Manejo de nutrientes - Nutrient management

El nitrógeno fertilizante se aplica a cultivo de maíz ( maíz ) en un contorneada , labrado no- campo en Iowa .

El manejo de nutrientes es la ciencia y la práctica dirigida al enlace del suelo , los cultivos , el clima , y hidrológicas factores de tipo cultural, de riego y del suelo y la conservación del agua prácticas para lograr una eficiencia óptima de nutrientes uso, rendimiento de los cultivos , la calidad del cultivo, y la rentabilidad económica , mientras que la reducción fuera transporte de nutrientes ( fertilizantes ) en el lugar que puedan afectar el medio ambiente . Implica hacer coincidir un suelo de campo específico, el clima y las condiciones de manejo de cultivos con la tasa, la fuente, el momento y el lugar (comúnmente conocido como administración de nutrientes 4R ) de la aplicación de nutrientes.

Los factores importantes que deben tenerse en cuenta al gestionar los nutrientes incluyen (a) la aplicación de nutrientes teniendo en cuenta los rendimientos óptimos alcanzables y, en algunos casos, la calidad del cultivo; (b) el manejo, aplicación y momento de los nutrientes usando un presupuesto basado en todas las fuentes y sumideros activos en el sitio; y (c) el manejo del suelo, el agua y los cultivos para minimizar el transporte fuera del sitio de nutrientes provenientes de la lixiviación de nutrientes fuera de la zona de las raíces, la escorrentía superficial y la volatilización (u otros intercambios de gases).

Puede haber interacciones potenciales debido a diferencias en las vías y la dinámica de los nutrientes. Por ejemplo, las prácticas que reducen el transporte superficial fuera del sitio de un nutriente dado pueden aumentar las pérdidas por lixiviación de otros nutrientes. Estas complejas dinámicas presentan a los administradores de nutrientes la difícil tarea de lograr el mejor equilibrio para maximizar las ganancias y contribuir a la conservación de nuestra biosfera .

Plan de manejo de nutrientes

Propagador de estiércol

Un plan de manejo de nutrientes para cultivos es una herramienta que los agricultores pueden usar para aumentar la eficiencia de todas las fuentes de nutrientes que usa un cultivo mientras se reduce la producción y el riesgo ambiental , lo que en última instancia aumenta las ganancias . Cada vez más, tanto los agricultores como los agrónomos utilizan herramientas digitales como SST o Agworld para crear su plan de gestión de nutrientes para poder capitalizar la información recopilada durante varios años. En general, se acepta que hay diez componentes fundamentales de un plan de gestión de nutrientes de cultivos. Cada componente es fundamental para ayudar a analizar cada campo y mejorar la eficiencia de nutrientes de los cultivos. Estos componentes incluyen:

