AZOSPIRILLUM BRASILENSE EN TRIGO BAJO DIFERENTES MANEJOS DE LA FERTILIDAD NITROGENADA Área de Desarrollo Rural INTA EEA Pergamino, Proyecto Regional Agrícola, Campaña 2010/11. Ings. Agrs. Gustavo N. Ferraris y Lucrecia A. Couretot Área de Desarrollo Rural INTA EEA Pergamino. Av Frondizi km 4,5 (B2700WAA) Pergamino [email protected] Introducción Los tratamientos biológicos aplicados sobre semilla producen en trigo diversos efectos favorables como una más rápida implantación, mayor crecimiento radicular y acumulación de biomasa, tolerancia mejorada a patógenos, fijación biológica y solubilización de nutrientes (Ferraris, 2009; Ferraris & Faggioli, 2010), además de incrementos de rendimiento que suelen ubicarse entre el 5 y 10 % sobre los testigos no inoculados, como valores medios (Diaz Zorita y Fernández Canigia, 2008). Sin modificar en su esencia el sistema productivo, permiten eficientizar los recursos más limitados, como agua o nutrientes. Hasta el momento, existe numerosa información acerca de respuesta a su utilización en trigo, sin embargo pocos estudios han analizado las interacciones con otras prácticas de manejo, como la fertilización nitrogenada de los cultivos. Los objetivos de este ensayo fueron 1. Cuantificar el efecto sobre la implantación, el vigor inicial, la acumulación de biomasa y el rendimiento de trigo de tratamientos de inoculación realizados a la siembra, en comparación con un testigo absoluto y 2. Evaluar la interacción entre inoculación, dosis y momento de aplicación de nitrógeno. Hipotetizamos que 1. Los microorganismos aportados tienen la capacidad de promover el crecimiento vegetal y mejorar el rendimiento del cultivo de trigo, 2. Los efectos son constantes bajo diferentes niveles de nutrición nitrogenada, siendo aplicables a una variedad de situaciones productivas. Palabras clave: Trigo Azospirillum brasilense, Nitrógeno, momento, dosis Materiales y métodos Se realizó un experimento de campo en la localidad de Pergamino, sobre un suelo Serie Pergamino, Argiudol típico. En el experimento se evaluaron tratamientos de inoculación sobre semilla con el microorganismos promotor del crecimiento vegetal (PGPM) Azospirillum brasilense, en comparación con un testigo no inoculado. Se utilizó el inoculante Graminosoil, de Nitrasoil Argentina SA. Los tratamientos de inoculación se combinaron con la aplicación de dos niveles y dos momentos de aplicación de N. El experimento fue conducido con un diseño en bloques completos al azar con cuatro repeticiones y tratamientos en un arreglo factorial completo 2x2x2. La denominación de los tratamientos evaluados se presenta en la Tabla 1. Tabla 1: Tratamientos evaluados en el ensayo. Factor 1: Inoculación Denominación I.1. Testigo I.2. Inoculado con A. brasilense Factor 2: Momentos x Nivel de N Momento de fertilización Dosis fertilizante (kg ha-1) M1: Siembra M1: Siembra M2: Macollaje M2: Macollaje M1: Siembra M1: Siembra M2: Macollaje M2: Macollaje N1: 50 N2: 100 N1: 50 N2: 100 N1: 50 N2: 100 N1: 50 N2: 100 El ensayo fue sembrado el día 30 de Junio, con una sembradora experimental de siembra directa que distancia las hileras a 0,20 m. El antecesor fue soja de primera, y el cultivar sembrado Nidera Baguette 17. A la siembra, los tratamientos fueron fertilizados con 100 kg ha-1 de Superfosfato Triple (0-20-0). Se detectaron desde temprano pústulas de Roya anaranjada de la hoja (Puccinia recondita) y una moderada incidencia de manchas foliares (Septoria tritici y Pyrenophora_tritici-repentis), para lo cual el cultivo fue tratado con Pyraclostrobin + Epoxiconazole (13,5 + 5%), a la dosis de 1000 ml ha-1 en hoja bandera visible (Z 37). Previo a la siembra, se realizó un análisis químico de suelo por bloque, cuyos resultados promedio se expresan en la Tabla 2. El sitio contaba con una adecuada disponibilidad hídrica inicial, que alcanzó a 135 mm de agua útil (0-140 cm). Tabla 2: Análisis de suelo al momento de la siembra Profundidad pH cm agua 1:2,5 Materia Orgánica % Año 2010 5,8 2,57 ppm N-Nitratos suelo 0-60 cm kg ha-1 S-Sulfatos suelo 0-60 cm kg ha-1 4,0 41,6 31,2 P-disp. N-Nitratos ppm 10,7 Resultados y discusión A) Características climáticas de la campaña En 2010, la reserva inicial de agua en el suelo fue muy adecuada, abasteciendo las necesidades del cultivo sin restricciones hasta noviembre, cuando la escasez de lluvias provocó un déficit moderado sin demasiado impacto en los rendimientos (Figura 1.). Et. Trigo= (mm/10 