Mejorando las recomendaciones de fertilización de maíz a la luz de los últimos avances

artículos
Dr. Ricardo Melgar
Año 2009

Adaptado de conceptos dell The Nebraska Soil Fertility Project. de la Universidad de Nebraska. Se agradece al Dr. Achim Dobermann las sugerencias y comentarios recibidos a las cuestiones planteadas en este articulo. La mayor parte de los suelos de Nebraska son Molisoles y el maíz es central en sus sistemas agrícolas.

 

 A pesar del arraigo y experiencia que se posee en la aplicación de los criterios de suficiencia y del balance para la recomendación de P y N respectivamente, constantemente se cuestiona si éstas son aun aplicables y compatibles con las técnicas de agricultura de precisión, y sobre todo con los niveles de rendimiento potencial que hoy existen, dado que los ensayos de calibración fueron realizadas en otros épocas. En este artículo revisamos los fundamentos y los cuestionamientos mas frecuentes relativos al estado de arte de realizar recomendaciones de fertilización de maíz.

 

 

Fósforo

Las recomendaciones se realizan en general usando el concepto de suficiencia, si bien muchos asesores utilizan recomendaciones basadas en la reconstrucción y mantenimiento o bien toman en cuenta objetivos de rinde para realizar la recomendación. Por el momento las recomendaciones se basan en no aplicar P cuando el valor de P Bray 1 es superior a 15 ppm. Estos valores críticos se mantienen desde hace años.

Muchos productores se resisten al uso del concepto de reposición dado que el retorno es incierto. En particular bajo las condiciones económicas que se desenvuelve la agricultura en Argentina. Los cálculos de balance de nutrientes sugieren, sin embargo, que, en general los productores han mantenido un balance negativo de P y de otros nutrientes durante los últimos años, aumentando el riesgo potencial de ocurrencia de deficiencias marginales en niveles de productividad cada vez mayores.

Sin embargo, la estrategia de suficiencia es perfectamente adecuada, ya que si el balance es negativo por un cierto periodo de tiempo, el nivel de P decrece hasta sobrepasar el nivel crítico, o menos aun si continúa la extracción por encima de lo repuesto por la fertilización. Cuando eso ocurre, la respuesta al agregado de P es rentable.

En un estudio de larga duración (12 años) conducido en Nebraska adonde se compararon recomendaciones basadas en la suficiencia con las basadas en el mantenimiento y reposición, indicó a que el concepto de suficiencia fue una estrategia mas rentable que las recomendaciones basadas en la reposición y mantenimiento, dado que los rindes fueron similares y se aplicó mucho menos P. Estos y otros estudios adicionales concluyeron que en Molisoles de áreas templadas, las reservas minerales nativas tienen la capacidad de suministrar P por un período suficientemente largo de tiempo, de modo que los esfuerzos de investigación deberían concentrarse en el refinamiento del muestreo, métodos de análisis e interpretación de análisis de suelos, y en métodos de colocación del fertilizante fosfatado. Otras incertidumbres incluyen:

a) Escasez de datos de calibración para sistemas bajo siembra directa. Se desconoce si son válidas las categorías de interpretación de análisis de suelos en siembra directa bajo altos niveles de producción. Las investigaciones de correlación y a calibración no se llevan a cabo al mismo ritmo que los avances en sistemas de cultivo y tecnologías de uso corriente. Las actuales recomendaciones de P se basan principalmente en ensayos de fertilización conducidos en secano hace al menos más de 10 o 15 años, con rendimientos inferiores a los actuales.

Sin embargo investigaciones recientes en Iowa conducidas por el Dr. Mallarino y sus colaboradores, dan soporte a los niveles de suficiencia usados en las recomendaciones actuales bajo siembra directa (12 ppm). En estos ensayos la respuesta fue similar usando 14 kg de P / ha que usando dosis más altas. Los rindes de maíz fueron entre 5.4 y 12.9 t/ha.

b) Necesidad de incluir características físicas y químicas de suelo adicionales para las recomendaciones. No se aplican consideraciones relativas a los distintos tipos de suelo o niveles de P disponible en el subsuelo P para generar recomendaciones. En general, las variaciones en contenido de arcilla en la superficie deberían generar distintas recomendaciones ante un mismo nivel de P, dada la influencia de la textura en la dinámica de provisión de P a las plantas. De la misma manera, hace tiempo se conoce de la influencia de la provisión de nutrientes desde el subsuelo bajo algunas condiciones. Sin embargo, esta información no se usa para calibrar o modificar las recomendaciones de fertilización fosfatada.

