Agricultura de Precisión y Máquinas Precisas PROTOCOLO DE DOSIFICACION VARIABLE DE INSUMOS EN CULTIVO DE MAÍZ La Agricultura de Precisión es una tecnología de información basada en el posicionamiento satelital; consiste en obtener datos georeferenciados de los lotes para un mejor conocimiento de la variabilidad de rendimiento expresada por los cultivos en los diferentes sitios del mismo. Estos sitios pueden presentar distintos tipos de variabilidad: por topográfica, por génesis de suelo, por distinto tipo de manejo, etc. Y existen herramientas a través de las cuales se pueden recolectar como ser: mapas de rendimiento de cultivos anteriores, fotografía aérea, mapas topográficos, imágenes satelitales, experiencias anteriores del productor o bien mapas de suelo de áreas homogéneas, todo permite definir dentro de un lote sitios con potencialidad de rendimiento muy diferentes y bien definidas que nos determinará diferente requerimientos de insumos. La Tecnología de Dosificación Variable (VRT) posibilita realizar los cambios de dosis y densidades en tiempo real siguiendo prescripciones o recomendaciones que son cargadas previamente en monitores de máquinas inteligentes. La aplicación variable de insumos siguiendo una prescripción agronómica puede realizarse en forma automática con el uso del GPS o en forma manual por medio de un operario conocedor de la variabilidad espacial del lote. La rentabilidad de la VRT cambia en relación el precio del cultivo y los insumos, el costo de la tecnología de VRT, el tamaño de las zonas de manejo y su porcentaje de variación. Experiencias realizadas por Koch (2004) establecieron que el potencial de mejora de la rentabilidad debido a la aplicación variable de estos insumos depende de 1) la identificación de áreas en el campo en el que los aportes adicionales de insumos aumentará los ingresos en una escala mayor que los costos adicionales que genere dicho aporte y / o 2) la identificación de áreas en las que la reducción de los insumos disminuirá los costos en un escala que es mayor que la reducción potencial de ingresos correlacionado con un menor rendimiento de grano. Pero la VRT, si bien es un concepto intuitivamente atractivo, esta tecnología está inmadura ya que se cuentan con todas las herramientas tecnológicas para realizarla a muy bajo costo, pero no se cuenta con el conocimiento ni la estructura para administrar e interpretar los datos y decidir en base a ellos. El monitor de rendimiento permite la posibilidad de que ningún productor o asesor tenga justificada la duda de si da resultado o no el cambio de determinada tecnología, ya que esta herramienta de recolección de datos permite realizar ensayos a gran escala y en nuestro propio campo. El desarrollo de la experiencia en el manejo y administración de datos es generalmente el producto más duradero que deja el probar una nueva tecnología o herramienta y construir
la capacidad para el tratamiento de la variabilidad espacial puede ser la inversión de mayor utilidad. Para generalizar esta experiencia y conocimiento es que se desarrollo este protocolo de trabajo con el objetivo de sistematizar la mayor cantidad de procedimientos posibles hacia la VRT, proponiendo una metodología para llegar a la dosificación variable de insumos (semilla, nitrógeno, fósforo y otros) adaptables a cualquier lote con variabilidad. Para una correcta toma de decisión en la dosis a aplicar se debe partir de un correcto diagnóstico, para lo cual es necesario seguir una serie de pasos fundamentales. 1. Delimitación de las zonas de manejo. 2. Programación del muestro con GPS (en grilla o por zonas) 3. Muestreo de Suelo. 4. Análisis físico-químico de las muestras. 5. Determinación del rendimiento objetivo basado en experiencias anteriores. 6. Recomendaciones de manejo de insumos según zonas. La delimitación de las zonas de manejo se puede decidir mediante la integración de toda la información georeferenciada disponible tales como: mapas de rendimiento, mapas de conductividad eléctrica, muestreo en grilla de suelo, mapas de profundidad de tosca y napa, carta de suelo, altimetría, fotografías aéreas, imágenes satelitales, etc. Es importante saber que los métodos utilizados para un campo pueden no funcionar para otros campos, ya que no toda la variabilidad se explica de la misma manera y lo más importante a la hora de decidir un manejo variable es el conocimiento del encargado del campo o asesor sobre los lotes a trabajar. La delimitación de zonas con mapa de rendimiento es el método mas utilizado debido a lo generalizado de su uso y a que brindan una información extra y crucial para la VRT que es la de mostrar el potencial de rinde que posee cada zona de manejo. Hay situaciones en las que se hace necesario utilizar otra información georeferenciada ya que se carece de mapas de rinde o para complementar y respaldar la decisión tomada en base a estos. Es importante lograr una correcta interpretación de los mapas de rendimiento por lo que es necesario el conocimiento de las condiciones bajo las cuales se sembraron, desarrollaron y cosecharon los cultivos que lo generaron, ya que el seguimiento del cultivo ayuda a entender las causas de la variabilidad en el rendimiento. Una vez delimitada las zonas y estimado el potencial de rinde en cada una se procede con la programación del muestreo con GPS, para lo cual se utiliza un software SIG (Sistema de Información Geográfica) y un GPS de mano. La cantidad de muestreos en cada zona depende de la variabilidad que posea, es decir mientras más variable sea el lote, mayor la cantidad de muestreos serán necesarios para disminuir el error y obtener mayor representatividad de la realidad. 1 2
