Decisiones En Manejo De Nutrientes

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Decisiones En Manejo De Nutrientes

  1. 1. Decisiones efectivas en el manejo de nutrientes … Mirando mas allá de la próxima cosecha Paul Fixen, Potash & Phosphate Institute Fernando Garcia, INPOFOS www.inpofos.org www.ppi-ppic.org Congreso AAPRESID, 2006
  2. 2. Africa, Mayo 2006… Zonas de Africa se queman todos los años debido a la importancia de los nutrientes para los cultivos Earth Observatory - NASA Cuenca del Sur de Congo Foto de Mike Braby Ballard-Tremeer, 2006
  3. 3. Hay mucho en juego Al menos 30-50% del rendimiento de los cultivos se atribuye a los nutrientes de los fertilizantes comerciales Stewart et al., 2005
  4. 4. La ciencia jamás ha tenido La industria jamás ha tenido un complejo mas completo un complejo mas de conocimientos impresionante de tecnologías p 0 150 300 450 600 750 900 1050 0.0 0.2 Wright 0.4 El desafío: Soil Depth (m) 0.6 0.8 1.0 Aportar ciencia y tecnología al campo de manera que 1.2 puedan ser integradas en apoyo de las tomas de decisiones No Manure 1.4 No N or P 1.6 135 N + 0 P 135 N + 80 P 1.8 Highly P fixing soil
  5. 5. Factores de sitio en las decisiones de manejo de nutrientes Cultivo - Potencial de rendimiento, valor, análisis de tejidos, color, practicas culturales Suelo - Índices de abastecimiento de nutrientes, otras propiedades Productor - Tenencia de la tierra, costos de oportunidad, objetivos Aplicaciones de nutrientes - Formas comerciales disponibles, desechos, costos Calidad de agua - Restricciones, regulaciones de aguas subterráneas Clima - Probabilidades de eventos relevantes (para modelos) Datos climáticos actuales - Para modelos en tiempo real Tecnología - Que esta disponible y es apropiado
  6. 6. Toma de decisiones en el manejo de nutrientes Dosis recomendadas Posibles Apoyos para la Probabilidad de ocurrencia factores toma de Retorno económico de sitio Impacto ambiental decisión Momento de aplicación Cultivo Etc. Suelo Demanda cultivo Productor Abastecimiento suelo Eficiencia aplicación Aplic. Nutrientes Output Decisión Aspectos económicos Calidad de agua Ambiente Clima Productor/Propietario Tecnología Acción Resultado Enfatizaremos los factores que tienen consecuencias en el largo plazo Retroalimentación Fixen, 2005
  7. 7. Decisiones de manejo de nutrientes efectivas … Mirando mas allá de la próxima cosecha
  8. 8. Eficiencia vs. efectividad
  9. 9. Eficiencia vs. Efectividad: Ejemplo de respuesta en un cultivo Greatest Mayor efectividad Greatest Respuesta en rendimiento Lowest Menor Lowest efficiency eficiencia efficiency Lowest Menor Lowest efectividad Greatesteficiencia Mayor efficiency Greatestefficiency P aplicado
  10. 10. La efectividad depende de la medida en que los objetivos del manejo de nutrientes son logrados Objetivos a corto plazo Maximizar los beneficios de las inversiones en fertilizante Eliminar deficiencias Mejorar la efectividad de otros insumos Alcanzar los objetivos de producción a corto plazo Objetivos a largo plazo Mejorar la productividad del suelo Incrementar el valor de la tierra Maximizar la efectividad de otros insumos Alcanzar los objetivos de producción a largo plazo
  11. 11. Objetivos a corto plazo vs. largo plazo Un desafío: evitar confundir verdaderas ganancias en la eficiencia a nivel de sistema con practicas que simplemente “toman prestado” de productividades futuras Estudios de casos de Dobermann et al., 2005: Soja en Hawaii (P) Arroz en Filipinas (P&K) Algodón en California (K) Maíz en Nebraska (N)
  12. 12. Eficiencia de uso de N en maíz con riego en Nebraska con manejo recomendado o intensivo Recomendado: 7,500 p/ha; dosis basadas en analisis de suelo; N en 2 aplicaciones Intensivo: 10,500 p/ha; mayores dosis; 4 aplicaciones de N + N en residuo en otoño Promedios de 4 años Rec. Int. Rendimiento de maíz, t/ha 14.0 15.8 Dosis de N promedio, kg/ha 195 305 N removido en grano, kg/ha 167 198 Factor de prod. parcial, kg grano/kg N aplicado 72 52 Eficiencia de remoción, % 86 65 Cambios medidos en N orgánico del suelo, kg/ha/año -58 +55 (Remoción de N + cambio en N del suelo)/N 56 83 aplicado, % Eficiencia a nivel de sistema Dobermann et al., 2005
