Más allá la de próxima cosecha - IPNI
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Nutrición de cultivosMás allá la de próxima cosecha
Fernando O. GarcíaIPNI Cono [email protected]://lacs.ipni.net/
@IPNIcs
Demanda de la sociedadDemandas• Alimentos• Biocombustibles• Fibras
Presión• Recursos suelo, agua y aire• Recursos humanos
Desafíos y oportunidades• Producir mas con mejor calidad• Proveer fuentes de trabajo y bienestar social• Producir sin degradar/contaminar suelos, aire y/o
aguas
Producir cantidad y calidad en
ambientes y sociedades “sanas”
62% Agricultura1.1% Energía
1.5% Edificios comerciales y residencias
2.3% Desechos y aguas residuales
5.9% Industria 26.0% Uso de la
tierra y quema de biomasa
Fuentes globales antrogénicas de N2OFuente: IPCC 4th Reporte de Evaluación: Cambio climático 2007
• Cambio climático: C y GEI• Contaminación de suelos,
aire y aguas• Erosión de suelos• Desertificación• Uso de agua• Agotamiento de nutrientes
en los suelos• Cambios en biodiversidad• Reciclado• Otros
Fuente: A. Sharpley (U Ark)
Con P
Sin P
La agricultura y el ambiente
Fronteras planetarias: Evolución cuantitativa de variables de control desde la era pre-industrial
(Rockstrom et al., 2009)
Cambio climático
Acidificación de océanos
Agotamiento de ozono estratosférico
Ciclo de N (frontera de flujo biogeoquímico)
Ciclo de P (frontera de flujo biogeoquímico)
Uso global de agua dulce
Cambio Uso Tierras
Perdida de biodiversidad
Carga aerosol atmosférico
(sin cuantificar)
Contaminación química
(sin cuantificar)
La búsqueda de la agricultura sustentable•Mas cultivos por año: Rotaciones, diversidad,
inclusión de pasturas, cultivos de servicio, otros•Mayor rendimiento con mayor eficiencia y
efectividad de uso de recursos e insumos: manejo de cultivos, suelos y aguas, otros
•Minimizar/eliminar impacto ambiental: Agroquímicos, N, P, GEI, metales pesados, otros
•Condiciones–Sistemas complejos–Escenario “móvil”
• Mayor producción por unidad de recurso y/o insumo involucrado en el espacio y el tiempo (kg/ha/año)
• Mejorar eficiencia y efectividad en términos agronómicos, económicos y ambientales
• Involucra sistemas y no solamente cultivos
• Involucra paisajes (cuencas) y no solamente lotes o chacras
Intensificación productiva sustentable
Trabajamos en sistemas de producción en los que las practicas interactúan y modifican la eficiencia y efectividad de uso de otras practicas
Rotaciones
Genética
Manejo integrado de plagas
Siembra directa
Coberturas
Fecha y densidad de
siembra
Nutrición/Fertilidad
Manejo por
ambientes
Sistema de producción
¿Por
que
nut
rició
n/fe
rtiliz
ació
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ferti
lidad
del
sue
lo)
Consumo de nutrientes en Argentina1993-2017
En 2017 se consumieron 3.77 millones de ton de fertilizantes (+4.4%), aproximadamente 1.36 millones de ton de N+P+K+S
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017
Cons
umo
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n)
S K P N
Elaborado a partir de información de Fertilizar AC y MinAgro
Balance de nutrientes en el sistema suelo-cultivo
Estiércol animal
y biosólidosFertilizantes
Cosecha de granos y forrajes
Productos animales
Residuos de las plantas
Absorción
EntradaComponente Pérdida
Reserva de Nutriente en el suelo
Lavado
Pérdidas gaseosas
Escurrimiento yerosión
Fijación de N2
del aire
Balance de N, P, K y S - Argentina 1993 a 2016Principales cultivos de grano (maíz, soja, trigo, girasol, cebada y sorgo)Elaborado a partir de información del MAGPyA y Fertilizar Asociación Civil
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
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2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
Relacion
Aplicacion/Re
mocion N P K S
42%41%
22%
1%
Fuente: Brihet y Gayo. 2018. Informe ReTAANº5. Balance de nutrientes. Campaña 2016/17. Departamento de Investigación y Prospectiva. Bolsa de Cereales
N P
Córdoba 39-88% Córdoba 28-61%
% (Nutrientes aplicados en fertilizantes/nutrientes removidos en granos)
¿Por qué es importante considerar el balance de nutrientes?
