para trigo, cebada, maíz y otros cultivos Iván Ortiz-Monasterio, 1 María Elena Cárdenas, 2Brian Arnall, 3Randy Taylor, 1 Hailin Zhang, 2Jerry May, 2Jonathan Kelly, 3John Solie y 2Bill Raun 2 1 CIMMYT, Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo, México 2 Universidad del Estado de Oklahoma, Departamento de Ciencias de Plantas y Suelo. 3 Universidad del Estado de Oklahoma, Departamento de Biosistemas e Ingeniería Agrícola. Resumen La dosis óptima de nitrógeno (N) para los cultivos de cereales puede cambiar dramáticamente año tras año, sobre todo en cultivos de temporal. La tecnología del sensor GreenSeeker, que se desarrolló en la Universidad de Oklahoma, predice el rendimiento potencial con las lecturas del Indice de Vegetación de Diferencia Normalizado (NDVI, por sus siglas en inglés), medidas durante la etapa de crecimiento. Es necesario repetirlo: la dosis óptima de N para los cultivos de cereales puede cambiar dramáticamente año tras año. ¿por qué la insistencia? porque muchos productores continúan aplicando la misma dosis de N año tras año. Si se emplean Franjas Ricas en N, aplicadas en la siembra o poco después, se puede determinar la dosis óptima de N auxiliar, que sirve para obtener máximos rendimientos y mayor rentabilidad económica. Los agricultores están conscientes de que sus niveles de rendimiento cambian significativamente, pero ellos no necesariamente están consientes de que la respuesta en el rendimiento a las aplicaciones adicionales de N también cambian (cambia la magnitud de la respuesta a los rendimientos si se aplica N). Combinados, la magnitud de la respuesta del N y el nivel de rendimiento dictan precisamente que cantidad de N debe ser aplicada. Incluso si los productores no utilizan el sensor GreenSeeker. La Franja Rica en N por sí misma sigue siendo una herramienta increíblemente valiosa para descifrar si a la mitad de la temporada se necesita aplicar N. Si se instalan Franjas Ricas con N, con el tiempo y midiendo las respuestas con el sensor GreenSeeker, se observó que los productores ahorraron un promedio en sus aplicaciones de casi 70 kgN/ha (datos tomados y analizados en el Valle del Yaqui). Lo que los agricultores deben comprender es que la eficiencia del uso de N en sus cultivos, también cambia año tras año. 2 nutrientes, además del N, pueden ser también limitantes, dichos nutrientes (P, K, S, Fe, Mg, Ca, Cu, Zn, B) se pueden identificar fácil y de manera eficiente con un análisis de suelo.* Los análisis de suelo para NH4-N y NO3-N (fracciones de N fácilmente disponibles en suelos) son utilizados para detectar deficiencias de N. ¿Por qué es necesario establecer Franjas Ricas en N? Es difícil detectar las deficiencias de N en cultivos en crecimiento activo sin antes comparar el cultivo “deficiente” con cultivos con suficiente N. La forma más sencilla de hacerlo es estableciendo, dentro del cultivo del agricultor, una franja con suficiente N aplicado para que no exista una limitante y, en otra parte de la parcela, se aplica la dosis normal de N, sin verter cantidades excesivas. Las dos áreas se monitorean conforme avanza el ciclo de crecimiento. Aun cuando otros Sin embargo, los niveles de estas dos fracciones cambian drásticamente dependiendo de la humedad del suelo, las condiciones del cultivo, la toma de la muestra, época del año, y la profundidad a la que se toma la muestra. Los análisis de suelo, asimismo, no arrojan resultados del N liberado de la materia orgánica durante la etapa de desarrollo del cultivo. Por lo tanto, la utilidad del análisis de N inorgánico en el suelo es limitada. Si bien el análisis de suelo sigue siendo efectivo como una herramienta probada para mejorar el manejo de nutrientes en todos los cultivos y, para prácticamente todos los elementos esenciales (N, P, K, S, Ca, Fe, Mg, B, Mn, Cl, Cu, Zn, y Mo), cuando se trata de un mejor manejo del N, con el uso de las Franjas Ricas en N se obtienen recomendaciones más precisas. *Se sugiere consultar el sitio de: fertilab.com.mx 3 ¿Cómo