Luego de más de 20 años de fertilizar regularmente los cultivos en Argentina seguramente ha habido cambios en la capa arable y en relación con los niveles del subsuelo, además de introducir mayor variabilidad espacial de los niveles de P. Si en un suelo virgen los niveles de P en superficie y en profundidad estaban relacionados, esa correlación original hoy ya no existe, y lo más probable es que los valores de superficie sean más dependientes del manejo que de otro factor.

c) Incertidumbre sobre la maximización del margen bruto a partir del uso de concepto de suficiencia. Los niveles críticos normalmente se derivan de curvas de respuesta de rendimiento relativo, y no siempre son independientes de los niveles de rendimiento absoluto y por lo tanto de los objetivo de rinde. Los resultados económicos de la fertilización no están incorporados de una manera explícita, y por eso no es posible optimizar el margen económico al realizar una recomendación o determinar estrategias de manejo a largo plazo. Si bien la estrategia del criterio de suficiencia sería más adecuada que los de reposición incluye cierto riesgo al basar todo en un análisis de suelo solamente. Además, no hay muchos estudios adonde el criterio de suficiencia se haya evaluado a largo plazo. Por otra parte los criterios de reposición pueden sobreestimar las necesidades reales de nutrientes del cultivo para el rinde alcanzado, lo que obviamente haría que la fertilización sea menos rentable.

d) Requerimientos de nutrientes por el cultivo. Los conceptos de manejo que incluyen un objetivo de rinde, requieren asumir una cantidad de absorción total de nutriente por unidad de rinde. Normalmente éstos son coeficientes que se derivaron de antiguos experimentos de campo y asumen linealidad entre el rinde y la acumulación de nutrientes. Sin embargo, tales constantes tienden a sobrestimar los requerimientos de nutrientes. También existe la tendencia de que los datos experimentales conducidos en suelos con altos niveles de P pueden sobrestimar la demanda de nutrientes para una situación de óptima nutrición balanceada.

Análisis recientes de datos publicados, sugieren que anteriores estimaciones pudieron haber sido demasiado altas, ya que esas constantes también dependen del nivel de rinde en relación al rendimiento potencial. Por ejemplo, publicaciones de INPOFOS citan extracciones de P en el grano de 3.4 kg de P por t de grano, un número derivado de ensayos de campo para obtener el máximo rinde económico. Sin embargo, la revisión de una gran cantidad de datos experimentales publicados, resultó en un promedio de 2.4 kg de P considerando el total de ensayos, y de 2.9 kg de P considerando solo aquellos rindes superiores a 12.5 t/ha (Scott Murrell, PPI, datos inéditos). Para un objetivo de rinde de esta magnitud (> 12 t/ha) esas tres estimaciones resultarán en recomendaciones de fósforo que varían en un rango entre 70 y 100 kg de P2O5/ha para reponer la exportación por el grano. Obviamente, el numero a elegir no es un tema trivial, ya que ésta elección afectará significativamente la dosis a recomendar para los que siguen los criterios de reposición, y por lo tanto el resultado económico a mediano plazo.

e) Predicción de los cambios del análisis de suelo debido a la exportación por el cultivo. Las estrategias de reposición y mantenimiento para el manejo del P requieren la definición de funciones empíricas que describen el aumento o la disminución del valor de P disponible en función de las cantidades de fertilizante fosfatado aplicados al suelo y de las exportadas por el cultivo, así como la definición de un valor objetivo de P Bray. No hay método generalmente aceptado y reproducible para establecer tales funciones y no es claro si la mayor parte de las opciones empíricas actualmente en uso explican correctamente los resultados económicos de la fertilización.

 

Azufre

El interés en la fertilización con azufre es reciente, y particularmente se ubica en la región pampeana norte con más antigüedad en la colonización agrícola, con eje en la ciudad de Casilda, Santa Fe.

