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


Los cultivadores 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 Urbana-Champaign muestran que esos ajustes no hacen mucho para mejorar la eficiencia de absorción del fertilizante. 


por Lauren Quinn, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign


Eso 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 surgió repetidamente en el transcurso 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 Ambientales (ACES) de la U. de I. etiquetaron los fertilizantes con un isótopo natural de nitrógeno, conocido como 15N , y lo aplicó en el campo a diferentes tasas, formas, ubicaciones y tiempos.

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Después de cada cosecha, los investigadores analizaron la biomasa y el grano de maíz para determinar su contenido de nitrógeno , atribuyendo el 15N etiquetado al fertilizante y el nitrógeno no etiquetado a las fuentes del suelo. En los cuatro estudios, que incluyeron suelos pobres y 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 estos números. Están comprando este nitrógeno y no todo va a parar a la cosecha”, dijo Kelsey Griesheim, quien completó los estudios como estudiante de posgrado de NRES y ahora es asistente profesor de la Universidad Estatal de Dakota del Norte. “Es importante que sean conscientes de ello, de modo que cuando miren sus resultados y cuánto gastan en nitrógeno, se den cuenta de la situación”.

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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 tiene sentido, ya que el fertilizante aplicado en el otoño permanece en el suelo durante meses antes de que se siembre el maíz, y luego tiene que 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 anhidro para ralentizar la transformación de amoníaco a nitrato más lixiviable, no ayudaron a mejorar la absorción de nitrógeno de los fertilizantes.

Suponiendo 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.

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Saltando hacia la temporada de siembra , Griesheim aplicó urea-amonio-nitrato (UAN) marcado con 15N en la siembra en bandas subterráneas usando aplicaciones de colocación de 2 x 3, goteo superficial y cadena de arrastre a 80 libras por acre. Alcanzando 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 un 34% en los sitios más óptimos.

“Sin duda, el anillado es más eficiente que la difusión de nitrógeno. Eso quedó muy claro a partir de los datos”, dijo Griesheim. “Sin embargo, ya sea que aplicáramos una banda o dos bandas, o si usáramos la ubicación de 2 x 3 o una cadena de arrastre, no hubo muchas diferencias en la eficiencia”.

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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 gota en Y que entrega 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 de Y-drop con la colocación debajo de la superficie en ambas etapas de crecimiento.

“Cuando se dividió entre dos momentos de aplicación, la absorción de 15N fue mayor en la aplicación lateral que en la siembra, pero incluso cuando se aplicó en la temporada, se derivó más nitrógeno del suelo que del fertilizante (con un promedio de 26 % en el grano y 31 % en la biomasa del 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 absorción fue mayor con las aplicaciones subterráneas”.

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Finalmente, Griesheim etiquetó múltiples formas de fertilizantes (UAN, nitrato de potasio y urea líquida) con 15N y las aplicó como aplicaciones laterales de superficie con un aplicador Y-drop. Sorprendentemente, la absorción fue mayor cuando se aplicó fertilizante como nitrato de potasio , seguido de UAN y luego urea.

“Fue interesante que el nitrato emergiera 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 debió a la volatilización e inmovilización del amoníaco por parte de los microbios del suelo”.

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El cuerpo completo del trabajo sugiere que hay cosas que los agricultores pueden hacer para aumentar la absorción de nitrógeno de los fertilizantes: a saber, aplicar fuentes basadas en 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, que casi siempre lo será, debemos tener en cuenta el suelo. Es así de simple. De lo contrario, con factores como el tiempo, la tasa, la ubicación y la forma, estamos ajustando, pero probablemente no encontraremos un aumento milagroso en la eficiencia usando esos enfoques”, dijo Mulvaney. “Realmente deberíamos ir hacia el ajuste de la tasa de acuerdo con el suelo y el poder de suministro del suelo, yendo hacia el nitrógeno de tasa variable”.

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La aplicación excesiva de nitrógeno que no llega al cultivo no solo afecta los resultados de los agricultores, sino que el exceso puede filtrarse en las vías fluviales o transformarse en gases de efecto invernadero, lo que aumenta la huella ambiental de la agricultura.

“Usar la eficiencia de absorción de nitrógeno de los fertilizantes como un medio para clasificar las prácticas de fertilizantes 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 beneficioso para todos”.

Más información: Kelsey L. Griesheim et al, Comparación isotópica de fuentes de amonio y nitrato aplicadas en temporada al maíz, Soil Science Society of America Journal (2023). DOI: 10.1002/saj2.20531