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Conociendo de la nutrición de trigo para formar su rendimiento

Los niveles de rendimiento de todos los cultivos, incluyendo el trigo, pueden analizarse según la ocurrencia de decisiones de manejo según diferentes factores que lo forman

6 Abr 2020

Fig. 3: Contribución relativa (respuestas positivas) a la producción alcanzable de trigo y frecuencia de ocurrencia de la aplicación de fertilizantes con Nitrógeno (N, Nfol), fosforo (P), azufre (S), micronutrientes (Ms, M TS y MF, Cl) y tratamientos biológicos de semillas (Biol TS) . Adaptado de DZD Agro SRL (2015).

· Estado de fertilidad de los suelos argentinos, su relación con la producción de los cultivos y la eficiencia en el uso de nutrientes

En la región pampeana la intensificación agropecuaria fue acompañada por una generalizada reducción en los niveles de materia orgánica, nutrientes asociados a esta (ej. nitrógeno, azufre) y otros elementos tales como el fósforo, el zinc y los cationes intercambiables. La decreciente concentración de Ca y de K se relaciona con aumentos en la acidificación superficial de los suelos y además del mantenimiento de altos niveles extractables de hierro y de manganeso. Un estudio reciente desarrollado por Fertilizar AC y coordinado por el INTA muestra que estos cambios se observan no solo al comparar la situación original de los suelos con la actual sino entre esta última, realizada en el 2018, con la del relevamiento equivalente del 2011.

En coincidencia con los menores niveles extractables de los suelos, análisis de la concentración foliar de nutrientes muestran una amplia proporción de casos con limitaciones para la normal producción de cultivos tales como maíz, soja y cereales de invierno. Además, estudios comparativos de estrategias de manejo de la nutrición de secuencias con estos cultivos muestran que esta brecha de rendimientos es de casi el 20%. La insuficiente oferta de nitrógeno y fosforo, junto con el uso de otros elementos como el azufre y algunos micronutrientes, acordes a expectativas de producción actuales explican las diferencias de producción.

Tabla 1: Brechas de rendimientos entre el manejo actual y recomendaciones mejoradas de fertilización en secuencias de cultivos de la región pampeana (Adaptado de Grasso y Díaz-Zorita, 2019). La máxima productividad, rendimientos potenciales, responden a la eficiencia de uso de recursos ambientales (CO2, radiación, etc.) en un sitio particular y de la habilidad de captación por el cultivo (genotipo, fecha y densidad de siembra, etc.). Los rendimientos alcanzables en ese sitio dependerán de la implementación de modelos para mejorar e incrementar los rendimientos ajustando la disponibilidad de agua (ej. riego) y de nutrientes (ej. fertilización). Finalmente, al cosechar, los rendimientos logrados son los que resultan de las acciones para proteger el cultivo ante factores reductores tales como la competencia por malezas, plagas, enfermedades y eventos extraordinarios (ej. granizo). La conjunción de nutrición y producción es el eslabón que reduce la brecha entre el potencial del sitio y los rendimientos alcanzables o de referencia para el logro del cultivo. El propósito de esta exposición es identificar y discutir los elementos ecofisiológicos y el rol de la nutrición mineral en la formación del rendimiento de trigo para disminuir incertidumbres en el manejo de la fertilización del cultivo con foco en condiciones frecuentes de producción en la región pampeana.

La producción agrícola implica generalmente la obtención de un producto de un determinado tamaño (o rango de tamaños). Esta resulta de una serie de cambios cuantitativos (crecimiento) y de diferenciación o funciones fisiológicas (desarrollo) que se encuentran estrechamente relacionadas. La generación del rendimiento puede analizarse según diferentes modelos que involucran indicadores ligados a la partición de la biomasa producida como la identificación de componentes numéricos. En este último modelo el rendimiento, en forma simplificada, resulta del producto entre el número de granos y su peso individual. El número de granos se descompone de la integración de la cantidad de plantas, las estructuras reproductivas por planta y la cantidad de granos en cada una de estas. Se identifican fases vegetativas o de formación de estructuras fuente de asimilados para el sostenimiento y crecimiento del cultivo y fases reproductivas con la definición de estructuras de destino (granos) de los fotoasimilados. En trigo se distinguen seis etapas del desarrollo o de cambios funcionales cuya relación con la generación de componentes numéricos del cultivo (Fig.1).

