FERTILIZACIÓN FOSFORADA Y AZUFRADA EN MAÍZ. EVALUACIÓN DE LA FORMACIÓN DEL RENDIMIENTO Y DIAGNÓSTICO DE LA RESPUESTA DEL CULTIVO Gustavo Ferraris1, Flavio Gutiérrez Boem2, Pablo Prystupa2, Fernando Salvagiotti3, Javier Elisei4, Lucrecia Couretot1 1 EEA INTA Pergamino Cátedra de Fertilidad y Fertilizantes, Facultad de Agronomía, U.B.A. 3 EEA INTA Oliveros 4 AFA Centro Primario Pergamino 2 INTRODUCCIÓN La radiación, el agua y los nutrientes son los recursos que el cultivo debe capturar para alcanzar la máxima producción. Los nutrientes interactúan en la generación de biomasa y determinación del rendimiento, por lo que la respuesta a la aplicación a uno de ellos puede aumentar si se aplica otro nutriente que esté deficiente (Marschner, 1995). En la región pampeana, la disponibilidad de nitrógeno y fósforo aparecen como las principales limitantes nutricionales en los cultivos de cereales. En la pampa ondulada, ya desde principios de los ´80, Senigagliesi et al. (1984) observaron respuestas a la fertilización fosforada en cultivos de maíz. Desde entonces, la disponibilidad de fósforo en los suelos de la región ha disminuido marcadamente y, como consecuencia, en los últimos años aumentó marcadamente el uso de fertilizante fosforados en el cultivos de maíz (García, 2001). Las respuestas al agregado de azufre en el sur de la Provincia de Santa Fe y norte de Buenos Aires se han vuelto más frecuentes en las últimas campañas, especialmente en suelos con muchos años de agricultura continua, que han sufrido erosión o que poseen bajos contenidos de materia orgánica (Cordone et al., 2001; Pedrol et al., 2001; Thomas et al., 2001). Sin embargo, no se dispone aun de un método de diagnóstico para deficiencias de este nutriente en maíz o en otros cultivos de la región. Por ej., en una red de más de 40 de ensayos de fertilización en soja se observaron frecuentes respuestas a la fertilización azufrada, pero esta respuesta no estuvo asociada al nivel de sulfatos en el suelo (Echeverria et al, 2002). Ferraris et al (2004) intentaron explicar la respuesta a la fertilización azufrada en soja utilizando distintos extractantes y observaron que el contenido de sulfatos del suelo extraído con acetato de amonio se asoció moderadamente a la respuesta en soja, aunque los resultados no fueron concluyentes. Resulta interesante comparar la utilidad de los distintos extractantes de sulfatos del suelo para predecir la respuesta a la fertilización azufrada en el cultivo de maíz. Las situaciones de baja disponibilidad de fósforo y azufre no ocurren de manera aislada, sino que se combinan de diversas maneras y hasta el presente no hay evidencias, tanto en la pampa ondulada como en otras regiones del mundo, que muestren la interacción entre fósforo y azufre sobre el rendimiento del cultivo de maíz. Hasta el momento, no se han observado respuestas a la fertilización potásica en cultivos extensivos de la región pampeana. La continua extracción de nutrientes por los cultivos puede determinar que los nutrientes que históricamente han sido suficientes para la producción agrícola empiecen a ser deficientes, como ha sido el caso del azufre. Por lo tanto, es necesario explorar periódicamente la aparición de situaciones de deficiencia de potasio en los cultivos de la región. En maíz, al igual que en la mayoría de los cultivos de cereales, el rendimiento se encuentra determinado principalmente por el número de granos obtenidos por unidad de superficie. Se ha observado que la tasa de crecimiento del cultivo durante el periodo comprendido entre 20 días antes y 20 días después de floración se encuentra fuertemente asociada al número de granos logrados a la cosecha (Andrade, 1995). El objetivo de este trabajo es estudiar los efectos de la fertilización fosforada, azufrada, su interacción y los efectos de la fertilización potásica sobre los mecanismos que conducen a la generación del rendimiento en el cultivo de maíz en el norte de la provincia de Buenos Aires y Sur de Santa Fe. MATERIALES Y MÉTODOS Se realizaron siete experimentos de campo, distribuidos desde el centro-sur de Santa Fe hasta el centro-norte de Buenos Aires. Las características salientes de los sitios experimentales se describen en la Tabla 1. Por su parte, el manejo realizado en los respectivos ensayos se presenta en la Tabla 2. Tabla 1: Características más destacadas de los diferentes sitios experimentales. Localidad Dpto/Partido Pcia Sist. Años Tipo de Serie Nº Labranza Agricultura suelo de suelo 1 San San Lorenzo Santa SD > 50 Argiudol Roldán Jerónimo Fe vértico 2 Monje San Santa SD > 30 Argiudol Maciel Jerónimo Fe típico 3 Oliveros San Lorenzo Santa SD > 10 Argiudol Maciel Fe típico 4 Wheelwright General Santa SD > 20 Argiudol Hughes López Fe típico 5 Arroyo Salto Bs As SD > 20 Argiudol Arroyo Dulce típico Dulce 6 El Dorado L.N. Alem Bs As SD > 20 Hapludol Junin típico 7 Junín Junín Bs As LC 1 Hapludol Junin típico Tabla 2: Manejo efectuado en los sitios experimentales. Nº Localidad Cultivar Fecha Cultivo Densidad Distancia Fecha de antecesor de entre de siembra siembra surcos Cosecha (pl/ha) (m) 1 San Cargill 11-set Soja 1ra 80000 0,70 26-mar Jerónimo 280 2 Monje NK 940 11-set Soja 1ra 80000 0,70 18-feb 3 Oliveros NK 23-set Soja 1ra 70000 0,525 16-feb Siroco pl/ha TDMax 4 Wheelwright Dekalb 10-oct Soja 1ra 80000 0,70 3-mar 682 MG CL 5 Arroyo Dulce Nidera 29-sep Soja 1ra 80000 0,525 20-feb Ax 840 6 El Dorado Pioneer 14-oct Soja 1ra 80000 0,70 10-mar 32G63 7 Junín Pioneer 14-oct Maíz 80000 0,70 27-feb 30R76 Los tratamientos correspondieron a la aplicación de P, S y K a la siembra, contrastados con un testigo sin fertilización. Las fuentes utilizadas fueron fosfato monoamónico, sulfato de calcio y cloruro de potasio. P0S0: Testigo absoluto sin fertilización. P1S0: 30 kg P/ha incorporado en bandas al costado o por debajo de la semilla. P0S1: 30 kg S/ha como sulfato aplicados al voleo P1S1: 30 kg P/ha incorporado en bandas + 30 kg S/ha como sulfato aplicados al voleo. P1S1K1: 30 kg P/ha incorporado en bandas + 30 kg S/ha como sulfato aplicados al voleo + 100 kg K/ha aplicados al voleo. Los cuatro primeros tratamientos conforman un factorial P x S con dos niveles de cada nutriente. El quinto tratamiento tuvo por objeto explorar la respuesta a K en los sitios experimentales. Con el objeto de evitar que el nitrógeno limite el rendimiento, todos los tratamientos fueron fertilizados con 150 kg ha-1 de nitrógeno a la siembra (urea). El diseño fue en bloques completos aleatorizados con cuatro repeticiones. La cosecha se realizó en forma manual. Mediciones efectuadas En el suelo: Previo a la siembra, sobre una muestra de 0-20 cm se determinó pH y los contenidos de nitratos, materia orgánica, fósforo disponible y sulfatos. En este intervalo de profundidad el contenido de sulfatos se determinó utilizando tres extractantes (acetato de amonio, cloruro de potasio y fosfato diácido de potasio). También en esta profundidad se realizó un fraccionamiento textural. De 20 a 40 cm y de 40 a 60 cm se determinó el contenido de sulfatos utilizando como extractante acetato de amonio. En el cultivo: Se determinó biomasa aérea seca 20 días antes de floración, en floración y 20 días después de la floración. A cosecha se determinó biomasa aérea, rendimiento en grano y sus componentes. RESULTADOS Los datos de los análisis químicos de suelo se