Todos los métodos de determinación de las dosis de fertilizantes se basan en datos procedentes de experimentos de campo y de producción a largo plazo o episódicos, y difieren en cuanto a la exhaustividad y la precisión con que reflejan los patrones de las relaciones planta-suelo-fertilizante.
Contenido
- Métodos basados en datos generalizados con dosis empíricas de abono
- Métodos basados en datos generalizados mediante cálculos de balance
- Método de equilibrio elemental
- Método de cálculo del aumento del rendimiento
- Cálculo de las dosis óptimas con la ayuda de los coeficientes de equilibrio del uso de fertilizantes, diferenciados por la fertilidad del suelo
- Cálculo de las dosis óptimas de abono con tasas de retorno o intensidades de equilibrio
- Métodos para determinar las dosis de abono en relación con el aumento anual de la fertilidad del suelo y la eliminación de nutrientes de los cultivos
- Cálculo de las dosis de abono en función de la evaluación del suelo
- Método para determinar el rendimiento potencial real (PRR)
- Métodos de cálculo de las dosis de fertilizantes para el rendimiento previsto (N.K. Boldyrev)
- Aplicación de los métodos de equilibrio
- Determinación de las dosis de fertilizantes fosfatados
- Determinación de las dosis de abono nitrogenado
Todos los métodos existentes y sus modificaciones para determinar las dosis de abono pueden dividirse en:
- métodos de generalización de los resultados de los experimentos con dosis empíricas de abono;
- métodos de generalización de los resultados de los experimentos con la ayuda de los balances de nutrientes.
Todos estos métodos de optimización de las dosis de fertilizantes permiten predecir de forma bastante objetiva el rendimiento de los cultivos. Pero, a pesar de ello, requieren una mejora en cuanto a un enfoque global que tenga en cuenta las condiciones de crecimiento de los cultivos y la rentabilidad económica de los fertilizantes.
Métodos basados en datos generalizados con dosis empíricas de abono
La generalización de los resultados de los experimentos de campo realizados bajo la dirección metódica de la Red Geográfica del Instituto Panruso de Fertilizantes y Ciencias del Suelo en todas las zonas edafoclimáticas con diferentes cultivos permitió determinar la eficacia de ciertos tipos de fertilizantes en diferentes tipos de suelos y las dosis de fertilizantes orgánicos y minerales para los principales cultivos en diferentes tipos y subtipos de suelos. Posteriormente, se llevó a cabo la diferenciación de las dosis dentro de las diferencias del suelo, teniendo en cuenta el aporte de nutrientes por parte de los predecesores y las características varietales de los cultivos.
A partir de los resultados generalizados de los experimentos se han desarrollado las dosis, las fechas óptimas y los métodos de aplicación de fertilizantes antes de la siembra, durante la siembra y después de la siembra para los principales cultivos en todas las zonas edafoclimáticas.
Según la Red Geográfica de Experimentos del Instituto Panruso de Fertilizantes y Ciencias del Suelo y el Servicio Agroquímico del CINAO, se recomendaron las dosis óptimas de macrofertilizantes para los principales cultivos, así como las dosis y los métodos de aplicación de microfertilizantes para las principales zonas edafoclimáticas de Rusia en los tipos de suelo predominantes con contenido medio de fósforo móvil y potasio intercambiable.
Tabla. Dosis óptimas de fertilizantes minerales (kg/ha) para los principales cultivos (resumido por Litvak, 1990)
| Trigo de invierno | Tierra no negra | |||
| Bosque-estepa | ||||
| Estepa | ||||
| Maíz | Bosque-estepa | |||
| Estepa | ||||
| Patatas | Tierra no negra | |||
| Bosque-estepa | ||||
| Estepa | ||||
| Cultivos de ensilaje | Tierra no negra | |||
| Bosque-estepa | ||||
| Estepa | ||||
| Remolacha azucarera | Tierra no negra | |||
| Bosque-estepa | ||||
| Estepa |
Tabla. Dosis y métodos de aplicación de microfertilizantes para los principales cultivos (resumido por Litvak, 1990)
| Cereales de grano | |||||
| Remolacha (todos los tipos) | |||||
| Leguminosas de grano | |||||
| Verduras y patatas | |||||
| Lino | |||||
| Hierbas leguminosas | |||||
| Hierbas en cereal | |||||
Las instituciones regionales de investigación ofrecen recomendaciones más específicas para los cultivos, los tipos de suelo, los subtipos y las variedades, indicando los niveles de rendimiento previstos, la fertilidad del suelo y en combinación con las dosis de fertilizantes orgánicos.
En cada conjunto de condiciones naturales y económicas específicas de los territorios, sobre la base de al menos 7-10 experimentos reproducibles con un cultivo o variedad, las instituciones regionales de la Red Geográfica de Experimentos y el Servicio Agrohim determinarán los indicadores cuantitativos de la eficiencia de los fertilizantes:
- aumento del rendimiento a partir de la dosis óptima;
- aportaciones de elementos por unidad de producto principal y subproducto, y coeficientes de utilización de elementos del suelo y de fertilizantes;
- las tasas de retorno o la intensidad de los saldos de los elementos;
- factores de corrección de las dosis en función de la clase de suelo;
- tasas de insumos de fertilizantes minerales para producir una unidad de aumento y rendimiento en total;
- niveles óptimos de contenido de nutrientes en el suelo;
- costes estándar de los fertilizantes por unidad de cambio en el contenido de formas móviles de elementos en el suelo;
- indicadores clave de la calidad de los productos;
- indicadores económicos de la eficacia de los fertilizantes;
- modelos matemáticos que describen la relación entre la productividad de los cultivos, la fertilidad del suelo, las dosis de fertilizantes, el clima y los factores agrotécnicos;
- niveles de limitaciones medioambientales en el uso de fertilizantes.
A partir de los resultados, se elaboran recomendaciones específicas de dosis y proporciones de abono, pero incluso en este caso es necesario ajustar las dosis a la explotación, la agrocenosis y el campo concretos.
Este grupo de métodos incluye también el cálculo de las dosis según las normas de aportación de fertilizantes minerales para todo el cultivo mediante la fórmula:
D = Y ⋅ H1 ⋅ Kn,
o incremento del rendimiento:
D = ΔY ⋅ H2 ⋅ Kn,
donde D es la dosis de N, P2O5, K2O para el rendimiento o incremento deseado, kg/ha al día; Y y ΔY son el rendimiento o incremento deseado respectivamente, t/ha; H1 y H2 son las tasas de consumo de fertilizantes por unidad de rendimiento e incremento, kg al día; Kn es un factor de corrección para la clase de suelo por disponibilidad de fósforo y potasio; cuando se calculan las dosis de nitrógeno Kn = 1.
Las normas de consumo de fertilizantes y los coeficientes de corrección de las dosis de fertilizantes se especifican en las recomendaciones regionales de los institutos de investigación, estaciones experimentales agrícolas, centros y estaciones de Agrohimsluzhba.
La tercera vertiente del grupo de métodos, basada en la generalización de datos con dosis empíricas de abono, es la búsqueda de relaciones matemáticas entre los rendimientos y las dosis de abono. El primer intento de este tipo fue realizado en 1905 por el científico alemán E.A. Mitscherlich, que propuso la siguiente ecuación:
lg (A — Y) = lg A — C ⋅ x,
donde A — rendimiento máximo posible; Y — rendimiento real; C — coeficiente de proporcionalidad que caracteriza la dependencia entre el rendimiento y la dosis de abono; x — dosis de abono.
La cuarta dirección del grupo de métodos es el desarrollo de modelos de regresión basados en los resultados de la planificación, realización y evaluación estadística de los resultados de experimentos multifactoriales con dosis empíricas de fertilizantes. La ecuación con potencias de 0,5 y 1 para los factores y de 0,5 para las interacciones por pares resultó ser el mejor modelo matemático para determinar la relación cuantitativa entre los rendimientos y las dosis de fertilizantes:
Y = a0 + a1N0,5 + a2N + a3P0,5 + a4P + a5K0,5 + a6K + a7(NP)0,5 + a8(NK)0,5 + a9(PK)0,5,
donde Y es el rendimiento; a0 es el término libre de la ecuación; a1, a2, …, a9 son términos que describen la acción y la interacción de los factores; N, P, K son las dosis de abono.
