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Simposio Fertilidad 2009p
Mejores Prácticas de Manejo para Nitrógeno: i j l fi i i dun camino para mejorar la eficiencia de uso
en los cultivos
Hernán Echeverría Nahuel Reussi Calvo y Fernando GarcíaHernán Echeverría, Nahuel Reussi Calvo y Fernando García
Rosario, 12 y 13 de Mayo
Objetivo - ContenidoPlantear el marco conceptual para definir las MPM para N en los cultivos, en pos de maximizar la EUN
d t f i i i l i t bi t ly de esta forma minimizar el impacto ambiental
•La EUN•La EUN•El ciclo del N en el sistema suelo-planta•MPM para los cultivosMPM para los cultivos
– Fuente– Forma– Momento– Dosis
Cantidad y distribución del N aportadoCantidad y distribución del N aportado
• N total ingresado en sistemas de cultivosN total ingresado en sistemas de cultivos 169.000.000 Ton por año
47% por fertilizantes– 47% por fertilizantes– 20% por FBN (simbiótica y libre)
12% por deposición atmosférica– 12% por deposición atmosférica– 12% por residuos de origen animal
7% id d t l– 7% por residuos de vegetales
C t l 2002Cassman et al., 2002
120
s
4000000
0
1962 a 2002
60
80
100
o de
fert
iliza
ntes
gena
dos
(Mt)
2000000
3000000
n m
undi
al *
1000∆ = 8 veces ∆ = 2 veces
y = 1.9145x - 3738r2 = 0.94
0
20
40
1956 1962 1968 1974 1980 1986 1992 1998 2004 2010
Con
sum
oni
trog
y = 37864x + 64r2 = 0.93
0
1000000
0 20 40 60 80 100 12
Pobl
ació
n
Años Consumo de fertilizantes nitrogenados (Mt)
120
140
N)
60
80
100
120
n gr
ano/
Ton
N
0
20
40
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
EUN
(Ton
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Año
Raun y Schepers (2008)
Consumo de fertilizantes nitrogenados A tien Argentina
Otros fertilizantes N
800
ogen
ados
Fosfato mono y damonicoNitrato de amonio+CANUANUrea
400
600
izan
tes
nitro
adas
de
N)
200
mo
de fe
rtili
(tone
la
01993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007C
onsu
Año
SAGPyA y Fertilizar AC
Año
Relación entre el N aplicado y el idremovido en grano
0 5
0.6
0.7
Rem
oció
n
N P K S
0.3
0.4
0.5
licac
ión/
R
0.1
0.2
laci
ón A
p
01993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007
Rel
Garcia y Ciampitti, 2008
Evolución del C en argiudoles desde la i t d ió d l i ltintroducción de la agricultura
80808080
60ha
) 60ha) 60
ha) 60ha)
40
rbon
(t/h
40
bono
(t/
40
rbon
(t/h
40
bono
(t/
y = -6,4 Ln(x) + 70R2 = 0 71
20
Car
y = -6,4 Ln(x) + 70R2 = 0 71
20Car
b
y = -6,4 Ln(x) + 70R2 = 0 71
20
Car
y = -6,4 Ln(x) + 70R2 = 0 71
20Car
b
R = 0,71
00 30 60 90 120
R = 0,71
00 30 60 90 120
R = 0,71
00 30 60 90 120
R = 0,71
00 30 60 90 120
Years under croppingAños de agriculturaYears under croppingAños de agriculturaAlvarez y Steinbach (2006) a partir de Andriulo y Cordone (1998)
MO según las cartas de suelo de INTA t lINTA y actuales
En base a 19842
Sainz Rozas et al., inéditoInstituto de Suelos INTA Castelar a fines de los 70
muestras. 2005-6 En elaboración
Ciclo del N FBN
GRANOS
NO2; NO-3
Residuos vegetales i l
VolatilizaciónFertilizantesAbsorción
suelo
y animales
Desnitrificación
NítricosAmoniacales
N en MO
Minerales del sueloNH4
+ NO3=
N en MO
R d ió
Oxidación
Minerales del suelo
NO2-
Reducción
Arcillas
Lavado-erosión
Pérdidas de N
Pérdidas por volatilización de amoníacoPérdidas por desnitrificaciónPérdidas por lixiviación de nitratosPérdidas por lixiviación de nitratos
14
16
18 0N Urea 70
Urea 140 Urea 210S14
16
18 0N Urea 70
Urea 140 Urea 210S14
16
18 0N Urea 70Urea 140 Urea 210V6
14
16
