La intensificación agrícola sustentable involucra estrategias de manejo de los sistemas de producción y de los cultivos que permitan incrementar la producción de granos haciendo un uso eficiente de los recursos del ambiente. Para diseñar estas estrategias, además de conocer la oferta de recursos ambientales para establecer las secuencias de cultivos a incorporar en un sistema, es importante cuantificar el rendimiento potencial de los cultivos (Rpot) y conocer la brecha de rendimiento existente con el rendimiento promedio del productor (Rprod). La producción de un cultivo está estrechamente ligada a la captura de los recursos que pueda hacer. La máxima producción de un cultivo de grano en un ambiente en particular está determinada por los factores definidores del rendimiento: i) la captura de radiación y CO2 que realice el cultivo; ii) el potencial de generación de rendimiento del genotipo y iii) el régimen de temperatura.

Cuando los factores reductores de la producción (malezas, enfermedades o plagas animales) son controlados, la expresión de este potencial de producción va a estar limitado por la disponibilidad de los factores limitantes al crecimiento: agua y nutrientes (van Ittersum and Rabbinge, 1997). En los sistemas de producción de secano la brecha de producción debida a los factores limitantes es una combinación de la brecha nutricional y la brecha por deficiencias de agua. En cambio, cuando el agua puede ser manejada a través del riego, por ejemplo, la nutrición será el factor determinante para hacer el uso más eficiente de los recursos.

En Argentina, se han determinado para los principales cultivos brechas de produccion entre el 32 y 41% según el cultivo (Tabla 1). El impacto de una práctica de manejo será mayor en la medida que la brecha de rendimiento sea más grande. En general se consideran brechas “explotables” a aquellas que superan al 20% .

Tabla 1 – Brechas de producción de maíz de primera, soja y trigo en Argentina (promedio de toda la región de produccción de estos cultivos). Aramburu Merlos et al (2015)

La magnitud de la respuesta a la fertilización con los nutrientes identificados como deficientes en los suelos y/o con aquellos que son necesarios para sostener altos rendimientos define la brecha nutricional. La fertilización química, el uso de cultivos de cobertura, la adición de abonos orgánicos o el uso de microorganismos asociados o simbióticos, son herramientas que contribuirán a reducir la brecha nutricional. En consecuencia, la disminución de esta brecha implica un conocimiento profundo de las relaciones suelo-planta, involucrando la ecofisiología y nutrición del cultivo, la fertilidad química del suelo y la microbiología del suelo.

El análisis de suelo como herramienta para el diagnóstico de la fertilización de los cultivos

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 análisis de suelos es la herramienta fundamental para el inicio del manejo de los nutrientes ya que tendrá un beneficio tanto para la producción de los cultivos como para el cuidado del ambiente. En la actualidad, trabajo de veinte años en INTA han permitido encontrar umbrales de nitrógeno, fosforo, zinc y boro en el suelo, que definen la probabilidad de respuesta a la fertilización y sirve como base para el diagnóstico.

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.

Figura 1 – Producción acumulada de granos después de 3 ciclos de Maíz-Soja-Trigo/Soja con la adición de distintos nutrientes. Promedio de 4 sitios (Red CREA Sur de Santa Fe)

 Los principales nutrientes que limitan la producción en Argentina

El nitrógeno (N) esta fuertemente ligado a la producción de los cultivos, ya que la cantidad de N acumulado en las hojas, determina la intensidad del proceso fotosintético. En los sistemas agrícolas pampeanos, el aporte de N a partir de la mineralización de la materia orgánica no es suficiente para sostener altos rendimientos en cereales, por lo que la deficiencia de N debe ser corregida mediante el uso de fertilizantes nitrogenados. En soja, además del N proveniente del suelo, los requerimientos de N son satisfechos con el aporte de la fijación biológica de N2 atmosférico (FBN) a través de la asociación simbiótica especifica con bacterias del genero Bradyrhizobium. En Argentina, a nivel nacional se ha visto que en promedio la FBN representa el 60% del N absorbido por el cultivo (un mínimo de 12 y un máximo de 90%). Dicha variación esta determinada no solo por los diferentes contenidos de N mineral del suelo (que antagoniza con la FBN), sino también con el hecho de que la soja en Argentina se cultiva en secano y el proceso de FBN es altamente sensible a pequeñas disminuciones en la condición hídrica del cultivo.