En general, a partir que el cultivo presenta 3 o 4 hojas se inicia la aparición de los macollos que se extiende hasta iniciarse el crecimiento del tallo (encañazón). Hasta la espigazón se observa la muerte de macollos en orden inverso a su aparición. Por lo tanto, es crítico el manejo de la oferta de recursos (agua y nutrientes) que condicionan la proporción de macollos que darán lugar a las espigas, espiguillas y granos. Además, en el período anterior a la espigazón. bajo la competencia por agua, luz y nutrientes los cultivos muestran limitaciones en el crecimiento del tallo y de las espigas y aumentos en la muerte de las flores. Al reducirse el crecimiento durante este período critico el número de granos puede disminuir en casi el 50% con respecto a condiciones potenciales de crecimiento (Fig. 2).

Fig. 1: Etapas del ciclo de cultivo y generación de componentes numéricos del rendimiento de trigo. SI: siembra, EM: emergencia, IF: iniciación floral, DL: doble lomo, ET: espiguilla terminal, ES: espigazón, AN: antesis, MF: madurez fisiológica, CO: cosecha, SC: secado de granos (Adaptado de Slafer y Rawson, 1994).

Fig. 2: Variaciones en el número de granos (NG) de trigo y de cebada frente estres biótico y abiótico relativo a un control bajo condiciones potenciales de crecimiento (Adaptado de Fischer, 1985 y Arisnabarreta y Miralles, 2008).

Al estudiar las brechas (diferencias) entre los rendimientos potenciales y los logrados en condiciones representativas de la producción de la región pampeana se observa que casi el 25% de las mejoras en producción se atribuyen a la implementación de la fertilización. Estudios desarrollados en la región de la pampa arenosa muestran que las limitaciones de nitrógeno y de fósforo ocurren en más del 90 % de las condiciones de producción y su corrección al fertilizar permite mejoras en el rango del 20% de los rendimientos alcanzables. Azufre y micronutrientes (ej. cloruros y zinc) muestran limitaciones menos frecuentes y aportes asociados a su corrección de entre el 5 y el 10% de los rendimientos esperados del trigo (Fig. 3).

Fig. 3: Contribución relativa (respuestas positivas) a la producción alcanzable de trigo y frecuencia de ocurrencia de la aplicación de fertilizantes con Nitrógeno (N, Nfol), fosforo (P), azufre (S), micronutrientes (Ms, M TS y MF, Cl) y tratamientos biológicos de semillas (Biol TS) . Adaptado de DZD Agro SRL (2015).

· Estado de fertilidad de los suelos argentinos, su relación con la producción de los cultivos y la eficiencia en el uso de nutrientes

En la región pampeana la intensificación agropecuaria fue acompañada por una generalizada reducción en los niveles de materia orgánica, nutrientes asociados a esta (ej. nitrógeno, azufre) y otros elementos tales como el fósforo, el zinc y los cationes intercambiables. La decreciente concentración de Ca y de K se relaciona con aumentos en la acidificación superficial de los suelos y además del mantenimiento de altos niveles extractables de hierro y de manganeso. Un estudio reciente desarrollado por Fertilizar AC y coordinado por el INTA muestra que estos cambios se observan no solo al comparar la situación original de los suelos con la actual sino entre esta última, realizada en el 2018, con la del relevamiento equivalente del 2011.