18 0N Urea 70Urea 140 Urea 210V6
8
10
12
14
(kg
ha-1
dia
-1)
8
10
12
14
(kg
ha-1
dia
-1)
8
10
12
14
(kg
ha-1
día
-1)
8
10
12
14
(kg
ha-1
día
-1)
2
4
6
N-N
H3
2
4
6
N-N
H3
2
4
6
N-N
H3
2
4
6
N-N
H3
00 1 2 3 4 5
Días desde la fertilización
00 1 2 3 4 5
Días desde la fertilización
00 1 2 3 4
Días desde la fertilización
00 1 2 3 4
Días desde la fertilización
Pérdidas de N
Pérdidas por Se favorece la pérdida de NH3: volatilización de amoníaco
cuando el pH es elevado
d lcuando un suelo se seca
cuando la temperatura es elevada
cuando el NH3 está cerca de la superficie
cuando el NH3 no escuando el NH3 no es retenido en el sistema coloidal
Pérdidas de NPérdidas de N
Pérdidas por volatilización de amoníacoPérdidas por desnitrificaciónPérdidas por lixiviación de nitratos
1200
0 N1998/99Pérdidas por lixiviación de nitratos
600
800
1000
g ha
-1 d
-1)
0-N70 (P)210 (P)70 (V6)210 (V6)
* **
200
400
600
N2O
-N (g
V6
F PM
00 25 50 75 100 125 150 175
Days after planting
NO3- ------- NO2
- ------- NO ------- N2O ------- N
Pérdidas de N
Pérdidas por volatilización de amoníacoPérdidas por desnitrificaciónPérdidas por lixiviación de nitratosPérdidas por lixiviación de nitratos
80
100Balcarce Tres Arroyos
40
60
(kg
ha-1
) Modelos de simulación
Impacto ambiental
0
20
40N s u ac ó
00 100 200
Dosis de N (kg ha-1)
Costa et al., 2003
Fuente de N: f tili t it d
Otros fertilizantes N
fertilizantes nitrogenados
800
ogen
ados
Fosfato mono y damonicoNitrato de amonio+CANUANUrea
400
600
zant
es n
itro
das
de N
)
200
mo
de fe
rtiliz
(tone
lad
01993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007C
onsu
m
AñoAño
SAGPyA y Fertilizar AC
Fertilizantes de liberación lenta Inhibidores de la actividad ureasa y de la
nitrificación ☺•(NH2)2CO
(NH ) CO•(NH4)2CO 3
•NH+4
Productos Productos inhibidores de NH 4
•NO-2
inhibidores de la actividad ureasa
la nitrificaciónNitrapirin
•NO-3
nBTPTp
Fuente de Concentración Nutriente Rango Promedio
N:abonos de
-----------------%-------------------N 0.55-4.00 1.90 P 0.12-1.60 0.65
origen animal ☺
K 0.29-3.20 2.00S 0.5 0.5 Ca 0.17-3.60 1.30 M 0 19 1 50 0 69Mg 0.19-1.50 0.69Na 0.10-2.80 0.74 Fe 0.12-1.25 0.56 Z 0 001 0 014 0 008Contenido Zn 0.001-0.014 0.008Cu 0.0001-0.003 0.002 Mn 0.006-0.115 0.038 B 0 014 0 014
Contenido de
nutrientes B 0.014 0.014Cl 1.4 1.4 Cd 0.002 0.0002 Al 0 52 0 52
en estiercol vacuno
Al 0.52 0.52Li 0.0009 0.0009 Pb 0.0002 0.0002
Fuente de N:☺abonos de origen animal ☺
Aplicación de bioabono (estiércol fresco de bovino de tambo y rastrojo de trigo) en Chilede tambo y rastrojo de trigo) en Chile
Seguel et al., 2003
Fuente de N: abonos de origen vegetal ☺
• Solución de compromiso entre aporte
Fuente de N: abonos de origen vegetal ☺
Solución de compromiso entre aporte de C y N vs. consumo de agua
• Linea de investigación vigenteLinea de investigación vigente• Otras ventajas:☺ > actividad y diversidad biológica☺ > actividad y diversidad biológica☺ > estabilidad de agregados☺ > porosidad☺ porosidad☺ > infiltración☺ > capacidad bufferp
Fuente de NFuente de N
• Fertilizantes sintéticos☺ Alta concentración y uniformidad☺ Alta concentración y uniformidad☺ Ventajas operativas (manipuleo, distribución)
Costo energéticoCosto energéticoAbonos orgánicos de origen animalAb á i d i t lAbonos orgánicos de origen vegetal
Dosis de N
• Análisis de muestras de suelo
Dosis de N
Análisis de muestras de suelo• Análisis de muestras de planta
M d l d i l ió• Modelos de simulaciónN disponible: amonio y/o nitrato?
