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Sistema de fertilización y condiciones edafoclimáticas

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Sistema de fertilización

Sistema de fertilización y condiciones edafoclimáticas (English Русский)

Características zonales de los sistemas de abonado

Eficiencia de los fertilizantes a partir de factores agronómicos

Eficacia en función de la cantidad y la calidad del abono

Métodos para determinar las dosis de abono

Métodos y calendario de aplicación de fertilizantes

Condiciones del suelo

El máximo aumento del rendimiento de todos los cultivos gracias a los fertilizantes orgánicos y minerales, tanto si se utilizan por separado como conjuntamente, se consigue en los suelos más pobres. Al trasladarse a suelos más fértiles y cultivados, las condiciones climáticas y de otro tipo son un factor más limitante para el crecimiento y el desarrollo de las plantas, por lo que la eficacia de los fertilizantes suele reducirse.

Esta disminución se observa en la transición de los suelos podzólicos, a los medianos y débiles podzólicos, luego de los bosques grises claros a los oscuros, luego de los podzólicos y lixiviados a los chernozems comunes y meridionales, luego de los suelos castaños oscuros a los claros.

Dentro de un mismo tipo y subtipo, la eficacia de los fertilizantes viene determinada por la composición granulométrica del suelo. En general, existe un patrón: cuanto más pobres son los suelos de composición granulométrica más ligera, mayor es el aumento relativo de los rendimientos gracias a los fertilizantes. Aunque las ganancias absolutas en t/ha en suelos más fértiles suelen ser mayores que en los menos fértiles.

Los distintos tipos de fertilizantes también muestran una eficacia diferente: los fertilizantes nitrogenados son más eficaces en los suelos podológicos y de bosque gris, en los chernozems podzolizados y lixiviados y en todos los suelos de regadío. En los suelos arcillosos podsólicos es típica la siguiente seguridad media de los rendimientos de los cultivos con elementos individuales: nitrógeno — 38% de la productividad máxima, fósforo — 76% de la productividad máxima, potasio — 82% de la productividad máxima. Con la mejora de la disponibilidad de humedad, la eficacia de los fertilizantes nitrogenados aumenta en todos los tipos y variedades de suelos.

Los fertilizantes fosfatados son más eficaces en zonas con humedad insuficiente y clima árido en suelos meridionales, chernozem ordinarios, castaños y marrones, en suelos poco cultivados de otros tipos. Por ejemplo, en las diferencias no cultivadas de tepes (clase 1-2) son más eficaces que los fertilizantes nitrogenados.

Los abonos potásicos son más eficaces en los suelos turbosos, y luego en los suelos podológicos y de bosque gris. En los suelos grises, los chernozems y los suelos de castaño su eficacia es reducida, a menudo ausente.

Según la composición granulométrica en los suelos ligeros de todos los tipos, aumenta la eficacia del nitrógeno, el potasio y los microfertilizantes, en los pesados — el fósforo. En el primer caso, está relacionado con la facilidad de lixiviación de los elementos, y en el segundo, con una mayor fijación del fósforo en los compuestos de difícil acceso. Si los suelos pesados están representados por minerales capaces de fijar el potasio y el amonio, los abonos potásicos y nitrogenados también son eficaces en ellos.

La eficacia de los fertilizantes en suelos de reacción ácida o alcalina depende de los cultivos. La recuperación química debe preceder siempre a la aplicación de fertilizantes. La eficacia de todos los tipos de fertilizantes y en todos los cultivos aumenta al neutralizar los suelos ácidos y alcalinos, alcanzando un máximo en la reacción óptima para los cultivos. Así, de acuerdo con los datos generalizados de los experimentos con cebada en suelos podológicos, la amortización de 1 kg de nitrógeno fertilizante por el aumento del rendimiento del grano con el pH del extracto de sal inferior a 5 fue de 7,6-8,4 kg, con el pH del extracto de sal superior a 5,6 — 18,6-20,2 kg.