• Porque los balances negativos reducen la cantidad y disponibilidad de nutrientes en los suelos afectando
– la calidad (fertilidad) de los suelos
– los rendimientos de los cultivos
– la sustentabilidad de los sistemas de producción
“Reducción del 30 al 50% según zonas”
Niveles de MO en suelos de la región pampeana: Muestreo 2010-11
Sainz Rozas et al., 2011
¿Por qué no fertilizamos más?F. Bert, 2017
Factores estructurales
• Variabilidad climática
• Aversión al riesgo
• Régimen de tenencia
Factores coyunturales
• Expectativas económicas
• Relación Insumo/Producto
• Finanzas
Factores culturales
• Desconocimiento de probabilidad y magnitud de las respuestas• Sub-estimación de efectos negativos• Falta de evaluación objetiva del costo/beneficio
Evaluación de la Fertilización a Largo Plazo en el Sudeste de CórdobaLos Chañaritos: Producción Acumulada (15 campañas)
• Las mayores respuestas son a NP, con diferencias por Reposición
• En trigo y soja 2da se observan respuestas a S
66304% 67818%89368% 93270% 86664% 93690%
18753% 21158%
30136% 34842% 37373%42151%
25739% 27133%
22288%26079% 27713%
27173%
0%
30000%
60000%
90000%
120000%
150000%
180000%
Tes/go% Sd% Nd% NPd% NPSd% NPSr%
Prod
ucción
%acumulad
a%(kg/ha
)%
Soja%2da%
Trigo%
Maíz%
+5%+28% +39% +37% +47%
NP diagnóstico NPS diagnóstico NPS reposición
MBP promedio (U$/ha) 214 274 171MBP Acumulado (U$/ha) 3204 4113 2563Retorno de la Inversión 2.22 2.33 1.42
Resultados Económicos
Ensayo Largo Plazo Santa Patricia, Etruria2009/10 a 2017/18
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
Testigo PS NS NP NPSRe
ndim
ient
o (k
g/ha
)
Soja 2 2017Trigo 2017Soja 1 2016Maiz 2015Soja 2 2014Trigo 2014Soja 1 2013Maiz 2012Soja 2 2011Trigo 2011Soja 1 2010Maiz 2009
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
PS NS NP NPS
Mar
gen
Brut
o (U
$/ha
)
Soja 2 2017Trigo 2017Soja 1 2016Maiz 2015Soja 2 2014Trigo 2014Soja 1 2013Maiz 2012Soja 2 2011Trigo 2011Soja 1 2010Maiz 2009
3 ciclos M-S-T/S9 años – 12 cultivos
52142
75563 76456
58035
68996
Respuesta de hasta 47%
2604 2610
130
1911
Margen anual de hasta 290 U$/ha
Análisis 2009MO 2.3% - pH 6.4
P Bray 5 ppm
635 556 635 1191 1191 7943776 4048 4048 4116 3980 4150
10155 11431 1305315858 17757
14475
0
5000
10000
15000
20000
25000
Testigo PS NS NP NPS NPSZnB
Rend
imientoacum
ulad
o(kg/ha
)
ColoniaAlmada
Trigo Soja1a. Soja2a. Maiz1a. Maiz2a.
Red Nutrición en la Rotación - CREA Córdoba NorteSegunda etapa - 2014-2016
Colonia Almada1 Trigo, 1 Soja, 2 Maíces
Piquillín1 Trigo, 2 Sojas, 1 Maíz
1456
5
3568 3683 3374 3804 3898 3724
3116 2987 3181 3042 3079 3024
3095 3253 3199 3428 3280 3360
928710261 10231
11173 10902 11228
0
5000
10000
15000
20000
25000
Testigo PS NS NP NPS NPSZnB
Rendimientoacumulado(kg/ha)
Piquillin
Trigo Soja1a. Soja2a. Maiz1a. Maiz2a.
