U NIVERSIDAD N ACIONAL DE M AR DEL P LATA F ACULTAD DE C IENCIAS A GRARIAS F ERTILIDAD Y M ANEJO DE...

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

FERTILIDAD Y MANEJO DE SUELOS

Unidad 6 Unidad 6

Diagnóstico de deficiencias de N y manejo de la fertilización para los

principales cultivos agrícolas

Diagnóstico de deficiencias de N y manejo de la fertilización para los

principales cultivos agrícolas

Cursada 2014Cursada 2014




Requerimientos de N en planta para producir 1 Mg de grano y su distribución en grano y residuos. Adaptado de Echeverría y García (2005).

Requerimientos de N en planta para producir 1 Mg de grano y su distribución en grano y residuos. Adaptado de Echeverría y García (2005).

Cultivo Planta Grano Residuos IC

-----------kg ha-1-----------

Maíz 22 157

0.68

Soja 80 60 20 0.75

Trigo 30 20 10 0.66

Girasol 41 26 15 0.63

Cebada27 18 9 0.66

Unidad 6: Diagnóstico y manejo de N.Cursada 2014





Dinámica de acumulación de N. Adaptado de Karlen et al. (1988).

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

36 48 61 74 86 104 117 135 148

DDS

N e

n b

iom

asa

aére

a (k

g h

a-1

) Espiga+chala

Tallo + panojaHojas superiores

Hojas inferiores




Dinámica de la acumulación de N en un cultivo de trigo bajo SD. Adaptado Velasco 2012.


0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

0 40 80 120 160 200

Días desde la siembra

N e

n b

iom

as

a a

ére

a (

kg

ha

-1) 0N

120N Mac

4-Mac

2 nudos

HB

7DDAMF

Ant.

Rend 0N= 5965 kg ha-1 (0% Hum)

Rend 120N= 6457 kg ha-1

(0% Hum)

NBA 0N= 134 kg ha-1 )

NBA (120N)= 185 kg ha-1

¿Cuál es el requerimiento por Tn para ambos trat?.

¿Cuál sería el % de prot. Para estos trat?

¿Cuál sería la ERNf para el trat 120N?

Síntomas foliares en diferentes cultivos

Deficiencias de N en trigo





Síntomas foliares en diferentes cultivos





Eficiencia agronómica del N

(kg gr kg N aplicado-1)

Eficiencia fisiológica Eficiencia fisiológica (kg gr kg N abs(kg gr kg N abs-1))

Eficiencia de recuperación Eficiencia de recuperación

(kg N abs kg N aplicado(kg N abs kg N aplicado-1))== xx

•Cond. edafoclimáticas Cond. edafoclimáticas por su efecto sobre el por su efecto sobre el rend.rend.

•Nivel de N disponible.Nivel de N disponible.

•Híbrido o variedad.Híbrido o variedad.

•Manejo del cultivoManejo del cultivo

•Cond. Cond. Edafoclimáticas por Edafoclimáticas por su efecto sobre las su efecto sobre las pérdidas de N.pérdidas de N.

•Nivel de N. Nivel de N.

•Fuente de N.Fuente de N.

•Momento de Momento de fertilización.fertilización.

•Dist. entre hileras.Dist. entre hileras.

Eficiencia de recuperación de N (en grano) en cereales Eficiencia de recuperación de N (en grano) en cereales a nivel mundial: 33 % Raun and Johnson (1999).a nivel mundial: 33 % Raun and Johnson (1999).









Rendimiento en función del nitrógeno (N) en biomasa aérea (NBA) para aplicaciones completas (C) al macollaje (Z 24), y fraccionadas (F) (Velasco, 2012).




Nivel de N absorbido y eficiencia fisiológica en trigo. Sainz Rozas com.per.


Rto = -0.1213x2 + 56.41x - 235.2

r2 = 0.76

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 50 100 150 200 250

N absorbido en MF (kg ha-1)

Ren

dim

ien

to (k

g h

a-1

)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 50 100 150 200 250


EU

N (k

g g

rkg

N a

bs

-1)

Rto = -0.1213x2 + 56.41x - 235.2

r2 = 0.76

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 50 100 150 200 250


Ren

dim

ien

to (k

g h

a-1

)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 50 100 150 200 250


EU

N (k

g g

rkg

N a

bs

-1)

Desventajas del uso de los síntomas de deficiencia como diagnóstico de la deficiencia de nutrientes

• Dificultad para predecir que nutriente es el deficiente dado que los síntomas pueden ser causados por mas que un nutriente.

• Deficiencias de un nutriente puede ser causado por toxicidad o imbalance de otro nutriente. Por ejemplo deficiencias de Mn puede ser causado por exceso de Fe.

• Un síntoma foliar puede ser causado por más que un factor, ej, acumulación de antocianinas en maíz puede deberse a frío o a deficiencia de P.

• Los síntomas foliares pueden aparecer tarde cuando ya se afectó el crecimiento y rendimiento del cultivo.

• Con la mayoría de los nutrientes se pueden producir respuestas al agregado de un nutriente si que haya sido posible visualizar los síntomas.