Tanto la delimitación de zonas como la programación del muestreo y el posterior traspaso de los puntos georeferenciados al GPS se realiza en computadora con software denominados SIG (Sistema de Información Geográfica), Una vez que programamos el muestreo se recorre el lote con el GPS de mano y sobre cada punto georeferenciado realizar el muestreo de suelos compuesto por 10 submuestras para una mayor exactitud y precisión, a su vez se las debe separar por profundidad que puede variar según lo que se pretenda observar: 0-20 en donde se determinará nitratos, nitrógeno total y fósforo 20-60 en donde se determina solo nitratos. Una vez mezcladas las 10 submuestras y homogeneizadas se fracciona 200 gr. para enviar a laboratorio. Cada muestra se debe identificar con el número correspondiente al esquema de muestreo georeferenciado y la posición dentro del perfil sin perder su identidad (ejemplo: muestra nº 1 - profundidad 0-20). Considerando el costo del análisis de laboratorio, se permite que las muestras correspondientes a cada zona delimitada se mezclen para así obtener solo una muestra por zona pero sin mezclar las correspondiente a cada sector del perfil (ej: todas las de la zona de alto potencial y separadas en 0-20 y 20-60), de todos modos mientras más muestras se lleven a laboratorio mejores serán los resultados.
Tengamos en cuenta que la capa superficial del suelo de una hectárea de terreno pesa aproximadamente entre 2,2 y 2,4 millones de Kg. o sea que si tenemos una zona de 20 has estamos hablando de 44 a 48 millones de Kg., que nosotros vamos a representar con una muestra de 200 gr. que es lo que enviamos al laboratorio. Pensemos entonces en la importancia que tiene el muestreo para lograr representar al lote en cuestión El análisis químico de las muestras en laboratorio arrojará datos elementales para cuantificar la respuesta al fertilizante que es la cantidad de nutrientes que posee el suelo para así complementar con fertilizante según el rendimiento objetivo del cultivo. Ej: necesidad de N para lograr 10000 kg/ha de maíz. El suelo según análisis entrega N al cultivo para producir 6000 kg/ha, entonces se debe agregar X N como fertilizante. Potencial de rendimiento Parámetro Profundidad (cm) Alto Potencial Medio potencial Bajo Potencial NT (%) 0-20 N-NO3 TOTAL (ppm) 0-60 P (ppm) 0-20 En donde: NT= Nitrógeno Total, N-NO3 TOTAL = Nitrógeno de Nitrato em; P = Fósforo Una de las metodologías mas aceptadas para cuantificar la dinámica del nitrógeno en el sistema suelo-planta y que permite el cálculo de necesidad de fertilización nitrogenada, es la del balance de nitrógeno que simula procesos de ganancias, pérdidas y transformaciones de este elemento en el sistema pudiendo obtener la cantidad de fertilizante nitrogenado requerido por el cultivo, de acuerdo a la ecuación formulada por Meisinger (1984): El método para calcular el Nitrógeno necesario de aplica (Nfert), tiene en cuenta el nitrógeno que aporta el suelo al momento de la siembra (Ninic) que se encuentra como Nitrógeno de Nitratos(N-NO3) en lo 60 cm superiores del perfil y el que se hará disponible a través de la mineralización durante el ciclo del cultivo (Nmin) y se calcula en base al dato de Nitrógeno Total (NT) que brinda el laboratorio, no todas las fuentes de nitrógeno son aprovechadas en un cien por ciento, sino que parte se pierde por diversos procesos propios del ciclo de este elemento, dicha perdida determina un nivel de eficiencia en la utilización (E) y para cada fuente le corresponde un E que se establece en porcentaje a saber: E1(Eficiencia de uso del N mineralizado) = 70 %, E2 (Eficiencia de uso del N inorgánico inicial) = 60%, E3 = Eficiencia de uso del N del fertilizante =65%. Nfert = (Ncult (Nmin * E1) (Ninic * E2))/E3 El NCult se determina multiplicando rendimiento esperado en Tn/ha por 20 que es aproximadamente el requerimiento en kg de N por cada Tn de grano a producir. El Nmin se calcula multiplicando el NT (%) por el peso de la capa arable (mill kg/ha) y por el porcentaje de mineralización que se estima en 4 %. Y el Ninic se calcula multiplicando N-N3 ppm por el peso suelo 60cm (mill kg/ha)). Otra manera el la información de varios ensayos exploratorios con curvas de respuesta a N, pero antes deben generarse en cada campo en cuestión.