La quinta dirección de este grupo de métodos es el desarrollo de modelos matemáticos con tecnología informática para determinar las dosis óptimas de fertilizantes para los cultivos, teniendo en cuenta la dependencia funcional de múltiples factores ambientales:
Y = f(xn),
donde Y es el rendimiento; xn son las variables que afectan al rendimiento, por ejemplo, las dosis y proporciones de los fertilizantes, la clase de suelo y la composición granulométrica, las condiciones meteorológicas, las características varietales, los antecesores, etc.
Diversas instituciones de investigación han desarrollado paquetes de software para la determinación de las dosis de fertilizantes a partir de los resultados resumidos de los experimentos de campo, los análisis y las observaciones. Así, el CINAO desarrolló el complejo de software RADOZ (abreviatura de las palabras rusas para «dosis racionales»), que se actualizó a RADOZ-2 y posteriormente a RADOZ-3. La modernización está relacionada con el aumento del número de factores que afectan al rendimiento de los cultivos.
La aplicación práctica de cualquiera de estos métodos y modificaciones evita errores graves en la aplicación de fertilizantes. Sin embargo, se determinan empíricamente sin tener en cuenta las necesidades biológicas de nutrientes de los cultivos y no responden a la cuestión de las condiciones del suelo; con ellos, a pesar de los factores de corrección, es imposible cuantificar el equilibrio de elementos sin cálculos especiales.
Métodos basados en datos generalizados mediante cálculos de balance
Este grupo de métodos se basa en las características biológicas de los cultivos y variedades en el consumo de nutrientes para crear los rendimientos de alta calidad previstos con la regulación simultánea de la fertilidad del suelo (clase, cultivo) en condiciones naturales y económicas específicas. El consumo de nutrientes y fertilizantes de los cultivos está determinado por los resultados de los experimentos de campo y de producción, lo que transforma el método de campo de empírico a analítico, lo que permite pasar de la afirmación de los incrementos de rendimiento a la predicción de su eficiencia.
Este grupo de métodos es prometedor, en primer lugar, para regiones con suficiente humedad y agricultura de regadío, donde el factor limitante para obtener rendimientos elevados y sostenibles es la falta de nutrientes, y el suministro con fertilizantes es lo suficientemente alto — no menos de 100 kg/ha a.m.
Las características detalladas del suelo están disponibles en los mapas de suelos y agroquímicos, que toda explotación debería tener. La utilización de los nutrientes del suelo por parte de determinados cultivos se determina mediante coeficientes de utilización (CEN) o mediante factores de corrección de las dosis, en función de la fertilidad del suelo específico.
Las diferencias en la fertilidad efectiva del suelo y en el cultivo también pueden contabilizarse mediante coeficientes de equilibrio diferencial de uso de fertilizantes minerales y orgánicos de los indicadores de equilibrio relativos, es decir, las tasas de retorno, las intensidades de equilibrio y los coeficientes de uso diferencial de fertilizantes.
Existen muchos métodos y modificaciones de los cálculos de equilibrio para determinar las dosis óptimas de abono.
Tabla. Coeficientes diferenciales de uso de elementos nutritivos de los fertilizantes orgánicos y minerales en la zona de tierra no negra (promedio para la rotación de cultivos), %[ref] Yagodin B.A., Zhukov Y.P., Kobzarenko V.I. Agrochemistry/Ed. by B.A. Yagodin. - Moscú: Kolos, 2002. - 584 págs.: ilustración[/ref].
Ejemplo. Es necesario determinar las dosis óptimas de fertilizantes minerales en combinación con 20 t/ha del estiércol semidescompuesto que contiene 0,4% de N, 0,2% de P2O5 y 0,5% de K2O para obtener 4,0 t/ha de grano con una relación grano/paja de 1: 1,5, trigo de invierno Myronivska 808 en suelo calcáreo medio podológico con contenido de fósforo y potasio (según Kirsanov) respectivamente 70 y 100 mg/kg (3ª clase) y pH del extracto salino 6,2 (6ª clase), precursor — mezcla de veza y avena bajo la cual se introdujo N60P60K60.
Los gráficos de disponibilidad de nitrógeno hidrolizable y mineral del suelo no suelen realizarse debido a la alta variabilidad de estos indicadores incluso durante un mes; por lo tanto, la disponibilidad de nitrógeno hidrolizable se determina de forma analítica o tentativa por el contenido de materia orgánica, el nitrógeno total o por el fósforo o el potasio que se encuentran en un mínimo. Como el contenido de nitrógeno en el humus es en promedio 4%, y, de acuerdo con los datos generales del Instituto Panruso de Fertilizantes y Agroquímica, sus formas hidrolizables 4-7%, a continuación, en el 2,5% del contenido de humus del suelo de nitrógeno total será de 0,1%, y hidrolizable — 0,004%, o 40 mg/kg. Para determinar la disponibilidad de nitrógeno para el elemento en el mínimo de la clasificación de suelo aceptada, se utiliza su contenido correspondiente a la misma clase que el elemento en el mínimo.
En todos los métodos y modificaciones, el aporte de un cultivo o variedad en nutrientes para crear el rendimiento previsto se determina por el coste por unidad de principal y la cantidad correspondiente de subproductos a partir de libros de referencia y recomendaciones zonales, regionales. O seleccione un campo de la explotación en el que ya se haya alcanzado un nivel de rendimiento cercano a la variedad, tome muestras de grano y paja y sométalas a un análisis químico. Con un contenido de N, P2O5 y K2O en el grano de 2,5; 0,8 y 0,6% respectivamente y en la paja de 0,5; 0,2 y 1,2% el rendimiento económico con el rendimiento previsto será
N 130 (2,5-40 + 0,5-60) kg,
P2O5 46 (0,8-40 + 0,2-60) kg,
K2O 96 (0,6 -40 + 1,2-60) kg,
y costes para 1 t de grano con la correspondiente cantidad de paja, respectivamente N 130:4 = 33 kg, P2O5 46:4 = 12 kg, K2O 96:4 = 24 kg.
A continuación, se utilizan los métodos básicos para calcular el balance elemental, sobre un excedente, sobre un balance relativo, basado en uno o una combinación de varios métodos.
Método de equilibrio elemental
El método de balance elemental es el más común y el menos preciso, ya que utiliza coeficientes de uso de elementos del suelo (CEN) muy variables y los factores de uso de fertilizantes de diferencia más estable. Los cálculos se realizan mediante la fórmula:
D = (Bf — S⋅Kp — O⋅Ko — P⋅K1 — R⋅Kr) / K2,
donde D — dosis de N, P2O5 y K2O, kg/ha a.s.; Bf — exportación económica de un elemento con un rendimiento planificado, kg/ha; S — stock (contenido) de formas móviles de un elemento en el suelo, kg/ha; Kp — coeficiente de utilización de elementos del suelo (CEN), fracciones de uno (al 10% — 0,1; 20% — 0,2, etc. ); O — cantidad de elemento en el abono orgánico, kg/ha; Ko — coeficiente de diferencia de uso del elemento en el abono orgánico, fracciones de uno; P — cantidad de elemento en el abono de precultivo y/o en los residuos de precultivo después de la cosecha, kg/ha; K1 — coeficiente de diferencia de uso del abono y/o de los residuos de precultivo, fracciones de uno; R — abono de pre-siembra (hilera), kg/ha a.s. in; Kr — coeficiente de diferencia de uso del fertilizante de presiembra, fracciones de uno; K2 — coeficiente de diferencia de uso del fertilizante en la aplicación de presiembra, fracciones de uno.
