Manejo y Aplicaciones de

Transcripción

1 Manejo y Aplicaciones de Nitrógeno y Fósforo F en EE.UU Tendencias con Agricultura de Precisión Antonio P. Mallarino Manejo de Fertilidad y Fertilizantes Fertilizar basado en criterios racionales Como se evalúa el nivel de suministro de nutriente, cómo se sabe si hay que fertilizar y con qué cantidad? Cuál es la información disponible y la utilidad para diferentes nutrientes de los análisis de suelo y foliares? En base a qué criterio se definen las dosis de fertilización?

2 Nitrógeno en el Suelo La disponibilidad de N depende de niveles en el suelo y complejas transformaciones entre N orgánico y mineral. Lluvia y temperatura del suelo afectan en gran forma la cantidad disponible durante la estación de crecimiento:» mineralización de N orgánico» nitrificación (amonio a nitrato)» denitrificación (nitrato a N gas)» volatilización de amoníaco» pérdidas de nitrato por lavado Materia Orgánica y Nitrógeno Materia orgánica del suelo y fracciones, N total y mineralización de N potencial se relacionan con disponibilidad de N en forma general a través de grandes regiones y con historias muy contratantes Pero son índices muy pobres de dosis optimas de N dentro de una región o una chacra No se usan para recomendaciones en Iowa o en el Cinturón del Maíz

3 Efectos de la Rotación Rendimiento de Maiz (Ton/ha) M-m-a-a m-m-a-a M-m-m-s M-m-s M-s M = maiz S = soja M continuo m-m-s m-m-m-s m-m-m-s Fertilizante Nitrogenado (kg N/ha) Mallarino, Ortiz-Torres, and Pecinovsky, ISU Determinación de la Dosis de N Demanda basado en rendimiento objetivo (kg de N por kg de grano o total) Empírico, promedios de ensayos. A veces regionalizado en base a clima, tipo de suelo, o materia orgánica Análisis de nitrato en el suelo:» Pre-siembra: útil solo en regiones secas o bajo riego, muestreo a 60 cm» Post-siembra, generalmente en zonas húmedas, a V5-V7, muestreo a 30 cm

4 Uso del Rendimiento Objetivo Ya no se recomienda en Iowa y en el Cinturón del Maíz Es cierto que la producción de grano o biomasa está relacionada al suministro de N, buenas correlaciones Pero la producción no está relacionada con la dosis optima de N El suministro de N del suelo no se puede determinar bien en zonas húmedas, entonces el sistema no funciona Variación de la Dosis Optima Frecuencia, Frequency, % Frequency Ensayos of a Economic Través Optimum de los Años N Rateen Iowa Maíz después de Soja EONR, lb N/acre Dosis Optima Económica, kg N ha >199

5 Recomendaciones sin Análisis de Nitrato Maíz y Rotación Dosis de N kg N/ha Maíz después de alfalfa 0-35 Segundo maíz después de alfalfa 0-70 Maíz después de estiércol 0-90 Maíz después de soja Maíz después de maíz Calculador de Dosis de N - Internet $0.30/lb N $4.00/bu $0.70/kg N $157/ton maíz 48% Maíz en Rotación con Soja

6 Nitrato en el Suelo Post-Siembra RENDIMEINTO RELATIVO DE MAIZ (%) ppm MAIZ DESPUES DE SOJA MAIZ CONTINUO N-NO 3 EN EL SUELO CON MAIZ cm DE ALTURA (ppm) Recomendaciones Basadas en Nitrato Nitrato a 30 cm de profundidad y a V5-V7 Siempre hay que aplicar algo antes o a la siembra. Uso para decidir si se necesita más N y cuánto. Fertilizar si hay < 25 ppm de N como nitrato. Se reduce a 20 ppm con lluvia más de lo normal antes del muestreo, 16 ppm para maíz después de alfalfa. Aplicar 10 kg N por cada ppm debajo de 25, pero no aplicar más de 170 kg N/ha.

