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Criterios para la optimización de la fertilización nitrogenada en
cobertera del cultivo de colza
E. González Llinàs, I. Geli Bosch y F. Domingo Olivé
IRTA Mas Badia, Institut per la Recerca i Tecnologia Agroalimentàries. Mas Badia.
17134 La Tallada d’Empordà.
E-mail: [email protected]
Palabras clave: balance de N, sensores ópticos, réglette azote, herramientas de ayuda a la
recomendación, dosis óptima de N
Resumen
Se han evaluado diferentes métodos de ayuda a la decisión, balance de N y
“réglette azote”, para la recomendación de abonado nitrogenado en cobertera del
cultivo de colza, comparando las dosis recomendadas por estos métodos con las dosis
óptimas obtenidas en diez ensayos de fertilización en cobertera con diferentes dosis
de N, realizados en parcelas comerciales de este cultivo. El porcentaje de aciertos
alcanzado con la versión utilizada de ambos métodos es escaso. El balance de N
tiende a subestimar la dosis a aportar, mientras que el método “réglette azote”,
tiende a sobreestimarla. Se ha evaluado también el sensor óptico GPN® como
herramienta para decidir la aportación de una dosis predeterminada de N en
coberteras tardías. El índice de aciertos de este método es superior a los anteriores,
pero los tres necesitan mejoras para su utilización en campo.
INTRODUCCIÓN
En Cataluña el cultivo de colza ocupó en 2009 una superficie de 5368 ha (DAAM,
2011), que representó un 25 % de la superficie dedicada a este cultivo en el conjunto del
Estado español (MARM, 2011). Desde entonces se estima que su superficie ha
aumentado en más de un 60 %. A este cultivo se dedica, en Cataluña, una superficie que
representa el 18 % del conjunto del Estado Español, siendo el manejo mayoritario en
secano (92%). Las comarcas de Girona y Barcelona suman el 66 % de la superficie y un
71 % de la producción de colza en Catalunya. Los rendimientos medios que se obtienen
en dichas comarcas (1894 kg.ha-1) son un 8 % superiores a la media de Catalunya, que a
su vez es un 10 % superior al rendimiento medio que se obtiene en el conjunto del Estado
español (1599 kg.ha-1), siendo estas comarcas en conjunto significativas en este cultivo.
La colza es un cultivo con elevadas necesidades de nutrientes, especialmente
nitrógeno, en comparación con otros cultivos como el cereal de invierno (Triboi-Blondel,
1988). El rendimiento y la absorción de nutrientes de la colza están estrechamente
relacionados con la fertilidad nitrogenada (Jackson, 2000). A su vez, esta producción
viene condicionada por diversas características propias de cada parcela (tipo de suelo,
condiciones agroclimáticas, etc...) y por el manejo que se realice del cultivo (fecha de
siembra, riego, etc...). Un abonado optimizado de la colza debe pretender aportar las dosis
adecuadas de nitrógeno, en los momentos que éste sea necesario, para una producción que
maximice los beneficios de la explotación y minimice las pérdidas de N hacia el medio.
Con esta pretensión, en el momento de plantearse el abonado del cultivo es necesario
tomar decisiones respecto diversos aspectos: momento de aporte, dosis a aportar, etc.
IV Jornadas Fertilización SECH. Actas de Horticultura 61
116
González et. al. (2011) señalan la importancia de alcanzar una biomasa superior a
1,5 kg.m-2 de materia fresca en salida de invierno para obtener rendimientos óptimos en
cosecha. Para alcanzar este objetivo es necesario realizar siembras tempranas y que el
cultivo disponga de suficientes nutrientes durante el periodo siembra-salida de invierno.
Esto implica la necesidad de fertilizar el cultivo antes de la siembra cuando se estime que
el suelo por sí mismo no podrá suministrar a la planta el N que necesite hasta el abonado
de cobertera, especialmente en situaciones que permiten producciones elevadas. Los
métodos del balance de nitrógeno y/o el análisis de suelo permiten razonar esta decisión.
Diversos autores (Newbould, 1989; Sarandón et al., 1993; Cordeiro et al., 1993)
coinciden en que la fertilización de la colza en una sola aplicación de abono en presiembra no es una estrategia óptima ya que el cultivo no lo aprovecha en su totalidad y se
generan perdidas por lixiviación. Recomiendan la aplicación de N en momentos en que el
cultivo tenga máximas necesidades. Por tanto, la aplicación de N en cobertera es
adecuada y resulta en altas eficiencias en su uso. De todas formas, la necesidad de N en
cobertera, y en su caso la dosis a aplicar, depende de muchos factores (tipo de suelo,
fertilizantes orgánicos aportados, etc.) y es necesario disponer de métodos o herramientas
de ayuda en el momento de la toma de decisiones en relación al abonado a realizar.
