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Fertilización de cebada cervecera en diferentes ambientes

Se hace necesario un diagnóstico de los niveles de fertilización nitrogenada requeridos según la capacidad del ambiente. 

Introducción
En la zona de influencia de la Chacra Experimental de Barrow (MAA-INTA) la superficie destinada a cebada cervecera representa aproximadamente el 29% del total del área cultivada con cereales de cosecha fina, siendo el trigo el cultivo principal (Forjan, 2011). No obstante, en el partido de Coronel Dorrego el cultivo de cebada alcanza un 50% del área destinada a cultivos de fina (Forjan, 2011). Claramente, la elección de los productores refleja la capacidad o los requerimientos ambientales de cada cultivo. Varias publicaciones coinciden que, en condiciones limitantes, las ventajas ecofisiológicas del cultivo de cebada le otorgan mayor productividad y estabilidad respecto del cultivo de trigo (Loewy, 2001; Zamora, 2001; Wehrhanhe, 2006; Giménez, 2008; Abeledo 2008). Sin embargo, el destino principal de la producción de cebada está orientado a la maltería, con requerimientos de granos grandes y contenido proteico medio. Requisitos que en ciertas campanas no se pueden cumplir y el destino de los granos pasa a ser forrajero. Por esto, es necesario evaluar y determinar las necesidades del cultivo, su interacción con el ambiente y las pautas de manejo para lograr el rendimiento y la calidad requeridos.
En los sistemas productivos actuales, la siembra directa determina una reducción en tasa de mineralización de la materia orgánica, favoreciendo la respuesta a la aplicación de fertilizantes. Los efectos de la fertilización nitrogenada sobre el cultivo de cebada han sido estudiados previamente. Sin embargo, los resultados obtenidos en nuestra región presentan una gran variabilidad (Rausch y col., 2003; Loewy y col., 2008; Ross 2010). El rendimiento de las nuevas variedades de cebada presenta una mayor respuesta a la aplicación de nitrógeno (Prystupa, 2005), el cual se relaciona con un avance en la capacidad de fijación de granos por unidad de superficie. Bajo esta condición, la producción de cebada en ambientes con estrés puede determinar efectos adversos sobre la calidad de los granos (Ross, 2010). Estrés durante el llenado de granos producen incrementos en la concentración de proteína de los granos (Rausch y col., 2003, Prystupa, 2005, Prystupa, 2008, Ross 2010). Además, provoca una reducción del peso individual del grano, cuya magnitud está relacionada a la limitación durante el llenado de los mismos (Ross, 2010). Este efecto es de radical importancia porque el calibre alcanzado por los granos se relaciona directamente con el peso por grano. Entonces, en los ambientes con mayores limitaciones el impacto negativo de la fertilización nitrogenada sobre el calibre del grano es notoriamente superior (Ross, 2010).
Estos conceptos ponen de manifiesto la necesidad de realizar un diagnóstico de los niveles de fertilización nitrogenada requeridos según la capacidad del ambiente. Además, la agricultura sitio específico va incrementando la demanda de información sobre indicadores de sitio, evaluaciones in-situ y toda información sobre mecanismos e interacciones del cultivo con el ambiente y el manejo.

Materiales y Métodos
Durante las campanas agrícolas 2008/09, 2009/10 y 2010/11 se realizaron experimentos de fertilización en Coronel Dorrego (D), Aparicio (A), Claromecó (C) y San Francisco de Bellocq (B). En cada sitio se seleccionó un lote por ano, dentro de cada lote se seleccionaron dos ambientes: somero (S) y profundo (P) y en cada uno de estos se realizó el mismo ensayo de fertilización (Tabla 1), conformando un total de 24 ensayos. Se utilizó un diseno en bloques aleatorizados con cuatro repeticiones, realizando el análisis estadístico con el modelo de efectos mixtos de SAS. Durante los tres anos de experimentación en los sitios con tosca (Coronel Dorrego, Aparicio y Claromecó) el antecesor fue trigo, a diferencia de Bellocq donde fue girasol. La mayoría de los cultivos fueron sembrados en el mes de junio.
Para caracterizar los ambientes se midieron las siguientes variables de sitio: precipitaciones, determinaciones analíticas del suelo (MO, nitratos y humedad a la siembra) y profundidad a la tosca (Tabla 1). La evaluación de la profundidad de la tosca se realizó en forma intensiva, efectuando tres mediciones por unidad experimental.
Las variables de cultivo evaluadas fueron el rendimiento y sus componentes (número de granos por unidad de superficie y peso por grano), la partición ó índice de cosecha (I.C.), el porcentaje de proteína en granos, el calibre y la proporción de granos bajo zaranda de 2,5 mm.
Las características de los tratamientos se muestran en la Tabla 2.