detallan en la Tabla 3 Tabla 3: Análisis de suelo a la siembra. Valores promedio de cuatro repeticiones. Sitio experimental San Jerónimo Monje Oliveros Wheelwright Arroyo Dulce El Dorado Junín S-SO4 (ppm) Prof. (cm) MO (%) P (ppm) K (ppm) pH N-NO3 (ppm) K2PO4 AcNH4 0-20 20-40 40-60 0-60 0-20 20-40 40-60 0-60 0-20 20-40 40-60 0-60 0-20 20-40 40-60 0-60 2,93 13,2 449 5,68 6,3 16,1 2,20 11,8 507 5,75 7,0 6,0 1,98 21,1 536 5,55 6,4 4,7 2,25 6,3 595 6,2 2,2 10,3 13,5 14,9 23,0 17,1 8,2 5,3 3,9 5,8 5,7 4,0 4,9 4,9 12,5 11,9 7,3 10,6 0-20 20-40 40-60 0-60 0-20 20-40 40-60 0-60 0-20 20-40 40-60 0-60 1,68 7,3 566 5,9 8,4 3,3 3,20 11,4 663 5,6 13,9 10,3 3,00 11,9 692 5,6 15,4 10,5 KCl 40C 7,9 5,3 1,6 1,6 2,8 12,0 10,6 7,5 10,0 8,0 6,0 6,3 6,8 8,6 7,0 9,7 4,3 4,9 4,7 Por su parte, en la Tabla 4 se presentan los resultados del fraccionamiento textural realizado sobre muestras superficiales de suelo: Tabla 4: Distribución del tamaño de partículas de los suelos (0-20 cm). San Jerónimo Monje Oliveros Wheelwright Arroyo Dulce L.N. Alem Junín Arena (%) 4,6 5,9 5,0 23,1 16,7 47.7 44.2 Limo (%) 79,0 81,8 78,8 58,0 67,2 44.3 41.4 Arcilla (%) 16,4 14,4 16,2 19,0 16,0 8.0 14.4 Los valores de S-sulfatos determinados en estos ensayos fueron inferiores a los observados en una red de fertilización azufrada en Soja realizada por nuestro grupo de trabajo (Ferraris et al., 2003). Esto se debería al momento de muestreo, ya que estos análisis fueron realizados en septiembre-octubre, cuando el suelo presenta menor temperatura y un barbecho más corto que daría lugar a una menor acumulación de Ssulfatos respecto de los análisis realizados para Soja en el mes de noviembre. 18 18 16 16 Acetato de amonio (ppm) Cloruro de potasio (ppm) En la Figura 1 se presentan las relaciones existentes en el contenido de S-sulfatos extraídos por las diferentes metodologías evaluadas en esta red. La cantidad de sulfatos extraída por el acetato de amonio estuvo relacionada con la extraída por el fosfato diácido de potasio. 14 12 10 8 6 4 2 0 y = 0,6676x + 3,4776 R2 = 0,77 14 12 10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 Fosfato diácido de potasio (ppm) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Fosfato diácido de potasio (ppm) Figura 1.a Figura 1.b Cloruro de potasio (ppm) 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Acetato de amonio (ppm) Figura 1: Relaciones entre la disponibilidad de S-sulfatos en capa superficial de suelos (0-20 cm) determinados por diferentes extractantes .a)Fosfato diácido de potasio y Cloruro de potasio. b)Fosfato diácido de potasio y Acetato de amonio. c) Acetato de amonio y Cloruro de potasio. Respuesta al agregado de Potasio En la Tabla 5 se presentan los rendimientos de los tratamientos evaluados, para cada una de las localidades. En todos los sitios se observaron diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos. La respuesta a K se evaluó a través de contrastes, comparando los tratamientos P1S1 vs P1S1K1. La significancia estadística de estos contrastes se muestra en la Tabla 7. Tabla 6: Rendimiento de grano de los tratamientos evaluados. San Monje Oliveros Wheelwright Arroyo Jerónimo Dulce P0S0 9642 10994 6239 8998 6777 P0S1 11269 12126 6818 10211 8859 P1S0 10719 11456 7787 9429 10365 P1S1 11604 12376 8072 11720 10130 P1S1K1 11106 12357 7426 11320 11581 p= <0,01 0,03 <0,01 <0,01 <0,01 CV (%) 3,3 5,4 5,9 7,2 11,9 L.N. Alem 10304 10116 12924 12741 12697 <0,01 10,3 Tabla 7: Contrastes para evaluar respuesta a Potasio (P1S1 vs. P1S1K1) San Monje Oliveros Wheel Arroyo L.N. Jerónimo wright Dulce Alem valor de p 0,07 0,96 0,05 0,45 0,09 0,95 Junin 11366 12107 11794 12524 12638 0,01 4,1 Junin 0,93 Figura 2: Rendimiento de los tratamientos fertilizados con Potasio y su testigo(P1S1) para los diferentes sitios experimentales. Todos los tratamientos recibieron fertilización de base con Nitrógeno, Fósforo y Azufre En ninguno de los sitios experimentales se observó una diferencia significativa (p<0.05) entre el tratamiento fertilizado con P y S, y el tratamiento fertilizado con P, S y K. Por lo tanto, se puede concluir que el agregado de K no afectó los rendimientos, lo cual es esperable dado que los valores de K intercambiable de los suelos pueden considerarse como muy altos (Tabla 3). Los umbrales para maíz mencionados en la literatura internacional varían entre 110 y 200 ppm (Haby et al., 1990). Respuesta al agregado de P y S En todos los sitios experimentales se observaron aumentos del rendimiento por la fertilización con P, S o ambos. De los 7 sitios, 3 presentaron respuesta a P, 2 a S y 2 a P y S (Figura 3 y Tabla 8). 14000 Rendimiento (kg ha-1) 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 1 2 3 4 5 6 7 P0 S0 9641.5 10994 6239.3 8997.8 6777.3 10304 11366 P0 S1 11269 12126 6817.5 10211 8858.8 10116 12107 P1 S0 10719 11456 7786.5 9429.4 10364 12924 11795 P1 S1 11604 12376 8071.8 11720 10130 12741 12524 Figura 3: Respuesta del cultivo de maíz a la fertilización con P y/o S. Tabla 8: Análisis de varianza para rendimiento en cada sitio experimental Sitio P S PxS 1 2 3 4 5 6 7 San Jerónimo Monje Oliveros Wheel wright Arroyo Dulce El Dorado Junín ------------------------------------------- valores de p ---------------------------------------<0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0.34 0.07 <0.01 0.01 <0.01 <0.01 0.10 0.13 0.78 0.07 0.33 0.55 0.07 0.06 0.99 0.41 En negritas los efectos significativos. En general, las respuestas al agregado de P y S fueron aditivas, es decir, la respuesta a un nutriente no dependió del agregado del otro. Las respuestas a P fueron de 700 a 2600 kg ha-1, mientras que las a S de 700 a 1750 kg ha-1. La caída de los rendimientos por deficiencias de P y/o S estuvo relacionada en casi todos los sitios con un menor número de granos y también, en algunos sitios (3, 4 y 5), con un menor tamaño de los granos (Tabla 9). En los sitios donde el rendimiento estuvo relacionado con el peso de los granos también lo estuvo con el índice de cosecha, lo que sugiere que un menor crecimiento durante el llenado de los granos produjo una caída tanto del peso de los granos como del índice de cosecha. Tabla 9: Correlación (r) entre rendimiento y variables medidas a cosecha 1 2 3 4 5 6 7 San Jerónimo Monje Oliveros Wheel Arroyo Dulce El Dorado Junín wright 0.73** 0.67** 0.61* 0.79** 0.94** Número de granos 0.42 0.49 0.64** 0.54* 0.71** Peso de granos 0.35 0.45 0.38 0.52 0.80** 0.62* 0.53* 0.60* Biomasa aérea -0.23 0.30 0.73** 0.54* Índice de cosecha -0.17 -0.10 0.45 0.20 *, ** denota correlación significativa al 5 y 1 %, respectivamente. Si se analizan todos los sitios en conjunto se observa una tendencia general a disminuir el número de granos y el peso de 1000 granos cuando el rendimiento baja (Figura 4). 14000 14000 San Jerónimo San Jerónimo Monje 12000 Monje 12000 10000 Oliveros Whellwright Rendimiento (kg/ha) Rendimiento (kg/ha) Oliveros Arroyo Dulce 8000 El Dorado Junín 6000 4000 2000 10000 Whellwright Arroyo Dulce 8000 El Dorado Junín 6000 4000 2000 0 0 0 1000 2000 3000 4000 Número de granos (granos/m2) 5000 0 100 200 300 Peso de 1000 granos (g) 400 Figura 4: Relación entre rendimiento y número y peso de granos. Cada punto es promedio de cuatro repeticiones. Formas representan sitios, y colores tratamientos (Testigo: negro, P: rojo, S: azul, P y S: violeta). El número de granos estuvo asociado al crecimiento del cultivo durante el período de 40 días en torno a floración, que fue aproximadamente de V9 a R3 (Figura 5). Deficiencias de azufre y/o fósforo provocaron una caída en los rendimientos debido a un menor crecimiento del cultivo durante la determinación del número de granos, lo que causó un menor número de granos a cosecha. 