Basado en un muestreo de suelo en grilla
Agustín Pagani – Clarion, 9 de Julio, Buenos Aires, Argentina – apagani@precisionclarion.com
Introducción
La fertilización fosforada es una práctica muy difundida pero su implementación tradicional con dosis uniforme puede derivar en sub o sobre dosificación si el lote presenta variabilidad en la disponibilidad de este nutriente en el suelo (Bullock et al., 1994). El muestreo y análisis de suelo es la metodología de diagnóstico más difundida para determinar las necesidades de fertilización fosforada para los cultivos extensivos. Una asunción básica de esta práctica es que la muestra colectada represente cierta área con un margen de error aceptable. Por lo tanto, la metodología de muestreo de suelo a emplear es un factor fundamental para conocer lo más certeramente posible la fertilidad del lote. En este sentido, los muestreos en grilla se han propuesto como herramientas efectivas para caracterizar los patrones de P y otros nutrientes (Wollenhaupt et al., 1994).
Este tipo de muestreo consiste en subdividir sistemáticamente un lote en áreas pequeñas o celdas y de cada una de éstas se extrae una muestra compuesta de 10 a 12 submuestras (piques). Los valores de los análisis de suelo obtenidos por el muestreo en grilla se los puede expresar directamente en un mapa para representar las celdas como tales (cuadrícula); o bien pueden usarse para interpolación de un mapa más denso y suavizado por medio de varios métodos estadísticos.
“El muestreo y análisis de suelo es la metodología de diagnóstico más difundida para determinar las necesidades de fertilización fosforada para los cultivos extensivos”
Si bien la mayoría de los suelos de la Pampa Húmeda presentan deficiencia de P (Sainz Rozas, 2019), la variabilidad en la disponibilidad de este nutriente a escala de lote no ha sido intensivamente estudiada como en otros países más tecnificados (Mallarino y Wittry, 2004; Fu et al., 2013). Además, es escasa la información nacional donde se compare la rentabilidad de la fertilización fosforada con dosis variable en relación a un esquema tradicional de dosis uniforme y no se han reportado trabajos argentinos orientados a entender en qué situaciones la fertilización fosforada con dosis variable podría ser más costo-efectiva.
El objetivo de esta simulación fue evaluar la conveniencia económica de la fertilización variable de P basada en un muestreo de suelo en grilla en Argentina. Adicionalmente, se estudiaron algunas variables relacionadas a la disponibilidad de P en el suelo para explicar el beneficio potencial de la fertilización variable con sus dos componentes: ahorro de fertilizante y aumento adicional de producción.
Metodología
El estudio fue realizado en 364 lotes de producción del área agrícola argentina entre 2013 y 2021 (Figura 1). Se tomaron 22813 muestras de suelo siguiendo un esquema de muestreo en grillas alineadas con una densidad de 1 muestra (compuesta por 10 submuestras a 20 cm de profundidad) cada 1 ha o 1.6 has, dependiendo del sitio (Figura 2). Las muestras de suelo fueron secadas, molidas, tamizadas y analizadas para P según la metodología de Bray-1 (Frank et al., 1998).
Figura 1. Ubicación geográfica de los 364 lotes. Algunos puntos representan más de un lote cuando estos se encontraban muy próximos entre sí.
Se utilizó información publicada (Correndo et al., 2018; Sucunza et al., 2018; Pagani y Estelrich, 2020) para simular la respuesta del rendimiento del maíz, el trigo y la soja a la fertilización fosforada (Figura 3) empleando i) una dosis uniforme generada a partir del promedio de todos los puntos de la grilla de cada lote o ii) una dosis variable (entre 0 y 35 kg P/ha) para cada celda de la grilla en forma individual. En ambos casos se utilizaron las recomendaciones publicadas en Echeverría y García (1998) para definir la dosis de fertilizante según el nivel de P-Bray-1 en el suelo.
Se asumió como fuente de P el súper fosfato triple (850 US$/ton) y se consideraron los precios de 350, 240 y 240 US$/ton, para soja, maíz y trigo, respectivamente. A dichos precios se les descontaron los gastos de flete y comercialización (entre 20 y 25% del precio bruto) y se calculó el incremento de margen bruto (MB) por hectárea para cada lote y cultivo para una fertilización con dosis variable en relación a una con dosis uniforme.
Finalmente, se relacionó el incremento de MB y sus componentes (ahorro de fertilizante e incremento adicional de rendimiento) con: a) el promedio de todos los puntos del P inicial del lote, b) el desvío standard del P inicial del lote y c) el porcentaje del área de cada lote en la categoría baja y muy baja (menor a 15 ppm) y alta y muy alta (mayor a 20 ppm).
