El nitrógeno en la agricultura argentina. presente y ¿futuro?

XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
XI Congreso Ecuatoriano de la
Ci
Ciencia
i d
dell S
Suelo
l
29 – 31 de Octubre, 2008
Universidad Central del Ecuador, Quito
Manejo eficiente de nitrógeno
en sistemas agrícolas
Fernando O.
O García
IPNI Cono Sur
www.ipni.net/lasc
p
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
¿Por qué manejo eficiente
de nitrógeno?
Maximizar la eficiencia agronómica de uso
del N del suelo y N aplicado (EUN)
„ Maximizar el beneficio económico de la
inversión
„ Reducir
R d i los
l impactos
i
t ambientales
bi t l de
d
aplicaciones excesivas (contaminación del
suelo,
l aire
i y agua),
) y aplicaciones
li i
deficientes (disminución de las reservas de
Nd
dell suelo)
l )
„
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Causas de la baja EUN
• Errores
E
en lla recomendación
d ió
• Poca sincronía entre la demanda de N del cultivo y la
oferta de N del suelo y del fertilizante
• Variabilidad espacial
• IInteracción
t
ió clima-manejo
li
j genera alta
lt variabilidad
i bilid d anuall
(variabilidad temporal)
• Manejo inadecuado de otros factores de producción
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Las Mejores Prácticas de Manejo de Fertilizantes (MPMF)
ECOLOGICO
SOCIAL
Bruuselma et al., 2008
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Indicadores de eficiencia de uso
de N en trigo y maíz en Argentina
Nivel
Productividad parcial
Balance parcial de N
del factor N
(N aplicado / N extraído)
(Rendimiento / N aplicado)
Maíz
0.87
87
Trigo
1 04
1.04
53
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Indicadores de eficiencia de uso de
N en maíz y trigo
en la Región
g
Centro
Ni l
Nivel
Productividad parcial
Balance parcial de N
del factor N
(N aplicado / N extraído)
(Rendimiento / N aplicado)
Maíz
Trigo
Maíz
Trigo
P
Promedio
di
0 65
0.65
0 74
0.74
117
71
Cuartil
Superior
0.60
0.74
127
75
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Indicadores de eficiencia de uso
d N en ttrigo
de
i y maíz
í en A
Argentina
ti
Ejemplo de ensayos
Indicador
Eficiencia agronómica
((Respuesta
p
/ N aplicado)
p
)
Eficiencia de recuperación
(N absorbido / N aplicado)
Productividad parcial de N
(Rendimiento / N aplicado)
Balance parcial de N
(N extraído / N aplicado
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
Maíz
Trigo
(Rillo y Richmond, 2006 (Garcia y Fabrizzi, 1998
- INTA 9 de Julio)
– INTA/FCA Balcarce)
28-32
23-44
0.70-0.80
0.62-0.85
65-91
38-91
0.9-1.2
0.70-1.33
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Ciclo del N en ecosistemas agrícolas
Garcia, 1996
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Fij ió biológica
Fijación
bi ló i de
d nitrógeno
it ó
Adaptado de Lavado et al. (2007)
Región
Magnitud
60 - 100 kg N ha-1
Pampa Ondulada
74 kg N ha-1
300 - 400 kg
g N ha-1
Sudeste de
Buenos Aires
Sojera
j
Norte
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
100 - 200 kg N ha-1
Condición
Soja inoculada bajo
LC
Soja inoculada, 3200
kg/ha
Alfalfa en secano
Referencia
Ghelfi et al., 1984
Diciocco et al., 2004
Racca et al.,, 2001
Soja en secano y bajo
González et al., 1997
riego
200 - 300 kg N ha-1
Alfalfa en secano
Racca et al., 2007
26% al 71% del N
acumulado
(Media de 50%)
Soja
j inoculada
Collino et al., 2007
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Principales destinos del N de fertilizante en la
región
g
p
pampeana
p
argentina,
g
, expresados
p
en
porcentaje del N aplicado a cultivos de maíz y trigo
Destino
Rango
Referencias
Planta
35 al 80%
Melaj et al. 2003; Portela et al. 2006; Rillo
y Richmond 2006; Rimski-Korsakov et al.
2008
Materia orgánica
7 al 29%
Sainz Rozas et al. 2004; Portela et al.
2006 ; Rimski-Korsakov et al. 2008;
1.1 al 30%
Videla
Vid
l ett al.,
l 1996
1996; G
Garcia
i ett al.l 1999
1999;
Sainz Rozas et al. 2004; Rimski-Korsakov
et al. 2007a
Denitrificación
0.13 al 6.9%
Palma et al
al. 1997; Picone et al.
al 1997;
Sainz Rosas et al. 2001; Ciampitti et al.
