Las mejores prácticas para el manejo del nitrógeno en soja

Publicado el: 13/3/2015
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1- Introducción

La soja es el cultivo que mayor superficie ocupa en Sudamérica. En Argentina en la campaña 2007-2008 se cosechó un área superior a los 16 millones de has con una producción promedio de 2800 kg por ha (SAGPYA, 2009). Si bien el potencial de rendimiento del cultivo está determinado por la oferta de radiación y el régimen térmico, dado que la soja se cultiva mayormente en condiciones de secano, las variaciones regionales en los rendimientos estarán fuertemente relacionadas con la disponibilidad hídrica y de nutrientes. El nitrógeno (N) está fuertemente ligado a la producción de los cultivos, ya que la cantidad de N acumulado en las hojas, determina la intensidad del proceso fotosintético. En consecuencia, la deficiencia de este nutriente limitará la asimilación de carbono y el rendimiento en grano. La principal fuente natural de N para los cultivos proviene de la mineralización de la materia orgánica. En los sistemas agrícolas pampeanos, este aporte no es suficiente para sostener altos rendimientos en cereales, por lo que la deficiencia de N debe ser corregida mediante el uso de fertilizantes nitrogenados. En soja, además del N proveniente del suelo, los requerimientos de N son satisfechos con el aporte de la fijación biológica de N2 atmosférico (FBN) a través de la asociación simbiótica especifica con bacterias del genero Bradyrhizobium. Estas bacterias poseen la enzima nitrogenasa, única capaz de reducir el N2 del aire en NH3, el cual queda disponible para la síntesis de proteínas dentro de la planta. La tasa de FBN esta inversamente relacionada con la concentración de nitratos en el suelo (Streeter, 1988), limitando las posibilidades del uso de la fertilización nitrogenada en leguminosas.

Las mejores prácticas de manejo de los nutrientes tienen como eje central la optimización de cuatro objetivos: 1) Productividad, 2) Rentabilidad, 3) Sustentabilidad y 4) Salud Ambiental (Bruulsema et al, 2008). El manejo del N, directamente ligado a los procesos de producción de los cultivos, tendrá un fuerte impacto en el logro de estos objetivos. En el caso específico de la soja, el desafío en el manejo de este nutriente pasa por obtener altos rendimientos y encontrar la forma de complementar el aporte de las diferentes fuentes de N (inclusive el fertilizante).

En este artículo se presentarán los principios científicos detrás de las prácticas recomendadas para el mejor manejo del N en el cultivo de soja, con el objetivo de lograr la máxima productividad y rentabilidad del cultivo, y el menor impacto negativo sobre el ambiente. La discusión se realizara sobre tres ejes fundamentales: 1) La demanda de N del cultivo (determinada por el potencial de rendimiento); 2) el suministro de N del suelo y 3) el aporte de N a través de la FBN. A partir del análisis de estos tres puntos se analizara el papel de la fertilización nitrogenada en el cultivo de soja y el rol de esta leguminosa dentro de una secuencia agrícola.


2- La demanda de nitrógeno del cultivo de soja.

En promedio, se requieren aproximadamente 80 kg de N para producir 1 tonelada de grano de soja, dentro de un rango entre 53 y 156 kg de N por tonelada (Figura 1). En el primer caso (máxima dilución del N) la eficiencia en el uso de este nutriente es máxima y la disponibilidad de N podría estar limitando el rendimiento (límite superior en Figura 1). En el segundo caso, por el contrario, existe la máxima acumulación de N (límite inferior en Figura 1) y el rendimiento está limitado por otros factores que no son la disponibilidad de N (Salvagiotti et al, 2008).

Figura 1. Relación entre el rendimiento en grano (corregido al 13% de humedad) y el N acumulado en biomasa aérea. La línea solida es el ajuste promedio de los datos con una pendiente de 0.0125 Mg grano por kg 1 N. Líneas punteadas muestran las líneas de frontera de máxima dilución (superior) y máxima acumulación (inferior) de N. (Adaptado de Salvagiotti et al, 2008).

