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FERTILIZACION NITROGENADA ENCEREALES DE INVIERNO

PRIMEROS RESULTADOS ENCASTILLA Y LEON

El cultivo del cereal en secanos semiáridoses el eje de la agricultura en la España inte-rior: Castilla y León, Castilla-La Mancha y Aragón,así como en áreas geográficas similares deNavarra, Extremadura y Andalucía. Sólo enCastilla y León, se dedican más de 2 millonesde ha al cultivo de cereal en secano, dondese viene observando una marcada tendenciahacia la práctica del monocultivo cerealista—cereal tras cereal sin barbecho blanco nicultivo intercalar alguno—, motivado por pro-blemas de liquidez de tesorería inminente enlas explotaciones, combinados con la escasarentabilidad de los cultivos alternativos y laexigua dimensión de las explotaciones.

La mejora de la rentabilidad de estos siste-mas de cultivo no ha de pasar necesariamen-te por la consecución de mayores produccio-nes físicas, pues, en muchas ocasiones, elfactor limitante es el agua de que la plantadispone a lo largo del ciclo vegetativo, lógi-camente variable con la pluviometría de cadaaño. La minoración de los gastos que exige el

cultivo sin detrimento o sin apenas reducciónde la producción es otra vía de mejora detales sistemas de cultivo de general acceso.

El cuadro 1 incluye la cuantía de los gastosde cultivo para el cereal en zonas semiáridasde Navarra.

Cuadro 1.—DISTRIBUCION DE GASTOS EN PTAS/HAY EN PORCENTAJE DE SECANOS SEMIARIDOS DE

NAVARRA (De ITGC, Bol. 36, 1983)

Ptas/ha

Gastos directos 20.800 49Semillas 5.300 12,5Abonos 14.800 35Fitosanitarios 700 1,5

Gastos de maquinaria 21.200 51Laboreo previo 10.500 25Siembra 1.500 4Abonado 1.700 4Tratamientos 700 2Recolección 5.300 12Transporte 1.500 4

91

Producción Producción'UD

Producción

Dosis fertilizante

Dos líneas

Según estos datos, un 35 por 100 de losgastos de cultivo se destinan a la fertilización,y se estima que la nitrogenada supone entorno al 20 por 100 de todos los gastos. Lafertilización nitrogenada, junto con el laboreoprevio a la siembra, son los dos epígrafes queabsorben recursos en mayor proporción parael cultivo de cereales en estas condiciones.

Sin duda, por esta razón, la fertilizaciónnitrogenada de los cereales ha sido uno de losaspectos estudiados más frecuentemente eninvestigación y experimentación agronómica,junto con nuevas variedades y tratamientosfitosanitarios.

Pero el estudio de la fertilización nitroge-nada resulta de gran complejidad debido alas interacciones existentes entre:

— Las aportaciones de nitrógeno proceden-tes de la descomposición de materias orgáni-cas en restos de cosechas anteriores.

— El comportamiento del nitrógeno en elsuelo.

— La nutrición nitrogenada de las plantas ysu efecto sobre el crecimiento, desarrollo yfructificación de los cereales.

El comportamiento del nitrógeno en elsuelo comprende los conocidos fenómenosde la mineralización, nitrificación y reducción,por un lado, y por otro el lixiviado de losnitratos por las aguas de lluvia.

Para profundizar en el conocimiento de lafertilización nitrogenada, aparte del empleode isótopos de nitrógeno, se procede al estu-dio de resultados obtenidos por:

— El análisis del suelo, que ordinariamenteda la cantidad total de nitrógeno existente enel perfil de suelo hasta la profundidad explo-rada en esa toma. Conocido esto, junto conel ritmo de mineralización de N orgánico a Nmineral en ese suelo, se pueden estimar losaportes recibidos durante la cosecha siguiente.

— El análisis de savia en determinadomomento de desarrollo del cultivo que per-

mite estimar el estado nutricional del mismoen períodos previos a la máxima demanda deN que, como es bien sabido, coincide con elahijado-entallado de los cereales.

