Respuesta variable de maíz y de soja a la fertilización fosforada

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1 XXV CONGRESO ARGENTINO DELA CIENCIA DEL SUELO Ordenamiento Territorial: un desafío para la Ciencia del Suelo Respuesta variable de maíz y de soja a la fertilización fosforada Gonzalo Pérez 1*, Martín Díaz-Zorita 2 1 INTA Bolívar, 2 Monsanto BioAg. *Autor de contacto: Olascoaga 70, CP (6550)-Bolívar, Buenos Aires, Argentina perez.gonzalo@inta.gob.ar RESUMEN Las variaciones en propiedades edáficas y del terreno son algunos de los factores a considerar en la zonificación de sitios según sus relaciones con la producción de los cultivos. Por lo tanto, es importante establecer las relaciones entre estos atributos de delimitación y los rendimientos de los cultivos para la eficiente aplicación de insumos en forma variable o con prácticas de manejo sitio-especificas. El objetivo de este trabajo es cuantificar diferencias en rendimientos y en la respuesta a la fertilización fosfatada en cultivos de maíz y de soja en zonas delimitadas según su productividad aparente bajo manejos contrastantes de producción según fechas de siembra. En cada lote se delimitaron zonas de manejo (ZM) de alta (AP) y baja (BP) productividad. Se implantaron 6 lotes, 4 durante la campaña y 2 durante ; la mitad fueron implantados con maíz y la otra con soja. Dentro de cada lote y zona de manejo se implantaron tratamientos con 2 fechas de siembra y 2 niveles de fertilización fosforada. En cada lote y ZM se realizó un muestreo de suelo compuesto, y se analizaron diferentes propiedades. Materia Orgánica (MO), Conduciviad Eléctrica (CE) se asocian juntas en el mismo sentido que ZM, mientras que su relación es inversa al contenido de arena y Fósforo elemental (Pe), ambos con una fuerte asociación. ph y el lote presentaron un comportamiento que no se relaciona con las variables anteriores. Los cultivos presentaron diferente caida del rendimiento según fechas de siembra y fertilizacion con P. La respuestas se ubicaron en un umbral de disponibilidad por debajo de 17 ppm, mientras que por encima de 25 ppm las mismas fueron erráticas. PALABRAS CLAVES Zonas de manejo, propiedades de suelo, fechas de siembra 1

2 INTRODUCCION Las variaciones en propiedades edáficas y del terreno son algunos de los factores a considerar en la zonificación de sitios según sus relaciones con la producción de los cultivos. Según Hatfield et al. (2000), las variaciones dentro de los lotes pueden ser naturales (e.g. propiedades de suelos, topografía, etc.), aleatorias (e.g. precipitaciones) o de manejo (e.g. fertilización, densidad de siembra, etc.). Kravchenco et al. (2000) concluyó que la combinación entre las propiedades de suelo y la topografía explican un 40 % de la variabilidad del rendimiento en cultivos de maíz y de soja en Illinois e Indiana (EEUU). La práctica de agricultura de precisión para el manejo de cultivos busca identificar sectores de producción con cualidades semejantes determinadas por factores topográficos y por características edáficas delimitando zonas de manejo (Hatfield et al. 2000) y así adecuar el uso de insumos a cada unidad reconocida por su heterogeneidad dentro de los lotes de producción (Khosla et al. 2002). Por lo tanto, es importante establecer las relaciones entre estos atributos de delimitación y los rendimientos de los cultivos para la eficiente aplicación de insumos en forma variable o con prácticas de manejo sitio-específicas. Se espera que la identificación de factores de sitio y de manejo que se relacionan con la respuesta de maíz y de soja al agregado de P mejorarán el manejo variable de la fertilización con este elemento independientemente del cultivo considerado. El objetivo de este trabajo es cuantificar diferencias en rendimientos y en la respuesta a la fertilización fosfatada en cultivos de maíz y de soja en zonas delimitadas según su productividad aparente bajo manejos contrastantes de producción según fechas de siembra. MATERIALES Y METODOS Se condujeron experimentos a campo en suelos clasificados como Hapludoles ubicados en dos establecimientos del centro de la provincia de Buenos Aires con manejos representativos de sistemas agrícolas de la región subhúmeda pampeana. En cada lote se delimitaron zonas de manejo (ZM) de alta (AP) y baja (BP) productividad mediante: fotointerpretación de imágenes satelitales de cultivos en campañas anteriores a las de este estudio y análisis de clúster de índice verde de imágenes satelitales de cultivos anteriores según la siguiente ecuación: NVDI = (RNIR RR) (RNIR+RR) -1 Donde NDVI es el índice verde, RNIR es la reflectancia en infrarrojo cercano (longitud de onda de nm), y RR es la reflectancia en rojo visible (longitud de onda de nm). Se implantaron 6 lotes, 4 durante la campaña y 2 durante Dentro de cada lote y zona de manejo se implantaron los siguientes tratamientos (Tabla 1). Las fechas de siembra temprana fueron inicios de octubre (maíz) e inicio de noviembre (soja); las tardías fueron mediados de diciembre para ambos cultivos. El tratamiento de 2

