Fertilización Nitrogenada
Patricio A. Sandaña, Ing. Agr., M.Sc.,Dr.
Sandra Orena, Ing. Agr.
INIA Remehue
1. FERTILIZACIÓN NITROGENANDA PARA EL CULTIVO DE PAPA EN LA ZONA CENTRO-SUR DE CHILE
En Chile el cultivo de la Papa (Solanum tuberosum L.) se concentra principalmente en la zona Centro-Sur del país (entre las regiones del Bío- Bío y Los Lagos) en suelos de origen volcánico. En estos sistemas productivos, el Nitrógeno (N) es frecuentemente uno de los nutrientes deficitarios durante el del cultivo. Por lo tanto, una fertilización nitrogenada equilibrada y balanceada con otros nutrientes primarios es una práctica de gran importancia para lograr buenos rendimientos y una producción de calidad, además obtenida en forma rentable y en armonía con el medio ambiente. Uno de los principales efectos de la deficiencia de nitrógeno es la reducción del área foliar del cultivo durante las fases iniciales del cultivo (emergencia-floración). Esto hace que el cultivo no alcance su máxima cobertura dejando la entre hilera descubierta durante todo el ciclo del cultivo (Esquema 1, fotografía 1 y 2).Por otro lado, la deficiencia de nitrógeno además afecta negativamente la capacidad fotosintética del cultivo.Estos dos efectos representanuna ineficiencia en la captura y usode energía y, en consecuencia,repercute negativamente en el rendimiento final del cultivo. Como las deficiencias nutricionales se presentan desde la emergencia del cultivo es de esperar que tanto el número como el peso de los tubérculos se vean afectado negativamente durante el ciclo del cultivo (Esquema 1). Acontinuaciónse presentan y analizan los factores más relevantes y necesarios de considerar en la determinación de una dosis de fertilización nitrogenada según sea el caso.
Esquema 1. Ciclo del cultivo de papa con sus principales fases de y el efecto de la deficiencia nutricional en la cobertura del cultivo.
Fotografía 1. Cultivo de papa con deficiencia (izquierda) y suficiencia de de nitrógeno (200 kg N/ha). Ensayo en Butalcura, Chiloé temporada 2015-2016.
La determinación de una dosis de fertilización nitrogenada adecuada representa un gran desafío porque se deben considerar e integrar factores ambientales (clima y suelo), el cultivo (variedad y manejo agronómico) y las características propias del agricultor (conocimiento, experiencia, y nivel tecnológico). Todos estos factores interactúan entre si y definen la DE N por el cultivo, el DE N desde el suelo y la EFICIENCIA DE LA FERTILIZACIÓN. De esta manera, usando el conocimiento e información de las variables señaladas, es posible estimar la dosis de fertilización nitrogenada usando la siguiente fórmula:
En base a estos conceptos se a desarrollado una Calculadora de Fertilización, con la cual es posible estimar las dosis de nutrientes (NPK) y fertilizantes.
2. DEMANDA DE NITROGENO
LA DE N es la cantidad de N requerida para obtener un nivel de rendimiento esperado; corresponde al producto entre la biomasa total (tubérculos y follaje) a alcanzar y la concentración de N en dicha biomasa. EL DE N es la cantidad de N que es absorbida por el cultivo desde el suelo durante el ciclo de cultivo. Cuando se produce un déficit entre la Demanda de N y el Suministro de N desde el suelo, este déficit debe ser suplido por la dosis de fertilización nitrogenada. Sin embargo, no todo el fertilizante suministrado al suelo es absorbido por el cultivo, por lo tanto hay que considerar una EFICIENCIA DE FERTILIZACIÓN NITROGENADA, la cual corresponde a la fracción de la dosis aplicada que es finalmente absorbida por el cultivo.
La importancia de considerar el rendimiento a alcanzar, el de N desde el suelo y su incidencia en la respuesta general del cultivo frente a la fertilización nitrogenada se ilustra en la Figura 1(a) donde se muestran los rendimientos comerciales logrados con dosis crecientes de N en la variedad de papa Karu-INIA. Los experimentos fueron desarrollados en el marco del Proyecto Consorcio Tecnológico de la Papa, en condiciones de secano y en distintas temporadas y localidades entre las regiones del Bío Bío y Los Lagos.
