Aumentos de produccion y ajuste de fertilizacion mediante la aplicacion de agricultura de precision en trigo

Cambio en la unidad de toma de decisiones

La productividad que tiene un suelo puede cuantificarse en funcion de la capacidad de sostener el crecimiento y el desarrollo de las plantas. En trigo, como en otros cultivos, se observan variaciones de rendimiento dentro de lotes de produccion segun los tipos de suelos, los manejos actuales y anteriores (labranza, fertilizacion), la incidencia de plagas y las escalas de evaluacion.

El manejo tradicional de fertilizacion o de dosis unica de correccion se basa en decisiones promedio segun necesidades aparentes del lote. Sin embargo, el reconocimiento de la variabilidad espacial de la productividad requiere de la implementacion de decisiones mejoradas. Reducir la unidad de toma de decisiones en zonas dentro de los lotes puede mejorar los rendimientos y la eficiencia de uso de nutrientes, por ejemplo del nitrogeno.

La fertilizacion de trigo en argentina, se basa principalmente en aplicaciones de fosforo y de nitrogeno, y en algunas zonas de azufre. La decision de fertilizacion puede dividirse en dos, una etapa de diagnostico de las deficiencias o requerimientos del nutriente y la consecuente recomendacion de fertilizacion, y una etapa de seleccion de momento, de la localizacion, y de la fuente de nutriente para efectuar la fertilizacion. El uso de herramientas de agricultura de precision permite mejorar las decisiones principalmente en la primera etapa.

Fertilizacion con fosforo

Los criterios de fertilizacion con fosforo mas utilizados son de reposicion, y/o suficiencia. La reposicion considera la extraccion de fosforo por el cultivo y las cantidades necesarias para lograr balances de fosforo neutros o positivos (en caso de buscar enriquecer los niveles de fosforo en los suelos). La disponibilidad de mapas de rendimientos nos permite disponer de mapas de extraccion de fosforo. La fertilizacion de reposicion segun los sectores del lote, es realizada mediante sembradoras equipadas con dosificacion variable. Mediante la asociacion de los mapas de extraccion de fosforo y la dosificacion variable de fertilizante se logran balances neutros o positivos en todos los sectores de productividad del lote (Fig. 1).

Figura 1: Ciclo de utilizacion de informacion de mapas de rendimientos para reponer extraccion de fosforo. Ciclo: mapa de rendimientos de trigo, mapa de extraccion de fosforo, y mapa de aplicacion de fosforo considerando la reposicion del nutriente.

En condiciones de manejo uniforme (sin dosificacion variable), se producen sectores de ganancia y perdida de fosforo en un rango de -10 a 15 kg P/ha (Fig. 2). En general, la dosificacion variable para mantener los niveles de fosforo no incrementa la cantidad de fertilizante utilizado en los lotes, y en ocasiones permite reducir la cantidad total utilizada. Para observaciones realizadas lotes del sudeste de buenos aires, cuando el area de rendimientos menores a 2000 kg/ha supera el 30 % se reduce el uso de fertilizante total en un 4 %.

Figura 2: Balance de fosforo con fertilizacion uniforme de fosforo. Extraccion variable de fosforo (segun rendimientos) + aplicacion uniforme de fosforo = balance de fosforo con sectores de ganancia y perdida.

El criterio de fertilizacion fosfatada de suficiencia puede ser mejorado considerando una reduccion de las unidades de toma de decisiones. La delimitacion de areas dentro del lote mediante herramientas de agricultura de precision, tiene como objetivo tener mayor uniformidad en disponibilidad de fosforo y en cada area del lote incrementar los niveles fosforo evitando limitaciones del nutriente. En general, se utilizan modelos de ajuste regionales para definir los umbrales de suficiencia (niveles de nutriente que no limitan la produccion de los cultivos) y requerimientos de aporte de nutriente para lograr aumentos de la disponibilidad que permitan satisfacer los umbrales de cada cultivo (Fig. 3).

Figura 3: Secuencia de manejo de fertilizacion segun zonas de productividad: delimitacion de zonas de productividad dentro de lotes, caracterizacion de propiedades de los suelos (diagnostico), y dosificacion variable de fertilizante segun ubicacion dentro del lote.

Fertilizacion con nitrogeno

Las deficiencias de nitrogeno pueden ser diagnosticadas en pre siembra, en diferentes estados a lo largo del ciclo del cultivo, y tambien al final del mismo (madurez fisiologica). Los criterios mas utilizados para definir la fertilizacion con nitrogeno en trigo son: la disponibilidad inicial de N (N-NO3- del suelo 0-60 cm + N de fertilizante), el balance de nutrientes, la concentracion de nitratos en base de tallo, y en menor medida uso de sensores remotos. Parte de la cuantificacion de la disponibilidad inicial de N y del balance de nutrientes requiere realizar muestreos de suelos. Como fue mencionado en la fertilizacion fosfatada, la agricultura de precision permite disponer de herramientas para modificar la unidad de toma de decisiones agrupando areas de mayor uniformidad. De esta manera, el muestreo de suelos (o de cultivo) muestra mayor uniformidad y se puede lograr mayor aproximacion a la recomendacion optima en la totalidad del lote.

