El aumento de la producción de alimentos y la disponibilidad de tierras para la agricultura proyectado para las próximas décadas, sugiere que habrá proporcionalmente un uso más intensivo de los recursos, más que una expansión en el área sembrada. Esta intensificación, ya sea que implique maximizar el rendimiento de un cultivo en particular o incluir un mayor número de cultivos en las secuencias, tendrá un mayor requerimiento de nutrientes. Este manejo más intensivo de la agricultura deberá realizarse en forma sustentable y haciendo un uso racional de insumos, entre ellos los fertilizantes.
El uso de fertilizantes ha sido una de las herramientas más eficaces para corregir las deficiencias nutricionales de los cultivos, no solo aumentando la producción de los cultivos, sino también haciendo un uso más eficiente de los recursos y/o tecnologías, como el uso del riego o la utilización de genotipos de mayor producción. Por ejemplo, el desarrollo de genotipos enanos de mayor potencial de producción en trigo y arroz durante la revolución verde se complementó con el uso de fertilizantes nitrogenados que explotaron el potencial productivo de estas variedades.
Estimaciones realizadas por FAO indican que el consumo de fertilizantes se incrementará aproximadamente a 263 millones de toneladas en 2050. El uso de los mismos deberá realizarse en un marco de uso racional de buenas prácticas de uso de los fertilizantes, y complementarse con otras tecnologías que aporten nutrientes al sistema de producción como el uso de efluentes de la ganadería, la utilización de abonos orgánicos, o la inclusión de leguminosas en las rotaciones que hagan un aporte del N atmosférico.
Estimaciones realizadas en la década del 90 mostraron que alrededor del 46% del nitrógeno ingresado en los sistemas cultivados del mundo provenían de los fertilizantes nitrogenados. En cambio, cuando se incluyen todos los ingresos de N al planeta (no solo el sector de la agricultura), se ha estimado que el N proveniente de los fertilizantes representaría el 26% del total del N ingresado. La proyección hacia el 2050 incrementaría esta participación de los fertilizantes al 36%.
En la Figura 1 se observa la producción de granos acumulada en respuesta a la fertilización en los distintos cultivos de dos rotaciones luego de 3 ciclos en la región pampeana argentina. En este ejemplo, los suelos presentaban bajos contenidos de P disponible en el suelo (cuantificado a través de la metodología Bray I) entre 11 y 15 ppm, y presentaban un grado de deterioro químico con contenidos de materia orgánica entre 2.2 y 3.4%. La máxima respuesta a la fertilización osciló entre 20 y 89% según el cultivo, pero la magnitud de la respuesta fue 15-20% por la aplicación de N en trigo y maíz, entre 8 y 35% por la aplicación de P y entre 2 y 23% por la aplicación de S, lo que muestra un efecto sinérgico de todos los nutrientes que presentaban deficiencia.
La respuesta a la fertilización en los cultivos
Factores determinantes. La respuesta al uso de fertilizantes es función del balance entre la demanda de nutrientes que está definida por el nivel de producción y los compuestos orgánicos que determinan la calidad de los granos (proteína, lípidos, hidratos de carbono), y de la oferta de nutrientes, asociada a la capacidad de los suelos de ofrecer las formas disponibles de los nutrientes que los cultivos necesitan.
El rendimiento de un cultivo de grano, que determinará la demanda de un nutriente, se va construyendo a lo largo del ciclo, producto de la captura de los recursos (luz, agua, nutrientes), como estos recursos son transformados en biomasa, y como esta biomasa es convertida en rendimiento. La disponibilidad de estos recursos en el momento en que se definen los principales componentes de rendimiento (i.e. período crítico) es central en la producción de los cultivos. Numerosos trabajos dan cuenta de retrasos en la ocurrencia de los eventos fenológicos (por ejemplo: floración) cuando el cultivo presenta deficiencias de N o P, afectando de esta manera la forma en que los recursos son utilizados.