— La experimentación en campo con sumi-nistro de dosis crecientes de fertilizante, enuna o varias aportaciones, que ha sido lamanera más general de estudiar el problema.

Este último procedimiento ha sido seguidoen las experiencias diseñadas en Castilla yLeón, que ahora se presentan.

El sistema de cultivo en las condiciones yaexpuestas —monocultivo cerealista en secanosemiárido—, permite suponer que:

— El lixiviado carece de importancia, puesrara vez la capa de suelo humedecida a satu-ración desciende por debajo de 50 cm a lolargo del año.

— Los aportes de residuos de cosechas yel ritmo de mineralización no son excesiva-mente variables de año a año.

— El factor limitante para la producción,casi todos los años, es la humedad disponiblepara la planta al final de su ciclo vegetativo.

MODELO DE RE.

La fórmula que relaciona la dosis de fertili-zante suministrada con la cantidad de cose-cha obtenida, comúnmente llamada curva derespuesta, fue establecida ya a principios desiglo como la ley de los «rendimientos decre-cientes » (Mitscherlich, 1909), cuya expresiónmatemática más conocida reviste la formaexponencial.

Otros modelos de respuesta han sido pro-puestos para explicar y medir el mismofenómeno de entre los que destacan: fórmu-las polinómicas (Balmukand, 1928; Nelder,1966), aunque la de empleo más común, sinduda por la facilidad de las operacionesmatemáticas para conseguir su ajuste, es lafórmula cuadrática o parabólica, y, a veces, lacúbica: sin olvidar el modelo más simple, a

Dosis fertilizante

Cuadrática

Fig. 1.—Tipos de curva de respuesta al abonado.

Dosis fertilizante

Exponencial

92

veces propuesto, formado por dos semirrectasque se encuentran, una ascendente y otrahorizontal.

El modelo de respuesta que mejor se ajustaa los resultados obtenidos tiene mucho quever con la zona de la curva en que se sitúanlas dosis ensayadas. Así, por ejemplo, si seensayan tres dosis en el entorno del óptimoesperado —producción máxima— el modeloparabólico resulta ser, casi siempre, muyadecuado a la respuesta obtenida, sobre todosi en ausencia de fertilización aportada laproducción conseguida es considerable; enotras palabras, si el nitrógeno liberado en elsuelo por los restos de cosechas anteriores,es importante.

Por el contrario, cuando el N liberado esmuy escaso, y si además se ensayan dosis deN claramente insuficientes, aumentándolashasta llegar y superar el óptimo, el modeloexponencial puede presentar un comporta-miento satisfactorio en cuanto al ajuste.

Por otra parte, el nitrógeno extraído por elcultivo de cereal depende de la cantidad denitrógeno disponible en el suelo y de la repo-sición de nitrógeno mediante la fertilización(Spiertz, J. H. J., 1979).

Si a partir de los resultados obtenidos enla experiencia, se intenta establecer la rela-ción existente entre el N suministrado y el Nextraído por la cosecha obtenida, se obtieneuna relación lineal del tipo representado en lafigura 2, cuyos ejes de abcisas y ordenadashan sido rotados un cuarto de vuelta respectoa la posición habitual por conveniencia paracuando se representa conjuntamente con lacurva de respuesta al abonado nitrogenado(figura 6).

o 25 50 75 100 125 150

25

Fig. 2.—Relación entreN extraído por la cose-cha y N aportado como

fertilizante.

N. extraído kg/ha

50 —

75 -

100 -

Producción~I> glaM

c6O.

A

125 -

150 -

N. fertiliz. kg/ha

Dos puntos notables hay que destacar enesta relación, N, que representa la cuantía deN extraído por la cosecha cuando no seaporta fertilizante, y el punto de compensa-ción cuando la cantidad de N extraída por lacosecha coincide con la aportada como ferti-lizante. Por encima de esta dosis, no todo elfertilizante aportado es extraído por la cose-cha, y se puede hablar de la fracción derecuperación o proporción de fertilizante apor-tado que será recuperado o extraído por lacosecha.

