamientos NPS, NPSr y NPSrm respecto del tratamiento T, para cada año y cultivo en ambas experiencias e identificar los años en que los tratamientos NPSr y NPSrm no se diferenciaron del tratamiento NPS.

 

En el sitio DO, para los cultivos gramíneas, el rendimiento de los tratamientos de reposición superó al del tratamiento NPS, excepto en dos años en maíz y uno en trigo, en que por bajas precipitaciones los rendimientos se igualaron (Figuras 4 y 5); e incluso en el trigo de 2008 el rendimiento de reposición cayó por debajo de NPS dado que desde mayo a setiembre no hubo precipitaciones, siendo el total de las mismas en el ciclo del cultivo un 35% menor que las históricas, por lo que el rendimiento máximo del cultivo estuvo por debajo de los 2000 kg.ha^-1 (Figura 5).

Es necesario aclarar que en el ciclo 2012 por problemas de comercialización el productor decidió no implantar trigo, e implantó cebada, y los tratamientos de reposición no se pudieron cosechar dado el vuelco total que sufrieron (Figura 5).

En el cultivo de soja sólo se reflejó respuesta a la aplicación de S sin mayores diferencias entre los tratamientos fertilizados con este nutriente, cuyos rendimientos en 2010 cayeron por debajo del testigo debido a que las precipitaciones durante el ciclo de la soja fueron el 58% del promedio histórico, por lo que el tratamiento testigo al tener un antecesor con menor rendimiento quizás se haya beneficiado con una mayor reserva de agua inicial (Figura 6).

En el sitio LCH (Figuras 7, 8 y 9) para los cultivos gramíneas, el rendimiento de los tratamientos de reposición superó al tratamiento NPS, excepto en algunos años en los que por déficit hídrico (dos años en maíz, déficit en periodo crítico, y dos en trigo; déficit en periodo crítico y llenado de grano) y exceso de precipitaciones (un año en maíz), los rendimientos se igualaron e incluso en el año 2015, en trigo, cayeron por debajo del logrado por NPS al ser más afectados por roya del tallo (Figuras 7 y 8). Para el cultivo de soja, se observa que no hubo mayores diferencias entre los tratamientos de reposición y NPS. Todos los tratamientos se diferenciaron del T en forma creciente en el transcurso de la experiencia, que se explicaría por el déficit de S que se acentúa con el paso del tiempo en el tratamiento sin fertilizar con este nutriente. En 2015 la soja no se cosechó dado que, por ascenso de la napa freática, el experimento estuvo bajo agua durante una gran parte del ciclo y se terminó perdiendo el cultivo (Figura 9).

En síntesis, en la mayoría de los años se obtuvieron mejores rendimientos en los cultivos gramíneas cuando se utilizaron las dosis NPSr y NPSrm. En los años donde esto no ocurrió, en casi todas las situaciones, el déficit hídrico, fundamentalmente en periodos críticos de los cultivos, explicaría ese diferente comportamiento. Los pronósticos climáticos podrían ayudar a definir cuándo sería necesario reducir las dosis de reposición y cuándo utilizarlas para disminuir las brechas de rendimientos. Considerando los rendimientos potenciales de secano, en la región en estudio, 12000, 5300 y 4400 kg.ha-1 para maíz, trigo y soja, respectivamente (Aramburu Merlos et al., 2016), en el sitio DO, sin napas cercanas, se consiguió el 77% y 88% en trigo; el 87% y 86 % en soja y el 77% y 89% en maíz para las dosis NPS y NPSr, respectivamente, del potencial referido.

 

 

 

 

 

En el sitio LCH, con napa cercana, el tratamiento NPS logró el 99%, 88% y 107% del potencial en secano para trigo, soja y maíz, respectivamente. Con reposición de nutrientes se consiguió un 87% del potencial en soja, mientras que en trigo y maíz se superó el potencial en un 10% y 17%, respectivamente, lo que indica la mayor importancia de aumentar las dosis de fertilización en ambientes donde la napa de algún modo asegura la provisión de agua para estos cultivos.