Profundidad: 0-20, 0,40 o 0,60 cm? 75
100
(0-6
0 cm
)
75
100(0
-60
cm)S M
0-60 cm = 1.24*0-40 cm - 0.74r2 = 0.98
25
50
N-NO
3- kg
ha-1
0-60 cm = 1.38*0-40 cm - 0.21r2 = 0.90
25
50
N-NO
3- kg
ha-1
00 25 50 75 100
N-NO3- kg ha-1 (0-40 cm)
N
00 25 50 75 100
N-NO3- kg ha-1 (0-40 cm)
N
Barbieri et al., 2008
D i d N A áli i d d l DOEDosis de N: Análisis de muestras de suelo, DOE
8000 14
6000
8000
g/ha
)
10
12
14
N
V. Francesas
2000
4000
endi
mie
nto
(kg
Rto (S) = -0.106*NN2 + 38.0*NN + 3084 4
6
8
Kg
gran
o/kg
N
0
2000
0 50 100 150 200 250 300
Re Rto (S) 0.106 NN 38.0 NN 3084
r2 = 0.54U = 178 kg NN ha-1
0
2
4
0 50 100 150 200 250 300
N disponible (kg ha-1)
T i V i d d F
0 50 100 150 200N disponible (kg ha-1)
Trigo: Variedades Francesas
Altos rendimientos Barbieri et al., 2009
Dosis de N: Análisis de muestras de suelo, Maíz, 0-60 cm, Nan?
y = 6E 06x2 + 0 0032x + 0 621 05y = -2E-06x2 + 0,0015x + 0,77
1 05y = -6E-06x2 + 0,0032x + 0,62R2 = 0,69
0,95
1
1,05y
R2 = 0,66
0,95
1
1,05
0,8
0,85
0,9
nd R
elat
ivo
0,8
0,85
0,9
nd R
elat
ivo
Bajo NoAlto No
0 65
0,7
0,75Ren
y = -6E-06x2 + 0,0036x + 0,540 65
0,7
0,75Ren
0,6
0,65
0 50 100 150 200 250
N s+f (kg/ha)
y 6E 06x 0,0036x 0,54R2 = 0,86
0,6
0,65
0 50 100 150 200 250
N s+f (kg/ha)( g )
Sainz Rozas et al., 2008
s ( g/ a)
Dosis de N: Análisis de muestras de suelo Nan ISNT?Dosis de N: Análisis de muestras de suelo, Nan, ISNT?
70
80
90
100 Observado N 0Observado N 120Ajustado N 0Ajustado N 120
ISNT N120= -1,70*AA + 371,35R2 = 0,55
400
500
g-1)
40
50
60
Nan
(mg
kg -1
)
Nan N0= 47,1 - (47,1 - 81,4)*exp (-0,3*AA) R2= 0,76
ISNT N0 = -1,01*AA + 346,93R2 = 0,24
200
300
ISN
T (m
g kg
0
10
20
30N
Nan N120= 39,5 - (39,5 - 89,2)*exp(-0,35*AR2 0 88
0
100
0 10 20 300 10 20 30
Años de agricultura
R2=0,88Años de agricultura
Genovese et al., enviado
Dosis de N: Análisis de muestras de planta MaízDosis de N: Análisis de muestras de planta. Maíz
• Concentración de N total– Hoja en V6 3,2 %– Hoja en prefloración 2,4 %– Tallo a cosecha 0,35 %– Grano 1,0 %
• Concentración de Nitrato• Concentración de Nitrato Concentración de
N-NO3-
Rendimiento
relativo
Probabilidad de
respuesta a N
C t í %Categoría ppm %
Baja < 250 60 Elevada
Marginal 250-700 90 Escasag
Optima 700-2000 96 Nula
Exceso > 2000 98 Nula
Dosis de N: Análisis de muestras de planta Clorofila?Dosis de N: Análisis de muestras de planta, Clorofila?