Tabla 1: Características de suelo de cada uno de los sitios evaluados. Ns = nitrógeno de nitratos para el estrato 0-60 cm, expresado en kg ha-1, Mo = materia orgánica para el estrato 0- 20 cm (%), PT = profundidad a la tosca, expresada en cm.

Tabla 2. Dosis de nitrógeno y azufre expresadas en kg ha-1, aplicados en macollaje (M) y
espigazón (f), según tratamiento.

Resultados
Las precipitaciones en el ciclo del cultivo resultaron escasas durante los anos 2008/09 y 2009/10. Las lluvias ocurridas en el barbecho durante el 2008 en las localidades de Claromecó y Bellocq resultaron superiores a lo normal. En el ano 2010, las precipitaciones tanto en el barbecho como en el ciclo del cultivo resultaron equilibradas y suficientes para alcanzar una buena producción (Tabla 2). Si bien el barbecho se consideró desde principio de enero, para el caso de Bellocq debemos considerar que parte de lo acumulado fue utilizado por el cultivo de girasol.

Tabla 3: Precipitaciones (mm) por ano y localidad.

Efectos sobre el rendimiento:
La mayoría de los efectos evaluados afectaron el rendimiento, la proteína y el calibre (Tabla 4). Muchas interacciones fueron significativas, es decir la respuesta a un efecto (en particular nitrógeno) fue diferente ante variaciones de otros efectos. Si bien, el nitrógeno aplicado en macollaje afectó significativamente el rendimiento, la significancia de la interacción triple muestra que su efecto fue diferente entre localidades y entre anos. Interacciones equivalentes ocurrieron sobre la proteína y el calibre. Estos resultados nos obligan a analizar sitio por sitio de cada ano, evaluando la influencia de las variables de sitio sobre la magnitud de la respuesta del cultivo. Otro efecto significativo sobre el rendimiento fue el nitrógeno foliar, el cual afectó la proteína con interacción triple con ano y localidad. El efecto del azufre sobre el rendimiento, proteína y calibre no fue significativo en forma generalizada; sin embargo, la significancia de la interacción Ano*Localidad*Azufre sobre la proteína se debe a que afectó positivamente el contenido proteico en algunas localidades durante el 2008 (dato no mostrado).

Tabla 4: Significancia de los efectos individuales y sus interacciones sobre el rendimiento en grano, el porcentaje de proteína y el calibre del grano.

Durante los anos y sitios experimentados la aplicación de dosis crecientes de nitrógeno tubo efectos positivos, neutrales y negativos sobre el rendimiento (Figura 1). En primer lugar, producto de que los efectos de la fertilización fueron diferentes entre anos y localidades debemos observar los resultados desagregados. En la localidad de Bellocq, la respuesta a la aplicación de nitrógeno fue nula (Figura 1). La ausencia de respuesta durante las campanas 2008 y 2010 se debería a la presencia de pastura como antecesor dentro de los últimos dos anos, habiendo aportado el suelo suficiente nitrógeno para el cultivo (Tabla 3). En el ano 2009, pese a menor cantidad de nitrógeno en el suelo (Tabla 3), la respuesta estuvo limitada por estrés hídrico y térmico durante el llenado. Además, a diferencia del ano 2008 y 2010, el sitio Bb- 2009 (Bellocq bajo ano 2009) poseía una limitación a 80 cm de profundidad, reflejado en el bajo rendimiento respecto de sitio Loma (Figura 1). Finalmente, en el ano 2010, en el sitio Bb se observó vuelco generalizado en los tratamientos fertilizados, provocando efectos negativos sobre el rendimiento (Figura 1).

Durante el 2009, ano de menores precipitaciones (Tabla 3), se observó un efecto negativo sobre el rendimiento por la aplicación de dosis altas de nitrógeno en los sitios Dp, Ds, Ap, As, Cs (Figura 1), producto del déficit hídrico. Es decir, la estimulación del consumo hídrico temprano por la fertilización con altas dosis de N determinó que la limitación hídrica en el llenado fuese mas intensa. No obstante, debemos considerar que los primeros 50 kg ha-1 de N tuvieron una respuesta nula o positiva.

Figura 1: Rendimiento (g m-2) en función del sitio evaluado, dosis de nitrógeno aplicado en macollaje y ano (Dp=Dorrego Profundo, Ds= Dorrego Somero, Ap=Aparicio Profundo,
As=Aparicio Somero, Cp=Claromecó Profundo, Cs=Claromecó Somero, Bb=Bellocq Bajo
(profundo), Bl=Bellocq Loma (Somero).