El requerimiento de N del cultivo soja, aproximadamente 4 veces superior al de los cereales, está dada por la alta concentración de N en el grano. La Tabla 1 muestra un análisis de datos publicados donde se puede observar que alrededor de una concentración promedio de 63.4 g N por kg grano, el 50% de los datos (entre los percentiles 25 y 75), las variaciones fueron de ca. 5%. En cambio, la variación de la concentración de N en los tejidos vegetativos entre estos percentiles fue de ca. 30% alrededor de un promedio de 12.1 g N por kg de biomasa. Esto sugiere que la concentración del N en el grano de soja es bastante conservativa, y que el cultivo tendrá una alta demanda de N para poder sostener estos valores. Si se tiene en cuenta que el aumento en el rendimiento implica una mayor acumulación de carbono en el grano que diluiría el contenido de N en el grano, para mantener la concentración de N, la demanda de N será mayor en la medida que aumente el potencial de rendimiento.

Tabla 1 – Estadísticos de resumen de un meta-análisis de datos publicados en la literatura en relación a la absorción de N y variables relacionados con la nutrición nitrogenada del cultivo en soja (Salvagiotti et al, 2008)

* Balance parcial de N balance = N fijado en biomasa aérea – N exportado con el grano. Valores en paréntesis incluyen un aporte promedio de biomasa radicular del 24% (Rochester et al., 1998).

Para sostener altos rendimientos, además de acumular grandes cantidades de N en el grano, el cultivo de soja debe simultáneamente mantener altas tasas fotosintéticas. La acumulación de N en hojas está fuertemente relacionada con la actividad fotosintética dado que el N se acumula mayormente en las hojas como ribulosa bifosfato carboxilasa/oxigenasa (Rubisco), enzima responsable del proceso de asimilación de CO2 (Sinclair, 2004). Por lo tanto, para maximizar los rendimientos, el cultivo debería desarrollar un canopeo que permita maximizar la intercepción de radiación solar y acumular N en hojas para no limitar la actividad fotosintética del cultivo.

El periodo del llenado de granos es crítico para la definición del rendimiento en soja (Egli y Crafts-Brander, 1996). En esta etapa del ciclo la demanda creciente de carbono y N de los granos, coincide con una disminución en el aporte de N del suelo (Harper, 1987) y la declinación en las tasas de FBN (Zapata et al., 1987; Salvagiotti et al, 2008) que afectaría la asimilación de N (Figura 2). La alta demanda de N del grano es cubierta por la movilización de N acumulado en tejidos vegetativos (principalmente hojas), la senescencia foliar se acelera y la actividad fotosintética se reduce, impactando negativamente en el rendimiento. Este comportamiento, que se ha llamado la “hipótesis de autodestrucción de la soja” (Sinclair and de Wit, 1975) sugiere que la expresión del potencial del rendimiento del cultivo podría estar limitada por la disponibilidad de N.


3- El aporte de N a través de la fijación biológica de nitrógeno

El patrón de absorción de N y de fijación de N en el ciclo del cultivo de soja puede observarse en la Figura 2. La acumulación de N es lenta en las primeras etapas de desarrollo del cultivo y se incrementa a partir de los 30 días después de la emergencia (coincidente aproximadamente con el inicio de la floración – R1) hasta aproximadamente la finalización del llenado del grano. Sin embargo, el curso de la FBN durante el ciclo del cultivo muestra 3 etapas diferentes. La primera de ellas es desde la emergencia hasta ca. 30 días, en donde el aporte de la FBN es muy bajo debido a que el aparato nodular se está desarrollando y tiene baja funcionalidad. La absorción de N del cultivo depende en gran medida del aporte de N del suelo. En situaciones en los cuales los suelos presentan un bajo aporte de N del suelo, esta etapa puede ser critica para el establecimiento de los nódulos, ya que el N disponible puede no ser suficiente para desarrollar el área foliar mínima necesaria para el crecimiento inicial del cultivo y de los nódulos. En línea con este razonamiento, Collino et al (2007) mostraron que la radiación acumulada entre emergencia y R1 estuvo positivamente asociado a la cantidad de N aportado por FBN (asociado a un mayor desarrollo del sistema nodular). A partir de los 30 días el aparato nodular es capaz de trabajar a la máxima tasa y donde mayor importancia relativa tendrá la FBN para la acumulación de N del cultivo (Figura 2). Cualquier factor que afecte la actividad durante este periodo afectara el aporte de FBN. La tercera etapa ocurre a partir del comienzo del llenado de granos en el cultivo (i.e. R5). A partir de este momento, los granos se convierten en el principal destino del carbono y nutrientes dentro de la planta, y por lo tanto los nódulos pasan a ser un destino secundario. Las tasas de FBN van decayendo en este periodo y podrían llegar a limitar el aporte de N al cultivo (Figura 2).

