Fertilización con zinc, cobre y cloro en el cultivo de trigo en el sudeste bonaerense

Fertilization whit zinc, copper and chlorine in the wheat crop in the southeast of Buenos Aires

El trigo (Triticum aestivum L.) es el principal cereal de invierno de los sistemas productivos del sudeste bonaerense (región Triguera IV). Esta región es una de las más importantes para la producción de trigo, dado que contribuye con un 11,8% a la producción total del país (2,3 millones de Tn) (MAGPyA, 2019). En el ciclo 2019/20 el área sembrada con trigo en Argentina alcanzó las 6,6 M ha y marcó un aumento del 6,5 % respecto a la campaña anterior, cuando se registraban 6,2 M ha.

En el sudeste bonaerense, la intensificación de la actividad agrícola y la falta de rotaciones con pasturas han producido una notable disminución de los niveles de materia orgánica (MO), con reducciones cercanas al 37% respecto de la condición prístina (Sainz Rozas et al., 2011). Estas caídas en los niveles de MO explicarían la respuesta generalizada al agregado de nitrógeno (N) (Echeverría & Sainz Rozas, 2005), fósforo (P) (Sainz Rozas & Echeverría, 2008) y, en menor medida, a azufre (S) (Urricariet & Lavado, 1999; Reussi Calvo et al., 2008).

Las deficiencias de micronutrientes son menos frecuentes que las determinadas en N, P y S en los suelos de la región pampeana, ya sea por la menor magnitud de la deficiencia o por la falta de investigación en la temática (Fontanetto et al., 2009). Más allá de ser requeridos en pequeñas cantidades para el crecimiento y desarrollo de los cultivos, los micronutrientes pueden ser deficientes en el suelo y limitar las funciones metabólicas de las plantas. Por consiguiente, la exportación continua de micronutrientes sin reposición podría originar deficiencias de los mismos y respuestas a la fertilización. En este sentido, la agricultura moderna de alta producción incrementa la tasa de extracción de macro y micronutrientes (Cruzate & Casas, 2009). A su vez, el incremento en la frecuencia del cultivo de soja (Glycine max L.) en las rotaciones agrícolas podría afectar negativamente el balance de micronutrientes en el suelo, ya que exporta mayores cantidades que el trigo o maíz (Zea mays L.). Por otra parte, la siembra directa (SD) ha provocado cambios en el ambiente suelo como consecuencia de la estratificación de la MO y cambios en el pH. Lavado et al. (2001) determinaron mayor estratificación de zinc (Zn) en SD en los primeros 5 cm, mientras que la concentración de cobre (Cu) no mostró tendencia a la estratificación (Lavado et al., 1999). Por otra parte, la menor temperatura del suelo bajo SD afecta la difusión de los nutrientes hacia las raíces de las plantas. Esta situación podría ser más crítica para Zn que para Cu, debido a que la absorción de Zn está más afectada por la temperatura del suelo (Moraghan & Mascagni, 1991). Por lo tanto, teniendo en cuenta la disminución en los niveles de MO de los suelos del sudeste bonaerense, la falta de reposición de micronutrientes, el aumento en la productividad y exportación de los mismos por otros cultivos, es probable que las deficiencias de micronutrientes incidan en la productividad del cultivo de trigo. En este contexto, es probable que la fertilización con micronutrientes sea una práctica de manejo del cultivo de trigo más frecuente.

La disponibilidad de Zn y Cu puede ser elevada en suelos con altos contenidos de MO (Moraghan & Mascagni, 1991). En este sentido, los niveles de MO en el sudeste bonaerense son elevados en condiciones prístinas, sin embargo, Eyherabide et al. (2012a, 2012b) informaron disminuciones del 16% en los niveles de Cu en suelos bajo agricultura continua encontrándose por encima de los umbrales críticos (0.12-0.25 mg kg^-1 sugerido por Sims & Johnson, 1991). Contrariamente, las caídas en los niveles de Zn debido a la actividad agrícola fueron de aproximadamente 65%, llegando a valores cercanos a los umbrales de deficiencia mencionados en la bibliografía (0.8-1.0 mg.kg^-1 sugerido por Sims & Johnson, 1991).

El estado de nutrición nitrogenada se puede diagnosticar por el índice de verdor (IV), basado en mediciones con el medidor de clorofila Minolta 502 SPAD® a través de la cuantificación no destructiva de las hojas (Waskom, 1996). El medidor de clorofila es un método rápido y fácil de utilizar, está basado en la estrecha relación entre las lecturas IV y el contenido de clorofila y entre éstos y la hoja de la concentración de N (Schepers et al., 1992). Dado que, la deficiencia de Zn está estrechamente relacionada con el metabolismo del N (Kirvy & Römheld, 2007) y que la clorosis es un síntoma típico de la deficiencia de Cu, el IV podría ser usado como una herramienta de diagnóstico para determinar la deficiencia de estos micronutrientes.