Mapa de campo
El mapa, incluidos los puntos de referencia generales (como arroyos, residencias, pozos, etc.), la cantidad de acres y los tipos de suelo es la base para el resto del plan.
Prueba de suelo
¿Qué cantidad de cada nutriente (NPK y otros elementos críticos como el pH y la materia orgánica) hay en el perfil del suelo? La prueba del suelo es un componente clave necesario para desarrollar la recomendación de la tasa de nutrientes.
Secuencia de cultivo
¿El cultivo que creció en el campo el año pasado (y en muchos casos hace dos o más años) fijó nitrógeno para usarlo en los años siguientes? ¿La labranza cero a largo plazo ha aumentado la materia orgánica? ¿La prueba del tallo de fin de temporada mostró una deficiencia de nutrientes ? Estos factores también deben tenerse en cuenta en el plan.
Rendimiento estimado
Los factores que afectan el rendimiento son numerosos y complejos. Los suelos, el drenaje , los insectos, las malas hierbas y las enfermedades de los cultivos , la rotación y muchos otros factores de un campo diferencian un campo de otro. Esta es la razón por la que el uso de rendimientos históricos es importante para desarrollar estimaciones de rendimiento para el próximo año. Las estimaciones de rendimiento precisas pueden mejorar la eficiencia del uso de nutrientes.
Fuentes y formas
Las fuentes y formas de los nutrientes disponibles pueden variar de una granja a otra e incluso de un campo a otro. Por ejemplo, el análisis de fertilidad del estiércol , las prácticas de almacenamiento y otros factores deberán incluirse en un plan de manejo de nutrientes. Las pruebas / análisis de nutrientes del estiércol son una forma de determinar la fertilidad del mismo. El nitrógeno fijado de la cosecha de leguminosas del año anterior y los efectos residuales del estiércol también afectan las recomendaciones de dosis. Muchas otras fuentes de nutrientes también deben tenerse en cuenta en este plan.
Zonas sensibles
¿Qué hay de fuera de lo común en el plan de un campo? ¿Está regado? ¿Junto a un arroyo o un lago? ¿Especialmente arenoso en una zona? ¿Pendiente pronunciada o área baja? ¿Se ha aplicado estiércol en un área durante generaciones debido a la proximidad del establo lechero? ¿Extremadamente productivo, o improductivo, en una parte del campo? ¿Existen amortiguadores que protejan arroyos, zanjas de drenaje, bocas de pozo y otros puntos de recolección de agua ? ¿Qué tan lejos están los vecinos? ¿Cuál es la dirección general del viento? Este es el lugar para tener en cuenta estas y otras condiciones especiales que deben tenerse en cuenta.
Tarifas recomendadas
Este es el lugar donde se encuentran la ciencia, la tecnología y el arte. Teniendo en cuenta todo lo que ha notado, ¿cuál es la tasa óptima de N, P, K, lima y otros nutrientes? Si bien la ciencia nos dice que un cultivo tiene requisitos de nutrientes cambiantes durante la temporada de crecimiento, una combinación de tecnología y habilidades de manejo de los agricultores aseguran la disponibilidad de nutrientes en todas las etapas de crecimiento. El maíz sin labranza generalmente requiere fertilizante inicial para que la plántula tenga un comienzo saludable.
Tiempo recomendado
¿Cuándo cae la temperatura del suelo por debajo de los 50 grados? ¿Se utilizará un estabilizador N? ¿Cuál es la práctica de labranza? La labranza en franjas y la labranza cero a menudo requieren enfoques de tiempo diferentes a los de la semilla plantada en un campo que se ha labrado una vez con un cultivador de campo. ¿Se utilizará un fertilizante inicial para que la plántula tenga un comienzo saludable? ¿Cuántos acres se pueden cubrir con mano de obra disponible (personalizada o contratada) y equipo? ¿La aplicación de estiércol en una granja depende del programa de un aplicador personalizado? ¿Qué acuerdos se han realizado con los vecinos para el uso de abono en sus campos? ¿Un vecino organiza un evento especial? Todos estos factores y más probablemente figurarán en el momento recomendado.
Métodos recomendados
¿Superficie o inyectada? Si bien la inyección es claramente preferida, puede haber situaciones en las que la inyección no sea factible (es decir, pastos, pastizales). La pendiente, los patrones de lluvia, el tipo de suelo, la rotación de cultivos y muchos otros factores determinan qué método es mejor para optimizar la eficiencia de los nutrientes (disponibilidad y pérdida) en las granjas. La combinación correcta en un campo puede diferir en otro campo incluso con el mismo cultivo.
Revisión y actualización anual
Incluso los mejores gerentes se ven obligados a desviarse de sus planes. ¿Qué tasa se aplicó realmente? ¿Dónde? ¿Con qué método? ¿Un invierno inusualmente suave o una primavera húmeda redujeron el nitrato del suelo? ¿Un verano seco , una enfermedad o algún otro factor inusual aumentó el arrastre de nutrientes? Estos y otros factores deben tenerse en cuenta a medida que ocurren.