Obviamente, al alejarnos del punto de com-pensación disminuye la fracción de fertili-zante recuperado por la cosecha.

Por las adecuadas condiciones previstaspara su empleo en la divulgación, como secomentará en el apartado siguiente, se haelegido el modelo exponencial para el estudiode la respuesta al abonado nitrogenado pro-curando observar las advertencias antes seña-ladas, en cuanto a dosis a ensayar y existen-cia de respuesta marcada al abonado.

oigo••n

.00

°I. C=0,01

Dosis fertilizante

Fig. 3.—Dos curvas de Mitscherlich con iguales A y B; dis-tintos C.

Esta curva queda definida por tres pará-metros:

Y = f (A, B, C, X) siendo:A = producción máxima cuando el abono no es fac-

tor limitante.= producción obtenida sin añadir fertilizante.= factor de curvatura que define la mayor o

menor concavidad de la curva que une los dospuntos anteriores.

IDONEIDAD PARA LA DIV1 GACK

La divulgación en torno a la fertilizacióndebe llegar hasta el razonamiento de su inte-rés económico, distinguiendo entre la dosisde fertilización con que se consigue el óptimotécnico o producción máxima en cantidad decosecha, y dosis de óptimo económico opunto en el que el incremento de costo quesupone añadir una unidad fertilizante más, esdevuelta en forma de incremento de producto

9

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de igual valor; en otras palabras, al sobrepa-sar esa dosis en una peseta el incremento deproducción conseguido vale también una pe-seta, y aumentar aún más la dosis de fertili-zante conduce a no recuperar completamenteel coste monetario motivado por ese incre-mento. Obviamente, la recomendación razo-nada desde el punto de vista económico esacercarse todo lo posible, pero no superar, alpunto definido como óptimo económico.

Considerando en el razonamiento anteriorque existen factores de riesgo o incertidum-bre, derivados, por ejemplo, de que el valorde A varía de un año a otro, se ha propuesto,siguiendo las ideas de Hauser (1971), conside-rar la dosis de fertilización que presenta unrendimiento marginal de 2 (figura 4). Un in-cremento de fertilizante por valor de 1 uni-dad monetaria nos devuelve 2 unidades mo-netarias en forma de producto, que, eviden-temente, es adoptar una postura poco o nadaarriesgada en términos empresariales. Igual-mente se podría estimar la dosis de rendi-miento marginal 1,5, caso intermedio entreambos.

Producción

Milesptas/ha. tm/ha.

4,0

150100

Fertilizaciónkg/ha. N.

200

90 4,5

85 4,25

80

75

10 15 20

Mil ptas/ha.

Fig. 4.—Rendimiento económico del abonado.

Todos estos conceptos, aunque no fáciles,deben ser objetivos de la divulgación si sequiere capacitar empresarialmente al agricul-tor, recurriendo a un lenguaje correcto, perono sofisticado, sirviéndose de las ayudas grá-ficas adecuadas. Es en esta fase donde larespuesta de Mitscherlich, con sus paráme-

tros tan «reales» presenta claras ventajasfrente a la forma cuadrática (Anónimo, 1974).

Simplemente preguntando al agricultor laproducción máxima que cree poder conseguiren su explotación, y la producción en ausen-cia de abonado, y tomando valores de C quesean razonables para su área geográfica ysistema de cultivo, se puede discutir con éllas consideraciones finales en torno al abo-nado: óptimo técnico, óptimo económico,rendimiento económico del gasto a otrasdosis; aspectos económicos éstos que son elverdadero objeto de la experimentación enfertilizantes.