La eficacia de cada tipo de abono disminuye con el aumento de la suficiencia del suelo de los respectivos elementos disponibles para las plantas y a menudo desaparece con una suficiencia alta o muy alta (clase 5-6).

Según los datos resumidos por L.M. Los datos de Derzhavin (1992) de los experimentos del servicio agroquímico (CINAO) con trigo de invierno en suelos con medio podzólico suministrado con potasio (100 mg/kg), los incrementos en los rendimientos de grano a partir de 60 kg/ha de P2O5 fueron los siguientes Con un contenido de fósforo móvil de 50 mg/kg de suelo — 0,43 t/ha, 100 mg/kg — 0,36 t/ha y 150 mg/kg — 0,28 t/ha, y en chernozem lixiviado — 0,94 t/ha; 0,51 t/ha y 0,08 t/ha respectivamente. A partir de 60 kg/ha de K2O los incrementos de rendimiento del trigo de invierno fueron los siguientes: en suelos podológicos con un contenido de potasio intercambiable de 50 mg/kg — 0,64 t/ha, 100 mg/kg — 0,33 t/ha y 150 mg/kg — 0,02 t/ha, y en suelos forestales gris oscuro con un contenido de fósforo medio (125 mg/kg) y chernozem podológico con un contenido de potasio intercambiable de 75 mg/kg -0,49 t/ha, 125 mg/kg -0,25 t/ha y 175 mg/kg — 0,02 t/ha.

Patrones similares de eficiencia de todos los tipos de fertilizantes minerales son típicos para todos los cultivos en cualquier suelo, pero aparecen con diferente intensidad. Los fertilizantes y los mejoradores cambian simultáneamente los indicadores agroquímicos y otras propiedades de los suelos. Por ejemplo, según los datos del experimento a largo plazo (desde 1912) del Departamento de Agricultura de la Academia Agrícola de Moscú que lleva el nombre de K.A. Timiryazev en suelo medio-limoso de sodzol en la variante sin fertilizantes, el rendimiento medio de la patata en 1955-1972 fue de 6,7 t/ha. fue de 6,7 t/ha, en 1973, en la aplicación de N100P150K120 — 16,0 t/ha, el pH del suelo 3,83, el contenido de humus 1,45%, el fósforo lábil y el potasio intercambiable (por Kirsanov) 19 mg/kg y 41 mg/kg respectivamente. En la variante de aplicación sistemática de fertilizantes, el rendimiento medio de la patata en 1955-1972 fue de 15,4 t/ha, en 1973, con la misma dosis — 24,7 t/ha; el pH del suelo 3,92, el contenido de humus 1,61%, el fósforo y el potasio móviles respectivamente 100 mg/kg y 133 mg/kg. En la variante con aplicación sistemática de fertilizantes minerales, estiércol y encalado periódico, el rendimiento medio de la patata en 1955-1972 fue de 19,1 t/ha; en 1973, con la misma dosis de fertilizantes — 32,1 t/ha. El suelo era más fértil — pH 5,67, contenido de humus 2,07%, fósforo y potasio móviles respectivamente 128 mg/kg y 207 mg/kg. Se obtuvieron resultados similares con patatas y otros cultivos en otros experimentos a largo plazo en diferentes países.

Las formas móviles de nutrientes acumuladas por los fertilizantes y los mejoradores se distribuyen a lo largo del tiempo por toda la capa que contiene las raíces y resultan más necesarias en condiciones desfavorables, cuando la aplicación de dosis frescas de fertilizantes, incluso en dosis elevadas, puede ser menos eficaz por su inevitable localización.

