Interacción del nitrógeno con el azufre y sus efectos sobre la producción de biomasa y el rendimiento en diferentes genotipos de trigo.

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1 Interacción del nitrógeno con el azufre y sus efectos sobre la producción de biomasa y el rendimiento en diferentes genotipos de trigo. Castellarín, J. M. (1) ; Pedrol H. M. (1) ; Dignani, D. (2) ; Ferraguti, F. (1) y Salvagiotti F. (1) (1) Investigadores del Grupo de Trabajo Manejo y Ecofisiología de los Cultivos. (2) Técnico de la actividad privada Palabras claves: trigo, fertilización, interacción NxS. Introducción La disponibilidad de los nutrientes durante el ciclo del cultivo principalmente de nitrógeno (N), fósforo (P), azufre (S) y potasio, afecta los procesos que regulan el crecimiento y la generación del rendimiento ya que estos tienen influencia directa sobre los diversos procesos fisiológicos y bioquímicos de las plantas (Slafer et al., 2003). El rendimiento de los cultivos está estrecha y positivamente asociado a la biomasa acumulada durante el ciclo y existe una relación lineal entre esta variable y la magnitud del recurso absorbido (agua, radiación y nutrientes). Desbalances en el aporte de nutrientes podrían generar una reducción de la eficiencia en el uso de los mismos. Estudios realizados en la región pampeana muestran que los niveles críticos de respuesta a la fertilización nitrogenada en trigo y maíz fueron variables, dependiendo del nivel de producción (Cordone et al., 2002 y Salvagiotti et al., 2004) o de la disponibilidad relativa de otros nutrientes por ejemplo el fósforo y azufre (Salvagiotti et al., 2002 y 2003; Castellarín et al., 2003 y Díaz Zorita, 2003). Experiencias efectuadas en el oeste de Buenos Aires y centro norte de Santa Fe fueron coincidentes en mostrar que la respuesta a la aplicación de nitrógeno, en el cultivo de trigo, fue de escasa magnitud en condiciones de no corrección de la oferta de fósforo (García F. et al., 2005). Salvagiotti et al. (2008) determinaron que los efectos del azufre presentaron mayor relevancia, tanto en la producción de biomasa como en el rendimiento del cultivo de trigo, en la medida que se incrementó la oferta de nitrógeno poniendo de manifiesto la interacción positiva entre estos dos nutrientes. Dichos resultados permitieron concluir que en aquellos ambientes donde se puedan lograr una mayor potencialidad de rendimiento, con adecuada disponibilidad hídrica y/o nitrogenada, una deficiencia nutricional en este caso de azufre limitará la expresión del mismo. Por otra parte, la respuesta diferencial de los cultivares al ambiente (i.e. interacción genotipo x ambiente) sugeriría que la respuesta de los genotipos a la fertilización con N y S puede ser diferente, de acuerdo a la capacidad de cada genotipo para generar el rendimiento. Bajo la hipótesis de que existe una respuesta diferencial a la fertilización con N y S entre cultivares con diferentes estructuras de cultivo, el objetivo del presente trabajo fue evaluar la respuesta que presentan diferentes genotipos de trigo a las variaciones en la disponibilidad de N y S, sobre el rendimiento y la acumulación de biomasa durante el llenado de granos. Materiales y método El ensayo se realizó durante la campaña en el Campo Experimental de la E.E.A. Oliveros INTA (32º 33 S; 60º 51 W), Santa Fe. Se implantó sobre 45