A diferencia del Zn y el Cu, la cantidad de cloro (Cl) disponible para los cultivos se encuentra en solución. En el suelo, los cloruros presentan mayor movilidad que los nitratos y por ende mayor probabilidad de que se pierdan del perfil del suelo por lixiviación, sugiriendo que los suelos arenosos y con buen drenaje tengan mayor probabilidad de respuesta a la fertilización con cloruros. Las deficiencias de Cl pueden constituir un factor limitante de la producción en cereales de invierno (Fixen et al., 1986). El requerimiento específico de cloro en trigo se encuentra entre los más altos dentro de los micronutrientes. El uso de umbrales de contenido de cloruros en suelo por debajo del cual aumenta la probabilidad de respuesta a la fertilización han sido propuestos en ambientes diversos, oscilando entre 13 y 30 mg kg^-1 (Fixen et al, 1987; Díaz Zorita et al, 2004). Dada la movilidad del Cl en el suelo, los valores de estos umbrales pueden ser diferentes en suelos con diferente textura. La respuesta de trigo al agregado de Cl ha sido reportada en otros países. En Argentina, varios estudios de fertilización con cloruro de potasio (KCl), en combinación con otros elementos muestran aumentos en la producción de trigo (Melgar et al., 2001; Diaz Zorita et al., 2004; Ferraris et al., 2008; Castellarín et al., 2010). En general, las dosis normalmente recomendadas se encuentran entre 10 y 25 kg ha^-1 de Cl (Melgar et al., 2001; Garcia 2008).

Los efectos del Cl en el desarrollo de trigo varían con el ambiente específico de cada estación de crecimiento. Se ha sugerido que la fertilización con Cl incrementaría los rendimientos por una acción directa en la disminución de la incidencia de enfermedades foliares (Xu et al., 2000), sin embargo, estudios realizados en el centro norte dela región pampeana mostraron que los mayores incrementos en el rendimiento se lograron cuando la fertilización con Cl se combinó con tratamientos de fungicidas y cultivares de trigo de alto potencial de rendimiento (Salvagiotti et al., 2005; Castellarín et al., 2009). Sin embargo, no hay antecedentes al respecto en el sudeste bonaerense, por lo cual toma relevancia analizar los efectos de la fertilización con Cl en trigo en dicha zona. Además de los efectos sobre el rendimiento del trigo, el estado nutricional del cultivo también tiene efectos sobre su calidad panadera. En tal sentido, el N y el S son los nutrientes que con mayor frecuencia condicionan la obtención de contenidos adecuados de proteína en los granos de trigo. Si bien existen algunos reportes del efecto de la fertilización con Zn y Cu sobre el contenido de proteína (Campbell, 1989; Schmidt & Szakál, 2007), se desconocen tales efectos a nivel local.

El objetivo del presente trabajo fue explorar la respuesta a la fertilización con Zn, Cu y Cl sobre la acumulación de materia seca (MS) y N, el rendimiento en grano y el contenido de proteína en el cultivo de trigo.

La experiencia se llevó a cabo en la Estación Experimental Agropecuaria del INTA Balcarce (EEAB) (37º 45`S; 58º 18`O). El ensayo se estableció durante 2 años sobre un Argiudol típico fino, mixto, térmico (serie Mar del Plata). En la Tabla 1 se presenta información adicional respecto a los suelos utilizados. El sitio experimental estuvo sometido a prolongada historia agrícola bajo labranza de tipo convencional (arado de reja y rastra de disco) y durante los últimos 5 años continuó bajo cultivo con SD. Previo a la siembra del cultivo se realizó el barbecho químico con glifosato.

