NITRÓGENO Y AZUFRE EN TRIGO. UN CASO PARTICULAR DE

INTA – Estación Experimental Agropecuaria Rafaela.
INFORMACION TECNICA DE TRIGO Y OTROS CULTIVOS DE INVIERNO, CAMPAÑA 2007
Publicación Miscelánea Nº 107
NITRÓGENO Y AZUFRE EN TRIGO. UN CASO PARTICULAR DE
INTERACCIÓN ENTRE NUTRIENTES.
FERRARIS, Gustavo N
Profesional del Area Desarrollo Rural, INTA EEA Pergamino
El trigo es uno de los cultivos con mayor
respuesta a la fertilización. Los elevados
requerimientos de la especie y la característica
de desarrollar su crecimiento durante el
invierno, donde los procesos químicos y
biológicos que producen su mineralización a
partir de la materia orgánica se encuentran
atenuados, originan este comportamiento. En
las localidades correspondientes al norte de la
región triguera, la presencia de enfermedades
y las temperaturas elevadas durante el período
de llenado de los granos suelen afectar los
rendimientos e interferir en la respuesta a la
fertilización. En cambio, en ambientes con
menor temperatura media y menor presión de
enfermedades como Fusariosis de la espiga,
los potenciales de rendimiento son más
elevados, y como consecuencia, se incrementa
la demanda de nutrientes y con ello la
respuesta a la fertilización, a la vez de
tornarse más estable y predecible. En ausencia
de estas limitantes, la especie presenta una
eficiencia agronómica muy alta al agregado
de
los
principales
nutrientes.
Peso de los
granos
Establecimiento
N° granos
Nutrientes
Establecimiento
Area Foliar
Número de
macollos
Enfermedades
T°
Hsuelo, T° y
radiación
Hsuelo T° y
radiación
H,T°
Plantas/m2
Espiguillas/espiga
Espigas/planta
Granos/espiguilla
Granos/m2
Peso de los granos
Figura 1: Ciclo ontogénico de desarrollo del trigo, componentes del rendimiento, y procesos sobre los que
incide la nutrición.
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Los componentes del rendimiento del
trigo están representados por el número de
granos por unidad de superficie y por su peso
(Slafer et al., 2003). De ambos, el más
importante es el número de granos. El número
de granos se forma a lo largo de todo el ciclo
del cultivo. Los subcomponentes que
determinan el número final de granos
comienzan a establecerse desde etapas muy
tempranas del desarrollo, puesto que el
principal elemento para la obtención de un
elevado número de granos es la generación de
un también elevado número de espigas por
unidad de superficie, que comienza a definirse
desde la implantación del cultivo. La
nutrición afecta todas estas etapas (Figura 1),
con efectos específicos según el nutriente
considerado.
Efectos específicos del nitrógeno y azufre
en trigo.
El
nitrógeno
interviene
en
la
formación de tejidos verdes, adquiriendo
singular importancia en el establecimiento de
los macollos, y luego, en la generación de un
área foliar suficiente que permita mantenerlos
durante la encañazón, cuando estos compiten
por los recursos. Un área foliar abundante va
a permitir a su vez, suficiente producción de
carbohidratos por fotosíntesis alrededor de la
espigazón, lo que posibilita la fijación de un
elevado número de granos. Por último, el
nitrógeno afecta la duración del área foliar.
Cuando su disponibilidad es cercana al
óptimo, esto permite alcanzar tasas de llenado
altas y sostenidas hasta el final del ciclo de
cultivo. Por último, durante la etapa de
llenado
se
produce
una
elevada
removilización de nitrógeno desde los tejidos
verdes a los granos. Cuando los rendimientos
36
son
elevados,
la
acumulación
de
carbohidratos supera a la de nitrógeno y suele
resultar en una reducción en el contenido de
proteínas, que será más pronuciada cuanto
más baja sea la disponibilidad de nitrógeno
del ambiente en que se está produciendo. Por
este motivo, el contenido de proteínas puede
ser manipulado por el agregado de nitrógeno
en forma tardía, cuando ya es tarde para
incrementar el área foliar y el número de
granos por unidad de superficie. El azufre en
cambio, si bien en condiciones de deficiencia
severa puede afectar el crecimiento del
cultivo, es más común que lo haga sobre la
eficiencia fotosintética. Respecto de la
calidad, el azufre afecta más la composición
de las proteínas que su contenido final, al
incrementar la proporción de aminoácidos
azufrados esenciales. Esto es de importancia
para la calidad de las harinas, ya que dichos
aminoácidos forman puentes azufrados muy
persistentes que brindan firmeza y estabilidad
a la masa durante el proceso de panificación.