En el ano 2008, en el sitio Cp no hubo respuesta a la adición de nitrógeno (Figura 1), producto de que el ensayo se ubicó en las cercanías del arroyo Claromecó, sitio con buena profundidad y bien provisto de materia orgánica (Tabla 1). Los restantes sitios con tosca sin respuesta fueron Dp2008, Ds2008, As2008-10, Cs2008. A diferencia de esto, los sitios con respuesta fueron Dp2010, Ds2010, Ap2008-10, Cp2009-10, Cs2010 (Figura 1). En una primera aproximación, se observa que la frecuencia de respuesta es mayor en los sitios profundos y en el ano de mayor precipitación.
Vale la pena aclarar que no necesariamente el sitio profundo rindió siempre más que el somero. Podemos ver en la Figura 1 la interacción positiva entre Ano y Sitio (Tabla 4). Durante los anos 2008 y 2009 los sitios someros de las localidades de Dorrego y Aparicio tuvieron rendimiento semejante a los sitios profundos, producto de la escasez de precipitaciones acumuladas en el barbecho y durante las primeras etapas del ciclo (Tabla 3). En cambio, durante el ano 2010, en ambas localidades los sectores profundos rindieron más que los someros. Esto mismo ocurrió en la localidad de Claromecó en los anos 2008 y 2009, dado que el sitio profundo expresó su capacidad extra para almacenar agua cuando las precipitaciones sobrepasaron la capacidad del sitio somero, pudiendo hacer uso de esta en los momentos deficitarios.
Como se observa en la Figura 2 (interacción significativa Ano*Nitrógeno foliar, ver Tabla 4), la mayor frecuencia de respuesta en rendimiento a la aplicación de Nitrógeno en espigazón se observó en el ano 2010. No obstante, podemos considerar que la mitad derecha de las localidades de la Figura 2 tienen mayor frecuencia de respuesta (interacción triple; AxLxNf, p=0,09).

Figura 2: Rendimiento (g m-2) en función del sitio evaluado, dosis de nitrógeno foliar aplicado en espigazón y ano. Dp=Dorrego Profundo, Ds= Dorrego Somero, Ap=Aparicio Profundo, As=Aparicio Somero, Cp=Claromecó Profundo, Cs=Claromecó Somero, Bb=Bellocq Bajo, Bl=Bellocq Loma.

Efectos sobre la calidad:
Los efectos de la fertilización con N en macollaje sobre la calidad resultaron notorios y mayores a los efectos mencionados sobre rendimiento (Figuras 3, 4 y 5). En la Figura 3, podemos observar que las mayores respuestas en proteína están en la mitad izquierda (Dorrego y Aparicio), relacionado a menores rendimientos de estos sitios (Figura 1 y 3). En estos casos vemos que dosis crecientes de nitrógeno incrementaron el nivel de proteína incluso en el ano 2010, cuando la respuesta en rendimiento fue muy significativa (Figura 1 y 3). Por otro lado, en la mitad derecha de la Figura 3 se observa que, a excepción de C-2008, los incrementos en concentración de proteína son inferiores pero significativos. En estos casos la magnitud de la respuesta en rendimiento o los niveles de rendimientos alcanzados actuaron diluyendo los aportes de Nitrógeno provistos con la fertilización. Si bien, no hubo respuesta en rendimiento en los sitios de Bellocq (Figura 1), la fertilización nitrogenada en macollaje aumentó los niveles de proteína (Figura 3). En Bellocq 2008, la excesiva humedad en el suelo al momento de aplicación del N y la ocurrencia de una lluvia de magnitud luego de la aplicación habrían favorecido la lixiviación y ausencia de respuesta en rendimiento y proteína (Figura 1 y 3).
 
Figura 3: Proteína (%) en función del sitio evaluado, dosis de nitrógeno aplicado en macollaje y ano. Dp=Dorrego Profundo, Ds= Dorrego Somero, Ap=Aparicio Profundo, As=Aparicio Somero, Cp=Claromecó Profundo, Cs=Claromecó Somero, Bb=Bellocq Bajo, Bl=Bellocq Loma.

Si consideramos el N, proviniere de la suma del N del suelo evaluado a la siembra más el aplicado mediante la fertilización, necesario para alcanzar un nivel de proteína de 11 puntos; durante el 2008 fueron requeridos 39 Kg de N por Tn de grano, en el 2009 se incrementó a  2,1 kg de N por Tn de grano y en el 2010 resultó de 27,5 kg de N por Tn de grano. Debemos adicionar que en los anos secos (2008 y 2009) se observó un alto nivel inicial de nitrógeno en el suelo y se obtuvieron bajos rendimientos. No obstante, estos datos nos muestran lo ineficiente que fue el cultivo en anos secos para capturar el nitrógeno aplicado. Si bien, no se efectuaron análisis, el nivel de nitrógeno remanente en el suelo al final del ciclo del cultivo resultaría elevado.

