Contribución del nitrógeno incubado en anaerobiosis al diagnóstico de nitrógeno en maíz

El maíz es uno de los cultivos de verano más importantes de los sistemas productivos de la región pampeana no solo por su nivel de producción (20-22 millones de toneladas) sino también por su importancia en la rotación, debido a la gran cantidad de rastrojo, y por ende, de carbono que devuelve al sistema (Studdert & Echeverría, 1999). El nitrógeno (N) es el nutriente que con mayor frecuencia limita la producción del cultivo, producto de los altos requerimientos y por la disminución en los contenidos de materia orgánica (MO) de los suelos (Sainz Rozas et al., 2011). En la actualidad, existen diferentes metodologías para evaluar el estatus nitrogenado del cultivo, entre los que se destaca la determinación del contenido de N-nitrato en pre-siembra y en el estadio de 5-6 hojas del cultivo (Magdoff et al., 1984, Echeverría & Sainz Rozas, 2005).

Para la zona centro y norte de la región pampeana se recomienda la determinación del contenido de N-nitrato en pre-siembra como método de diagnóstico de N, debido a las escasas lluvias invernales y las mayores temperaturas en relación a la zona sur (Alvarez et al., 2004). Sin embargo, en regiones húmedas y/o con menores temperaturas (sur de la región pampeana) este método de diagnóstico es poco sensible debido a las pérdidas y/o a la baja mineralización de N antes del período de mayor consumo de N por el cultivo (Sainz Rozas et al., 2008). Además, en general, estas zonas se caracterizan por altos contenidos de MO, y por ende, un mayor aporte de N por mineralización, el cual no siempre puede ser evaluado con el muestreo en pre-siembra. Frente a esta situación, Sainz Rozas et al. (2000) proponen la determinación del contenido de N-nitrato en el estadio de 5-6 hojas en el estrato 0-30cm como método de diagnóstico de N. No obstante, esta metodología presenta la desventaja del escaso tiempo disponible entre la toma de la muestra de suelo y la fertilización, particularmente cuando se siembran grandes superficies donde es necesario adelantar el muestreo de suelo. Por lo tanto, surge la necesidad de contar con algún indicador del aporte de N por mineralización con el objetivo de mejorar la evaluación temprana de la disponibilidad de N para el cultivo. Para tal fin, la determinación del contenido de N-amonio producido en incubación anaeróbica (Nan) de muestras de suelo del estrato superficial (0-20cm) parecería ser un indicador confiable (Echeverría et al., 2000). En el sudeste bonaerense, Sainz Rozas et al. (2008), reportaron que el empleo del Nan permitió ajustar el umbral de respuesta a N en el estadio de seis hojas (V6), sin embargo, la información es escasa en áreas de mayor potencial de rendimiento donde suele emplearse la determinación de N-nitrato a la siembra. El objetivo de este trabajo fue evaluar el empleo del Nan, como herramienta complementaría a la determinación del contenido de N-nitrato a la siembra del cultivo, para el diagnóstico de N en maíz.

 

Durante la campaña 2010 se realizaron 3 ensayos bajo SD en lotes con diferente historia agrícola del sur de Santa Fé (Localidades de Rufino, San Gregorio y Teodelina). En cada localidad los experimentos fueron realizados en ambientes de Loma (L), Media Loma (ML) y Bajo (B).

El diseño experimental fue en bloques completos aleatorizados con tres repeticiones y con un arreglo en franjas de los tratamientos. Se evaluaron tres dosis de N (testigo, dosis simple y doble dosis), aplicadas al voleo e incorporada a la siembra del cultivo bajo la forma de Urea (46-0-0). La dosis simple varió según la localidad entre 55 y 70 kg N ha-1, 80 y 110 kg N ha-1 y entre 110 y 140 kg N ha-1 para el ambiente de L, ML y B, respectivamente.

Para que el fósforo (P) y el azufre (S) no sean limitantes se aplicó a la siembra una dosis de 30 y 20 kg ha-1 de P y S, respectivamente. A la siembra del cultivo se realizaron muestreos de suelo en superficie (0-20 cm) para determinar el contenido de MO, pH, P-Bray, porcentaje de Arena y Nan, y en el perfil (0-20, 20-40 y 40-60 cm) para N-nitrato. El valor de Nan se transformó a kg ha-1 empleando un factor de 3,6. La concentración de N-NO3- se determinó por potenciometría (Keeney & Nelson, 1982), el contenido de MO por el método Walkley y Black (Nelson & Sommers, 1996), y el pH en relación 1:2,5 (suelo-agua). Además, el Nan se obtuvo según la metodología descripta por Echeverría et al. (2000). El porcentaje de arena se determinó por peso según lo descripto por Gee & Bauder (1986). En la Tabla 1 se presentan algunas características de suelo de los sitios experimentales. A la cosecha se determinó el rendimiento del cultivo mediante la cosecha de 70 m2, empleando una cosechadora mecánica. El rendimiento se expresó al 14%. Además se determinó el peso de mil granos.

Se realizó análisis de varianza utilizando el programa estadístico SAS (SAS Institute, 1988). Cuando las diferencias entre tratamientos fueron significativas se empleó el test de la diferencia mínima significativa (LSD), con un nivel de significancia de 5 % (SAS Institute, 1988).