La absorción de los nutrientes cambia en términos relativos durante el ciclo del cultivo, por lo que se espera diferente impacto en la respuesta la fertilización según el momento en que los nutrientes son aplicados, ya que se afectarían diferentes procesos ecofisiológicos relacionados con la generación del rendimiento. Por ejemplo, la absorción relativa del P es mayor en etapas tempranas en el ciclo del cultivo, mientras que el N se sigue acumulando aun luego del llenado de granos.
La movilidad de los nutrientes y su relación con el complejo de intercambio del suelo determinan la estrategia de fertilización de los cultivos y/ o las secuencias. Nutrientes de baja movilidad (por ejemplo, fósforo) que se mueven en el suelo principalmente por difusión, generan áreas (cilindros) de deficiencia en el área cercana a la raíces, como los que se observa en la Figura 2. En la medida que la concentración del nutriente en el suelo este por debajo de los umbrales de respuesta, esta área de deficiencia es mayor, el nutriente no alcanzará las raíces y el cultivo presentará deficiencias. En consecuencia, en nutrientes de baja movilidad en el suelo es importante mantener la concentración en el suelo por encima de los umbrales de respuesta a la fertilización para que el cultivo no tenga carencias. El uso de fertilizantes arrancadores que se aplican junto o al lado de la semilla, muchos de los cuales contienen fosforo en diferentes concentraciones, lo que hacen es incrementar la concentración del nutriente en la zona cercana a las raíces, y en consecuencia proveyéndole de este nutriente a cultivos, creando un ambiente de disponibilidad del mismo.
En el caso de nutrientes de alta movilidad (por ejemplo: nitrógeno), que se mueven principalmente por flujo masal junto con el agua del suelo, las áreas de deficiencia son mayores (Figura 2). En la medida que la competencia por el recurso es mayor (por ejemplo: al incrementar el número de individuos para incrementar la producción) mayor será la demanda del nutriente. En consecuencia, la necesidad de fertilización no solo estará asociada a la disponibilidad del nutriente en el suelo, sino también al potencial de producción del cultivo.
Teniendo en cuenta este comportamiento, el diagnóstico de la fertilización en nutrientes de alta movilidad debe realizarse para cada cultivo en particular apuntando a un nivel de producción probable, mientras que, en nutrientes de baja movilidad, la planificación de la fertilización debe pensarse en términos de aumentar el contenido del nutriente en el suelo por encima de los umbrales de respuesta y puede, además, realizarse teniendo en cuenta la rotación, ya que pueden tener efectos residuales.
En la Figura 3 se muestra la curva de respuesta del cultivo de maíz a la fertilización con nitrógeno en distintos escenarios en donde se combina el potencial de producción de los cultivos (determinado por el manejo del cultivo y la captura de recursos del ambiente que haga el cultivo) y la capacidad de los suelos de brindar nutrientes: (i) condiciones de alta producción (AR) en suelos degradados con baja capacidad de brindar N (BN), donde la respuesta será la más amplia; (ii) bajo las mismas condiciones de producción pero en suelos de alta fertilidad (AN), donde la provisión del N del suelo es buena, pero el potencial de producción hace que exista respuesta a la fertilización, aunque de menor magnitud; (iii) condiciones de bajo potencial de producción (BR) en suelos de alta fertilidad y (iv) en suelos de baja fertilidad.
Por otro lado, en la Figura 4 se muestran los resultados de una experiencia de fertilización con fósforo en una secuencia de cultivos en un suelo que presentaba deficiencias en este nutriente. Luego de dos ciclos de rotaciones se observó respuesta a la fertilización con P en los distintos cultivos de la secuencia que oscilaron entre un 3 y 20% según el cultivo. No hubo incrementos en el rendimiento al comparar entre dosis de 20 o 40 unidades de P aplicado. Sin embargo, altas aplicaciones de este elemento permitieron incrementar el contenido de P en el suelo por encima de los umbrales de respuesta, generando un nuevo ambiente de fertilidad en el suelo.
Fuente: INTA por Fernando Salvagiotti