Inicialmente se consideraron los análisis de suelos por diversos extractantes conocidos, como los de fosfato mono cálcico, monopotásico o acetato. Pero la utilidad de estos análisis ha sido cuestionada reiteradas veces debido a la falta de relación entre los resultados de los análisis y las respuestas observadas, o entre éstas y las dosis de S necesarias para una óptima producción.

La textura del suelo y los valores de materia orgánica aparentan ser suficientemente e confiables para predecir una probable respuesta al S, con pequeñas ganancias en precisión debida al análisis de S extractable. Los conceptos de ambientes susceptibles son muy vagos o muy obvios como para ser útiles para difundir y no se han reflejado adecuadamente en investigaciones recientes.

Algunas controversias sobre las recomendaciones actuales de S justifican mayores investigaciones, sobre todo en sistemas de siembra directa en suelos de textura fina. Por otra parte se observa que muchas veces se aplica por las dudas y en exceso.

 

Nitrógeno

Si bien hay muchas ecuaciones usadas hoy día para estimar las necesidades de fertilización nitrogenada para maíz, éstas en general predicen la cantidad de N necesaria para alcanzar cierto objetivo de rinde como función de la materia orgánica, nitratos en el suelo a la siembra, y créditos o debitos del cultivo anterior. Un modelo típico es el siguiente:

 

Dosis N (kg/ha) = 24 * RE – (NO3-N) – (15 x MO) – (10*RSj)

RE = Rinde Esperado en t/ha de grano Promedio últimos 5 anos.

NO3-N = Nitratos en la capa arable, usualmente hasta los 60 cm (ó 2.25 veces el valor de la capa arable de 0 a 20 cm (en kg/ha)

MO = Materia orgánica en la capa arable (%). El factor supone una mineralización del 3% del N orgánico.

RSj = Rinde de soja, expresado en t /ha. Se asume una relación grano/biomasa de 0.5 y 1 % de N en el residuo de soja (tallo, hoja y vainas). El rinde de soja es proporcional a kg/ha de N dejados en el campo.

 

Esta ecuación se usa con ajustes locales según sea el factor de uso del N para maíz (21 a 25 kg de N/t de grano) o de eficiencias para el uso del Nitrato presente (0.8 a 1) o del provisto por la mineralización de la M.O. Pero no son pocos los casos de sub-dosis o de sobre dosis de N, particularmente provocadas por una sobre-estimación o subestimación del rendimiento esperado, dada su gran dependencia a las precipitaciones. Otras incertidumbres incluyen:

a)     Los promedios actuales de rinde en condiciones de alto nivel tecnológico exceden a los alcanzados en ensayos. Al conducir un ensayo o una parcela de observación, el profesional no puede preveer a priori el conjunto de factores de rinde que afectará la performance de su ensayo. Este puede ser, y de hecho lo es con frecuencia, poco representativo del resto del lote. Son muchos los investigadores que con sorpresa ven que su testigo es superior en rinde a las parcelas tratadas. A su vez, en algunos años, algunas parcelas dan rendimientos récords superiores a 12 t/ha, mucho mas que los rindes máximos promedios alcanzados en estudios de respuesta y para los que no hay una calibración adecuada.

b)      Variación espacial y temporal del suministro del N nativo. Dada la dinámica del agua y la variabilidad de los suelos en un mismo lote, no es difícil encontrar situaciones o sitios adonde no haya respuesta al N o al contrario, la respuesta exceda mucho a la respuesta promedio del lote, indicando la variación en el aporte de N por el suelo. Mucho más aun cuando se trabaja en suelos con napa cercana, agregando una variación adicional no solo por el suministro de agua al cultivo sino el de N, ya que el agua de esas napa flotantes son ricas en nitratos lixiviados de aplicaciones en superficie.

c)      La predicción del rendimiento máximo potencial se basa en el requerimiento interno. La formula asume un requerimiento interno constante de N (t de grano por kg de N absorbido por el cultivo) y es muy sensible a la especificación del rinde esperado u objetivo. Este requerimiento interno es dinámico y aumenta a medida que el rinde se acerca al rinde potencial. No obstante es el nivel de rinde al cual el retorno financiero es máximo bajo las actuales condiciones de mercado

d)      Comprensión y predicción de los créditos de soja. No hay todavía buenas estimaciones. Se usan algunas presunciones pero otros lo ubican más alto o más bajo.