Este trabajo pretende evaluar diferentes métodos de determinación de ayuda a la
decisión para el abonado nitrogenado en cobertera, es decir, necesidad de aplicación,
dosis y momento, con el fin de obtener máximas producciones.
MATERIAL Y METODOS
Se han realizado diez ensayos de fertilización en cobertera del cultivo de colza,
cinco de ellos durante la campaña 2009/2010 y los otros cinco en esta última campaña
(2010/2011). Los ensayos se han llevado a cabo en parcelas comerciales representativas
de las que se encuentran en las comarcas de Girona y Barcelona, con manejos en años
anteriores y de la fertilización de fondo distintos (Tabla 1). En todos ellos se han
realizado 3-4 tratamientos diferentes consistentes en dosis crecientes de N en cobertera
entre 0 kg N.ha-1 y una dosis de N diferente en cada caso (Tabla 1) en función del manejo
anterior de la parcela comercial y la expectativa de rendimiento del productor. En todos
los ensayos el diseño estadístico ha sido en bloques al azar con tres repeticiones y con
parcelas elementales entre 25 y 60 m2 de superficie, según el ensayo. Cuando la dosis a
aplicar ha sido superior a 100 kg N.ha-1 ésta se ha fraccionado en dos aportaciones.
La producción de grano se ha determinado en cada parcela elemental. Los
rendimientos obtenidos en cada ensayo se han ajustado a tres modelos de relación entre la
dosis de nitrógeno aplicada en cobertera y el rendimiento final: lineal, cuadrático y linealmeseta, usando el paquete estadístico SAS® (versión 9.2).
Se han evaluado dos métodos para decidir la necesidad del abonado en cobertera
para el cultivo de colza y la dosis que se requiere aportar: el balance de nitrógeno y el
método llamado “réglette azote”, desarrollado por CETIOM (1998). Cuando ha sido
necesario, se han determinado los factores de manejo, desarrollo del cultivo y de suelo
necesarios para utilizar estos dos métodos de ayuda a la decisión.
El método del balance de nitrógeno consiste en estimar las diferentes entradas y
salidas de nitrógeno mineral del suelo para un período determinado, usando tablas o
funciones elaboradas a partir de datos y resultados de ensayos anteriores. El resultado del
balance es la diferencia entre las entradas y las salidas. Para el cálculo de la dosis de
abonado en cobertera se parte del balance de nitrógeno del cultivo anterior y se le añaden
las entradas y se le substraen las salidas de nitrógeno que se estiman para el cultivo actual
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(Sió et al. 1997; Domingo et al. 2004). Las entradas corresponden, principalmente, a los
aportes de N por parte de los fertilizantes orgánicos aplicados en años anteriores y este
mismo año, a la mineralización estimada del N del suelo y a la incorporación estimada de
N con el agua de riego. Como salidas se consideran las extracciones de N del cultivo, en
función de la cosecha prevista, y la posible pérdida de N por lixiviación, en función de la
cantidad de lluvia prevista y del tipo de suelo de la parcela. Se obtiene de esta forma la
dosis de N que el cultivo requiere que se aporte en cobertera para llegar hasta fin de ciclo.
Se ha utilizado la versión provisional del método del balance para el cultivo de colza
adaptado a las características de la zona de estudio (Domingo, com. per.).
El método “réglette azote”, desarrollado por el Centre Technique
interprofessionnel des oléagineux et du chanvre (CETIOM, 1998), se basa en la
determinación, o estimación visual a partir de fotografías de referencia, de la cantidad de
biomasa producida por el cultivo a salida de invierno para decidir la dosis de N a aportar
en cobertera. Tiene en cuenta además, la producción esperable, el tipo de suelo y su
contenido en materia orgánica. Se ha utilizado la versión del método adaptada a las
condiciones del sur del territorio francés.
Finalmente, en seis de los ensayos (2 el primer año y 4 el segundo) se ha evaluado
la validez de la medida del estado nutricional del cultivo para determinar la necesidad de
aporte de una segunda cobertera, mediante el sensor óptico GPN®. Los 4 ensayos
restantes no permitieron esta evaluación. Éste método se ha utilizado como sistema de
ayuda a la decisión para la recomendación de aplicaciones de coberteras tardías. El sensor
GPN® mide la reflectancia de la luz en el cultivo a unas longitudes de onda altamente
relacionadas con el contenido en clorofila de la planta. La medida se ha realizado unos
20-25 días después de la aplicación de la primera cobertera y antes de aplicar la segunda.