3 fertilización fue aplicado como superfosfato triple (75 kg ha -1 ) en bandas en superficie a la siembra. Tabla 1: Tratamientos utilizados para cada lote y zona de manejo (AP y BP). Cultivo Fecha de siembra Fertilización Maíz o Soja Temprano P0 Maíz o Soja Temprano P1 Maíz o Soja Tardío P0 Maíz o Soja Tardío P1 Los tratamientos se instalaron en franjas de 10 m de ancho por 100 m de largo, con un diseño de bloques aleatorizados con 3 repeticiones. Previo a la siembra, y en cada lote y zona de manejo se realizó un muestreo compuesto de los suelos en la capa de 0 a 20 cm de profundidad. En las mismas se determinó: contenido de carbono orgánico (combustión húmeda), fósforo extractable (Bray y Kurtz N 1), ph en agua (método potenciométrico en relación suelo: agua 1:2,5), conductividad eléctrica (método conductimétrico en relación suelo: agua 1:2,5), contenido de arena (método de Bouyoucus). La cosecha se realizó en forma manual, recolectando una superficie de 3 m 2 con 3 submuestras separadas de forma equidistante dentro de cada franja. Las propiedades se suelo se analizaron mediante componentes principales. Los rendimientos se analizaron mediante pruebas de t independientes a dos colas, agrupando los rendimientos mediante un esquema de análisis (Figura 1). Las variaciones en las respuestas a la fertilización con P con respecto a otras propiedades de suelo y de productividad de los cultivos se analizaron mediante regresión. Figura 1: Esquema del ordenamiento en el análisis comparativo de los rendimientos de maíz y de soja. 3

4 RESULTADOS Y DISCUSION Durante la campaña las precipitaciones durante el período septiembre-marzo fueron de 478 mm, 169 mm menos que el promedio histórico para la zona. Se destacan lluvias en el mes de febrero de 139 mm. Durante la campaña las precipitaciones durante el período septiembre-marzo fueron de 490 mm, 156 mm menos que la media histórica. Propiedades de los suelos Las zonas de manejo de alta productividad se ubicaron en posiciones bajas en el paisaje y presentaron en promedio valores mayores de MO (3,4 %) y CE (0,2 ds/m) y valores menores de Pe (12,5 ppm) y de arena (46,4 %), que las zonas de baja productividad (2% MO; 0,1 CE; 25,6 ppm de Pe y 74 % de arena). El valor de ph fue similar en promedio para ambas ZM (Tabla 2). Datos similares fueron encontrados por Zubillaga et al. (2006), para la zona de Vedia (Provincia de Buenos Aires). Tabla 2: Análisis de los suelos (0 a 20 cm) previo a la siembra para cada lote, cultivo, y zona de manejo por productividad. MO = Materia orgánica, Pe = Fosforo extractable, CE = Conductividad eléctrica. Lote Cultivo Zona de manejo MO (%) Pe (ppm) ph CE (ds/m) Arena (%) LT 13/14 Maíz Alta 3,7 14,5 5,8 0,25 46,5 LT 13/14 Maíz Baja 2,1 27,3 5,7 0,17 71 Bar 13/14 Maíz Alta 3,3 16 5,4 0,25 44,2 Bar13/14 Maíz Baja 1,5 36,3 5,6 0,11 78,8 LT 14/15 Maíz Alta 3,5 13,5 6,3 0,26 42,5 LT 14/15 Maíz Baja 2,1 29,2 6,1 0,1 81,1 LT 13/14 Soja Alta 3,9 13,1 5,6 0,22 45,7 LT 13/14 Soja Baja 2,2 13,2 5,4 0,13 67,9 Bar 13/14 Soja Alta 3,3 9,6 5,4 0,2 59,2 Bar 13/14 Soja Baja 2,5 12,1 6,5 0,22 70,8 Bar 14/15 Soja Alta 2,8 8,2 5,5 0,19 40,2 Bar 14/15 Soja Baja 1,6 35,5 5,4 0,15 74,4 Promedio ± desvío estándar Alta 3,4 ± 0,4 12,5 ± 3,0 5,7 ± 0,3 0,2 ± 0,03 46,4 ± 6,7 Baja 2,0 ± 0,4 25,6 ± 10,6 5,8 ± 0,4 0,1 ± 0,04 74,0 ± 5,1 Para caracterizar la relación entre propiedades de suelos se realizó un análisis de componentes principales con las variables normalizadas para luego poder ser 4