En teoría, y para un gran área natural, elvalor de A debe ser el mismo para cada cul-tivo y año; B, debe variar con la historia ante-rior de la parcela, cultivos, fertilización, otrasprácticas...; y C, debería ser fijo.

MATERIA1 ES Y ME i0D0

Se diseñó una pequeña red de ensayos arealizar en algunas Unidades Comarcales delSPYDA de Castilla y León, durante los años1983-84 y 1984-85.

Para la elección de las parcelas de ensayo,se establecieron unas normas generales que,en esencia, consistían en tratarse de trigo deciclo largo sembrado sobre rastrojo de cereal,y cuya fertilización de fondo fuera de almenos 50 U.F./ha de P2O 5, distribuidos consembradora-abonadora.

Sobre el cultivo establecido, a la salida delinvierno, se procede al estaquillado y mar-queo del ensayo cuyo croquis de campo tipoes el de la figura.

10 m.

N 3 N6 N1 N5 N4 N2

N 1

'

N5 N3 N2 N6 N4

30m.

Fig. 5.—Esquema tipo de un campo de ensayo.

, % N máx.0/0 N mín. /

(b)

150 100 50

N. fertiliz kg/ha.N. extraído kg/ha.

50 100 150

Fig. 6.—Relación entre (a) Nitró-geno fertilizado y N extraído.—(b) Nitrógeno extraído y produc-ción.—(c) Producción y nitrógeno

fertilizado.

(a)

Las dosis objeto de ensayo fueron las si-guientes:

N1- O U.F. de N/ha en coberteraN2- 25 U.F. de N/ha en coberteraN3- 50 U.F. de N/ha en coberteraN4- 75 U.F. de N/ha en coberteraN 5-100 U.F. de N/ha en coberteraN 6-125 U.F. de N/ha en cobertera

Todas las operaciones, de cultivo de siem-bra a recolección, se realizan con los propiosmedios del agricultor: siembra, fertilización defondo, tratamientos fitosanitarios si se preci-san, recolección; con la supervisión y ayudadel personal del SPYDA en las operacionesque exigen un control, v. g., marqueo, fertili-zación de cobertera y registro de produccionescorrespondientes a cada tratamiento.

Los datos recogidos fueron la producciónen kg/ha y la tasa proteínica correspondientea cada dosis; además de la fertilización defondo suministrada a toda la parcela en quese ubicaba el ensayo.

Como puede suponerse, el abonado de

fondo variaba ligeramente de unos ensayos aotros, lo que arrastra el que las dosis ensaya-das no hayan sido exactamente coincidentes,lo que no permitía la agrupación de variosensayos para su análisis conjunto; pero estono era inconveniente porque se procedía alajuste de la curva de respuesta para cadaensayo individual.

Aunque ensayar la dosis de O de N, —perono sin fósforo— hubiese sido muy interesante,como ha podido deducirse de la exposiciónprevia, ello habría complicado considerable-mente la realización en campo cuando, comoes el caso más general, se emplean abonoscomplejos para abonado de fondo.

RESULTADOS Y DIS, :jiON

Los resultados conseguidos en cada ensayoindividual sirven para ajustar su curva de res-puesta, así como la relación entre N suminis-trado y N extraído por la cosecha, todo locual se recoge en el gráfico de la figura 6.

Producción

Tm/ha.

N. fértil kg/ha.

95

Cuadro 2.—VALORES DEDUCIDOS DEL ANALISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS REALIZADOS EN 1984Y 1985

Comarca A B C X1 X2

Villada 3.666 1.195 0,01475 134 87Baltanás 3.924 1.335 0,01434 139 91Baltanás 4.563 3.303 0,02275 76 46Peñaranda de Bracamonte 2.838 1.265 0,02147 88 56Salamanca 4.678 2.754 0,01807 107 69Moraleja del Vino 3.695 2.221 0,02256 84 53Palencia 6.120 3.601 0,01432 138 89Villada 4.624 1.534 0,01494 148 102Baitanás 5.476 787 0,00817 248 163Castrojeriz 1 1 recta ascendentePalencia 1 1 recta horizontalSan Pedro del Arroyo 3.612 1.114 0,01577 131 87Lerma 5.240 702 0,0090 232 155Moraleja del Vino 5.252 3.605 0,020 93 59Villalpando 3.308 1.236 0,018 109 72Salamanca 4.686 2.504 0,0173 116 76Burgos 5.706 439 0,0079 268 180Gómara 3.721 2.697 0,0282 62 37