• Hay síntomas que pueden aparecer temprano en la estación de crecimiento y desaparecer luego, sin afectar el rendimiento (ej deficiencias de Zn en maíz por bajas temperaturas de suelo).





Diagnóstico de los requerimientos de N

• El N es el macronutriente mas importante en los sistemas de producción actuales debido a los elevados requerimientos del mismo y a la frecuencia con que se presentan deficiencias.

• Dado el elevado costo energético de la producción de fertilizantes nitrogenados y los impactos negativos sobre el ambiente del exceso de aplicación del mismo, “el manejo del N debería estar orientado a lograr una adecuada disponibilidad de N para el cultivo y una elevada eficiencia de uso”.

• Una elevada eficiencia de uso de N depende principalmente de optimizar la dosis, el momento de aplicación, la fuente y el método de aplicación para un ambiente dado.





Destino del N según dosis de aplicación para maíz. Adaptado de Meisinger et al. (2008).

N (grano)

N (residuos)

N2+N2O+N-NH3

N lavado

N-NO3- residual

0

100

200

300

400

500

600

0 112 224 336 448 560

Aplicación anual de N (kg ha-1)

Des

tin

os d

e N

ap

lica

do

(kg

ha-1

)





Alternativas para determinar disponibilidad de N Alternativas para determinar disponibilidad de N

Índices directos (suelo) Métodos que estiman el N inorgánico en el suelo (inicial o en

otro momento) Métodologías que dan índices de disponibilidad de N * Químicos: MO, COT, Nt, C o N fracciones lábiles * Biológicos: Incubaciones aeróbicas/anaeróbicas

Indirectos (planta) Estimación indirecta través del rendimiento o N total absorbido

por el testigo

Contenido de N total en planta o de formas lábiles (NO3- en

savia o base seca )

Test no destructivos (clorofilómetros,índices de vegetación)





Balances de nitrógeno

Curva de dilución de N

Combinados: N inorg + ind. de mineralización biológicos

Diagnóstico de Nitrógeno para el cultivo de trigo





Balance de nitrógeno con límite en la superficie del sueloBalance de nitrógeno con límite en la superficie del suelo

NNFF = = ((Ngr + Nres - Ngr + Nres - (Ef*(Ef*NNminmin) -) - (Ef*N(Ef*NInorgIInorgI))))/EF/EF

Preguntas

¿Qué rendimiento objetivo uso?

¿Cómo estimo el N mineralizado?

¿Qué eficiencias uso para el Ninorg inicial, mineralizado y del fertilizante?





Rendimiento objetivo

-Promedio de los últimos 5 años

-Conociendo la disponibilidad de agua inicial y la mediana de precipitaciones, usando EUA

- Modelos de simulación.




Probabilidad acumulada del rendimiento simulado para dos dosis de N y momentos de fertilización en Balcarce para una serie climática de 27 años. Adaptado de Barbieri

et al. (2008).


El rendimiento para el 50% de los años en condiciones si limitación de nutrientes es de aproximadamente 5200 a 5300 kg ha-1.

Estimación del N mineralizado en función del agua disponible para distintos No

Estimación del N mineralizado en función del agua disponible para distintos No

Adaptado de Echeverría y Bergonzi, 1995

Cultivos de Verano Cultivos de Invierno





La producción en un tiempo dado es igual a Nmin= N0*kt*Y

(efecto de humedad sobre k)

Kt= 10 ( 8,3782+log k)-(2580/T (0K); Y= (4,7 + 93X)/100, siendo x= (W actual-Wpmp)/(Wcc – Wpmp).

Relación entre el nitrógeno potencialmente mineralizable (No) y el N incubado por el método anaeróbico de corta duración (Nan), de muestras de suelo tomadas durante las campañas 1994 a 1997, de suelos representativos de la región pampeana. (Echeverría et al., 2000)




No = 1,40*Nan + 82,7

r2 = 0,6587

0

100

200

300

400

0 50 100 150 200

Nan (mg/kg)

No

(m

g/k

g)

1994-97

Lineal(1994-97)


Eficiencia de absorción de N del fertilizante para dos momentos de aplicación en trigoEficiencia de absorción de N del fertilizante para dos momentos de aplicación en trigo

0

10

20

30

40

50

60

70

SD LC SD LC

Sistema de labranza

Efi

cie

nci

a d

e u

so d

el

fert

iliz

an

te Siembra

Macollaje

GranoPlanta entera

Adaptado de Melaj et al. (2003)





Ejemplo de cálculo usando el balance de N con límite en la superficie del suelo

Rend Obj= 6.3 Mg/ha

Ninorg ini= 67 kg/ha

Nan= 85 mg/kg

EF= 0.6

Ef mineralizado= ?

Ef inorg inic= ?

NF= ((6.3*30) - (67*0.5) - (140*0.8))/0.6=72 kg/ha





-El Nmin también podría estimarse con el rendimiento de cultivos sin N conociendo el N inicial para años sin déficit hídricos significativos despejando de la ecuación de balance Nmin (neto)= Nabs-(Ninorg*Ef)

-Conociendo el % de MO y asumiendo un % de mineralización anual

Kg N mineralizado (0-20 cm)= (5,7 kg MO/100 kg suelo)*2.300.000 kg suelo*(5 kg N/100 kg MO)x(2.3 kg N mineralizado/100 kg N org)= 164 kg N ha-1 año-1, asumiendo que aprox entre el 30 y 40% se mineralizará durante el ciclo del trigo.




