Bases para el manejo estratégico de la fertilización en maíz y soja Fernando O. García y Fernando Salvagiotti IPNI Cono Sur www.ipni.net/lasc fgarcia@ipni.net EEA INTA Oliveros www.inta.gov.ar/oliveros fsalvagiotti@correo.inta.gov.ar
Intensificación productiva sustentable Mayorproducción porunidadderecurso de recurso y/oinsumo involucrado en el espacio y el tiempo (kg/ha/año) Mejorar eficiencias en términos agronómicos, económicos y ambientales Involucra sistemas y no solamente cultivos Balance de nutrientes, Nutrición adecuada de cultivos y suelos Rotaciones Siembra directa Genética Manejo integrado de plagas, enfermedades y malezas Practicas de manejo como cultivos de cobertura
Los cuatro fundamentos básicos de la nutricion (4Fs) Erosión del suelo Eficiencia de uso de recursos: Energía, Nutrientes, trabajo, j, agua OBJETIVOS DE LA SOCIEDAD Biodiversidad d d Perdidas de nutrientes Calidad d dl del aire y el agua Decidir OBJETIVOS la DEL dosis, SISTEMA DE PRODUCCION fuente, Ambiente saludable Balance de nutrientes Rendimiento Beneficio neto Adopción Productividad del suelo forma y momento de Servicios del ecosistema Ingreso para el productor Productividad Durabilidad aplicación correctos Rentabilidad Retorno de la inversión Calidad Estabilidad de rendimientos i Condiciones de trabajo
Eficiencia de uso y consumo de agua en maíz bajo diferentes tratamientos de fertilización Don Osvaldo 2005/06, G. Beltramo y col. (AAPRESID) Tratamiento Rendimiento (kg/ha) EUA (kg/mm) Testigo 4088 8.9 NP suficiencia 5211 11.4 NPS suficiencia 9334 19.6 NPS reposición 10901 21.9 P i it i i b d Precipitaciones siembra a madurez 386 mm
Toma de decisiones en el manejo de nutrientes Posibles factores de sitio Cultivo Suelo Productor Aplic. Nutrientes Calidad de agua Clima Tecnología Apoyos para la toma de decisión Demanda cultivo Abastecimiento i t suelo Eficiencia aplicación Aspectos económicos Ambiente Productor/Propietario Dosis recomendadas Probabilidad de ocurrencia Retorno económico Impacto ambiental Momento de aplicación Etc. Output Decisión Acción Retroalimentación Resultado Fixen, 2005
ra Ha por muest muestra Ha por 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1620 428 32 1980s 72 NA 69 43 Muestreo de suelos e intensidad de muestreo en algunos países Muestras po or año, mil llions 6 5 4 3 2 1980s 2000s Estimaciones basadas en datos disponibles 300 2000s 1 270 262 249 240 0 210 Campos/muestra 180 150 U.S. 0.5 120 India 22 90 83 Argentina: Se analizan aproximadamente 68 140 a 160 mil muestras de suelo por año (2009) 60 32 26 31 30 Años reportados 0 Argentina Australia Brasil China India Rusia EE.UU. 1986 1989 1985 1980 1983 NA 1981 1985 1985 2008 2009 2008 2005 2009 2008 2001 2005 2005
Maíz y Soja Requerimientos Nutricionales Maíz 12000 kg/ha Soja 5000 kg/ha Nutriente Necesidad Extracción Necesidad Extracción ------------------------------ kg/ha ----------------------------- N 232 158 332 243 P 42 32 31 27 S 42 15 20 14 Requerimientos expresados a humedad de recibo de granos (Maíz 14% y Soja 13%) La fijación simbiótica de N aporta gran parte del N para el cultivo de soja Fuente: Ciampitti y García (2007), IA No. 33, AA No. 11