 
Figura 4: Proteína (%) en función del sitio evaluado, dosis de nitrógeno aplicado en espigazón y ano. Dp=Dorrego Profundo, Ds= Dorrego Somero, Ap=Aparicio Profundo, As=Aparicio Somero, Cp=Claromecó Profundo, Cs=Claromecó Somero, Bb=Bellocq Bajo, Bl=Bellocq Loma.

En la Figura 3 podemos ver que en todos los casos la fertilización con nitrógeno a la siembra fue suficiente para alcanzar 11% de proteína. Sin embargo, una respuesta promedio de 0,8% de incremento de la proteína en granos se logró con la aplicación de 20 kg ha-1 de urea foliar en espigazón. Estos incrementos están combinados con los aumentos de rendimiento alcanzados en los sitios de mayor producción (220 kg ha-1, Figura 2).

 
Figura 5: Calibre (%) en función del sitio evaluado, dosis de nitrógeno aplicado en macollaje y ano. Dp=Dorrego Profundo, Ds= Dorrego Somero, Ap=Aparicio Profundo, As=Aparicio Somero, Cp=Claromecó Profundo, Cs=Claromecó Somero, Bb=Bellocq Bajo, Bl=Bellocq Loma.

La aplicación de nitrógeno afectó el calibre de los granos con una fuerte interacción con ano y sitio (Tabla 4, Figura 5). Notoriamente en los anos 2008 y 2009, en Dorrego y Aparicio y en Cs- 2008 y Bp-2009 se observaron las reducciones más grandes del calibre por efecto de la aplicación de N. Estos sitios se caracterizaron por baja respuesta en rendimiento y alta respuesta en proteína ante el agregado de nitrógeno (Figura 1 y 3). Para el resto de los sitios, en las campanas 2008 y 2009, los efectos sobre el calibre fueron menores. Por último, durante el 2010, los efectos del nitrógeno sobre el calibre resultaron nulos por la presencia de buenas precipitaciones en el llenado de los granos (Figura 5; Tabla 2).
En todos los anos y sitios la aplicación de nitrógeno produjo incrementos en el número de granos por unidad de superficie (datos no mostrados). Según el sitio, cuanto mayor fue la limitación durante la etapa de llenado, los incrementos en el número de granos se relacionaron con menores pesos individuales (por grano). Siendo que, en ambos anos el calibre fue una variable dependiente del peso por grano. En el ano 2010 no hubo efectos de la fertilización nitrogenada sobre el calibre. Sin embargo, en el 2008 y el 2009, con balance superior a 22 Kg de N por Tn de grano, el calibre se reducía linealmente debajo del 80%. Llegando en muchos casos a una situación de compromiso, con el aporte de N de fertilizante necesario para niveles de 11% de proteína, el calibre resulto en niveles inferiores al 60%.

Conclusiones
El rendimiento del cultivo de cebada fue significativamente afectado por la fertilización nitrogenada. Sin embargo, como se citó en la introducción, la magnitud de la respuesta varió entre anos y sitios evaluados. El nivel de reserva de agua a la siembra constituyó otro factor de importancia, afectando el nivel de producción. Entre los casos evaluados, los lotes que tuvieron un buen barbecho y colmaron su capacidad de almacene presentaron los mayores rendimientos. Sin embargo, fueron las precipitaciones desde mediados del ciclo del cultivo las que afectaron la eficiencia de uso del nitrógeno del fertilizante. En los ambientes con tosca, con buenas precipitaciones desde mediados de ciclo se determinó un requerimiento de 28 Kg de N por Tn de cebada para alcanzar 11% de proteína, sin afectar el calibre de los granos.
Los resultados nos muestran que para realizar un programa de fertilización es necesario realizar un análisis de suelo. Luego, debemos integrar este resultado con la historia del lote, considerando los últimos antecesores y su productividad. Las mayores concentraciones de nitrógeno se encontraron cuando hubo pastura uno o dos anos atrás, o producto de un mal rendimiento del cultivo anterior. También, debemos considerar el paquete tecnológico que se utilizó en el lote durante el ano previo y la posibilidad de lavado o lixiviación por lluvias abundantes durante el barbecho.

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Fuente:

Fernando Ross, José Massigoge, Martín Zamora. Fertilización de cebada cervecera en diferentes ambientes