Figura 2. Acumulación de N (panel izquierdo) y evolución de la tasa de asimilación de N (panel derecho) proveniente de diferentes fuentes (suelo, FBN o movilización) durante el ciclo del cultivo de soja (Adaptado de Salvagiotti et al, 2009).

La declinación en el aporte de la FBN y del N del suelo durante el llenado de granos sugiere que ante una mayor demanda de los destinos (i.e. mayor potencial de rendimiento), el rendimiento del cultivo de soja podría estar limitado por la disponibilidad de N. Algunos autores (van Kessel y Hartley, 2000) han sugerido que el aporte de la FBN se ajusta al potencial de rendimiento del cultivo. Sin embargo, en la Figura 3, la relación entre el aporte de N de la FBN y el N acumulado por el cultivo no es muy clara en soja de alto rendimiento (e.g. mayor a 5 tn por ha, que requerirían ca. 400 kg N ha-1 (Figure 1)) sugiriendo que por encima de esos niveles de acumulación de N el aporte de la FBN podría no ser proporcional, sin embargo es necesario un mayor nivel de estudios a estos niveles de rendimiento para confirmar esta tendencia.

En cultivos de soja sin limitantes ambientales para su desarrollo, entre 50 y 80% de los requerimientos de N del cultivo de soja son aportados a través de la FBN según el sistema de producción (Salvagiotti et al., 2008). En Argentina se han reportado aportes de N a través de la FBN entre 26 y 71% (Collino et al, 2007). Dicha variación está determinada no solo por los diferentes contenidos de N mineral (que antagoniza con la FBN), sino también con el hecho de que la soja en Argentina se cultiva en secano y el proceso de FBN es altamente sensible a pequeñas disminuciones en el condición hídrica del cultivo (Serraj et al, 1999). En consecuencia, las prácticas de manejo del cultivo que favorezcan la captación y acumulación de agua en el perfil del suelo, indirectamente favorecerán la nutrición nitrogenada del cultivo.


4- Balance de N de un cultivo de soja

Mantener un balance positivo de N en el suelo es importante para poder mantener la actividad de los microorganismos que intervienen en la dinámica de la materia orgánica y los ciclos de los nutrientes. Desde un punto de vista ecológico, las leguminosas juegan un importante rol (junto con organismos no simbiontes fijadores de N2 atmosférico) en el enriquecimiento de N en los sistemas. Sin embargo el aporte de N de las leguminosas va a depender de cada especie, y en sistemas de producción agrícola dependerá también del objetivo de la inclusión de la leguminosa en la rotación (abono verde, cosecha de grano, pastura). Una leguminosa será considerada positiva en relación al aporte de N al sistema cuando el índice de cosecha de N (proporción de N sobre el total de N acumulado) es inferior al porcentaje de N adquirido a través de la FBN. Es decir, hay una cantidad mayor N ingresando al sistema en relación a la cantidad de N que se exporta con los granos. Es esperable que el cultivo de soja tenga un índice de cosecha de N mayor en relación a otras leguminosas, debido a la gran cantidad de N que es movilizado a los granos en relación a lo queda en los residuos (Lawn, 1989). Esto puede observarse en la Tabla 1, donde el índice de cosecha de N promedio de 73%, pero la contribución promedio a través de FBN fue de 58%.