funcionan las Las Franjas Ricas en Nitrógeno, en comparación con las prácticas convencionales, funcionan bajo la premisa de que el ambiente en un determinado año cambia al siguiente. El experimento se llevo a cabo del 2003 al 2011 en Cd. Obregón, Sonora. Observe que los rendimientos de la cosecha pueden cambiar drásticamente año con año (barras moradas y naranjas), lo que sugiere que los rendimientos son impredecibles antes de la siembra. La gráfica 1 muestra muy bien este punto, los rendimientos de la parcela que se fertilizaron con N (200 kgN/ha) (barras naranjas) se pueden comparar junto con los del testigo, a las cuales no se les aplicó N (0 KgN/ha) (barras moradas). Siete Cerros 66 Gráfica 1. Rendimiento de grano en trigo primaveral en parcelas fertilizadas con N (20052-00, N-P205-K20) (Barras naranjas) y el testigo al cual no se le aplico N (0-52-00) (barras moradas) de 2003 a 2011 en el Valle del Yaqui, Sonora, México. 4 s Franjas Ricas en N? Es importante recalcar que no sólo los niveles de rendimiento cambian imprevisiblemente año tras año, también la respuesta al N que se aplicó es impredecible. Observe la diferencia entre las barras moradas (parcelas fertilizadas) y las barras naranja (parcelas sin fertilizar). El índice de respuesta o IR, se obtuvo como una medida de la respuesta del cultivo al N adicional (gráfica 2). El IR se calcula como la razón del rendimiento de la parcela fertilizada con suficiente N (rica en N) entre el rendimiento de la parcela sin fertilizar (testigo con 0 N). Al igual que los niveles de rendimiento, el ir puede variar significativamente año con año y se vuelve impredecible (gráfica 2). El índice de respuesta al N es altamente variable en el rango de 2 a 11. Índice de Respuesta Ir Gráfica 2.Respuesta del N aplicado calculado dividiendo el rendimiento de la parcela fertilizada con N entre el rendimiento de la parcela sin fertilizar (testigo con 0 N). Experimento 226 de largo plazo Valle del Yaqui, Sonora, México 5 Una pregunta crítica en este tipo de experimentos es si la respuesta al fertilizante nitrogenado predijo el rendimiento de grano. Para este experimento, la relacion entre las respuestas de N (IR) y el nivel de rendimiento fueron limitados o nulos. (gráfica 3). respuesta al N (IR) por sí sola. ¿Qué significa esto? No hay otra respuesta más que estar conscientes que los agricultores no van a obtener buenas estimaciones de la demanda de fertilización nitrogenada, a menos que consideren ambos factores: la capacidad de respuesta al N adicional y el rendimiento potencial de grano sin la adición de fertilizante nitrogenado. En otras palabras, no se puede determinar una dosis adecuada de N a media temporada del cultivo con la Porque podría ser que haya un año donde el potencial de rendimiento sea alto, pero el cultivo no responde al N adicional (inviernos calientes y húmedos donde se mineraliza, de la materia orgánica del suelo, suficiente N y, además, haya N depositado por la lluvia). Bajo estas condiciones, no se espera que el N agregado incremente el rendimiento del grano, aunque se prevean altos rendimientos. Por el contrario, en un año donde los meses de invierno fueron fríos y secos, pero se observaron plantas vigorosas, la demanda de N sería probablemente más elevada, el rendimiento potencial más alto y la cantidad de N auxiliar aplicado puede ser de moderada a alta. Gráfica 3B. Relación entre el rendimiento de grano de la parcela fertilizada con N y el índice de respuesta (Parcela fertilizada con alto contenido de N dividido entre el testigo con 0 N aplicado. Experimento 226, Cd. Obregón, Son., 2003-2011 6 ¿Cómo se utilizan las Franjas Ricas en N? 1. Una cantidad suficiente N se mineralizó, de la materia orgánica del suelo, o se depositó por la lluvia para satisfacer todas las necesidades de N en la planta. La Franja Rica en N representa el crecimiento del trigo bajo condiciones no limitantes. Al comparar esto con la práctica convencional, donde se realizaron las aplicaciones parciales de N antes