7 Sensores Remotos Para Nitrógeno Sawyer y Barker, Iowa State University Investigación en Curso

8 Chorreado de fertilizante UAN líquido tarde durante la estación Inyección de fertilizante UAN líquido tarde durante la estación

9 Sensores Remotos para Nitrógeno Maíz, V8 a V13» Minolta SPAD 502» Holland Sci. Crop Circle ACS-210» NTech GreenSeeker Model 505» NDVI e Índice Clorofila Aceptable a V10 o más tarde Uso relativo a una dosis alta de N Sawyer y Barker, Iowa State University Crop Circle ACS-210 GreenSeeker(green) model 505 Estrategias de Manejo Para Maíz Dosis Aplicación Inicial Post-Senseo Tratamiento de N kg N/ha 0 No Control 68 No Dosis baja inicial 68 A determinar Dosis baja + post-senseo 135 No Dosis normal 135 A determinar Dosis normal + post-senseo 270 No Dosis alta no limitante

10 Ensayos en 30 Sitios, Maíz-Soja N Total Tratamiento Applicado Rendimiento kg N/ha Tons/ha d 68 inicial c 68 + senseo b 135 inicial a senseo a 270 inicial a Sensores y Respuesta a N Adicional Con 68 kg iniciales:» 25 sitios necesitaron más N inicial» sensor fue acertado en la mayoría» pero no respuesta a la aplicación tardía en 14 sitios Con 136 kg iniciales:» 9 sitios necesitaron mas N» sensor fue acertado en 6 sitios» pero no respuesta a la aplicación tardía de N en 7 sitios

11 Sensores y Respuesta a N Adicional Resultado positivo: El senseo de V10 a V14) detecta deficiencias, varios sensores funcionan bien usando franjas referencia Problemas:» No es sensible con deficiencia cercana al optimo de unos 50 kg de N» No respuesta a la aplicación adicional de N en muchos sitios: razones fisiológicas y/o absorción ineficiente Productores y asesores reacios a usarlo Conceptos para Manejo de P y K El análisis de suelo» Calibración e interpretación» Niveles deseables para una producción alta y sostenida Dosis de fertilización para suelos con deficiencia, diferencias entre fuentes y métodos de aplicación eficaces Estimar la remoción con la cosechas y necesidades de mantenimiento Reconocer la variabilidad de análisis de suelo y remoción dentro de chacras

12 Tipos de Suelo y Fertilidad Factores de formación de suelo afectan el contenido total de P y K o disponibilidad» propiedades mineralógicas o químicas afectan directamente la disponibilidad o la eficiencia de la fertilización Propiedades físicas y químicas afectan el el rendimiento y la remoción de nutriente Pero que haya diferentes topografía o suelos dentro de un campo no siempre significa que haya grandes diferencias Muestreo de Suelo Tradicional

13 Interpretación de Análisis de Suelo El análisis de suelo calibrado es una herramienta de diagnóstico útil para P y K Las clases interpretativas son útiles para decidir fertilización» Qué niveles son adecuados para máxima producción física o económica» Fertilización requerida para niveles deficientes Siempre hay un grado de incertidumbre, no es un diagnóstico libre de error Nivel de P, Fertilización y Economía Adecuación de las Interpretaciones a la Realidad Económica RETORNO a 50 kg P 2 O 5 ($/ha) 300 MAIZ MAIZ SOJA SOJA 240 Precios Historicos Precios altos de Clases MB B O A MA MB B O A MA Interpretativas ANALISIS DE SUELO (P Bray-1, ppm) Incertidumbre Clases Interpretativas

14 Respuesta en Rendimiento y Clases Respuesta de Maiz (kg/ha) kg P 2 O 5 /ha 100 kg P 2 O 5 /ha Promedios de 43 sitios 0 MB B Opt A MA Clase Interpretativa para P Manejo de los Niveles de P o K El suelo retiene P y K, a diferencia del N, lo que no significa "fijación" salvo en suelos muy extremos Se puede subir, mantener, o dejar bajar los niveles de P y K en el suelo Cuál es el nivel de análisis deseado? Dosis óptimas para niveles bajos al mismo tiempo suben los niveles Conocer la exigencia de los cultivos y efectos de suelo y remoción

