Efecto de tres sistemas de manejo de suelo en la eficiencia fisiológica de uso de nitrógeno fertilizante en trigo
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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