El Ciclo del Fósforo Componente Entrada Pérdida Residuos de las plantas Cosecha Fertilizantes y otros abonos Balance de P del suelo Fósforo orgánico Absorción Minerales Primarios Escurrimiento y erosión P adsorbido Lavado P en solución del suelo P extractable Bray-1 P precipitado
Cómo deberíamos manejar fósforo? Conocer el nivel de P Bray según análisis de suelo
Respuesta a P en Soja 101 ensayos Región Pampeana Argentina (1996 2004) Fuente: INTA, Proyecto INTA Fertilizar, FA UBA, FCA UNER y CREA Sur de Santa Fe Respu uesta a P (kg soj ja/kg P) 60 EUP = 42.0-11.8 Ln(P Bray) 50 R 2 = 0.419 40 30 20 10 0-20 10 kg soja/kg P -10 0 20 40 60 80 14-1616 mg/kg Bray P P Bray (mg/kg)
Fósforo en maíz Recopilado de información de 56 ensayos de Región Pampeana INTA, FA-UBA y CREA Sur de Santa Fe (1997-2008) Resp uesta (kg maíz/kg P) 100 80 60 40 20 Sin P Con P y=2363e 236.3e -0.164x R² = 0.623 0 0 5 10 15 20 25 30 P Bray (mg/kg) Para un costo de indiferencia de 20-30 kg maíz/kg P, el nivel crítico de P Bray sería de 13-15 mg/kg
Cómo db deberíamos manejar fósforo? Conocer el nivel de P Bray según análisis de suelo Decidir Fertilización para el cultivo (Suficiencia), o Fertilización de construcción y mantenimiento : Implica mantener y/o mejorar el nivel lde P Bray del suelo (Reposición)
Residualidad de Fósforo INTA 9deJu Julio o( (Buenos Aires) - Suelo Hapludol típico o (%) dimiento Relativo Rend P aplicado a la siembra del Maíz en Septiembre 1999 P Bray inicial 9 ppm
Probabilidad de Respuesta y Beneficio Económico imiento Relati ivo (%) Rend 100 50 Alta Recomendación de Suficiencia Recomendación para Máximo Rendimiento y Construcción Media ón to Rec comendaci Para Ma antenimien Baja Casi Nula Muy Bajo Bajo Optimo Alto Muy Alto Nivel de P en el Suelo (Bray-1, Olsen o Mehlich-3, h ppm) Adaptado de Mallarino, 2007
Cuánto kg de P debo aplicar para subir 1 ppm de P Bray en Región Pampeana? Dosis según P Bray inicial, % de Arcilla y Zona para el próximo cultivo Rubio et al. (2007) - FAUBA 1 (kg/ha) a aplicar p ara subir ppm P Bray 5 4 3 1 5 ppm 1 10ppm 10 1 15ppm 15 2 5ppm 2 10 ppm 2 15 ppm Sur Norte P 2 20 30 40 50 Arcilla (%) Asume densidad aparente de 1.1 t/m3 y profundidad de 0-20 cm
Relación entre el Balance de P en suelo y el P extractable Bray P-1 Suelos 50 Control 40 Fertilizado con P El P Bray aumenta < 20 ppm aproximadamente 30 El P Bray disminuye aproximadamente 2 ppm por cada 10 kg P de balance negativo -1 suelo) P Bray- -1 (mg P kg 20 0,018*Bal 10 0,37*Bal 0 80 B 70 60-0,19*Bal 50 40 30 20 10 A 0,006*Bal 0-200 -150-100 -50 0 50 100 Balance Acumulado de P (kg P ha -1 ) 4 ppm por cada 10 kg P de balance positivo Suelos > 40 ppm Red CREA Sur de Santa Fe (Ciampitti, 2009)
