Variabilidad de la mineralización de nitrógeno a escala intraparcela y sus consecuencias sobre la fertilización de los cultivos

Resumen

Actualmente existe una evolución en el enfoque de la gestión de los cultivos a escala de parcela. La implementación de la fertilización variable de N requiere un aumento en la resolución y análisis de los procesos que afectan la disponibilidad de N para los cultivos. En este sentido, el uso de fertilizantes debe adecuarse a los procesos relacionados con la provisión de nutrientes. En los sistemas agrícolas de bajos insumos la disponibilidad de N está principalmente asociada a la tasa de mineralización del nitrógeno de la materia orgánica. La cuantificación de la mineralización del nitrógeno por balance de masas (Nap) a escala intraparcela es necesaria para mejorar las actuales recomendaciones de fertilizantes N. La tesis abordará la valoración de la mineralización de nitrógeno orgánico a través de diferentes aproximaciones a escala de parcela para el cultivo de maíz en la región de la Pampa Interior Plana, Argentina, donde predominan a escala de lote los suelos Hapludoles Típicos en las posiciones más bajas del relieve y los Hapludoles Enticos en las posiciones más elevadas. En el primer capítulo introductorio se presentan los antecedentes sobre el manejo de la heterogeneidad espacial de la fertilización variable del nitrógeno a escala de parcela en sistemas de producción agrícola de la Región Pampeana argentina y la fundamentación de la importancia de valorarla en dichos sistemas. En el capítulo 2, se describe la variabilidad espacial del N mineralizado aparente en diferentes subzonas delimitadas escala de parcela y su relación con distintos atributos de suelo, clima y cultivo. Se proponen modelos predictivos de la cantidad de N mineralizado basados en clima, suelos, y características espectrales del cultivo. En el capítulo 3, se evalúa la variabilidad de la mineralización aparente de N (Nap) a una mayor escala de resolución y la validez de incluir la autocorrelación espacial en los modelos de predicción a través de atributos de sitio (suelo, cultivo, altimetría). Los modelos lineales mixtos permiten capturar la estructura de covarianza de la distribución espacial de los residuos de los modelos. En el capítulo 4, se valida y calibra la subrutina de N del CERES-Maíz para estimar el N mineralizado aparente y se cuantifica la variabilidad temporal del Nap estimado y su relación con variables de sitio. Las consideraciones finales se presentan en el capítulo 5. A escala de subzonas delimitadas por posición topográfica, el mejor modelo predictivo del Nap utilizó a la fracción limo y las precipitaciones acumuladas durante el periodo de septiembre a noviembre con un coeficiente de determinación del 62%. También se proponen otros modelos de predicción con buenos ajustes que han utilizado variables de reflectancia del cultivo (NDVI), concentración de arena en modelos univariados o bivariados. Se encontraron evidencias suficientes para detectar la presencia de autocorrelación espacial en los modelos mixtos (escala 25 m) que predicen el Nap con la fracción arena y el nitrógeno potencialmente mineralizable con un coeficiente de determinación del 58%. En cambio, los modelos de estimación de Nap a partir de variables topográficas, tal como la cota y de cultivo tal como la reflectancia capturada a través del índice del desplazamiento del borde rojo capturado en 10 hojas expandidas del cultivo de maíz no han requerido reestimación de parámetros por autocorrelación espacial. Por lo tanto, para la estimación con estas variables los modelos de regresión lineal ordinarios fueron válidos. El modelo CERES-N simuló el N mineralizado durante el ciclo del cultivo de maíz para la zona en estudio con un error promedio del 20%, mostrando sensibilidad a los cambios de sitios a escala de lote, preferentemente relacionados con la calidad del sustrato a mineralizar y la capacidad de almacenamiento de agua. El parámetro SLNF igual a 2,5 ha sido seleccionado en la calibración de la subrutina CERES-N para los sitios evaluados a escala de lote. El análisis de la variabilidad temporal del N mineralizado a escala de lote con la inclusión de una serie histórica climática de 33 años, permitió estimar la probabilidad de ocurrencia de niveles de aportes por esta vía. Los sitios con mayor calidad de suelo han mostrado una mayor variabilidad temporal del N mineralizado durante el ciclo del cultivo. Los sitios ubicados en las posiciones de loma muestran menores contenidos de N mineralizado y también menor rango de variabilidad, siendo los límites de 47 a 108 kg N ha-1. En cambio, en las posiciones más bajas del lote, el aporte de N mineralizado durante el ciclo del cultivo fue mayor, con un rango de 105 a 190 kg N ha-1.