de la siembra, los agricultores pueden visualizar si hay diferencia a mitad de la temporada y decidir si se aplicará o no más cantidad de N. 2. El crecimiento fue restringido posiblemente por alguna otra variable, y eso ocultó la capacidad para detectar deficiencias de N. Nosotros comúnmente recomendamos a los agricultores que apliquen la mitad del total de N previsto para la siembra y esperar hasta la mitad de la temporada para decidir la cantidad de N que se adicionará. En general, para el trigo de primavera, si no se detectan de manera visual las diferencias antes de la elongación del primer nudo (Zadoks 3.1, figura 1), es poco probable que la aplicación de N incremente el rendimiento. Por otro lado, si la diferencia es grande, existe una alta demanda de aplicación de N. Cuando no existen diferencias entre la Franja Rica en N y la práctica convencional esto puede significar una de dos cosas: Las vainas de Empieza macollaje La Franja Rica en N proporciona una estimación de la cantidad de N que fue agregada al cultivo en forma gratuita (mineralización de N y deposición atmosférica), desde la siembra hasta la detección. Incluso si se aplica tarde, la Franja Rica en N seguirá proporcionando información visual acerca de si se debe o no aplicar N adicional en mitad de la temporada. Floración Vaina Engrosada Hoja Bandera Visible Espigado Hoja Bandera Lígula Primer nudo del tallo Visible las hojas se alargan Nudo Figura 1. Escala de Zadoks para el crecimiento para trigo 77 Espiga Anteras visibles ¿Cuando se deben aplicar las Franjas Ricas en N? ¿Dónde debo establecer mi Franja Rica en N? Para una efectiva aplicación de la Franja Rica en N es preferible aplicar e incorporar el fertilizante antes de la siembra. Aunque es posible aplicarlo cuando ya se desarrolló la planta, siempre y cuando sea con el tiempo suficiente para permitir la asimilación del N antes del momento del diagnóstico. Para trigo de primavera, la Franja Rica en N debe aplicarse antes o durante la siembra. Si esto no es posible, se puede hacer una aplicación en planta, siempre y cuando el N pueda ser asimilado a más tardar al iniciar el encañe, que es cuando se realiza el diagnóstico (figura 2). Para el maíz, la Franja Rica en N se puede aplicar antes o durante la siembra, V3 o V7, dependiendo del calendario de riego, ya que existen oportunidades de realizar diagnósticos en toda la etapa vegetativa (figura 3). El mejor lugar para establecer su Franja Rica en N es en una parte del campo donde usted crea que es la más representativa de toda el área. No las ubique donde ocurren las “vueltas” de siembra o aplicaciones, la semilla y el fertilizante se sobreponen y podrían surgir otros factores que pueden influir en la respuesta del N. Cuando es una parcela de 20 o mas hectáreas, es posible que tenga áreas que son claramente diferentes (por ejemplo, las tierras aluviales bajas vs. la ladera erosionada), y donde se han notado diferencias claras en la producción. En este caso, se recomienda colocar una Franja Rica en N en cada área. Hay que recordar que la Franja Rica en N es una guía visual y como tal necesita representar todas esas zonas donde se considere que el manejo final de N podría ser diferente. 8 Figura 2. Cultivos de trigo: Franja Rica en N por el centro y la práctica convencional (izquierda y derecha). Guanajuato, México. Figura 3. Cultivos de maíz: Franja Rica en N por el centro y la práctica convencional (izquierda y derecha). Guanajuato, México. ¿Por qué la Franjas Ricas en N funcionan bien? En realidad no hay misterio en cuanto a por qué funcionan. Cuando el ambiente cambia (caliente-frío, húmedo-seco), todo lo demás cambia también: la biología, la temperatura, la humedad del suelo y finalmente el crecimiento del cultivo. No hay dos años que sean iguales y, como resultado, la demanda y la respuesta de potencial de N también cambia. La Franja Rica en N comparada con la práctica convencional es una herramienta que integra los cambios ambientales en una variable claramente definida que es la demanda de N. ¿En verdad desea calcular la dosis de fertilizante nitrogenado en media temporada sin una Franja Rica en N? Si no se establecen Franjas ricas en N se generará una incertidumbre y un riesgo que deberán tomar los agricultores. 