Algunas consideraciones sobre aplicación de P Forma y Momento P en bandas a la siembra Voleo bajo bj siembra directa en aplicaciones i anticipadas al menos 60 días a la siembra del cultivo Fuente Las fuentes fosfatadas solubles presentan similares eficiencias de uso (FDA, FMA, SFT o SFS)
Métodos de aplicación de P en maíz bajo siembra directa Red AAPRESID Cargill Bianchini et al. (2004) Promedios de seis sitios en Región Pampeana Argentina P Bray al inicio de 8.3 a 22.4 mg/kg g ha) Rendimie ento (kg/ 10000 8000 6000 4000 2000 9179 9682 9973 9774 9699 0 Testigo P25 V P25 I P50 V P50 I I = Incorporado en líneas V = al voleo anticipado
Uruguay Exploración de deficiencias de K en maíz y sorgo en la región oeste Problemas detectados en 2005/06 Ensayo en 2006/07 en V. Constitución (Salto)
Ensayo Potasio en Maíz - Young (Uruguay) Cano et al. (2007/08) (La Macarena) Rendimi iento de Maíz (kg/ha a) 5000 4000 3000 2000 1000 0 313 b 349 b 346 b 3976 a 4458 a Testigo 70 kg Urea 150 kg 150 kg KCl 150 kg KCl Sulfato de + 150 kg amonio Sulfato de amonio
Zinc en Maíz Universidad Nac. Rio Cuarto/Mosaic Campaña 2007/08 +Zn -Zn Foto: Ernesto Caracoche (ASP) Herrera Vega (Bs. As.) Dosis de 11-21 kg de S y 1 kg de Zn
Boro Foliar en Soja de Segunda San Carlos (Santa Fe) Fontanetto y col. - EEA INTA Rafaela, 2008/09 Variable Testigo B foliar en R2-3 Rendimiento (kg/ha) 3068 b 3303 a Materia grasa (%) 19.0 19.6 Proteína (%) 37.2 37.7 Flores/planta 15 días luego R4 39 42 Vainas/planta 15 días luego R4 88 b 133 a Análisis de suelo: MO 2.5% - ph 5.9 - B 0.47 ppm Boro aplicado como Solubor (15% B) en 150 L/ha de agua en R2-3 Variedad A 6411 sembrada el 17/12/2008 a 0.42 m entre surcos Fertilización de base: 19 kg/ha de S, 30 kg/ha de P y 400 kg/ha de calcita
N atmosférico (N 2 ) ATMOSFERA Deposición atmosférica COSECHA FERTILIZANTE Volatilización (NH 3 ) Erosion Fijación biológica (Leguminosas) Residuos Vegetales Absorción del cultivo Denitrificación (NO, NO 2 2) N Orgánico Inmovilización Mineralización Nitratos (NO 3- ) SUELO Lavado
2.5 oja 2 1.5 1 0.5 0 Maíz Arroz - Trigo Soja Tasa de intercambio CO2 en h ( mg CO2 m -2 s - -1 ) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Adaptado de Sinclair & Horie, 1989 N foliar ( g m -2 )
Entrada total de N a las tierras cultivadas en el mundo (Smil, 1999) 169 Tg N por año (1 Tg = 1 millón de toneladas) Fertilizantes. 46% Fijación biológica de N2... 20% (Leguminosas + Organismos fijadores libres) Deposición atmosférica. 12% Excreciones animales 11% Residuos de cultivos... 7%
MOVILIDAD DE LOS NUTRIENTES EN EL SUELO MANEJO ESTRATEGICO DE LA FERTILIZACION Ing Agr Fernando Salvagiotti
Absorción de N a bajos niveles de rendimiento El cultivo puede absorber N en un gran volumen de suelo sin competencia
Absorción de N a altos niveles de rendimiento
Absorción de N a altos niveles de rendimiento Fertilizacion con N elimina la competencia entre plantas y permite un normal desarrollo del cultivo permitiendo incrementar los rendimientos.
