Los productores de maíz que buscan aumentar la cantidad de nitrógeno que absorbe su cultivo pueden ajustar muchos aspectos de la aplicación de fertilizantes, pero estudios recientes de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign demuestran que estos ajustes no contribuyen significativamente a mejorar la eficiencia de absorción del fertilizante.
por Lauren Quinn, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
Esto se debe a que, según los estudios, el maíz absorbe la mayor parte de su nitrógeno (alrededor del 67 % en promedio) de fuentes naturales del suelo, no de fertilizantes.
La evidencia de que el suelo es la principal fuente de nitrógeno del maíz apareció repetidamente a lo largo de cuatro estudios, el primero publicado en 2019 y el resto más recientemente.
En los cuatro estudios, los investigadores del Departamento de Recursos Naturales y Ciencias Ambientales (NRES) de la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y del Medio Ambiente (ACES) de la Universidad de Illinois marcaron fertilizantes con un isótopo natural del nitrógeno, conocido como 15N, y lo aplicaron en el campo en diferentes tasas, formas, ubicaciones y momentos.
Después de cada cosecha, los investigadores analizaron la biomasa y el grano de maíz para determinar su contenido de nitrógeno , atribuyendo el 15N marcado a los fertilizantes y el nitrógeno no marcado 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 presente en el maíz en la cosecha no estaba marcado.
«Espero que los productores se den cuenta de la magnitud de estas cifras. Compran este nitrógeno y no todo llega al cultivo», dijo Kelsey Griesheim, quien completó los estudios como estudiante de posgrado de NRES y ahora es profesora adjunta en la Universidad Estatal de Dakota del Norte. «Es importante concientizarlos para que, al analizar sus resultados y cuánto gastan en nitrógeno, comprendan la situación».
El estudio de Griesheim de 2019 reveló que solo el 21 % del nitrógeno del fertilizante llegaba al grano cuando se aplicaba en otoño en forma de amoníaco anhidro. El resultado tenía cierto sentido, ya que el fertilizante aplicado en otoño permanece en el suelo durante meses antes de la siembra del maíz y luego debe durar toda la temporada para nutrir el cultivo en crecimiento.
Por cierto, el estudio también descubrió que los inhibidores de la nitrificación, a menudo aplicados con anhidro para retardar la transformación del amoníaco en nitrato más lixiviable, no ayudaron a mejorar la absorción de nitrógeno de los fertilizantes.
Suponiendo que la aplicación antes y durante la temporada lograría una mayor absorción que el nitrógeno aplicado en otoño, Griesheim probó esas tácticas en sus tres estudios más recientes.
Adelantándose a la temporada de siembra , Griesheim aplicó urea-nitrato de amonio (UAN) marcada con 15N en bandas subsuperficiales mediante colocación 2 x 3, riego por goteo superficial y aplicaciones con cadena de arrastre a 80 libras por acre. Alcanzando hasta un 46% de contenido de 15N en la biomasa del maíz, la colocación en bandas fue más eficiente que la fertilización al voleo, que solo alcanzó el 34% en los sitios más óptimos.
«Sin duda, la aplicación de nitrógeno en bandas es más eficiente que la aplicación de nitrógeno al voleo. Los datos lo demostraron claramente», afirmó Griesheim. «Sin embargo, independientemente de si aplicamos una o dos bandas, o si usamos la colocación 2×3 o una cadena de arrastre, no se observaron grandes diferencias en la eficiencia».
Griesheim también probó la aplicación de fertilizante durante el crecimiento en temporada , o abono lateral, aplicando 200 libras por acre de UAN marcado con 15N con un accesorio de riego en Y que suministra fertilizante líquido en la base de un tallo de maíz en crecimiento. En este caso, Griesheim dividió la aplicación entre la siembra y la etapa de crecimiento V9. Comparó la aplicación en Y con la aplicación subterránea en ambas etapas de crecimiento.
«Al dividir la aplicación en dos momentos, la absorción de 15N fue mayor en la fertilización lateral que en la siembra, pero incluso al aplicar durante la temporada, se obtuvo más nitrógeno del suelo que del fertilizante (con un promedio del 26 % en el grano y del 31 % en la biomasa del fertilizante)», afirmó Griesheim. «No observamos diferencias entre las aplicaciones de Y-drop y las subterráneas en cinco de los seis años de estudio, pero en condiciones propicias para la volatilización, la absorción 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 fertilizantes laterales superficiales con un aplicador de gotas en Y. Sorprendentemente, la absorción fue mayor cuando el fertilizante se aplicó como nitrato de potasio , seguido de UAN y finalmente urea.
«Resultó interesante que el nitrato resultara ser la fuente más eficiente de las tres, a pesar de las condiciones climáticas que propiciaban la pérdida de nitrógeno por lixiviación o desnitrificación», afirmó Richard Mulvaney, profesor del NRES y coautor de los cuatro artículos. «Experimentos de incubación en laboratorio que formaron parte del mismo estudio demostraron que esto se debía a la volatilización e inmovilización del amoníaco por los microbios del suelo».
Todo el trabajo sugiere que los agricultores pueden tomar medidas para aumentar la absorción de nitrógeno de los fertilizantes: en concreto, aplicar fuentes basadas en nitratos durante la temporada, mientras el cultivo está en pleno crecimiento. Sin embargo, la lección recurrente de que el suelo aporta la mayor cantidad de nitrógeno al maíz es importante y debería impulsar cambios en la gestión del nitrógeno, afirman los investigadores.
«Si el suelo es la principal fuente de nitrógeno para la absorción del cultivo, lo cual casi siempre será, debemos tenerlo en cuenta. Es así de simple. De lo contrario, con factores como el momento, la dosis, la ubicación y la forma de aplicación, estamos ajustando, pero probablemente no encontraremos un aumento milagroso en la eficiencia con estos enfoques», dijo Mulvaney. «Realmente deberíamos ajustar la dosis según el suelo y su capacidad de suministro, optando por una dosis variable de nitrógeno».
La aplicación excesiva de nitrógeno que no llega al cultivo no sólo afecta los resultados financieros de los agricultores, sino que 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 para clasificar las prácticas de fertilización tiene mucho sentido», afirmó Griesheim. «Una mayor cantidad de fertilizante en el cultivo beneficia al agricultor, pero también implica una menor cantidad de fertilizante en el suelo, lo cual beneficia a los contribuyentes y a los ecosistemas circundantes. Es una situación en la que todos ganan».
Más información: Kelsey L. Griesheim et al., Comparación isotópica de fuentes de amonio y nitrato aplicadas durante la temporada al maíz, Revista de la Sociedad Americana de Ciencias del Suelo (2023). DOI: 10.1002/saj2.20531