Interacciones entre nutrientes. naturaleza
de la interacción nitrógeno x azufre.
La interacción entre nutrientes es un
proceso por medio del cual la respuesta
conjunta a la incorporación de dos nutrientes
supera a la sumatoria de las respuestas
individuales a cada uno de ellos cuando son
agregados por separado. En la Figura 2 se
ejemplifica lo expuesto. En este caso
hipotético, la fertilización con nitrógeno y
azufre (S) producen diferencias en los
rendimientos con respecto al testigo, en 500 y
200 kg/ha, respectivamente. La respuesta
conjunta a nitrógeno-azufre a su vez, supera a
la sumatoria de las anteriores alcanzando a
1000 kg ha -1.
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1200
800
1000
No existe
interacción
600
Respuesta (kg/ha)
Respuesta (kg/ha)
1000
1200
700
400
500
Interacción
positiva
800
1000
600
400
500
200
200
200
200
0
0
Nutriente A
Nutriente B
Nutrientes A y
B
Figura 2.a
Nitrógeno
Azufre
Nitrógeno +
Azufre
Figura 2.b
Figura 2: Modelo de respuesta para dos nutrientes sin interacción (a) y para la interacción positiva
nitrógeno x azufre (b).
A nivel de campo, se han mencionado
diversos ejemplos de interacción entre
nutrientes, tanto positivas p.e. nitrógeno x
fósforo, nitrógeno x zinc, como negativas p.e.
fósforo x zinc. La interacción nitrógeno x
azufre es una de las que más frecuentemente
se presentan a nivel extensivo. La naturaleza
de esta interacción reside en la similitud de
comportamiento de estos nutrientes en suelo y
cultivo, y en la cantidad de procesos
fisiológicos comunes en que intervienen. El
principal reservorio de ambos es la materia
orgánica del suelo, y en ausencia de
fertilización, su mineralización constituye la
mayor fuente de suministro de estos
nutrientes para los cultivos. Nitrógeno y
azufre son móviles en el suelo y, como sucede
con la mayoría de los nutrientes, su demanda
se vuelve considerable desde inicios de
encañazón. Son absorbidos en forma
inorgánica por flujo masal (es decir, disueltos
37
en solución en la corriente transpiratoria).
Una vez en la planta, son reducidos e
incorporados
en
estructuras
orgánicas,
particularmente en los tejidos verdes,
favoreciendo el crecimiento e incrementando
la eficiencia fotosintética. Esta última función
es especialmente pertinente al azufre, y
determina la tonalidad verde oscura que
contrasta con el verde pálido de los cultivos
deficientes. Si bien el nitrógeno presenta
síntomas de deficiencia similares, en este se
expresa a partir de la parte inferior de la
planta, mientras que en el azufre aparece en
las hojas más nuevas. Las principales
diferencias entre nitrógeno y azufre se
relacionan con la menor propensión a sufrir
pérdidas, mayor residualidad y menor
movilidad una vez incorporado en la planta de
este último. En el cuadro 1 se resumen las
semejanzas y diferencias entre ambos
nutrientes.
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Cuadro 1: Semejanzas y diferencias entre nitrógeno y azufre.
Semejanzas
Disponibilidad y dinámica en el suelo asociadas a la materia orgánica.
Nutriente móviles, incorporados en la planta a través de la corriente transpiratoria.
Período de mayor demanda entre inicios de encañazón y antesis.
Intervienen en la formación de tejidos verdes, la fotosíntesis y el metabolismo proteico.
Diferencias
Nitrógeno
Requerimiento 30 kg/ t de grano.
Azufre
Requerimiento 4,5 kg/ t de grano.
Elevada movilidad en la planta, índice de
cosecha 0,66.
Sujeto a pérdidas moderadas, escasa
residualidad.
Sintomatología de deficiencia: Clorosis y
necrosis en las hojas inferiores.
Afecta el contenido proteico.
Determinante de los rendimientos de trigo,
induce deficiencias de azufre en soja de
segunda
Escasa movilidad en la planta, índice de cosecha
0,25.