15 Filosofía de Manejo a Largo Plazo Con poca "fijación" y tenencia de tierra segura puede usarse una filosofía de manejo a largo plazo» Diferente base para decidir la dosis, la fuente de nutriente y tanto métodos como época para la fertilización» Bajo riesgo de pérdida de producción» Un exceso un año o una sequía que limita el rendimiento no significa dinero desperdiciado necesariamente Rendimiento y Remoción 70 SOJA Remocion de P (kg P 2 O 5 /ha) Y = X r ² = Rendimiento (kg ha -1 ) Mallarino and Prater, 2007

16 Remoción y P Disponible 0 0 Remocion Acumulada de P (kg P 2 O 5 /ha) P Bray-1 en el Suelo 0.8 ppm/año Remocion de P 41 kg P 2 O 5 /ha/año Cambio de P Bray-1 (ppm) Años de Maiz y Soja Mallarino and Prater, 2007 El Sistema de Recomendaciones Visión a largo plazo adecuada a suelos y filosofía de la producción Dosis de P y K en suelos deficientes como para lograr máximo rendimiento Estas dosis suben los niveles lentamente Mantener niveles de análisis de suelo que determinan una baja probabilidad de respuesta basado en reposición Starter NPK para algunas condiciones

17 Recomendaciones en Iowa para P Fósforo Disponible (0-15 cm): Categorías y Rangos Método de Análisis Muy bajo Bajo Optimo Alto Muy alto ppm Bray-1 o Mehlich Mehlich-3 por ICP Olsen Cultivo Dosis de P 2 O 5 a Aplicar kg/ha Maíz Soja Rotación (50) 0 Lograr máximo rendimiento Al mismo tiempo suben el nivel lentamente Mantener, asume 9400 y 3400 kg/ha de maíz y soja, se ajusta para cada campo. Starter en algunas condiciones. No hay respuesta al bandeado de P en la zona húmedah del Cinturón n del Maíz, con o sin siembra directa Respuesta frecuente al bandeado profundo de potasio (15 cm), con o sin laboreo en zona para directa

18 Uso de starter líquido N-P o N-P-K en el surco para maíz en directa Útil complemento de la fertilización n primaria para maíz z en siembra directa en suelos con pobre drenaje y fríos o en regiones con una estación n corta GPS y Monitores de Rendimiento Las más útiles y fáciles de implementar herramientas de agricultura de precisión

19 Monitores de Rendimiento Revela y mapea zonas con diferente rendimiento o "ambientes", cosa común con chacras cada vez mas grandes Relación con factores de crecimiento:» Causas de variación de rendimiento? Raramente hay relaciones simples Propiedades físicas, suministro de agua y N son razones más comunes A veces malezas, pestes, y P o K Interpretando Mapas de Rendimiento El rendimiento absoluto no es un buen índice de fertilidad Niveles de P y K disponible se relacionan bien con respuesta a la fertilización, no necesariamente con rendimiento Mapas son útiles indirectamente para» Delinear zonas a estudiar y muestrear» Estimar remoción de nutrientes, útil para manejo de P y K pero no de N o S

20 Variación de Disponibilidad de P La variabilidad de nutrientes dentro de campos ocurre a varias escalas, y varía mucho a través de los campos» Natural: material madre, tipo de suelo, pendiente - ocurre a una escala grande» Debido a manejo: erosión, laboreo, fertilización, remoción - ocurre a escalas grandes y pequeñas Alta micro-variación con larga historia de fertilización, siembra directa y bandeado Variabilidad dentro de Unidades de Mapeo Fósforo Potasio ph Nitrato ppm ppm ppm Calcio Magnesio Mat. Org. Unidad de Mapeo ppm ppm % Mallarino, Oyarzabal, and Hinz. 1999

21 Variación de Disponibilidad de P 80 Chacra 1 Area de la Chacra (%) Chacra 2 Chacra 3 Chacra 4 0 MB B O A MA MB B O A MA MB B O A MA MB B O A MA Bermudez and Mallarino, 2007 Variacion en la Respuesta a P Incremento e Rendimiento (%) Chacra 1 Chacra 2 Chacra 3 Chacra 4 0 MB B O A MA MB B O A MA MB B O A MA MB B O A MA Bermudez and Mallarino, 2007