EN NUTRIENTES DE MAYOR MOVILIDAD EN EL SUELO, LAS NECESIDADES ESTÁN EN FUNCIÓN DEL RENDIMIENTO OBJETIVO Ing Agr Fernando Salvagiotti
RADIACIÓN CO 2 G E N O T I P O PRODUCCION DE UN CULTIVO T E M P E R A T U R A AGUA NUTRIENTES
Estructura, Densidad Fecha Siembra RADIACIÓN CO 2 G E N O T I P O PRODUCCION DE UN CULTIVO T E M P E R A T U R A AGUA NUTRIENTES Riego Fertilización
MAXIMO ALCANZABLE FACTIBLE Medidas para incrementar el rendimiento F. Definidores Factores Limitantes CO 2 Radiación Temperatura Genotipo Agua Nutrientes ACTUAL Medidas para proteger el rendimiento i Factores Reductores Malezas Enfermedades Insectos Contaminantes Adaptado de Van Ittersum y Rabbinge, 2001 Nivel de rendimiento
Rendimientos de maíz en secano y sin limitantes en la disponibilidad de agua. Siembras de principio de Octubre. 16000 14000 Sin limitantes hidricas Secano Rend dimiento (kg ha 1 ) 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 2005/06 2006/07 2007/08 Promedio de los híbridos de mayor rendimiento ECR EEA Oliveros INTA (Pedrol et al, 2006, 2007 y 2008)
N atmosférico (N 2 ) ATMOSFERA COSECHA Fijación biológica Absorción del cultivo N Orgánico Inmovilización Mineralización Nitratos (NO 3- ) SUELO
FBN y Fertilización nitrogenada en soja BN (kg ha -1 ) N derivad do de F 350 300 250 200 150 100 50 0 N aplicado en la zona de nodulos N aplicado tarde en el ciclo Aplicación profunda de N Cepa alta efectividad 0 400 800 1200 1600 Fertilizante N (kg ha -1 ) Salvagiotti et al, 2008
COMPENSACION entre FBN y fertilizante N Rendimie ento relativ vo 1,1 1,0 0,9 0,8 07 0,7 0,6 0,5 4.5 Mg ha -1 1 2 3 4 5 6 Maximo rendimiento por sitio (Mg ha -1 ) Sin limitantes en crecimiento ph edafico bajo Cepas de Rhizobium baja eficiencia Bajas temperaturas Suelos baja fertilidad Suelos sin historia sojera Sequia Salvagiotti et al, 2008
Inoculación Respuesta a la inoculación en lotes con historia sojera Inoculant te (kg ha -1 )6000 5000 4000 3000 Rendim miento con 2000 1000 0 y = 1.05 x; r² = 0.91 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Rendimiento sin inocular (kg ha -1 ) Enrico y Capurro, 2009. Sobre base de datos Proyecto INOCULAR
N atmosférico (N 2 ) ATMOSFERA FERTILIZANTE Volatilización COSECHA (NH 3 ) Absorción del cultivo Denitrificación (NO, NO 2 2) N Orgánico Inmovilización Mineralización Nitratos (NO 3- ) SUELO Lavado
Disponibilidad de nitrógeno a la siembra y el rendimiento relativo de MAIZ < 9600 kg ha -1 > 9600 kg ha -1 Rendimiento relativo 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 y = 0.55 + 0.00030003 x si x < 137 y = 1 si x > 137 r 2 = 0.68 0 50 100 150 200 250 300 350 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 Nds (N-NO 3 0-60 cm + N fertilizante) (kg ha -1 ) y = 0.45 + 0.0003 x si x < 161 y = 1 si x > 161 r 2 = 0.82 0 50 100 150 200 250 300 350 Salvagiotti et al, 2010
AMBIENTES DE ALTO RENDIMIENTO Baja Respuesta Alta Respuesta 14000 14000 (kg ha -1 ) Rendimiento 12000 10000 8000 12000 10000 8000 6000 6000 Nds = 117 kg ha -1 Nds = 78 kg ha -1 0 20 40 60 80 100 120 140 160 N fertilizante (kg ha -1 ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Salvagiotti et al, 2010
