Variabilidad espacial de la co-limitación de agua y nitrógeno, efecto sobre la eficiencia de uso de agua y nitrógeno en maíz

Abstract

El rendimiento en grano del cultivo de maíz (Zea mays L.) se encuentra principalmente limitado por agua y nitrógeno (N), presentando la oferta de ambos recursos una importante variabilidad espacial y temporal. Debido a esto, sería esperable la existencia de colimitaciones de agua y N (CAN) que generarían variaciones intra-lote en la eficiencia de uso de agua (EUA) y del N (EUN). El objetivo de esta tesis fue evaluar el efecto de la variabilidad espacial y temporal de la co-limitación de agua y N sobre la EUA y EUN en el cultivo de maíz en lotes de producción en dos campañas agrícolas consecutivas. Se realizaron ensayos de fertilización nitrogenada por zonas de manejo (ZM) para evaluar la variabilidad espacial en dos lotes de producción (Lote 1 en campaña 2011/12 y Lote 2 en campaña 2012/13) y simulaciones de largo plazo para estudiar la variabilidad temporal de la CAN y su efecto sobre la EUA y la EUN. La EUA y EUN se asociaron estrechamente con la CAN, aunque la EUA resultó más sensible a los cambios en la CAN. Sin embargo, la relación entre la EUA y EUN con la CAN, difirió entre los Lotes evaluados. En el Lote 1 el aumento de la CAN generó aumentos en EUN y disminuciones en EUA, mientras que en el Lote 2 ocurrió lo opuesto. Los niveles de CAN variaron espacial y temporalmente, y se incrementaron con el aumento de la dosis de N. De acuerdo con esto, la CAN puede manejarse a través de la fertilización, sin embargo la dosis a la cual se obtiene la máxima co-limitación varió de acuerdo al lote considerado y a la ZM. La relación encontrada entre EUA y CAN resultó más estable en el tiempo que la relación entre la EUN y la CAN, esta relación podría utilizarse para realizar prescripciones de N por ZM de acuerdo con la disponibilidad de agua al inicio el cultivo.

Maize (Zea mays L.) grain yield is mainly constrained by water and nitrogen (N), which show a wide spatio-temporal variability. Then, a co-limitation of water and N (CWN) may be anticipated, which may generates WUE and NUE variations. The aim of this thesis was to evaluate the CWN spatial and temporal variability effect on maize WUE and NUE in production fields during two consecutive growing seasons. We carried-out two by management zone (MZ) nitrogen fertilization experiment in two production fields (Field 1 in season 2011/12 and Field 2 in season 2012/13) to evaluate spatial variability of CWN on WUE and NUE. Also, a long term simulation model was used to asses CWN temporal variability effect of CWN on WUE and NUE. These two efficiencies were closely related with CWN. The WUE was more sensitive to changes in CWN than NUE. The relationships between both, WUE and NUE, with CWN were different between fields; in Field 1 there was a positive relationship between CWN and NUE but negative between CWN and WUE, while the opposite occurred in Field 2. The CWN levels varied spatial and temporally, although increase with N rate. Accordingly, CWN would be agronomically managed through fertilization, however required N rate to reach maximum CWN differed among fields and MZ. The relationship between CWN and WUE was more stable across years than the relationship between CWN and NUE, as a consequence it could be used to prescribe N by MZ taking into account initial soil water availability.