Para determinar la disponibilidad de fosforo y de nitrogeno de nitratos en los suelos y considerar la variabilidad intra lote se han utilizado 3 alternativas: un muestreo de suelos en grillas, un muestreo mediante punto difuso, y muestreo estratificado (Fig. 4). Estos muestreos pueden ser mejorados utilizando herramientas de agricultura de precision. La estratificacion de areas dentro de un lote utilizadas en el muestreo estratificado y en el muestreo mediante punto difuso se puede realizar con informacion de produccion de cultivos anteriores (mapas de rendimiento, e imagenes satelitales), con evaluacion del relieve (loma, media loma y bajo), y con agrupacion de tipos de suelos. Para esta agrupacion de areas, el uso de sistemas de informacion geograficas agronomicos resultan de herramientas facilitadoras. Para la definicion de los puntos a muestrear y para la generacion de mapas de disponibilidad de nutrientes en los muestreos en grilla tambien es necesario el uso de los sistemas de informacion geografica.

Figura 4: Estrategias de muestreo de suelos que permiten considerar la variabilidad intra lote.

En general el rango de diferencias en la disponibilidad de nutrientes segun sitios dentro de un lote puede superar el valor promedio del lote. Resultados observados en Vedia (Pcia de Buenos Aires) mediante muestreos en grillas muestran valores promedio de 110 kg de N/ha, con rangos de 180 a 60 kg/ha segun sector del lote. Otras propiedades de suelo que presentan interaccion con la respuesta que tiene el cultivo al agregado de nitrogeno, como la disponibilidad de agua y de fosforo, tambien han mostrado patrones de distribucion espacial (Fig. 5). Como venimos describiendo, la complejidad observada dentro de los lotes determinan la necesidad de intensificar la caracterizacion mediantes herramientas como las que nos permite utilizar la agricultura de precision para optimizar el manejo de los nutriente.

Figura 5: Mapa de disponibilidad de nitrogeno de nitratos, humedad inicial y fosforo extractable en lote de Vedia (pcia de buenos aires). Adaptado de Zubillaga et al. 2006.

La delimitacion de zonas ha permitido diferencias areas dentro de lotes donde los rendimientos de trigo contrastaban en mas de 2000 kg/ha. Esas areas tambien mostraban diferencias en la eficiencia de uso de nitrogeno y en los requerimientos para alcanzar los rendimientos maximos (diferencias mayores a 40 kg N/ha). Para las condiciones observadas durante 2 años en lotes de produccion de San Antonio de Areco, un manejo uniforme con 150 kg de urea/ha, produce sobredosificacion (40 kg urea/ha) y subdosificacion (60 kg urea/ha) de urea segun la zona de productividad (Fig. 6).

Diferencias de rendimientos y de uso de nitrogeno tambien han sido observadas en trigo y cebada en Tandil (Sureste de la pcia de Buenos Aires). La delimitacion de zonas de alta y baja productividad permitio diferenciar areas con contrastes de rendimientos mayores a 400 kg/ha en cebada, y mayores a 900 kg/ha en trigo. El uso de nitrogeno tambien mostro deferencias segun zona de productividad, siendo recomendable la delimitacion de zonas para ajustar la dosis de fertilizante nitrogenado (Fig. 7).

Figura 6: Rendimiento de trigo segun nitrogeno disponible (suelo+fertilizante) y zonas de alta, media, y baja productividad, en verde, amarillo y rojo, respectivamente. Sitio San Antonio de Areco. Adaptado de Lopez de Sabando et al. 2008. Figura 7: Rendimientos de trigo y de cebada segun sitio y nivel de fertilizacion con nitrogeno en localidad Tandil. Adaptado de Lopez de Sabando et al. 2014.

En los ultimos años se han observado adelantadores resultados con el uso de sensores remotos. Paralelamente, se esta registrando una creciente difusion de equipos pulverizadores autopropulsados, los cuales son operativamente adecuados para hacer correcciones liquidas de N. Esto da lugar a herramientas de diagnostico y recomendacion basadas en sensores remotos. El mas difundido ha sido GreenSeeker. Este basa su funcionamiento en sensores que miden la reflectancia del canopeo del cultivo. Finalmente con valores obtenidos y un algoritmo validado localmente se calculan las dosis de N a aplicar. Esta herramienta permite ir modificando la dosis de fertilizante segun cada sector del lote de manera sitio-especifico en tiempo real (Fig. 8).

Figura 8: Equipo de dosificacion variable de nitrogeno en tiempo real.

Observaciones generales

La agricultura de precision nos permite contar con herramientas para ajustar la toma de decisiones. La informacion de trabajos realizados, tanto con uso de herramientas de agricultura de precision como sin su utilizacion, puede ser adaptada e incorporar la variabilidad observada dentro de los lotes a la toma de decisiones. El uso de estas herramientas resulta una estrategia recomendable para el uso eficiente de los nutrientes, mejorando su retorno productivo, y reduciendo los riesgos ambientales asociados a su sobredosificacion.

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