días) 120 Precipitaciones 100 Almacenaje - Deficit 80 mm / 10 días 60 40 20 20-nov 10-nov 01-nov 20-oct 10-oct 01-oct 20-sep 10-sep 01-sep 20-ago 10-ago 01-ago 20-jul 10-jul 01-jul -20 inicial 0 -40 -60 Figura 1: Evapotranspiración, precipitaciones y balance hídrico, expresados como lámina de agua útil (valores positivos) o déficit de evapotranspiración (valores negativos) para trigo en Pergamino. Valores acumulados cada 10 días en mm. Año 2010. Lámina de agua útil inicial (140 cm) 135 mm, déficit acumulado en el ciclo 61 mm. En la Figura 2 se presenta el cociente fototermal (Q) (Fisher, 1985) el cual representa la relación existente entre la radiación efectiva diaria en superficie y la temperatura media diaria, y es una medida del potencial de crecimiento por unidad de tiempo térmico de desarrollo. Sin alcanzar los valores excepcionales de 2009, este índice fue favorable durante el ciclo 2010 (Tabla 3). Los rendimientos superiores del ciclo 2010 con relación a 2009 se explican en una mejor condición hídrica, producto de mayor almacenaje de agua al momento de sembrar el cultivo. 3,5 Año 2009 3,0 Año 2010 Valor diario de Q 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 01-sep 11-sep 21-sep 01-oct 11-oct 21-oct 31-oct 10-nov 20-nov 30-nov Figura 2: Coeficiente fototermal (Q) durante el ciclo de cultivo de trigo. La etapa abarcada por el rectángulo representa el período crítico para la definición del rendimiento. Pergamino, Años 2009 y 2010. Tabla 3: Insolación efectiva (hs), Temperatura media (Cº) y Cociente fototermal Q (T base 0ºC) para el período crítico del cultivo de Trigo en la localidad de Pergamino. Se tomó entre 15 de setiembre al 15 de Octubre durante los años 2005 a 2009, y del 1 al 30 de Octubre en 2010, por encontrarse las etapas desfasadas en el tiempo durante esta campaña. Condiciones ambientales Insolación Efectiva media (hs) T media del período ºC Cociente fototermal (Q) (Mj m-2 día-1 ºC-1) Año 2005 7,2 15,1 Año 2006 7,1 17,1 Año 2007 5,9 15,0 Año 2008 6,9 16,4 Año 2009 8,3 13,4 Año 2010 7,45 14,8 1,24 1,10 1,12 1,10 1,56 1,34 B) Rendimientos y otras variables de cultivo En la Tabla 4 se presentan los datos de las variables evaluadas en el ensayo. Tabla 4: Plantas emergidas, Índice de vigor, materia seca acumulada en inicios de encañazón y antesis, intensidad de verde por Spad, rendimiento de grano, componentes y significancia estadística de las variables medidas en el ensayo. Inoculación con Azospirillum brasilense bajo diferentes niveles de fertilización nitrogenada en trigo. Pergamino, año 2010. Trata mientos Descripción Plantas m2 I1-M1-N1 I2-M1-N1 I1-M2-N1 I2-M2-N1 I1-M1-N2 I2-M1-N2 I1-M2-N2 I2-M2-N2 Test-Siembra-N50 Azp-Siembra-N50 Test-Macollaje-N50 Azp-Macollaje-N50 Test-Siembra-N100 Azp-Siembra-N100 Test-Macollaje-N100 Azp-Macollaje-N100 293 269 284 303 268 296 293 295 Índice de Vigor Z39 4,0 4,3 4,1 4,2 4,2 4,4 4,1 4,3 Mseca Z31 (kg ha-1) 975 1125 950 1050 1075 1188 975 1125 Mseca Z65 (kg ha-1) 7875 8675 7713 7775 8200 7725 7475 8563 Spad 37,3 43,3 46,2 45,7 42,9 42,6 46,9 44,8 Trata mientos Descripción Rendimiento (kg ha-1) NG PG 6195 5982 6377 6441 6764 7087 6608 6856 15156 14732 14589 13973 15242 15128 14105 14305 42,0 43,0 43,5 44,0 43,0 43,5 44,5 44,0 I1-F1-N1 Test-Siembra-N50 I1-F2-N1 Azp-Siembra-N50 I1-F3-N1 Test-Macollaje-N50 I2-F1-N1 Azp-Macollaje-N50 I1-F1-N2 Test-Siembra-N100 I1-F2-N2 Azp-Siembra-N100 I1-F3-N2 Test-Macollaje-N100 I2-F1-N2 Azp-Macollaje-N100 Inoculación (P=) Fertilización N (P=) Inoculación * Fertilización N (P=) CV (%) 0,094 0,000 0,067 2,57 Zadoks 31: Un nudo del tallo visibles; Zadoks 39: hoja bandera expandida Zadoks 65: antesis (Zadoks et al., 1974) NG: número de granos m-2 PG: Peso de mil granos 6764 B 7087 A 6608 BC Testigo 6441 CD A. brasilense 5982 E 6377 D Testigo Rendimiento (kg/ha) 7000 6195 DE A. brasilense 8000 Testigo Los tratamientos inoculados permitieron una mejora en parámetros de crecimiento como número de plantas emergidas, materia seca acumulada especialmente en estadíos tempranos, así como también en el vigor de planta. El comportamiento fue más errático en los valores de Índice Spad. Los rendimientos no siempre fueron explicados por cambios en el NG, sino que también se observaron efectos sobre PG (Tabla 4). 