AIANBA. La Fertilización Nitrogenada de Maíz: ¿Mejora el estado orgánico de los suelos?

Selección de los principales trabajos científicos originales expuestos en el último Congreso Nacional de Maíz: Generando Valor para un Futuro Sustentable organizado por AIANBA, socia fundadora de MAIZAR, en Noviembre del año pasado.

La Fertilización Nitrogenada de Maíz: ¿Mejora el estado orgánico de los suelos?

Irizar, A.B.; Sasal, M.C.; Portela, S.I.; Restovich, S.B.; Rimatori, F; Darder, M.L.; Andriulo, A.E.
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Estación Experimental Pergamino, ruta 32, km 4.5 (2700) Pergamino.

Resumen

El objetivo de este estudio fue comparar los stocks de Carbono (C) y Nitrógeno (N) en un suelo Argiudol Típico de la Serie Pergamino, después de 25 años de agricultura bajo siembra directa con una rotación maíz-trigo/soja y en un monocultivo de maíz, con (F) y sin (NF) aplicación de fertilizante nitrogenado. Las dosis de fertilizante aplicadas fueron 80 y 100 kg N ha-1, para trigo y maíz, respectivamente. Los stocks de Carbono and Nitrógeno fueron similares para los tratamientos fertilizados y sin fertilizar en la rotación y en el monocultivo, a pesar de la mayor incorporación de C y N al suelo producida por los mayores rendimientos de los tratamientos fertilizados. Estos resultados son explicados por el aumento de la mineralización y emisión de gas a la atmósfera de los residuos de cosecha de los tratamientos fertilizados que son más ricos en nutrientes.

Palabras claves: fertilización nitrogenada – rotaciones – suelo – carbono – nitrógeno
Key words: nitrogen fertilization – rotations – soil – carbon – nitrogen

Introducción

Existen muchos interrogantes acerca de las consecuencias sobre el ambiente y, particularmente, sobre los ciclos de C y N que generan los cambios tecnológicos en los sistemas de cultivo. Es ampliamente conocido que para incrementar el stock de carbono orgánico del suelo (COS) en sistemas bajo agricultura continua, se necesita aumentar los aportes de C (N) al sistema. Este incremento puede lograrse aumentando los rendimientos de los cultivos, disminuyendo sus índices de cosecha e incorporando cultivos a la rotación.

La intensificación de la agricultura vía la fertilización nitrogenada podría aumentar el stock de COS en el largo plazo, debido al incremento en los rendimientos de los cultivos y, en consecuencia, a la mayor cantidad de residuos que ingresan al suelo (Paustian et al., 1997). Sin embargo, Rimatori et al. (2002) no encontraron diferencias en el stock de COS del horizonte A luego de 20 años de siembra directa (SD), a pesar de obtenerse una mayor producción de biomasa aérea de gramíneas en los tratamientos fertilizados. Recientemente, Six et al. (2004) demostraron que la mitigación de la emisión de gases con efecto invernadero bajo SD a nivel mundial y en climas templados es mucho más variable y compleja que la previamente considerada, y concluyeron que para asegurar su éxito se necesitan muchos más estudios de largo plazo.

El objetivo de este trabajo fue analizar los stocks de C y N edáficos después de 25 años en dos secuencias de cultivo bajo SD y con dos niveles de fertilización nitrogenada en un Argiudol típico de la Pampa Ondulada.

Materiales y Métodos

Este estudio se llevó a cabo en la Estación Experimental Pergamino de INTA. El suelo corresponde a un Argiudol típico, serie Pergamino,de textura franco-limosa bajo SD continua. El ensayo presenta un diseño en bloques completos aleatorizados con 2 repeticiones y su situación de partida (1979) consistió en una pastura de Festuca (Festuca arundinácea L.) de 6 años de duración.

Las secuencias de cultivo estudiadas en junio de 2004 fueron:

Maíz-trigo/soja (M-T/S): 25 años con 3 cultivos cada dos años, maíz-trigo/ soja de segunda siembra.
Monocultivo de maíz: 17 años (8 años previos de soja continua con laboreo convencional)
Ambas secuencias recibieron anualmente una dosis de 60 kg fosfato diamónico ha-1 al momento de la siembra de maíz y trigo. En los cultivos de trigo y maíz, las parcelas se dividieron en dos partes iguales para recibir 2 dosis de fertilizante nitrogenado: 0 (NF) u 80/100 kgN/ha-1, aplicados para trigo en macollaje y para maíz en cuarta hoja, respectivamente (F). En la tabla 1 se presentan los rendimientos promedio históricos de los distintos cultivos para los dos niveles de fertilización nitrogenada y los correspondientes a la campaña 03/04.

Tabla 1. Rendimientos promedio históricos y de la campaña 03/04

Secuencia	Cultivo	Tratamiento	Rendimientos históricos (kg ha-1)	Rendimientos 03/04 (kg ha-1)
Maíz	Maíz	NF	5938*	4444
		F	8137*	5754
M-T/S	Maíz	NF	5874	7577
		F	7089	8504
	Trigo	NF	1917	2079
		F	2759	2344
	Soja de segunda	NF	2465	2341
		F	2718	2952

(*) Los rendimientos corresponden al período 1990/1993.

