INTA Rafaela

Evolución del nitrógeno durante el ciclo del trigo en el centro oeste de Santa Fe

Ing. Jorge Villar . INTA Rafaela

Introducción

El conocimiento de la evolución del nitrógeno (N) en el sistema suelo-planta contribuirá a mejorar el diagnóstico y las estrategias de fertilización nitrogenada en condiciones de producción de secano.

En el centro de Santa Fe, durante el período de macollaje del trigo (junio-agosto) la evolución del nitrógeno de nitratos (N-N03) del suelo, la fuente más importante de N mineral, es prácticamente nula por las bajas temperaturas. La mineralización del N comienza a ser importante a mediados de agosto-principios de septiembre, coincidiendo con el inicio de la encañazón del cultivo y del ascenso de las marcas térmicas (Hein, W. I.H. de, 1990; Hein de y Panigatti, 1991). Cuando la temperatura es suficiente para que se produzca el proceso, éste dependerá de las lluvias acumuladas en el otoño y recién en primavera (octubre), de las precipitaciones (Panigatti, 1980).

Con referencia a la demanda de N por parte del cultivo, al momento de la floración la bibliografía indica que el trigo habrá tomado aproximadamente el 80% del total de N (Walldren and Flowerday, 1979), por lo que del nutriente mineralizado por el suelo, sería más relevante la fracción transformada durante la encañazón (septiembre).

El presente trabajo tuvo por objetivo conocer la dinámica del consumo de N por el trigo y cuantificar el proceso de mineralización de N-N03 del suelo durante el ciclo del cultivo (oportunidad y cantidad) en condiciones de secano para el centro de Santa Fe.

Materiales y métodos

El trabajo se realizó durante las campañas 1996 y 1998. En la primera, se utilizó un cultivo de trigo con cuatro antecesores: pastura (PP), girasol (G) y trigo/soja de uno y dos años (T/S y [T/S]2, respectivamente). En la segunda campaña las mediciones se efectuaron sobre los antecesores PP y [T/S]2 con dos niveles de fertilidad (0 y 45 kg/ha de N).

El diseño experimental fue de bloques completos al azar para el primer ciclo y de parcelas divididas para el segundo, habiéndosele asignando la parcela principal al antecesor y la subparcela a la dosis de nitrógeno. La unidad experimental fue de 11 m ancho x 20 m de largo (220 m2) para el primer año y de 5,5 m de ancho x 20 m de largo para el segundo.

Las parcelas se localizaron sobre un complejo de suelos con predominio de la serie Lehmann (Argiudol ácuico). La labranza fundamental y complementaria fue con herramientas de disco. Para las dosis de N aplicadas en 1998 se utilizó urea (46%) distribuida al voleo en el macollaje del cultivo.

El N del sistema se determinó en cuatro etapas del cultivo: siembra (S), espiguilla 1 cm (E1), floración (F) y madurez fisiológica (MF) con mediciones del N-N03 del suelo hasta 60 cm de profundidad y el N de la biomasa aérea, mediante una muestra compuesta de tres áreas totalizando 0,52 m2. Las muestras se secaron en estufa a 65ºC, se pesaron, se molieron hasta un tamaño ? 1mm y el nitrógeno se determinó por Kjeldahl. Las dos primeras mediciones (E1 y F) se efectuaron sobre una muestra del total de la planta, la última (MF) se efectuó en el grano y en el rastrojo por separado.

Cada una de las variables fue sometida a un análisis de varianza (P<0,05) y las medias comparadas por el Test LSD (P<0,05 y 0,01).

Resultados y discusión

En los años considerados, las lluvias en el ciclo de crecimiento del cultivo fueron muy inferiores a la serie histórica, totalizando 128 mm y 108 mm para 1996 y 1998, respectivamente.

Debido a que el comportamiento del contenido de N-N03 del suelo y del extraído por las plantas fue similar para los distintos antecesores en 1996, se presenta la evolución para el promedio de los mismos (Gráfico 1) y para cada nivel de fertilidad con el antecesor [T/S]2 en 1998 (Gráfico 2).

En la etapa de crecimiento 1 (EC1), que se extiende de S a E1, las plantas utilizaron entre el 62 y el 95% del N-N03 disponible (suelo, fertilizante y mineralizado), siendo el principal aporte el inicialmente ofertado (residual + fertilizante). Meisinger (1984) informa valores de eficiencia para el N residual del suelo más bajos (40-60%) y de fertilizante de entre 50 y el 75%. En el centro de Santa Fe, las condiciones favorables para el crecimiento (temperatura y humedad) de principios de otoño (mayo- principios de junio) pudo ser determinante para una elevada eficiencia.

Gráfico1.Evolución del N del sistema suelo-planta en trigo. INTA-EEA Rafaela 1996.

Gráfico 2. Evolución del N del sistema suelo-planta en trigo con 0 y 45 kg/ha de N. INTA-EEA Rafaela, 1998.

Sólo se detectó mineralización del N-N03 en 1998 en los tratamientos no fertilizados, con valores que oscilaron entre 13-20 kg/ha N-N03. Ya fue indicado que para que se produzca mineralización del N del suelo es indispensable disponer de temperaturas y de una adecuada oferta hídrica. La oferta de agua en general no sería limitante para el proceso, aunque en cierta medida esta condicionada por el manejo anterior (agua útil hasta el metro en 1996: PP= 101 mm, T/S= 24, [T/S]2= 34 y G= 60 mm; en 1998: PP= 146 mm y [T/S]2= 116 mm). Con referencia a las temperaturas, éstas son normalmente bajas para una adecuada mineralización, pero en 1998, en que se detectó mineralización, los valores medios de julio fueron superior a los históricos (1931/96) en 1,7 ºC para la máxima y 2,7 ºC para la mínima, a lo que se le suma una oferta hídrica superior a la de 1996 (lluvias + agua edáfica inicial).