El tamaño de las parcelas fue de 5 m por 15 m. En ambos años, la implantación del ensayo se realizó durante la segunda quincena de junio bajo SD. La variedad de trigo utilizada fue BIOINTA 1005 de ciclo intermedio, a una densidad de 420 plantas m^-2, con una distancia entre surco de 17,5 cm. El diseño utilizado fue en bloques completos aleatorizados y los tratamientos evaluados fueron la fertilización con: i) NPS, ii) NPS+Zn+Cu, y iii) NPS+Zn+Cu+Cl. A la siembra del cultivo de trigo se aplicaron 120 kg ha^-1 de fosfato di-amónico (DAP), y al inicio del macollaje se fertilizó con 60 kg N ha^-1 como urea y 25 kg S ha^-1 como CaSO₄ a todos los tratamientos. Al estadío de doble arruga se refertilizó con 60 kg N ha^-1, con el fin de no tener limitaciones de N y según cada tratamiento, se aplicaron en forma foliar con mochila (162 lts de agua ha^-1) 500 g ha^-1 de Zn (ZnO) y Cu (CuSO₄) y 20 kg ha^-1 de Cl (KCl, 46% Cl) aplicados al voleo en superficie. En ambos años, se tomaron muestras de suelo al momento de la siembra y se determinó, en todos los tratamientos, el contenido de MO (Walkley & Black, 1934), pH (1:2.5), P Bray (Bray & Kurtz, 1945), el contenido de Cu y Zn (DTPA) y Cl en superficie (Gelderman et al., 1998). (0-20 cm) y de N-NO^3- (Bremner & Keeney, 1966) en el perfil (0-60 cm) (Tabla 1).

En los estadíos fenológicos de macollaje, floración y madurez fisiológica se realizó la determinación de la materia seca (MS) aérea acumulada. Para ello se cortaron al nivel del suelo en cada parcela muestras de biomasa aérea del trigo de una superficie de 0,525 m² y se secaron en estufa a 60º C hasta alcanzar peso constante. En cinco momentos del ciclo del cultivo de trigo se realizaron mediciones de intensidad del color verde (IV) de las hojas, determinado con el medidor de clorofila Minolta SPAD 502 (Waskom, 1996). En madurez fisiológica se determinó el rendimiento del cultivo. El rendimiento en grano fue expresado al 14% de humedad. Se determinó el N total en planta entera para los estadios en los cuales se realizó la determinación de MS mediante el método de Dumas, para lo cual se realizó la combustión de la muestra a 950°C y se cuantificó el contenido de N mediante un analizador LECO TruSpec CN (LECO, 2011). El N total acumulado (Nac) por el cultivo en planta entera se calculó como el producto entre la biomasa acumulada y el N total en la misma. El contenido de proteína fue estimado a partir del N total en grano (%N*5,7). En ambas campañas, se realizó un balance de agua mediante la utilización del modelo propuesto por Della Magiora et al. (2003) para determinar si el cultivo estuvo afectado por la oferta hídrica. Los datos climáticos fueron obtenidos de la Estación Meteorológica de la EEA INTA Balcarce

Se realizó análisis de la varianza utilizando el procedimiento GLM del programa Statical Analysis System (SAS Institute, 1985). Las medias de tratamientos fueron comparadas usando el test de la diferencia mínima significativa (DMS) al 5% de probabilidad cuando el análisis de la varianza indicó efecto significativo de los tratamientos.

Tabla 1
Características químicas del suelo al momento de la siembra de trigo.

El IV no se incrementó significativamente por efecto de la fertilización con micronutrientes Por lo tanto, en las condiciones que se desarrollaron estos experimentos el IV no podría ser usado como una herramienta de diagnóstico para determinar la deficiencia de los mismos. El rendimiento en grano fue diferente entre años, el año 1 presentó menores rendimientos, debido principalmente al déficit hídrico que se observó antes y durante el periodo crítico del cultivo (Figura 1). La falta de respuesta en el IV y rendimiento del cultivo sería consecuencia de que la disponibilidad en suelo de dichos elementos fue adecuada para el normal crecimiento del cultivo de trigo (Tabla 1). Barbieri et al. (2015) coincidieron con los resultados obtenidos en este trabajo donde, para el sudeste bonaerense, no encontraron respuestas en el IV ni en el rendimiento a la aplicación de Zn y Cu en el cultivo de trigo bajo dos sistemas de labranza. Incrementos significativos en rendimiento por la aplicación de micronutrientes han sido informados por otros investigadores (Shukla & Warsi, 2000; Ghulam et al., 2010; Khan et al., 2010).

Si bien no se determinaron respuestas en el contenido de proteína para la aplicación de micronutrientes en ninguno de los años, se determinó un menor porcentaje de proteína el año que mayores rendimientos se obtuvo. Esto es así, ya que existe una relación inversamente proporcional entre el rendimiento en grano y el contenido de proteína en trigo (Bragachini et. al., 2008). En cuanto a la aplicación de Zn y Cu, los resultados difieren de los reportados por Campbell (1989), Schmidt & Szakál (2007) y Wang et al., (2015), quienes determinaron incrementos en el contenido de proteína por la aplicación de Zn y Cu en trigo. Lemos et al. (2012) reportaron efectos significativos de la fertilización con Cu durante el llenado del grano sobre el contenido de proteína en cebada, principalmente en ambientes de altos rendimientos. Es probable que el rendimiento de cebada ya hubiese estado determinado al momento de la fertilización con Cu. Dado que el Cu es un cofactor de distintas enzimas, es probable que la fertilización con este nutriente haya afectado algún paso del metabolismo del N (Prystupa et. al., 2013). Futuros estudios deberían contemplar el efecto de la aplicación de Cu en estadíos más avanzados del ciclo del cultivo de trigo sobre el contenido de proteína.

