Nutrición de suelos y cultivos ¿Cómo estamos? ¿Dónde vamos? - IPNI

Nutrición de suelos y cultivos
¿Cómo estamos? ¿Dónde vamos? Fernando O. García
Instituto Internacional de Nutrición de Plantas
www.lacs.ipni.net ‐ fgarcia@ipni.net
Temario
20 años de nutrición y producción de cultivos
¿Cómo estamos en el 2012?
Los próximos 20 años de nutrición de suelos y cultivos
en el corto plazo
en el mediano/largo plazo
Algunas conclusiones
20 años de nutrición y producción de cultivos
La siembra directa, las variedades e híbridos de alto potencial y el avance en las tecnologías de manejo de los cultivos y su protección, entre otros factores, han dado el marco apropiado para la inclusión de la nutrición en los sistemas de producción
Argentina
Consumo aparente de nutrientes N, P, K y S
1993‐2011
Consumo de nutrientes (miles de ton)
1400
1200
S
K
P
N
1000
800
600
400
200
0
1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011
En la campaña 2011/12 se consumieron 3.7 millones de t de fertilizantes
Elaborado a partir de datos de SAGPyA y Fertilizar AC
20 años de nutrición y producción de cultivos
 Aparición continua de nuevas metodologías de diagnóstico de la fertilidad a partir de los trabajos de grupos de investigación y experimentación •
Detección de las deficiencias de S por INTA Casilda
 Incremento de servicios de laboratorios de análisis de suelos, plantas y aguas
•
Implementación del Programa de Interlaboratorios para suelos agropecuarios (PROINSA)
 Introducción y el desarrollo de nuevos productos fertilizantes y tratamientos biológicos
•
•
•
Fertilizantes líquidos
Instalación de las plantas de urea en Bahía Blanca y de superfosfato simple en Quebracho y Ramallo
Desarrollo de industrias mineras locales productoras de yeso y otros fertilizantes y enmiendas
 Expansión de los servicios de logística a nivel local
•
Formulación de mezclas físicas de fertilizantes a pedido, servicios de aplicación
 Incorporación de tecnologías de aplicación variable y/o por ambiente
Los actores responsables: los productores y sus organizaciones, los investigadores y sus institutos o universidades, la industria de fertilizantes, la industria de maquinaria agrícola, el estado a través de sus instituciones y el país todo como sociedad.
Area y rendimiento de los principales cultivos de grano en Argentina
En 2011
•53% Soja
•14% Maíz
•13% Trigo
•5% Girasol
•14% Otros (Cebada, sorgo, etc.)
Incremento anual 1991‐2011
Rendimiento
Area
kg/ha/año
ha/año
Maíz
Soja
Trigo
Girasol
78
28
38
‐
58
797
‐
‐62
Elaborado a partir de información de SIIA
http://www.siia.gov.ar/
¿Cómo se relaciona el crecimiento del
consumo de fertilizantes con la producción y
el rendimiento de granos?