5 representadas en un gráfico biplot (Figura 2). La componente principal 1 (PC 1) explica el 58, 8 % de la variabilidad mientras que la componente principal 2 (PC 2) explica el 17,5 % de la misma. MO, CE se asocian juntas en el mismo sentido que ZM, mientras que su relación es inversa al contenido de arena y Pe, ambos con una fuerte asociación. ph y el lote presentaron un comportamiento que no se relaciona con las variables anteriores. Figura 2: Gráfico biplot en donde están representadas espacialmente los 2 componentes que explican en una mayor proporción la relación entre las variables. PC1= componente principal 1, PC2= componente principal 2, ZM= Zona de manejo, MO= Materia orgánica (%), Pe= Fósforo extractable (ppm), CE= Conductividad eléctrica (ds/m). Rendimientos de los cultivos En la zona de manejo de AP el rendimiento medio de maíz fue de kg/ha mayor que en la ZM de BP donde fue de kg/ha (Tabla 3). Esto puede deberse principalmente a que estas, poseen diferencias en el porcentaje de arena (mayor en BP), porcentaje de materia orgánica y conductividad eléctrica (mayores en AP), posición en el 5

6 relieve (AP zonas bajas), por lo que presentan diferencias de almacenamiento hídrico, y fertilidad. La fecha de siembra afecto los rendimientos solamente en BP: kg/ha en fechas de siembra tempranas y kg/ha en fechas de siembra tardías. Esta diferencia puede deberse a que en el mes de febrero (campaña 2013/14) ocurrieron precipitaciones abundantes (coincidiendo con el período crítico del cultivo). Se observaron respuestas al agregado de P en las ZM de alta productividad, mientras que en las zonas de baja productividad el rendimiento en fechas de siembra temprana decrece, posiblemente debido a un mayor desarrollo inicial de planta propiciado por el agregado de P y posterior déficit hídrico en el período crítico. Tabla 3: Pruebas de t bilaterales de medias de rendimiento para el cultivo de maíz en zonas de manejo de alta y baja productividad, fechas de siembra temprano y tardío, y fertilización con y sin fosforo (P0 y P1 respectivamente). n= número de casos evaluados, p= valor de probabilidad. Alta productividad Baja productividad Rendimiento (kg/ha) n / p 216 / <0,0001 Temprano Tardío Temprano Tardío Rendimiento (kg/ha) n / p 108 / 0, / <0,0001 P0 P1 P0 P1 P0 P1 P0 P1 Rendimiento (kg/ha) n / p <0,0001 0,0116 0,0001 0,7597 En la zona de AP, los rendimientos de soja fueron en promedio de kg/ha superando a los observados en BP (p<0,0001) que fueron de kg/ha. En AP y en BP la fecha de siembra temprana rindió que más que la tardía (4.596 kg/ha vs kg/ha y kg/ha vs kg/ha respectivamente). Solamente se observaron respuestas al agregado de P en ZM de alta productividad y en fechas de siembra tempranas. (Tabla 4) Tabla 4: Pruebas de t bilaterales de medias de rendimiento para el cultivo de soja en zonas de manejo de alta y baja productividad, fechas de siembra temprano y tardío, y fertilización con y sin fósforo (P0 y P1 respectivamente). n= número de casos evaluados, p= valor de probabilidad. Alta productividad Baja productividad Rendimiento (kg/ha) / n / p <0,0001 Temprano Tardío Temprano Tardío Rendimiento (kg/ha)