S = -0.0014x2 + 0.55x + 42.6

r2 = 0.73

M = -0.0018x2 + 0.66x + 39.6

r2 = 0.80

0

20

40

60

80

100

120

140

0 50 100 150 200 250

N disponible (kg ha-1)

RR

(%

)

Siembra

Macollaje


ÍNDICES DIRECTOS DE SUELO

Relación entre el rendimiento relativo (RR) y la disponibilidad de N a la siembra o al macollaje (0-60 cm). Adaptado de Barbieri et al. (2008).

Rendimiento del trigo sin fertilizar en función del contenido de N-NO3-

inicial (0-60 cm) y del Nan (0-20 cm). Reussi calvo et al. (2013).





¿Qué términos del balance de N representaría el rto del testigo?

Análisis de tejidos vegetales• Se basan en la relación que existe entre la concentración de un nutriente en la planta y

su disponibilidad en el suelo.

• Se realizan para:

Para identificar síntomas de deficiencias o determinar si hay carencias de nutrientes antes de que aparezcan los síntomas.

Contribuir a evaluar (en conjunto con el análisis de suelo y historia del lote) la capacidad del suelo para abastecer nutrientes.

Para estudiar la relación entre el contenido de nutrientes en el tejido y la performance del cultivo.

• Tipo de análisis de tejidos

Análisis de formas lábiles en savia

Análisis de formas lábiles en base seca

Análisis del contenido total

Test no-destructivos (evaluación indirecta del contenido de clorofila en hoja), sensores remotos (NDVI)





Análisis de tejidos con el clorofilómetro Se basa en que en el rango de deficiencia, el contenido de clorofila se

relaciona con la concentración de N en hoja.

El clorofilómetro mide la luz transmitida a 650 nm (rojo) y a 940 nm (infrarrojo cercano) en un área de hoja de 2-3 mm. El aparato calcula la relación de transmitancia entre estas dos longitudes y las expresa en unidades SPAD. A >clorofila < transmitancia en 650 y >940.

Para propósitos de fertilización el clorofilómetro debería ser capaz de detectar deficiencias de N en estadíos tempranos de crecimiento, donde el potencial de respuesta a N de los cultivos es elevado.

Las lecturas de clorofila decrecen a medida que avanza el ciclo del cultivo.









Evolución de las lecturas del clorofilómetro en trigo (campaña 2010). Sainz Rozas (inédito).

Evolución de las lecturas del clorofilómetro en un cultivo de trigo

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

55.0

60.0

0 50 100 150 200


ND

VI

0

50

100

150

200

1 mac3 mac

1 nudHB

Lec

tura

del

clo

rofi

lóm

etro

(u

nid

ades

S

PA

D)

Uso de sensores remotos para evaluar el estado nitrogenado del cultivo





NDVI= (LR 0.85 nm-LR 0.69 nm)

(LR 0.85 nm + LR 0.69 nm)





Evolución del NDVI en trigo (campaña 2010). Sainz Rozas (inédito).

Evolución del NDVI en un cultivo de trigo

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

0 50 100 150 200


ND

VI

0

50

100

150

2001 mac

3 mac

1 nud

HB





y = 478.09e3.0799x

r2 = 0.65

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10

ISN Clorofilómetro (fin de macollaje, 1 nudo)

Re

nd

imie

nto

(k

g h

a-1)

y = 478.09e3.0799x

r2 = 0.65

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00

NDVI (fin de macollaje, 1 nudo)

Re

nd

imie

nto

(k

g h

a-1)

Relación entre el la lectura del clorofilómetro relativizada (ISN) y el NDVI medido en un nudo y el rendimiento de trigo. Sainz Rozas Com. Personal (2013)

Fuente: Reussi Calvo et al. (2013)





Relación entre la respuesta a N y el índice de suficiencia relativo del clorofilómetro (ISN) o del green Seker (NDVIr) (Reussi Calvo et al.

(2013).





Relación entre incremento de rend y el índice de verdor determinado con el Minolta SPAD 502 al estadío de hoja bandera.

Sainz Rozas et al. (2006).

-1000

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2

ISNC

Incr

emen

to d

e re

nd

imie

nto

(kg

ha

-1)

IR(40)= -9525+(9190/ISN)

r2= 0,66









Esquema de diagnóstico, recomendación y monitoreo de la nutrición nitrogenada en trigo

Presiembra

Balance de NN-NO3

-1 y S-SO4-2(0-60 cm), P

y micronutrientes (0-20 cm)

Índices combinados

Curvas de respuesta (permite análisis económico)

Principios de encañazón a Antesis NDVI o clorofilómetro

Cosecha Concentración de N en grano (2% N)

Macollaje

Comienzo

Fin

N-NO3-1 en suelo (0-40 o 0-60)


NDVI

Balance de N

Diagnóstico de Nitrógeno para el cultivo de maíz





Método del balance de N para diagnosticar deficiencias en maíz




NNFF = = ((Ngr + Nres - Ngr + Nres - (Ef*(Ef*NNminmin) -) - (Ef*N(Ef*NInorgIInorgI))))/EF (2)/EF (2)

Cultivos de Verano

No = 1,40*Nan + 82,7

r2 = 0,6587

0

100

200

300

400

0 50 100 150 200

Nan (mg/kg)

No

(mg/

kg)

1994-97

Lineal(1994-97)


Diagnóstico de necesidades de N en maíz mediante el análisis de N-NO3

- a la siembra hasta los 60 cm de profundidad. Adaptado de Sainz Rozas et al. (2008).