Una forma simple de calcular el aporte de N al sistema es a través delos balances de N parciales:

Balance parcial de N = N derivado de FBN en biomasa aérea - N removidos con los granos

Un valor positivo indicaría un incremento neto en el N del suelo después de la cosecha, mientras que valores negativos sugerirían una declinación del mismo. La Tabla 1 muestra un balance parcial de N negativo en casi el 80% del set de datos analizados, promediando -40 kg N ha-1. Sin embargo este valor puede ligeramente superior ya que no se ha tenido en cuenta el aporte de N de las raíces y nódulos. Asumiendo que un 24% del total del N podría estar en raíces (Rochester, 1998), el balance parcial promedio podría incrementarse hasta -4 kg N ha-1.En consecuencia se podría considerar a la soja como un cultivo neutral en relación a su contribución con N al suelo. Sin embargo, en la medida que aumente el potencial de rendimiento, se esperarían balances de N más negativos porque la acumulación de N con el grano conduciría a una mayor exportación de N del sistema si el porcentaje de N derivado de FBN no se incrementa. Los datos de la Tabla 1 muestran que la exportación promedio de N con los granos fue de 155 kg N ha-1 en cultivos que en promedio han rendido 2.690 kg ha-1. Ensayos de altos rendimientos en soja (Specht et al, 2006) han mostrado rendimientos promedios de 5000 kg ha-1 y 276 kg N ha-1 exportado con el grano. Estos resultados sugieren que el monocultivo de soja tendrá un impacto negativo del sobre el pool de N del suelo. Las variaciones en los rendimientos y en el índice de cosecha de N afectaran la cantidad de N en los residuos de cosecha, y por ende en la disponibilidad de N y el manejo de este nutriente en cultivos sucesivos (Bergersen et al., 1992; Bundy et al., 1993). Las prácticas de manejo del N en el sistema debería incluir no solo el manejo del N en cada cultivo, sino en un sistema de cultivos rotados en donde las gramíneas, ya sea para grano o como abono verde, servirían como aportantes de N al sistema. .

Figura 3. Relación entre el N derivado de la fijación biológica (FBN) y el N acumulado en biomasa aérea. La línea punteada 1:1 representa valores aquellos valores en los que se espera que el total del N absorbido provenga de FBN. La información fue dividida en 4 categorías de acuerdo al nivel de fertilización nitrogenada. La línea solida es el ajuste lineal para teniendo en cuenta solo niveles de fertilizante N menor a 10 kg ha-1 (y = 0.66x - 19; r2 = 0.59). (Adaptado de Salvagiotti et al, 2008).


5- La interacción negativa entre los nitratos del suelo y la FBN. Es factible la fertilización nitrogenada en soja?

La presencia de nitratos en el suelo ejerce un efecto represor sobre la fijación biológica de nitrógeno. La actividad de la enzima nitrogenasa es óptima a bajas concentraciones de O2. Estos niveles de O2 son mantenidos en el nódulo a través de una proteína llamada leghemoglobina. Estudios realizados en condiciones controladas han demostrado que, en presencia de nitratos, las paredes del nódulo generan una capa impermeable que dificulta el paso del O2, y de esta forma, se restringe la actividad de la nitrogenasa. Cuando la concentración de nitratos disminuye, el grosor de esta barrera disminuye y la enzima retoma su actividad (Arrese-Igor et al, 1997). En consecuencia la magnitud del aporte de N a través de la FBN se verá seriamente afectado por la aplicación de fertilizantes nitrogenados, por el aporte de N a través de la mineralización de la materia orgánica, o en lotes que presentan una fuerte intensidad de fertilización nitrogenada en cultivos antecesores que dejan altos contenidos residuales de nitratos. Como se observa en la Figura 4, la FBN disminuye exponencialmente cuando se incrementa la dosis de fertilizante nitrogenado en el área de mayor desarrollo de los nódulos.

Figura 4. Relación entre el N derivado de la fijación biológica (FBN) y el N aplicado como fertilizante. La curva exponencial (y = 337 e-0.0098x) muestra el máximo nivel de FBN en función del N aplicado como fertilizante en aquellos experimentos en que el N fue aplicado antes de la siembra o durante etapas tempranas del cultivo en donde el fertilizante fue aplicado en la zona de máxima proliferación de nódulos (hasta 20 cm superiores del suelo), o en superficie en estados reproductivos del cultivo. (Adaptado de Salvagiotti et al, 2008).