2116
5
2292
7
1941
9
1603
5
1773
6
1906
5
2144
7
2115
8
2133
5
2018
4
1998
5
Respuesta de hasta 12%
Respuesta de hasta 57%
*(0-15 cm)Ferreras et al., 2012; Grumberg et al., 2012
Indicador Testigo NPS Diferencia
Corgánico(Mg/ha)*
32.5 34.3 +7%
pH* 6.1 5.6 - 8%
Basesintercambiables(cmol/kg)*
12.2 11.4 - 7%
Actividadmicrobiana(mgglomalina/gsuelo)
1.38 1.70 +23%
Densidadaparente(g/cm3)*
1.33 1.29 - 3%
Indi
cado
res
de s
alud
de
l sue
lo lu
ego
de 1
2 añ
os (2
000-
2012
) Investigación en campo de productoresUn ejemplo: Red de Nutrición CREA Sur de Santa Fe
El Manejo Responsable 4R de los nutrientes – los 4 Requisitos
El Manejo Responsable 4R de los nutrientes implica “aplicar la fuente de nutrientes correcta, a una dosis correcta, en el momento correcto y el lugar correcto”, una herramienta esencial en el desarrollo de sistemas agrícolas sostenibles basada en principios científicos
Decidir
• ¿Que? Fuente
• ¿Cuánto? Dosis
• ¿Cuándo? Momento
• ¿Cómo? forma
Salida Decisión
Acción
Apoyos para la toma de
decisión
Demanda cultivoAbastecimiento sueloEficiencia aplicaciónAspectos económicos
AmbienteProductor/Propietario
Posibles factores de sitio
Cultivo SueloProductor Aplic. NutrientesCalidad de aguaClimaTecnología
RetroalimentaciónResultado
Dosis, Fuente, Momento y Forma de aplicación (4R)Probabilidad de ocurrenciaRetorno económicoImpacto ambientalEtc.
Adaptado de Fixen, 2005
Toma de decisiones en el manejo de nutrientes
Las claves….
Interpretación y Recomendación
Muestreo de suelo
Análisis de suelo
Ambiente Bajo
Ambiente Loma
Diagnóstico de la fertilidad
Fuente: N. Reussi Calvo (2012)
Trigo
Fuente: Brihet y Gayo (2017) y Brihet y Gayo (2018). ReTAA-BCBA
Esquemas de distintas metodologías de
muestreo de suelo
Carretero et al., 2016AA No. 15, IAH 21, Marzo 2016
Ser muy cuidadosos en el muestreo
Etapa clave del análisis
N en soja: Inoculación
Respuesta en lotes con historia sojera+5% en Rendimiento
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Ren
dim
ient
o co
n In
ocul
ante
(kg/
ha)
Rendimiento sin inocular (kg/ha)
y = 1.05 x; r² = 0.91
Salvagiotti et al. (2009), sobre la base de datos Proyecto INOCULAR
56 ensayos de 1982 a 2008
La inoculación provee de bacteriasefectivas y eficientes al cultivo y al sueloque permiten obtener mayor N2 del aire,con lo que el cultivo extrae una menorproporción de N del sueloFoto: A. Perticari (INTA)
TestigoPS
Maíz: Alternativas para la recomendación de fertilización nitrogenada en la Región Pampeana
Argentina
Nitratos en jugo de base de tallos al estado V5-6> 2000 mg/L para 11000 kg/ha de rendimiento
Disponibilidad de N-nitratos (0-60 cm) 150-180 kg/ha para 10000 kg/ha de rendimiento
Planteo de balances de N
Disponibilidad de N-nitratos (0-30 cm) al estado V5-6> 18-20 mg/kg para 10000-12000 kg/ha de rendimiento
Concentración de N en hoja inferior a la espiga en floración > 2.7%
Concentración de N en grano > 1.4%
Sensores remotos
Índices de mineralización de N (N0 o N anaeróbico, MO particulada)
0 50 100 150 200 250 300 350 400 4500
2000400060008000
100001200014000160001800020000
Ns+f (kg N ha-1, 0-60 cm)
Ren
dim
ient
o (k
g m
aíz
ha-1
)
Y = 44.03*X + 889.1
Rendimiento maíz vs. N disponible a la siembra Efecto de nivel de rendimiento
Correndo et al. (2018)
UC = Umbral critico
UC = 133 kg NUC = 176 kg NUC = 222 kg NUC = 250 kg NUC = 304 kg N
Incremento medio de 22 kg N en el umbral por tonelada de maíz al cambiar de curva de potencial de rendimiento
Rendimiento = 44 Ns+f + 889
Base de datos de 788 experimentos
8 9 10 11 12 13 14 15100
125
150
175
200
225
250
275
300
t maíz ha-1
Um
bral
(kg
Ns+
f ha-1
)FINA MEDIA GRUESA
Y = -23.55 + 22.02xr2 = 0.79 , n = 12
Umbral de disponibilidad de N según potencial de rendimiento de maíz
Correndo et al. (2018)
Base de datos de 788 experimentos
Sin P 4958 kg/ha
Con P 5600 kg/ha
La Blanca (Alejo Ledesma, Córdoba)
P Bray 16 ppm
Fuente: CREA Sur de Santa Fe-IPNI-ASP
¿Cómo deberíamos manejar fósforo?