RY (High Nan) = 72.7 + 0.15 x NO3--N

r2 = 0.38

RY (Low Nan) = 55.2 + 0.25 x NO3--N

r2 = 0.33

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200

NO3--N (kg ha-1)

High Nan

Low Nan

Discriminados por Nan

RY = 61.7 + 0.23 x NO3--N

r2 = 0.37

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200

NO3--N (kg ha-1)

RY

(%)









Relación entre el nitrógeno disponible a la siembra (Nds) hasta los 60 cm de profundidad (N-NO3

-+ N fertilizante) y el rendimiento relativo en maíz, en ambientes con rendimientos máximos inferiores (izquierda) y superiores a los 9.520 kg ha-1 (derecha). Tomado de Salvagiotti y col. (2011). Norte de región pampeana.

Evolución del N mineral del suelo y en la planta de maíz en función de distintos antecesores (adaptado de Sarrantonio y Scott, 1988).





0

20

40

60

80

100

120

140

120 150 180 210 240 270 300

Día calendario

N m

ine

ral e

n e

l su

elo

(k

g h

a-1)

0

20

40

60

80

100

120

140

N e

n b

iom

as

a a

ére

a (

kg

ha-1

)

N suelo (M-M)

N suelo (V-M)

NBA (V-M)

NBA (M-M)

V5 a V6

F

MF

Relación entre el rendimiento relativo del maíz (% del máximo) en función del contenido de N-NO3

- en suelo (0-30 cm) al estadío de V6. Adaptado de Sainz Rozas et al. (2008).





0

20

40

60

80

100

120

140

0 50 100 150 200 250

NO3--N (kg ha-1)

RY

(%)

RY= 41.9 + 0.65 x NO3--N

Si NO3--N ≥ 80, RY= 94

r2= 0.56

Datos no discriminados por Nan

0

20

40

60

80

100

120

140

0 50 100 150 200 250

NO3--N (kg ha-1)

RY

(%)

High Nan

Low Nan

RY (High Nan)= 53.4 + 0.55 x NO3--N

If NO3--N ≥ 75, RY= 94

r2= 0.44

RY (Low Nan)= 39.3 + 0.61 x NO3--N

If NO3--N ≥ 90, RY= 94

r2= 0.68

Datos discriminados por Nan

Aprox 22 mg kg-1 de N-NO3- 20.8 mg kg-1

25 mg kg-1

Tabla 2. Modelos de regresión múltiple para la predicción del rendimiento relativo de maíz (RR) en función de diferentes variables de suelo. Variables seleccionadas según el criterio stepwise. Tomado de Sainz et al. 2008

Variable Dependiente

Variable† independiente

Valor del Parámetro

Error estándar

P valor

r2 parcial

r2 ajustado

Muestreo a la siembra Rendimiento Intercepto

0.37 53,8 4,42 0,0001

relativo NS 0,18 0,05 0,0005 0,37 0,57 Nan 0,21 0,06 0,0009 0,19

Muestreo en V6 Rendimiento Intercepto

0.37 41,5 4,57 0,0001

relativo NSV6 0,49 0,08 0,0001 0,56 0,73 Nan 0,19 0,04 0,0002 0,17

†NS: Contenido de N-NO3- en suelo (0-60 cm) en kg ha-1 en

presiembra; Nan: N-NH4+ resultante de la incubación anaeróbica de 7-

d; NSV6: Contenido de N-NO3- en suelo (0-30 cm) en kg ha-1 al estadío

de seis hojas.





Relación entre el rendimiento relativo del maíz y la concentración crítica de N en V6 (a) (Binford et al., 1992). Relación entre la dosis de N aplicada y la concentración de N en hoja (CNH) de la

espiga en floración (b), y entre la CNH y la dosis de N (c) (Echeverría y Sainz Rozas 2005).

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60

Concentración de N en planta (g kg-1)

Re

nd

imie

nto

re

lati

vo

(%

)

r2= 0.32

a)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0 50 100 150 200 250

Dosis de N (kg ha-1)

Co

nce

ntr

ació

n d

e N

(%

)

FS

FV6

b)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

Concentración de N (%)

Re

nd

imie

nto

(k

g h

a-1

)

FS

FV6

c)





Relación entre el rendimiento relativo del maíz y la concentración de N-NO3- en la

base del tallo del maíz al estadío de V6. Adaptado de Echeverría y Garcia (2005).