Cuando un plan de este tipo está diseñado para operaciones de alimentación animal (AFO), puede denominarse "plan de manejo del estiércol". En los Estados Unidos, algunas agencias reguladoras recomiendan o requieren que las granjas implementen estos planes para prevenir la contaminación del agua . El Servicio de Conservación de Recursos Naturales de EE. UU . (NRCS) ha publicado documentos de orientación sobre la preparación de un plan integral de manejo de nutrientes (CNMP) para AFO.

El Instituto Internacional de Nutrición Vegetal ha publicado un manual de nutrición vegetal 4R para mejorar el manejo de la nutrición vegetal. El manual describe los principios científicos detrás de cada una de las cuatro R o "derechos" (fuente correcta de nutrientes, tasa de aplicación correcta, momento correcto, lugar correcto) y analiza la adopción de prácticas 4R en la granja, enfoques para la planificación del manejo de nutrientes y medición del desempeño en sostenibilidad.

Manejo de nitrógeno

De los 16 nutrientes esenciales para las plantas, el nitrógeno suele ser el más difícil de manejar en los sistemas de cultivos de campo. Esto se debe a que la cantidad de nitrógeno disponible para las plantas puede cambiar rápidamente en respuesta a cambios en el estado hídrico del suelo. El nitrógeno se puede perder del sistema planta-suelo mediante uno o más de los siguientes procesos: lixiviación ; escorrentía superficial ; erosión del suelo ; volatilización del amoniaco ; y desnitrificación .

Prácticas de manejo de nitrógeno que mejoran la eficiencia del nitrógeno

El manejo del nitrógeno tiene como objetivo maximizar la eficiencia con la que los cultivos utilizan el N. aplicado Las mejoras en la eficiencia del uso del nitrógeno están asociadas con la disminución de la pérdida de N del suelo. Aunque las pérdidas no se pueden evitar por completo, se pueden lograr mejoras significativas aplicando una o más de las siguientes prácticas de manejo en el sistema de cultivo.

Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.

  • La agricultura climáticamente inteligente incluye el uso de los principios de administración de nutrientes 4R para reducir las emisiones de óxido nitroso (N2O) en el campo de la aplicación de fertilizantes nitrogenados. Los fertilizantes nitrogenados son un importante impulsor de las emisiones de óxido nitroso, pero también es el principal impulsor del rendimiento en los sistemas modernos de alta producción. Mediante una cuidadosa selección de la fuente de fertilizantes nitrogenados, la tasa, el momento y las prácticas de colocación, las emisiones de óxido nitroso por unidad de cultivo producido pueden reducirse sustancialmente, en algunos casos hasta la mitad. Las prácticas que reducen las emisiones de óxido nitroso también tienden a aumentar la eficiencia del uso del nitrógeno y el rendimiento económico de los dólares en fertilizantes.

Reducción de la pérdida de N en el agua de escorrentía y el suelo erosionado

Reducción de la volatilización de N como gas amoniaco

  • La incorporación y / o inyección de fertilizantes que contienen urea y amonio disminuye la volatilización del amoníaco porque un buen contacto con el suelo amortigua el pH y ralentiza la generación de gas amoníaco a partir de iones amonio .
  • Los inhibidores de ureasa bloquean temporalmente la función de la enzima ureasa, manteniendo los fertilizantes a base de urea en forma de urea no volátil, reduciendo las pérdidas por volatilización cuando estos fertilizantes se aplican en la superficie; estas pérdidas pueden ser significativas en sistemas de labranza de conservación con alto contenido de residuos.

Prevención de la acumulación de concentraciones elevadas de nitratos en el suelo.

El nitrato es la forma de nitrógeno más susceptible a la pérdida del suelo a través de la desnitrificación y la lixiviación . La cantidad de N que se pierde a través de estos procesos puede limitarse restringiendo las concentraciones de nitrato en el suelo, especialmente en momentos de alto riesgo. Esto se puede hacer de muchas formas, aunque no siempre son rentables.