1
1.2
RR= 2,06x-1,2
a1.2
1.4
RR= 1,65x-0,67
b
0.6
0.8
RR
r2= 0,46
0.6
0.8
1
RR
r2= 0,86
0.2
0.4
0.2
0.4
0.6
00.4 0.6 0.8 1 1.2
Indice de suficiencia de N
00.4 0.6 0.8 1
Indice de suficiencia de N
Dosis de N: Modelos de simulaciónDosis de N: Modelos de simulación
MODELSDATABASES APPLICATIONS
Crop ModelsWeather
Soil
SUPPORT SOFTWARE
Validation /SensitivityAnalysis
Seasonal Strategy
DSSAT User Interface
Pests
GeneticsGraphics
Weather
SUPPORT SOFTWARE
Crop Rotation /SequenceAnalysis
Analysis
Experiments
Economics
SoilSpatial Analysis /
GIS Linkage
Componentes de DSSATExperiments
Pests
Componentes de DSSAT
Genetics
Economics
Dosis de N: Modelos de simulaciónDosis de N: Modelos de simulación
1o
1 0o
0.6
0.8
1
défic
it hí
dric
o Balcarce Tres Arroyos Puán
0.6
0.8
1.0
xces
os h
ídric Balcarce Tres Arroyos Puán
0.2
0.4
abili
dad
de d
0.2
0.4
abili
dad
de e
x
0Siembra Macollaje Espiga
embuchada
Momento de fertilización
Prob 0.0
Siembra Macollaje Espigaembuchada
Momento de fertilizaciónPr
oba
o e to de e t ac ó Momento de fertilización
Aplicación modelo DSSAT, probabilidad de déficit o exceso híd i t i
Reussi y Echeverría, 2007hídrico en trigo
Dosis de N: Modelos de simulaciónDosis de N: Modelos de simulación
50 50
40
50
(kg
ha-1) Leaching
Denitrif icationMdP 2003
40
50
(kg
ha-1) Leaching
Denitrif icationMdP 2005
20
30
gen
loss
es (
20
30
gen
loss
es (
0
10
0 75S 125S 175S 75T 125T 175T
Nitr
og
0
10
Nitr
og
Aplicación modelo DSSAT, par estimar la magnitud de las
0 75S 125S 175S 75T 125T 175T
N rate (kg ha-1)0 60S 120S 60T 120T
N rate (kg ha-1)
p , p gpérdidas de N
Barbieri et al., 2008
Momento de aplicación de N: TrigoMomento de aplicación de N: Trigo
40
50
ha-1) Leaching
Denitrif icationMdP 2005
0.8
1.0
os h
ídri
co Balcarce Tres Arroyos Puán
20
30
en lo
sses
(kg
0.4
0.6
dad
de e
xces
o0
10
0 60S 120S 60T 120T
Nitr
oge
0.0
0.2
Siembra Macollaje Espigaembuchada
Pro
babi
lid0 60S 120S 60T 120T
N rate (kg ha-1) Momento de fertilización
Momento de aplicación de N: TrigoMomento de aplicación de N: Trigo
10
12
14V. Francesas
6000
8000
a)
6
8
10
Kg
gran
o/kg
N Siembra
Macollaje4000
dim
ient
o (k
g/ha
Siembra r2 0 54 U 178 kg N
Macollaje r2 = 0.57 U= 145 kg N
0
2
4
0
2000Ren
d
Siembra Macollaje
Siembra r2 = 0.54 U= 178 kg N
00 50 100 150 200
ND (kg ha-1)0 50 100 150 200 250 300
NN (kg ha-1)
Barbieri et al., 2009
Variedad francesa
Alto rendimiento∆ 10,5 % de rendimiento
∆ 18 %más de N
Momento de aplicación de N: TrigoFraccionar dosis
Tratamientos a la siembra de: 0, 90 y 140 kg N/ha (sobre N inic de 60 kg N/ha)
7000
8000
ha-1
)
y g ( g )
30 kg N en macollaje, 2 nudos, hoja bandera y antesis
c b
4000
5000
6000
en g
rano
(kg
h MomentoTest. 60N 150 N 200 N
N inicial
k k N-1
3616
g
4170
e
4278
e
3800
f
3631
g 5235
d
5273
d
5136
d
5681
c
5808
bc
5782
ab
5877
a
5938
a
5684
b
5668
b
1000
2000
3000
Ren
dim
ient
o e
Siembra 17 12,6Macoll 18 5 14 9 3 2
kg grano kg N-1
0
1000
T - T
T - M
T - 2
N
T- H
B
T- A
A
150N
- T
150N
- M
150N
-2N
50N
- HB
50N
- AA
200N
- T
200N
- M
00N
- 2N
00N
- HB
00N
- A
A
R Macoll 18,5 14,9 3,22 nudos 22,1 19,1 5,2
H bandera 6,1 1,3 -3,3
1 1 15 15 2 20 20 20
N inicial - Momento
Redolatti y col. 2007
Antesis 0,5 -3,3 -3,8
Momento de aplicación de N: TrigoFraccionar dosis
11,012,013,014,0
no (%
)
0,1
j
0,3
i
0,7
h
11,2
g
11,3
fg
11,3
f
11,4
f
11,8
e
12,0
de
12,1
d
12,3
c
12,3
c
12,6
b
12,7
a
12,9
a
7,08,09,0
10,0,
teín
a en
gra
n
10 10 10 11
4,05,06,07,0
T M N B AA T M N B AA T M N B AA
Prot
T -
T - M
T - 2
T- H T- A
150N
-
150N
- M
150N
-2
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- H
150N
- A
200N
-
200N
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200N
- 2
200N
- H
200N
- A
N inicial - Momento
Redolatti y col. 2007
Momento de aplicación de N: TrigoFraccionar dosis
12b a6000
a a 3504 )
8
10
a (%
)
c b a
3000
4000
5000
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g/ha
)
b
a a
200
250
300
350
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W (J
10
c
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2
4
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Pro
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1000
2000
3000
Ren
dim
ient
50
100
150
b. a
lveo
gráf
ic
0
9,9 10,7 11,4
T 160 120M+40A
0
3652 5392 5301
T 160m120m+
40a
0Trab
218 289 303
T 160 120M+ 40A
Balcarce, B Sureño. Red calidad del Convenio INTA-Fertilizar
, , ,
,
Forma de aplicación de NForma de aplicación de N
• Volear o incorporar la urea?