El mayor consumo de N por efecto del fertilizante y del antecesor, significativo (1998) o no (1996), estuvo asociado a la mayor oferta inicial, aunque esto último también estuvo asociado a una mayor disponibilidad de agua, como se indicara en el párrafo anterior, fundamental para una adecuada nutrición nitrogenada.

Al final de la EC1 el cultivo presentó en sus tejidos entre el 31 y el 49% del total de N demandado en el ciclo para 1996 y entre el 67 y el 87% para 1998, valores que coinciden para el primer caso con los indicados por Waldren y Flowerday (1979).

Entre la EC2 se registró una mineralización del suelo de entre 2 y 44 kg/ha de N-N03, pero el N generado fue parcialmente utilizado por las plantas. Este efecto fue posiblemente debido a que la oferta limitada de agua restringió el crecimiento y por tanto la demanda de N. Las diferencias de agua almacenada por efecto del antecesor en ambos años escasamente alcanzaron para aumentar la oferta durantela EC1, a partir de E1 todos los tratamientos tuvieron la misma oferta y por lo tanto, el mismo consumo en EC2 (1996= 42 mm y 1998= 60 mm).

La falta de consumo diferencial de agua entre antecesores en cada campaña pudo haber determinado el comportamiento similar de los tratamientos, pero la cantidad absoluta no explicaría el escaso consumo de N en 1998. El consumo de N depende de la oferta de N del suelo y las demandas de la planta. La planta utiliza el N para la síntesis de nuevos tejidos, por lo que a medida que la planta crece la demanda de N crece, pero con la acumulación de nuevos carbohidratos la relación N:biomasa decrece (Karlen and Whitney, 1980) aún con sobre oferta de N (van Keulen and Seligman,1987), por lo tanto los contenidos de N por gramo de MS disminuye. Este es el denominado efecto de dilución. El importante crecimiento registrado en la EC1 en la campaña 1998 y por lo tanto la elevada absorción de N por las plantas, pudo haber suplido las necesidades de N del cultivo para la etapa siguiente (EC2) por el indicado efecto de dilución asociado a la menor demanda como consecuencia de la oferta limitada de agua. El escaso consumo en esta etapa explica la elevada proporción del N tomado por las plantas en la EC1.

El consumo de N en la EC3 representó entre un 0 y 31% del total demandado en el ciclo. Estos valores son acordes con los publicados por Waldren y Flowerday (1979). En esta etapa o bien no se detectó mineralización del suelo (1996) o ésta fue de entre 8 y 56 kg (1998), pero las plantas no utilizaron todo el N disponible.

Aparentemente, los tratamientos impuestos condicionaron el crecimiento en la etapa inicial (EC1) por la oferta de agua (antecesor) y de N (fertilización y antecesor), pero subsiguientemente (EC2) todos los tratamientos sufrieron restricciones fundamentalmente de agua, situación que es normal para el cultivo de trigo de secano en el centro de Santa Fe.

Conclusiones

El consumo inicial de nitrógeno (EC1) por parte del cultivo depende exclusivamente del mineralizado por el suelo en etapas previas al inicio del ciclo del trigo y al aportado por el fertilizante mineral. En ésta etapa, el cultivo puede proveerse de una proporción importante del total demandado, con la ventaja de que el agua no suele ser limitante para tomarlo eficientemente.

El suelo mineraliza N-N03 en las EC2 y 3 y el cultivo tiene las mayores demandas de ese nutriente en las EC1y 2, por lo que será relevante para el crecimiento el N mineralizado en la EC2. A pesar de lo indicado, el aprovechamiento de N en la EC2 estará limitada por la demanda del cultivo asociada a la disponibilidad hídrica y al consumo en la etapa previa.

Bibliografía

- Hein de, W. I.H. 1990. Evolución de la fertilidad con el manejo del suelo. En: Jornadas Regionales "Labranzas y conservación de suelos. Publ. Misc. Nº51 INTA-EEA Rafaela. pp 1-24.

- Hein de, W. I.H y N. Hein. 1991. Estudios del nitrógeno en el centro de Santa Fe en la última década. Publ. Técnica. Nº52. INTA-EEA Rafaela. 17 pp.

- Hein de, W. I.H y J.L. Panigatti. 1991. Mineralización de fósforo y nitrógeno en Argiudoles. Informe Técnica. Nº45. INTA-EEA Rafaela. 18 pp.

- Karlen D.L. and D.A Whitney. 1980. Dry matter accumulation, mineral cencentration, and nutrient distribution inj winter wheat. Agr.J.72:281-288.

- Meisinger, J.J. 1984. Evaluating plant-available nitrogen in soil crops system. In R.D. Hauck (ed) Nitrogen in Crop Production. ASA-CSSA Madison, Wisconsin USA.

- Panigatti, J.L. 1980. Consideraciones sobre el clima del centro-oeste de la provincia de Santa Fe. Boletín Int. De Divulgación Nº15. INTA-EEA Rafaela. 26 pp.

- van Keulen H. and N.G.Seligman.1987. Nitrogen balance in the crop. In: Simulation of water use, nitrogen nutrition and growth of a spring wheat crop. Pudoc Wageningen. p 66-76.

- Walldren, R.P. and A. Flowerday. 1979. Growth stages and distribution of dry matter, N, P , and K in winter wheat. Agron. J. 71:391-397.

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