En la Figura 1(a) se observa que para cada nivel de fertilización nitrogenada existe un amplio rango de respuestas en rendimientos, lográndose incluso productividades que fluctúan entre 16 t/ha y 56 t/ha de papa comercial con el tratamiento sin la aplicación de N (0 kg N/ha). Esta amplitud de rango de rendimientos no solo obedece a diferencias de suelo y contenido de materia orgánica (entre 2.6% y 22%) sino también a diferencias edafoclimáticas. En general, rendimientos menores a 25 t/ha (El Carmen, Los Alamos y Tirúa) o mayores a 40 t/ha (Los Muermos, Purranque y Chol-Chol) obedecen a ambientes contrastantes, principalmente en el nivel y frecuencia de las precipitaciones durante el ciclo de del cultivo.
Figura 1. (a) Rendimiento comercial (t/ha) logrado con distintos niveles de fertilización nitrogenada y (b) porcentaje de rendimiento comercial alcanzado en relación al rendimiento con la máxima dosis de nitrógeno (225 kg N/ha). Para cada localidad se indica el año y nivel de materia orgánica (MO).
Las respuestas en rendimiento en relación al máximo (100%) rendimiento alcanzado con la dosis más alta de N (225 kg N/ha) indican que sin la aplicación de N se alcanzó entre 43% y 85% del rendimiento máximo, mientras que con los tratamientos de 75 kg N/ha y 150 kg N/ha se alcanza al menos entre el 75% y 86% del máximo, respectivamente (Figura 1b). Además, en varias ocasiones con 150 kg N/ha los rendimientos estuvieron por sobre el rendimiento máximo. Estos antecedentes enfatizan el hecho de que NO EXISTE UNA DOSIS ÚNICA DE N y que, por lo tanto, es necesario hacer un análisis integrado del sistema clima-cultivo-suelo para estimar la DE N DEL CULTIVO Y EL DE N DESDE EL SUELO.
La DE N está directamente relacionada con el rendimiento que se pretende alcanzar. En general, en la zona Centro-Sur de Chile, en condiciones de secano, los productores de papa pueden lograr rendimientos que fluctúan entre las 15 t/ha y 70 t/ha, dependiendo de los ambientes (suelo y clima) y manejos productivos aplicados. Esto implica que la DE N por ejemplo podría fluctuar entre 60 kg N/ha y 280 kg N/ha, lo cual representa una alta variación en la DE N del cultivo y, en consecuencia, una amplia variación de la dosis de N. En la Figura 2 se presenta la relación directa entre la absorción total de N y el rendimiento de Puyehue-INIA y Karu-INIA bajo distintos niveles de fertilización, fechas de plantación y localidades. La prendiente de la recta representa el DE N, el cual es muy similar entre cultivares (en promedio 2.56). Esto significa que por cada tonelada de papa, el cultivo en promedio absorbe 2.56 kg N/ha, por lo tanto, para un rendimiento de 50 toneladas la esperada de N será de 128 kg de N/ha (2.56 x 50 t/ha).
Figura 2. Relación entre la absorción total de PN y el rendimiento de Puyehue-INIA (izquierda) y Karú-INIA (derecha). Los datos de Puyehue-INIA incluyen distintos niveles de fertilización en dos fechas de plantación (8 Octubre y 8 de Noviembre), mientras que en Karu-INIA los datos correspondieron a experimentos de fertilización realizados en cuatro localidades (Temuco, Llanquihue, Osorno y Purranque). Círculos rojos en la ecuación corresponden a los factores de de N.
3. EL SUMINISTRO DE N
En cuanto al DE N es importante destacar que el N del suelo está sometido a importantes procesos (lixiviación, desnitrificación, mineralización e inmovilización) que hacen que su disponibilidad para el cultivo sea muy variable en el tiempo. Por lo tanto, la estimación del DE N mediante el análisis químico de la muestra de suelo no necesariamente indica la disponibilidad real de N durante la temporada de cultivo. No obstante, LOS SUELOS DE LA ZONA SUR DE CHILE TIENEN UN ALTO POTENCIAL DE MINERALIZACIÓN DE N (Figura 3) debido a su alto contenido de materia orgánica, lo cual se traduce en un considerable DE N al cultivo durante el del cultivo. Esto se pude apreciar en la Figura 4 donde se presenta la absorción de N en tratamientos sin fertilización nitrogenada en experimentos realizados en distintas temporadas y localidades. En estos experimentos se ha observado que el cultivo de papa puede absorber entre 42 kg N/ha y 172 kg N/ha sin fertilización nitrogenada, dependiendo del potencial de rendimiento de cada ambiente en que se desarrolla el cultivo. En general, se ha observado que - en promedio - el cultivo de papa puede absorber al menos 50 kg N/ha, 80 kg N/ha y 120 kg N/ha en ambientes de bajo (˂ 25 t/ha), medio (25-40 t/ha) y alto (40-60 t/ha) potencial de rendimiento, respectivamente. Sin embargo, hay que considerar que estos experimentos han sido realizados en condiciones de secano, por lo tanto es posible que los reales de N estén subestimados, no obstante serían un buen indicador de referencia para ser considerados en la formulación de la dosis de nitrógeno a aplicar al cultivo.