El estado nutricional del cultivo se calcula como cociente (índice de suficiencia, en
porcentaje) entre la medida del GPN® obtenida en la parcela evaluada y la de la parcela
de referencia, que se considera adecuadamente nutrida en N. El índice obtenido, en
porcentaje, permite decidir si la parcela evaluada está bien nutrida o no y, en
consecuencia, si es necesario o no aportar la dosis de N extra (en los ensayos corresponde
al incremento de dosis de nitrógeno entre tratamientos consecutivos) que ha recibido la
parcela de referencia. En este trabajo se ha considerado que cuando una parcela presenta
un índice del 98 % o superior al de la parcela de referencia, el estado nutricional del
cultivo es significativamente el mismo entre ambas y, por lo tanto, no es necesario
fertilizar el cultivo. Por el contrario, cuando este valor se sitúa por debajo del 96 %, el
estado nutricional es suficientemente distinto como para requerir un aporte de N en la
parcela. Cuando las medidas se encuentren entre el 96 y el 98 % (situación de
indeterminación), el método no permite tomar una decisión. En tal caso es aconsejable
repetir la medida en un estadio más avanzado, posponiendo la decisión hasta ese
momento. En definitiva, el método sirve para evaluar la necesidad de aporte pero no para
definir la dosis a aportar, que se determina al fertilizar la parcela de referencia.
La recomendación obtenida con este método se ha comparado con el incremento
de producción obtenido aportando o no esta dosis de N en una segunda cobertera. El
aporte se ha considerado necesario cuando el incremento de producción que representa ha
compensado el coste del N aportado de más, variable en cada ensayo. El valor de este
incremento de producción de referencia para cada ensayo, se muestra en la Tabla 1.
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las producciones obtenidas para los diferentes ensayos (Tabla 2) son muy
variables, obedeciendo probablemente a la diversidad de manejos de las parcelas,
localizaciones, etc. Se han ajustado los datos de producción relacionados con la dosis de
N aplicada según tres modelos: lineal, cuadrático y lineal-meseta (Tabla 3). El coeficiente
de determinación (R2) del modelo lineal es siempre menor a los otros dos. El modelo
lineal-meseta presenta un coeficiente de determinación (R2) igual, en 8 casos, o superior,
en 2 casos, al del modelo cuadrático. Se ha seleccionado el modelo lineal-meseta como
mejor método de ajuste en todos los ensayos.
Los parámetros que definen el modelo lineal-meseta para cada uno de los ensayos
se muestran en la Tabla 2. Se ha correlacionado la dosis mínima que alcanza una
producción máxima (NO) de cada ensayo con la dosis recomendada por el método del
balance de nitrógeno y con la dosis recomendada por el método “réglette azote”. No se ha
observado correlación entre las variables evaluadas (balance de nitrógeno: r= -0.59, pvalor=0.072; “réglette azote”: r= 0.39, p-valor=0.258). No obstante, se ha determinado el
grado de acierto (Tabla 4) de cada método comparando las dosis que cada uno de los dos
métodos utilizados recomienda aplicar con las dosis NO en cada ensayo, considerando que
la dosis recomendada es equivalente a la dosis NO determinada en el ensayo cuando la
diferencia entre ambas no es superior a 25 kg Nha-1.
Para los dos métodos el nivel de aciertos es bajo. El método “réglette azote”
acierta en un 30 % de los casos, mientras que el balance de nitrógeno no acierta en ningún
caso. El método del balance de N que se ha utilizado tiende a subestimar la dosis a aportar
en la mayor parte de los casos (80 %), con una cantidad de nitrógeno media subestimada
de 91 kg N.ha-1. Por contra, el método “réglette azote” subestima en un 10 % la dosis a
aportar, con una subestimación media de 70 kg N.ha-1. El método “réglette azote” que se
ha utilizado, por el contrario, sobreestima la dosis a aportar en la mayor parte de los casos
(60 %) y la cantidad de nitrógeno media sobreestimada ha sido de 74 kg N.ha-1. El
método del balance sobreestima la dosis a aportar en un 20 % de los casos, con cantidades
de nitrógeno sobreestimadas de 99 kg N.ha-1.
A grandes rasgos, el método “réglette azote” tiende a sobreestimar la cantidad de
N que es necesario aportar al cultivo para un desarrollo óptimo que obtenga máximas
producciones. Probablemente debido a que el método utilizado está adaptado al sur del
territorio francés, con clima más frío y con menor mineralización de la materia orgánica
del suelo que en la zona de realización del trabajo. Por otra parte, el método del balance
de nitrógeno tiende a subestimar las dosis a aportar al cultivo para su desarrollo adecuado.