2008
Lixiviación
<0 01 al 23%
<0.01
Sainz Rozas,, et al. 2004;; Portela et al.
2006 ; Aparicio et al. 2008
Volatilización
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
Adaptado de Lavado et al. (2007)
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Inoculación de soja
A. Perticari - Proyecto INTA Inocular
Datos 19941994-2004
3113
Re
endimiento (kg/ha)
3000
2000
2719
2822
1896
1000
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
Sin inocular
Inoculado
0
Sin historia de soja
Con historia de soja
102 ensayos
180 ensayos
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Diagnóstico de la fertilidad nitrogenada
para trigo
p
g y maíz
Estado de desarrollo
del cultivo
Pre-Siembra
Planteo de balances de N
Modelos de simulación para N
Disponibilidad de N-nitratos (0-60 cm)
Indices de mineralización de N orgánico
Si b
Siembra
Indic
ce de verdo
or
(Minolta SPAD 50
02)
Senso
ores remottos
Disponibilidad de N-nitratos (0-30 o 0-60 cm)
Macollaje
V4-V6
Nitratos en jjugo
g de base de tallos
Análisis de N total en planta
Floración
Análisis de N total en hoja bandera
o de la espiga
Llenado de granos
Nitratos en jugo de base de tallos (maíz)
Madurez fisiológica
Concentración de N en grano
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Trigo: Alternativas para la recomendación de
fertilización nitrogenada en la Región
Pampeana Argentina
Planteo de balances de N
Uso del Modelo Triguero ®
Índices de mineralización de N (N0 o N anaeróbico, MO particulada)
Disponibilidad de N-nitratos (0-60 cm)
+150 kg/ha para +5000 kg/ha de rendimiento
Nitratos en jjugo
g de base de tallos al macollaje
j
> 3400 mg/L para 4000 kg/ha de rendimiento
Indice de verdor (Minolta SPAD 502) para
predecir
d i contenido
t id de
d proteina
t i en grano
Sensores remotos
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
Maíz: Alternativas para la recomendación
de fertilización nitrogenada
g
en la Región
g
Pampeana Argentina
Planteo de balances de N
Disponibilidad de N-nitratos (0-60 cm)
150-170 kg/ha para 1000-11000 kg/ha de rendimiento
Índices de mineralización de N (N0 o N anaeróbico, MO particulada)
Disponibilidad de N-nitratos
N nitratos (0-30
(0 30 cm) al estado V5-6
V5 6
> 18-20 mg/kg para 10000-12000 kg/ha de rendimiento
Nitratos en jugo de base de tallos al estado V5-6
> 2000 mg/L para 11000 kg/ha de rendimiento
Sensores remotos
Concentración de N en hoja inferior a la espiga en floración > 2.7%
Concentración de N en grano > 1.4%
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Análisis de N
N--nitratos en el suelo prepre-siembra
„
Se determina un valor crítico de disponibilidad de N a la siembra
que varía según zona y potencial de rendimiento
„ Se muestrea el suelo, en general hasta 60 cm, y se analiza el
contenido de N
N--nitratos
„ La dosis de N a aplicar se estima descontándole el valor del
contenido de NN-nitratos al valor crítico de disponibilidad de N en
suelo
sue
o a la
a siembra
se b a
Estimación de la dosis de fertilización nitrogenada
Nf = VC – X
donde
Nf = N a aplicar
li
como fertilizante
f tili
t
VC = Valor o umbral crítico de N disponible a la siembra
X = cantidad de NN-nitratos en el suelo a 00-60 cm de profundidad
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
N disponible a la siembra y
Rendimiento de Maíz
Re
endimiento (kg//ha)
AAPRESID-Profertil 2001
AAPRESID-INPOFOS 2000
CREA 2003
14000
INTA C. Gomez 2000
CREA 2000
CREA 2004
INTA C. Gomez 2001
CREA 2002
Aplicando 80 kg N Æ 10000 kg de maíz
g de maíz por
p kg
g de N
Es decir 29 kg
12000
10000
8000
Rendimiento = 1800.1 N
R 2 = 0.493
n=83
7700 kg/ha
6000
70 kg N
4000
0
50
100
150
200
250
300
350
N siembra, 0-60 cm + N fertilizante (kg/ha)
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
0.3398
400
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Valores críticos de N
N--nitratos en el suelo
en prepre-siembra para trigo
Región Pampeana Argentina
Area
Sudeste de
Buenos Aires
Serrana de
B
Buenos
Aires
Ai
Oeste de
Buenos Aires
Centro Sur de
Centro-Sur
Santa Fe
Norte de
Buenos Aires
Sur de Santa
Fe y Córdoba
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
Valor crítico de N
a pre-siembra
kg/ha a 0-60 cm
125
Rendimiento
Objetivo
kg/ha
3000-3500
110
4000-4500
90
3000
70
2500
100-140
3500-4000
100-150
3200-4400
Fuente
González
Montaner et al
(1991)
García et al.