El examen agroquímico sistemático de los suelos, llevado a cabo desde 1965 en todas las explotaciones, incluidas las parcelas de los hogares y las dachas, reveló la heterogeneidad de los indicadores agroquímicos no sólo dentro de los tipos, subtipos y variedades de suelos, sino también dentro de un campo y de una parcela. Esta circunstancia puso de manifiesto la necesidad de tener en cuenta las diferencias existentes a la hora de clasificar los suelos según estos indicadores y de determinar y ajustar las dosis de fertilizantes.

Sobre la base de los indicadores relativos (clases, grupos) de los suelos se ajustan las dosis recomendadas de fertilizantes para los cultivos, en ausencia de recomendaciones — se introducen factores de corrección. Los factores de corrección de las dosis deben garantizar la obtención del rendimiento previsto de los cultivos de buena calidad, regulando al mismo tiempo el suministro de nutrientes al suelo. Con un suministro medio de un cultivo concreto, por ejemplo, para los cereales, las legumbres y las hierbas — Grado 3, para los cultivos en hileras — Grado 4, para las hortalizas — Grado 5, el factor de corrección de la dosis es 1. Cuando los cultivos se realizan en suelos más pobres que la clase media, el factor de corrección aumenta (más de 1); en suelos más fértiles que la clase media, el factor de corrección es inferior a 1. Con un cambio de clase, la dosis de fertilizante en promedio para todos los cultivos debe cambiar en un 20-30%, es decir, para una clase más pobre que el suelo promedio el factor de ajuste debe ser 1,2-1,3, para dos clases — 1,4-1,6, etc., para una clase más rica que el suelo promedio — 0,8-0,7, para dos clases — 0,6-0,4, etc.

Según los indicadores absolutos, el contenido de formas disponibles de elementos nutritivos en el suelo se determina por los resultados de los experimentos de campo su parte asimilada por el cultivo. Esta parte se denomina coeficiente de utilización de los elementos nutritivos del suelo (CEN), que se determina mediante la fórmula:

CEN = B0 x 100 / W,

donde B0 — exportación económica en la variante sin fertilizantes, kg/ha; W — existencias de formas móviles del elemento, kg/ha; 100 — conversión a porcentaje.

Tabla. Rendimiento y exportación económica de nutrientes por parte de las patatas con diferentes fertilizantes en un suelo franco-arcilloso sodzólico (Vergey)

Opción de la experiencia
Rendimiento de los tubérculos, t/ha
Rendimiento económico, kg/ha
N
P2O5
K2O
Sin abono
16,2
94
27
127
N60P30
23,7
153
36
201
N60P60
27,8
169
37
220
P30K60
20,2
110
33
186
N60P30K60
25,9
152
42
245

Ejemplo. Determinación del CEN de la patata en un suelo arenoso limoso sodoso-medio-podzólico con pH 4,8, Hg 3,5 y S 3 mg⋅eq/100 g, V 46,1%, contenido de fósforo y potasio por Kirsanov 67 mg/kg y 102 mg/kg, nitrógeno hidrolizable 50 mg/kg, contenido de humus 1,5%. La capa de suelo cultivable (con su masa de 3 millones de kg) contiene:

  • 201 (67⋅3) kg/ha de P2O5,
  • 306 (102⋅3) kg/ha de K2O,
  • 150 (50⋅3) kg/ha de N.

Las patatas en la variante sin fertilizante con un rendimiento económico de 6,2 t/ha produjeron 94 kg de N, 27 kg/ha de P2O5 y 127 kg/ha de K2O, por tanto:

  • CEN(N) = 94⋅100/150 = 63%;
  • CEN(P2O5) = 27⋅100/201 = 13%;
  • CEN(K2O) = 127⋅100/306 = 41%.

Al mismo tiempo, es posible determinar el CEN en las combinaciones emparejadas en las que no se aplicó el fertilizante correspondiente:

  • por PK — CEN(N) = 110⋅100/150 = 73%;
  • para NK — CEN(P2O5) = 37⋅100/201 = 18,1%;
  • para NP — CEN(K2O) = 201⋅100/306 = 66%.

