Eficiencia de utilización del nitrógeno en maíz bajo siembra directa en función del distanciamiento entre hileras

Abstract

La fertilización con nitrógeno (N) es una práctica de manejo necesaria para obtener elevados rendimientos de maíz. Sin embargo, el uso de dosis que excedan los requerimientos del cultivo puede causar efectos negativos sobre el ambiente. En tal sentido, es necesario identificar prácticas de manejo tendientes a mejorar la eficiencia de utilización de N (EUN) para realizar una agricultura económica y ecológicamente sustentable. La EUN y sus componentes: la eficiencia fisiológica (EF) y la eficiencia de recuperación (ER), constituyen un aspecto clave a considerar en el manejo de este nutriente, debido a los elevados requerimientos de N por el cultivo de maíz, particularmente bajo siembra directa (SD). El objetivo del trabajo fue estudiar el efecto del distanciamiento entre hileras (70, 52 y 35 cm) sobre la EUN y sus componentes (EF y ER) y los métodos de diagnóstico de requerimiento de N en el cultivo de maíz bajo SD ante oferta variable de N (0, 90 140 y 180 kg de N ha-1) en condiciones bajo riego y secano. El trabajo de campo fue realizado en un monocultivo de maíz en 1996/97, 1999/00, 2000/01, 2001/02 y 2002/03. Se utilizó un diseño en bloques completamente aleatorizados con tres repeticiones con un arreglo de tratamientos en parcelas divididas. En condiciones bajo riego, la fertilización con N produjo incrementos en la materia seca total acumulada (MS), el rendimiento y el N acumulado por el cultivo. La reducción de la distancia entre hileras produjo incrementos respecto del distanciamiento convencional (70 cm) en las variables mencionadas, siendo los mismos en promedio de 6, 10 y 8 % para la MS, el rendimiento y el N acumulado, respectivamente. La aplicación de N disminuyó la EUN, expresada en MS o grano, mientras que la reducción de la distancia entre hileras produjo incrementos significativos en esta variable (12 y 13%, cuando la EUN fue expresada como kg de MS o grano por kg de N disponible, respectivamente). Los incrementos relativos en EUN en respuesta a la reducción de la distancia entre hileras, respecto de 70 cm, fueron de mayor magnitud para los tratamientos sin N (22 y 21%, para la EUN expresada en MS y grano, respectivamente) respecto del promedio de los tratamientos con N (4 y 5% para la EUN expresada en MS y grano, respectivamente). La EF disminuyó con el aumento de la disponibilidad de N pero no fue afectada por el distanciamiento entre hileras, debido a incrementos proporcionales en la MS, el rendimiento y en el N absorbido en madurez fisiológica. El espaciamiento entre hileras no produjo cambios en la relación C/N de la planta. La fertilización con N redujo la ER y esta se incrementó al reducir la distancia entre hileras (11 y 16% expresada en MS y grano, respectivamente). Este efecto fue de mayor magnitud cuando menor fue la disponibilidad de N (24 y 22% para la ER expresada en MS y grano, respectivamente) que para el promedio de los tratamientos fertilizados (2 y 3% para la ER expresada en MS y grano, respectivamente). Los incrementos en el N acumulado por el cultivo en los tratamientos con distancia entre hileras reducidas, fueron determinados desde estadíos tempranos del cultivo (V6), indicando un mejor estado de nutrición nitrogenado. Se determinó mayor ER en V6 en los tratamientos con hileras reducidas y este efecto fue de mayor magnitud cuando menor fue la disponibilidad de N para el cultivo. Este comportamiento, contribuiría a disminuir las pérdidas de N del sistema, las cuales son importantes al inicio de la estación de crecimiento. El rendimiento relativo estuvo correlacionado con la concentración de N-NO3- en los 30 cm superficiales del suelo al estadío de V6 (r2=0,68 a 0,73, p≤0,001, según los años). La concentración crítica (CC) de N-NO3 - necesaria para alcanzar el 95 del rendimiento máximo fue de 22,0 y 17,0 mg kg para los distanciamientos convencional y reducido, respectivamente. Las menores CC en los tratamientos con distancia entre hileras reducidas, fueron consecuencia de la mayor absorción de N (ER) durante estadíos iniciales de crecimiento (siembra-V6). Los menores umbrales de respuesta determinados en los tratamientos con distancia entre hileras reducidas implican una disminución en la dosis de N a aplicar de 40 kg ha-1, permitiendo reducir los costos de producción y el riesgo de impacto ambiental desfavorable. Los tratamientos con distancia entre hileras reducidas presentaron mayores valores de índice de verdor (IV), principalmente durante el estadío de V6, indicando un mejor estado nutricional del cultivo, comportamiento que sería debido a la mayor ER. Cuando los valores de IV se relacionaron con el rendimiento relativo no se determinaron diferencias entre distanciamientos, debido a los incrementas en el rendimiento y en el IV en los tratamientos con distancia reducida, por lo tanto, los umbrales de respuesta a la fertilización determinados mediante el IV no fueron diferentes entre distanciamientos. La concentración de N en planta en función de la materia seca acumulada (curvas de dilución) fue similar entre distanciamientos cuando el cultivo fue fertilizado. No obstante, cuando no se fertilizó con N, los tratamientos con distanciamiento reducido mostraron un mejor estado nutricional respecto a aquellos con distanciamiento convencional (70 cm). Los valores críticos de N en grano a partir del cual se producirían disminuciones en rendimiento fueron similares entre distanciamientos, debido a que la reducción de la distancia entre hileras incremento el rendimiento en grano y el contenido de N en grano. En condiciones de secano, la reducción de la distancia entre hileras incrementó la NUE, particularmente cuando la disponibilidad de N en el suelo fue baja. La reducción de la distancia entre hileras no afectó la EF pero incrementó la ER, expresada en MS o grano. La mayor recuperación del N disponible para los tratamientos con distancias entre hileras reducidas indica que esta práctica permite reducir las pérdidas de N desde el sistema, aún en cultivos realizados en secano, contribuyendo de esa manera a reducir los riesgos de contaminación ambiental. La información obtenida en esta experiencia aporta conocimientos originales, dado que no existen antecedentes de cambios en la EUN por efecto de la reducción de la distancia entre hileras de maíz en condiciones bajo riego y secano. Por lo tanto, esta práctica de manejo tendría ventajas en aquellos ambientes en donde las precipitaciones durante los estadíos iniciales del ciclo del cultivo superen la evapotranspiración y en sistemas de producción con escasos aportes de N. De esta manera, sería posible realizar un mejor uso del N, nutriente considerado clave en la mayoría de los sistemas de producción agrícola.