2 un suelo Argiudol típico serie Maciel y el cultivo antecesor fue soja de primera. La siembra se realizó el 14/6/05 con una distancia entre surcos de 0,20 m y el tamaño de la parcela experimental fue de 6,5 m de largo x 1,40 m de ancho. Se sembraron cuatro cultivares que tenían diferente estructura de canopeo y tamaño de sus espigas: ACA 303; Baguette 10; BioINTA 3000 y Buck Arriero. Los tratamientos de fertilización para cada genotipo consistieron en una combinación de tres niveles de nitrógeno: 15 (N 0 ), 50 (N 1 ) y 150 (N 2 ) kg N ha -1 con y sin la aplicación de azufre: 0 (S 0 ) y 20 (S 1 ) kg S ha -1. La fuente nitrogenada utilizada fue urea, aplicada al voleo en dosis dividida (50% a la siembra + 50% al macollaje), la fuente azufrada fue sulfato de amonio aplicado al voleo (100% a la siembra). Dado que el sulfato de amonio presenta un 21% de N en su formula, los tratamientos con nitrógeno sin S y con S fueron equilibrados para que todos tengan igual cantidad de N. El ensayo se realizó bajo riego y se fertilizó con superfosfato triple de calcio, la dosis fue de 20 kg de P ha -1. El diseño experimental fue en bloques completos aleatorizados con 3 repeticiones. Los datos correspondientes al análisis químico del suelo donde se implantó el ensayo hasta 0,40 m de profundidad se muestran en la Tabla 1. Se determinó biomasa en antesis (BA) y en madurez fisiológica (BMF) a partir de plantas cosechadas en un área de 0,5 m 2 en 5 surcos centrales de cada parcela. En cada uno de estos muestreos se pesó por separado la espiga (Pesp) del resto de la planta (hojas + tallo). Se calculó la acumulación de materia seca total (AcMS) y en espiga (Acesp) producida entre antesis y madurez fisiológica. El rendimiento y sus componentes (número de granos por m -2 y peso de mil granos) fueron determinados en madurez fisiológica. Todos los datos fueron analizados con ANOVA utilizando el paquete estadístico SAS (Procedimiento Proc Mixed Littell et al ) que permitió analizar los efectos del cultivar, N, S y sus interacciones sobre las variables medidas. Resultados y discusión Biomasa: Tanto la producción de biomasa total en antesis (BA) y la materia seca acumulada entre estos estadios (AcMS), como así también el peso de las espigas a madurez fisiológica y la cantidad de materia seca acumulada en la espiga durante el mismo periodo (Acesp) fueron diferente entre cultivares y entre dosis de N y S (interacción CV x N y CV x S). El efecto de la adición de S fue más notorio, en todos los cultivares, después de antesis explicado por el incremento de la biomasa en madurez fisiológica y por la acumulación de materia seca en la espiga. La aplicación de N y S incrementó la materia seca para cada una de las variables anteriormente mencionadas, en promedio un 24% y 14% respectivamente (Tabla 2). La magnitud de la caída en la producción de biomasa por deficiencia de N fue mayor al efecto producido por la deficiencia de S. La fertilización con azufre en el nivel más bajo de N mostró una menor incidencia en BA (6%), pero esta respuesta fue del 16% ante dosis creciente de N. La respuesta promedio en BA al agregado de N sin y con la adición de S fue del 19% y 43% respectivamente (Tabla 2); esto puso en evidencia la estrecha vinculación del N con el S en muchas funciones fisiológicas del cultivo (Marschner 1995). La interacción N x S fue significativa para las variables AcMs; Pesp y Acesp. Los tratamientos N 1 y N 2 sin agregado de azufre (S0) mostraron incrementos en la producción de biomasa respecto a N0, pero sin diferencias estadísticamente significativas entre 46

3 ellos. Mientras que con el agregado de S se observaron mayores aumentos por encima de N 1, el cultivar con mayor y menor respuesta fueron BioINTA 3000 y ACA 303 respectivamente (interacción CV x N y CV x S). Se calculó la eficiencia en la producción de biomasa (kg de materia seca / kg de N agregado) como la pendiente de la relación entre los niveles de N y AcMS y Acesp. Se observó que con el agregado de azufre esta eficiencia se incrementó ca. 68% y 130% respectivamente (Figuras 1a y 1b), con diferencias marcadas entre cultivares. En el tratamiento S 0 la mayor eficiencia para AcMS y Acesp la presentó Buck Arriero, mientras que en S 1 los cultivares Bio- INTA 3000 y Buck Arriero presentaron los mayores valores. Estos resultados, obtenidos muestran una tendencia similar a lo encontrado por Salvagiotti et al. (2008) sobre un cultivar de ciclo corto, con estructura de cultivo diferente a los evaluados en esta experiencia. Rendimiento La respuesta promedio del rendimiento en grano a la fertilización con N y S fue de 661 kg ha -1 y 591 kg ha -1 respectivamente. Sin embargo la interacción N x S fue estadísticamente significativa. Esto se manifestó por la menor respuesta en producción de grano al agregado de S cuando los contenidos de N fueron bajos (Tabla 3). El aumento de rendimiento en grano en respuesta al agregado de N, sin adición de S (S 0 ) presentó un rango de 290 a 795 kg ha -1, mientras que con la aplicación de azufre (S 1 ) el incremento observado osciló entre 400 y 1460 kg ha

