Fertilización nitrogenada en fechas de siembra tempranas y tardías de maíz

Introducción

El área cultivada con el cultivo de maíz (Zea mays L.) en Argentina representa en promedio el 18% del área total, mientras que la producción media de cultivo en los últimos 10 años ronda los 20 millones de toneladas, representando un 25% de la producción total de granos. El maíz, es el segundo cultivo en importancia en el país luego de la soja (FAOSTAT, 2016). En la última década, en la región pampeana argentina se difundió rápidamente la alternativa de sembrar maíces en fecha tardía, técnica que representa actualmente más del 50% de la superficie total sembrada con maíz (BCBA, 2018).

La aparición de nuevos eventos biotecnológicos incorporados al cultivo ha permitido retrasar la fecha de siembra, mejorando la estabilidad en el rendimiento a expensas de un menor rendimiento potencial. La siembra en fechas tempranas a inicios de la primavera (septiembre-octubre) permiten lograr altos rendimientos (Otegui et al., 1995) y reducir la incidencia de adversidades bióticas con mayor prevalencia en los meses estivales (e.g. Diatraea saccharalis (Frabricius), Spodoptera frugiperda (Smith), Puccinia sorghi (Schwein), Puccinia polysora (Schwein) and Excerohilum turcicum (Pass.)). Sin embargo, las siembras tempranas presentan un mayor riesgo productivo asociado a un mayor desbalance hídrico próximo a floración (Maddonni, 2012), mientras que siembras tardías reducen el riesgo del cultivo determinando mayor estabilidad de los rendimientos debido a un balance hídrico más equilibrado (Maddonni, 2012; Mercau y Otegui, 2014). A su vez, el barbecho más prolongado y una siembra en época con mayores temperaturas incrementa la disponibilidad de nitrógeno (N) en el suelo para los maíces en siembras tardías. No obstante, el periodo crítico de maíces tardíos transcurre en el mes de febrero con niveles decrecientes de radiación solar y temperatura que limitan el rendimiento potencial respecto a siembras tempranas.

La disponibilidad de N es uno de los factores limitantes en la producción de maíz. En términos generales, las recomendaciones para la fertilización nitrogenada para el cultivo en la región pampeana argentina están relacionadas con el N disponible (N de nitratos disponible en el suelo más N de fertilizante) al momento de la siembra, con umbrales que varían entre 137 y 161 kg N ha-1 en el caso de los maíces tempranos (Echeverría y col., 2014). Algunas referencias evaluaron la respuesta a la fertilización con N en maíz tardío (Diaz Valdez et al., 2014), y reportaron menor eficiencia de uso del N (EUN) (Papucci et al., 2016). Adicionalmente, Melchiori et al. (2004) reportaron interacciones significativas de fecha de siembra x N, con una mayor respuesta al agregado de N en los maíces tempranos respecto a los tardíos, sin embargo las comparaciones de umbrales de N disponible para distintas fechas de siembra no ha sido ampliamente explorado bajo diferentes condiciones sitio-año. En efecto, debido al menor rendimiento potencial y la mayor disponibilidad de N de las fechas tardías puede esperarse una menor eficiencia de uso del N de fertilizantes. En virtud de esto, es útil generar información sobre la eficiencia agronómica de uso del N (EUNa), complementaria a las recomendaciones de fertilización con N.

El objetivo de este trabajo fue comparar la respuesta en rendimiento al agregado de N, los umbrales de respuesta y la EUNa en fechas de siembras tempranas y tardías de maíz utilizando un amplio set de datos (sitio-año) correspondiente a la provincia de Entre Ríos.

Materiales y Métodos

Durante 7 campañas desde 2009 a 2017, se realizaron 38 experimentos de fertilización nitrogenada en diferentes sitios de la provincia de Entre Ríos (Tablas 1 y 2), 21 de los cuales correspondieron a fechas de siembra temprana (septiembre-octubre) y 17 a fechas de siembra tardías (mediados de diciembre).