De los cálculos anteriores se deduce que los coeficientes de utilización de los elementos nutritivos cambian significativamente bajo la influencia de los fertilizantes, y los determinan para todos los cultivos sólo en las variantes sin fertilizantes.

La generalización de los datos del experimento CINAO de L.M. Derzhavin (1992) mostró que, incluso con el mismo suministro inicial, el CEN de fósforo y potasio varía mucho: para el trigo de invierno 63% y 55%, el centeno de invierno 78% y 89%, el trigo de primavera 52% y 56%, la cebada de primavera 55% y 95%, las patatas 63% y 85%, la remolacha azucarera 71% y 41%, el lino de sofá 64% y 86%.

En la transición de un suelo bajo a uno alto la suficiencia de elementos móviles CEN fósforo y potasio disminuyó aún más significativamente: para el trigo de invierno 4,6-5,7 y 2,7-3,4 veces, el centeno de invierno 3,7-4,5 y 3,9 veces, el trigo de primavera 1,7-3,2 y 2,7-2,8 veces, la cebada 3, 9-5,1 y 1,8-2,6 veces, patatas 3,8-4,4 y 2,9 veces, remolacha azucarera 4,9-6,4 y 2,3-2,6 veces, lino 6,0 y 2,0-2,3 veces.

Condiciones climáticas

El coeficiente de utilización útil de un elemento nutritivo (CEN) varía especialmente bajo la influencia de las condiciones meteorológicas. Según los datos resumidos por el Departamento de Agroquímica de la Academia de Agricultura de Moscú a partir de diversas fuentes, los coeficientes de utilización del fósforo móvil por parte de los cultivos varían entre 10 y 15 veces en función de las condiciones meteorológicas y agrotécnicas, y el potasio, 10 veces.

Por lo tanto, para corregir y determinar las dosis de fertilizantes en función de los resultados de la provisión de suelos con formas móviles de nutrientes es mejor utilizar no indicadores absolutos sino relativos, es decir, clases y factores de corrección, ya que la mencionada variabilidad de los indicadores absolutos no lleva a aumentar, sino a disminuir la eficacia de los fertilizantes.

Las condiciones climáticas y meteorológicas suelen ser un factor determinante en la eficacia de los fertilizantes.

Cuanto mayor sea el nivel de nutrición lumínica con un suministro de humedad normal, más carbohidratos se sintetizan y más nitrógeno pueden asimilar las plantas. La luz afecta a la nutrición de las plantas no sólo a través de la fotosíntesis, sino también de la transpiración. A medida que aumenta la humedad, aumenta la resistencia de la planta a las concentraciones crecientes de soluciones nutritivas.

La temperatura del suelo acelera la transformación de los nutrientes y su absorción por las plantas. A 8-10 °C disminuye la ingesta, el movimiento y la inclusión de nitrógeno y fósforo en el metabolismo, y a 5-6 °C se reduce drásticamente el consumo de nutrientes por parte de las raíces. A temperaturas de entre 10 y 25 °C, aumenta la movilización y absorción de los nutrientes del suelo y de los fertilizantes por parte de las plantas.

La temperatura diurna óptima (23-25 °C) corresponde a temperaturas medias diarias de 14-16 °C. En la zona de Tierra No Negra, según los datos de A.P. Fedoseyev, la temperatura media mensual de verano por encima de 18,1 °С reduce la eficiencia de los fertilizantes; en la zona de Tierra Negra, el aumento de la temperatura del aire durante mayo-julio en 1 °С por encima de la norma a largo plazo reduce la ganancia de rendimiento de grano de los fertilizantes a dosis de 120-180 kg/ha en promedio en 0,02 t/ha.

Un aumento del déficit de humedad de 1 hPa en mayo reduce la eficacia de los fertilizantes en una media de 40 kg/ha, y en 4 kg/ha en julio.