Argentina, 1993-2011
Rendimeinto relativo de Cultivos de Grano (%), Base 1993=100%
160
Produccion de Granos (miles t)
100000
80000
60000
40000
Produccion = 16.6 Consumo Fertilizantes + 36862
R² = 0.83
20000
0
1000
2000
3000
Consumo aparente de fertilizantes (miles t)
4000
150
140
130
120
110
100
90
RR = 0.012 Consumo Fertilizantes + 100
R² = 0.49
80
0
1000
2000
3000
Consumo aparente de fertilizantes (miles t)
• La producción de granos aumentó 16.6 millones de toneladas por cada millón de
toneladas de incremento en el consumo de fertilizantes
• El rendimiento relativo de los granos aumentó 12% por cada millón de toneladas
de incremento en el consumo de fertilizantes
• … pero otros factores, además de la fertilización, afectan la producción y
rendimiento de granos
Nota: Se consideró soja, maíz, trigo y girasol
4000
Argentina: Relaciones Aplicación/Extracción de N, P, K y S en cultivos extensivos
1993‐2011
Relacion Aplicacion/Remocion
0.8
0.7
N
P
K
70%
S
0.6
0.5
50%
0.4
43%
0.3
0.2
0.1
2%
0.0
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
En la campaña 2011/12 se repuso el 35% del N, P, K y S extraídos en soja, maíz, trigo y girasol
2011
2011
Elaborado a partir de datos de SAGPyA y Fertilizar AC
Distribución de la
concentración de
fósforo extractable en
suelos de aptitud
agrícola de la región
pampeana y
extrapampeana
Argentina
Muestras 0-20 cm, 2005 y
2006 (n=34447)
(Sainz Rozas et al., 2011)
Los cuatro fundamentos básicos de la nutrición (4Cs/4Rs)
OBJETIVOS DE LA SOCIEDAD
Biodiversidad
Perdidas de y
Eficiencia de uso Decidir
la
dosis,
fuente,
forma
nutrientes
de recursos: Energía,
Nutrientes, trabajo, agua OBJETIVOS DEL SISTEMA DE PRODUCCION
Calidad del aire y el agua
momento de aplicación correctos
Ambiente saludable
Erosión del suelo
Adopción
Productividad del suelo
conduce a mayores eficiencias
de
Balance de nutrientes
Servicios del ecosistema
Rendimiento
uso de recursos e insumos Ingreso para el ya
Beneficio neto
Durabilidad
Productividad
productor
sistemas de producción mas
Rentabilidad
Calidad
Condiciones de Retorno de la inversión
Estabilidad de trabajo
rendimientos
efectivos
Fuente Correcta a la Dosis Correcta, en el Momento Correcto, y de la
Forma Correcta
La nutrición de suelos y cultivos en el corto plazo
1. Mejorar diagnósticos de fertilidad y recomendaciones
de fertilización
2. Integración de la nutrición en el sistema de producción
3. Mejorar los balances de nutrientes: Mas allá de la
próxima siembra
4. Micronutrientes y bases: Detección reciente de
deficiencias y desequilibrios
5. Nuevos productos fertilizantes
Objetivos del análisis de suelo con fines de diagnostico
• Proveer un índice de disponibilidad de nutrientes en el suelo
• Predecir la probabilidad de respuesta a la fertilización o encalado
• Proveer la base para el desarrollo de recomendaciones de fertilización
• Contribuir a la protección ambiental mejorando la eficiencia de uso de los nutrientes y disminuyendo la huella (“footprint”) de la agricultura sobre el medio ambiente
¿Sabemos lo que tienen nuestros suelos?
Muestreo y análisis de suelos
Intensidad de muestreo en algunos países
300
El número de muestras de suelos evaluadas anualmente en Argentina es bajo
262
240
210
Ha por muestra
Argentina: Se analizan aproximadamente 140 a 160 mil muestras de suelo por año (2009) 270 249
180
150
120
68
90
60
30
0
83
32
26
31
Implementando el análisis de suelos • Requiere muestreo representativo 
muestreos geo‐referenciados, ambientes
• Estandarización y calidad de los ensayos de laboratorio  IRAM‐SAMLA, PROINSA
• Utilizar calibraciones regionales actualizadas
• Interpretación complementada con otros indicadores de suelo, información de manejo del suelo y del cultivo y condición del sitio; e integrada con otras herramientas de diagnostico como análisis de planta, sensores remotos, modelos de simulación, requerimientos de los cultivos, etc.