El diseño de los experimentos fue en bloques completos al azar con tres repeticiones. Las dosis agregadas de N variaron según los ensayos con un rango entre 0 y 270 kg N ha-1, utilizándose urea como fuente de N, la cual fue aplicada al voleo entre los estadios de tres y seis hojas del cultivo (V3-V6). Las densidades de siembra utilizadas en todos los experimentos varió entre 6 y 7 pl m2, con valores similares a los utilizados por los productores de la región. La superficie de cada unidad experimental fue de cinco surcos de ancho con una separación entre hileras de 0,52 m y una longitud de 10 m.

Todos los cultivos se fertilizaron a la siembra con fertilizantes fosfatados. Al momento de la siembra se extrajeron muestras de suelo (0-20cm) por bloques para determinar fósforo (P) Bray I, y N-nitratos (N-NO3-).

La cosecha se realizó en forma manual en los dos surcos centrales sobre 8 metros de largo en cada tratamiento y bloque. El rendimiento se ajustó a 14.5% de humedad. Adicionalmente, el rendimiento se expresó en términos relativos (RR), haciendo el cociente entre el rendimiento de cada tratamiento y el rendimiento de la dosis mayor aplicada en cada experimento. Para el cálculo de umbrales de nitrógeno disponible por encima de los cuales ya no se detecta incremento en el rendimiento frente al aumento en el N disponible se ajustaron modelos lineal plateau entre el RR y el N disponible (Ns+Nf), para ambas fechas de siembra (i.e. tempranas y tardías). La respuesta al agregado de N se calculó como la diferencia de rendimiento entre cada tratamiento de N y la menor dosis de N de cada ensayo. La eficiencia agronómica de uso del nitrógeno (EUNa) se calculó como el cociente entre la respuesta al agregado de N y la dosis de N aplicada.

Para evaluar el efecto de la fertilización se realizaron análisis de varianza y comparaciones de medias mediante pruebas de Tukey (P<0,05), utilizando el programa estadístico InfoStat versión 2011 (Di Rienzo et al., 2018).

Tabla 1. Valores de N-Nitratos disponible, fósforo (P) Bray I, rendimientos promedios de los tratamientos control sin N, fertilizados con N y significancia (P-valor) de los tratamientos de fertilización para los 21 experimentos realizados en fecha de siembra temprana.

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^{*P-valor < 0,05 indica diferencias significativas debidas a la fertilización nitrogenada.}

^{**Valor promedio de todas las dosis de N evaluadas}

Tabla 2. Valores de N-Nitratos disponible, fósforo (P) Bray I, rendimientos promedios de los tratamientos control sin N, fertilizados con N y significancia (P-valor) de los tratamientos de fertilización para los 17 experimentos realizados en fecha de siembra tardía.

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^{*P-valor < 0,05 indica diferencias significativas debidas a la fertilización nitrogenada.}

^{**Valor promedio de todas las dosis de N evaluadas}

Resultados

En las Tablas 1 y 2 se detalla información correspondiente a los experimentos de maíz temprano y tardío. Se puede observar que el 71% de los experimentos de fertilización que se realizaron en maíces sembrados en fechas tempranas tuvieron efecto significativo del agregado de N sobre el rendimiento (Tabla 1), mientras que en el caso de los maíces tardíos, sólo se determinaron incrementos de rendimiento por efecto de la fertilización en 1 de cada 3 experimentos realizados (Tabla 2).

El rendimiento promedio de los maíces tempranos sin fertilización nitrogenada presentó un rango de 3389-9211 kg ha-1, mientras que los fertilizados tuvieron un rango mayor de 5663 y hasta 12340 kg ha-1 (Tabla 1). Mientras que los maíces tardíos en ambos tratamientos, control y fertilizados, presentaron un menor rango de variación de los rendimientos de 4785-9140 kg ha-1 y 5584-10288 kg ha-1 respetivamente (Tabla 2).

En un análisis conjunto, los maíces tempranos presentaron rendimientos promedios significativamente mayores a los tardíos (P<0,05; datos no mostrados). Por otra parte, dividiendo los tratamientos control de los fertilizados con N, se observó una interacción significativa de N x fecha de siembra sobre el rendimiento (P<0,01; Fig.1), donde los maíces tempranos tuvieron rendimientos mayores que los tardíos cuando se aplicó fertilizante nitrogenado, mientras que el rendimiento medio de los tratamientos control fue similar para las fechas de siembra tempranas y tardías (P>0,05).