(1998)
González
Montaner et al.
González
Montaner et al.
Satorre et al.
Blanco et al.
(2004)
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Uso de modelos de simulación para el manejo de la
fertilización nitrogenada
E Satorre y colaboradores - AACREA
E.
AACREA--Facultad de Agronomía (UBA)
Entradas
Modelos de Simulación
Suelo:Perfil,
Biomasa de
ó
órganos
vegetativos
g
nitrógeno
g
Agua,
Manejo:
Genotipo:
Trigo
Escorpión Guapo y
Escorpión,
Baguette 10
Don Enrique
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
•
Fenología
Clima: pp,Tº,Rad
-Siembra
Fecha
Densidad
Diseño
-Fertilización
nitrogenada
-Riego
Salidas
GECER
Modelo de Simulación
Agronómica
Funcional - paso diario
R di i t y
Rendimiento
•
sus componentes
Consumo de
Agua y
Nitrógeno
Agua y nitrógeno
en el suelo
Condición de sitio
(Escenario): Suelo
Suelo,
ciclo de cultivo,
fecha de siembra,
densidad,
disponibilidad de
agua a la siembra,
análisis de suelo
Serie histórica
climática (Localidad)
•
Modelo de
simulación
agronómica (MSA)
•
Evaluación de
rendimientos,
respuestas y riesgo
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Validación Modelo CERES-Trigo en el Sur de Santa Fe
Salvagiotti et al. (2003) – EEA INTA Oliveros
5000
1:1
Línea 1:1
-1
Re
endimiento Simulado (kg ha )
Rend
dimiento Simu
ulado (kg/ha)
4500
4000
3500
3000
2500
Campaña 1996/97
Campaña 1998/99
Campaña 1997/98
2000
1500
1000
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
-1
Rendimiento
RendimientoObservado
Observado (kg/ha)
(kg ha )
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
4500
5000
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Modelo Triguero
FAUBA-- CREA ((Satorre
FAUBA
Satorre y col.,, 2003))
C
Capacidad
id d d
de C
Campo
Mod. Húmedo
Seco
Rendimiento p
para un escenario determinado con
disponibilidades de agua variables a la siembra
Escenario: Localidad Marcos Juárez, Serie Hansen, Variedad Baguette 10
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Aplicación variable de N según sensores de
“color” del maíz
Controlador regula
válvula para
cambiar dosis de
fertilizante
Computadora lee los
sensores, calcula la
dosis de N y dirige el
controlador
Sensores
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
Fuente: Scharf (2005)
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Algoritmo para optimizar dosis de N (NFOA) – Raun y col., OSU
1 E
1.
Establecer
t bl
ffranja
j rica
i con N
4
4. C
Calcular
l l Indice
I di de
d R
Respuesta
t
2. NDVI (estimación de biomasa)
3. Predecir rendimiento potencial
ú dí
días d
desde
d lla siembra
i b (YP0)
según
(INSEY = biomasa prod./día)
INSEY vs. Eq. Rto.
=NDVINRS/NDVIFarmer
5. Predecir rend. potencial con N
YPN =(YP
(YP0*RI)
6. Dosis de N = (N asim. grano
YPN – N asim. grano YP0/0.6)
Maiz
Mayo
Fecha de
Siembra
Junio
Agosto
NDVI (f
(fecha
h d
de sensor))
YPN RI
YP0
Dias desde la siembra (GDD>0)
Noviembre
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
Marzo
Trigo
Junio
Fuente: Raun (2004)
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Relación entre el NDVI determinado con un sensor
GreenSeeker®
GreenSeeker
® en distintos estadios y el rendimiento
de maíz
Melchiori y col. 2005 - EEA INTA Paraná
20000
y = 240,01e 4,8869x
R2 = 0,7046
0 7046
Rtto Kg/ha
16000
12000
8000
4000
0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
NDVI GS
V14 Mtos
V12 EEA
V 12 Mtos
V12 L1
V12 L2
NDVI, Índice normalizado de diferencias de vegetación
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
Rendimiento de maíz de segunda con fertilización a la
siembra, fraccionada con refertilización fija
j y con
refertilización calculada en base al SBNC
Melchiori y col. (2005) - EEA INTA Paraná
Tratamientos
Rendimiento
(kg/ha)
Respuesta
(kg/ha)
EUN
(kg grano/kg N aplicado)
Testigo
5595
-
-
N 140
8725
2474
18
N 70 + N 70
9219
3623
26
N 70 + SBNC
8660
3064
44
SBNC, Sensor Based Nitrogen Calculator.