Las propiedades edáficas estudiadas a 3 profundidades (0-5, 5-10 y 10-20 cm) para los tratamientos F y NF de ambas secuencias fueron:

- Contenidos de C y N totales, por combustión seca determinados en un analizador elemental de C y N
- Densidad aparente, por el método del cilindro
Posteriormente, en la secuencia M-T/S se analizó C sobrenadante, por el método de Richter et al. (1975).

Los contenidos de C y N se expresaron como stocks (1) de C y N para 2500 Mg suelo ha-1 en los diferentes tratamientos y se compararon sus valores medios, realizando ANOVA y posterior prueba de Duncan (p<0.05), utilizando el procedimiento GLM de SAS (SAS, 1989).

Resultados y Discusión

En la tabla 2 se observan los stocks de C y N en las dos secuencias de cultivo bajo dos niveles de fertilización nitrogenada. No existieron diferencias significativas entre los stocks de C y N de los niveles de fertilización. Es decir que la fertilización no condujo a un aumento de las reservas de C y N edáficos a pesar que la misma aumentó el aporte de C y N como consecuencia de mayores rendimientos de cultivo. Tampoco lo hizo la fracción de C lábil de la rotación M-T/S (Tabla 3). En efecto, el C sobrenadante, normalmente considerado un indicador temprano y muy sensible a cambios provocados por prácticas de manejo de suelos, no varió entre los tratamientos F y NF. Esto indica que no existieron diferencias de calidad en el COS. Estos resultados son coincidentes con los reportados recientemente por otros autores, quienes encontraron un pequeño incremento en las emisiones de CO2 como consecuencia de la fertilización nitrogenada. González Montaner et al. (2004) en Argentina y otros autores, trabajando con fertilizante marcado con 15N, reportaron conclusiones similares (Johnston y Jenkinson, 1989; Mary, 1997; Grant et al., 2004).
Tabla 2. Stocks de C y N en una masa de suelo de 2500 Mg ha-1.

Secuencia	Tratamiento	C (Mg ha-1)	N (Mg ha-1)
Maíz	NF	39,4  a	3,68  a
	F	38,5  a	3,57  a
M-T/S	NF	42,7  a	4,04  a
	F	43,1  a	4,04  a

Letras distintas indican diferencias significativas (a=0.05) entre niveles de fertilización para una misma secuencia de cultivo

Tabla 3. Carbono sobrenadante en una masa de suelo de 2500 Mg ha-1.

Secuencia	Tratamiento	C (Mg ha-1)
M-T/S	NF	5.67  a
	F	5.86  a

Letras distintas indican diferencias significativas (a=0.05) entre niveles de fertilización

Los resultados sugieren que la fertilización nitrogenada produce una estimulación de las emisiones de C y de N, producto de una mayor tasa de descomposición de los residuos que ingresan al suelo. Los cambios en la calidad de los aportes de biomasa, enriquecida en N, aceleran su mineralización. La bibliografía internacional señala que las emisiones de N conducen el potencial neto de calentamiento global, producido principalmente por los gases CO2, N2O y CH4. Por lo tanto, una mejora en el manejo de N resulta esencial para obtener un aumento en el almacenaje de C de los suelos. Así, la previsión de la biodegradación de los residuos de cosecha que ingresan al suelo permitirá acotar los flujos de C hacia la atmósfera y la hidrosfera y mejorar la gestión del reciclado de los residuos de origen vegetal.

En conclusión, en el largo plazo no es posible aumentar las reservas de C y N en el suelo mediante la fertilización nitrogenada. El aporte de residuos de cultivo más enriquecidos en nutrientes estimulan las emisiones de estos elementos hacia la atmósfera. Es crucial profundizar la investigación sobre estrategias del manejo del N (agricultura de precisión, inhibidores de la nitrificación, incremento en la eficiencia de uso de fertilizantes) en la búsqueda de prácticas agrícolas mitigadoras del efecto invernadero.

Referencias

González Montaner J; Di Napoli M; Pozzi R; Stangaferro V; Tecco E. 2004. XIX Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo. Paraná 22 al 24 de Junio.
Grant B; Smith WN; Desjardins R; Lemke R; Li C. 2004. Climate change, 65 (3), 315-332
Johnston AE; Jenkinson DS.1989. Proc. 286, The fertiliser Society of London, pp.3-24.
Mary B.1997. Chapter XIII, 229-236. In Lemaire G. (ed.) Diagnosis of the Nitrogen Status in crops. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1997.
Paustian K; Andren O; Janzen H; Lal R; Tiessen H; Van Noordwijk; Womer P.1997. Soil Use and Management 13:230-244.
Richter M; Mizuno I; Aranguez S; Uriarte S. 1975. J. Soil Sci. 26 (2): 112-123.
Rimatori F; Andriulo A; Sasal C; Bueno M. 2002. Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo. Puerto Madryn, Chubut. 16 al 19 de abril.
SAS Institute Inc. 1989. SAS/STAT User’s guide, Versin 6. 4th edition. Vol. 2. Cary, NC: SAS Institute Inc. 846 p.
Six J; Ogle S; Breidt J; Conant R; Mosiers A; Paustian K. 2004. Global Change Biol. 10: 155-160.