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0 5 10 15 20 25

N-NO3- en base de tallos (g kg-1)

RR

b)

y (97-98) = 0,05x + 0,46

r2 = 0,640.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0 5 10 15 20 25

N-NO3- en base de tallos (g kg-1)

RR

RR (1995-96)

RR (1997-98)

y (95-96)= 0,39 + 0,084xSi x ≥ 7 → RR= 0,97

r2= 081

a)





Relación entre el rendimiento relativo y la concentración de N-NO3

- en la base del tallo del maíz en madurez fisiológica. Adaptado de Echeverría y Sainz Rozas (2005).

0

20

40

60

80

100

120

0 2 4 6 8 10

Concentración de N-NO3- (g/kg)

Re

nd

imie

nto

re

lati

vo

(%

de

l m

áx

imo

)

Umbral= 0.8 g/kg





Evolución de las lecturas del clorofilómetro en el ciclo del maíz para distintas dosis de N aplicadas en siembra y V6. Echeverría y

Sainz Rozas (2005).

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100

DDE

Uni

dade

s SP

AD

0 N70 (1)140 (1)210 (1)70 (2)140 (2)210 (2)

1995-96

V6

Pref

F Posf

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100

DDE

Uni

dade

s SP

AD 0N

70 (1)210 (1)70 (2)210 (2)

1996-97

Pref

F Posf

V6





Relación entre el rendimiento relativo (RR) y el índice de suficiencia de N determinado con el clorofilómetro. Adaptado de Echeverría y Sainz Rozas (2005).

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

RR

RR= 2,06x-1,20 r2= 0,46

V6

RR= 1,65x - 0,67r2 = 0,86

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

Pref

RR= 1,41x - 0,44r2 = 0,87

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

Indice de suficiencia de N

RR

F

RR= 1,22x - 0,23r2= 0,90

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

Indice de suficiencia de N

Posf





Relación entre el rendimiento de maíz o N en biomasa aérea en MF y el IV medido 19 días antes de la floración. Sainz Rozas com. pers

y = 22103x - 9223.5

R2 = 0.79

0

2500

5000

7500

10000

12500

15000

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00

IV prefloración

Re

nd

imie

nto

(k

g/h

a)

y = 367.15x - 198.76

R2 = 0.72

0

50

100

150

200

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

IV

N a

bs

en

MF

(k

g/h

a)









Esquema de diagnóstico y monitoreo de la nutrición nitrogenada en maíz

Presiembra

Balance de NN-NO3

-1 y S-SO4-2(0-60 cm), P y

micronutrientes (0-20 cm)

Índices combinados

Curvas de respuesta (permite análisis económico).

Prefloración (V10-11)NDVI

Clorofilómetro (última hoja expandida)

Cosecha N-NO3

-1 en la base del tallo

Concentración de N en grano

Estadío de seis hojas

N-NO3-1 en suelo (0-30 o 0-60 cm)

Índices combinados


Balance de N

FloraciónClorofilómetro (hoja debajo de espiga)

Concentración de N en hoja (debajo de espiga)

Balance de N tomando como límite inferior la superficie del suelo (girasol)Balance de N tomando como límite inferior la superficie del suelo (girasol)

NNFF = = ((Ngr + Nres - Ngr + Nres - (Ef*(Ef*NNminmin) -) - (Ef*N(Ef*NInorgIInorgI))))/EF/EF





-10

0

10

20

30

40

50

0 40 80 120 160 200

Res

pu

esta

al

agre

gad

o d

e N

(%

)

0-5 AA 6-10 AA

16-20 AA +25 AA

-10

0

10

20

30

40

50

0 40 80 120 160 200

B

Contenido de N-NO3 a la siembra de 0 a 60 cm

(kg ha-1)

A

Figura 1: Relación entre la respuesta a la fertilización con 30 kg N ha-1 (A) y con 60 kg N ha-1 (B) y el contenido de N-NO3 al momento de la siembra. AA: representa los años de agricultura desde la última pradera.

Redolatti et al.

Aceite= 59,2- 0,5784xprot

r2 = 0,78

40,0

42,0

44,0

46,0

48,0

50,0

52,0

0 5 10 15 20

Proteína (%)

Ac

eit

e (

%)

Figura 3. Relación entre el porcentaje de aceite y el de proteína en

granos de girasol en cultivos de girasol en Balcarce. Adaptado de Sosa et al. (1999).





Producción relativa de cultivos de girasol fertilizados en función de la concentración de N en planta y de la concentración de NO3

- en pecíolos al estadío de 6-8 pares de hojas. R0= rendimiento del tratamiento control; R fert= rendimiento del tratamiento fertilizado. Adaptado de Duarte et al. (1996) y Díaz Zorita y Duarte (1998).

y = 0,16x + 0,34

r2 = 0,94

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7 3,9

concentración de N (%)

R0/

R f

ert

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

0 2000 4000 6000 8000

NO3- en pecíolos (ppm)

R0/

Rfe

rt





Manejo del N en el cultivo de maíz y trigo

Efecto de fuentes, dosis, momento y formas de colocación





Eficiencia agronómica del N

(kg gr kg N aplicado-1)

Eficiencia fisiológica Eficiencia fisiológica (kg gr kg N abs(kg gr kg N abs-1))

Eficiencia de recuperación Eficiencia de recuperación

(kg N abs kg N aplicado(kg N abs kg N aplicado-1))== xx

•Cond. edafoclimáticas Cond. edafoclimáticas por su efecto sobre el por su efecto sobre el rend.rend.