En coincidencia con los menores niveles extractables de los suelos, análisis de la concentración foliar de nutrientes muestran una amplia proporción de casos con limitaciones para la normal producción de cultivos tales como maíz, soja y cereales de invierno. Además, estudios comparativos de estrategias de manejo de la nutrición de secuencias con estos cultivos muestran que esta brecha de rendimientos es de casi el 20%. La insuficiente oferta de nitrógeno y fosforo, junto con el uso de otros elementos como el azufre y algunos micronutrientes, acordes a expectativas de producción actuales explican las diferencias de producción.

Tabla 1: Brechas de rendimientos entre el manejo actual y recomendaciones mejoradas de fertilización en secuencias de cultivos de la región pampeana (Adaptado de Grasso y Díaz-Zorita, 2019).

El primer paso en el camino de los altos rendimientos locales de trigo es en considerar la decisión de siembra a partir de las reservas de agua de los suelos. En diferentes áreas de la región pampeana, al aumentar la cantidad de agua almacenada en el momento de la siembra los rendimientos son crecientes. Esto es porque en toda la región es poco probable que las lluvias durante el ciclo del cultivo cubran la totalidad de los requerimientos hídricos del trigo. Por ejemplo, en la región de la pampa arenosa, las lluvias posiblemente (entre el 60 y 90% de probabilidades) cubran el 50% de la demanda hídrica y muy extraño (menos del 35% de probabilidades) que aporten el 80% de las necesidades de agua. Es así como es alta la relación en las variaciones de rendimientos asociados a diferentes contenidos de agua evaluados en el momento de la siembra (Fig.4). En este contexto

 Fig. 4: Rendimientos de trigo según contenidos de agua determinados en el momento de la siembra en la región semiárida y subhúmeda pampeana (Adaptado de Alvarez, 2017).

La acumulación relativa de nutrientes "antecede" a la de la producción de biomasa de los cultivos. Por lo tanto, el manejo de nutrientes se sustenta en decisiones a partir de pronósticos de oferta (disponibilidad) y de demanda(consumo). Es así como frecuentemente nos preguntamos si anticipar la oferta de recursos para no limitar el crecimiento del trigo desde el inicio del macollaje es una decisión de riesgo en ambientes semiáridos o subhúmedos. Diversos estudios concuerdan en mostrar que es mayor el riesgo en reducir la eficiencia del uso de estos nutrientes al postergar la corrección por fertilización que realizarla en etapas tempranas del desarrollo del cultivo (Fig.5). Al disminuir las limitaciones nutricionales se incrementa la fijación de granos y los rendimientos y su efecto es escaso sobre el peso de los granos.

Fig. 5: Eficiencia de uso del agua (EUA) y fertilización nitrogenada de trigo en suelos de La Pampa (Adaptado de Quiroga y Paccapello, 1988).

· Nutrientes: generalidades sobre sus contribuciones al rendimiento y elementos para el manejo de la fertilización de trigo.

Los nutrientes contribuyen específicamente a diferentes procesos de formación del rendimiento de los cultivos y a la vez tiene características particulares en su dinámica en los suelos e integración en planteos o modelos para su manejo eficiente. En este se conjugan tanto elementos de diagnóstico inteligente de los sitios productivos como su administración responsable ("las cuatro R" o "las cuatro C"). Estos principios de la administración responsables de los nutrientes consideran (i) el uso de dosis correctas coincidentes con las necesidades del cultivo, (ii) el momento correcto aportando nutrientes cuando los cultivos los necesitan, (iii) el lugar correcto tal que los cultivos puedan alcanzarlos y utilizarlos y (iv) la aplicación de la fuente correcta del fertilizante.