Nitrogen fertilization (N) is an essential management practice to achieve high maize yields. However, the application of N rates that exceed crop N requirements can produce negative effects on environmental. Therefore, is necessary to identify management practices to improve N use efficiency (NUE) in order to maintain an economic and ecologically sustainable agriculture. The NUE and their components: physiologic efficiency (PE) and recovery efficiency (RE) constitute a key aspect to consider in the N management, as consequence of high maize N requirements, particularly under no-tillage (NT). The objective of this work was study narrow row effects (70, 52 and 35 cm) on NUE and its components (PE and RE) and methods of diagnostic of requirement of N in maize under NT at different levels of N availability (0, 90 140 and 180 kg of N ha-1) under irrigated and rainfall conditions. The experiment was carried out in 1996/97, 1999/00, 2000/01, 2001/02 and 2002/03 growing seasons in continuous maize. The experimental design was a split-plot in randomized complete blocks. Under irrigated conditions, N fertilization increases dry matter accumulation (DM), grain yield and N accumulated by the crop. Narrow rows (average of 35 and 52 cm) increased DM, grain yield and accumulated N (6, 10 and 8%, respectively). Nitrogen fertilization diminished NUE, expressed as DM or grain, while narrow rows produced significant increments in this variable (12 and 13%, for NUE was expressed as kg of DM or grain per kg of available N, respectively). Relative increase in NUE in response to narrow row was greater for the treatments without N (22 and 21% for NUE expressed as DM and grain, respectively) than average of treatments with N (4 and 5% for NUE expressed as DM and grain, respectively). The PE diminished by increasing N rates and was not affected by row spacing, because narrow rows increased DM, grain yield and N accumulation at physiologic maturity compared to. The relative yield was closely correlated with the N-NO3- concentration at V6(0-30 cm) (r2 values ranged from 0.68 to 0.73, p≤0.001). Soil NO3 --N critic concentration for maximum yield (95%) was 22 mg kg-1 and 17 mg kg for conventional and narrow rows, respectively. The difference in soil N-NO3 - CC between row spacing can be explained by a greater plant N accumulation during early stages (sowing-V6), and therefore, a greater RE for narrow rows treatments compared to conventional row spacing. The lower CC determined in narrow rows treatments could reduces the amount of N fertilizer in 40 kg ha-1, contributing to increase the profitability of maize production and diminish risk of environmental pollution. Narrow rows treatments shown a higher values of green index (IV), mainly during early stages (V6), indicating a higher plant N status as consequence of higher RE. Green index thresholds were related with relative grain yield and differences was not determined between rows spacing, due to narrow rows increases grain yield and IV. Therefore, maximum thresholds to achieve maximum yield (95%) were similar between row spacing treatments. Nitrogen concentration in plant as a function of DM (curve of dilution) for fertilization treatment was similar between row spacing. Nevertheless, for treatment without N fertilization narrow row treatments showed a higher plant N status compared to conventional row spacing (70 cm). Critical values of grain N content for maximum grain yield (95%) were similar between row spacing treatments, because narrow rows increased grain yield and grain N content. Under rainfed conditions, narrow rows increased NUE expressed as DM or grain, and the greater increases in NUE was determined at low soil N availability. Narrow rows did not affect PE, while produced significantly increases RE, expressed as DM or grain. The higher RE of available N determined in narrow row treatment suggests that this practice would allow diminish soil N losses from soil plant system even in crops growing under rainfed conditions. The information obtained in this experience contributes original knowledge, because no information is available about changes in NUE for maize crops growing with different row spacing under NT. Therefore, this management practice would have advantages in those environments where rainfall events overcome crop evapotranspiration during initial stages of maize grown and those systems production with low N input allowing a better use of this nutrient, considered key in the most of agricultural production systems.