La reducción de la norma de precipitación anual de norte a sur en 100 mm en la parte europea de Rusia reduce la eficacia de las dosis medias de fertilizantes en una media de 0,11 t/ha para todos los cultivos de cereales y en 0,19 t/ha — para los cultivos de invierno. La reducción de las reservas de humedad en el suelo en 10 mm durante el periodo de crecimiento de los cultivos de cereales reduce el aumento del rendimiento de los fertilizantes en 10-20 kg/ha de media. Si la relación entre la precipitación y la evapotranspiración es del 100%, cada aumento del 10% de la aridez reduce el efecto de los fertilizantes en un 15%.

Aumentar el contenido de humedad hasta el 90% del contenido de humedad más bajo en suelos de 1,2-1,3 g/cm3 y hasta el 80% en suelos de 1,5-1,6 g/cm3 aumenta la eficacia del fertilizante. Una mayor humectación de los suelos hasta el 100-120% de la capacidad de humedad más baja en los primeros suelos gradualmente, y en los segundos reduce la eficiencia bruscamente.

El exceso de humedad en los suelos de la zona no negra y en las zonas de regadío provoca la escorrentía intra-suelo y de las aguas superficiales, lo que provoca la lixiviación de los nutrientes. El calcio, el azufre, el magnesio, el nitrógeno, el carbono, el sodio y el potasio se lixivian de los fertilizantes y los suelos. El menos lixiviado es el fósforo. La máxima lixiviación se produce durante las inundaciones de primavera y después de la cosecha en otoño.

En suelos limosos y arenosos de la Zona de Suelos No Negros en saturación con fertilizantes (N60P60K60) con precipitaciones lavadas hasta 50 kg/ha (en limosos) y 70-120 kg/ha (en arenosos) de calcio, 3-7 kg/ha y 10-15 kg/ha de magnesio, 14 kg/ha y 25 kg/ha de azufre, 7 kg/ha y 10-12 kg/ha de potasio, 1-6 kg/ha y 14-18 kg/ha de nitrógeno, respectivamente, en suelos francos y arenosos.

La eficacia de las dosis medias de abono mineral (120-180 kg/ha de ingrediente activo) puede variar en casi un factor de 2 dependiendo de las condiciones de humedad durante los meses de verano.

Tabla. Eficiencia media de NPK en los suelos de la zona de No-Chernozem en función de las condiciones de humedad en mayo-julio (resumen de Fedoseyev)

Humidificación
Precipitación media, mm
Déficit medio de humedad, m/bar
Aumento medio del rendimiento, NPK, t/ha
El mes más lluvioso
El mes más seco
El mes más lluvioso
El mes más seco
Trigo de invierno
Centeno de invierno
Cereales de primavera
Arcillosos
Arenosos limosos
Arcillosos
Arenosos limosos
Arcillosos
Arenosos limosos
Muy bien
80
40
5,6
6,8
0,87
0,81
0,79
0,76
0,83
0,72
Insuficiente
75
20
6,2
8,7
0,44
-
0,41
0,50
0,41
0,41
Excesivo
125
50
5,2
6,2
0,52
0,97
0,52
0,59
0,60
0,70

La eficacia de los fertilizantes en los suelos margosos disminuye en los años en los que las precipitaciones estivales son insuficientes o excesivas, de forma más significativa en los años en los que las precipitaciones son insuficientes. En suelos ligeros con exceso de precipitaciones, bajo el trigo y los cultivos de primavera la eficiencia sigue siendo alta, pero bajo el centeno disminuye.