El fosforo en mayor medida y el azufre en menor magnitud son nutrientes que limitan los rendimientos en los sistemas de producción de Argentina. Tambien se ha encontrado niveles de Zn bajos, como una paulatina disminución en el contenido de las bases (calcio, magnesio y potasio) en los suelos (Figura 2).

Figura 2 -Evolución del contenido de nutrientes en el suelo en la región pampeana (Sainz Rozas et al (2019)

El manejo de la fertilización en el corto y largo plazo

La planificación estratégica de la fertilización de los cultivos implica en primer lugar conocer cuáles son las deficiencias nutricionales que limitarán la expresión del potencial de rendimiento de los cultivos en cada lote, y en segundo término asignar los recursos económicos destinados a la producción agropecuaria de manera racional, de acuerdo al riesgo asumido. La movilidad de los nutrientes en el suelo, definen en gran medida la estrategia de manejo de los mismos. De esta manera, cuando se manejan nutrientes que tiene mayor movilidad en el suelo como el nitrógeno, la cantidad de fertilizante a aplicar está directamente relacionado al rendimiento objetivo. Sin embargo, la estrategia de manejo de nutrientes de baja movilidad en el suelo, como por ejemplo el fósforo, estará centrada en aumentar el nivel del mismo en el suelo para sostener un determinado nivel de producción.

Garcia y Salvagiotti (2009) mostraron, en experimentos que incluían tratamientos que fueron fertilizados consistentemente con N, P y S y sin fertilizar durante 4 años, efectos residuales de este manejo de la fertilización en los cultivos siguientes que fueron manejados según el criterio del productor. Los primeros dos cultivos luego de finalizados los experimentos rindieron 74, 21, 14 y 7% más que aquellos tratamientos que no recibieron fertilización en el experimento en los 4 años sucesivos. En otro sitio los dos primeros años luego de la finalización de los experimentos rindieron 27 y 44% respetivamente.

El rol de los bioinsumos en la nutrición de los cultivos

Existen bioinsumos que pueden tener un rol en complementar la nutrición de los cultivos. Sin embargo es importante ver la cantidad de nutriente que pueden aportar a los cultivos. Así como el uso de inoculantes en leguminosas tiene un alto impacto por las cantidades de nitrógeno que pueden aportar, la magnitud relativa de los mismos es mas baja cuando se utilizan microorganismos asociados a la rizosfera que hacen fijación libre (no simbiótica) de este nutriente. En relación a bacterias solubilizadoras de fosforo, no hay evidencias directas del aporte a los cultivos en los que se los aplica, pero habría que evaluarlo en el largo plazo.

Conclusiones

La reducción en la brecha nutricional en soja estará relacionada con la identificación de los nutrientes deficientes en el suelo y la definición del potencial de producción del ambiente.

En soja, los altos requerimientos de N deben primordialmente ser satisfecho a través del aporte de la fijación biológica de N, y optimizar las prácticas de manejo que maximicen este aporte. En cambio en maíz, además de cuantificar la disponibilidad inicial de nitrógeno en el suelo es importante definir el potencial de rendimiento para decidir la dosis de fertilizante nitrogenado a aplicar.

La planificación de la fertilización con nutrientes de menor movilidad tendrá que tener en cuenta los efectos sobre los cultivos de la secuencia.

Es necesario profundizar el equilibrio entre los nutrientes para optimizar la nutrición del cultivo y minimizar el impacto negativo en el ambiente.