• Conocer el nivel de P Bray según análisis de suelo
<6 6-14 14-20 20-30 30+
Adaptado de Mallarino, 2007
Ren
dim
ien
to R
elat
ivo
(%
)
Muy Bajo Bajo Optimo Alto Muy Alto
100
50
Alta Casi NulaBaja
Recomendación paraMáximo Rendimiento y
Construcción
Recomendaciónde Suficiencia
Rec
om
end
ació
nP
ara
Man
ten
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nto
Nivel de P en el Suelo (Bray-1, ppm)
Media
Probabilidad de Respuesta y Beneficio Económico
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500102030405060708090100
FINAMEDIA
GRUESA
Ren
dim
ient
o R
elat
ivo
(%)
P Bray-1 (0-20 cm, mg kg-1)
9 ppm
(8-10)r = 0.21
10 ppm
(10-11)r = 0.44
10 ppm
(9-11)r = 0.48
SOJA – NIVEL CRITICO – Correndo et al. (2018)
¿Cómo deberíamos manejar fósforo?
• Conocer el nivel de P Bray según análisis de suelo
• Decidir – Fertilización para el cultivo (Suficiencia), o– Fertilización de “construcción y
mantenimiento”: Implica mantener y/o mejorar el nivel de P Bray del suelo (Reposición)
Relación entre el Balance de P en suelo y el P extractable Bray P-1
Con aplicación de
P
Sin aplicación de
P
Fuente: Sucunza et al. (2018) - Red CREA Sur de Santa Fe
El P Bray aumenta aproximadamente 3.1 ppm por cada 10 kg P de balance positivo (3.2 kg P para subir 1 ppm)
El P Bray disminuye aproximadamente 1
ppm por cada 10 kg P de balance negativo en suelos altos en P
Bray y por cada 36 kg P de balance
negativo en suelos bajos en P Bray Balance de P (kg P ha-1)
Balance de P (kg P ha-1)
Deficiencia de Azufre en SojaDon Osvaldo – Camilo Aldao, Córdoba – 2006/07
SSituaciones de deficiencia de azufre
• Suelos con bajo contenido de materia orgánica, suelos arenosos
• Sistemas de cultivo mas intensivos, disminución del contenido de materia orgánica
• Caracterización del ambiente• Nivel crítico de 5-10 ppm de S-sulfatos (en
algunas situaciones)• Presencia de napas con sulfatos• Balances de S en el sistema
Diagnóstico de deficiencia de azufre
Zinc en MaízPromedios de dieciocho ensayos en Córdoba, Buenos Aires y Santa Fe
Campaña 2009/10, 2010/11 y 2011/12
Fuente: Mosaic-IPNI
Sitios en Buenos Aires (9 de Julio, Balcarce, Lincoln, Gral. Villegas, Pergamino), Córdoba (Alejo Ledesma, Chaján, Adelia María, Guatimozín y Rio Cuarto) y
Santa Fe (San Justo, María Teresa, Rafaela, Wheelwright y Oliveros)
Respuesta significativa en 12 de los 18 sitios evaluados
Fotos: Matías Ruffo (Mosaic)Alejo Ledesma (Córdoba)
Diagnóstico de Zn en maízBarbieri et al. (2017)64 ensayos (2009-2014)
0 1 2 3 4 5 6 7 86065707580859095100
Zn DTPA (0-20 cm, mg kg-1)
RR
MA
ÍZ (%
)
1.1 ppm(0.9-1.3)r = 0.46
Respuesta probable debajo de 1 ppm Zn
extractable con DTPA
¿Hacia dónde debemos ir?• ¿Reponer los nutrientes que extraemos?
• Responder a las necesidades de la chacra y del ambiente dentro de la chacra: 4Rs de dosis, fuente, momento y localización correctas
• Ser mas eficientes y efectivos (productiva, económica, ambiental y socialmente)• Usar el análisis de suelo … implementar prácticas de manejo
específico por sitio• Reciclar nutrientes: Estiércol, efluentes, cama de pollo, otros• Fertilizantes “inteligentes”, biofertilizantes
• Producir y cuidar el recurso • Evaluar impactos en la producción, la rentabilidad y la salud del
suelo
• Generar el conocimiento y la información necesaria
• Agricultura “distinta”, “nueva”, “compleja”, de “escenario móvil”
• Mirada de “faros largos”, en espacio y tiempo (largo plazo)• Ciencia e investigación integradas a la sociedad• Extensión y educación, profesionales formados y capacitados• Enfoque y aproximación multidisciplinaria• Monitoreada: Bases de datos, etc.
… INTEGRADA a la SOCIEDADCon todos los “actores”:
Productores, Trabajadores, Profesionales, Científicos, Vecinos, Instituciones, Empresas, Estado