22 Muestreo de Grilla en EE.UU Sistemático, Puntos no Alineados, o al Azar Dentro de Celdas punto 4 a 12 tomas 100 a 400 m 2 Alternativas Efectivas Posibles? El muestreo de grilla tiene que denso y es caro: en USA celdas de 1 a 2 ha, muestreo espaciado cada 4 años. Uso de celdas más grandes reduce su eficacia Alternativas más baratas y prácticas» Sensores directos todavía no son útiles para medir deficiencias de P o K» Muestreo en zona: información indirecta tradicional y de agricultura de precisión para definir áreas a muestrear

23 Mapas de Rendimiento Soybean Yield <2 Mg/ha 2 to 3 3 to 4 4 to 5 >5 Imágenes Aéreas y Satelitales 1er año: Maíz 2do año: Soja Pérdida de N en suelo calcáreo Clorosis férrica en suelo calcáreo Blackmer et al., Iowa State University

24 Conductividad Eléctrica Veris 3100 (contacto directo), EM-38 (inducción electromagnética) Útil como una herramienta entre varias para delinear zonas a muestrear Que se mide realmente? Sales, agua, textura, horizontes compactados, tosca o piedra. Hay variación estacional Cuidado con asumir relaciones directas con niveles de nutrientes o ph Muestreo de Suelo en Zona Rendimiento Elevación Conductividad eléctrica Suelos Nicollet Clarion Zonas de Manejo Okoboji Harps 1 Okoboji Canisteo 2 Clarion Nicollet 3 Nicollet Okoboji Harps Canisteo Nicollet Nicollet Clarion Bianchini, and Mallarino, 2002

25 Evaluación En Base a Respuesta Sawchik y Mallarino, 2007 Que método predijo mejor la variación de respuesta a P y K dentro de chacras?» Grilla 0.1 a 0.3 ha %» Grilla 1 ha %» Zona %» Mapa de suelo % Largas historias de fertilización borran efectos de suelo y topografía y crean alta variabilidad dentro de unidades de mapeo Precisión de Soil Survey Maps

26 Manejo de P, K y Cal con VRT No se puede maximizar eficiencia manejando fertilidad para el promedio de la chacra! Extendido uso de VRT en las grandes planicies (trigo, sorgo) y en el cinturón del maíz-soja Basado en muestreo de grilla o zona y en mapas de rendimiento para estimar remoción y reposición Experimentación de Campo en Iowa Maíz Tratamiento Control Uniforme Variable Soja

27 VRT: Rendimiento y Fertilizante Aplicado Efectos en el rendimiento depende de la variabilidad y filosofía de la fertilización» lo aumenta con alta variación a niveles bajos y con micro-variación aceptable» no lo aumenta si se fertiliza con una filosofía de reposición y mantener ya adecuados niveles de nutrientes Efecto en la cantidad de fertilizante usado» igual o mayor con niveles bajos» menor con niveles medios o altos Respuesta a VRT y Nivel de P Respuesta Relativa (%) Muy Bajo V U Bajo V U Optimo V U Metodo de Fertilizacion U = Uniforme V = Variable Alto U V Muy Alto V U 0 Mallarino, Bermúdez, Wittry. Iowa State University

28 VRT Reduce la Variación de P en el Suelo Variabilidad de P Bray-1 (SD, ppm) Field 1 Field 2 Field 3 Field 4 Field 5 Control Variable Uniforme Field 6 0 Mallarino, Bermúdez, Wittry. Iowa State University Efectividad del Manejo por Zona Zonas contrastantes y homogéneas en:» Nivel de nutrientes, eficiencia de uso, o eficiencia de métodos de aplicación» Tipos de suelo o topografía que afecten al rendimiento, el que a su vez afecta a la remoción, las necesidades de reposición, y la rentabilidad al manejo Equipo para VRT o zonas grandes para que sea práctico aplicar manejos distintos con equipo convencional

29 Cuando es la VRT más Efectiva? Alta variación de nutrientes o ph a gran escala mayor a la microvariación y de valores bajos a altos Diferencias de rendimiento grandes y consistentes a través del tiempo para hacer reposición basado en monitores Precios o regulaciones ambientales desfavorables: maximiza la eficacia en zonas con bajos niveles de disponibilidad y no se fertilizan zonas con niveles altos apmallar@iastate.edu