16
18 0N Urea 70
Urea 140 Urea 210S16
18 0N Urea 70
Urea 140 Urea 210S16
18 0N Urea 70Urea 140 Urea 210V6
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18 0N Urea 70Urea 140 Urea 210V6
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18 0N Urea 70
Urea 140 Urea 210S16
18 0N Urea 70
Urea 140 Urea 210S16
18 0N Urea 70Urea 140 Urea 210V6
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18 0N Urea 70Urea 140 Urea 210V6• Chorrear o asperjar el UAN?
10
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ha-1
dia
-1)
Urea 140 Urea 210
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)
C o ea o aspe ja e U
• Solución de compromiso entre
2
4
6
8
N-N
H3
(kg
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N-N
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N-N
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(kg
2
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N-N
H3
(kg• Solución de compromiso entre
maximizar la recuperación y el costo de la aplicación0
0 1 2 3 4 5
Días desde la fertilización
00 1 2 3 4 5
Días desde la fertilización
00 1 2 3 4 5
Días desde la fertilización
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Días desde la fertilización
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Días desde la fertilización
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Días desde la fertilización
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Días desde la fertilización
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Días desde la fertilización
costo de la aplicación
• Fertirrigación?Fertirrigación?
Forma de aplicación de N: fitotoxicidadDosis críticas de fertilizantes para pérdidas de 20-50% de plantas
Cultivo Fertilizante Dosis crítica (kg/ha) 25% 50%
Trigo Urea 30-50 75-120 FDA, FMA, SFT 20-40 55-75
Soja SFS 20-80 60-120 SA 20-30 60-80 Urea 15-30 60-80
Maíz NA, CAN, SA 60-80 100-130 FDA 60-80 130-170
Girasol Urea, NA, CAN,SA 20-40 60-90 FDA 40-50 80-120
Ciampitti et al., 2006
MPM para Nitrógenoun camino para mejorar la EUN
MPM para Nitrógenoun camino para mejorar la EUN p jp j
Mantener y mejorar el M t
250
300
350
o W
(J 1
04 )
c
b a
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04 )
c
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mejorar el rendimiento
Mantener y mejorar la
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alv
eogr
áfic
o
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alv
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calidadPreservar la calidad
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Trab
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T 160 120M+ 40A
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Trab
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T 160 120M+ 40A
Preservar la calidad de los recursos suelo agua y aire
Simposio Fertilidad 2009suelo, agua y aire
Instituto de Suelos INTA Castelar a fines de los 70
En base a 19842 muestras. 2005-6 En elaboración
Instituto de Suelos INTA Castelar a fines de los 70Instituto de Suelos INTA Castelar a fines de los 70
En base a 19842 muestras. 2005-6 En elaboración
En base a 19842 muestras. 2005-6 En elaboración
MPM para Nitrógenoun camino para mejorar la EU
MPM para Nitrógenoun camino para mejorar la EU p jp j
Agricultura sustentable es aquella Agricultura sustentable es aquella Agricultura sustentable es aquella que satisface las necesidades del Agricultura sustentable es aquella que satisface las necesidades del productor y de la sociedad de manera ambientalmente segura, productor y de la sociedad de manera ambientalmente segura, g ,continua y lucrativa
g ,continua y lucrativa
Simposio Fertilidad 2009