El nitrógeno tiene reconocidas funciones en la regulación del área foliar (formación y mantenimiento luego de antesis) y en la eficiencia de uso radiación. Sus deficiencias se observan por clorosis en las hojas "viejas" y la muerte de macollos. En el suelo se lo encuentra mayormente en la materia orgánica, tiene alta movilidad tanto en el suelo como al incorporarse en las plantas. Ingresa junto con el agua (flujo masal) y las fuentes de fertilizantes son altamente solubles dando así flexibilidad en el momento de su aplicación durante estadios de formación de macollos (Fig.6) . Al desarrollar modelos de diagnóstico y recomendación se integran las expectativas productivas (demanda) y la oferta del sitio productivo según análisis de suelos (determinación de nitratos). Los análisis de plantas o sus tejidos son herramientas complementarias de diagnóstico.

 Fig. 6. Rendimiento de trigo en la región de la pampa arenosa según momentos de aplicación del nitrógeno en 14 sitios de cultivo durante las campañas 2014 y 2015. Z30: Estadio de inicio de encañazón. Adaptado de DZD Agro (2016).

El fósforo es un elemento cuya disponibilidad es crítica para el normal desarrollo de las raíces, el crecimiento inicial y la formación de macollos y otras estructuras reproductivas del trigo. Sus reservas y disponibilidad para las plantas se encuentran mayormente en las fracciones inorgánicas de los suelos bajo formas con diferente solubilidad y con escasa movilidad en los suelos. Se incorpora en las plantas por difusión (gradiente de concentraciones entre el suelo y las raíces) por lo que la eficiencia de aprovechamiento de los fertilizantes aumenta al aplicarlos próximos a las raíces (siembra o con anticipación a esta). Al aumentar la temperatura de los suelos o evitarse restricciones en el normal crecimiento de las raíces también se mejora la eficiencia en la nutrición con fósforo. Al determinar los niveles extractables de los suelos (ej. mediciones del P Bray) se mejoran los modelos de recomendación de fertilización porque permiten identificar diferentes probabilidades de respuestas a esta práctica.

Entre los cambios en los niveles extractables de elementos de los suelos pampeanos se observó la disminución en los del potasio. Si bien aún no se detectan condiciones generalizadas de limitación a la producción es conveniente recordar que entre las principales funciones del potasio se encuentran sus aportes a la economía del agua al participar de la regulación osmótica de las células además de hacerlo en el metabolismo de síntesis de proteínas y de carbohidratos. Sus reservas en los suelos se encuentran en fracciones inorgánicas, presenta moderada movilidad y los fertilizantes mayormente son sales (fuentes solubles). Ingresa en las plantas mayormente por flujo de masas, con el agua transpirada. Para su diagnóstico de necesidades de corrección utilizamos los análisis de niveles extractables de los suelos considerando la textura de lo suelos en su interpretación. Las plantas deficientes en potasio muestran secado de puntas en las hojas "viejas" y entrenudos marrones siendo recomendable anticipar esta sintomatología y aplicarlo en estadios tempranos del cultivo sin estar en contacto directo con las semillas.

El azufre es un elemento que participa, como el nitrógeno, en la formación y funcionalidad de proteínas contribuyendo a la eficiencia de uso de la radiación y a la calidad de la producción. Se lo encuentra mayormente en la fracción orgánica de los suelos, en sus formas minerales es incorporado en las plantas y muestra alta solubilidad y movilidad en los suelos. Las plantas deficientes presentan clorosis en sus hojas superiores ("jóvenes") limitando significativamente la eficiencia fotosintética. El diagnóstico de su necesidad de corrección integra mayormente antecedentes de manejo del nutriente y condiciones predisponentes de respuesta con los análisis de los suelos como una herramienta complementaria. En gran parte de la región pampeana, los modelos de trigo de alta producción muestran insuficiente provisión de azufre por lo que su aplicación contribuye a mejorar la eficiencia en el uso de otros elementos, principalmente nitrógeno.