  13. 13. Decisiones de manejo de nutrientes efectivas … Mirando mas allá de la próxima cosecha Materia orgánica del suelo Remoción de los cultivos y Balances de P
  14. 14. Niveles de C orgánico en suelos argiudoles de la región pampeana norte desde la introducción de la agricultura 80 60 Carbon (t/ha) Carbono(t/ha) 40 43% del original 20 y = -6,4 Ln(x) + 70 2 R = 0,71 0 0 30 60 90 120 Years under cropping Años de agricultura Fuente: Alvarez y Steinbach (2006) a partir de Andriulo y Cordone (1998)
  15. 15. Degradación de suelos en la Región Pampeana Suelo Argiudol típico - Serie Arroyo Dulce Original = 18 años de pastizal Degradado = 30 años de agricultura Propiedad Original Degradado 66% del Materia orgánica (%) 5.3 3.5 original pH 6.2 6.0 Nitrógeno total (g/kg) 2.8 1.9 P Bray (mg/kg) 123.5 14.9 Calcio int. (cmol/kg) 10.1 10.0 Magnesio int. (cmol/kg) 2.4 1.9 Potasio int. (cmol/kg) 2.3 1.3 Zinc (mg/kg) 3.9 1.9 Cobre (mg/kg) 3.5 2.4 Boro (mg/kg) 0.77 0.28 Urricarriet y Lavado, 1997
  16. 16. Ordenes de suelo a nivel mundial
  17. 17. Simulación de cambios en C total del suelo para la región central del Cinturón Maicero de EE.UU. (Lal et al., 1998) Conversión de vegetación natural a agricultura Manejo histórico C del suelo (g/m2) Labranza Labranza convencional reducida 61% de 1907 (Profundidad 0-20-cm) 53% de 1907 Año
  18. 18. Respiración CO2 Fotosíntesis Cosecha CO2 Descomposición Residuos El aporte de residuos y producción de raíces ha sido menor que la descomposición … y eso es importante? C orgánico Janzen, 2006
  19. 19. Planta Hidroeléctrica Hipotética Residuos Beneficios de cultivos Biológicos Materia Orgánica del Suelo Pérdida (MOS) de MOS La apertura de la válvula B incrementa temporariamente la generación de energía, pero a expensas del agua almacenada. El cierre de la válvula B incrementa el almacenamiento de agua, pero reduce la generación de energía. El incremento en el almacenaje y la generación de energía requiere de un aumento en la entrada de agua. Janzen, 2006
  20. 20. Evolución del C orgánico en 40 años Ensayo de Rotaciones INIA La Estanzuela (Uruguay) 3.0 2.5 C orgánico (%) 2.0 1.5 S1 1.0 S2 0.5 S5 S7 0.0 1958 1968 1978 1988 1998 2008 Años S1: Agricultura continua sin fertilización S2: Agricultura continua con fertilización S5: 50% agricultura 50% pastura S7: 66% agricultura 33% pastura Fuente: A. Morón (2003)
  21. 21. Influencia de la fertilización durante 45 años con N y P en maíz con riego sobre el contenido de materia orgánica del suelo 2.8 Soil Orgánica del Suelo (%) 0-15 cm Bray P-1 Materiaorganic matter, % ppm 2.6 26 2.4 5 2.2 Tribune, KS 2 0 50 100 150 200 250 Dosis de Fertilizante kg/ha Fertilizer N, N (kg/ha) Schlegel, 2006
  22. 22. Carbono del suelo (0-7.5 cm) en función de la dosis de fertilización N y P Carbono del Suelo (%) – Abril 1985 77 kg P2O5/ha Sin fertilización P 0 22 45 67 90 112 135 157 179 Dosis fertilizer rate, kg/ha N de Fertilizante N (kg/ha) Halvorson y Reule, 1999
  23. 23. La deficiencia de P reduce el secuestro de C atmosférico… malo para los suelos, malo para el clima Costo de C radicular en genotipos de poroto Bajo P como % de la ganancia diaria total de C Alto P Respiración total del sistema radicular Bajo nivel de P en la planta: Pérdida mayor de C a través de la respiración radicular Incremento en la exudación radicular de C A menudo, presenta incrementos en el costo de C para los procesos fisiológicos P-inefficient Genotipos P-efficient Genotipos genotypes Ineficientes genotypes Eficientes Lynch y Ho, 2005