•Nivel de N disponible.Nivel de N disponible.

•Híbrido o variedad.Híbrido o variedad.

•Manejo del cultivoManejo del cultivo

•Cond. Cond. Edafoclimáticas por Edafoclimáticas por su efecto sobre las su efecto sobre las pérdidas de N.pérdidas de N.

•Nivel de N. Nivel de N.

•Fuente de N.Fuente de N.

•Momento de Momento de fertilización.fertilización.

•Dist. entre hileras.Dist. entre hileras.

Eficiencia de recuperación de N (en grano) en cereales Eficiencia de recuperación de N (en grano) en cereales a nivel mundial: 33 % Raun and Johnson (1999).a nivel mundial: 33 % Raun and Johnson (1999).








Relación entre rendimiento, N absorbido en biomasa en MF y nitratos en suelo al final del ciclo (N-NO3

- res) y el N aplicado en maíz bajo SD. Adaptado de Sainz Rozas et al. (1999).

13882

6717

10916

9551

14172

74.8

104.6

139.2

229.8

206.6

32.424.7

33.0

73.1

48.2

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 50 100 150 200 250

N aplicado (kg ha-1)

Re

nd

imie

nto

(k

g h

a-1)

0

50

100

150

200

250

N e

n s

ue

lo o

pla

nta

(k

g h

a-1)

Rend

Nabs

N-NO3- res (0-100 cm)


Efecto de un inhibidor de la actividad ureásica (nBTPT) sobre las pérdidas de N-NH3. Sainz Rozas et al. (1999).

0

2

4

6

8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

NH

3-N

(k

g h

a-1 d

-1)

1994 (planting)

0

2

4

6

8

0 1 2 3 4 5

0-N

70

140

70+I

140+I

1994 (V6)

0

4

8

12

16

20

0 1 2 3 4 5Days after fertilization

NH

3-N

(k

g h

a-1 d

-1)

1995 (planting)

0

4

8

12

16

20

0 2 4 6

Days after fertilization

0-N70140210 70+I140+I210+I

1995 (V6)

Pérdidas de N-NH3

del 3.4 al 10.5% del N aplicado dependiendo de la dosis y momento de fertilización.

Pérdidas de N-NH3 del 2.6 al 11.6% del N aplicado dependiendo de la dosis y momento de fertilización








Pérdidas de N-NPérdidas de N-N22O en cultivos de maíz fertilizados a la siembra o al estadío de O en cultivos de maíz fertilizados a la siembra o al estadío de

seis hojas. Adaptado de Sainz Rozas seis hojas. Adaptado de Sainz Rozas et alet al. (2001).. (2001).Pérdidas de N-NPérdidas de N-N22O en cultivos de maíz fertilizados a la siembra o al estadío de O en cultivos de maíz fertilizados a la siembra o al estadío de

seis hojas. Adaptado de Sainz Rozas seis hojas. Adaptado de Sainz Rozas et alet al. (2001).. (2001).

0

200

400

600

800

1000

0 50 100 150 200


Des

nitr

ifica

ción

(g d

e N

ha/

día) 0-N70 (S)210 (S)70 (V6)210 (V6)

V6

F MF

a)

0

2

4

6

8

10

12

14

0 70 210

Dosis de nitrógeno (kg/ha)

Des

nitr

ifica

ción

(kg/

ha) S

V6

b)

Unidad 5: NitrógenoCursada 2009

Nitrógeno acumulado y rendimiento en grano en maíz irrigado bajo SD en función de la dosis de N, momento de fertilización y presencia de un inhibidor de

la actividad ureásica (n-BTPT). Adaptado de Sainz Rozas et al (1999).

Accumulated N Grain yield Treatment factor Year

1994/95 1995/96 1996/97 1994/95 1995/96 1996/97 -------------------------------- kg ha-1 -------------------------------------

Nitrogen rate (kg N ha-1)

0 85 85 98 7 198 7 338 6 710

35 110 99 - 9 223 8 753 -

70 134 133 140 10 400 10 515 9 279

140 178 195 - 12 016 13 200 -

210 - 228 218 - 13 627 10 907

LSD (0.05) ‡ 11 14 10 577 746 537

Fertilization time

Planting 134 154 178 10 095 11 194 10 030

V6 148 173 180 10 998 11 854 10 156

LSD (0.05) ‡ 9 10 ns† 472 528 ns†

Inhibitor

Urea + nBTPT 143 166 179 10 690 11 496 10 337

Urea 139 161 178 10 403 11 552 9 849

LSD (0.05) ‡ ns† ns† ns† ns† ns† ns†





Efecto de la fuente de N, método y tiempo de aplicación sobre el rendimiento y la absorción de N del maíz en SD. Adaptado de Fox et al (1986).