Tasas de nitrógeno

Las tasas de aplicación de N deben ser lo suficientemente altas para maximizar las ganancias a largo plazo y minimizar el nitrato residual (no utilizado) en el suelo después de la cosecha.

  • El uso de la investigación local para determinar las tasas de aplicación de nitrógeno recomendadas debe resultar en las tasas de N adecuadas.
  • Las tasas de aplicación de N recomendadas a menudo se basan en una evaluación de las expectativas de rendimiento; estas deben ser realistas y preferiblemente basadas en registros de rendimiento precisos.
  • Las tasas de N de los fertilizantes deben corregirse por N que probablemente se mineralice a partir de la materia orgánica del suelo y los residuos de los cultivos (especialmente los residuos de leguminosas).
  • Las dosis de fertilizante N deben permitir la aplicación de N en el estiércol, en el agua de riego y de la deposición atmosférica.
  • Cuando sea factible, se pueden utilizar pruebas de suelo adecuadas para determinar el N.
Pruebas de suelo para N
  • Las pruebas de suelo antes de plantar proporcionan información sobre el suministro de N del suelo.
  • Las pruebas de N al final de la primavera o antes de la preparación lateral pueden determinar si se necesita N adicional y cuánto N adicional.
  • Los nuevos procedimientos de muestreo y análisis de suelo, como los análisis de aminoazúcares, el mapeo de cuadrículas y los sensores en tiempo real, pueden refinar los requisitos de nitrógeno.
  • Las pruebas de suelo posteriores a la cosecha determinan si el manejo del N de la temporada anterior fue apropiado.
Pruebas de cultivos para N
  • Las pruebas de tejido vegetal pueden identificar deficiencias de nitrógeno.
  • La detección de variaciones en el contenido de clorofila de la planta facilita las aplicaciones de N de dosis variable durante la temporada.
  • Las pruebas de nitrato de tallos de maíz post-capa negra ayudan a determinar si las tasas de N fueron bajas, óptimas o excesivas en el cultivo anterior, de modo que se puedan realizar cambios de manejo en los cultivos siguientes.
Agricultura de precisión
  • Los aplicadores de dosis variable, combinados con un muestreo intensivo de suelo o cultivo, permiten tasas de aplicación más precisas y receptivas.
Cronometraje de aplicaciones N
  • Aplique N cerca del momento en que los cultivos puedan utilizarlo.
  • Realice aplicaciones de N con revestimiento lateral cerca del momento de absorción de N más rápida.
  • Las aplicaciones divididas, que involucran más de una aplicación, permiten un uso eficiente del N aplicado y reducen el riesgo de pérdida de N al medio ambiente.
N, incluidos fertilizantes e inhibidores de liberación lenta o controlada
  • El fertilizante de liberación lenta o controlada retrasa la disponibilidad de nitrógeno para la planta hasta un momento más apropiado para la absorción de la planta; el riesgo de pérdida de N por desnitrificación y lixiviación se reduce al limitar las concentraciones de nitrato en el suelo.
  • Los inhibidores de nitrificación mantienen el N aplicado en forma de amonio durante un período de tiempo más prolongado, lo que reduce las pérdidas por lixiviación y desnitrificación.
N captura
  • Variedades de cultivos particulares pueden extraer N del suelo de manera más eficiente y mejorar la eficiencia del uso del N. Está en curso el mejoramiento de cultivos para una absorción eficiente de nitrógeno.
  • La rotación con cultivos de raíces profundas ayuda a capturar nitratos más profundamente en el perfil del suelo.
  • Los cultivos de cobertura capturan el nitrógeno residual después de la cosecha y lo reciclan como biomasa vegetal.
  • Eliminación de restricciones al desarrollo de raíces del subsuelo ; La compactación del subsuelo y la acidez del subsuelo previenen la penetración de las raíces en muchos subsuelos en todo el mundo, promoviendo la acumulación de concentraciones de nitrato en el subsuelo que son susceptibles a la desnitrificación y lixiviación cuando las condiciones son adecuadas.
  • Las buenas prácticas agronómicas, incluidas las poblaciones y el espaciamiento adecuados de las plantas, y un buen manejo de malezas y plagas, permiten que los cultivos produzcan grandes sistemas de raíces para optimizar la captura de N y el rendimiento de los cultivos.