Se ha utilizado el balance de nitrógeno para el cereal de invierno con ligeras adaptaciones
para adecuarlo al cultivo de colza, que no varían la estimación de la mineralización y el
lavado. Pero la capacidad de exploración del suelo del sistema radicular del cultivo de la
colza es, probablemente, inferior al de los cereales de invierno y, por lo tanto, el método
sobreestima el nitrógeno disponible para el cultivo proveniente de la mineralización de la
materia orgánica del suelo y subestima el lavado de nitrato al considerar la misma
profundidad de enraizamiento para la colza y los cereales de invierno.
La subestimación de la dosis a aportar implica, en general, una disminución de la
producción que se alcanza en la parcela con la consiguiente disminución de los resultados
de explotación. Por el contrario, la sobreestimación de la dosis de nitrógeno a aportar
implica un sobrecoste del abonado y una menor eficiencia del N aportado, que también
redundan en una disminución de los resultados de explotación. Además, el aporte
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excesivo de N aumenta el contenido de N en el suelo susceptible de ser lavado y, en
consecuencia, aumenta el riesgo de lavado de nitrato hacia aguas subterráneas.
Para las versiones utilizadas en este trabajo, ninguno de los dos métodos alcanza
resultados aceptables de acierto en la recomendación de fertilización en cobertera del
cultivo de colza. La sobreestimación de las dosis a aportar ha sido un mal menor aceptado
anteriormente en la elección de herramientas para la ayuda a la decisión en el abonado de
los cultivos. Pero en la actualidad, con problemas importantes y crecientes de
contaminación por nitratos de masas de agua y con la creciente necesidad de disponer de
recursos hídricos en condiciones, no parece una opción aceptable sin más. De todas
formas, no se descarta la utilización de ninguno de los dos métodos, una vez modificados
y mejorados los parámetros que se utilizan en éstos. En principio esta opción es más
fácilmente aplicable al método del balance de N al ser un método que ya se utiliza en el
territorio de referencia en otros cultivos y al que será más fácil modificar los parámetros
clave que permitan obtener niveles de acierto superiores a los obtenidos en este trabajo.
Como se ha comentado, el sensor óptico GPN® se ha utilizado para determinar el
estado nutricional de un cultivo en referencia a una zona donde se ha aplicado una dosis
de N mayor. En la Tabla 4 se observa que esta metodología ha acertado en el diagnóstico
de necesidad de aplicación de la dosis de N predeterminada, en todos los casos.
Es necesario adaptar los métodos, variando parámetros teniendo en cuenta las
condiciones específicas de la zona, y reevaluarlos antes de utilizarlos en la recomendación
de la fertilización nitrogenada en cobertera de la colza. Puede tener interés también
evaluar el uso combinado de uno de los dos métodos de estimación de la dosis de N a
aportar en cobertera, con el uso del sensor óptico para decidir la conveniencia o no del
aporte de una fracción de la dosis de N en cobertera tardía.
Referencias
CETIOM. 1998. Avec la réglette azote colza, vous apportez la dose rien que la dose. Ed.
CETIOM.
Cordeiro, D. S., Silveira, E. P. y Kichel., A. N. 1993. Resposta da Brassica napus a doses
e épocas de aplicaçao de nitrogenio. Pesquisa agropecuaria brasileira. (28)10: 11371142.
DAAM. 2011. Avanços de superfícies i produccions agrícoles. Departament
d’Agricultura, Ramaderia, Pesca, Alimentació i Medi Natural. Generalitat de
Catalunya. Maig 2011.
Domingo, F., Serra, J., Teixidor, N., Pagès, J.M. 2004. Estratègies i eines en la fertilització
nitrogenada dels cereals d’hivern. Entre camps i animals, 43: 23-25.
González Llinàs, E., Geli Bosch, I. y Domingo Olivé, F. 2011. Estratégias de fertilización
en el cultivo de colza. Vida Rural. 332:46-52.
Jackson, D.G. 2000. Effects of Nitrogen and Sulfur on Canola Yield and Nutrient Uptake.
Agron. J. 92: 644–649.
MARM. 2011. Boletín Mensual de Estadística. Ministerio de Medio Ambiente y Medio
rural y Marino. Junio 2011.
Newbould, P. 1989. The use of nitrogen fertilizer in agriculture. Where do we go
practically an ecologically? Ecology of Arable Land (eds M. Clarholm & L.
Bergrstöm) Klluwer, Dordrecht. 281-295.
