¿Cuánto nitrógeno obtiene el maíz de los fertilizantes? Menos de lo que piensan los agricultores

PUBLICADO EL 1 de junio de 2023

URBANA, Illinois — Los productores de maíz que buscan aumentar la cantidad de nitrógeno absorbido por su cultivo pueden ajustar muchos aspectos de la aplicación de fertilizantes, pero estudios recientes de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign muestran que esos ajustes no contribuyen mucho a mejorar la eficiencia de la absorción. de fertilizante. Esto se debe a que, según muestran los estudios, el maíz absorbe la mayor parte de su nitrógeno (alrededor del 67% en promedio) de fuentes que se encuentran naturalmente en el suelo, no de fertilizantes.

La evidencia de que el suelo es la principal fuente de nitrógeno del maíz se presentó repetidamente en el transcurso de cuatro estudios, el primero publicado en 2019 y el resto más recientemente. En los cuatro estudios, investigadores del Departamento de Recursos Naturales y Ciencias Ambientales (NRES) de la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales (ACES) de la U. de I. etiquetaron fertilizantes con un isótopo de nitrógeno natural, conocido como 15N. y lo aplicó en el campo en diferentes ritmos, formas, ubicaciones y tiempos.

Después de cada cosecha, los investigadores analizaron la biomasa y el grano de maíz para determinar su contenido de nitrógeno, atribuyendo el 15N etiquetado a los fertilizantes y el nitrógeno no etiquetado a las fuentes del suelo. En los cuatro estudios, que incluyeron suelos tanto pobres como fértiles en el centro de Illinois, la mayor parte del nitrógeno en el maíz en el momento de la cosecha no estaba etiquetado.

“Mi esperanza sería que los productores se dieran cuenta de la magnitud de estas cifras. Están comprando este nitrógeno y no todo llega al cultivo”, dijo Kelsey Griesheim, quien completó los estudios como estudiante de posgrado del NRES y ahora es profesora asistente en la Universidad Estatal de Dakota del Norte. "Es importante concienciarlos, para que cuando analicen sus resultados y cuánto gastan en nitrógeno, se den cuenta de la situación".

El estudio de Griesheim de 2019 encontró que solo el 21% del nitrógeno del fertilizante llegó al grano cuando se aplicó en el otoño como amoníaco anhidro. El resultado tenía cierto sentido, ya que el fertilizante aplicado en otoño permanece en el suelo durante meses antes de sembrar el maíz y luego debe durar toda la temporada para nutrir el cultivo en crecimiento. Por cierto, el estudio también encontró que los inhibidores de la nitrificación, a menudo aplicados con una transformación anhidra o lenta de amoníaco a nitrato más lixiviable, no ayudaron a mejorar la absorción de nitrógeno de los fertilizantes.

Asumiendo que la aplicación de pretemporada y durante la temporada lograría una mayor absorción que el nitrógeno aplicado en otoño, Griesheim probó esas tácticas en sus tres estudios más recientes.

Avanzando hacia la temporada de siembra, Griesheim aplicó urea-nitrato de amonio (UAN) marcado con 15N en la siembra en bandas subsuperficiales usando aplicaciones de colocación de 2 x 3, goteo superficial y cadena de arrastre a 80 libras por acre. Al alcanzar hasta un 46% de contenido de 15N en la biomasa de maíz, la colocación en bandas fue más eficiente que la fertilización al voleo, que solo alcanzó el 34% en los sitios más óptimos.

“No hay duda de que las bandas son más eficientes que la dispersión de nitrógeno. Eso quedó muy claro en los datos”, dijo Griesheim. "Sin embargo, ya sea que aplicáramos una o dos bandas, o si usáramos la colocación de 2 x 3 o una cadena de arrastre, no hubo muchas diferencias en la eficiencia".

Griesheim también probó la colocación de fertilizantes durante el crecimiento en temporada, o aplicación lateral, aplicando 200 libras por acre de UAN etiquetado con 15N con un accesorio de caída en Y que administra fertilizante líquido en la base de un tallo de maíz en crecimiento. En este caso, Griesheim dividió la aplicación entre la plantación y la etapa de crecimiento V9. Comparó la aplicación de caída en Y con la colocación bajo la superficie en ambas etapas de crecimiento.

"Cuando se dividió entre dos momentos de aplicación, la absorción de 15N fue mayor durante la aplicación lateral que durante la siembra, pero incluso cuando se aplicó en temporada, se derivó más nitrógeno del suelo que del fertilizante (con un promedio de 26 % en grano y 31 % en biomasa procedente de fertilizante)". Dijo Griesheim. "No vimos una diferencia entre las aplicaciones Y-drop y las aplicaciones subterráneas durante cinco de los seis años de estudio, pero en condiciones propicias para la volatilización, la aceptación fue mayor con las aplicaciones subterráneas".

Finalmente, Griesheim etiquetó múltiples formas de fertilizantes (UAN, nitrato de potasio y urea líquida) con 15N y los aplicó como aplicaciones superficiales con un aplicador de gota en Y. Sorprendentemente, la absorción fue mayor cuando el fertilizante se aplicó como nitrato de potasio, seguido de UAN y luego urea.

"Fue interesante que el nitrato surgiera como la más eficiente de las tres fuentes, a pesar de las condiciones climáticas que eran bastante propicias para la pérdida de nitrógeno por lixiviación o desnitrificación", dijo Richard Mulvaney, profesor de NRES y coautor de los cuatro artículos. "Los experimentos de incubación de laboratorio que formaron parte del mismo estudio mostraron que esto se debía a la volatilización e inmovilización del amoníaco por parte de los microbios del suelo".

Todo el trabajo sugiere que hay cosas que los agricultores pueden hacer para aumentar la absorción de nitrógeno de los fertilizantes: es decir, aplicar fuentes a base de nitratos en la temporada mientras el cultivo está creciendo activamente. Pero la lección recurrente de que el suelo suministra la mayor cantidad de nitrógeno al maíz es importante y debería conducir a cambios en el manejo del nitrógeno, dicen los investigadores.

“Si el suelo es la principal fuente de nitrógeno para la absorción de los cultivos, lo que casi siempre será, debemos tenerlo en cuenta. Es así de simple. De lo contrario, estamos modificando factores como el tiempo, la velocidad, la ubicación y la forma, pero probablemente no encontraremos un aumento milagroso en la eficiencia usando esos enfoques”, dijo Mulvaney. "Realmente deberíamos avanzar hacia un ajuste de la dosis según el suelo y su poder de suministro, hacia una dosis variable de nitrógeno".

La aplicación excesiva de nitrógeno que no llega a los cultivos no sólo afecta los resultados de los agricultores: el exceso puede filtrarse a los cursos de agua o transformarse en gases de efecto invernadero, lo que aumenta la huella ambiental de la agricultura.

"Utilizar la eficiencia de la absorción de nitrógeno de los fertilizantes como medio para clasificar las prácticas de fertilización tiene mucho sentido", dijo Griesheim. “Más fertilizante en el cultivo es bueno para el agricultor, pero también significa que queda menos fertilizante en el suelo, lo que es bueno para los contribuyentes y los ecosistemas circundantes. Es una situación en la que todos ganan”.

Notas del editor:

Los cuatro estudios están publicados en la revista Soil Science Society of America:

–Lauren QuinnFacultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y AmbientalesUniversidad de Illinois

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