Para la fertilización fosforada el criterio de nivel de suficiencia establece que hay un nivel de nutriente por debajo del cual hay respuesta a la fertilización, en consecuencia se fertiliza al cultivo con la dosis óptima de acuerdo al nivel de disponibilidad del nutriente que es de aproximadamente 15 ppm. Mientras que el criterio de reconstruir o subir y luego mantener se basa en el poder residual de los fertilizantes fosfatados y establece que si el nivel esta por debajo del óptimo se fertiliza no solo para obtener el rendimiento máximo sino para subir el nivel de nutriente disponible hasta alcanzar el nivel o rango óptimo, en un plazo de tiempo determinado (Barbagelata, 2007). Un procedimiento para recomendar la dosis de P a aplicar es el propuesto por Quintero et al. (2003) que se denomina cálculo según nivel de suficiencia. Este tiene en cuenta el P disponible en el suelo (Pd) al momento de la siembra, la dosis equivalente de P (kg de P requeridos para aumentar 1mg/kg de P Bray, De) y el nivel crítico (NC) por encima del cual hay baja probabilidad de respuesta al agregado de P: Dosis de P (kg de P/ha) = (NC - Pd) * De La dosis equivalente esta relacionada a características del suelo como contenidos de arcillas y óxidos libres que contribuyen al poder de fijación de P o capacidad buffer del mismo. La De puede estimarse a partir de un análisis sencillo en el laboratorio y, en general, para suelos de la región pampeana su valor aproximado es 3 (3 kg de P de fertilizante requeridos para aumentar 1mg/kg de P Bray en el suelo). Por otros nutrientes como Azufre o Calcio, ver según experiencia en cada zona. Para estimar la que densidad óptima a utilizar, se debe recurrir a experiencias de la ecorregión a la que pertenece y a las especificaciones del híbrido o variedad a utilizar en cuanto a área foliar de cada una de las plantas, de la disposición de sus hojas, de la fecha de siembra y del grupo de madurez. Para variación de la densidad de siembra se debe saber que cuando los recursos para el crecimiento se tornan limitantes, se reduce la capacidad de las plantas para crecer durante la floración y aumenta el riesgo de aborto de granos. Dicho riesgo debe ser prevenido y una de las alternativas puede ser sembrar una menor densidad que permita mejorar la disponibilidad de recursos para cada planta y revertir su granazón (Cirilo, 2003). Bibliografía BARBAGELATA, P. 2003.Criterios útiles para el manejo de la fertilización fosfatada en maíz. Paraná, http://www.inta.gov.ar/parana/info/documentos/produccion_vegetal/maiz/. Consultado el 02/03/2008. BRAGACHINI M.; MÉNDEZ A.; SCARAMUZZA F.. 2004. Agricultura de Precisión y Siembra Variable de insumos en tiempo real mediante el uso de GPS. http://www.agriculturadeprecision.org/. Consultado 29-03-2010 DEBOER L. 2005. Camino Sinuoso en la Adopción de Agricultura de Precisión Jess. www.agriculturadeprecision.org/.../caminosinuoso.htm. Consultado 29-03-2010.
MEISINGER, J.J. 1984. Evaluating plant-available nitrogen in soil crops system. www.inpofos.org/ppiweb/iaecu.nsf/$webindex/.../$file/n+maíz.pdf. Consultado el 02/03/2008. KOCH B.; KHOSLA R.; FRASIER W. M.; WESTFALL D. G.; INMAN D.. 2004 Economic Feasibility of Variable-Rate Nitrogen Application Utilizing Site-Specific Management Zones. http://agron.scijournals.org/cgi/content/abstract/96/6/1572. Consultado el 26/05/2009. QUINTERO, C. E., BOSCHETTI N. G., BENAVIDEZ R. A. 2003. Effect of soil buffer capacity on soil test phosphorus interpretation and fertilizer requirement. www.informaworld.com/index/ndfm0uj5d05dgqgy.pdf. Consultado el 02/03/2008. SNYDER, C.; SCHROEDER T.; HAVLIN J.; KLUITENBERG G.. 1997. An economic analysis of variable-rate nitrogen management. agron.scijournals.org/cgi/content/full/ 96/6/1572. Consultado el 02/03/2008. SALVAGIOTTI, F.; PEDROL H.; CASTELLARÍN J. 2005. Utilización del Método del Balance de Nitrógeno para la Recomendación de la Fertilización Nitrogenada en Maíz. www.inpofos.org/ppiweb/iaecu.nsf/$webindex/.../$file/n+maíz.pdf. Consultado 29-03-2010 Autores: Ing. Agr. Andrés Méndez Técnico Juan Pablo Vélez Técnico Diego Villarroel Proyecto Maquinas y Agrocomponentes Precisos INTA Manfredi