Fertilización a la siembra

6.36

7.2 7.

6

9.5

8.2

9.1

10.4

8.1 8.

7

9.9

8.2

9.1 9.

40

2

4

6

8

10

12

0 59 97 171


Ren

dim

ien

to (

Mg

ha

-1)

0-N

Urea Urea Inj.CAN Band CAN Inj

Fertilización en V6

6.4

8.6 9.

2

10.1

7.8

10.2 10

.6

8.4

9.3 10

.0

8.7

10.0

9.9

0

2

4

6

8

10

12

0 59 97 171

Dosis de N (kg ha-1)R

end

imie

nto

(M

g h

a-1

)

0-NUrea Urea Inj.CAN Band CAN Inj

Rend promedio para momento

Siembra= 8.78

V6= 9.4

N absorbido promedio para momento

Siembra= 119 kg ha-1

V6= 129 kg ha-1

Suelos Ultisol.pH de los suelos: de 6.1 a 6.5.Pérdidas de N-NH3= hasta 34% del N aplicado.





Destino del 15N en trigo bajo LC en función del momento de fertilización. Adaptado de Videla et al. (2004).

27.9

18.1

42.8

57.7

70.9

76.1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

80 S 80M

Dosis y momento de fertilización

ND

F (

kg h

a-1)

N mineral

N org. del suelo

N planta

Total





Pérdidas por volatilización en el cultivo de trigo en Balcarce bajo SD (a) y LC (b) para fertilizaciones a la siembra (FS) o al macollaje (FM) con distintas

fuentes de N. Adaptado de García et al. (1998).

Necochea SD

0

1

2

3

4

5

6

0-N 50 CAN 50 UAN 50 UREA

Fuentes de N

N-N

H3

(kg

ha-1

)

FS

FM

Balcarce LC

0

1

2

3

4

5

6

0-N 50 CAN 50 UAN 50 UREA

Fuentes de N

N-N

H 3 (

kg

ha-1

)





Eficiencia de utilización del N aplicado en función de fuentes de N. Adaptado de García et al. (1999).





Eficiencia de recuperación de N en grano para la fertilización a la siembra y al macollaje en los sitios Mar del Plata (MdP), Balcarce

(Bal) y Tandil (Tand). Adaptado de Barbieri et al (2008).

Momento de fertilización

Año

2002 2003 2004 2005

Sites

MdP Bal Tand MdP Tand MdP Bal Tand MdP Bal

% of applied N

Siembra 26 b 14 b 33 b 41 a 46 a 12 b 27 b 23 b 61 b 36 b

Macollaje 32 a 17 a 39 a 42 a 49 a 22 a 41 a 30 a 91 a 44 a

Promedio de años y sitios

Siembra= 32.9/0.7= 47%

Macollaje=40.7/0.7= 58%





Pérdidas de N (lavado y desnitrificación) estimadas por el modelo CERES-Trigo para diferentes dosis y momentos de aplicación de N. S= fertilización a la siembra, M= fertilización al macollaje. Adaptado de Barbieri et al. (2008).

Balc 2002

0

10

20

30

40

50

60

70

25S 75S 125S 175S 75M 125M 175M


Pér

did

as d

e N

(kg

ha

-1) Lav Sim

Den Sim

Tandil 2002

0

10

20

30

40

50

60

70

20S 80S 130S 180S 80M 130M 180M


Pér

did

as d

e N

(kg

ha

-1) Lav Sim

Den Sim

MdP 2003

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

25S 75S 125S 175S 75M 125M 175M


Pé

rdid

as

de

N (

kg

ha

-1)

MdP 2003 Lav Sim

MdP 2003 Den Sim Tandil 2003

0

2

4

6

8

10

12

14

35S 65S 115S 165S 65M 115M 165M


Pé

rdid

as

de

N (

kg

ha

-1) Lav Sim

Den Sim





Aplicación foliar de fertilizantes nitrogenados

• El nitrógeno es el nutriente que más limita el rendimiento y la calidad (% de proteína) del grano.

• En determinadas condiciones (climas que determinen elevados potenciales de rendimiento) la fertilización nitrogenada de base (siembra o macollaje) puede disminuir el % de proteína si la cantidad de N aplicada no supera la necesaria para alcanzar el máximo rendimiento.

• Las aplicaciones más efectivas son las retrasadas (en hoja bandera o antesis) y no existe información conclusiva en cuanto a la efectividad de fuentes sólidas o líquidas.

• Si se utilizan fuentes líquidas el quemado de la hoja se incrementa con la dosis de N (hasta 30 kg N ha-1) y puede variar con el momento de fertilización, uso de inhibidores de la ureasa y el agregado de tensioactivos.





Rendimiento del cultivo de trigo y % de proteínas en función de la dosis de N al macollaje. Sainz Rozas (comunicación personal).




0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 20 40 60 80 100 120 140

N aplicado en macollaje (kg ha-1)

Re

nd

imie

nto

(k

g h

a-1)

0

2

4

6

8

10

12

% P

rote

ína

en

gra

no

Rend

Prot (%)


Efectos de aplicaciones de N en macollaje y en antesis sobre el rendimiento y % de proteína en grano. Adaptado de Bergh (2004).