Fertilización fosfatada de soja
98 sitios de 1995 a 2009 en Región Pampeana
Costo de 2.4 kg soja/kg FMA
n=1
5
n=2
6
n=2
6
n=1
0
n=2
1
• Si el nivel de P Bray es menor de 15 ppm hay una alta probabilidad de respuesta rentable a la fertilización fosfatada de soja
• Aplicando 75 kg de FMA, se puede esperar una respuesta promedio de 300‐340 kg/ha, equivalente a 4‐4.5 kg de soja por kg FMA con un costo de 2.4 kg de soja por kg FMA
Fertilización fosfatada de soja
Proyección nacional
• 20 millones de ha de soja en la campaña 2012/13
• 50% del área con niveles de P Bray menores de 15 ppm: 10 millones de ha
• Aplicando 75 kg/ha de FMA, se espera una respuesta promedio de 300 kg/ha de soja
• En 10 millones de ha, 750 000 t de FMA y 3 millones t de soja
Sector
Costo
Ingreso
Saldo
‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ millones U$ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐
País
487.5
1425
937.5
Productores
555
930
375
Precios considerados: U$650 por t de FMA (CyF), U$475 por t de soja (FOB), U$740 por t de FMA, U$310 por t de soja (FAS)
• Recaudación extra de derechos de exportación de U$ 495 millones, que equivalen a 883 escuelas del Plan “Mas Escuelas” (Cordone y Trossero, 2012)
Alternativas para una mayor Eficiencia de Uso de N

Mejorar los diagnósticos y las recomendaciones

Aplicaciones divididas, ¿adopción? ¿logística? ¿rentabilidad?
Monitoreo durante la estación de crecimiento
 Evaluación visual usando parcelas de referencia (parcelas de
omisión)
 Uso de medidor de clorofila
 Sensores remotos aéreos y satelitales
 Sensores remotos terrestres
 Uso de modelos de simulación

Manejo sitio-especifico

Tecnologías de fertilización: Aplicaciones variables y nuevos fertilizantes
como inhibidores de ureasa y de nitrificación o fertilizantes estabilizados
o de liberación lenta

Rotaciones y asociaciones de cultivos: Uso de cultivos de cobertura que
aporten N al sistema
Rotaciones
Manejo por ambientes
Nutrición/
Fertilidad
Genética
Sistema de producción
Fecha y densidad de siembra
Manejo integrado de plagas
Siembra directa
Coberturas
Trabajamos en sistemas de producción en los que las practicas interactúan y modifican la eficiencia y efectividad de uso de otras practicas
Efecto del nitrógeno y el potasio en la expresión de enfermedades Biotróficos Royas Mildius Necrotróficos Drechslera Fusarium Nivel de N Nivel de K Alto Bajo Alto Bajo +++ + + ++++
+++ + + ++++
+ +++ + ++++
+ +++ + ++++
“La nutrición adecuada mejora la defensa contra las enfermedades a partir de las mejoras en las condiciones de crecimiento del cultivo, y por la propia interacción con la biología y nutrición de los patógenos”
“Estas prácticas podrían constituir una estrategia complementaria y formar parte de un programa que fortalezca la sustentabilidad, protegiendo al ambiente, y reduciendo la tasa de uso de fungicidas”
Fuente: Carmona, 2011
Eficiencia de uso de agua en maíz bajo diferentes tratamientos de fertilización
Red de Nutrición CREA Sur de Santa Fe – Promedios 2000 a 2010
La fertilización NPS incrementó la eficiencia de
uso del agua entre 50% y 150%
Fuente: CREA Sur de Santa Fe-IPNI-ASP
*La eficiencia de uso del agua se estimo considerando las precipitaciones durante el ciclo del cultivo
Datos preliminares de emisiones de N2O en sistemas intensificados
Maíz 2011/12 – UIB INTA‐FCA Balcarce Fuente: Picone, Videla y Bayer, inédito
Variable
Emisiones de N‐N2O en el ciclo
(g N‐N2O/ha)
420
328