 

El rendimiento del cultivo de maíz para las tres localidades y los diferentes ambientes se indica en la Tabla 2, siendo para el tratamiento testigo en promedio de 4950, 9825 y 11853 kg ha-1 para la L, ML y B, respectivamente. Estas diferencias en rendimiento se explicarían por los distintos contenidos de MO, N-nitrato, Nan y capacidad de almacenaje de agua de los ambientes de L, ML y B (Tabla 1). La respuesta al agregado de N fue baja (600 kg ha-1) o nula en L, de 221 a 3348 kg ha-1 en ML y de 368 a 3216 kg ha-1 para el ambiente B (Tabla 2). En general la máxima respuesta a N se obtuvo con la dosis simple para los diferentes ambientes (Tabla 2). Las eficiencias de uso de N del fertilizante en general fueron bajas y no superaron los 22 kg grano kg N-1, lo cual se explicaría en parte por la baja disponibilidad hídrica durante el ciclo del cultivo principalmente en el ambiente L. En línea con lo mencionado, para los meses de Noviembre, Diciembre y Enero se estimaron deficiencias hídricas promedio de 93, 102 y 93 mm, respectivamente. Según Andrade y Sadras (2000) un estrés hídrico durante el periodo crítico del cultivo afecta la formación, funcionalidad y cuaje de los granos. No obstante, el alto rendimiento obtenido particularmente en los ambientes B se explicaría por la absorción de agua desde la napa por parte del cultivo. Por otra parte, el número de granos fue el principal componente del rendimiento (r2= 0,92, datos no mostrados), siendo de menor magnitud el efecto del peso de mil granos (r2= 0,20, datos no mostrados).

En la Figura 1 se presenta, para todos los ensayos, la relación entre el rendimiento del maíz en los tratamientos testigos y la concentración de Nan a la siembra. El contenido de Nan explicó el 77% de la variabilidad en el rendimiento, lo que pone de manifiesto la importancia de este indicador para el diagnóstico de N en maíz. Es válido mencionar que en la Figura 1 se observa un marcado efecto del ambiente, por lo tanto surge la necesidad de profundizar la investigación con el objetivo mejorar la evaluación de este indicador dentro de cada ambiente. Otros trabajos han determinado incrementos en los niveles de Nan frentes a aumentos en la fracción fina de los suelos (Sharifi et al., 2008; Diovisalvi et al., 2010). Esto ayudaría a explicar en parte las variaciones en el contenido de Nan según el ambiente. En línea con lo mencionado, el contenido de arena explicó el 70% de la variación en el contenido de Nan del suelo. Estos resultados indican que la determinación del Nan a la siembra de maíz permitió identificar ambientes con diferente potencialidad dentro de un mismo lote, siendo las diferencias en Nan entre sitios de menor magnitud (Figura 1).

Figura 1. Rendimiento promedio de maíz de los tratamientos testigos en función del contenido de Nan a la siembra del cultivo, para los diferentes ambientes y sitios experimentales.

En la Figura 2a se presenta la relación entre el rendimiento del maíz y la disponibilidad de N (suelo+fertilizante) a la siembra del cultivo. Como fue mencionado, en la misma se observa la baja respuesta a N en el ambiente L, siendo similar en la ML y en el B (Figura 2a). La falta de respuesta en las L se explicaría por el mayor estrés hídrico del cultivo debido al alto contenido de arena de los suelos (Tabla 1), y por ende, una menor capacidad de retención de hídrica. Además, en el ambiente ML de Teodelina también se determinó una baja respuesta al agregado de N. Para los ambientes sin mayores limitaciones hídricas, la disponibilidad inicial de N (suelo+fertilizante) explicó el 42% de la variación en el rendimiento del cultivo. Similares resultados han sido observados por otros autores en la región norte de Buenos Aires y sur de Santa Fé (Álvarez et al., 2004; Garcia et al., 2010). A partir de la Figura 2a es factible estimar el requerimiento de N, el cual fue de 16 y 21 kg N Ton de grano-1 para disponibilidades de N de 200 y 300 kg N ha-1, respectivamente. Cuando se incorporó el Nan para la estimación del rendimiento del cultivo, se obtuvo una mejora considerable en el ajuste del modelo (Figura 2b). En efecto, la disponibilidad de N del suelo (N-nitrato+Nan+Nfertilizante) explicó el 57% de la variación en rendimiento. Para el sudeste bonaerense, Calviño y Echeverría (2003) reportaron que para maíz es recomendable el empleo conjunto de la determinación de N-nitrato y Nan para identificar sitios con y sin probabilidad de respuesta a N. Por otra parte, al considerar el N aportado por mineralización, los requerimientos de N para producir una tonelada de grano fueron de 24 y 34 kg N para disponibilidad de 300 y 500 kg N ha-1, respectivamente. Por lo tanto, para los ambientes considerados son necesarios aproximadamente 30 kg N en el sistema para producir una tonelada de grano de maíz.

Figura 3. Relación entre el rendimiento de maíz y la disponibilidad de N-nitrato+fertilizante (a), y la disponibilidad total de N del suelo (N-nitrato+Nan+fertilizante) a la siembra (b). Los ambientes de Loma y la Media Loma del sitio Teodelina (?) no se consideraron en el ajuste por efecto del stress hídrico.

 

 

Este trabajo fue posible gracias a la colaboración de los Ingenieros Marcelo Rodríguez, Javier Del Pazo, Gastón Cubero, Guillermo Subiza y de las empresas que ellos integran.