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Optimización de formulacion de fertilizantes para mejorar los rendimientos de grano

Autor: Ing. Guy Sela , CEO de SMART! Software de gestión de fertilizantes y un experto internacional en nutrición de plantas e irrigación.

  

La producción de grano en la historia

Poco después del comienzo de la civilización, pequeños grupos humanos comenzaron a establecerse en zonas fértiles donde podían rodearse de tierras aptas para la producción de granos.

  

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La población humana

  

  

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Uso de la tierra agrícola - El declive continuo de las tierras cultivables por persona es un mal presagio para alimentar a nuestra creciente población, especialmente considerando la escasez de agua, la degradación del suelo, el cambio climático y la construcción. Gráfico: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación.

  

En pocas palabras, el crecimiento de las poblaciones humanas se extendió a áreas adyacentes de la producción de alimentos que fueron moviéndose y ampliandose para mantenerse al día con la demanda de grano.

  

La tecnología a la vanguardia

El hombre siempre ha volcado sus esfuerzos hacia el aumento de los rendimientos de granos.

 

Sorprendentemente, hasta el siglo pasado, la expansión del área siguió siendo la principal fuente de crecimiento en la producción mundial de granos. Luego, se produjo una transformación.

 

A partir de investigaciones y ensayos en México, la Revolución Verde empleó nuevas tecnologías agrícolas para aumentar los rendimientos. Los enfoques científicos de la recolección de cultivos aumentaron significativamente la cantidad de calorías producidas por hectárea de la agricultura distribuidas en todo el mundo en los años cincuenta y sesenta.

 

De repente, el incremento de las tecnologías de producción de cultivos excedieron el área de la expansión para convertirse en la principal fuente de crecimiento de la producción de granos.

 

Las tecnologías de Revolución Verde aumentaron exponencialmente la cantidad de producción de granos, beneficiando a miles de millones de personas y cambiando para siempre la forma en que la agricultura se maneja en todo el mundo. He aquí algunos ejemplos:

 

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Hoy en día, en nuestro mundo altamente poblado, la tierra cultivable per cápita está, de hecho, decreciendo. Por lo tanto, ahora dependemos del aumento de los rendimientos para satisfacer la demanda de alimentos.

 

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Dependencia de los fertilizantes

El rendimiento de los granos depende de muchos factores: suelo, riego, genética, clima, prácticas culturales, control de plagas y enfermedades y aplicación de fertilizantes. Los cultivos desarrollados durante la Revolución Verde son variedades de alto rendimiento - plantas domesticadas criadas específicamente para responder a los fertilizantes y para producir una mayor cantidad de grano por acre plantado. De hecho, estas variedades de alto rendimiento no pueden crecer con éxito sin la ayuda de fertilizantes.

 

De hecho, las investigaciónes muestran que los fertilizantes pueden representar entre el 30% y el 70% del rendimiento. Esta contribución muy significativa, explica por qué muchos agricultores creen que si aplican más fertilizantes, obtendrán mayores rendimientos.

 

Sin embargo, hay un límite a la eficacia del fertilizante. La relación entre las tasas de aplicación de fertilizantes y el rendimiento potencial se describe esquemáticamente en el siguiente diagrama:

graph-yield-fix.png

 

Basándose en abundantes ensayos de campo y el consiguiente análisis de los datos, la curva demuestra la respuesta del rendimiento a la aplicación de fertilizantes. Podemos aprender algunas cosas al mirar la gráfica. Cuando no se aplica fertilizante, el rendimiento alcanza algún nivel mínimo de potencial.

 

A continuación, el rendimiento aumenta junto con un aumento en la tasa de aplicación de fertilizante. Eventualmente, el rendimiento alcanza su nivel máximo de potencial.

 

En particular, vemos que una planta no puede aceptar más nutrientes de los que necesita, después de lo cual la adición de fertilizante no aumenta el rendimiento.

 

De hecho, cuando las tasas de aplicación de fertilizantes se vuelven demasiado altas, las plantas sufren de daño a la salinidad y toxicidad específica de nutrientes, lo que resulta en un rendimiento decreciente.

 

Por otra parte, hemos encontrado que dado que las condiciones locales pueden variar significativamente entre campos, una curva fertilizante-rendimiento que se estableció para un campo no será válida para otro, incluso en la misma granja.

 

Además, el mismo cultivo puede requerir diferentes tasas de aplicación de fertilizantes en diferentes momentos durante el año y en diferentes lugares. Por ejemplo, el rendimiento máximo potencial del trigo en esta finca podría cambiar de un año a otro debido a las fluctuaciones climáticas.

 

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En otras palabras, tratar de aplicar una recomendación general de fertilizante en todos los ámbitos no es mucho más que una suposición salvaje.

 

Para obtener resultados óptimos, debe planificar un programa de fertilizantes específico para su campo en una determinada temporada. Dado que cada campo tiene su propia composición nutritiva, el enfoque preciso sería utilizar análisis de suelos, plantas y agua, y adaptar el programa de fertilizantes de acuerdo con las condiciones específicas.

 

La curva de respuesta al rendimiento que presentamos anteriormente muestra cómo las tasas de aplicación de fertilizantes afectan el rendimiento de los cultivos. Pero, de hecho, no es sólo la tasa total de aplicación de fertilizantes que está en juego aquí; Es también la tasa de aplicación de cada nutriente individual.

 

De acuerdo con la Ley de Leibig del Mínimo, el rendimiento del cultivo se determina por el factor más limitante en el campo. Esto implica que si un solo nutriente es deficiente, el rendimiento será subóptimo, incluso si todos los otros nutrientes están disponibles en cantidades suficientes.