e)      La dosis calculada no toma en cuenta la variación temporal de la demanda de N por el cultivo. La ecuación apunta a la predicción de una dosis óptima de N para las condiciones climáticas promedio. El método no prevé indicación para ajustes o criterios de manejo relativos a los momentos de aplicación: Los métodos de pronóstico durante el ciclo del cultivo son métodos correctivos o de ajuste, que emplean herramientas como el clorofilómetro, sensores remotos o "al paso" para la determinación de la necesidad de N complementario. Si bien el desarrollo tecnológico de estas herramientas avanza rápidamente, éstas no son ampliamente usadas en Argentina. Apenas se utiliza como comparación visual o asistida, una franja sub y otra sobre-fertilizada para diagnosticar que una respuesta adicional a N sea probable que ocurra. Más aun, una estrategia correctiva requiere un cuidadoso manejo del N en estadios cítricos para evitar que ocurran deficiencias. Si eso ocurriera durante los estadios vegetativos iniciales, es probable que las aplicaciones correctivas que se hagan más adelante no alcancen a paliar el daño o compensar las pérdidas de rinde asociadas con componentes de rendimiento formados en estadios juveniles.

f) Las relaciones de precios no están comprendidas en el balance. No sabemos cual es el mejor modelo de respuesta para determinar la dosis óptima. Asumimos que la ecuación del balance de N fue usada sobre una amplia base técnica de años de experiencias de campo y debería representar una respuesta económica promedio bajo situaciones de típicas relaciones de precios grano: fertilizante. Aunque las dosis óptimas de fertilizantes tienden a ser poco sensibles a las fluctuaciones normales de precios, el rinde tiene por lejos mucho mas influencia en la rentabilidad que los precios de los fertilizantes o que las dosis aplicadas. En años con relaciones inusuales o precios distorsionados y sistemas de alto rendimiento, la posibilidad de tomar en cuenta las relaciones de precios de grano y N, mejoraría las recomendaciones.

 

Propuestas para Mejorar las Recomendaciones de Manejo de Nutrientes

Partiendo del supuesto que los criterios actuales para hacer las recomendaciones son validos para obtener rindes altos y por lo tanto suficientes para las demandas de información de los productores de maíz, otras alternativas superadoras debieran probarse y compararse con los actuales. Idealmente las mejoras deberían incluir los criterios siguientes.

a)     La maximización del margen económico y minimización del impacto ambiental son los principales objetivos del manejo de nutrientes.

b)     Tomar en cuenta las diferencias de clima y rinde potencial

c)      Considerar las principales diferencias entre suelos.

d)      Considerar las principales diferencias entre rotaciones.

e)      Considerar las principales diferencias en sistemas de labranzas, incluyendo convencional y vertical.

f)        Flexibilidad para proveer distintas opciones para usuarios diferentes, basadas en el análisis económico e intereses del productor.

g)      Permitir el análisis comparativo de diferentes escenarios de manejo para P en periodos de hasta 10 años, incluyendo análisis costo/beneficio.

h)      Deben basarse en datos experimentales confiables con un mínimo ajuste subjetivo.

i)        Deben poder expresarse matemáticamente y que sean aplicables tanto ante aplicaciones constantes por lote como ante aplicaciones de dosis variables de nutrientes, que consideren la variabilidad especial y temporal en el suministro por el suelo y la demanda del cultivo.

j)        Compatibles entre usuarios del sector privado como comercial, y tomando en cuenta áreas semiáridas, subhúmedas y húmedas.