300
Emision de N‐N2O (g/ha/mes)
Manejo Manejo Actual Intensificado
Rendimiento
(kg/ha)
5797 b
kg maíz/g N‐N2O
14
23
•
43
67
•
10
5
N aplicado (kg N/ha)
g N‐N2O/kg N aplicado
7643 a
Actual
250
Intensificado
200
150
100
50
0
‐50
3‐Nov
3‐Dec
2‐Jan
1‐Feb
2‐Mar
1‐Apr
Los datos incluyen una cámara por repetición en determinaciones mensuales en la campaña 2011/12
Los datos completos incluirán un segundo set de cámaras en determinaciones semanales
Soja de primera
Evolución de Rendimientos sin y con fertilización NPS en Rotación Maíz‐Soja‐Trigo/Soja
Red de Nutrición CREA Sur de Santa Fe
Testigo
1000
NPS
0
3828
4232
4000
3117
4141
90%
5000
3406
4250
42%
25%
6000
3244
3948
15%
Ensayo La Hansa – Cañada de Gómez (Santa Fe)
Rendimiento (kg/ha)
3000
2000
4874
5028
2571
4000
3551
5000
3432
3953
Rendimiento (kg/ha)
6000
4482
5600
Ensayo La Blanca – Alejo Ledesma (Córdoba)
22%
25%
33%
3000
2000
11%
Testigo
1000
NPS
0
2001
2004
2007
2010
2001
2004
2007
2010
Las diferencias entre Testigo y Fertilizado con NPS dependen de la fertilidad inicial del lote (P Bray, MO) y se van ampliando a través de los años
Fuente: CREA Sur de Santa Fe-IPNI-ASP
Residualidad de la fertilización
Testigo entre 2000 y 2003
8288
Ensayo El Fortín – Gral. Arenales (Buenos Aires) – Serie Santa Isabel
Red de Nutrición CREA Sur de Santa Fe
4031
3928
4073
3791
7257
3274
2715
5180
2976
Rendimiento (kg/ha)
9000
NPS entre 2000 y 2003
8000
7000
6000
5000
4000
3000
La reposición
anual de los nutrientes extraídos por los granos
podría2000
promover un ambiente edáfico de mejor calidad para el
crecimiento
1000 de los cultivos que podría explicarse por:
0
mayores acumulaciones de rastrojo y, por lo tanto, a una
Trigo 2004
Soja
Soja
Trigo
mayor incorporación
de
carbono Maíz
(C) al suelo;
2004/05
2005/06
2006/07
2008/09
un mayor crecimiento y proliferación de raíces; y
Trigo/Soja
2004/05: Todos fertilizados con 86 kg N + 27 kg P + 10 kg S
Maíz
Todos
con 88
kg N + 26 kg
P + 10 kg S
un2005/06:
mejor uso
delfertilizados
agua (mayor
infiltración,
menor
2007/08:
Avena Pastoreo
evaporación)

Fuente: CREA Sur de Santa Fe-IPNI-ASP
Efecto de la fertilización fosfatada sobre la acumulación de C orgánico Fuente: Ciampitti et al. (2010) – Red de Nutrición Región CREA Sur de Santa Fe (CREA‐IPNI‐ASP)
a. COT
6000
4000
Control
Con P
2000
0
Carbono organico particulado (g/m2)
Carbono organico total (g/m2)
8000
2000
b. COP
1500
Control
1000
Con P
500
0
La Blanca
La Hansa
La Marta San Alfredo
La Blanca
La Hansa
La Marta San Alfredo
La fertilización fosfatada durante seis años incremento el C orgánico total en 3055 kg/ha y el C particulado en 1678 kg/ha a 0‐20 cm, en promedio para los cuatro sitios evaluados
Relación entre el Balance de P en
suelo y el P extractable Bray P-1
50
Suelos
< 20 ppm
P Bray-1 (mg P kg-1 suelo)
40
El P Bray disminuye aproximadamente 2 ppm por cada 10 kg P de balance negativo
Control
Fertilizado con P
A
30
0,018*Bal
20
0,37*Bal
10
0
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-200
B
-0,19*Bal
0,006*Bal
-150
-100
-50
0
50
100
Balance Acumulado de P (kg P ha-1)
El P Bray aumenta aproximadamente 4 ppm por cada 10 kg P de balance positivo (costo de U$14)
Suelos
> 40 ppm
Fuente:
Ciampitti (2009)
Red CREA Sur de
Santa Fe
(CREA-IPNI-ASP)
Estrategias de fertilización con boro en girasol
Ensayos en el Sur de Córdoba
Balboa et al. (2011) – Univ. Nac. Rio Cuarto
Ensayo 1
T1) Testigo
T2) 40 kg/ha de N Aplicación 2‐3 pares de hojas.