Para este ejemplo, las dosis óptimas según este método sobre el fondo de 20 t/ha de estiércol son las siguientes:
DN = (130 — 120⋅0,2 — 80⋅0,25 — 60⋅0,05) / 0,70 = 118 kg (≈ 120 kg);
DP2O5 = (46 — 210⋅0,05 — 40⋅0,35 — 60⋅0,1 — 10⋅0,5) / 0,20 = 21 + 10 (en la siembra) kg = 31 kg (≈ 30 kg);
DK2O = (96 — 300⋅0,1 — 100⋅0,55 — 60⋅0,1) / 0,65 = 7,7 kg (≈ 10 kg).
Este método está muy extendido, ya que tiene en cuenta todas las entradas y salidas de nutrientes.
Cuando se utiliza el método de equilibrio elemental, se tiene en cuenta lo siguiente
- la eliminación de nutrientes por parte del cultivo;
- el contenido de nutrientes móviles del suelo;
- el coeficiente de utilización de los nutrientes del suelo;
- coeficiente de uso de nutrientes de los fertilizantes;
- masa de la capa superior del suelo o del suelo para el que se hace el cálculo.
Los indicadores agroquímicos de disponibilidad de nutrientes del suelo en mg de nitrógeno, fósforo y potasio por 100 g de suelo se convierten en kg/ha multiplicando por el coeficiente correspondiente a la diferencia de suelo y a la profundidad de la capa de cálculo. Por ejemplo, para la capa de 0-22 cm de los suelos de tepes-podzol es 30, es decir, la masa de 1 ha de la capa de tepes-podzol se considera igual a 3000 toneladas, para la capa de hasta 30 cm — el coeficiente es 40.
Este método de equilibrio también se aplica con mejoras y modificaciones. La objetividad del método depende de la fiabilidad de los datos enumerados, que pueden variar considerablemente en función de las propiedades del suelo, las condiciones meteorológicas, las dosis y formas de abono, el momento y el método de aplicación y otros factores.
Método de cálculo del aumento del rendimiento
El método de cálculo de los aumentos de rendimiento es más preciso que el anterior, ya que tiene en cuenta la disponibilidad de nutrientes de los suelos mediante factores de corrección de las dosis, que dependen menos de diversos factores que el CEN. Sin embargo, este método requiere conocer el rendimiento sin abono, que se determina mejor a partir de los datos de los experimentos con abono, según los cuales es de 2,0 t/ha en el caso que nos ocupa. El rendimiento también puede determinarse a partir del elemento que está en el mínimo mediante su coeficiente de utilización (CEN). El cálculo se realiza mediante la fórmula:
D = (Bp — O⋅Ko — P⋅K1 — R⋅Kr) ⋅ K3 / K2,
donde D — dosis de N, P2O5 y K2O, kg/ha del ingrediente activo; Bp — eliminación del elemento con el incremento de rendimiento previsto, kg; O — cantidad de elemento en el fertilizante orgánico, kg/ha; Ko — coeficiente de diferencia de uso del elemento del fertilizante orgánico, fracciones de uno; P — cantidad del elemento en el abono de precosecha y/o en los residuos de precosecha de poscosecha, kg/ha; K1 — coeficiente de diferencia de utilización del abono y/o de los residuos de precosecha, fracciones de uno; R — abono de presiembra (hilera), kg/ha del ingrediente activo; Kr — coeficiente de diferencia de utilización del abono en la presiembra, fracciones de uno; K2 — coeficiente de diferencia de utilización del abono en la presiembra, fracciones de uno; K3 — factor de corrección de la dosis en función de la clase de suelo, (para la 3ª clase para cereales, leguminosas y gramíneas es igual a 1).
Para el ejemplo anterior, utilizando este método, las dosis óptimas de fertilizantes minerales sobre un fondo de 20 t/ha de estiércol serían:
DN = (65 — 80⋅0,25 — 60⋅0,05) ⋅ 1,0 / 0,70 = 60 kg;
DP2O5 = (23 — 40⋅0,35 — 60⋅0,1 — 10⋅0,5) ⋅ 1,0 / 0,20 = 0 + 10 (en la siembra) kg = 10 kg;
DK2O = (48 — 100⋅0,55 — 60⋅0,1) ⋅ 1,0 / 0,65 = 0 kg (No es necesaria la aplicación de potasio).
En los métodos anteriores, la fertilización del cultivo anterior debe tenerse en cuenta a la hora de calcular las dosis de abono para el rendimiento o el incremento previsto. Si el cultivo anterior se desarrolló en suelos fertilizados, a los nutrientes del suelo calculados a partir del rendimiento del cultivo del año en curso, añádase un efecto posterior del fertilizante aplicado en una proporción del 10-15% del ingrediente activo original del mismo.
Por ejemplo, en un suelo no fertilizado se obtienen 20 t/ha de masa verde de maíz, cuyo rendimiento es de 50 kg de N, 20 kg de P2O5 y 70 kg de K2O. El maíz se coloca después de la remolacha azucarera, bajo la cual se colocaron 150 kg de N, 80 kg de P2O5 y 150 kg de K2O; el 15% de esta cantidad será 22,5 kg de N, 12 kg de P2O5 y 22,5 kg de K2O. Así, colocando el maíz después de la remolacha, se pueden cosechar aproximadamente 30 t/ha de materia verde sin necesidad de fertilización adicional. Con un rendimiento previsto de 50 t/ha, se necesitarán 50 kg de N, 20 kg de P2O5 y 70 kg de K2O adicionales para producir 20 t más de materia verde.
Cálculo de las dosis óptimas con la ayuda de los coeficientes de equilibrio del uso de fertilizantes, diferenciados por la fertilidad del suelo
El cálculo de las dosis óptimas con la ayuda de los coeficientes de equilibrio del uso de fertilizantes, diferenciados por la fertilidad del suelo, es el mejor método, ya que permite regular simultáneamente el suministro de nutrientes al suelo. Los cálculos para obtener el rendimiento previsto se realizan según la fórmula:
D = (Bf — OK1) / K2,
donde D es la dosis de N, P2O5 y K2O, en kg/ha de la sustancia activa; Bf es la exportación económica del elemento con el rendimiento previsto, en kg/ha; O es la cantidad del elemento en el abono orgánico, en kg/ha; K1 es el factor de diferencia de utilización del abono y/o de los residuos del cultivo anterior, fracciones de uno; K2 es el factor de diferencia de utilización del abono en la aplicación previa a la siembra, fracciones de uno.
Sobre un fondo de 20 t/ha de estiércol, las dosis de abono mineral son las siguientes:
DN = (130 — 80⋅0,45) / 0,9 = 104 kg (≈ 100 kg);
DP2O5 = (46 — 40⋅0,45) / 0,8 = 35 kg;
DK2O = (96 — 100⋅0,7) / 0,95 = 26 kg (≈ 30 kg).
Cálculo de las dosis óptimas de abono con tasas de retorno o intensidades de equilibrio
El cálculo de las dosis óptimas de abono con tasas de retorno o intensidades de equilibrio es más complicado, ya que es difícil tener en cuenta el efecto del abono por año con estos indicadores: para ello se introducen indicadores adicionales, como los coeficientes de distribución del efecto del abono por año, que se derivan de los coeficientes de diferencia y tienen los mismos inconvenientes.
Métodos para determinar las dosis de abono en relación con el aumento anual de la fertilidad del suelo y la eliminación de nutrientes de los cultivos
Ejemplo. D = 80 kg/ha — cantidad de fertilizante (a.i.) que debe aplicarse anualmente al suelo; L = 4 años — número de años después de la encuesta; B = 30 kg/ha — eliminación de nutrientes en promedio por año, kg/ha; K = 50% (0,5) — parte del elemento nutritivo que se destina a reponer los nutrientes del suelo en la capa arable, a partir del valor que caracteriza el balance positivo; M — aumento previsto del contenido de elementos nutritivos, mg por 100 g de capa arable.
