Momento de fertilización con nitrógeno y azufre y requerimientos nutricionales en maíces flint y semidentados

Actualmente Argentina exporta alrededor de 400 000 t anuales de maíz flint no OGM que tienen como destino principal la Unión Europea (MINAGRI, 2013), donde es utilizado principalmente en la elaboración de cereales de desayuno. La principal característica de esta especialidad es una mayor proporción de endosperma córneo y dureza que permite obtener mayor rendimiento de fracciones gruesas durante el proceso de molienda seca (Robutti et al., 2000). Las propiedades físicas del grano dependen en gran medida de la relación fuente-destino durante post-floración (Cirilo et al., 2011). La fertilización con nitrógeno (N) y, en menor medida, la fertilización con azufre (S) modifican la oferta de asimilados y nutrientes y afectan el peso individual y calidad de granos (Ferraguti et al., 2012). La respuesta a la fertilización con N y S en cultivos extensivos es frecuente en el área pampeana debido a la disminución progresiva del contenido de materia orgánica, como consecuencia del proceso de agriculturización, con escasa rotación e insuficiente reposición de nutrientes (Salvagiotti et al., 2012). Actualmente, la fertilización con N y S en el cultivo de maíz se realiza a la siembra y no tiene en consideración los efectos sobre la calidad de grano.

El mercado de híbridos de maíz argentino ha desplazado progresivamente los maíces flint hacia un estatus de especialidad y en favor de genotipos semidentados de mayor rendimiento. Parte de este aumento en el rendimiento puede estar determinado por una disminución del contenido de proteína en grano (Ciampitti et al., 2013).

Uribelarrea et al. (2004) demostraron que existen diferencias de absorción de N y rendimiento entre genotipos de alta proteína y de baja proteína. Debido a que los maíces flint tienen mayor contenido de proteínas de reserva en grano, es posible que el consumo de N sea superior al de los maíces semidentados. Adicionalmente, una fracción proteica en particular, las gamma y beta zeínas, determinantes de la dureza del grano (Wu et al., 2010), requieren tanto N como S para su síntesis debido a que poseen aminoácidos azufrados en su estructura primaria, por lo que se esperaría que los híbridos flint, con mayor proporción de endosperma corneo (i.e. mayor proporción de proteínas
azufradas) tengan un mayor requerimiento de S.

Los objetivos del presente trabajo fueron: i) evaluar la respuesta en rendimiento a la fertilización con N y S en diferentes momentos durante el ciclo del cultivo de un maíz flint y uno semidentado y ii) estudiar los requerimientos de N y S en ambos genotipos.

En la Estación Experimental INTA Oliveros, durante las campañas 2009/10 y 2010/11 se implantaron dos genotipos con similar ciclo pero textura de grano diferente: un híbrido flint (522 Mill, Dow Agrosciences) y un híbrido semidentado (AW 190, Monsanto). La siembra se realizó con una sembradora neumática experimental a una densidad de 75000 plantas por hectárea, con una distancia entre hileras de 0,52 m. Se instaló un sistema de riego complementario por goteo para evitar stress hídrico y se controló plagas y enfermedades. El diseño del experimento fue de bloques completos al azar con 4 repeticiones. En cada genotipo se combinaron los siguientes tratamientos de fertilización con N y S:

i. N165: El objetivo fue alcanzar el umbral de respuesta a N calibrado localmente para ambientes de alta producción de 165 –X kg N ha-1 (Salvagiotti et al., 2011), siendo X; el contenido de nitratos en los primeros 60 cm de suelo.

ii. N50 uhd: La aplicación complementaria de 50 kg N ha-1 a maíces que habían recibido el tratamiento N165 al desplegarse completamente la última hoja (uhd). La fuente utilizada fue urea granulada (0-46-0).

 

Se evaluó una dosis de 20 kg S ha-1 en forma de sulfato de calcio (0-0-0-18 S- 20 Ca), en tres momentos de aplicación diferentes:

iii. Aplicación total a la siembra (Ssi) 

iv. Aplicación total en uhd (Sudh)

v. Aplicación dividida 50% a la siembra y 50% en uhd (Sdiv)

vi. Testigos sin aplicación de S.

Los tratamientos se muestran en la Tabla 1.

Durante el ciclo del cultivo se siguió la ocurrencia de los principales eventos fenológicos (emergencia, transición del ápice, Panojado (VT), emergencia de estigmas (R1) y madurez fisiológica (R6). En R6 se determinó la biomasa
total acumulada en diferentes estructuras (hojas, tallos+chalas, y granos). Las muestras de cada estructura fueron posteriormente molidas y se determinó el contenido de N y S en cada estructura, a través de espectrometría de plasma. Se determinó N y S absorbido en biomasa aérea (Nabs y Sabs), N y S exportado con el grano (Ngr y Sgr), índice de cosecha de N (ICN), índice de cosecha de S (ICS) y la relación N/S en el grano (N/S). El rendimiento a cosecha se determinó recolectando las espigas de 7 m2 de los 3 surcos centrales de la parcela y se determinó el rendimiento ajustado al 14.5% de humedad. La información fue analizada con un ANOVA y Regresión lineal simple.