Administracion del Agua

Labranza de conservación
  • La labranza de conservación optimiza las condiciones de humedad del suelo que mejoran la eficiencia del uso del agua; en condiciones de estrés hídrico, esto mejora el rendimiento del cultivo por unidad de N aplicada.
N Método de aplicación y colocación de fertilizantes
  • En cultivos con surcos, colocar fertilizantes nitrogenados en una banda en los surcos hace que el N sea menos susceptible a la lixiviación.
  • Los aplicadores de fertilizantes en hileras, como los inyectores, que forman una capa de suelo compactado y una cresta superficial, pueden reducir las pérdidas de N al desviar el flujo de agua.
Una buena gestión del riego puede mejorar drásticamente la eficiencia del uso de N
  • El riego programado basado en estimaciones de la humedad del suelo y las necesidades diarias de los cultivos mejorará tanto el uso del agua como la eficiencia del uso de nitrógeno.
  • Los sistemas de riego por aspersión aplican el agua de manera más uniforme y en menores cantidades que los sistemas de riego por surcos o cuencas.
  • La eficiencia del riego por surcos se puede mejorar ajustando el tiempo establecido, el tamaño del arroyo, la longitud del surco, regando cada dos hileras o usando válvulas de compensación.
  • El riego y la fertilización en hileras alternas minimizan el contacto del agua con los nutrientes.
  • La aplicación de fertilizantes nitrogenados a través de sistemas de riego ( fertirrigación ) facilita el suministro de N cuando la demanda de los cultivos es mayor.
  • El tratamiento con poliacrilamida (PAM) durante el riego por surcos reduce las pérdidas de sedimentos y nitrógeno.
Sistemas de drenaje
  • Algunos sistemas de subirrigación reciclan el nitrato lixiviado del perfil del suelo y reducen la pérdida de nitrato en el agua de drenaje.
  • El drenaje excesivo puede provocar un flujo rápido de agua y una lixiviación de N , pero un drenaje restringido o insuficiente favorece las condiciones anaeróbicas y la desnitrificación .

Uso de modelos de simulación

Los cambios a corto plazo en el estado del N disponible para las plantas dificultan las predicciones estacionales precisas del requerimiento de N de los cultivos en la mayoría de las situaciones. Sin embargo, los modelos (como NLEAP y Adapt-N ) que utilizan datos de manejo del suelo, el clima, los cultivos y el campo se pueden actualizar con los cambios diarios y, por lo tanto, mejorar las predicciones del destino del N. aplicado. Decisiones de gestión adaptativa que pueden mejorar la eficiencia del uso de N y minimizar las pérdidas de N y el impacto ambiental al tiempo que maximizan la rentabilidad.

Medidas adicionales para minimizar el impacto ambiental

Tampones de conservación

  • Los amortiguadores atrapan los sedimentos que contienen amoníaco y N.
  • El nitrato en el flujo subterráneo se reduce mediante la desnitrificación mejorada por las fuentes de energía de carbono contenidas en el suelo asociado con la vegetación de amortiguación.
  • La vegetación amortiguadora absorbe nitrógeno y otros nutrientes y reduce la pérdida de agua.

Humedales construidos

  • Los humedales construidos ubicados estratégicamente en el paisaje para procesar los efluentes de drenaje reducen las cargas de sedimentos y nitratos al agua superficial.

Ver también

Referencias

enlaces externos