Los resultados de ensayos con fertilización nitrogenada en la literatura muestran resultados erráticos. La Figura 5 muestra un meta-análisis de ensayos de fertilización nitrogenada en diversos ambientes del mundo. Se puede observar que los cultivos de soja han respondido positivamente a la fertilización nitrogenada cuando se han dado condiciones desfavorables para el crecimiento del cultivo o para el normal funcionamiento de los nódulos (bajas temperaturas, suelos ácidos, déficit hídrico, uso de cepas con baja eficiencia de FBN, suelos con déficits extremos de nutrientes). Por otra parte, cultivos de soja nodulados y creciendo en ambientes sin limitantes para el crecimiento no muestran respuesta a la fertilización nitrogenada. Sin embargo, en ambientes donde el rendimiento estuvo por encima de 4.5 Mg por ha, cultivos de soja con optimo crecimiento, muestran incrementos en respuesta a la fertilización con N de diferente magnitud. Esto sugeriría que en ambientes de alto rendimiento, sería factible incrementar el rendimiento a través de la fertilización nitrogenada.

Figura 5. Rendimiento relativo de soja (rendimiento en parcelas testigo/rendimiento parcela fertilizada) en diferentes tratamientos con fertilización nitrogenada en relación al máximo rendimiento en cada sitio. Símbolos: Experimentos en los que el cultivo no tuvieron limitaciones para el crecimiento (l). Experimentos con limitaciones para el crecimiento: suelos bajo pH (Ú); baja eficiencia en la cepa de Rhizobium (£); bajas temperaturas (¯); suelos de baja fertilidad (?); suelos sin historia sojera (r); sequia (Í). (Adaptado de Salvagiotti et al, 2008).

En sistemas de alta producción sería necesario aumentar la disponibilidad de N para que el cultivo no este limitado y pueda alcanzar el máximo rendimiento. En la Tabla 2 se puede observar los resultados de estudios realizados en soja con rendimientos superiores a los 5000 kg ha-1 (Salvagiotti et al, 2009). Se observaron incrementos del 5% cuando el cultivo fue fertilizado con 180 kg N ha-1, ya sea aplicando el fertilizante nitrogenado en superficie o colocándolo por debajo del área de mayor proliferación de nódulos como urea de liberación lenta (disponible durante la etapa de llenado de granos). Sin embargo, cabe destacar que en este último caso no se redujo el aporte de la FBN.

En el caso de considerar la utilización de fertilizante nitrogenado, el manejo racional indica que se debería aplicar solo la cantidad adicional necesaria para completar las necesidades de N no satisfechas por la FBN y/o el suelo. Sin embargo, dado que el fertilizante nitrogenado inhibe la FBN, los niveles de fertilizante nitrogenado a aplicar tendrían que ser más altos que la necesidad adicional del cultivo, ya que habría que incrementar la dosis de fertilizante N para ofrecerle al cultivo aquella cantidad de N que de otra forma hubiera sido obtenida a través de la FBN (N de compensación). En la Figura 6 se puede observar que la contribución relativa de esta compensación aumenta en la medida que aumenta la restricción en la FBN (Salvagiotti et al, 2009). Por otra parte se observa que la magnitud de la compensación es baja cuando la fertilización se realiza por debajo de la zona de mayor proliferación de nódulos (ca. 20 cm de profundidad). Dado que la inhibición de la FBN se produce por la presencia de los nitratos en la cercanía de los nódulos, el posicionamiento del fertilizante nitrogenado por debajo de la zona de mayor proliferación de nódulos se presenta como una alternativa para complementar el aporte de la FBN y del N del suelo.

Figura 6. Origen del N absorbido durante el crecimiento del cultivo de soja desde emergencia hasta madurez fisiológica en dos años respecto de un tratamiento control sin fertilización nitrogenada (N1) y 3 estrategias de aplicación de 180 kg N ha-1 como fertilizante nitrogenado (N2: aplicación de urea de liberación lenta a 20 cm de profundidad; N3: aplicación dividida de nitrato de amonio en pre-siembra y V6 en superficie); y N4: aplicación de nitrato de amonio en R5 en superficie) en suelos con una historia de manejo de la fertilización nitrogenada promedio (M1) e intensiva (M2). En 2007 los datos de M1 y M2 se promediaron ya que no existieron diferencias significativas (Adaptado de Salvagiotti et al, 2009).