Figura 3. Respuesta de los cultivos de soja, maíz y trigo a la fertilización fosforada con dosis uniforme (20 kg P/ha) y con dosis variable (entre 0 y 35 kg P/ha) en función de la disponibilidad inicial de P del suelo. Información recopilada y adaptada de múltiples ensayos realizados en la Región Pampeana (Correndo et al., 2018; Sucunza et al., 2018; Pagani y Estelrich, 2020).
Resultados y Discusión
Los lotes muestreados presentaron diferentes niveles de variabilidad espacial en la disponibilidad de P con desvíos estándar que variaron entre 2 y 41 ppm y rangos entre 2 y 221 ppm (Figura 4), lo que representa una condición característica del área agrícola argentina. Los resultados de estas simulaciones muestran que la fertilización variable presentó un MB significativamente mayor que el de la fertilización con dosis uniforme (Figura 5) y su impacto económico promedio fue de 28, 41 y 31 US$/ha para soja, maíz y trigo, respectivamente. Estos valores son claramente dependientes de los niveles absolutos de rendimientos considerados y de los precios de los granos y del fertilizante fosforado (el incremento de MB aumenta a medida que lo hacen los precios), pero se consideran representativos a los fines de este análisis comparativo.
Figura 4. Disponibilidad inicial de fósforo (P) promedio de cada uno de los 364 lotes muestreados en grilla. Las barras verticales indican el desvío estándar de la media.
Cabe aclarar que este aumento simulado de MB se compone de ahorro de fertilizante y/o aumento en la respuesta a P de la fertilización variable respecto a una con dosis uniforme y solo contempla efectos de corto plazo, ignorando la residualidad de la fertilización y las ventajas para el sistema que la dosis variable de largo plazo provoca al disminuir la variabilidad de P en el suelo (Mallarino y Wittry, 2004).
Si bien este análisis representa una simple simulación utilizando ciertos supuestos y datos publicados en la bibliografía nacional, los resultados obtenidos se consideran orientativos de la rentabilidad de corto plazo (1 año) de la fertilización con dosis variable respecto a un planteo tradicional con dosis uniforme.
Figura 5. Incremento de margen bruto por hectárea estimado de la fertilización fosforada con dosis variable respecto a un planteo uniforme para soja, maíz y trigo en los 364 lotes. Dichos incrementos se componen en ahorro de fertilizante y/o aumento adicional de producción cuando la dosis variable aplica una dosis de P menor o mayor que la dosis uniforme, respectivamente.
El incremento de MB de los tres cultivos debido a la fertilización variable se relacionó lineal y positivamente (p<0.05) con el coeficiente de variación de la disponibilidad inicial de P en el suelo, aunque con bajos niveles de ajuste (R2 entre 24 y 30%, datos no mostrados). Este resultado puede explicarse considerando que el desvío estándar, si bien es un indicador simple del nivel de dispersión de una variable, presenta alta sensibilidad a (unos pocos) valores extremos y puede sobreestimar la variabilidad que es agronómicamente más importante. Por esa razón, se estudiaron otros indicadores que intenten representar como se distribuye dicha variabilidad en la disponibilidad de P inicial en el suelo dentro del lote. En este sentido, se observaron asociaciones en forma de campana entre los componentes del incremento de MB (P variable vs. uniforme) con la proporción de cada lote en la categoría de P bajo y muy bajo y alto y muy alto (Figura 6).
“Los lotes muestreados presentaron diferentes niveles de variabilidad espacial en la disponibilidad de P con desvíos estándar que variaron entre 2 y 41 ppm y rangos entre 2 y 221 ppm”
Estos resultados sugieren que la mayor ventaja de la fertilización variable para los tres cultivos se obtiene en aquellos lotes que presentan mayores niveles de variabilidad espacial en el P del suelo pero especialmente, cuando dicha variabilidad se encuentra equitativamente distribuida en los distintos rangos de disponibilidad. En otras palabras, la ventaja de la fertilización variable tiende a diluirse a medida que el lote presente mayor proporción de la superficie con valores de P en el suelo extremadamente bajos (donde una dosis uniforme alta sería satisfactoria) o altos y muy altos (donde no se requiere fertilización). Esta información está en línea con lo reportado en otros trabajos (Murdock y Howe, 1997; Wittry y Mallarino 2004; Havlin et al., 2009; Peralta et al., 2021) y representa el primer estudio nacional donde se realice esta comparación con un número significativo de casos de estudio.