Tabla 3. Respuesta en rendimiento al agregado de N en maíz y eficiencia de uso agronómica (EUNa) para distintas fechas de siembra

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^{*Medias con letras distintas indican diferencias significativas (P < 0,05).}

En la Tabla 3 se muestran la respuesta en rendimiento obtenidas para los tratamientos fertilizados y la EUNa para las dos fechas de siembra evaluadas. La respuesta a la fertilización y la EUNa fueron significativamente mayores en los maíces tempranos (P<0,05), en concordancia a lo encontrado por Papucci et al. (2016). En efecto, la mayor respuesta de los maíces sembrados en inicios de primavera está relacionada al ambiente fototermal más favorable para el crecimiento durante el periodo crítico, lo cual permite fijar un elevado número de granos y, por ende, alcanzar mayores rendimientos que los maíces tardíos. En contraposición, éstos últimos ubican su periodo vegetativo en momentos con elevada temperatura (i.e. diciembre-enero), lo cual incrementa la mineralización de N desde la materia orgánica del suelo y la disponibilidad de N. El efecto combinado de estas condiciones, sumado a que el periodo reproductivo transcurre en momentos bajo condiciones declinantes de radiación y temperatura (i.e. febrero) determina un menor rendimiento y EUNa de los maíces tardíos. En línea con lo anteriormente mencionado, en la Fig. 2A y B se puede observar como a bajas disponibilidades de N, los maíces tardíos presentan un mayor RR comparado con los tempranos.

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Figura 1. Rendimiento de maíz en función del agregado de N y de la fecha de siembra. Medias con letras distintas para cada tratamiento de agregado de N son estadísticamente diferentes entre sí (P<0,05).

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Figura 2. Rendimiento relativo del cultivo de maíz (RR) en función del nitrógeno disponible (N suelo a la siembra + N de fertilizante) para experimentos de fertilización nitrogenada en fechas de siembra temprana (n=92) (A) y tardía (n=75) (B). La línea sólida indica la función lineal plateau ajustada para cada set de datos.

En la Fig. 2A y B se detallan los modelos lineal-plateau ajustados para los maíces tempranos y tardíos respectivamente. En ambas fechas de siembra, el RR aumentó con el incremento en la disponibilidad de N hasta un umbral (C) donde ya no se observaron cambios. No se detectaron diferencias en los umbrales de N disponible para fechas de siembra temprana y tardía, con valores de 134 y 137 kg N ha-1, respectivamente. Estos umbrales resultaron similares a otros anteriormente reportados para la región, los cuales varían entre 130 kg N ha-1 (Melchiori et al., 2001) y 120 kg de N (Mistrorigo et al., 1997), para maíces de hasta 9000 kg ha-1 de rendimiento. Sin embargo, se observaron diferencias en la magnitud de la respuesta a la fertilización entre fechas de siembra, donde los tratamientos control rindieron un 68% del máximo RR logrado cuando la fecha de siembra fue temprana, mientras que los tratamientos control en fechas tardías presentaron valores cercanos al 80% del máximo RR logrado. Adicionalmente, las pendientes obtenidas en los modelos, coincidentemente con la información de EUNa antes informada, fue menor en maíces tardíos comparado con los tempranos (0,0016% RR (kg N ha-1)-1 vs. 0,0024% RR (kg N ha-1)-1).

Conclusiones

Los resultados reportados demuestran que los rendimientos promedios del cultivo de maíz fueron menores cuando la fecha de siembra fue retrasada. Aunque no se detectaron diferencias en los umbrales de respuesta a la fertilización, los maíces tempranos presentaron una mayor respuesta al agregado de fertilizante nitrogenado comparado con los maíces tardíos y una mayor EUNa. Finalmente, el amplio set de datos utilizado generado bajo diversas condiciones ambientales (sitio-año) en la región reafirma la utilidad de los umbrales determinados como herramientas de guía para la recomendación de fertilización nitrogenada en maíz.