Efecto de tres sistemas de manejo de suelo en la eficiencia fisiológica de uso de nitrógeno fertilizante en trigo
Enviado por Juan Luis Rouanet M.
ABSTRACT: Nitrogen fertilization is the most costly production factor in wheat cropping systems on Ultisols, one of the most eroded soil types in Southern Chile. The utilization efficiency of N-fertilizer was assessed in a wheat cultivar (Triticum aestivum L.) growing under three soil tillage systems: Traditional, burning of crop residues/soil plow down (TRAD); no-till/burning (CL+Q), and no-till/no burning (CL-Q). The method used measurements of grain yield, total N uptake by plants and their components: N derived from fertilizer (Nddf) and N derived from soil (Ndds). Physiological N use efficiency, was evaluated for total plant N (EFNt = grain yield/Nddf +Ndds) and for N-fertilizer in plants (EFNf = grain yields/N-fertilizer). 15N-labelled urea, 10 % atom excess (a.e.) was added to the microplots at the rate of 150 kg N ha-1. The fertilizer was applied three times: 10% at planting, 45% at tilling and 45% at jointing stage. There were no significant seasonal differences for wheat grain yield among tillage treatments with yield of 6.7 to 7.5 t ha-1 on 1997/1998 and 4.6 to 5.4 t ha-1 on 1998/99 season. The treatments CL+Q in 1997/1998 and TRAD in 1998/1999 had the highest total N uptake. The CL-Q treatment showed lowest N-fertilizer uptake by plants for each season, while keeping similar grain yields as the other two tillage systems. This led to higher physiological nitrogen use efficiency on grain production per unit of N-fertilizer absorbed by plants.
Key words: soil tillage, sustainability, 15N isotopic technique, wheat, fertilization.
RESUMEN: El desarrollo de nuevos sistemas de manejo de suelo conservacionista está destinado a la protección del recurso suelo. Dado que la fertilización nitrogenada es el recurso de producción de más alto costo en los sistemas de producción de trigo en suelos Ultisoles, uno de los más erosionados en el sur de Chile, se requieren métodos que evalúen la eficiencia de uso de N y su potencial de incremento en estos sistemas. Se evaluó la eficiencia fisiológica o la eficiencia de utilización de N-fertilizante en trigo (Triticum aestivum L.) cv. Dalcahue, bajo tres sistemas de manejo de suelo: tradicional, quema de rastrojos e inversión del suelo (TRAD); cero labranza con quema (CL+Q); y cero labranza sin quema (CL-Q). El uso de la técnica isotópica (15N) permitió un análisis más discriminante de la eficiencia de uso de N en dos estaciones de crecimiento. El método utilizó mediciones de rendimiento de grano, absorción de N total por las plantas y sus componentes: N derivado del fertilizante (Nddf) y N derivado del suelo (Ndds). Se calculó la eficiencia fisiológica de uso de N para N total en la planta (EFNt) y para el N-fertilizante (EFNf). Se aplicaron 150 kg ha-1 de Urea marcada con 15N 10% átomos exceso (a.e.), en forma parcializada, 10% a la siembra, 45% a macolla y 45% a inicio de encañado. El análisis dentro de cada temporada indicó ausencia de diferencias significativas entre medias de tratamientos para rendimiento en grano. La tendencia en magnitud para el rendimiento de grano de trigo para 1997/1998 siguió el orden: CL+Q (7,5 t ha-1), CL-Q (7,0 t ha-1) y TRAD (6,7 t ha-1). Para la temporada 1998/1999, la tendencia siguió el orden TRAD (5,4 t ha-1), CL-Q (4,9 t ha-1) y CL+Q (4,6 t ha-1). Los tratamientos CL+Q en 1997/1998 y TRAD en 1998/1999 presentaron una mayor absorción de N total, 121 y 128 kg ha-1 respectivamente. El tratamiento CL-Q presentó la absorción más baja tanto de N total (102 y 110 kg ha-1) como de Nddf (44 y 46 kg ha-1), para las temporadas 1997/1998 y 1998/1999, respectivamente. Dado que el rendimiento de grano fue similar al obtenido en los otros dos sistemas, éste implicó una EFNf resultante mayor en la producción de grano por unidad de N-fertilizante absorbido por la planta en CL-Q.