 

 law-of-minimum3.PNG

According to Leibig's Law of the Minimum, crop yield is determined by the most limiting factor in the field. This implies that if but one nutrient is deficient, yield will be sub-optimal, even if all other nutrients are available in sufficient quantities.

 

 

 

Elegir el mejor programa de fertilizantes

No todas las recomendaciones de los programas de fertilizantes se crean iguales. Vamos a describir cuatro enfoques basados en pruebas de suelo: 1) acumulación y mantenimiento, 2) suficiencia (ambos se utilizan principalmente para el fósforo y el potasio), 3) razones básicas de saturación de catión y 4) el enfoque cuantitativo.

 

La acumulación y el mantenimiento se refiere a la consideración de la fertilidad del suelo en los años futuros. El objetivo es aplicar más nutrientes de los que el cultivo toma, para que el nivel de nutrientes en el suelo no restrinja el rendimiento. La recomendación es hacer que se aplique suficiente fertilizante para satisfacer los requerimientos de nutrientes del cultivo, mientras se aumenta el nivel de nutrientes en el suelo a un nivel crítico durante un período de tiempo planificado. El nivel de prueba del suelo se mantiene en o por encima del nivel crítico aplicando fertilizante a una tasa que reemplaza los nutrientes eliminados por el cultivo.

 

La disponibilidad de nutrientes en el suelo aumenta con el tiempo a medida que se usa más fertilizante. Por lo tanto, el riesgo de deficiencias de nutrientes relacionadas con su disponibilidad en el suelo disminuye, mientras que la rentabilidad en un año dado aumenta. Sin embargo, este enfoque implica el riesgo de fertilización excesiva junto con un impacto negativo en el medio ambiente.

 

El enfoque de suficiencia trata de cómo se aplican los fertilizantes para satisfacer los requerimientos de nutrientes del cultivo en este momento. El objetivo de este enfoque es maximizar la rentabilidad en un año dado, al tiempo que se minimizan las aplicaciones y costos de fertilizantes. Cuando los niveles de prueba del suelo son bajos, se recomiendan las tasas de fertilizantes que son más altas que la eliminación de nutrientes del cultivo. Cuando los niveles de prueba del suelo son altos, alcanzando el nivel crítico de prueba del suelo, la recomendación de fertilizante disminuye hasta cerca de cero.

 

Principalmente preocupado por el calcio magnesio y potasio, las razones básicas de saturación de cationes suponen que debe existir una cierta relación de cationes (iones cargados positivamente) en el suelo para lograr un rendimiento máximo. Por consiguiente, la proporción de cationes debe ser de 65-85% de Ca, 6-12% de Mg y de 2-5% de K. Sin embargo, este enfoque tiene muchos inconvenientes ya que, por ejemplo, no puede usarse en suelos arenosos que contienen cantidades muy pequeñas De cationes.

 

En el enfoque cuantitativo, la cantidad de nutriente que se tiene que aplicar es la diferencia entre el requerimiento de nutrientes total del cultivo y la cantidad de nutriente disponible en la capa de suelo tal como se ensayó. Esta cantidad se ajusta dividiéndola por un factor de eficiencia (<1), que se relaciona con la eficiencia de la aplicación de fertilizantes y la eficiencia de las raíces de las plantas en la absorción de nutrientes.

 

Este enfoque debe utilizarse con precaución ya que los resultados de las pruebas de suelo son en su mayoría empíricos y no describen la cantidad real de nutrientes disponibles. Sin embargo, este enfoque es muy fácil de entender e implementar y, por lo tanto, es comúnmente utilizado por muchos consultores agrícolas y agrónomos.

 

Mainly concerned with calcium magnesium and potassium, basic cation saturations ratios assume that a certain ratio of cations (positively charged ions) must exist in the soil in order to achieve maximum yield.

 

 

Aplicación del fertilizante

Después de realizar pruebas de suelo para distinguir los nutrientes que están presentes o que falta y qué mezcla de fertilizantes queremos aplicar, tenemos que decidir sobre el método de fertilización que funcionará con mayor eficacia.

 

Uno de estos métodos es la fertirrigación a través del riego, donde podemos agregar los nutrientes que faltan a través del sistema de riego (goteos o rociadores). Otra forma es usar un abono básico para agregar la cantidad total de nutrientes en el suelo antes de la siembra. El fertilización de base es el único método para fertilizar un campo no irrigado.

 

En nuestros estudios recientes realizados en plantas de maíz, encontramos que el uso de soluciones de fertilizantes para tratar las deficiencias de macromoléculas de plantas de maíz ha aumentado la producción de rendimiento hasta el 65%.

 

Para la comparación, las parcelas que fueron fertilizadas de acuerdo a las necesidades generales de nutrientes de las plantas de maíz, sin considerar el análisis del suelo, aumentaron la producción de producción en sólo un 20%, por lo que nuestro método fue mucho más productivo.

 

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Resumen

Sólo hay una solución para el desafío moderno de alimentar a nuestra población en rápido crecimiento utilizando áreas de cultivo más pequeñas: aumentar el rendimiento. El único parámetro que puede ser controlado por los productores es la disponibilidad de nutrientes de las plantas y su aplicación en las cantidades adecuadas en los momentos adecuados.

 

El uso óptimo de los programas de fertilización ajustados por trama puede tener un impacto significativo en el rendimiento, el gasto y el medio ambiente. Los productores deben asegurarse de que cada parcela recibe el plan preciso de fertirrigación que necesita, basado en sus características del suelo, tipo de cultivo y el sistema de riego.

 

Hemos demostrado que el uso de programas de fertilizantes específicos de campo y su manejo basado en ensayos logran un crecimiento más saludable de la cosecha de granos, resultando en un aumento significativo en el rendimiento, menor gasto y un mejor ambiente