Sarandón, S. J., Chamorro, A., Bezus R. & Gianibelli M. C. 1993. Respuesta de la colza
(Brassica napus L var. oleifera) a la fertilización nitrogenada. Efecto sobre la
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120
producción de biomasa, rendimiento de semilla y sus componentes. Revista de la
Facultad de Agronomía, La Plata. 69 (1): 63-67
Sió, J., Serra, J., López, A., Boixadera, J., Teixidor, N. 1997. Gestió de l’adobat
nitrogenat en el conreu dels cereals d’hivern. Fullet de divulgació del Servei
d’Agricultura del DARP i de la Fundació Mas Badia.
Triboi-Blondel, A. M. 1988. Azote, croissance, rendement et qualité de la graine chez le
colza d’hiver. En Physiologie et èlaboration du rendement du colza d’hiver. Centre
Technique Interprofessionel des Oleagineaux Metropolitains (CETIOM). 134-139.
Tablas
Tabla 1. Año, localización, abonado aplicado en fondo, dosis de N aplicadas en cobertera
e incremento de producción que compensa el coste de fertilizante, para cada ensayo.
Dosis
Incremento de
Aplicación
-1
(kg
N
ha
)
producción
Fondo
aplicadas en
(kg grano ha-1)
Dosis
que compensa
cobertera
Ensayo
Año
Municipio
Tipo
(kg N (0-X-2X-3X)
el coste del
ha-1)
fertilizante
ULT
2009/10 Ultramort
--0
0-50-100-150
95
LT
2009/10 La Tallada
mineral
50
0-65-130-195
123,5
RP
2009/10
Rupià
---
0
0-25-50-75
47,5
BY-0
2009/10
Banyoles
---
0
0-65-130-195
123,5
BY-FM
2009/10
0-65-130-195
123,5
2010/11
mineral
material
orgánico
75
ML-SP
100
0-45-90-135
85,5
CLD-0
2010/11
---
0
0-75-150-225
142,5
CLD-FM
2010/11
mineral
50
0-75-150
142,5
CLD-P1
2010/11
100
0-75-150
142,5
CLD-P2
2010/11
Banyoles
Caldes de
Malavella
Caldes de
Malavella
Caldes de
Malavella
Caldes de
Malavella
Caldes de
Malavella
170
0-75-150
142,5
purines
porcino
purines
porcino
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121
Tabla 2. Producción (kg N.ha-1) para cada uno de los ensayos y tratamientos y
parámetros del modelo lineal-meseta para cada ensayo.
Dosis de N aplicada en cobertera
Parámetros del modelo lineal-meseta
Ensayos
0
X
2X
3X
a
b
NO
p-valor
r2
ULT
3494
4243
3874
4230
3945
15,5
11,0
0,549
0,04
LT
2935
3252
3771
3455
2950
5,0
130,0
0,212
0,21
RP
3065
3783
3675
3822
3065
33,0
21,1
0,009
0,51
BY-0
799
1395
2167
2488
769
10,5
163,2
0,020
0,58
BY-FM
2257
2452
2930
3301
2194
5,6
200,1
0,017
0,45
ML-SP
1586
2027
2527
2792
1615
9,2
157,8
<0,001
0,90
CLD-0
590
1758
1979
2891
590
15,6
89,2
0,014
0,76
CLD-FM
778
1980
2231
---
778
16,0
90,6
0,029
0,69
CLD-P1
1437
2243
2320
---
1437
10,7
82,2
0,093
0,55
CLD-P2
745
1628
1915
---
745
11,8
99,3
0,001
0,89
Tabla 3. Funciones definidas en los distintos modelos.
Modelo
Función (*)
Lineal
PROD= b*Dosis N + a
Cuadrático
PROD= c*Dosis N2 + b*Dosis N + a
Lineal-meseta
PROD= b*Dosis N + a
PROD= b*NO + a
si Dosis N< NO
si Dosis N≥ NO
(*) PROD= Producció de grano (kg/ha)
Dosis N= Dosis de nitrógeno (kgN/ha) aplicados en cobertera
Tabla 4. Acierto, sobreestimación y subestimación de los métodos “réglette azote” y
balance de nitrógeno para la recomendación de dosis de N a aplicar en cobertera y del
sensor óptico GPN® para decidir la aplicación de una cobertera tardía, respecto la
dosis de nitrógeno mínima que permite una producción máxima (NO).
Método de recomendación
Réglette azote
Balance de N
Sensor GPN®
Sobrestimación (%)
60
20
--Acierto (%)
30
0
100
Subestimación (%)
10
80
---
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