Palabras clave: manejo de suelos, trigo, fertilización, sustentabilidad, técnicas isotópicas, 15N.
Introducción
En la actualidad tiene mucha importancia el tema de la sustentabilidad de la agricultura en condiciones de secano, donde el agua y la baja fertilidad natural del suelo son las principales limitaciones para aumentar la eficiencia de uso de los recursos naturales y económicos en la producción (Davis y Schirmir, 1987). El desarrollo de sistemas de manejo conservacionistas es importante en la reducción de costos de operaciones (Godoy y Rouanet, 1999), y se basa más en sus implicancias ambientales como el control de la erosión, uso de nitrógeno (N) y disminución de la contaminación por nitratos (Huggins y Pan, 1993) que en potenciar el rendimiento. Estos se diferencian del sistema tradicional por no presentar laboreo del suelo (inversión de las capas superiores), y conservar el residuo postcosecha sobre la superficie. El suelo se mantiene con cobertura durante todo el año, disminuyendo así el impacto de la lluvia y por consiguiente la erosión hídrica (Rao y Dao, 1996). Existen varios factores en un sistema de producción, entre otros, el uso de rotaciones adecuadas y el uso de sistemas alternativos de manejo de suelo, mediante los cuales se han observado avances potenciales en el incremento de la eficiencia de uso de N (Al-Darby y Lowery, 1986; Rao y Dao, 1996).
Con este enfoque productivo, y dado que el rendimiento de cultivos de cereales de grano pequeño depende de diversos factores, la evaluación del comportamiento vegetal en sistemas alternativos de manejo de suelo debería ser expresada en términos de eficiencia de uso equivalentes a cada uno de ellos (Pierce y Rice, 1988). La eficiencia indica producto por unidad de insumo, y a futuro, puede ser más correcto expresar la producción por unidad de agua, N, P, u otro insumo, a objeto de evaluar su efecto. La mejor relación a usar, cuya expresión es una medida de eficiencia, dependerá del elemento que es más limitante o más necesario conservar (Evans, 1980).
El concepto de eficiencia de uso de N desarrollado por Moll et al. (1982) provee un marco de referencia para la evaluación de la variación que experimentan los factores que la componen, permitiendo a su vez una comparación entre genotipos, en relación con los procesos fisiológicos de absorción y translocación de N en la planta. Un análisis de eficiencia de uso de nutrientes debe enfatizar la respuesta del vegetal en cuanto a producción de grano por unidad de N absorbido en la planta, ó Eficiencia Fisiológica de Uso de N (EFUN) (Bock, 1984), o la eficiencia de utilización de N (Kanampiu et al., 1997).
El uso de técnicas isotópicas es una herramienta adecuada para dar una respuesta a la problemática del manejo racional de la nutrición vegetal (Olson y Swallow, 1984; Powlson et al., 1989). Rao et al. (1992) presentaron una revisión del método isotópico en cuanto al modo de medir esta eficiencia. Ellos indicaron que la medición de la eficiencia de uso de N por las plantas, con el método de 15N, tiene una gran importancia en la medida que aumenten las aplicaciones de N, situación que se observa en el país, con uno de los mayores uso de fertilizante nitrogenado en América Latina (Urquiaga y Zapata, 2000). El uso de esta técnica hace posible identificar el abastecimiento de N en la planta, separando el N derivado del fertilizante (Nddf) de otras fuentes y del suelo (Ndds) (Zapata y Van Cleemput, 1986a, b).
El objetivo de este estudio fue evaluar la variación en la eficiencia fisiológica de uso de N total (EFNt) (Bock (1984) y Moll et al. (1982) y en la eficiencia fisiológica de uso de N fertilizante (EFNf) mediante el uso de técnicas isotópicas, medidas a través de la variación de las relaciones entre producción de grano por unidad de N total absorbido en la planta, y entre producción de grano por unidad de 15N fertilizante absorbido en la planta, respectivamente.
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