Pérdidas escasas, residualidad moderada.
Sintomatología
de
deficiencia:
Clorosis
y
necrosis en las hojas superiores.
Afecta la composición de las proteínas.
Mejora los rendimientos de trigo, determinante
en soja de segunda.
Implicancia agronómica de la interacción
nitrógeno x azufre.
El nitrógeno es el nutriente requerido
en mayor cantidad por este cultivo. Las
necesidades alcanzan a 30 kg de nitrógeno por
tonelada de grano cosechado, de las cuales
dos terceras partes son exportadas con los
granos (García, 2000). El azufre absorbe en
una cantidad casi siete veces menor, siendo
los requerimientos de alrededor de 4,5 kg S
por tonelada de trigo producida. Los
rendimientos del cultivo dependen de manera
directa de la disponibilidad de nitrógeno. La
dosis de fertilizante a agregar habitualmente
es calculada como N objetivo-X, siendo X la
disponibilidad inicial de nitrógeno en forma
rápidamente asimilable (N-nitratos 0-60 cm) y
N objetivo la disponibilidad total de nitrógeno
a reunir para alcanzar un rendimiento dado.
Los límites críticos varían considerablemente
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según la región, siendo menores en la zona
triguera norte por la mayor expectativa de
mineralización de la materia orgánica en
regiones con temperatura media más elevada.
Así, para rendimientos de hasta 4000 kg/ha
Salvagiotti et al., (2004), trabajando en el
centro-sur de Santa Fe, determinaron que era
necesaria una disponibilidad de 92 kg de
nitrógeno/ha a la siembra, mientras en el
sudeste de Buenos Aires Calviño et al., (2002)
presentan un nivel crítico de 150 a 170 kg
nitrógeno/ha, variable con el nivel de
rendimiento del cultivo. Estos niveles han
sido
determinados
en
condiciones
no
restrictivas de otros nutrientes. Cuando un
nutriente que presenta interacción con el
nitrógeno se torna deficiente, la eficiencia de
uso del nitrógeno baja considerablemente, y la
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saturación de la respuesta se produce en dosis
más bajas. Este comportamiento ha sido
mencionado para la interacción nitrógeno x
azufre (Salvagiotti et al., 2004). A su vez, la
respuesta al nutriente de menor importancia
(en este caso el azufre) se produce a medida
que se va cubriendo los requerimientos del
nutriente principal, para el caso el nitrógeno.
Bajo deficiencias de este último, la respuesta
al azufre es escasa o nula (Figura 3). La
interacción positiva nitrógeno x azufre hace
que, cuando ambos son agregados, cambie
considerablemente la eficiencia de uso del
nutriente principal, y como consecuencia se
incremente la rentabilidad de la fertilización.
Rendimiento ( kg /ha )
3800
3600
3400
3200
3000
2800
2600
40
60
80
100
120
Disponibilidad de nitrógeno a la siembra (kg/ha )
Figura 3: Respuesta a la disponibilidad de creciente de nitrógeno sin azufre (triángulos vacios) o
con azufre (triángulos llenos). Salvagiotti, 2004.
Efectos de la fertilización con nitrógeno y
azufre sobre el rendimiento de soja de
segunda.
El esquema de fertilización nitrógenoazufrada realizado en el cultivo de invierno
afecta los rendimientos de la soja de segunda.
La fertilización con dosis crecientes de
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nitrógeno incrementa considerablemente los
rendimientos del trigo y otros cereales de invierno. Esto aumenta la extracción de azufre
del suelo y, como consecuencia, induce
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deficiencias de azufre en la soja de segunda,
que pueden ser completamente compensadas
fertilizando con este nutriente el trigo o en la
soja de segunda. Este comportamiento fue
determinado por Ferraris et al., (2005)
trabajando sobre la rotación Cebada-Soja en
el partido de General Arenales (Figura 4).
Efectos residuales y directos de la fertilización azufrada en Soja de segunda han sido
ampliamente mencionados en la región
pampeana (Klein, 2002; Salvagiotti et al.,
2004) (Figura 5).