Tabla 2 – Rendimiento, N absorbido total y N derivado de fijación biológica de N2 (FBN) en soja de alto rendimiento manejadas con 4 estrategias de aplicación del fertilizante nitrogenado (180 kg N ha-1). Los datos son promedio de dos años de ensayo en Lincoln, Nebraska (Salvagiotti et al, 2009)

* Fertilización con nitrato de amonio aplicado en superficie. 50% pre-siembra; 50% en V6; ** Fertilización con nitrato de amonio aplicado en superficie en R5; *** Fertilización con urea de liberación lenta aplicada en pre-siembra (Liberación del N a 120 días de la aplicación que coincide con el inicio de R5).


6- Las Mejores Prácticas para el manejo del N en soja

Los conceptos discutidos en los puntos anteriores destacan la relevancia de la FBN como fuente de N en el cultivo de soja. En consecuencia, las mejores prácticas para el manejo de este nutriente deben incluir acciones directas e indirectas que potencien la FBN. La acción directa más importante es a través de la inoculación de la semilla, mientras que las acciones indirectas incluyen aquellas prácticas de manejo del cultivo que aseguren las condiciones ambientales para el funcionamiento óptimo de los nódulos.

Acciones directas - Inoculación del cultivo

La primera recomendación es la selección de un inoculante de calidad. Esto implica que el inoculo este en un medio (solido o liquido) inerte, que se garantice el número de bacterias a ser aplicado y la cepa correspondiente para soja, dada la especificidad de la relación bacteria-cultivo. Una vez elegido el inoculante, la forma en que se realiza la inoculación debe apuntar a evitar reducciones en el número de bacterias en las semillas, donde es clave el proceso de mezclado del inoculante con la semilla. La uniformidad en la aplicación no se logra muchas veces cuando el inoculante se aplica en el cajón de la sembradora. El uso de adherentes o semillas peleteadas aseguran la uniformidad de distribución del inoculante con la semilla. En este último caso, también sería recomendable para condiciones de siembra riesgosas (altas temperaturas o suelos con bajo pH) (Hungría et al, 2005). Por otra parte, El uso de productos fungicidas, insecticidas o fertilizantes aplicados con la semilla pueden disminuir el número de bacterias, por lo tanto, se deberían elegir aquellos productos que sean menos nocivos para el inóculo, o en caso de no utilizarlos, incrementar la dosis del inoculante(Hungría et al, 2005).

Un aspecto importante de la inoculación es favorecer el desarrollo de nódulos en la raíz principal ya que es la zona en donde más se concentrara la población de bacterias introducidas con el inoculante (McDermott y Graham, 1989). Estos nódulos contribuirán en mayor medida al pool de N en planta derivado de FBN ya que tendrán mayor actividad entre R1 y R5, etapa en la cual las tasas de FBN son más altas (Figura 2). Por otra parte, estos autores han observado que la actividad de los nódulos ubicados en raíces laterales tendría una mayor importancia durante el llenado de granos, cuando las tasas de FBN decrecen.

Algunos estudios han mostrado que aun con bajas poblaciones de bacterias en el suelo, ca. 20 a 100 células por gramo de suelo, la respuesta a la inoculación no puede ser detectada (Hungría et al, 2005). Existe una gran variabilidad de cepas de rhizobios en los suelos sojeros argentinos (Gonzalez, 2007) y estudios en estos suelos han mostrado que las bacterias introducidas con el inoculante requiere al menos tres años para ser la cepa dominante en los nódulos, y que pueden persistir en el suelo hasta 5 años sin la presencia del cultivo de soja (Brutti et al, 1998). En consecuencia, los efectos de la inoculación sobre el rendimiento debe discutirse teniendo en cuenta dos escenarios: 1) Lotes sin historia de cultivo de soja y 2) Lotes con historia sojera. En el primer caso, no existe población de rhizobios específicos para soja o el contenido de bacterias por gramo de suelo está por debajo de los niveles adecuados para lograr un buena nodulación. La deficiencia de N es severa y la producción del cultivo, a expensas del aporte del N del suelo, estará limitada por la disponibilidad de N. En consecuencia, las pérdidas en rendimiento por no inocular serán importantes.