El contenido de nutrientes en la capa arable, equivalente a 1 mg por 100 g de suelo, equivale a 30 kg de fósforo en la capa arable:
M = LK(D — B) / 30 = 4 ⋅ 0,5 ⋅ (80 — 30) / 30 = 3,3,
es decir, en 4 años las reservas de fósforo en el suelo aumentan en 3,3 mg por 100 g de suelo, o anualmente en 0,8 mg por 100 g de suelo. Utilice esta fórmula para determinar la dosis de abono de fósforo (kg/ha), suponiendo que el cultivo medio produce 30 kg/ha de fósforo al año y que el contenido del suelo debe aumentar, por ejemplo, 4 mg/100 g (M) en 5 años:
D = (30 ⋅ M / K + L ⋅ B) / L = (30 ⋅ 4 / 0,5 + 5 ⋅ 30) / 5 = 78 kg/ha de sustancia activa.
Este método permite determinar la dosis de abono para el rendimiento previsto, así como para la tasa de crecimiento de las reservas de nutrientes en el suelo y su cultivo.
Según el método de N.N. Mikhailov, las dosis de fertilizantes para los cultivos de cereales en suelos con bajo contenido de nutrientes y para los cultivos en hileras con contenido medio de nutrientes se calculan para el rendimiento previsto, teniendo en cuenta el aumento de la fertilidad del suelo.
Tabla. Posible eliminación de fósforo y potasio del suelo[ref]Agroquímica. Libro de texto / V.G. Mineev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov y otros; ed. por V.G. Mineev. - Moscú: Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. - 854 p.[/ref]
| Muy bajo | ||
| Bajo | ||
| Media | ||
| Alta | ||
| Muy alto | ||
En la tabla se indican los cálculos de las necesidades de fósforo y potasio para el cultivo previsto de centeno de invierno.
Tabla. Demanda y oferta de fósforo y potasio en la planificación del rendimiento del centeno de invierno 4 t/ha[ref]Agroquímica. Libro de texto / V.G. Mineev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov y otros; ed. por V.G. Mineev. - Moscú: Editorial del Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. - 854 p.[/ref]
| Disponibilidad del suelo | ||
| necesarios para formar un cultivo, kg | ||
| Posible eliminación del suelo, kg | ||
| es necesario que se garantice mediante el abono | ||
| Provisión con 20 toneladas de estiércol | ||
| Los abonos minerales son necesarios para proporcionar |
En este caso, el nitrógeno se optimiza mejor con el método NMIN (véase «Abonos nitrogenados«).
Aunque este método tiene en cuenta la fertilidad del suelo a la hora de calcular las necesidades de nutrientes para el rendimiento previsto, tampoco es muy preciso, ya que utiliza rangos demasiado amplios de utilización de fósforo y potasio por parte de las plantas del suelo. También se toman los coeficientes relativos de utilización de nutrientes de los fertilizantes orgánicos y minerales.
A lo largo de la rotación, el nitrógeno de los fertilizantes minerales se utiliza en una media del 60%, el fósforo en un 35% y el potasio en un 75%. El nitrógeno y el fósforo de los fertilizantes orgánicos se utilizan en un 50%, el potasio en un 75%. La determinación sistemática del contenido de nitrógeno, fósforo y potasio del cultivo permite ajustar anualmente las tasas de utilización y realizar balances de nutrientes más fiables.
Los datos de la balanza permiten un cálculo más preciso de la dosis de abono en función de las condiciones específicas y del objetivo. Las dosis de abono calculadas para obtener el rendimiento previsto y un contenido determinado de nutrientes en el suelo se determinan mediante la fórmula:
D = B / K1 + K2(No — Nf) / (K3t),
donde D — dosis de nutrientes, kg/ha; B — eliminación de nutrientes por el cultivo previsto, kg/ha; K1 — coeficiente de utilización de nutrientes con respecto al efecto posterior; No — contenido de nutrientes objetivo en el suelo, mg/100 g; Nf — contenido real de nutrientes en el suelo, mg/100 g; K2 — coeficiente de conversión de mg/100 g a kg/ha; K3 — coeficiente de consumo de fertilizantes para aumentar el contenido de nutrientes en el suelo; t — tiempo para alcanzar el contenido de nutrientes objetivo en el suelo.
Ejemplo. Se necesita un rendimiento de grano de trigo de invierno de 40 с/ha (= 4 t/ha) y el contenido real de fósforo (Nf) de 10 mg por 100 g de suelo debe alcanzarse en 10 años. Con un rendimiento de grano de 40 c/ha, el trigo de invierno consume 48 kg/ha de P2O5 (B). Para determinar la dosis de fósforo, la eliminación (48 kg/ha) dividida por el coeficiente de su utilización por las plantas a partir de los abonos, teniendo en cuenta los efectos de, siempre que 2/3 del fósforo se introduzca con abonos minerales y 1/3 con abonos orgánicos, la tasa de utilización es de 0,4 (K1). Sería necesaria una aplicación de 120 kg/ha de P2O5.
El contenido medio de fósforo móvil en 10 años (t) se eleva a 10 mg, es decir, 5 mg por 100 g de suelo (No), lo que corresponde a 150 kg/ha (5 mg⋅30).
Según años de investigación, aproximadamente el 0,4 de la cantidad de fósforo (K3) aplicada en exceso de la dosis para el rendimiento previsto se destina a aumentar sus formas asimilables en el suelo. Para alcanzar un nivel determinado de contenido de formas móviles de fósforo en el suelo a lo largo de 10 años se necesitarían 375 kg/ha de P2O5 (150 kg:0,4), es decir, una media de 37,5 kg/ha al año manteniendo los rendimientos previstos. Dada esta cantidad, la dosis necesaria, calculada para producir el rendimiento previsto y un contenido de nutrientes determinado, sería de 157,5 kg/ha (120 + 37,5):
D = 0.48 / 0.4 + (10 — 5) ⋅ 30 / 0.4 = 120 + 37.5 = 158 kg P2O5/ha.
Cálculo de las dosis de abono en función de la evaluación del suelo
T.N. Kulikovskaya recomienda calcular las dosis de fertilizante en función de la evaluación de la puntuación del suelo. A partir de los datos experimentales se desarrolla el precio de la puntuación de la tierra cultivable, kg de producción por puntuación.
Tabla. Punto de precio de la tierra cultivable, kg de producción por un punto[ref]Agroquímica. Libro de texto / V.G. Mineev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov y otros; ed. por V.G. Mineev. - Moscú: Editorial del Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. - 854 p.[/ref]
Ejemplo. Rendimiento previsto del trigo de invierno de 50 kg/ha (= 5 t/ha) de grano. El suelo es franco-arenoso, puntuación de cultivo W = 58, precio de una puntuación para el trigo de invierno CW = 34 kg.
Propiedades agroquímicas del suelo: pH 6,0; humus — 1,8%; P2O5 — 14 y K2O — 12 mg por 100 g de suelo; peso volumétrico 1,3 g/cm3; peso de 20 cm de capa arable 2600 t. Factor de corrección de las propiedades agroquímicas K = 1,23.
En primer lugar, determine la cantidad de rendimiento que puede obtenerse de la fertilidad efectiva del suelo:
Y = W⋅CW⋅K = 58⋅34⋅1,23 = 24,2 c/ha (= 2.42 t/ha).
Por consiguiente, cuando se aplique el fertilizante, la ganancia de grano será de 25,8 c/ha (50-24,2) (tabla).
Tabla. Cálculo de las dosis de abono para el rendimiento previsto del trigo de invierno 50 c/ha (= 5 t/ha) de materia seca de 1 ha[ref]Agroquímica. Libro de texto / V.G. Mineev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov y otros; ed. por V.G. Mineev. - Moscú: Editorial del Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. - 854 p.[/ref]
| Aumento previsto del rendimiento del grano, 100 kg/ha | |||
| Realizado por 100 kg de grano, kg | |||
| Rendimiento total por incremento, kg/ha | |||
| Factor de utilización de fertilizantes minerales, % | |||
| Se debe aplicar en función del factor de utilización, kg/ha | |||
Así, para obtener 50 c (= 5 t) de grano se aplica N151P124K143, es decir, un total de 418 kg/ha de NPK.
Según las investigaciones realizadas por el Instituto de Investigación de la Ciencia del Suelo y la Agroquímica de Bielorrusia, se ha determinado la rentabilidad de los fertilizantes minerales y orgánicos para diferentes suelos.
Tabla. Retorno de los fertilizantes por rendimiento, kg de producción por 1 kg de NPK y 1 tonelada de fertilizantes orgánicos[ref]Agroquímica. Libro de texto / V.G. Mineev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov y otros; ed. por V.G. Mineev. - Moscú: Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. - 854 p.[/ref]
| Centeno de invierno | |||||
| Trigo de invierno | |||||
| Cebada | |||||
| Avena | |||||
| Patatas | |||||
| Lino | |||||
| Remolacha azucarera | |||||
Utilizando la tasa de amortización de la unidad de nutrientes, calcule la dosis de fertilizante para un rendimiento adicional de 2580 kg de grano de trigo de invierno. Así, para 1 kg de NPK aplicado a un suelo franco-arenoso, se obtienen 6 kg de grano, para 2580 kg se necesitarán 430 kg/ha (2580:6). Conociendo la proporción óptima de elementos nutritivos, que para el trigo de invierno es N:P:K = 1,0:0,9:1,2, encontramos en consecuencia — para 5 toneladas/ha de grano N139P125K166.
El método de cálculo se basa en una gran cantidad de datos experimentales, y la dosis se ajusta en gran medida a las características biológicas del cultivo.
Método para determinar el rendimiento potencial real (PRR)
El método para determinar el rendimiento realmente posible (PRR) basado en el contenido de nutrientes del suelo fue propuesto por Ermokhin, Neklyudov y Krasnitsky en 2000. El método se basa en que el contenido de nutrientes del suelo es el factor limitante y determina el rendimiento de un PRR.
El enfoque del método permite estimar la fertilidad natural del suelo y determinar el posible rendimiento sin fertilización, y luego predecir la eficacia de la fertilización.
Los autores proponen una fórmula para el cálculo:
PRRN = mhdKn / H,
donde PRRN — rendimiento realmente posible debido a los nutrientes del suelo (sin fertilizantes), t/ha; m — contenido de nutrientes del suelo al mínimo, mg/100 g; h — profundidad de la capa de cultivo, cm; d — masa volumétrica de la capa de cultivo, g/cm3; Kn — factor de uso de nutrientes de la planta desde el suelo; H — consumo de nutrientes de la planta para crear una unidad de producción principal, incluyendo el subproducto, kg/tonelada.
Además del contenido de nutrientes en el suelo, es necesario conocer la proporción de elementos que intervienen en la formación del rendimiento y su disponibilidad para las plantas.
Para las condiciones de Siberia Occidental se determina la proporción de nutrientes en el suelo, que caracteriza la nutrición equilibrada y permite determinar cuál de los elementos está en el primer mínimo.
La proporción óptima de estos elementos en la capa de suelo 0-30 y 0-40 cm es:
P2O5 mg/100 g ≈ 10⋅NO3 mg/100 g ≈ K2O mg/100 g
La relación equilibrada P2O5:NO3 es 10, la relación P2O5:K2O es 1. Si la relación P2O5:NO3 es inferior a 10, indica una carencia de fósforo, si es superior a 10, el suelo contiene al menos algo de nitrógeno. La relación entre el K2O y el NO3 se caracteriza de forma similar.
Para determinar cuál de los elementos es el mínimo, se establece el coeficiente de acción del elemento que se va a aplicar como abono. El coeficiente de acción (KD) más alto indica que el elemento está en el mínimo y limitará el rendimiento del cultivo.
Ejemplo. En el contenido en el suelo N-NO3 — 0,7 mg/100 g; P2O5 — 10,5 mg/100 g; K2O — 10,0 mg/100 g; la relación de elementos será: P2O5:N-NO3 = 10,5:0,7 = 15; K2O:N-NO3 = 10,0:0,7 = 14,3. Por consiguiente, el nitrógeno es el factor limitante del rendimiento de los cultivos en este suelo.
Al utilizar los fertilizantes, los autores recomiendan para los suelos de Siberia Occidental utilizar los niveles óptimos de nutrientes establecidos para los cultivos de cereales A.E. Kochergin (mg/100 g): N-NO3 — 1,5; P2O5 — 15,0; K2O — 15,0.
El coeficiente de acción de los nutrientes también puede determinarse por otro método: por la relación entre el contenido óptimo y el real del elemento nutritivo en el suelo:
KD N = N-NO3, mg/100 g (óptimo) / N-NO3, mg/100 g (realmente) = 1,5 / 0,7 = 2,14;
KD P2O5 = P2O5, mg/100 g (óptimo) / P2O5, mg/100 g (realmente) = 15 / 10,5 = 1,43;
KD K2O = K2O, mg/100 g (óptimo) / K2O, mg/100 g (realmente) = 15 / 10 = 1,5.
De estos datos se deduce que los factores que limitan el rendimiento en un suelo determinado son los tres nutrientes, el nitrógeno en mayor medida, ya que el KD del nitrógeno tiene el valor más alto de 2,14.
Para Siberia, Y.I. Ermokhin y sus coautores (2000) obtuvieron los siguientes coeficientes de utilización de nutrientes para las plantas a partir de las reservas del suelo: nitrógeno nítrico 0,6-0,8 (60-80%), fósforo lábil 0,1 (10%), potasio de intercambio 0,2-0,3 (20-30%). Conociendo estos valores, se determina el PRR (por ejemplo, de cebada) sin fertilizante.
Ejemplo.
N-NO3 = 0,7 mg/100 g
P2O5 = 10,5 mg/100 g
K2O = 10,0 mg/100 g
h = 30 cm
d = 1,2 g/cm3
HN = 35,6 kg/t
HP = 12,1 kg/t
HK = 25,1 kg/t
Kn N = 0,6
Kn P = 0,1
Kn K = 0,3
Determinar el PRR, t/ha = ?
Solución.
Teniendo en cuenta la nitrificación actual (NT = 70 kg/ha) el PRR de nitrógeno sería:
PRR = (0.7 ⋅ 30 ⋅ 1.2 + 70) ⋅ 0.6 / 35.6 = 1.6 t/ha;
sobre el fósforo:
PRR = (10.5 ⋅ 30 ⋅ 1.2 ⋅ 0.1) ⋅ 0.6 / 12.1 = 3.1 t/ha;
para el potasio:
PRR = (10.0 ⋅ 30 ⋅ 1.2 ⋅ 0.3) ⋅ 0.6 / 25.1 = 4.3 t/ha.
Por consiguiente, con esta característica del suelo, el rendimiento posible de la cebada sería de 1,6 t/ha.
Métodos de cálculo de las dosis de fertilizantes para el rendimiento previsto (N.K. Boldyrev)
N.K.Boldyrev en 1962 sobre la base de los métodos complejos de diagnóstico de la hoja y el suelo propuso métodos de cálculo de las dosis de fertilizantes para el rendimiento previsto.
Un método simplificado para calcular las dosis de abono en función de la composición química de las hojas y los nutrientes móviles del suelo se basa en establecer el grado de necesidad (GN) de un elemento nutritivo mediante la ecuación:
GN = CO : CR,
donde CO es el contenido óptimo del elemento, CR es el contenido real del elemento.
El grado de necesidad viene especificado por otro elemento en excedente relativo o por la relación óptima entre las tasas de los elementos de las hojas, teniendo en cuenta las igualdades:
%N(L) = 12% P(L) = 1,2% K(L) o %N (L) = 5,2% P2O5 (L) = %K2O (L).
Ecuación
%N = 12⋅%P = 1,2⋅%K = 12⋅%S = 12⋅%Mg = 6⋅%Ca
N.K. Boldyrev llamó a la ecuación del equilibrio óptimo de los elementos en las hojas de los cultivos de cereales durante la fase de floración. Se han desarrollado proporciones óptimas de elementos para otros cultivos.
Tabla. Indicadores de niveles normales de elementos y sus proporciones óptimas en las hojas de algunos cultivos[ref]Agroquímica. Libro de texto / V.G. Mineev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov y otros; ed. por V.G. Mineev. - Moscú: Editorial del Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. - 854 p.[/ref]
| Trigo de primavera e invierno | |||||||||
| Cebada | |||||||||
| Maíz para ensilaje | |||||||||
| Maíz para grano | |||||||||
| Girasoles para grano | |||||||||
| Hierbas perennes de cereal | |||||||||
*El valor entre paréntesis es el valor del factor de acción del elemento equilibrado en las hojas («B») correspondiente a un determinado nivel de rendimiento de la planta
N.K. Boldyrev ofrece tres tablas con la proporción de NPK en las hojas en tres fases de crecimiento: ahijamiento, trompeta y final de la floración. En el centro de cada tabla se indica la proporción óptima de elementos (NPK en las hojas en las tres fases de crecimiento). Hacia arriba y hacia abajo del centro crece el desequilibrio, asociado a la falta de un elemento (GN < 1) o al exceso (GN > 1).
Tabla. Relación entre el nitrógeno y el fósforo (% P) en las hojas (fase de ahijamiento, trompeta y floración tardía) como base para evaluar las condiciones nutricionales y determinar el grado de necesidad (GN) y las dosis de abono para los cultivos de cereales (por N.K. Boldyrev)
Tabla. Relación entre el nitrógeno y el potasio (% K) en las hojas como base para evaluar las condiciones nutricionales, determinar el grado de necesidad (GN) y las dosis de abono para los cultivos de cereales (por N.K. Boldyrev)
Tabla. Relación entre el potasio (% K) y el fósforo (% P) en las hojas como base para evaluar las condiciones nutricionales, determinar el grado de necesidad (GN) y las tasas de fertilización de los cultivos de cereales (por N.K. Boldyrev)
Conociendo los valores de GN determinados por la ecuación GN = CO : CR o las tablas, se puede calcular una dosis de abono.
Si GN < 1, las plantas no necesitan este elemento y no se calcula ninguna dosis. Si el valor de la GN está entre 1,1 y 3 y 4, el indicador se incluye en la fórmula:
D (kg/ha) = GN ⋅ MN,
donde D es la dosis de la sustancia activa; MN es la dosis mínima (kg de sustancia activa) utilizada en el abono de base, cuyo valor se fija en los experimentos de campo.
El valor de MN en el abono básico para los cereales, el maíz y los guisantes suele ser de 30 kg/ha al día, para las patatas y las hortalizas — 45 kg/ha al día en condiciones normales de cultivo para obtener rendimientos de hasta 4 t/ha de grano, 25 t/ha de patatas y 50 t/ha de col. En condiciones de riego, la dosis mínima (MN) puede ser 1,5-2 veces mayor. En el método complejo de diagnóstico foliar se da un ajuste de dosis del elemento faltante para otros elementos básicos que están en algún exceso o deficiencia.
Ejemplo. Cálculo de la tasa de nitrógeno para producir 4 t/ha de grano de trigo de primavera.
Para la fase de ahijamiento el contenido óptimo en las hojas es N = 5%, P = 0,43%, K = 4,2%. Coeficiente de elemento equilibrado (N) en las hojas B = 0,5 para 3.2-4.0 t/ha, 0,63 para 4.1-5.0 t/ha y 0,8 para 5.5-6.0 t/ha. La necesidad de nitrógeno del trigo de primavera por 1 kg de grano con paja es de 4 kg. El coeficiente de utilización de los fertilizantes minerales N — 63%, P2O5 — 20% y K2O — 63%. La tasa mínima de nitrógeno NMIN = 45 kg.
Para la fase del final de la floración el contenido óptimo de elementos en las hojas N = 3%, P = 0,25%, K = 2,5%. El coeficiente de acción de los elementos en las hojas (B) para rendimientos de 4.0 t/ha es de 0,8, para rendimientos de hasta 5.0 t/ha de grano — 1,0, para rendimientos de 5.1-6.0 t/ha — 1,25. Los demás indicadores son los mismos que para la fase de ahijamiento.
Los índices actuales de la composición química de las hojas de la versión no fertilizada en la fase de ahijamiento son N = 3,92%, P = 0,46%, K = 4,3%, en la fase de floración final N = 2,10%, P = 0,29%, K = 3,74%.
Entonces, para la fase de ahijamiento, el grado de demanda de nitrógeno es:
GN N = [5.0% N (óptimo) / 3.92% N (realidad)] x [0.46% P (realidad) / 0.43% P (óptimo)] = 1.4.
Para la fase de floración tardía, el grado de demanda de nitrógeno será:
GN N = [3.0% N (óptimo) / 2.1% N (realidad)] x [0.29% P (realidad) / 0.25% P (óptimo)] = 1.7.
Este grado de carencia de nitrógeno en el trigo debe corregirse con una carencia de fósforo en las hojas o en el suelo si no se puede superar esta carencia. Considerando que GN N = 1,7,
GN N = [5.0% / 3.1%] x [0.26% P (realidad) / 0.43% P (óptimo)] = 1.7 x 0.6 = 1.02.
A partir de ahí, la dosis de nitrógeno será N kg/ha = GN⋅45 = 1,02⋅45 = 46 kg/ha en lugar de 80 kg/ha. Esta corrección es importante a la hora de determinar las dosis de nitrógeno para los cultivos de invierno y primavera cuyos campos tienen un contenido de fósforo o potasio móvil inferior a la norma.
Así, la dosis de nitrógeno por química foliar en la fase de mata sería N kg/ha = GN⋅MN = 1,4⋅45 = 63 kg/ha, en la fase de floración tardía N kg/ha = GN⋅MN = 1,7⋅45 = 76 kg/ha, la media — 70 kg/ha.
Si tenemos en cuenta el contenido excesivo de potasio en las hojas en comparación con el contenido óptimo, entonces:
GN N = [3.0% N (óptimo) / 2.1% N (realidad)] x [3.74% K (realidad) / 2.50% K (óptimo)] = 1.4 x 1.5 = 2.1.
y la dosis de nitrógeno será N = 2,1⋅45 = 94 kg/ha.
La suma de los tres cálculos, ajustada por un cierto exceso de fósforo y potasio en las dos fases de crecimiento, dará como resultado una tasa media de nitrógeno de (63 + 76 + 94) : 3 = 78 kg/ha.
Por analogía con el método complejo de diagnóstico foliar analítico N.K. Boldyrev recomienda calcular las dosis de abono por el contenido de nutrientes móviles en el suelo, es decir, aplicar un método complejo de diagnóstico del suelo. El método se basa en determinar la composición normal de nutrientes del «suelo», que proporciona un alto rendimiento de grano, por ejemplo, 4 t/ha de grano de trigo de primavera. Estos pueden denominarse los parámetros óptimos de la fertilidad del suelo en términos de formas móviles de nutrientes.
Tabla. Indicadores de la composición nutritiva normal de diferentes tipos de suelos, que proporcionan 40 cwt (= 4 t) de trigo de primavera y el nivel correspondiente de rendimiento de otros cultivos[ref]Agroquímica. Libro de texto / V.G. Mineev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov y otros; ed. por V.G. Mineev. - Moscú: Editorial del Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. - 854 p.[/ref]
*Para un nivel de rendimiento de 5,0-5,5 t/ha de grano de trigo de invierno, el contenido corresponde a 35 mg/kg de suelo
La tabla se complementa con indicaciones sobre la relación óptima entre los elementos del suelo, que son necesarias para el cálculo posterior de las correcciones de las dosis de abono para las relaciones de los nutrientes móviles.
Tabla. Relación entre los nutrientes móviles del suelo como base para evaluar las condiciones nutricionales y determinar el grado de necesidad de fertilizantes de los cultivos de cereales[ref]Agroquímica. Libro de texto / V.G. Mineev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov y otros; ed. por V.G. Mineev. - Moscú: Editorial del Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. - 854 p.[/ref]
*CO — óptimo nutricional en términos de proporción de nutrientes. Designaciones: 1 CO — nutrición equilibrada, definida como: mg/kg P2O5 — 7,2⋅Nnit mg/kg K2O; 2 — el desequilibrio nutricional es débil; 3-4 — medio; 5-7 — fuerte.
Tabla. Relación entre el potasio y el nitrógeno nítrico en el suelo como base para evaluar las condiciones nutricionales, determinar el grado de necesidad de GN y las tasas de elemento faltante en el abono[ref]Agroquímica. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. - Moscú: Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. — 854 с.[/ref]
Tabla. Relación entre el fósforo móvil y el potasio intercambiable (según Chirikov) como base para evaluar las condiciones nutricionales y determinar el grado de necesidad GN del elemento faltante[ref]Agroquímica. Libro de texto / V.G. Mineev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov y otros; ed. por V.G. Mineev. - Moscú: Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. — 854 с.[/ref]
Las relaciones N:P2O5:K2O en el suelo caracterizan el aspecto cualitativo de la nutrición de las plantas y su equilibrio. La relación entre el contenido óptimo y el real de NH y P2O5, entre NH y K2O se expresa mediante índices cuantitativos del grado de necesidad del elemento faltante, que se utilizan como factores de corrección para ajustar la dosis de abono.
Las relaciones óptimas entre los nutrientes móviles del suelo se establecen en experimentos de campo con dosis variables de fertilizantes según esquemas factoriales o convencionales, determinando las relaciones de correlación de forma gráfica o por agrupación entre los indicadores de las relaciones de pares de elementos y el valor del rendimiento. Las proporciones óptimas entre los nutrientes móviles del suelo para los cultivos de cereales en algunos tipos de suelo se expresan mediante ecuaciones de equilibrio de nutrientes.
Para los chernozems ordinarios y lixiviados (método de Chirikov para el fósforo y el potasio intercambiable) la igualdad:
P2O5 mg/kg de suelo = 7,2⋅N-NO3 mg/kg = K2O mg/kg.
Para los chernozems carbonatados y los suelos de castaño (método de Machigin para el fósforo y el potasio):
P2O5 mg/kg de suelo = N-NO3 = K2O : 10.
Los indicadores de la composición óptima de nutrientes del suelo y las proporciones óptimas de nutrientes móviles se utilizan para determinar las dosis de fertilizantes también en otros métodos de cálculo. El cálculo de las dosis de fertilizantes basado en el análisis agroquímico del suelo se realiza de forma similar al método de diagnóstico foliar.
La tasa del elemento que falta se determina multiplicando el GN por la dosis mínima MH del elemento, igual a 30.
Para el nitrógeno en condiciones de riego el MH se diferencia teniendo en cuenta el rendimiento previsto y es: MH = 30 para rendimientos de hasta 3,6-3,8 t/ha; MH = 45 para rendimientos de 4,0-5,0 t/ha y MH = 60 para rendimientos superiores a 6 t/ha. El MH de fósforo para el riego es de 45 kg de P2O5.
Se toman los datos iniciales del análisis del suelo para el chernozem ordinario y la obtención del rendimiento previsto del grano de trigo de primavera bajo riego 4 t/ha. El contenido de humus en la capa de 0-30 cm era del 6,0%, 7-10 días antes de la siembra nitrógeno nítrico (N-NO3) — 14,0 mg/kg; P2O5 y K2O (por Chirikov) — 182 y 1176 mg/kg respectivamente. La masa volumétrica de 1 cm3 de la capa analizada d = 1,05, la profundidad de la capa analizada h = 30 cm. La masa de la capa de suelo analizada en millones de kg por 1 ha para convertir los nutrientes de mg/kg a kg/ha, es decir, el factor de conversión para la masa de la capa Ms, se determina mediante la fórmula:
Ms = dh / 10,
o
Ms = 1.05 ⋅ 30 / 10 = 3.15.
Para el suelo de castaño y bajo riego para el nitrógeno nítrico se utiliza una capa de determinación de 0-60 cm a d = 1,2 g/cm3, Ms sería 7,2.
Cómo determinar la dosis de abono
1. La comparación de los datos reales de N-NO3, P2O5 y K2O con los valores óptimos -25, 180, 180 mg/kg respectivamente- muestra que las plantas de trigo para el rendimiento de 4 t/ha no necesitan fertilizantes de fósforo y potasio y sólo necesitan nitrógeno.
2. El grado de necesidad de nitrógeno de las plantas se determina mediante la ecuación:
GN N = [mg N-NO3 / kg (óptimo)] / [mg N-NO3 / kg (realidad)] = 25/14 = 1,78,
corrección de fósforo
GN N = [P2O5:N-NO3 (realidad)] / [P2O5:N-NO3 (óptimo)] = (182:14) / (180:25) = 1,8.
El GN N corregido por la relación entre K2O y N-NO3 debido al exceso de potasio intercambiable alcanza un valor muy alto.
Corrección del potasio
GN N = [K2O:N-NO3 (realidad)] / [K2O:N-NO3 (óptimo)] = (1176:14) / (180:25) = 11,6.
Por lo tanto, el equilibrio de la nutrición de nitrógeno pasa por el exceso de potasio en el suelo, cuando la corrección para el potasio es superior a 3, el GN para el fósforo es (180:182) = 0,99, y para el potasio GN = (180:1176) = 0,15, es decir, no hay necesidad de estos elementos.
3 La dosis de nitrógeno en el abono básico se determina mediante la fórmula
DN kg/ha = GN⋅MH,
donde GN = 1,8, la dosis mínima (MH) es de 30 kg/ha o 45 kg/ha de nitrógeno, HN kg/ha = 1,8⋅30 = 54, HN kg/ha = 1,8⋅45 = 81.
Estas dosis calculadas de 54 y 81 kg/ha de nitrógeno casi coinciden con las dosis óptimas identificadas en los experimentos de campo. No fue necesario aplicar fertilizantes de fósforo y potasio.
Sobre la base de muchos años de investigación de la Universidad Agrotécnica de Kazajstán (KATU) por V.G. Chernenok, se corrigieron las gradaciones de los suelos según el contenido de P2O5 para las condiciones del norte de Kazajstán.
Tabla. Gradación de los suelos de castaño oscuro y chernozem del norte de Kazajistán en el contenido de P y la eficiencia de los fertilizantes de fósforo[ref]Agroquímica. Libro de texto / V.G. Mineev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov y otros; ed. por V.G. Mineev. - M.: Editorial del Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. — 854 с.[/ref]
Aplicación de los métodos de equilibrio
Una desventaja de todos los métodos de balance es que no tienen en cuenta los predecesores, los indicadores agroquímicos, la fertilidad del suelo y otros indicadores que afectan a la utilización de los nutrientes del suelo y del abono por parte de las plantas. Por lo tanto, se consideran indicativos, especialmente si los datos para los cálculos se toman de materiales de referencia. En la práctica, dan resultados satisfactorios y agilizan la aplicación de los fertilizantes.
El objetivo de estos métodos de cálculo es obtener un rendimiento en el año en curso utilizando la fertilidad natural del suelo. El abono compensa la cantidad de nutrientes que no se pueden obtener del suelo. No hay una mejora sistemática de la fertilidad ni una reposición de los nutrientes que se han utilizado para formar el cultivo.
Los cálculos de equilibrio de las dosis de fertilizantes por rendimiento previsto, teniendo en cuenta la mejora de la fertilidad, presentan variaciones:
- Obtención de altos rendimientos mediante la aplicación de pequeñas dosis con agotamiento simultáneo de los nutrientes del suelo.
- Obtención de altos rendimientos manteniendo la fertilidad efectiva en el nivel inicial.
- Obtención de los mayores rendimientos posibles para un determinado cultivo aumentando la fertilidad efectiva.
Determinación de las dosis de fertilizantes fosfatados
A partir del análisis de correlación de los datos experimentales, se estableció la relación cuantitativa entre el contenido de nutrientes en el suelo y la productividad de los cultivos, se determinaron los parámetros óptimos para los distintos cultivos y se propuso la forma de alcanzarlos.
Tabla. Niveles óptimos de nutrientes del suelo para diferentes cultivos (V.G. Chernenok, 1993, 2009)
Esto permitió proponer una nueva forma más precisa de determinar la carencia de fósforo en el suelo y la dosis de abono para los cultivos mediante la fórmula de optimización:
DP (kg ingrediente activo/ha) = (P (óptimo) — P (real)) ⋅ K,
donde la diferencia (P (óptimo) — P (real)) muestra el déficit de fósforo en el campo en mg/kg de suelo, el coeficiente K = 10 en los suelos zonales, DP es la cantidad de fertilizante de fósforo que debe aplicarse para eliminar el déficit y crear condiciones óptimas para la nutrición de fósforo para el cultivo en este campo.
Al calcular las dosis de abono, debe incluirse el nivel óptimo más bajo.
Si el déficit de fósforo es muy alto y no es posible alcanzar el nivel óptimo en una sola aplicación, puede hacerse en varias aplicaciones, llevando el primer paso a un nivel medio de 25 mg/kg de suelo.
La creación de un nivel óptimo de contenido de fósforo en el suelo permite al cultivo realizar el potencial de formación del máximo rendimiento en cualquier condición de humedad.
Una nutrición óptima de fósforo contribuye al uso eficiente de la humedad. Por ejemplo, en la baja nutrición en promedio durante 20 años, el coeficiente de consumo de agua fue de 20 mm, en un promedio — 12 mm, el óptimo — 8 mm.
Cuando hay un gran déficit de fósforo en el suelo, cuando no es posible llevar el contenido a un nivel óptimo de una sola vez, es posible determinar la dosis de fertilizante para un cierto aumento de los rendimientos.
Ejemplo. Para aumentar el rendimiento en 500 kg (= 0,5 с) es necesario aumentar el contenido de fósforo en el suelo en 6 mg (5 с⋅1,2 mg P2O5), para lo cual deben aplicarse 60 kg de abono efectivo (6⋅10).
Tabla. Relación del rendimiento del trigo de primavera con el contenido de Р2О5 del suelo (KATU, Chernenok, 1970-1990)
| Consumo de mg de Р2О5 por 100 kg de cultivo | |||
Determinación de las dosis de abono nitrogenado
Muchos años de investigación (Chernenok 1993,1997) han identificado 4 factores principales de la eficacia de los fertilizantes nitrogenados: el contenido de nitrato en la capa de 0-40 cm, el contenido de fósforo móvil, su proporción y las condiciones de humedad. Se ha establecido la relación cuantitativa entre estos factores, lo que permite determinar las necesidades de los cultivos en materia de fertilizantes y garantizar su eficacia.
Teniendo en cuenta estos factores, se ha elaborado una escala zonal de suministro de nitrógeno y fósforo al suelo.
Tabla. Gradación de la disponibilidad de nitrógeno en los cultivos de grano, según el contenido de N-NO3 mg/kg de suelo en la capa de 0-40 cm (V.G. Chernenok)
Para calcular la dosis de abono nitrogenado, hay que determinar el contenido de nitrógeno nítrico del suelo en la capa de 0-40 cm. Si se conoce el contenido de nitrógeno hidrolizable (según Tyurin-Kononova), la cifra debe convertirse en nitrógeno nítrico (N-NO3) multiplicando por un factor de 0,26. En los cultivos posteriores al barbecho, el contenido de N-NO3 se reduce una media del 30% según los datos a largo plazo.
Más precisamente, el déficit de nitrógeno en el suelo y la necesidad de fertilizantes de nitrógeno calculado por la fórmula que tiene en cuenta las características biológicas de la cultura, los requisitos de las condiciones de la nutrición de nitrógeno y el contenido de nitrógeno en el suelo N-NO3 mg/kg en la capa 0-40 cm (Chernenok V.G.)
DN = (N(óptimo) — N(actual)) ⋅ K ⋅ Fh,
donde: DN es la dosis de fertilizantes nitrogenados, kg/ha de la sustancia activa; N(óptimo) es el contenido óptimo de nitrógeno nítrico en el suelo, mg/kg en la capa de 0-40 cm; N(actual) es el contenido real de N-NO3, mg/kg en la capa de 0-40 cm; K es el equivalente a 1 mg de N-NO3 en el suelo, equivalente a 7,5 kg de la sustancia activa (la cantidad de fertilizante N que debería introducirse para aumentar el contenido de N-NO3 en el suelo en 1 mg/kg).
La fórmula parte de la base de que el contenido de fósforo alcanza un nivel óptimo. Si el contenido de P2O5 en el suelo, incluso después de la aplicación de fertilizantes fosfatados, sigue siendo inferior al óptimo, lo que puede determinarse dividiendo la dosis de fertilizante aplicada por 10 (equivalente al coste del kg de fertilizante o.d. para aumentar el fósforo en el suelo en 1 mg/kg basándose en el contenido real de fósforo del suelo)
P (mg/kg) = P(actual) + DP/10,
donde DP es la dosis de fósforo aplicada.
En este caso, la dosis de abono nitrogenado se calcula mediante la fórmula
DN = (1/3P(actual) — N(actual)) ⋅ K ⋅ Fh,
donde (1/3P(actual)) es un indicador de N-NO3 mg/kg al que se debe llevar el nitrógeno para asegurar una relación P:N óptima de 2,5-3.
Ejemplo. El suelo contiene 15 mg de P2O5/kg de suelo. Aplicamos 120 kg del ingrediente activo, el contenido de P2O5 aumentó a 27 mg (15 + 120/10). No se han alcanzado los niveles óptimos de fósforo, por lo que no debemos aumentar el nitrógeno a 12 o 15 mg. Para 27 mg de P2O5, el óptimo N-NO3 sería 27:3 = 9 mg.
Esto le permite mantener una relación óptima de fósforo/nitrógeno para las plantas en suelos deficientes en fósforo. Lo que le permite ahorrar la cantidad de fertilizante y los fondos, como la deficiencia de fósforo no permitirá realizar la dosis completa de nitrógeno, calculado para llevarlo a un óptimo.
Fh es un factor de corrección de la humedad, calculado según la fórmula:
Fh = O(actual)/275,
donde: O(actual) — precipitación anual real (proyectada); 275 — precipitación normativa, un valor constante igual a la media a largo plazo para el período de estudio.
La precipitación real (proyectada) se calcula a partir de la precipitación real de septiembre a mayo más la precipitación proyectada para la temporada de crecimiento. Si en junio se espera que la cantidad de precipitaciones esté dentro de la norma — se añade la media a largo plazo, si es superior — 1,5 norma, inferior — 0,5 norma.
El Fh permite ajustar las normas y calcular la dosis y la adición de abono nitrogenado para cualquier año húmedo dentro de la variación zonal de las precipitaciones. Estas tablas son aplicables a todos los suelos.
Tabla. Dosis de abono nitrogenado y aumento del rendimiento (100 kg/ha) en función del contenido de N-NO3 del suelo y del factor de meteorización (Fh)
Una adición más precisa viene determinada por la fórmula:
IN = 1,24 — 0,14 N-NO3 + 1,62 Fh + 0,06 P/N,
IN — incremento de los fertilizantes nitrogenados; N-NO3 — contenido en el suelo, mg/kg en la capa de 0-40 cm; P/N — relación entre el contenido real de P2O5, mg/kg de suelo en la capa de 0-20 cm y N-NO3, mg/kg en la capa de 0-40 cm.
En las condiciones del mercado es importante conocer el posible aumento del rendimiento, para que incluso antes de fertilizar, basándose en los precios emergentes, determinar si este método estará económicamente justificado.
El análisis de correlación mostró una alta fiabilidad (r = 0,93) de la predicción de la eficiencia de los fertilizantes nitrogenados, calculada por el método dado teniendo en cuenta los 4 factores que determinan la eficiencia.
Literatura
Agroquímica. Libro de texto / V.G. Mineev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov et al. — Moscú: Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. — 854 с.
Yagodin B.A., Zhukov Y.P., Kobzarenko V.I. Agrochemistry / Editado por B.A. Yagodin. — Moscú: Kolos, 2002. — 584 p.: ill.