9 ¿Mi Franja Rica en N seguirá siendo efectiva para el próximo año si no aplico más N? No. Las Franjas Ricas en N se deben aplicar cada año con una dosis donde el N esté ilimitado. Se debe tener cuidado de no aplicar demasiado o muy poco N. En la Tabla 1 se muestran algunas recomendaciones básicas. Tabla 1. Dosis recomendadas para la Franja Rica en N. Mi vecino está usando Franjas Ricas en N, ¿por qué debería hacerlo yo? ¿Son las Franjas Ricas en N una mejor práctica de manejo? Si te pareces en algo a tu vecino y estás interesado en incrementar tus resultados, entonces necesitas adoptar esta práctica lo más pronto posible. Promediando miles de hectáreas durante muchos años, los agricultores se ahorran en promedio 70 kg/N por hectárea en trigo utilizando la tecnología de sensores y Franjas Ricas en N en los Valles del Yaqui y Mexicali. Hoy en día no existe otra técnica agrícola utilizada que sea tan simple, accesible y rentable como las Franjas Ricas en N para la producción de cereal. Sin embargo, tenemos agricultores que no se toman el tiempo para aplicar esta herramienta visual cada año, aun sabiendo muy bien que esta práctica pondrá dinero en sus bolsillos. Usar las Franjas Ricas en N y las recomendaciones para fertilizante nitrogenado a media temporada mediante el uso de los datos de NDVI obtenidos con el sensor GreenSeeker es dinero en el banco. 10 ¿Qué pasa con las Franjas Ricas en N para otros cultivos aparte del maíz y del trigo? Para prácticamente cualquier cultivo que no sea de leguminosas, las Franjas ricas en N se aplican en el cultivo para el cual se utilizarán. Especialmente en los cultivos donde se aplica N en media temporada (sorgo, canola y otros cereales u oleaginosas). Si las demandas de aplicación de N del cultivo tienen una relación cercana con los rendimientos máximos, una Franja rica en N será una herramienta útil de diagnóstico. Franja Rica en N/ GreenSeeker Puntos importantes para determinar la recomendación de N Incorporar las Franjas Ricas en N antes o justo después de la siembra. Esperar hasta mediados de enero o en febrero para estimar el rendimiento potencial y aplicar N complementario en el primer riego de auxilio para trigo primaveral. Espere hasta la etapa de 6 a 10 hojas en el maíz para estimar y aplicar fertilizante. Para trigo, si PUEDE VER la Franja Rica en N (durante la etapa de la aplicación del fertilizante de auxilio, dependiendo del estado de la planta, el ambiente, etc.), significa que no había suficiente N en el suelo para la dosis regular de pre-siembra y es necesario fertilizar. Similarmente para maíz, en la etapa de 6 a 10 hojas, SI VE la Franja rica en N, es evidente que existe una demanda de N. Tome lecturas de la Franja Rica en N y su práctica convencional con el sensor GreenSeeker para obtener los valores de NDVI y someterlos en el algoritmo generado para la región para determinar su dosis de N auxiliar (maíz, y trigo). Si usted NO VE la Franja rica en N, significa que es probable que el campo tiene suficiente N disponible para satisfacer el potencial máximo de rendimiento para ese campo, por todo ese año y posiblemente no necesite aplicar N adicional. Sin embargo, especialmente en el caso de maíz, tal vez le parezca, por su experiencia como productor, que el rendimiento potencial es alto, entonces aún se puede considerar prudente aplicar una pequeña cantidad de N auxiliar. 11 Directorio Bram Govaerts Director del Programa MasAgro Iván Ortiz-Monasterio Coordinador del Àrea de Fertilidad para MasAgro Georgina Mena López Gerente de Divulgación Cuidado de la edición Martha G. Coronel Aguayo Propuesta gráfica y diagramación Angel E. Aguilar García (Gelanglar) Envíanos tus comentarios a: [email protected] o llama al: 018004627257 conservacion.cimmyt.org