En el caso de lotes con historia sojera en donde se ha inoculado consistentemente todos los años, la población de rhizobios naturalizados puede superar los niveles de bacterias por gramo de suelo necesarios para proveer de N al cultivo. En estos casos, las cepas naturalizadas compiten ventajosamente en relación a las nuevos rhizobios aplicados con el inoculante. En consecuencia, la deficiencia de N en el cultivo puede no existir o ser moderada, y la respuesta a la inoculación es menos frecuente y de menor magnitud. Resultados de experimentos a campo en lotes con poblaciones de rhizobios ya establecidas muestra resultados positivos o neutros (Toresani et al, 1995; Perticari et al, 1998; Devani et al, 2003; Hungria et al, 2006; Toresani et al, 2007). Estas variaciones en los resultados obtenidos a campo están dadas por las diferentes combinaciones de demanda de N, aporte del N del suelo y contribución de la FBN. Sin embargo, aun cuando no se obtengan beneficios (en términos de rendimiento en grano), los ensayos realizados en estos lotes han mostrado consistentemente un mayor número y peso de nódulos, y un mayor número de nódulos en la raíz principal (Toresani et al, 2007). En consecuencia, sería necesario evaluar el efecto de la re-inoculación en términos de N acumulado en el cultivo y la distribución entre partes vegetativas y reproductivas, y de esta forma estudiar el aporte de N al sistema. Por otra parte, la inoculación disminuye la posibilidad de fallas en la nodulación y además asegura al cultivo el aporte de una importante cantidad de N, que de otra manera tendría que ser aportado por medio de fertilizantes, lo cual sería poco rentable, y así disminuir los riesgos de posibles fallas en la nodulación.


Acciones indirectas

Además de los cuidados a tener durante la inoculación, es importante generar las condiciones ambientales en los lotes de producción para optimizar la eficiencia del inoculante y sacar el mayor provecho de la FBN:

a) Humedad del suelo

La actividad de la FBN está directamente relacionada con el status hídrico del suelo y la planta. Pequeños periodos de stress hídrico tiene efectos muy fuertes sobre la FBN ya que la economía del agua de los nódulos está directamente relacionada con el transporte de agua desde la planta vía floema. A través de esta vía, el nódulo puede detectar los cambios en la presión hidrostática de las hojas y puede sentir los cambios en el status hídrico de la planta antes que otros tejidos lo hagan (Serraj et al, 1999). Ensayos realizados para evaluar los efectos de sistemas de labranzas sobre la nodulación han mostrado en siembra directa, asociada con mayores contenidos relativos de humedad en el suelo, una mayor infección de rhizobios (Diaz-Zorita y Fernandez-Canigia, 1999).

b) Fertilización con otros nutrientes

La FBN se ve potenciada por el aporte de otros nutrientes. Azufre, Hierro, Molibdeno son nutrientes que forman parte de la estructura de la enzima nitrogenasa (Zimmer y Mendel, 1999). Diversas experiencias han mostrado el incremento en el número de nódulos cuando los cultivos fueron fertilizados con fosforo y azufre en lotes que presentaban deficiencias de estos nutrientes (Fontanetto et al, 2004).

Por otra parte, la sobrevivencia de las bacterias puede verse disminuida cuando los fertilizantes son aplicados junto con la semilla. La Figura 7 muestra los resultados de un ensayo realizado en el sur de Santa Fe (Dignani et al, 2006), en donde el aporte de fosforo incremento el número y peso de nódulos, pero el posicionamiento del fertilizante junto a la semilla revirtió los efectos positivos de la aplicación de fosforo.