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7 Estos valores permiten establecer que la adición de S modificó la relación de la respuesta entre el rendimiento y la dosis de N, lo cual representa un cambio en la eficiencia del uso del nitrógeno agregado (EUN) en los cuatro cultivares evaluados. Para S 0 la EUN promedio fue de 3,6 kg de grano por kg de N aplicado; mientras que para S 1 esta eficiencia se incrementó en un 118% (Figura 2), con importantes diferencias entre cultivares, los que mostraron mejor EUN fueron BioINTA 3000 y Baguette 10. Similares tendencias fueron obtenidas por Salvagiotti et al y 2008 (op. Cit.) El patrón de respuesta a nitrógeno fue similar para los cuatro cultivares, no obstante en BioINTA 3000 y en Baguette 10 se observó la tendencia de un mayor incremento relativo de rendimiento a una mayor disponibilidad de azufre. El rendimiento en grano se asoció positivamente a la producción de biomasa en MF, AcMS, Pesp y Acesp (Tabla 4). Más del 92% de la variación en el rendimiento en grano estuvo explicada por los cambios en NG (Figura 3) cuyo rango fue muy amplio de a granos m -2. En consecuencia este componente mostró la misma tendencia que el rendimiento en su respuesta a la fertilización con S en los cuatro cultivares. Por otra parte, no hubo diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos de fertilización en el peso de los mil granos (PG) mostrando un estrecho nivel de variación de 39 a 45,3 g (Tabla 3). Esta falta de respuesta en PG es coincidente con lo encontrado por otros autores, ya que esto radica en el hecho de que el crecimiento de los granos en post floración sólo en escasas situaciones experimenta una limitación por fuente (Slafer et al. 2003). Conclusiones Los mayores incrementos en la producción de biomasa y en el rendimiento, en respuesta a la adición de azufre se observó cuando el nitrógeno no fue limitante, lo que determinó una interacción positiva entre nitrógeno y azufre. Esto se puso en evidencia en las eficiencias en el uso del nitrógeno tanto en la producción de biomasa como en el rendimiento en grano. Los cultivares evaluados presentaron diferencias importantes en las eficiencias en el uso del nitrógeno con y sin agregado de azufre. El mayor efecto en respuesta al agregado de azufre, en los cuatro cultivares, se manifestó después de antesis por un mayor incremento de la biomasa en madurez fisiológica y de materia seca en espiga. El número de granos por metro cuadrado fue el componente que mejor explicó la variación en rendimiento atribuible a la fertilización con nitrógeno y azufre. Esta información muestra que la corrección combinada y balanceada de nutrientes permite mejorar la eficiencia de uso de estos y que los cultivares de trigo seleccionados por su diferente estrategia en la generación del rendimiento, dentro del marco y condiciones de la experiencia, presentaron similares tendencias en la respuesta a la fertilización con azufre aunque la magnitud de la misma fue diferente. Bibliografía Castellarín, J. M.; H. M. Pedrol; F. Salvagiotti, y C. Rubio, Efecto de la fertilización nitro-azufrada sobre la calidad comercial y panadera en trigo. Para mejorar la producción - INTA Oliveros 22: Cordone G.; F. Salvagiotti; H. M. Pedrol; F. Martínez; J. M. Castellarín y J. Capurro, Efecto de la fertilización sobre el rendimiento de trigo en distintos ambientes del sur de Santa Fe según nutrientes, dosis y cultivar utilizado. Para mejorar la producción - INTA Oliveros 19: Díaz Zorita, M Las interacciones de fósforo con otros nutrientes y sus efectos sobre la producción de los cultivos. P En: Actas Simposio El fósforo en la agricultura argentina. INPOFOS Cono Sur. Buenos Aires, Argentina. García, F. O. y A. Berardo, Fertilización de cultivos: Trigo. En: Fertilidad de suelos y fertilización de cultivos. Parte III Cap. 11:

8 Littell, R., R. Milliken; W. Stroup; R. Wolfinger, SAS System for MIXED Models. SAS Institute, Cary, NC. Salvagiotti, F.; G. Gerster; S. Bacigaluppo; O. Novello; J. M. Castellarín y H. M. Pedrol, Fertilización combinada con fósforo y azufre para la secuencia trigo/soja. I Resultados en trigo. Para mejorar la producción - INTA Oliveros 19: Marschner, H. (1995). Mineral nutrition of higher plants. Academic Press: London, San Diego. Prystupa, P.; G. A. Slafer and R. Savin, Leaf appearance, tillering and their coordination in response to N x P fertilization in barley. Plant and Soil 255: Rodríguez, D.; M. C. Pomar and J. Goudriaan, Leaf primordial initiation, leaf emergence and tillering in wheat (Triticum aestivum L.) grown under low-phosphorus conditions. Plant and soil 202: Salvagiotti, F.; G. Cordone; J. Capurro; J. M. Castellarín; F. Martínez y H. M. Pedrol, Respuesta del rendimiento de trigo a la fertilización según ciclo, nutrientes y dosis aplicada. Para mejorar la producción - INTA Oliveros 22: Salvagiotti, F.; H. M. Pedrol; J. M. Castellarín; G. Cordone; J. Capurro; J. C. Felizia; A. Gargicevich; O. Gentile; F. Martínez; J. M. Méndez; G. Prieto; N. Trentino, 2004 b Umbrales de nitrógeno a la siembra para el diagnóstico de la fertilización nitrogenada en maíz según el potencial de rendimiento. Para mejorar la producción - INTA Oliveros 26: Salvagiotti, F. and D. J. Miralles, Wheat development as affected by nitrogen an sulfur nutrition. Australian Journal of Agricultural Research 58: Salvagiotti, F. and D. J. Miralles, Radiation interception, biomass production and grain yield ass affected by the interaction of nitrogen and sulfur fertilization in wheat. Europ. J. Agronomy 28: Slafer, G. A.; D. J. Miralles; R. Savin; E. M. Whitechurch y F. G. González, Ciclo ontogénico, dinámica del desarrollo y generación del rendimiento y la calidad en trigo. En: Producción de granos. Bases funcionales para su manejo. Cap. 7: