EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA EN EL USO DE NITROGENO Y RESPUESTA A LA FERTILIZACIÓN NITROGENADA POR AMBIENTE EN EL CULTIVO DE MAÍZ

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1 EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA EN EL USO DE NITROGENO Y RESPUESTA A LA FERTILIZACIÓN NITROGENADA POR AMBIENTE EN EL CULTIVO DE MAÍZ INTRODUCCIÓN Albarenque S.M. 1 ; Caviglia O.P. 1,2,3 ; Melchiori R.J.M. 1 1 INTA EEA Paraná 2 CONICET 3 FCA-UNER salbarenque@parana.inta.gov.ar 05/07/2012 El rendimiento en grano del cultivo de maíz es limitado principalmente por nitrógeno (N) (Caviglia y Melchiori, 2011; Maddonni, 2011). La disponibilidad de este recurso varía durante el ciclo del cultivo, de acuerdo al contenido de N inicial en el suelo, las vías de ganancia como la mineralización neta durante la estación de crecimiento y los aportes por fertilización. La eficiencia en el uso del N (EUN) depende principalmente de su disponibilidad, la que presenta no sólo una variabilidad temporal sino también espacial. Las variaciones espaciales de la disponibilidad de N dentro de un lote se deben fundamentalmente a diferencias en calidad de los suelos (Melchiori et al., 2009). Las variaciones topográficas en distintos ambientes de la provincia de Entre Ríos, se asocian a suelos con diferente potencial productivo (Melchiori et al., 2009). En estas condiciones, el manejo uniforme tradicional de los insumos no considera la posible existencia de variabilidad espacial en la disponibilidad de los recursos, pudiendo generar impactos negativos, tanto en términos ambientales como económicos (Pierce y Nowak, 1999). La aplicación de dosis de N menores a las requeridas limitan el rendimiento del cultivo en aquellos sectores del lote más limitados por N, representando una reducción de los ingresos económicos, mientras que en aquellos sectores con alta disponibilidad de N resultan en dosis mayores a las requeridas, y generan un riesgo potencial para el ambiente (Mamo et al., 2003; Schmidt et al., 2007). En efecto, la aplicación de dosis uniformes de N genera desajustes entre la oferta y las necesidades del cultivo (Huggins y Pan, 1993). Considerar las diferencias de potencialidad productiva ajustando de manera variable la disponibilidad de nitrógeno podría mejorar la eficiencia de uso del fertilizante aplicado. Una alternativa de manejo que considera la variabilidad espacio-temporal de los recursos es la delimitación de ambientes o zonas de manejo (ZM), las que se han definido como regiones dentro de los lotes que expresan una combinación homogénea de factores determinantes del rendimiento, para las cuales resulta apropiada una proporción única de insumos (Doerge, 1999). La implementación de tecnologías de dosis variable por zonas de manejo, permitiría aumentar la eficiencia de uso del 1

2 nitrógeno, minimizando el impacto negativo sobre el ambiente y aumentando los beneficios económicos. Los objetivos de este trabajo fueron i) evaluar la respuesta del cultivo de maíz a la fertilización nitrogenada en distintas zonas de manejo de un lote de producción y ii) estudiar la eficiencia de uso del nitrógeno por zonas. MATERIALES Y MÉTODOS El trabajo fue realizado durante la campaña 2011/12 en un lote del campo experimental del INTA Paraná (31º50 S, 60º32 O; 110 msnm). Se delimitaron zonas de manejo utilizando el software MZA (Management Zone Analyst) en base a mapas de conductividad eléctrica, elevación y materia orgánica. Como resultado del análisis se obtuvieron 4 zonas de manejo (Figura 1). El cultivo se sembró el 20 de octubre con un distanciamiento entre hileras de 0.525m, el híbrido utilizado fue Nidera AX882 HCLMG, y se aplicaron 100 kg de SFT a la siembra. Se realizaron muestreos de suelo para determinar el contenido de N-NO3 hasta los 60 cm de profundidad a la siembra del cultivo en muestras compuestas en cada bloque dentro de cada ZM. Se evaluaron 4 tratamientos de disponibilidad de N, dispuestos en parcelas de 10 hileras de ancho y 20 m de largo con 3 repeticiones dentro de cada una de las ZM. Los tratamientos incluyeron 4 niveles de Nd: 70 kg N/ha (Ni (0-60cm) +N fertilizante ), 140 kg N/ha (Ni (0-60cm) +N fertilizante ), 210 kg N/ha (Ni (0-60cm) +N fertilizante ) y un testigo (T) al que no se le aplico N (Nd=Ni). Donde Ni (0-60cm) es el contenido de N en el suelo (0-60cm), en forma de nitratos previo a la siembra. El rendimiento del cultivo se determinó cosechando manualmente un área de 10 m 2. La EUN (kg grano kg de Nd -1 ) se calculó como la relación entre el rendimiento y el Nd (N i +N fertilizante ). Se realizó un análisis de varianza utilizando rutinas del PROC GLM de SAS (SAS Institute, Inc, 1999) evaluando los efectos de zona y Nd sobre el rendimiento, la respuesta y la EUN. 2

3 Figura 1. Zonas de manejo delimitadas a partir de mapas de conductividad eléctrica, elevación y materia orgánica, y disposición de las parcelas (1-12) dentro del lote. RESULTADOS El N i mostró bajos niveles de disponibilidad, con valores de 31, 34, 29 y 39 kg N-NO 3 ha -1 (a los 60 cm de profundidad), en las zonas 1, 2, 3, y 4, respectivamente. El N aplicado como fertilizante varió solo entre un 12 y 2 %, respecto a la dosis media para los tratamientos de Nd 70 y Nd 210, respectivamente, debido a la escasa magnitud de las diferencias en el Ni a la siembra del cultivo. El rendimiento del cultivo de maíz y la EUN variaron significativamente por efecto de las ZM y el Nd (p <0.001), sin verificarse interacción entre estos factores (p>0.05). Mientras que la respuesta del cultivo a la fertilización nitrogenada sólo fue afectada por el Nd (p<0.001) (Tabla 1). Tabla 1. Análisis de variancia para el Rendimiento (kg ha -1 ), EUN (kg grano kg Nd -1 ) y respuesta (kg ha -1 ) del cultivo de maíz. Fuente de variación Rendimiento EUN Respuesta Zona *** *** ns Nd *** *** *** Interacción (Zona*N) ns ns ns El rendimiento medio por zona varió entre 4055 y 6300 kg ha -1, alcanzándose mayores rendimientos en la zona 2, intermedios en las zonas 3 y 4, y los menores en la zona 1 (Figura 2a). 3

4 El rendimiento del cultivo aumentó significativamente en función del Nd. Se obtuvieron rendimientos de 4853, 5257, 5914 y 6644 kg ha -1, para los tratamientos Testigo, 70N, 140N y 210N, respectivamente. Las precipitaciones durante el ciclo del cultivo fueron de 418.5mm, 25% menor que las precipitaciones históricas para el mismo período. Las precipitaciones durante el período centrado en floración totalizaron 74.4mm, representando solo el 48% de la demanda de evapotranspiración del cultivo. Esto podría explicar los relativamente bajos rendimientos obtenidos aun para niveles de fertilización altos (> 140 kg de N ha -1 ). a 4

5 Figura 2.a) Rendimiento del cultivo de maíz (kg ha -1 ) y b) EUN (kg grano kg Nd -1 ) de las 4 zonas delimitadas y para los tratamientos evaluados T, 70N, 140N y 210N. La EUN en general disminuyó con aumentos en la disponibilidad de Nd (Figura 2b), independientemente de la zona. La eficiencia media de N fue de 178, 75, 42 y 32 kg grano kg de Nd -1, para los tratamientos T, 70N, 140N y 210N, respectivamente. Las mayores eficiencias se obtuvieron en la zona 2 y las menores en la zona 1, con eficiencias intermedias en las zonas 3 y 4. La respuesta media del cultivo fue de 404, 1060 y 1790 kg ha -1 para los tratamientos de 70N, 140N y 210N, respectivamente. En la zona 4 se obtuvieron las mayores respuestas, intermedias en las zonas 2 y 3, y las más bajas en la zona 1. DISCUSIÓN Las bajas precipitaciones registradas durante el período centrado en floración fueron una limitante para el rendimiento del cultivo de maíz y su respuesta a la fertilización nitrogenada. Las precipitaciones de la campaña 2011/12 fueron aun menores que las reportadas por Albarenque et al. (2010) para el 50% de los años Niña (seco) en el mes de diciembre, mes en el que probablemente ocurre el período crítico del cultivo de maíz sembrado en fecha temprana. La disponibilidad de N a la siembra (Ni) fue baja en general, similar a las publicadas por Gregoret et al. (2006), la escasa variación de Ni entre zonas generó dosis de fertilización similares entre zonas de manejo. Los resultados obtenidos sugieren que las ZM 2 y 4 tienen una productividad similar y buena, la ZM 3 intermedia, y la ZM 1 una menor productividad. Las ZM 2 y 4, por su posición en el paisaje (loma plana y bajo, respectivamente) almacenan una mayor cantidad de agua que estaría disponible para el cultivo. La ZM1, se encuentra en una media loma erosionada, la calidad de sitio es menor respecto a las otras zonas del lote, y por su pendiente el agua que escurre hace que el agua que se almacena sea menor. b 5

6 El rendimiento del cultivo de maíz y la eficiencia en el uso del nitrógeno se vieron afectados significativamente por las zonas y el Nd, sin evidenciarse interacción entre ellos a diferencia de los resultados obtenidos por Gregoret et al. (2006) y Mamo et al. (2003) quienes sí encontraron evidencias de interacción entre estos factores. Las respuestas observadas variaron entre 404 y 1790 kg ha -1, rango de variación menor que el obtenido por Gregoret et al. (2006) quienes reportan para Manfredi respuestas entre 1750 y 3103 kg ha -1 para dosis similares a las evaluadas en el presente trabajo (64 y 161 kg N ha -1, respectivamente), posiblemente las condiciones climáticas de la campaña estudiada por estos autores ha sido más favorable para el rendimiento del cultivo de maíz. CONCLUSIONES La respuesta del cultivo de maíz a la fertilización nitrogenada no fue afectada por las zonas de manejo, a diferencia de la EUN que sí mostró variaciones por efecto de las zonas de manejo, lo que sugiere que el ajuste de dosis por zonas de manejo, podría contribuir a la mejora de la eficiencia de uso del nitrógeno. BIBLIOGRAFÍA Albarenque S.M.; Caviglia O.P; Melchiori R.J.M Impacto de diferentes escenarios climáticos sobre el rendimiento simulado de maíz en entre rios. IX Congreso Nacional de Maíz. Rosario de Noviembre Caviglia O.P. and R.J.M. Melchiori Contribution of contrasting plant hierarchies to the response to N fertilizer in maize. Field Crops Research. 122: Doerge, T. A, Management zone concepts. SSMG-2. In: Information Agriculture Conference, August 9-11, 1999, Stewart Center, Purdue, IN. Gregoret M.C.; Dardanelli J.; Bongiovanni R. y M. Díaz-Zorita Modelo de respuesta sitio-específica del maíz al nitrógeno y agua edáfica en un haplustol. Cienc. Suelo 24 (2) Huggins D.R. and W.L. Pan Nitrogen efficiency component analysis: an evaluation of cropping system differences in productivity. Agronomy Journal. 85: Mamo M., Malzer G.L., Mulla D.J., Huggins D.R. and J. Strock Spatial and Temporal Variation in Economically Optimum Nitrogen Rate for Corn. Agronomy Journal. 95: Maddonni A.G Analysis of the climatic constrains to maize production in the current agricultural region of Argentina-a probabilistic approach. Theor Appl Climatol. Melchiori, R.; Albarenque, S.; Schulz, G.; Kemerer, A. (2009) Determinación de zonas de manejo mediante relevamiento de suelos y herramientas informáticas. Congreso de Agroinformática. 38º Jornadas Argentinas de Informática Actas en CD. 6

7 Pierce F. and P. Nowak Aspects of precision agriculture. In: D. Spark (Ed) Advance in Agronomy 67. Academic Press. P Pautasso, J. M.; Albarenque, S.; Schulz, G.; Kemerer, A.; Bedendo, D.; Melchiori, R Delimitación de zonas de manejo mediante variables de suelo y validación para maíz. 9º Curso de Agricultura de Precisión p. Schmidt J.P., Hong N., Dellinger A., Beegle D.B. and H. Lin Hillslope Variability in Corn Response to Nitrogen Linked to In-Season Soil Moisture Redistribution. Agronomy Journal. 99: