Los fertilizantes son un componente necesario de la producción agrícola sostenible. Cuando se administran adecuadamente, los fertilizantes ayudan a abordar el desafío de aumentar la producción de una manera económicamente viable mientras se mantiene la integridad ecológica de los sistemas de cultivo. Sin embargo, si los nutrientes no están disponibles en forma adecuada dentro de un sistema de producción de cultivos, la fertilidad se extrae del suelo y el cultivo nunca alcanzará rendimientos óptimos. Por el contrario, si los nutrientes se suministran en exceso o sin gestionar los riesgos, aumenta la posibilidad de que los nutrientes se muevan fuera del sistema de cultivo, lo que podría afectar negativamente al medio ambiente. En ambas situaciones, la rentabilidad del sistema de cultivo se verá afectada negativamente por la pérdida de rendimiento o por la pérdida de insumos.
4R Nutrient Stewardship utiliza las mejores prácticas de manejo de fertilizantes (BMP) que abordan la fuente de fertilizante correcta, en la dosis adecuada, en el momento adecuado y en el lugar adecuado. Las 4R proporcionan la base de un marco basado en la ciencia para lograr una gestión sostenible de la nutrición vegetal. En resumen, las prácticas de las 4R son buenas para el productor, buenas para la comunidad agrícola y buenas para el medio ambiente.
Existe una necesidad existente de mejorar la adopción de las mejores prácticas de manejo de fertilizantes para mejorar la sostenibilidad, eficiencia y productividad de los sistemas agrícolas. La eficiencia y la productividad juntas están entrelazadas con la sostenibilidad. Esforzarse por mejorar la eficiencia sin aumentar también la productividad simplemente aumenta la presión para producir más en tierras menos aptas para la producción agrícola. Por el contrario, malgastar recursos para maximizar la productividad puede resultar en un mayor impacto ambiental y una menor rentabilidad.
Los nutrientes esenciales de las plantas juegan un papel vital en el suministro de alimentos adecuados y la protección de nuestro medio ambiente.
Los nutrientes de las plantas promueven un cultivo más vigoroso, saludable y productivo. Un cultivo de crecimiento vigoroso tiene un mayor sistema de raíces, más residuos en la superficie, crecimiento sostenido de la copa verde, cobertura del suelo más rápida, mayor eficiencia en el uso del agua, mayor eficiencia de nutrientes y mayor resistencia al estrés de los cultivos causado por la sequía, plagas, temperaturas frías o retraso en la siembra. El crecimiento de las plantas a través del proceso de fotosíntesis utiliza dióxido de carbono atmosférico, un gas de efecto invernadero, y genera oxígeno que sustenta la vida. Si bien muchos nutrientes son esenciales para la salud de las plantas, algunos nutrientes representan un mayor riesgo ambiental que otros cuando se manejan de manera inadecuada. Los dos nutrientes que se asocian con mayor frecuencia con la mala gestión y las preocupaciones ambientales de fuentes no puntuales son el nitrógeno (N) y el fósforo (P).
NITRÓGENO Y MEDIO AMBIENTE
Cuando el suministro de nitrógeno del suelo se reduce, el estrés de las plantas es inmediato y las pérdidas de rendimiento están aseguradas. La gran demanda que tienen los cultivos de nitrógeno (las leguminosas son una excepción) significa que deben proporcionarse fuentes suplementarias para una producción agrícola eficiente y sostenible. Todas estas fuentes, cuando se agregan a los suelos, entran en el ciclo de transformación del nitrógeno y eventualmente se convierten en amonio y nitrato-nitrógeno disponibles para las plantas. Para cumplir con los objetivos de manejo de cultivos, las mejores prácticas de manejo de fertilizantes deben asegurar que se usen cantidades adecuadas de nitrógeno para niveles de producción rentables, mientras se minimizan los posibles efectos negativos en el medio ambiente. Esto se logra mejor utilizando prácticas que aborden las 4R.
Gran parte de la preocupación por el nitrógeno en el medio ambiente se debe al movimiento potencial del nitrato-N no utilizado o en exceso a través del perfil del suelo hacia el agua subterránea (lixiviación). Debido a su carga negativa, el nitrato-nitrógeno no es atraído por las diversas fracciones del suelo. Más bien, es libre de lixiviarse a medida que el agua se mueve a través del perfil del suelo. El tipo de suelo influye en la cantidad y la velocidad con la que el nitrato-nitrógeno se mueve a través de un perfil de suelo, con mayor movimiento en los suelos arenosos en comparación con los arcillosos. También es motivo de preocupación la pérdida de nitrógeno como volatilización del amoniaco de fuentes aplicadas en la superficie y como gas dinitrógeno (N₂) u óxido nitroso (N₂O) de la actividad microbiana del suelo.
Es más probable que el nitrato se mueva hacia abajo en suelos arenosos que en suelos arcillosos. Fuente: IPNI
Es más probable que el nitrato se mueva hacia abajo en suelos arenosos que en suelos arcillosos.
Fuente: IPNI
FÓSFORO Y MEDIO AMBIENTE
El fósforo se ha asociado con la contaminación ambiental a través de la eutrofización de lagos, bahías y cuerpos de agua que no fluyen. Los síntomas son floraciones de algas, crecimiento intenso de plantas acuáticas y desoxigenación. Dado que el fósforo es insoluble en relación con otros nutrientes esenciales, la degradación ambiental se asocia en gran medida con el movimiento del fósforo cuando se produce la erosión del suelo. Excepto en algunos suelos orgánicos, se encuentran concentraciones muy bajas de fósforo en las aguas de drenaje como resultado de la lixiviación. La forma principal de fósforo que ingresa a las aguas superficiales en la mayoría de las cuencas hidrográficas agrícolas es el fósforo particulado asociado con fracciones de suelo arcilloso o materia orgánica. Estas fracciones son las que se erosionan más fácilmente,
El fósforo enriquecido en sedimentos comúnmente contiene de dos a seis veces los niveles de fósforo del suelo que quedan. La alta carga en la escorrentía superficial generalmente se asocia con eventos de tormenta. Las concentraciones de flujo de tormenta de fósforo soluble son a menudo 10 veces mayores que las concentraciones de flujo base. Numerosos estudios de investigación han demostrado que las prácticas de labranza de conservación reducen la erosión del suelo y el movimiento de fósforo de las tierras agrícolas. La labranza de conservación es una BMP porque reduce considerablemente la erosión al absorber el impacto de la lluvia que cae y ralentizar la escorrentía. Si se detiene la erosión, las pérdidas de fósforo al medio ambiente se reducirán a niveles mínimos aceptables.
IMPLEMENTACIÓN DE LAS 4R PARA SISTEMAS DE CULTIVO SOSTENIBLES
Las demandas de producción, los requisitos de insumos y los impactos ambientales tomados en conjunto significan que los riesgos de tomar decisiones incorrectas sobre el uso de nutrientes son mayores ahora que nunca. Cuando las BMP de fertilizantes dan como resultado una mayor producción y eficiencia en el uso de insumos, también reducen las pérdidas al medio ambiente. Al realizar la selección de la práctica, se debe considerar la interconectividad entre las prácticas que abordan la fuente, la tasa, el tiempo y el lugar.
Si bien las prácticas científicas que gobiernan las 4R son universales, la implementación de la práctica es específica del sitio; por lo que no existe un plan de manejo común o un conjunto de prácticas que funcionen para todos en todos los lugares. Los asesores de cultivos son clave en los esfuerzos para aumentar la adopción de la administración de nutrientes 4R entre los productores.
La selección de BMP para aumentar la eficiencia y la productividad de los nutrientes mientras se reduce el impacto ambiental comienza con abordar los principios científicos detrás de las 4R. Las BMP de fertilizantes deben seleccionarse con base en estos principios y luego deben usarse en combinación con otras prácticas de conservación.
FUENTE CORRECTA:
Asegurar un suministro equilibrado de nutrientes esenciales, considerando tanto las fuentes naturales disponibles como las características de productos específicos en formas disponibles para las plantas. Específicamente, considere el suministro de nutrientes en formas disponibles para las plantas, asegúrese de que el nutriente se adapte a las propiedades del suelo y reconozca las sinergias entre los elementos.
Gráfico de fuente derecha
TASA CORRECTA:
Evaluar y tomar decisiones basadas en el suministro de nutrientes del suelo y la demanda de las plantas. Específicamente, evalúe adecuadamente el suministro de nutrientes del suelo (incluidas las fuentes orgánicas y los niveles existentes del suelo), evalúe la demanda de las plantas y prediga la eficiencia del uso de fertilizantes.
TIEMPO CORRECTO:
Evalúe y tome decisiones basadas en la dinámica de absorción de cultivos, suministro de suelo, riesgos de pérdida de nutrientes y logística de operaciones de campo. Específicamente, evalúe el momento de la absorción del cultivo, evalúe la dinámica del suministro de nutrientes del suelo, reconozca los factores climáticos y considere la logística.
LUGAR CORRECTO:
Aborde la dinámica de la raíz y el suelo y el movimiento de nutrientes, y gestione la variabilidad espacial dentro del campo para satisfacer las necesidades de cultivo específicas del sitio y limitar las pérdidas potenciales del campo. Específicamente, reconocer la dinámica raíz / suelo, manejar los problemas de variabilidad espacial, considerar el sistema de labranza y limitar el transporte potencial fuera del campo.
MEJORES PRÁCTICAS DE MANEJO DE FERTILIZANTES QUE ABORDAN LAS 4R
NIVEL DE RENDIMIENTO
Utilice registros históricos y monitores de rendimiento para establecer objetivos de rendimiento realistas, que estén al menos entre un 5 y un 25 por ciento por encima del promedio. Revise el manejo actual de los factores agronómicos utilizados en el cultivo de cada cultivo. Los niveles óptimos de rendimiento son el resultado del uso de un paquete de todas las BMP probadas para factores agronómicos como la selección de variedades, la población de plantas, el espaciamiento de hileras, la fecha de siembra, las prácticas de labranza, la fertilización equilibrada y el control de plagas. Los nuevos dispositivos de monitoreo del rendimiento que se utilizan junto con la agricultura de precisión son útiles para desarrollar un historial de rendimiento más confiable y preciso. El manejo específico del sitio (dentro del campo) se puede utilizar para hacer ajustes en las variaciones del campo y mejorar el rendimiento general y la eficiencia de los nutrientes.
TIEMPO DE APLICACIÓN
Evite las aplicaciones de nitrógeno mucho antes de las necesidades del cultivo en suelos de textura gruesa. Las aplicaciones de nitrógeno de otoño deben limitarse a suelos de textura fina en regiones más secas, donde el potencial de pérdida por lixiviación es bajo. Elija amonio o fuentes de nitrógeno que produzcan amonio para la aplicación de otoño en los cultivos de primavera y espere hasta que la temperatura del suelo en el nivel de 4 pulgadas haya caído por debajo de 50 grados Fahrenheit.
Asegúrese de que haya suficiente fósforo disponible para un buen crecimiento de las plántulas. Anillar fósforo en suelos con alto contenido de fósforo aumenta la eficiencia.
APLICACIONES DE NITRÓGENO DIVIDIDO O MÚLTIPLE
Considere las aplicaciones de nitrógeno dividido de acuerdo con las etapas de crecimiento de la planta y las necesidades de los cultivos tanto para granos pequeños como para cultivos en hileras. Antes de la siembra, el iniciador, el recubrimiento superior, el recubrimiento lateral y la fertirrigación son algunas de las opciones de tiempo de aplicación de fertilizantes. Los análisis de suelo y plantas pueden ser útiles para determinar las necesidades adicionales de nitrógeno. La puntualidad de la aplicación es esencial para garantizar que los rendimientos de los cultivos no sufran de deficiencia de nitrógeno.
SUMINISTRO DE NUTRIENTES ADECUADO Y EQUILIBRADO
Manejar de manera que todos los nutrientes esenciales estén en un suministro adecuado y equilibrados con los requerimientos de nitrógeno. Las pruebas de suelo son una herramienta de gestión esencial para ayudar a determinar la necesidad. Los cultivos cultivados, los residuos de cultivos producidos y la rotación de cultivos que se utiliza son factores a considerar para determinar las necesidades totales de nutrientes.
El equilibrio de nitrógeno, fósforo y potasio aumenta el rendimiento del maíz y la eficiencia en el uso de nitrógeno
USO DE INHIBIDOR DE NITRIFICACIÓN
Los inhibidores de nitrificación (IN) ralentizan la conversión del suelo de amonio-nitrógeno retenido por arcilla y materia orgánica en nitrato-nitrógeno lixiviable. Estos compuestos son especialmente útiles en suelos de textura gruesa, donde la lixiviación es probable, y en suelos de textura fina, donde el exceso de agua puede causar pérdidas por desnitrificación de nitrato-nitrógeno. El uso de un inhibidor de la nitrificación puede ser útil con aplicaciones de nitrógeno antes de la siembra y de aplicación lateral. El uso de un inhibidor de nitrógeno puede mejorar la eficiencia del uso de nitrógeno y proporcionar beneficios a los cultivos al extender la disponibilidad y absorción de nitrógeno amónico.
USO DE INHIBIDOR DE UREASA
Los inhibidores de ureasa ralentizan la hidrólisis de la urea, una reacción que produce amoníaco y nitrógeno amoniacal. Si se produce hidrólisis de urea en residuos de plantas o en la superficie del suelo, se producen pérdidas de nitrógeno por volatilización del amoniaco. Estos compuestos pueden ser efectivos particularmente en sistemas con alto contenido de residuos.
MÉTODO CORRECTO DE APLICACIÓN
Use aplicaciones de bandas superficiales o subterráneas de fertilizantes líquidos de urea sólida y nitrato de urea-amonio (UAN) en sistemas de cultivo con alto contenido de residuos para evitar la retención de nitrógeno en los residuos de los cultivos o la pérdida de nitrógeno por volatilización del amoníaco. Incorporar urea al voleo, UAN y estiércol en el suelo donde se practica la labranza para evitar la volatilización del amoníaco y las pérdidas por escorrentía.
CRÉDITOS DE ESTIÉRCOL
Obtenga un análisis de estiércol de laboratorio para cualquier estiércol animal disponible. Reste la cantidad de nutrientes disponibles de las necesidades totales de fertilizantes. Utilice estimaciones del asesor de cultivos para determinar la tasa de liberación de nitrógeno y reste esta cantidad de nitrógeno de la necesidad total del cultivo.
CRÉDITOS DE LEGUMINOSAS
Utilice la estimación del asesor de cultivos de nitrógeno disponible de un cultivo de leguminosas anterior. Si bien este no es un valor preciso, restar el nitrógeno de las leguminosas estimado de la necesidad total ayuda a agudizar las recomendaciones de nitrógeno suplementario.
PRUEBAS DE SUELOS Y TEJIDOS
Estas pruebas ayudan a determinar la cantidad de nitrógeno y fósforo disponibles en el suelo o en el cultivo en crecimiento. Para el muestreo de nitrógeno, suelo y tejidos, las recomendaciones varían según el cultivo y las distintas regiones del país. Utilice las recomendaciones de los asesores de cultivos para determinar los métodos de prueba y los créditos de nitrógeno a utilizar.
El primer paso en el manejo del fósforo es determinar el estado relativo de fósforo del suelo. Si el suelo tiene niveles inadecuados de fósforo para un crecimiento óptimo, entonces se deben realizar aplicaciones correctivas para elevar los niveles de fósforo de la prueba del suelo al rango suficiente. Si los niveles de prueba de fósforo en el suelo están en el rango alto, entonces las tasas de aplicación deben ser iguales a la eliminación del cultivo. Sin embargo, las pruebas de suelo por sí solas no son el único indicador de la necesidad de fósforo suplementario. Se ha demostrado repetidamente que colocar fertilizante-fósforo cerca de las semillas de los cultivos (iniciador) produce un mayor rendimiento y rentabilidad, incluso en pruebas de suelo con alto contenido de fósforo en condiciones de siembra temprana, suelos fríos o húmedos, grandes cantidades de residuos, niveles de pH del suelo inadecuados y la presencia de compactación del suelo.
CRÉDITOS DE AGUA DE RIEGO
Analice el agua de riego en busca de nitrato-nitrógeno. La cantidad estimada de nitrógeno que se aplica a través del agua de riego debe restarse de las necesidades generales del cultivo.
CONTROL DE LA EROSIÓN
El uso de sistemas de labranza de conservación junto con BMP agronómicas ayuda a controlar la erosión y a mantener el suelo y los nutrientes en su lugar. El control de la erosión reduce la pérdida de todos los nutrientes y mejora la eficiencia de los nutrientes y la calidad del agua.
USO DE CULTIVOS DE COBERTURA
El uso de cultivos de cobertura de invierno puede ayudar a prevenir la lixiviación del nitrógeno-nitrato en áreas de alta precipitación. Los cultivos de cobertura absorben los nutrientes residuales y los devuelven al suelo para el siguiente cultivo.
Precaución: Existe un posible costo del agua con el uso de cultivos de cobertura en regiones más secas.
ENCALADO PARA CONTROLAR LA ACIDEZ DEL SUELO
La adición de nitrógeno amónico al suelo procedente de fertilizantes comerciales, legumbres, estiércol o lodos de depuradora conduce finalmente a un aumento de la acidez del suelo. El proceso de nitrificación del nitrógeno amónico por las bacterias del suelo, independientemente de la fuente original del nitrógeno amónico, libera una acidez que debe controlarse mediante el encalado en suelos que tienen tendencia a volverse ácidos. Pruebe el suelo y mantenga el nivel de pH recomendado para cada campo y cultivo. La eficiencia del fósforo depende de mantener el pH del suelo en el rango óptimo.
Cuando se utilizan programas de fertilidad adecuados y equilibrados junto con BMP agronómicas y de conservación, se han tomado las medidas de manejo óptimas para asegurar un impacto ambiental mínimo en las aguas subterráneas y superficiales. Estos son los mismos pasos de gestión que ayudan a garantizar un suministro abundante de alimentos y la rentabilidad de la granja. Es una suerte que las prácticas agrícolas modernas y la integridad ambiental sean compatibles en un mundo que requiere más y más alimentos cada año.