  24. 24. Remoción de Nutrientes por los Cultivos Provee un punto de referencia básico para evaluar el impacto de las prácticas agrícolas convencionales sobre la fertilidad de los suelos Más efectiva cuando se combina con la información de análisis de suelos
  25. 25. Balances negativos reducen los niveles de P en el suelo 50 45 40 P B ray 1 (ppm ) 35 30 147 kg P en 1975 25 20 15 10 5 0 P en 1975 0 75 76 77 78 82 83 84 85 86 87 88 79 80 81 89 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 Fuente: Webb et al., 1992 (Iowa)
  26. 26. Utilización promedio de P en maíz y soja en EE.UU. respecto a la extracción por los cultivos 60.0 P Fertilizante + P Abono 50.0 Utilización P2O5, kg/ha 40.0 30.0 Remoción 20.0 10.0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 Fixen y Murrell, 2002
  27. 27. Porcentaje de muestras de suelos con niveles medios o bajos en P en el Cinturón Maicero 55 R2 = 0.72 50 P medio o bajo, % 45 40 35 Remoción < Utilización Remoción > Utilización 30 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Fixen y Murrell, 2002
  28. 28. Estados del Cinturón Maicero-EEUU Relación de aplicación/extracción de P para cultivos extensivos 1.00 IL 1.00 (Fert. + Estiércol / Extracción Aplic. Fert.+ manure use)/rem. 0.90 IN 0.90 IA Fert./ Extracción 0.80 0.80 Aplic.Fert use/rem. MN 0.70 0.70 0.60 0.60 0.50 0.50 IL 0.40 0.40 IN IA 0.30 0.30 MN 0.20 0.20 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Mediana de P suelo, ppm IL 36 IN 29 IA 25 MN 18 Adaptado de Murrell, 2006.
  29. 29. Una mirada más cercana al Estado de Illinois BC AB MB SK ON PQ PEI WA NB ME MT ND NS OR MN VT ID NY SD WI MI WY IA PA NE NV IL IN OH NJ MD UT WV DE CO MO VA CA KS KY NC AZ NM OK TN AR SC MS AL GA LA TX FL
  30. 30. Balance de P para el Estado de Illinois Libras de P2O5/acre Total Estado, millón lb P2O5 + Fertilizantes aplicados (2005) 613 + Estiércol recuperable (1997) 77 - Remoción de Cultivos (2005) 1,075 Balance Neto -385 Cociente Uso/Extracción 0.64 Nivel Promedio P Bray 1 para cultivos año 2005 = 36 ppm
  31. 31. Extracción y Aplicación de Nutrientes en Trigo, Maíz, Soja y Girasol Campaña 2004/2005 Extracción NPKS Aplicación NPKS 1836 Girasol 1800 Soja 1800 1500 Trigo 1500 Maíz miles ton miles ton 1200 1200 902 900 900 600 522 391 600 300 240 300 165 17 33 0 0 N P K S N P K S En la campaña 2004/05 fueron aplicados 28%, 42%, 2% y 13% del N, P, K y S exportados, respectivamente, en maíz, trigo, soja y girasol
  32. 32. Argentina: Relaciones Aplicación/Extracción de N, P, K y S en cultivos extensivos Relación aplicación/extracción 0.5 0.4 P 0.3 N 0.2 S 0.1 0 K 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Año Las relaciones se incrementaron 1.2%, 2.1%, 0.1% y 1.1% por año para N, P, K y S, respectivamente
  33. 33. Balance de P para cultivos de grano Estimado para 2002/03 kg/ha Elaborado a partir de Fundación Producir Conservando Mapa desarrollado con ArcView ®
  34. 34. P extractable en suelos del Oeste de la región pampeana 35 30 P Bray (ppm) 25 20 y = -0.40x + 814.30 2 R = 0.42 15 n=1847 10 5 0 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Fuente: Díaz-Zorita, Duarte & Asoc. (2005)
  35. 35. Fertilización del Sistema: Reposición de N, P y S … Resultados Económicos Promedios 5 ensayos Red de Nutrición CREA Sur de Santa Fe Rotación M-T/S – 6 años (3 ciclos de secuencia) 1800 1200 1507 U$/ha 1090 600 417 0 Costo Ingreso Bruto Margen Bruto Fertilizacion Se consideraron diferencias promedio de los 5 ensayos entre el Testigo y el Tratamiento NPS Precios Granos (U$/t) Maíz: 80 – Trigo: 90 – Soja: 165 Precios Nutrientes (U$/t) Urea: 380 – FMA: 380 – SC: 150 Dosis anuales promedio de 126 kg N + 36 kg P + 21 kg S Fuente: CREA Sur de Santa Fe-INPOFOS-ASP
  36. 36. Residualidad de la fertilización Ensayo El Fortín – Gral. Arenales (Buenos Aires) – Serie Santa Isabel Red de Nutrición CREA Sur de Santa Fe 2004/05 y 2005/06 9000 Testigo entre 2000 y 2003 8288 8000 NPS entre 2000 y 2003 7257 Rendimiento (kg/ha) 7000 6000 5180 5000 4000 3274 2976 2715 3000 2000 1000 0 Trigo 2004 Soja 2004/05 Maíz 2005/06 Trigo/Soja 2004/05: Todos fertilizados con 86 kg N + 27 kg P + 10 kg S Maíz 2005/06: Todos fertilizados con 88 kg N + 26 kg P + 10 kg S Fuente: CREA Sur de Santa Fe-INPOFOS-ASP