Figura 7 – Efecto del posicionamiento del fertilizante sobre el número y peso de los nódulos (Adaptado de Dignani et al, 2006)

c) Encalado

La actividad del rhizobio es óptima en pH cercanos a la neutralidad. En suelos ácidos se ha observado una disminución del aporte de N a través de la FBN y un aumento en la nodulación cuando el suelo fue encalado para corregir el pH (Vivas et al, 1990). También se ha observado efectos directos de la fertilización con calcio sobre la masa nodular (Fontanetto et al, 2007).

d) Manejo de la condición física del suelo

Un suelo ideal desde el punto de vista físico es aquel que tiene en adecuadas proporciones el espacio poroso (aire y agua) y la materia solida (minerales y materia orgánica) de forma tal que permita crecimiento de óptimo de los cultivos (Hillel, 1980). Las alteraciones antrópicas del espacio poroso a través del manejo generan condiciones desfavorables no solo para el desarrollo de las raíces y de los nódulos, sino que indirectamente se afectan la FBN al alterar el transporte del agua y el intercambio gaseoso del suelo. En lotes de producción de soja se ha observado que en sectores del lote con compactaciones producidas por el tránsito en húmedo con maquinarias, la producción de nódulos tanto en raíz principal como en raíces laterales fue menor en comparación a áreas sin compactaciones (Gerster y Bacigaluppo, 2004). Por lo tanto, prácticas de manejo como la inclusión de cultivos con raíces que rompan las compactaciones superficiales, o incluso, en casos severos, la descompactación del horizonte superficial usando implementos mecánicos, que permitan mejorar la porosidad del suelo, también pueden resultar beneficiosas para favorecer el desarrollo de una mayor masa nodular y en consecuencia mejorar la FBN.


7- Consideraciones finales

El manejo del nitrógeno en soja debe basarse en el análisis de las relaciones entre la demanda de N (rendimiento) – aporte de N del suelo – FBN que haya en cada lote de producción.

La base fundamental del manejo del N en el cultivo de soja es la optimización del proceso de fijación biológica. El manejo del cultivo debe estar dirigido a optimizar el aporte de esta fuente de N, principalmente a través de la inoculación con cepas de alta efectividad y utilizando productos que tengan calidad en cuanto al número de bacterias y las condiciones de conservación. El éxito de esta práctica se verá potenciada si las prácticas de manejo del cultivo y del suelo están dirigidas a optimizar el ambiente para la simbiosis rhizobio-soja.

La inoculación del cultivo es una práctica obligada en suelos que recién entran a la producción sojera. En suelos con una importante historia de cultivo sojero, si bien muchas veces puede no presentar respuesta en el rendimiento del cultivo, la inoculación disminuye los riesgos de una baja nodulación por alguna condición ambiental desfavorable, asegurando de esta forma una importante cantidad de N que de otra forma provendría del suelo, y que si este no puede proveerlo en forma completa, disminuirá el potencial de rendimiento del cultivo.

La fertilización del cultivo con N estaría justificado en ciertas situaciones alto rendimiento potencial – N del suelo – FBN, en los cuales la alta demanda del cultivo no pueda ser suplida por el N del suelo y la FBN. Sin embargo, es probable que la buena práctica agrícola no sea a través de aplicaciones de fertilizante en superficie, debido a las grandes cantidades de N que sería necesario aplicar para poder obtener el N adicional necesario para obtener la respuesta. En este contexto la aplicación del N por debajo de la zona de mayor desarrollo de nódulo aparece como promisoria en sojas de alto rendimiento.
 

8- Referencias

  1. Arrese-Igor, C., Minchin, F.R., Gordon, A.J., Nath, A.K., 1997. Possible causes of the physiological decline in soybean nitrogen fixation in the presence of nitrate. J. Exp. Bot. 48, 905-913.
  2. Bergersen, F.J., Turner, G.L., Gault, R.R., Peoples, M.B., Morthorpe, L.J., Brockwell, J., 1992. Contributions of nitrogen in soybean crop residues to subsequent crops and to soils. Aust. J. Agr. Res. 43, 155-169.
  3. Brutti, L., Rivero, E., Cancio Pacheco Basurco, J., Nicolas, M., Iriarte, L., Abbiati, N., Ljunggren, H., Martensson, A., 1998. Persistence of Bradyrhizobium japonicum in arable soils of Argentina. Applied Soil Ecology 10, 87-94.
  4. Bruulsema, T.W., Witt, C., García, F., Li, S., Rao, T.N., Chen, F., Ivanova, S. 2008. Un marco global para las Mejores Prácticas de Manejo(MPM de los fertilizantes. Informaciones Agronómicas del Cono Sur 38, 1-4. 2008.
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