Figura 6. Incremento de margen bruto por hectárea estimado proveniente del ahorro de fertilizante e incremento adicional de rendimiento de la fertilización fosforada con dosis variable respecto a la uniforme para soja, maíz y trigo en función del porcentaje del área del lote con fósforo (P) inicial en el suelo menor a 15 ppm (categorías muy bajo y bajo) y mayor a 20 ppm (categorías alto y muy alto).
Consideraciones Finales
Este estudio de simulación de escala nacional permitió estimar ventajas económicas significativas de la fertilización fosforada con dosis variable basada en un muestreo de suelo en grilla en la gran mayoría de los lotes relevados. El incremento de MB promedio de los tres cultivos fue de 33 US$/ha, valor que supera el costo del muestreo de suelo en grilla y análisis de P que en el mercado argentino es de alrededor de 25 US$/ha.
Es importante considerar que la información es útil para generar prescripciones de fertilización variable por al menos un periodo de 4-5 años, por lo que el costo de la inversión debería distribuirse en más de una campaña. Este aumento simulado de MB se compone de ahorro de fertilizante y/o aumento en la respuesta a P de la fertilización variable respecto a una con dosis uniforme y solo contempla efectos de corto plazo, no considerando la residualidad de la fertilización y las ventajas para el sistema que la dosis variable de largo plazo provoca al disminuir la variabilidad de P en el suelo.
Las mayores ventajas económicas de la fertilización variable se observaron en aquellos lotes con mayor nivel de variabilidad de P, pero particularmente cuando dicha variabilidad se encuentra equitativamente distribuida en los distintos rangos de disponibilidad.
Referencias
Bullock, D.G., R.G. Hoeft, P. Dorman, T. Macy, & R. Olson. 1994. Nutrient management with intensive soil sampling and differential fertilizer spreading. Better Crops Plant Food. 78:10 -12.
Correndo, A. 2018. Variables asociadas a la respuesta a la fertilización con nitrógeno y fósforo en maíz y soja en región pampeana. Tesis M.S. EPG FAUBA. Julio 2018.
Echeverría H.E. & F.O. Garcia. 1998. Guía para la fertilización fosfatada de trigo, maíz, girasol y soja. Boletín Técnico No. 149. EEA INTA Balcarce.
Frank, K., D. Beegle & J. Denning. 1998. Phosphorus. p. 21–29. En J.L. Brown (ed.) Recommended chemical soil test procedures for the North Central region. North Central Regional Publ. 221 (rev.). Publ. SB 1001.
Fu, W., K. Zhao, P Jiang & Z. Ye. 2013. Field-scale variability of soil test phosphorus and other nutrients in grasslands under long-term agricultural managements. Soil Res. 51(6): 503.
Havlin J.L. & R.W. Heiniger. 2009. A variable-rate decision support tool. Prec. Agric. 10: 356 – 369.
Mallarino, A.P. & D.J. Wittry. 2004. Efficacy of grid and zone soil sampling approaches for site-specific assessment of phosphorus, potassium, pH, and organic matter. Precision Agric. 5:131-144.
Murdock, LW. & Howe, P.L. 1997. Profitability of Variable Rate Fertilization on a Kentucky Soil (a Theoretical Analysis). Soil Sci. News Views. Vol. 18, No. 10.
Pagani, A., & C. Estelrrich. 2020. Evaluación física y económica de la fertilización con fósforo en experimentos de largo plazo. Poster No 344, Comisión 3. 27mo Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo. 13 al 16 de Octubre 2020, Corrientes, Argentina.
Peralta, NR, Trueba, M., Wyngaard, N., Córdoba M. & Salleses, L. 2021. Agricultura de precisión: Dosis variable de fósforo en soja (Glycine max (L.) Merr.). Cienc. Suelo (Argentina) 39 (1): 112-126.
Sainz Rozas, HE; N. Wyngaard; M. Eyherabide; G. Larrea; N. Martinez Cuesta; N.I. Reussi Calvo &; H. Angelini. 2019. Cambios en la disponibilidad de nutrientes en la region pampeana. Actas XXVII Congreso AAPRESID. Rosario, 7 al 9 de agosto.
Sucunza, F.A., F.H. Gutierrez Boem, F.O. Garcia, M. Boxler & G. Rubio. 2018. Long-term phosphorus fertilization of wheat, soybean and maize on Mollisols: Soil test trends, critical levels and balances. European Journal of Agronomy, 96, 87–95.
Wollenhaupt, N.C., R.P. Wolkowski, & M.K. Clayton. 1994. Mapping soil test phosphorus and potassium for variable-rate fertilizer application. J. Prod. Agric. 7:441-448.
Trabajo presentado al Segundo Congreso Latinoamericano de Agricultura de Precisión, 30-31 de Marzo y 1 de Abril de 2022, Manfredi, Córdoba, Argentina