Efecto sobre la eficiencia de uso del agua
En la Tabla 1, se presenta la estimación de la eficiencia de uso del agua de cada cultivo para los tratamientos contrastantes de DO, a partir del promedio de rendimientos y precipitaciones durante el ciclo de los cultivos desde 1999 a 2013.

Se puede observar una mayor eficiencia en los tratamientos de reposición para los cultivos gramíneas a partir de los mejores rendimientos obtenidos con la misma disponibilidad de agua durante el ciclo. Para soja, la diferencia se dio sólo entre los tratamientos fertilizados y el testigo sin fertilizar, dado que la única respuesta a la fertilización es por la aplicación de azufre. Obsérvese la mejor eficiencia de los cultivos de gramíneas respecto de la leguminosa, principalmente cuando se fertilizó.

Análisis comparativos de rendimientos
En la Tabla 2 se presentan para el sitio DO y en la Tabla 3 para el sitio LCH, los promedios de rendimiento (1999-2015) de maíz, trigo y soja obtenidos en el tratamiento NPSr comparado con el promedio de cada cultivo obtenido en el mismo periodo en el Dto. Ms. Jz.; y en la Tabla 4, se presenta el rendimiento de maíz, trigo y soja del tratamiento NPSr promedio de los sitios DO y LCH, comparado con los promedios obtenidos por los productores con suelo clase I y II sin limitaciones y con un 50% de la superficie con napas cercanas.

En la experiencia DO se obtuvo un 17%, 49% y 11% más de maíz, trigo y soja, respectivamente, que el promedio del Dto. Ms. Jz. (Tabla 2). Cuando la comparación se hace con los datos del sitio LCH, esas diferencias se ampliaron para maíz y trigo (48%, 90%, y 18% respectivamente) (Tabla 3). También es válido aclarar que el promedio del Dto. Ms. Jz. incluye soja de primera y de segunda mientras que en los experimentos siempre fue soja de segunda. La comparación con los promedios obtenidos por los productores con suelos clase I y II sin limitaciones y con 50% de la superficie con napas cercanas, muestra que el tratamiento NPSr tiene un plus de rendimiento del 20%, 33% y 18% para maíz, trigo y soja, respectivamente (Tabla 4). Lo anterior sugiere que existe una parte importante de la brecha de rendimientos que se podría disminuir mejorando el manejo de la fertilización.

En maíz, los mejores rendimientos se alcanzaron cuando se utilizó la fertilización de reposición. En trigo eso solo ocurrió en el sitio con mayor historia agrícola. Con este tratamiento en el sitio con mayor historia agrícola y sin napas cercanas, se alcanzó un 88% y 89% de los rendimientos potenciales de secano en la región de estudio para trigo y maíz, respectivamente. En el sitio con menor historia agrícola y napas cercanas se superó dicho potencial en 10% y 17% para trigo y maíz, respectivamente, lo que puso de manifiesto la mayor importancia de aumentar las dosis de fertilización en este tipo de ambientes. En soja, los mejores rendimientos se lograron cuando se fertilizó con S o con S combinado con otros nutrientes.

Los resultados mostraron que, si se dejara de fertilizar, en lotes con muchos años de agricultura continúa, los rendimientos de trigo y maíz se reducirían un 50% y los de soja un 27% aproximadamente.

En el periodo analizado no hubo una incidencia importante por la aplicación de micronutrientes en los rendimientos promedios obtenidos. No obstante, hubo un plus de rendimiento cuando se aplicaron micronutrientes en algunos de los últimos ciclos evaluados, lo que sugiere que posiblemente de aquí en adelante los mismos cobren mayor importancia en la definición de los rendimientos.

Los tratamientos de reposición, en el sitio con mayor historia agrícola y sin napas cercanas, respecto de NPS, mejoraron en un 11,4% la eficiencia de uso del agua en trigo y maíz, mientras que para el cultivo de soja esa mejora fue del 28% al comparar con el tratamiento T

De acuerdo al análisis comparativo de rendimiento respecto del promedio del departamento Marcos Juárez o el de productores con suelos sin limitantes, el de trigo principalmente y también el de maíz aparecen como los cultivos donde más efecto tendría aumentar la dosis de fertilización, con la finalidad de disminuir la brecha de rendimiento posible de alcanzar.