T3) 40 kg/ha de N + 10 kg de S/ha. Aplicación 2‐3 pares de hojas
T4) 40 kg/ha de N + 10 kg de S/ha + 0,75 kg de B/ha. Aplicación 2‐3 pares de hojas
Ensayo 2
T5) 40 kg/ha de N + 10 kg de S/ha ‐Aplicación 2‐3 pares de hojas + Aplicación de 0,15 kg de B/ha (8‐10 pares de hojas)
T6) 40 kg/ha de N + 10 kg de S/ha ‐Aplicación 2‐3 pares de hojas +Aplicación de 5 kg de N/ha (8‐10 pares de hojas)
T7) 40 kg/ha de N + 10 kg de S/ha‐Aplicación 2‐3 pares de hojas +Aplicación de 5 kg de N/ha + 0,150 kg de B/ha, 8‐10 pares de hojas
• Fuente B: Acido bórico (17% B)
• Análisis de suelo
• Ensayo 1: MO 1.54%, pH 5.8, P Bray 25 ppm, B 1.13 ppm
• Ensayo 2: MO 1.49%, pH 5.6, P Bray 27 ppm, B 1.12 ppm
Deficiencia de boro en soja
Fotos: Nicolás Capelle
Este de La Pampa – Enero 2012
Boro Foliar en Soja de Segunda
San Carlos (Santa Fe)
Fontanetto y col. - EEA INTA Rafaela, 2008/09
Variable
Testigo
B foliar en R2-3
Rendimiento (kg/ha)
3068 b
3303 a
Materia grasa (%)
19.0
19.6
Proteína (%)
37.2
37.7
Flores/planta 15 días luego R4
39
42
Vainas/planta 15 días luego R4
88 b
133 a
• Análisis de suelo: MO 2.5% - pH 5.9 - B 0.47 ppm
• Boro aplicado como Solubor (15% B) en 150 L/ha de agua en R2-3
• Variedad A 6411 sembrada el 17/12/2008 a 0.42 m entre surcos
• Fertilización de base: 19 kg/ha de S, 30 kg/ha de P y 400 kg/ha de calcita
Zinc en Maíz
Promedios de dieciocho ensayos en Córdoba, Buenos Aires y Santa Fe
Campaña 2009/10, 2010/11 y 2011/12
Fuente: Mosaic‐IPNI
Foto: Matías Ruffo (Mosaic)
Fotos: Máximo Uranga
(CREA Posta Espinillos)
+Zn
Foto: Ernesto Caracoche (ASP)
Herrera Vega (Bs. As.)
-Zn
Sitios en Buenos Aires (9 de Julio, Balcarce, Lincoln, Gral. Villegas, Pergamino), Córdoba (Alejo Ledesma, Chaján, Adelia María, Guatimozín y Rio Cuarto) y Santa Fe (San Justo, María Teresa, Rafaela, Wheelwright y Oliveros)
Respuesta significativa en 12 de los 18 sitios evaluados
La nutrición de suelos y cultivos en el mediano/largo plazo
1. Introducción de genes de eficiencia de uso de
nutrientes
2. Desarrollos de microrganismos que contribuyan a un
uso más eficiente de nutrientes
3. Provisión de nutrientes según momento de demanda
de los cultivos: Nanotecnología, fertilizantes
estabilizados, tratamiento integral de semillas
4. Reciclado de nutrientes
5. Desarrollo de alimentos funcionales
Reciclado
• En Europa, cerca del 37% del P en barros cloacales municipales es recuperado y utilizado en agricultura
• El reciclado de estiércol es importante en los países con producción animal intensiva. Por ejemplo, en Dinamarca, la cantidad de P en estiércol es cinco veces el P contenido en todos los otros desechos (industriales, domiciliarios, etc.).