La futuras investigaciones deberían concentrarse en la sintonia fina de las recomendaciones para maíz con un particular enfasis dado a los altos niveles de rinde, con lassiguientes prioridades:

1.     Las recomendaciones generados por los balances necesitan validarse para niveles de rinde superiores a 12 t/ha. Podrían evaluarse zonificaciones para simplificar la transferencia, incluyendo ajustes que contemplen la variación de la entrega del N nativo, rinde potencial y requerimiento interno de N. Debemos desarrollar mejores recomendaciones para un ajuste dinámico de las dosis de N sugeridas por un balance promedio, y proveer al menos inicialmente dos opciones de recomendación a los productores:

(a) Manejo estándar de N para sistemas de cultivo principales, Esta seria la base de recomendaciones especificas con una partición óptima de la dosis total de N, momentos más apropiada para las aplicaciones de N, y métodos recomendados de aplicación de las fuentes disponibles. El objetivo es resumir los datos experimentales y conocimiento colectivo para el desarrollo de reglas simples para el manejo del N en los sistemas de cultivo más importantes de la región maicera, diferenciadas por rotaciones, tipos de suelos y climas. Los más importantes sistemas a diferenciar son: (1) Maíz en rotación con soja, en creciente inclusión de éste en la rotación. 2) Maíz bajo riego. 3) Maíz de segunda, después de trigo 4) Maíz de segunda, después de soja de primavera. 4) Maíz en rotación con soja en ambientes subtropicales.

(b) Manejo del N durante el cultivo, basado tanto en métodos correctivos (medición del estado del N en la planta o análisis de suelos para determinar la necesidad de N en V6) o modelos predictivos. En el último caso, se usa un modelo de simulación de rinde usando los datos meteorológicos reales que actualiza el rinde potencial a lograr en tiempo real y corrige las necesidades de N del cultivo previamente obtenidas.

2.      Para actualizar el concepto de "suficiencia" para el manejo del P, el tema clave es validar las categorías existentes de análisis de suelo para maíz de alto rendimiento. Otro tema es evaluar la sensibilidad de esas recomendaciones al muestreo y su error, definir estrategias de muestreo apropiado para sistemas de siembra directa que incluya la estratificación., y explorar bajo que situaciones los nutrientes del subsuelo deben incluirse en el análisis de rutina.

3.      Resultados de estas calibraciones deberían permitir la mejora de las recomendaciones de reconstrucción y mantenimiento al identificar adecuadamente valores críticos de P –Bray para diferentes situaciones. Más aun, implementar un método más cuantitativo para estimar los requiremientos de nutrientes que evite las dosis excesivas de P al basar el concepto de remoción por el cultivo.

Estas propuestas deberían generar los objetivos especificos de los proyectos de investigación más ajustados a la situación general del área maicera de Argentina, y además de estos objetivos generales, deberían responderse las siguientes preguntas específicas:

  • Como basar las recomendaciones de fertilización según el objetivo de rinde, y cual es el mejor estimación? (a) Basado en el rendimiento potencial para esa localidad determinada o en el maximo rinde económico (P.ej., 70 a 80% del rinde máximo posible de obenter en ese clima), ó (b) basado en el histórico de rendimientos (P.ej., 105 % del promedio de rinde de los últimos 5 años), o (c) una combinación de (a) y (b)?

  • Cuales son los números correctos de estimaciones de remoción de nutrientes y niveles de análisis de suelo para usarse en las recomendaciones bajo el concepto de reconstrucción y mantenimiento y como son afectados por el nivel de rendimiento en relación al rinde potencial?

  • Los créditos de N por la soja antecesora son correctos? Debería ser de 10 kg por t de rinde de soja o menos?

  • Manejo del N durante el cultivo: Como puede una recomendación de N a la siembra modificarse para decidir momentos y dosis óptimas de N en respuesta a la demanda de N del cultivo en curso?

  • Cuales son los niveles óptimos de P para altos rendimientos? Pueden esperarse rindes mayores en suelos con niveles altos de P que en los suelos con bajos niveles pero con una suficiente fertilización para compensar las diferencias de niveles de nutrientes? Cuales es la estrategia de manejo a largo plazo que también proporciones un alto retorno a la inversión?

  • Son las recomendaciones de P lo suficientemente liberales para aplicar una cantidad adecuada de P sin sacrificar rinde significativamente en las áreas de bajo P sin identificar en un lote? Hasta donde las recomendaciones de fertilización se acomodan a los errores de muestreo y métodos de aplicación?

 

 




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