6856 AB 6000 5000 4000 3000 2000 1000 N50 S N100 S N50 M A. brasilense A. brasilense Testigo 0 N100 M Inoculación - Fertilización Figura 3: Producción media de grano de trigo en parcelas que combinan tratamientos de inoculación y estrategias de dosis y momentos de aplicación de nitrógeno. Letras distintas sobre la columnas indican diferencias significativas entre tratamientos (P<0,10). Las barras de error indican la desviación standard de la media. Pergamino, año 2010. Se determinó interacción significativa entre Inoculación y la estrategia de Fertilización nitrogenada (P<0,10)(Tabla 4). Es probable que esta interacción, rara vez observada en experimentos anteriores, pueda atribuirse a la diferencia de eficiencia de uso de N y rendimiento entre distintas estrategias de fertilización, especialmente favorables hacia los tratamientos de fertilización al macollaje. Así, la respuesta a la inoculación fue de mayor magnitud en las aplicaciones de macollaje, coincidiendo a su vez con la obtención de los mayores rendimientos del ensayo (Figura 3). Estos resultados confirman la relación positiva existente entre productividad y respuesta a Azospirillum (Díaz-Zorita y Fernández-Canigia, 2008; Ferraris y Faggioli, 2011). Si se analizan los efectos individuales por separado, existió efecto de tratamiento para Inoculación (P<0,10)(Figura 4.a) y diferencias entre momentos de aplicación y dosis de N (P<0,05)(Figura 4.b), obteniendo ventajas la aplicación de N al macollaje. Cuando el N se aplicó a la siembra, la dosis de N50 resultó insuficiente para cubrir los requerimientos del cultivo, disminuyendo sus rendimientos. 8000 6462 6585 a Testigo A. brasilense Rendimiento (kg/ha) 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Tratamientos de Inoculación Figura 4.a 8000 Rendimiento (kg/ha) 7000 6088 C 6346 B 6926 A 6732 A N50 M N100 M 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 N50 S N100 S Dosis y Momentos N Figura 4.b Figura 4: Producción media de grano de trigo según a)tratamientos de inoculación, b)Momentos y dosis de aplicación de N. Letras distintas sobre la columnas indican diferencias significativas entre tratamientos (P<0,10). Las barras de error representan la desviación standard de la media. Pergamino, año 2010. Conclusiones *Se determinaron diferencias significativas por la inoculación con Azospirillum brasilense (hipótesis 1, aceptada), e interacción entre dosis de N y estrategia de fertilización (hipótesis 2, rechazada). La interacción entre ambas prácticas, puede atribuirse a los mayores rendimientos obtenidos con las aplicaciones en macollaje, lo cual avalaría una relación positiva entre rendimiento y respuesta a Azospirillum brasilense. *Los tratamientos inoculados permitieron una mejora en parámetros como número de plantas emergidas, materia seca acumulada y vigor de planta. *Este experimento aborda la interacción entre prácticas de manejo y el uso de microorganismos en agricultura, y está destinado a identificar las condiciones productivas bajo las cuales estos podrían tener un impacto de mayor magnitud sobre la producción de los cultivos. Existe escasa información hasta el momento y, como en este caso, los resultados pueden contradecir los supuestos considerados como válidos. Esto demuestra la necesidad de investigación permanente sobre nuevos interrogantes referidos al uso de Azospirillum brasilense en cereales de invierno, para luego generar información que permita dar respuestas satisfactorias a las mismas. Bibliografía Díaz-Zorita M. & MV Fernández-Canigia. 2008. Field performance of liquid formulation of Azospirillum brasilense on dryland wheat productivity. Eur. J. Soil Biol. 1-9. Ferraris G. 2009. Microorganismos con efecto promotor de crecimiento (PGPM) en cultivos extensivos. Impacto sobre los rendimientos, la eficiencia de uso de los nutrientes y otros caracteres de interés agronómico. Resúmenes. pp8-9. En: II Jornadas Bonaerenses de Microbiología de Suelos. “Herramientas Microbiológicas para una Agricultura Sustentable” UNICEN, Azul (BA), 9 y 10 de Septiembre. Ferraris, G. & V. Faggioli. 2011. Inoculación con microorganismos con efecto promotor de crecimiento. Conocimientos actuales y experiencias realizadas en la Región Pampeana Argentina. 18 pp. En: Anales del Internacional de Rizósfera, Biodiversidad y Agricultura sustentable. XXII Congreso Argentino de Microbiología. Fisher, R. 1985. Number of kernels in wheat crops and the influence of solar radiation and temperature. J. Aric Sci. 105:447-461. Zadoks J.C., T.T. Chang, y C.F. Konzak. 1974. A decimal code for growth stages of cereals. Weed Res. 14: 415-421.