Los microelementos son requeridos por su contribución específica en diversos procesos ligados a la funcionalidad de las plantas y en algunas regiones trigueras se han descrito mejoras al aplicarlos. Los cloruros son elementos solubles y con alta movilidad en el suelo. Su potencial limitación se incrementa al alejarnos de fuentes de origen (ej. océanos, suelos salinos, etc.) y en presencia de suelos con alta permeabilidad o condiciones de lavado (ej. suelos arenosos profundos, periodos con excesos hídricos). En condiciones no limitadas de cloruros la fotosíntesis y en particular el área fotosintéticamente activa de las plantas es mayor. Por ejemplo, en el oeste bonaerense al incrementarse las precipitaciones durante el inicio del llenado de los granos se incrementa la respuesta en producción granos al aplicar cloruros en forma de cloruro de potasio (Fig. 7). Este comportamiento fue indistinto de la aplicación de fungicidas foliares o de indicadores edáficos de potencial respuesta.

Fig. 7: Respuestas en la producción de trigo al fertilizar con cloruro de potasio en la pampa arenosa (114 sitios, 7 campañas). Adaptado de Díaz-Zorita (2008).

El zinc es otro de los microelementos que ha mostrado niveles potencialmente limitantes para la normal producción de cultivos en la región pampeana. Se ha descripto que las condiciones de potencial deficiencia corresponden con la implementación de cultivos de cereales, las altas extracciones de este elemento en los productos agropecuarias y la implantación de cultivos con altas dosis de fertilizantes con fósforo. Además, el crecimiento lento de las raíces (suelos fríos, excesivamente húmedos) y lo suelos calcáreos o con bajos contenidos de materia orgánica y altos niveles de arenas serían predisponentes en su limitación. Las plantas lo incorporan por difusión y ante condiciones de deficiencias las plantas muestran en las hojas en desarrollo ("jóvenes") clorosis internervales y manchas. Al fertilizar trigo, en estadios tempranos preferentemente entre la siembra y el inicio de macollaje, se han descripto mejoras en los rendimientos por aumentos en la eficiencia de uso del fósforo y con mayor contribución al disminuir los contenidos de materia orgánica de los suelos (Fig. 8)

Fig. 8: Rendimiento promedio de trigo y porcentaje de respuesta a la fertilización con zinc según niveles de materia orgánica en 16 sitios de producción en la región pampeana central. Adaptado de Urrutia y col. (2016).

También suelos profundos y de texturas arenosas o francas de la región pampeana se han descripto frecuentes limitaciones en la oferta de boro para la normal producción de cultivos oleaginosos (soja, girasol). Estas limitaciones se intensifican bajo condiciones de sequía. En trigo algunos estudios de aplicaciones foliares próximas a antesis han mostrado mejoras en los rendimientos que se pueden atribuir a la participación de este elemento en procesos de división celular y la formación del polen. Las plantas limitadas en boro presentan espigas con crecimiento irregular y desuniformaidad en la formación de los granos en las espigas.

En síntesis, los altos rendimientos de trigo se sustentan en la alta formación y fijación de granos (número de granos) que ocurre desde estadios tempranos del crecimiento del cultivo. La adecuada disponibilidad de recursos (agua y nutrientes) y la limitación de competencias bióticas en anterioridad a la antesis (floración) es crítica para lograr una eficiente formación de granos.

En la región pampeana y en condiciones normales de producción, nitrógeno, fosforo, azufre y algunos microelementos limitan la normal producción de trigo y explican gran parte de la brecha de los rendimientos alcanzables con respecto a los potenciales.

El manejo de la nutrición integra, sin recetas, indicadores de suelo de cultivo para la correcta decisión sobre dosis, momentos, fuentes y ubicación de los fertilizantes. Esto opera en el marco de pronósticos y expectativas donde la decisión de siembra sustentada en la oferta hídrica a partir de las reservas de agua de los suelos requiere de su acompañamiento anticipando la manifestación de cambios externos en los cultivos que muestren la ocurrencia de limitaciones nutricionales.

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