  37. 37. Respuesta de la Cebada a la aplicación de P Rothamsted, promedio de 4 años 5.4 35-48 4.9 “En suelos empobrecidos (<10 ppm P), 23 Rendimiento (tn/ha) aun con aplicaciones al voleo de grandes cantidades de P no se 4.3 Yield, t/ha 6 alcanzan los rendimientos obtenidos en los suelos enriquecidos (>25 ppm P) en 3.8 la ausencia de fertilización fosfatada” Olsen P 6 ppm 23 ppm A.E. Johnston, 1986 3.2 35 ppm 48 ppm 2.7 * 0 56 112 168 224 Applied P22O , (kg/ha) Aplicación PO55 kg/ha
  38. 38. Los rendimientos fueron mayores cuando el P del suelo fue incrementado con una aplicación inicial en cobertura total respecto a la aplicación anual en bandas en suelos pobres en P 110 Análisis de suelo Olsen Cantidad P al voleo al termino de 5 años: 15 ppm inicial, kg P ha-1 Rendimiento Relativo, 100 80 % del máximo 90 0 5 ppm 80 70 Promedio de 5 años 60 0 5 10 15 20 Dosis anual de aplicación de P junto a la semilla (kg P ha-1) Wager et al., 1986
  39. 39. Efectos de la expansión de la soja La soja domina la rotación (monocultura) Baja el aporte de C al sistema Maíz, trigo y otros cultivos no son rentables Disminuye la MO Las propiedades químicas, físicas y biológicas de los suelos son afectadas Lote del sudeste de Córdoba Perfil de suelo mostrando las bajo monocultivo de soja zonas compactadas (marcas rojas) a 10-15 cm
  40. 40. Campos arrendados en Argentina Se estima que el 50% de las tierras cultivadas en la Región Pampeana son arrendadas Un relevamiento reciente de 131 productores de la zona sur de la provincia de Santa Fe (Centro del Área Pampeana) indica Campos < 200 ha: 28% arrendados Campos > 200 ha: 60% arrendados Fuente: Cloquell et al., 2005
  41. 41. Porcentaje de tierra en campos arrendados o alquilados en 2002 en EE.UU. EE.UU. 28.4%
  42. 42. Impacto de la duración del uso de la tierra y la disponibilidad de capital sobre los niveles objetivo de P Bray en el suelo Niveles objetivo de P Bray para las siguientes duraciones de uso de la tierra (años) Capital 1 4 Mayor a 8 -------------- (mg P kg-1) -------------- Muy limitado 4 14 20 Limitado 6 16 21 Disponible 9 18 22 Basado en el modelo PKMAN con una interpretación visual de los datos de calibración de Iowa State University para maíz y soja.
  43. 43. Síntesis final El manejo efectivo de los nutrientes debe considerar numerosos factores sitio- específicos, algunos de los cuales pueden presentar consecuencias a largo plazo. El manejo sustentable involucra encontrar un balance entre el aporte de residuos de cultivos y los beneficios de la descomposición de materia orgánica El manejo de los nutrientes en forma apropiada puede aportar una mayor proporción de residuos de cultivos a los suelos e incrementar la retención de C del sistema La remoción de P excede su uso en la Región Pampeana y en el Cinturón Maicero de EE.UU. Los análisis de suelos pueden ayudar a predecir cuando los balances deficitarios reducirían la productividad y la rentabilidad El arrendamiento de tierras es común en la Región Pampeana y en el Cinturón Maicero de EE.UU. y puede ser un impedimento al incremento de la productividad de los suelos Los arrendamientos deben compartir equitativamente los costos de las prácticas de corto plazo que retornan en beneficios de largo plazo La Región Pampeana Argentina y el Cinturón Maicero de EE.UU. presentan similaridades en características y desafíos para lograr una sustentabilidad a largo plazo. Continuar compartiendo en forma cooperativa los resultados de las investigaciones ayudara a enfrentar esos desafíos y a mirar … más alla de la próxima cosecha
  44. 44. Decisiones efectivas en el manejo de nutrientes … Mirando mas allá de la próxima cosecha

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