4400 Número de granos (granos m -2) San Jerónimo Monje 4200 y = 53 x + 2320 r2 = 0,50 Arroyo Dulce 4000 El Dorado Junín 3800 3600 3400 3200 3000 20 22 24 26 28 30 32 34 Tasa de crecimiento del cultivo (V9-R3, g m -2 día-1) 36 38 Figura 5: Relación entre el número de granos y la tasa de crecimiento del cultivo en los 40 días en torno a floración. (En Oliveros y Wheelwright no se hicieron cosechas de biomasa aérea en ese período). Formas representan sitios, y colores tratamientos (Testigo: negro, P: rojo, S: azul, PyS: violeta). No se observó ninguna relación entre la respuesta al agregado de azufre y el nivel de sulfatos medido hasta 20 o 60 cm a la siembra (con tres extractantes distintos), el contenido de materia orgánica, ni el cociente MO/arcilla. La única variable de suelo que mostró alguna asociación con la respuesta fue la concentración de nitratos (0-20 cm), como se puede observar en la figura 6. Esta asociación entre la respuesta a la fertilización azufrada y el contenido de nitratos en el suelo se puede deber a que tanto nitratos como sulfatos provienen de la materia orgánica del suelo y, por lo tanto, es esperable que un suelo con baja capacidad de producir nitratos también genere pocos sulfatos. Quizás el nivel de nitratos a la siembra sea un buen estimador de la capacidad de mineralización de los suelos (tanto de N como de S orgánico). De todas formas, son pocos sitios y la relación observada es muy dependiente del sitio con la mayor respuesta como para afirmar que esta relación se va a mantener cuando se agreguen resultados de más experimentos. 2500 Respuesta (kg ha-1) 2000 y = 2326 - 743 ln x r2 = 0.59, p = 0.04 1500 1000 500 0 0 5 10 15 20 -500 N-NO3 (ppm, 0-20cm) Figura 6: Relación entre la respuesta a la fertilización azufrada y la concentración de N como nitratos a la siembra (0-20cm). La respuesta a la fertilización fosforada no mostró una clara relación con el nivel de P extractable (Bray 1), ni con ninguna otra variable de suelo medida. CONCLUSIONES En ninguno de los sitios se observó respuesta al agregado de potasio, confirmando la alta disponibilidad de este nutriente en la zona abarcada por esta red. Todos los sitios experimentales mostraron respuesta a P y/o S en una magnitud que varió entre 6-19 % para S y 7-31 % para P. Estos resultados permiten afirmar que la región abarcada por estos ensayos tiene un considerable potencial de respuesta a la fertilización azufrada y fosforada en maíz. En general, las respuestas a P y S fueron aditivas, es decir, la respuesta a un nutriente no dependió del agregado del otro. Las caídas en los rendimientos por deficiencias azufrada y/o fosforada se debieron a un menor número de granos y un menor peso de los granos. La caída en el número de granos estuvo relacionada con un menor crecimiento del cultivo alrededor de floración. Ni la concentración de sulfatos ni el contenido de materia orgánica estuvieron relacionados con la respuesta del cultivo a la fertilización azufrada. Se identificó una relación entre la respuesta a la fertilización azufrada y el nivel de nitratos en el suelo a la siembra del cultivo. REFERENCIAS Andrade F. 1995. Analysis of growth and yield of maize, sunflower, and soybean grown at Balcarce, Argentina. Field Crops Res. 41: 1.12. Cordone G., F. 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