 

El rendimiento promedio del año 2 fue un 28% superior al Año 1 (13546 vs 9733 kg ha-1). En cuanto a los genotipos, el híbrido flint tuvo un rendimiento promedio de 10718 kg ha-1 mientras que el rendimiento del semidentado fue un 15% superior. La fertilización con N 50 uhd produjo una respuesta similar en ambos híbridos, un 7,6% de incremento por encima del rendimiento con N 165 (Tabla 2).

Si bien se observó respuesta al agregado de S20 (p<0,026) (Tabla 2), no se detectaron diferencias en el momento de aplicación en ninguno de los dos híbridos. La fertilización con S tuvo similar magnitud de respuesta en ambos híbridos para los tratamientos con N165 (ca. 2.6%). Cuando la fertilización con S20 fue acompañada con N50, la respuesta fue mayor en el híbrido semidentado (+4.16%) que en el flint (+1.46 %) (Figura 1). 

El híbrido flint tuvo consistentemente un %Ngr mayor que el híbrido semidentado (+0,29 %). La fertilización con N 50 uhd produjo un aumento significativo del %Ngr en ambos híbridos con una misma magnitud relativa (+5.4%). La fertilización con S20 no produjo cambios significativos en el %Ngr en ningún momento evaluado. No se detectaron diferencias significativas entre híbridos ni tratamientos de fertilización para %Sgr y Sgr. Cuando se analiza el efecto de las estrategias

de fertilización con S sobre Ngr, la tendencia es similar al %Ngr aunque se detecta una interacción N*S significativa (p>0.018) que indicaría mayor exportación de N cuando la aplicación de N50 es acompañada por S20. También se detectó interacción significativa para Año*N (p>0.024) y Año*S (p>0.044), indicando mayor respuesta a los tratamientos en el Año 2, el año con mayor rendimiento medio (Tabla 2).

Relaciones entre nutrientes y rendimiento e índice de cosecha de nutrientes

En la Figura 2 se muestra el rendimiento obtenido en función del total de N y S absorbidos a madurez fisiológica. Se observa que, para un rendimiento dado, el híbrido flint acumuló mayor cantidad de N absorbido. En línea con estos resultados, cuando se analiza la relación entre el rendimiento y el S absorbido, se evidencia un mayor requerimiento de S del híbrido flint para lograr el mismo rendimiento que el híbrido semidentado. 

El análisis de la inversa de la pendiente de la relaciones en las Figura 2 a y 2 b muestran que el requerimiento de N es de 18.5 y 24.7 kg N por Mg de rendimiento para los híbridos semidentado y flint, respectivamente. En el caso del consumo de S, el requerimiento fue respectivamente de 1 y 1.5 kg S por Mg de rendimiento.

El ICN, ICS y la relación N/S gr fue altamente dependiente del híbrido. El híbrido flint tuvo menor ICN, ICS y N/S gr (p>0.0001) y las estrategias de fertilización no lograron modificar sustancialmente estos parámetros. Sin embargo, se detectó interacción significativa entre Año*N y Año*S, que indican que las prácticas de fertilización con N y S modificaron la relación N/S en el Año 2 cuando los rendimientos fueron mayores (Tabla 2).

Se pudo establecer, en concordancia con estudios previos, realizados con un número mayor de genotipos (Ferraguti et al., 2012) (Balbi et al., 2010), que el híbrido semidentado obtuvo un rendimiento promedio un 15% superior al flint. Si bien se podría esperar que el híbrido semidentado demande más N debido a su mayor potencial de rendimiento, el híbrido flint posee más %Ngr y en definitiva ambos genotipos aumentaron en la misma magnitud su rendimiento al ser fertilizados con N50. Es probable que la respuesta observada en ambos híbridos al agregado de N50 se deba a que la aplicación tardía produce un aumento de rendimiento a través de un mayor número de granos y el sostenimiento de la fuente durante el llenado de granos (Muchow, 1999).

Ambos materiales tuvieron el mismo incremento de rendimiento cuando se fertilizaron con S20, independientemente del momento de aplicación. Esto indicaría que la provisión de S también estaría limitando la expresión del potencial de rendimiento. Las diferencias más evidentes entre híbridos se presentaron cuando se combinaron las dosis de N50 uhd y S20. En este caso el híbrido flint casi no modificó su rendimiento con respecto a la dosis de N50, mientras que el híbrido semidentado aumentó un 4% (Figura 1).

Es probable que la dosis N 165 haya sido suficiente para alcanzar el máximo %Ngr en el semidentado, mientras que la adición de N 50 produjo un aumento de %Ngr y N gr en el híbrido flint. Uribelarrea et al. (2004) mostró resultados similares al comparar un híbrido de alta proteína y bajo potencial de rendimiento con uno de baja proteína y alto potencial de rendimiento. Mientras que el %Sgr fue similar en ambos híbridos y no fue influenciado por los tratamientos aplicados, al analizar Sgr se observó que el genotipo semidentado exporta mayor cantidad de S en grano (Tabla 2). El híbrido flint demostró tener menor ICS que el semidentado, pero demanda más S por Mg de rendimiento (Figura 2).