AMBIENTES DE BAJO RENDIMIENTO Baja Respuesta 14000 14000 Alta Respuesta 12000 12000 Rendimien nto (kg ha -1 ) 10000 10000 8000 8000 6000 6000 Nds = 35 kg ha -1 Nds = 54 kg ha -1 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 N fertilizante (kg ha -1 ) Salvagiotti et al, 2010
Retorno Económico según ambiente Retorno neto (U$S/ha) ALTO RENDIMIENTO Baja Respuesta Alta Respuesta 400 400 300 5:1 10:1 20:1 300 Nds = 117 kg ha -1 Nds = 78 kg ha -1 200 200 100 100 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 0 50 100 150 200 250 $$ Maíz = 110 U$S/ ton $$ N = 1.04 U$S/kg N N fertilizante (kg ha -1 ) Salvagiotti et al, 2010
Retorno Económico según ambiente (U$S/ha) Re etorno neto BAJO RENDIMIENTO Baja Respuesta Alta Respuesta 400 400 Nds = 35 kg ha -1 5:1 Nds = 54 kg ha -1 10:1 300 20:1 300 200 200 100 100 0 0 50 100 150 200 250 0 0 50 100 150 200 250 $$ Maíz = 110 U$S/ ton $$ N = 1.04 U$S/kg N N fertilizante (kg ha -1 ) Salvagiotti et al, 2010
Es importante el momento en que esta disponible ibl el nitrógeno para el cultivo
Relación entre la tasa de crecimiento en periodo critico en diferentes ambientes de región pampeana Número de granos (gr ranos m -2 ) 4400 4200 4000 3800 3600 3400 3200 San Jerónimo y = 53 x + 2320 Monje r 2 =050 0,50 Arroyo Dulce El Dorado Junín 3000 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 Tasa de crecimiento del cultivo (V9-R3, g m -2 día -1 ) Prystupa et al, 2006
Momento de aplicación de N en maíz Testigo: 10647 kg/ha 14000 Siembra V6 Divididaidid Rendimi iento (kg/ /ha) 12000 10000 8000 6000 4000 60 120 180 Dosis de N (kg/ha) Gudelj et al., 2001
MAYOR MOVILIDAD MAYOR SUSCEPTIBILIDAD A PERDIDAS EN EL SISTEMA Ing Agr Fernando Salvagiotti
N atmosférico (N 2 ) ATMOSFERA FERTILIZANTE Volatilización COSECHA (NH 3 ) Absorción del cultivo Denitrificación (NO, NO 2 2) N Orgánico Inmovilización Mineralización Nitratos (NO 3- ) SUELO Lavado
Perdidas de N por volatilización en siembras tardías de maíz Testigo CAN Voleo 12 0 9 Uan Chorreado 12 05-dic 07-dic 09-dic 11-dic Urea Voleo Urea Incorporada 12 N volatilizado (kg ha -1 ) N volatiliz zado (kg ha -1 ) 9 6 3 N volatiliz zado (kg ha -1 ) 9 6 3 0 05-dic 06-dic 07-dic 08-dic 09-dic 10-dic 11-dic 0 05-dic 06-dic 07-dic 08-dic 09-dic 10-dic 11-dic 60 kg N 120 kg N Fecha siembra: Nov. 25 Salvagiotti y Vernizzi, 2006
10000 Fertilización nitrogenada y rendimiento según fuente Rendimiento (k kg ha -1 ) 7500 5000 2500 0 Urea Urea + NBPT UAN 0 50 100 150 Dosis de N (kg ha -1 ) 20 Acumulado 9 días desde la fertilización Urea (kg ha -1 ) 15 Urea + NBPT UAN N volatilizado 10 5 Ferraris et al, 2009 0 0 50 100 150 Dosis de N (kg ha -1 )
Ciclo del Azufre Deposicion atmósferica S atmosferico Cosecha Volatilizacion Fertilizantes minerales Excretas de animales y Biosolidos Residuos vegetales Azufre elemental Escurrimiento yerosion S mineral o adsorbido Absorcion del cultivo S organico S reducido Sulfatos (SO4) - Lavado