6000
5000
8486
7353
4000
7642
5273
4080
5273
3607
4007
3346
3213
3122
Cebada
Soja
Cebada + Soja
2000
8000
7000
6000
3720
3000
10000
9000
7800
4520
8881
1000
5000
4000
3000
2000
1000
0
0
P0 N0
P0 N120
P20 N0 P20 N120 P20 N120
S15
Figura 4: Rendimiento de grano en Cebada, Soja de segunda y acumulados en los dos cultivos en
la localidad de La Trinidad, partido de General Arenales. Los tratamientos de fósforo (P) y
nitrógeno (N) fueron realizados al momento de la siembra de cebada. El azufre (S) se aplicó a la
siembra de soja.
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1000
Respuesta (kg/ha)
800
Trigo
Soja
600
400
200
0
Armstrong
Leones
Maciel
Marcos
Juárez
Pergamino
Maciel II
Villa Eloisa
Lobos
-200
Figura 5: Respuesta al agregado de azufre en trigo y soja de segunda en ocho localidades de la
región pampeana. Módulo de investigación del Proyecto Fertilizar, campañas 2000/01 y 2001/02.
Salvagiotti et al., 2004.
Consideraciones finales
La fertilización de un cultivo debe
orientarse
a
cubrir
globalmente
sus
requerimientos nutricionales, favoreciendo las
interacciones positivas entre nutrientes de
modo de maximizar la eficiencia de uso de
cada uno de ellos y, de esta manera, lograr el
mayor retorno al capital invertido. Un
concepto más amplio debe contemplar
también aprovechar los efectos residuales de
los nutrientes sobre los cultivos subsiguientes.
Uno de los ejemplos más reiterados en este
sentido es la respuesta de la soja de segunda
al azufre aplicado en los cereales de invierno.
Sin embargo, los efectos acumulativos de una
buena nutrición no se agotan en el término de
una campaña. Un ensayo conducido en la
localidad de General Arenales dentro de la red
41
de nutrición de CREA Sur de Santa Fe
ejemplifica este comportamiento. El agregado
de diferentes combinaciones de nutrientes
durante cuatro campañas originó diferencias
de rendimiento sobre el testigo sin
fertilización en una secuencia trigo-soja
sembrada al quinto año, una vez finalizado el
ensayo. La fertilización de todas las parcelas
con dosis elevadas de nitrógeno, fósforo y
azufre no logró anular los afectos
acumulativos de los tratamientos efectuados
en los años anteriores (Figura 6). La
acumulación de nutrientes pero también cierta
memoria de fertilidad, por el incremento de
materia orgánica lábil, mayor cobertura de
residuos y de sustrato para la población
microbiana del suelo serían la probable causa
de este comportamiento.
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Finalmente, cabe consignar que aun
cuando el correcto manejo de los nutrientes es
el punto de partida para iniciar un proceso de
reconstrucción de fertilidad de un suelo, al
incrementar los rendimientos y los aportes de
residuos, una estrategia global de manejo de
la fertilidad debe contemplar aspectos
adicionales como la siembra directa y la
rotación de soja con cultivos que aporten un
alto volumen de residuos de calidad. Ello
permitirá una elevación de parámetros
estables de calidad de
suelo como el
contenido
de
materia
orgánica,
la
disponibilidad de nutrientes de baja movilidad
y una mejora en las propiedades físicas
(Figura 7), dando como resultado la una
mayor fertilidad y aptitud productiva del
suelo que se está cultivando.
6000
5180
5000
4549
4644
4599
4000
3000
2976 2715
2793
2980
5201
3224
3274
3478
2000
1000
0
Testigo
PS
NS
Trigo
NP
NPS
NPS
Micros
Soja
Figura 6: Rendimientos de trigo y soja de segunda en 2004/05 sobre parcelas que recibieron
diferentes tratamientos de fertilización NPS en los cuatro años previos. El doble cultivo trigo-soja
recibió 86, 27 y 10 kg/ha de nitrógeno, fósforo y azufre, respectivamente. Red de nutrición del
CREA Sur de Santa Fe. (García, 2005).
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Adecuado manejo de los
nutrientes
Incremento en
los rendimientos
Rotaciones con
cebada, trigo,
maíz
Aumento en los
aportes de
residuos al suelo
Aumento en la
disponibilidad de
nutrientes no
móviles (fósforo)
Mejora en las
propiedades
físicas del suelo
Aumento en el
contenido de MO
Siembra directa
MEJORA EN LA
FERTILIDAD DE
LOS SUELOS
Figura 7: Esquema de manejo conducente a una mejora global en la fertilidad de los suelos.
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