Según la experiencia a largo plazo del Departamento de Agricultura de la Academia Agrícola de Moscú, en los años con junio seco, con precipitaciones inferiores a 50 mm y temperatura superior a 18 °C, en junio normalmente húmedo (50-90 mm y 16-18 °C) y en junio húmedo (más de 90 mm, temperatura inferior a 16 °C) en la saturación de fertilizantes de la rotación de cultivos (N50P75K60) el pago de 100 kg al día. в. de fertilizantes era: 0,35 t/ha de grano de centeno de invierno; 0,44 t/ha y 0,75 t/ha; grano de avena 0,17 t/ha, 0,27 t/ha y 0,46 t/ha; tubérculos de patata 4,3 t/ha, 6,3 t/ha y 7,6 t/ha; heno de trébol 1,4 t/ha, 1,6 t/ha y 2,9 t/ha; paja de lino 0,16 t/ha, 0,72 t/ha y 0,92 t/ha.

La eficacia de los fertilizantes minerales en los años con un junio seco disminuyó por término medio un 36% (especialmente en el caso del lino), y con un junio húmedo aumentó un 52% (especialmente en el caso del trébol) en comparación con un junio normalmente húmedo. La combinación de las mismas dosis de abono mineral con estiércol (10 t/ha) mitigó los efectos negativos de la falta de humedad en junio; la eficacia del abono mineral disminuyó una media del 27%.

Por término medio, en la zona de No-Chernozem el aumento del rendimiento de los cereales gracias a los fertilizantes minerales es de 0,6 t/ha, con fluctuaciones debidas a las condiciones meteorológicas de ±40%, y en la zona de Tierra Negra Central — respectivamente 0,52 t/ha y ±44%.

El uso de fertilizantes, científicamente fundamentado, debilita el impacto negativo de las condiciones climáticas adversas (bajas temperaturas, heladas) en la productividad de los cultivos.

Según los datos de 40 ensayos resumidos por A.P. Fedoseyev, el número de plantas de centeno y trigo de invierno que perecieron durante la invernada disminuyó del 42 (sin fertilizantes) al 27%; al combinar fertilizantes fosforados-potásicos y dosis óptimas de nitrógeno antes de la siembra la muerte de las plantas de invierno disminuyó al 18%.

La relación entre la eficacia de los fertilizantes y los factores meteorológicos se caracteriza por los coeficientes de correlación.

Tabla. Coeficientes de correlación entre la eficacia de las dosis medias de fertilizantes minerales y los factores meteorológicos[ref]Yagodin B.A., Zhukov Y.P., Kobzarenko V.I. Agrochemistry/ Editado por B.A. Yagodin. - Moscú: Kolos, 2002. - 584 págs.: ilustración[/ref]

Área
Precipitación
Humedad del suelo
Temperatura del aire
Déficit de humedad del aire
Un conjunto de condiciones meteorológicas
Tierra no negra
0,20-0,50
0,30-0,53
0,20-0,25
0,40-0,46
0,50-0,81
Tierra Negra Central
0,30-0,78
0,60-0,70
0,30-0,40
0,30-0,50
0,60-0,86

Los coeficientes de correlación elaborados por A.P. Fedoseyev (Instituto de Meteorología Experimental) y las ecuaciones de regresión para estimar la eficacia de los fertilizantes a partir de los factores meteorológicos muestran que las condiciones meteorológicas y climáticas explican entre el 25 y el 60% de la variación de la eficacia de los fertilizantes en la zona de No-Chernozem y entre el 35 y el 70% en la zona de Tierra Negra Central.

A la hora de determinar las dosis óptimas y máximas de fertilizantes es necesario guiarse por los datos meteorológicos medios anuales de territorios concretos y ajustarlos anualmente, teniendo en cuenta la previsión para el año siguiente. A medida que aumenta la saturación de los cultivos con fertilizantes y la productividad de los mismos, la variación de los rendimientos en función de las condiciones meteorológicas de un año concreto aumenta en valores absolutos (t/ha) y disminuye en valores relativos (% respecto a la media).

Literatura

Yagodin B.A., Zhukov U.P., Kobzarenko V.I. Agrochemistry / Editado por B.A. Yagodin. — Moscú: Kolos, 2002. — 584 p.: ill.