Ordenamiento de los sitios con respuesta ( R ) y escasa o nula respuesta ( N ) a la fertilización azufrada (Vilche y col, 2002). 2 R R R R R R RR R R R R R R Axis N R N R R R 80 N NR N R N N N N N N N N N N N N N N N N 0 R R R 40R 80 R R R R R R R NN N R R 40 N Axis 1 % de Materia Orgánica Años de Agricultura Estabilidad estructural N N Ing Agr Fernando Salvagiotti 0 N N N
FERTILIZACION AZUFRADA AUMENTA LA EFICIENCIA EN EL USO DEL N Ing Agr Fernando Salvagiotti
Respuesta a la fertilización con P y S en maíz en la región pampeana p norte (Promedio de 13 sitios) Rendimiento (kg/ha) 8894 9663 10088 10749 N NS NP NPS Prystupa et al., FAUBA-INTA Oliveros INTA Pergamino
Respuesta del cultivo de maíz a la fertilización con azufre 110 Re endimiento relativo (%) 90 70 y = 89.03 + 0.93 x (x<9.45) r 2 = 0.55 50 0 5 10 15 20 25 30 35 Azufre agregado (kg S ha -1 ) Sitio 1 Sitio 2 Sitio 4 Sitio 7 Sitio 10 Sitio 12 Ing Agr Fernando Salvagiotti
110 100 Rend dimiento relativo (% %) 90 80 70 60 50 40 y = 100 (1-e r 2 =0.39, p=0.004-0.2095x ) 1-Iriondo 2-San Lorenzo 3-Gral. López 4-Pergamino 5-Alem 6-Junín 0 10 20 30 40 Disponibilidad de S (suelo + fertilizante) (kg ha -1 ) Ing Agr Fernando Salvagiotti Ferraris y col, 2003
10500 9500 S0 S12 S24 S36 + 369 kg/ha Ren ndimient to (kg ha -1 ) 8500 7500 6500 5500 4500 3500 + 112 kg/ha + 488 kg/ha + 547 kg/ha 2500 1500 Trigo Soja 2da Soja 1ra Maiz FERTILIZACION Fontanetto et al, 2004
CONCLUSIONES
MANEJO ESTRATEGICO MAYOR EFICIENCIA EN EL USO DE NUTRIENTES Ing Agr Fernando Salvagiotti
MANEJO ESTRATEGICO INCREMENTAR LA ACUMULACION DE NUTRIENTES EN EL SISTEMA SUELO-PLANTA REDUCIR PERDIDAS Ing Agr Fernando Salvagiotti
MAXIMO ALCANZABLE FACTIBLE Medidas para incrementar el rendimiento F. Definidores Factores Limitantes CO 2d Radiación Temperatura Genotipo Agua Nutrientes ACTUAL Mdid Medidas para proteger el rendimiento Factores Reductores Malezas Enfermedades Insectos Contaminantes Adaptado de Van Ittersum y Rabbinge, 2001 Nivel de rendimiento
El manejo de los nutrientes es central para sostener sistemas de producción sustentables Efectos directos sobre los rendimientos de los cultivos e indirectos a través de una mejora en la fertilidad del sistema
El uso racional de fertilizantes es esencial para sostener alta producción de los cultivos con la mayor eficiencia en el uso de los recursos e insumos Desarrollar estrategias de manejo en base a la movilidad de los nutrientes
Identificar los factores que limitan la producción de los cultivos es el primer paso para poder disminuir las brechas de rendimiento entre los rendimientos actuales y los máximos ái alcanzables Generar estrategias de manejo nutricional por ambientes para poder disminuir la brecha de producción en cada uno de ellos
La incorporación de las nuevas tecnologías orientadas a maximizar la producción por unidad ddde superficie db debe estar enmarcada dentro de las buenas practicas agrícolas Intensificar la producción de granos (mas kg por unidad de superficie, bajo impacto ambiental) basados en los principios científicos detrás de las nuevas tecnologías
Muchas gracias!! Fernando O. García y Fernando Salvagiotti Sl i www.ipni.net/lasc fgarcia@ipni.net www.inta.gov.ar/oliveros fsalvagiotti@correo.inta.gov.ar