3493

3528

3738

4218

3530

3192

2231

0

1000

2000

3000

4000

5000


Re

nd

imie

nto

(k

g h

a-1)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Pro

teín

a (

%)

Rend

% prot

dc b

a ba

a

dc

b

ab a a

90.2

65.5

52.5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

120M+20A 120M+30A 120M+40A

Tratamientos

ER

NF

(%

)

Suelo: Hapludol típico

Sitio: Coronel Dorrego

N-NO3- (0-60): 37 kg ha-1

Lluvias (jun-dic)= 386 mm

Variedad: Buck Sureño

Labranza: SD





Consideraciones finales sobre el manejo del N en trigo y maíz

• En trigo y maíz cuando se aplican dosis que exceden los requerimientos del maíz se incrementan las pérdidas de N desde el sistema suelo-planta durante la estación de crecimiento, y se genera una elevada disponibilidad de N residual en el suelo susceptible a ser perdido durante el barbecho.

• En ambos cultivos la eficiencia de recuperación de N por la planta decrece con el aumento de la dosis de N y aumenta cuando dicho nutriente se aplica al comienzo del período de máxima demanda del cultivo. En trigo sería posible prolongar la ventana de aplicación de N hasta hoja bandera.

Para maíz, en condiciones de elevado potencial de pérdida de N por volatilización de NH3 (>15%), la aplicación de urea en superficie puede disminuir la EUN respecto a otras fuentes de N (UAN y CAN). Este proceso no sería relevante para cultivos invernales.

• La aplicación foliar de N es una práctica posible para incrementar rendimiento y contenido de proteína en trigo. No obstante es necesario un mayor conocimiento del efecto del uso de aditivos y del momento óptimo de fertilización para disminuir el quemado de hojas e incrementar la EUN.





Evaluación económica de la fertilización nitrogenada





Ver:

trabajo Pagani et al. (2008): Anexo 10 (pág. 231) en Guía de Trabajos Prácticos (para maíz).

trabajo Barbieri et al. (2009): Anexo 11 (pág. 243) en Guía de Trabajos Prácticos (para trigo).




Dosis a aplicar en caso de recurso (N) no limitante o de costo cero.

y = -0.2453x2 + 86.066x + 6698

R2 = 0.9953

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 50 100 150 200 250


Ren

dim

ien

to (

kg h

a-1

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 25 50 75 100 125 150 175 200


kg

gra

no

kg

N a

plic

ad

o-1


Der 1ra f(x)=(dy/dx) = b - 2cx

Resuelvo para x para dy/dx→0

0= 86-(2*0.2453x)

2*0,2453x=86 → x= 86/(2*0,24539)

X= 175

y = -0.2453x2 + 86.066x + 6698

R2 = 0.9953

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 50 100 150 200 250


Ren

dim

ien

to (

kg h

a-1

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 25 50 75 100 125 150 175 200


kg

gra

no

kg

N a

plic

ad

o-1




Rel de precios= 21.3 kg gr/kg N


Rel precios= $ kg N-1 + interés + costo de aplicación / $ kg grano-1 – gastos

Der 1ra f(x)=(dy/dx) = 21,3 kg gr/kg NResuelvo para x para dy/dx=21,321= 86-(2*0.245x)21,3+(2*0,2453x)=86 → x= (86-21)/(2*0,245)X= 132

Relaciones entre el rendimiento de maíz y el nivel de N (NN) determinado a la siembra (SI) y al estadio de seis hojas (V6) y funciones de ajuste de dos modelos (Cuadr: cuadrático, Cuadr-plat: cuadrático plateau.) para rendimientos correspondientes a años favorables ( cuadrados llenos ), promedio (círculos) y poco

favorables (Triángulos ). Adaptado de Pagani et al. (2008).





Funciones derivadas para el modelo cuadrático: Cuadr. y cuadrático-plateau: Cuadr-plat. de las relaciones entre el rendimiento del cultivo y el nivel de N (NN) en el suelo a la siembra (SI) y al estadío de seis hojas (V6). Años favorables (__), promedio (----) y poco favorables (….). Adaptado de Pagani et al. (2008).

024

68

101214

161820

100 125 150 175 200 225 250

Rel

. d

e p

reci

os

($g

ran

o $

N -1

)

02468

101214161820

100 125 150 175 200 225 250

NN (kg ha-1 a 0-60 cm)

Rel

. d

e p

reci

os

($g

ran

o $

N -1

)

024

68

101214

161820

100 125 150 175 200 225 250

02468

101214161820

100 125 150 175 200 225 250

NN (kg ha-1 a 0-30 cm)

Cuadr. SI

Cuadr-plat. V6 Cuadr-plat. SI

Cuadr. V6





Dosis óptima económica para diferentes relaciones de precio y escenarios de producción. Adaptado de Pagani et al. (2008).

kg g

ran

o k

g/k

g N

N





U NIVERSIDAD N ACIONAL DE M AR DEL P LATA F ACULTAD DE C IENCIAS A GRARIAS F ERTILIDAD Y M ANEJO DE...

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