El proceso de cálculo seguido ha sido:establecer primero la relación N extraído porla cosecha respecto a N fertilizado, lo quepermite estimar N o ; calcular luego los paráme-tros A, B y C que definen la exponencial quemejor se ajusta a los registros de producciónobtenidos según las dosis de fertilizaciónensayadas, obligando a B a estar de acuerdocon el valor N o previamente obtenido.

Puesto que se trata de ajustar una funciónno lineal —exponencial—, ha sido necesarioacudir al cálculo matricial iterativo, propuestopor Draper y Smith, 1966, para estimar losvalores A, B y C que dan el mejor ajuste. Unordenador personal de los denominados fami-liares ha sido suficiente para todos los cálculos.

En el cuadro 2 se recogen los resultadosobtenidos en los años 1984 y 1985. Losparámetros que figuran en el cuadro 2 son:A - kg/ha de cosecha máxima de trigo cuando el

fertilizante N no sea limitante.B - kg/ha de cosecha de trigo cuando no se ha fer-

tilizado en absoluto.C - valor que define la mayor o menor curvatura de

la línea de respuesta.- dosis de fertilización kg/ha de N que dan

óptimo económico (rendimiento marginal: 1).X2 - dosis de fertilización kg/ha de N que dan

óptimo económico (rendimiento marginal: 2).

Los valores X 1 y X2 se obtienen como sigue:Si la función que relaciona y (kg/ha de

cosecha) con x (kg/ha de N) es: y=f (A,B,C,x),y los precios unitarios de cosecha y de nitró-geno son, respectivamente, p y y px , la relaciónen pesetas en lugar de kg es: y (ptas)=px/pyXf(A,B,C,x) (ptas); derivando ay/ax=f*(x), e igua-lando f*(x) a uno y a dos, se obtienen losvalores X 1 y X2 , respectivamente.

Los resultados obtenidos en estos primerosensayos parecen alentadores y conducen a

estimaciones de valores C comprendidos entre0,010 y 0,025.

La consideración puntual de cada ensayoha permitido llegar a estimaciones de ópti-mos económicos en una buena proporción deensayos, en otros casos ha conducido aóptimos que están claramente fuera del inter-valo de dosis ensayadas, y por tanto, han detomarse con la debida precaución, y final-mente hay unos pocos ensayos que no hanrespondido al modelo de respuesta esperado.

El escaso número de ensayos no permitededuciones generales en relación a variantesgeográficas, variedades utilizadas, anteceden-tes de cultivo, climatología del año, etc., queevidentemente han de ser de interés en estetema de estudio.

Parece oportuno resaltar la simplicidad deldiseño de campo seguido, y la flexibilidad deejecución permitida en la variabilidad de abo-nado de fondo practicado, sin que ello obli-gue a modificar las dosis de abonado decobertera.

Los parámetros que definen el modelo derespuesta resultan relativamente fáciles decomprender para los destinatarios finales dela información.

Por último, destacar que en ensayos deabonado, el número de pruebas que no res-ponden al comportamiento esperado suele serelevado. Los factores no controlados en laexperiencia tienen mucha importancia y paraobviar este inconveniente hay que analizarmuchas experiencias, así como ser todo locuidadosos que se pueda en su realización.

La importancia económica del abonadobien merece el esfuerzo.

Luis Ibáñez PelayoJefe de Seccíón de Semillas y Medios de Producción

Consejería de Agricultura, Ganadería y Montes. Valladolid