Figura 3. Mineralización potencial de N obtenida a partir de suelos recolectados bajo distintos tratamientos de fertilización en las localidades de Osorno, Puerto Nuevo y Los Muermos durante la temporada 2009-2010.
El laboreo continuado del suelo disminuye el contenido de materia orgánica y por lo tanto se va reduciendo el de N del suelo en el tiempo. Contrariamente, un manejo del suelo con praderas de rotación larga, que incluyan también forrajeras leguminosas, favorece el de N. Por esta razón, LA INFORMACIÓN GENERAL DEL HISTORIAL DE MANEJO DE LOS SUELOS ES IMPORTANTE para estimar el nivel de “fertilidad potencial de nitrógeno” de un suelo.
Figura 4. Absorción de N (kg/ha) en tratamientos sin fertilización nitrogenada en distintas localidades y temporadas. Líneas segmentadas indican absorción promedio de N de 50 (línea roja), 80 (línea verde) y 120 kg N/ha (línea azul) en localidades con rendimientos comerciales menores a 25 t/ha, entre 25-40 t/ha y entre 40-60 t/ha, respectivamente.
4. LA EFICIENCIA DE FERTILIZACIÓN
LA EFICIENCIA DE FERTILIZACIÓN NITROGENDA corresponde al porcentaje de N absorbido por el cultivo del total de N aplicado como fertilizante. Este porcentaje dependerá de los procesos de pérdida (desnitrificación, volatilización, lixiviación, o adsorción), de inmovilización temporal del N en el suelo (microorganismos del suelo) y de la eficiencia del cultivo. En general, se ha establecido que la nitrogenada fluctúa entre 50 y 55%. Una forma de incrementar la es la parcialización de la fertilización, que para el caso de papa se ha establecido de 2/3 de N en la plantación y 1/3 N en la aporca del cultivo.
Considerando la DE N, el DE N (según ambiente productivo) y una EFICIENCIA DE FERTILIZACIÓN de 55% se establecieron DOSIS DE REFERENCIA DE N (Cuadro 1) según el rendimiento a alcanzar en ambientes productivos tipo Los Álamos - El Carmen, Lago Ranco - Puerto Nuevo y Purranque - Llanquihue, en los cuales se estimó en promedio 50, 80 y 120 kg N/ha de DE N, respectivamente (Figura 3). Por ejemplo, para alcanzar 35 t/ha en ambientes tales como Los Alamos-El Carmen, de marcado déficit hídrico y rotación intensiva con cereales, la dosis de N es de 160 kg N/ha, mientras que en ambientes de Purranque y Llanquihue (ambientes más húmedos), con una dosis similar de 170 kg N/ha alcanza para un rendimiento esperado de 55 t/ha en condiciones de secano.
Es necesario recalcar que una FERTILIZACIÓN ÓPTIMA Y EQUILIBRADA para cada caso y situación en particular (localidad y/o productor) solamente se puede lograr obteniendo la siguiente información:
1º. El NIVEL DE RENDIMIENTO que se pretende alcanzar en la campaña de cultivo, para así poder estimar la DE N.
2º. ANÁLISIS QUÍMICO DEL SUELO, previo a la plantación del cultivo de papa para conocer el contenido de materia orgánica y estimar el potencial DE N.
3°. Conocer el AMBIENTE PRODUCTIVO en el cual se establecerá el cultivo (historial de manejo del suelo, nivel de precipitaciones y/o el aporte hídrico). Esta información proporciona una idea acerca del potencial de rendimiento y también el potencial de de N.
Cuadro 1. Dosis de referencia de nitrógeno (kg N/ha) según rendimiento total a alcanzar y tipo de ambiente productivo (Los Álamos – El Carmen, Lago Ranco – Pto. Nuevo y Purranque – Llanquihue).
Adaptado de: Sandaña, P., Rojas, J.S., Orena, S., Kalazich, J.K. 2012. Fertilización nitrogenada para el cultivo de papa en la zona centro-sur de Chile. Informativo INIA N°108.