7 n / p 108 / <0, / <0,0001 P0 P15 P0 P15 P0 P15 P0 P15 Rendimiento (kg/ha) n / p 0,0156 0,4511 0,8968 0,7585 La disminución del rendimiento en las zonas de manejo fue mayor para maíz (65%) que para soja (23%) (Figura 3). En AP el rendimiento de maíz no fue afectado por diferencias en las fechas de siembra, mientras que para soja en fechas tardías se redujo un 24 % (Figura 3.a). En BP el rendimiento de maíz aumentó aproximadamente 80% en fechas tardías mientras que decayó 34% en soja (Figura 3.b.). En AP y fechas de siembra tempranas el agregado de P produjo incrementos similares de rendimiento para maíz y soja (13 % y 10 % respectivamente), mientras que en fechas tardías este incremento fue mayor en maíz (10 %) que en soja (2%) (Figuras 3.a.1 y 2). En BP el agregado de P produjo variaciones de rendimiento negativas en el cultivo de maíz en fechas de siembra temprana (-35%), mientras que en el resto de las combinaciones no hubo variaciones (Figuras 3.b.1 y 2). 7

8 Figura 3: Variación del rendimiento para soja y maíz en kg/ha y % entre: zonas de manejo= figura 3, fechas de siembra en AP= figura 3.a, fechas de siembra en BP= figura 3.b, P0 y P1 para AP temprano= 3.a.1, P0 y P1 para AP tardío= 3.a.2, P0 y P1 para BP temprano= 3.b.1, P0 y P1 para BP tardío= 3.b.2. 8

9 Respuestas al agregado de P La distribución de los datos de respuesta permitió un análisis de cuadrantes (Cate & Nelson 1971). Se destacan 2 poblaciones: Sitios con menos de 17 ppm de Pe, en donde se observan respuestas al agregado de P, independientemente del cultivo considerado. Mientras que en los sitios con valores superiores a las 25 ppm de Pe, las respuestas a la fertilización con este elemento para el maíz fueron erráticas, dependientes de las precipitaciones en el período crítico (Figura 4). Estos valores son superiores a los obtenidos por Prystupa et al. (2004) y Fontanetto et al. (2006), para maíz y soja respectivamente en la Pampa Ondulada, con un umbral de 12 ppm de Pe. Figura 4: Respuesta relativa en porcentaje= (rendimiento del tratamiento con P/ rendimiento del testigo)*100 en función de la disponibilidad de P en suelo (0-20 cm). Círculos amarillos= maíz. Círculos verdes= soja. CONCLUSIONES Las zonas de manejo de alta productividad se ubicaron en posiciones bajas en el paisaje y presentaron en promedio valores mayores de MO, CE y valores menores de Pe y de arena. MO, CE se asocian juntas en el mismo sentido que ZM, mientras que su relación es inversa al contenido de arena y Pe, ambos con una fuerte asociación. 9

10 Los cultivos presentaron diferente caída del rendimiento según fechas de siembra y fertilizacion con P. La respuestas se ubicaron en un umbral de disponibilidad por debajo de 17 ppm, mientras que por encima de 25 ppm las mismas fueron erráticas. AGRADECIMIENTOS A los proyectos INTA: Tecnologías de agricultura de precisión para mejorar la eficiencia de la producción agropecuaria y Contribución al desarrollo agrícola ganadero del centro, por el financiamiento de la investigación. A los establecimientos: EEA Domingo y María Barnetche Bolívar y Los Tambos por el uso de lotes y maquinaria agrícola. A C. Aguilera por la colaboración en la redacción del manuscrito. BIBLIOGRAFIA Cate, R. B., & L. A. Nelson, A simple statistical procedure for partitioning soil test correlation data into two classes. Soil Science Society of America Journal, 35(4), Fontanetto, H., & O. Keller, Consideraciones sobre el manejo de la fertilización de la soja. INTA, Estación Experimental Agropecuaria Rafaela. Información Técnica de cultivos de verano. Campaña 2011, Hatfield J Precision agriculture and environmental quality: Challenges for research and education. National soil tilt laboratory, Agricultural Research Service, USDA, Ames, Iowa. Documento disponible en Khosla R., A. Hornung, R. Reich, D. Inman y D.G. Westfall Comparison of site specific management zone: soil-color-based and yield-based. Agronomy Journal 98: Kravchenko, A.N., y D.G. Bullock Correlation of corn and soybean grain yield with topography and soil proprieties. Agronomy Journal, 92(1), Prystupa, P., F. Salvagiotti, G. Ferraris, F. G. Boem, J Elisei, & L. Couretot Efecto de la fertilización con fósforo, azufre y potasio en cultivos de maíz en la pampa ondulada. INPOFOS Informaciones Agronómicas, (23), 1-4. Zubillaga, M.M.; M. Carmona; A. Latorre; M. Falcón y J Barros Estructura espacial de variables edáficas a nivel lote en Vedia provincia de Buenos Aires. Actas del XX Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo. Paraná, Argentina. 10