• Suecia ha propuesto recuperar al menos el 60% del P en aguas servidas para 2015, con al menos un 50% retornando a tierras cultivables.
• El reciclado de P es parte de la solución, sin embargo, los escenarios globales indican que el reciclado solo permitiría cubrir el 30% de las necesidades futuras.
Reporte del Instituto de Recursos de Copenhague (CRI) sobre “Reciclado y Manejo Sostenible de Materiales” para el Ministerio de Ambiente de Dinamarca
http://www.cri.dk/images/downloads/reports/Recycling%20and%20Sustainable%20Materials%20Management_final.pdf
Foto: Ing. Edith Weder
Experiencias con el uso de efluentes de tambo en
la región central de Santa Fe
Fontanetto y col. (2010)- EEA INTA Rafaela (Santa Fe)
Maíz de primera 2008/09
Maíz de segunda 2007/08
Estiércol liquido
Estiércol solido
Efecto en propiedades del suelo – Tambo en Humboldt (2009), aplicación de 72000 L/ha de efluentes
Tratamiento
MO
N total
P Bray
%
%
ppm
Sin efluentes
2.27
0.11
11
Con efluentes
2.94
0.15
34
Composición de efluente de sala de ordeño 10.4% MS, 0.14 g/L N y 0.01 g/L P
'Rio +20'
“Nutrientes esenciales, como N y P, son
indispensables para mejorar la seguridad
alimentaria y el desarrollo sustentable. Sin
embargo, el uso excesivo y practicas de manejo
de nutrientes ineficientes pueden y contribuyen al
cambio climático, el enriquecimiento de
nutrientes de sistemas acuáticos, la acidificación
de suelos y contaminación de napas, el
crecimiento brusco de algas, las zonas de hipoxia,
las perdidas de cubiertas de coral y reservas
declinantes de peces.”
Sutton et al. (2012)
http://www.gpa.unep.org/gpnm.html
Pico de fósforo (Peak Phosphorus)
Un reporte reciente del IFDC concluye que las reservas globales de roca fosfatada cubrirían las demandas actuales de P por 300‐400 años
Pico de producción de 28 MT P/año en 2034
(Van Kauwenbergh, 2010)
Reservas de P conocidas y de reciente descubrimiento o explotación
• Namibian Marine
Phosphate en costas de
Namibia
• Ma’aden en Arabia Saudita
• Irak
• Bayovar (Vale, Mitsui,
Mosaic) en Perú
• Cuenca de Georgina en
Australia
• Santa Quiteria (CE), Arraias
(TO) y Patrocinio (MG) en
Brasil
Consideraciones finales
 La producción agrícola argentina ha crecido notablemente en los últimos 20 años. Sin embargo, las demandas globales enfatizan la necesidad de mejorar los rendimientos actuales de los principales cultivos de grano.
 La nutrición de cultivos y suelos ha experimentado cambios notables en el mismo periodo y contribuido al incremento de la producción. Sin embargo los balances de nutrientes siguen siendo negativos.  Los nuevos desafíos requieren del desarrollo continuo de MPM que permitan adoptar la dosis correcta para ser aplicada con la fuente correcta y en la forma y momento correctos, según el ambiente del sistema de producción y con el menor impacto ambiental.
 Se destacan numerosas acciones a corto y mediano/largo plazo que ofrecen la posibilidad de mejorar la eficiencia de uso y al efectividad de nutrientes y de los recursos e insumos del sistema.
¡Muchas Gracias!
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