Determinación de NDVI con GreenSeeker ®
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Fertilizantes nitrogenados
M
Momento
t de
d aplicación
li
ió
• En trigo, aplicaciones al macollaje o divididas
son más
á eficientes
fi i t bajo
b j condiciones
di i
húmedas
hú
d
entre la siembra y el final del macollaje,
macollaje, pero
aplicaciones
p
a la siembra p
presentan mayores
y
eficiencias en condiciones secas entre la
siembra y fin de macollaje
• En maíz, aplicaciones en 55-6 hojas son más
eficientes bajo
j condiciones húmedas entre la
siembra y la aplicación, pero aplicaciones a la
siembra presentan similares eficiencias con
bajas precipitaciones entre la siembra y 5
5--6
hojas
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Fertilizantes nitrogenados
Formas y Fuentes de aplicación
• La incorporación es la forma de aplicación más eficiente
de cualquier fuente nitrogenada.
• Aplicaciones superficiales con temperaturas medias del
aire menores de 15oC durante tres días resultan en
bajas pérdidas por volatilización de amoníaco a partir
de fertilizantes que contengan urea.
• Las pérdidas por volatilización e inmovilización serán
potencialmente mayores a mayor cobertura de residuos.
• La aplicación
li
ió en bandas
b d superficiales
fi i l concentradas
d de
d
UAN o urea en superficie reduce el riesgo de
volatilización y la inmovilización.
• Controlar posibles efectos fitotóxicos en aplicaciones
junto con la semilla
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Fertilización
ó nitrogenada
og
d d
de trigo
go s
según
gú ambientes
s
de loma y bajo en el centro de Córdoba
Bragachini y col., EEA INTA Manfredi (Córdoba) – Campaña 2003/04
Antecesor
Soja
Maíz
Posición
N a la siembra
(kg/ha)
Contenido de agua útil (mm)
Siembra
Floración
Madurez
Dosis optima económica de N
N (kg N/ha)
Rendimiento a dosis optima
(kg/ha)
Eficiencia
agronómica
(kg /kg N)
Loma
172
200
16
2
77
3600
47
Bajo
142
303
99
41
77
3800
49
Loma
97
223
31
40
28
1800
64
Bajo
133
434
258
215
112
4300
38
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XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Inhibidores de la ureasa
Maíz de primera en Rafaela (Santa Fe)
Fontanetto,, Bianchini y col., 2007/08
Fontanetto
Perdidas N-NH3
Rendimiento
Eficiencia
agronómica
%
kg/ha
kg maíz/kg
í
N
Testigo
-
7334
-
U ea 70N
Urea
10
8381
15
Urea 140N
25
9623
16
Urea 70N +
NBPT
4
9166
26
Urea 140N +
NBPT
6
10368
22
Tratamiento
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Trigo: Eficiencia de uso de N sin y con aplicación de P
Trigo: Eficiencia de uso de N sin y con aplicación de P
Compilado de Senigagliesi et al. (1987) y varios autores (1998‐2007)
Efficencia de
e Uso de N
N (kgg trigo/kg N
N aplicado
o)
25
20
Sin P
Con P
19.4
14.2
15
10 7
10.7
10
8.4
5
0
INTA Pergamino (80‐85)
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
Varios 98‐07
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Alternativas para una mayor EUN
• Mejorar los diagnósticos y las recomendaciones
• A
Aplicaciones
li i
divididas,
di idid
¿adopción?
¿ d
ió ? ¿logística?
¿l í ti ? ¿rentabilidad?
¿ t bilid d?
ÆMonitoreo durante la estación de crecimiento
•
Evaluación visual usando parcelas de referencia (parcelas de omisión)
•
Uso de medidor de clorofila
•
Sensores remotos aéreos y satelitales
•
Sensores remotos terrestres
•
Uso de modelos de simulación
• Tecnologías de fertilización: Aplicaciones variables y nuevos fertilizantes
• Manejo sitio-especifico
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Alternativas para una mayor EUN
• Establecer redes multidisciplinarias de investigación y
experimentación a mediano y largo plazo
• Fijación biológica de N y uso de microorganismos
• Rotaciones y asociaciones de cultivos: Uso de cultivos
de cobertura que aporten N al sistema
• Desarrollo, calibración y validación de modelos de
simulación
• Interacciones de N con otros factores de producción
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