La falta de respuesta a la aplicación de Zn y Cu estaría indicando que, a pesar de la prolongada historia agrícola del sitio experimental, la disponibilidad de estos micronutrientes en el suelo se encuentra por encima de los umbrales de deficiencia (0.12-0.25 mg kg^-1 y 0.8-1.0 mg kg^-1 sugerido por Sims & Johnson (1991), para Cu y Zn, respectivamente) y por lo tanto sería adecuada para el normal desarrollo y crecimiento de cultivo de trigo (Tabla 1). Estos resultados coinciden con otros experimentos en donde no se determinaron incrementos significativos de rendimiento para aplicaciones foliares de Zn y Cu (Curtin et al., 2008, Yassen et al., 2010, Wang et al., 2012, 2015). Sainz Rozas et al. (2003) para el sudeste bonaerense, reportaron respuesta a Zn únicamente asociada a condiciones de baja disponibilidad de Zn y pH levemente ácido, o en suelos con disponibilidad media de Zn y pH superior a 6, situaciones poco frecuentes para los suelos agrícolas del sudeste bonaerense destinados al cultivo de trigo. Por otro lado, los mismos autores reportaron que, para las condiciones del sudeste bonaerense la disponibilidad de Cu no limitó el crecimiento del cultivo.

Los resultados de estos experimentos constituyen los primeros reportes de fertilización con Cl en el cultivo de trigo para el sudeste bonaerense. Si bien no se observaron respuestas significativas de rendimiento, para otras zonas de la región pampeana, el porcentaje de sitios con respuesta a Cl (40%) es similar al observado en regiones trigueras de E.E.U.U. (García, 2008). Las respuestas en rendimiento en ambas regiones varían entre 5 a 30%, y se asocian con niveles de disponibilidad de Cl en suelos. Para suelos de EEUU, cantidades de Cl en suelo inferiores a 34 kg ha^-1 de 0-60 cm de profundidad, presentaron respuesta en el 69% de los casos, entre 35 y 67 kg ha^-1 respondieron 31% de los sitios, y por arriba de 67 kg ha^-1, no se observaron respuestas (Fixen et al., 1987). En la región pampeana, Díaz Zorita et al. (2004) para suelos de textura arenosa establecieron que niveles de Cl superiores a 13,2 mg kg^-1 de 0-20 cm de profundidad fueron adecuados para la obtención de elevados rendimientos de trigo. Por otra parte, Castellarin et al. (2010) para suelos de textura fina en el sur de Santa Fe determinaron baja probabilidad de respuesta a la fertilización con Cl con valores superiores a 49 kg de Cl ha^-1 de 0-20 cm de profundidad. Mientras que García (2008) en un análisis de 26 experimentos realizados en la región pampeana (Gral. Villegas, 9 de Julio, Oliveros, Pergamino, Rafaela, oeste de Buenos Aires y este de La Pampa) determinó que concentraciones de Cl a 0-20 cm por encima de 35 mg kg^-1 o cantidades de Cl disponible a 0-60 cm superiores a 65-70 kg Cl ha^-1 mostraron rendimientos relativos siempre superiores al 90% del rendimiento máximo. Por debajo de 35 mg kg^-1 de 0-20 cm o de 65-75 kg Cl ha^-1 de 0-60 cm, las respuestas fueron muy variables. En función de los contenidos de Cl disponible determinados en los experimentos de este trabajo (Tabla 1), y estimando el contenido de Cl hasta 0-60 cm de profundidad (Cl kg ha^-1 60 cm=6,97*CL mg kg^-1 Cl 20 cm+0,70; Garcia, 2008) la disponibilidad a la siembra del cultivo de trigo sería de 31 y 34 kg de Cl ha^-1 hasta los 60 cm de profundidad. Según estos valores de disponibilidad, se esperaría tener respuesta a la fertilización con Cl si se tienen en cuenta los umbrales informados para región pampeana. Mientras que si se utilizan los umbrales informados para la región triguera de E.E.U.U. no sería esperable respuesta en rendimiento por efecto de la fertilización con Cl. En función de estos resultados y coincidiendo con lo reportado por Garcia (2008), se deberá seguir generando información en ambientes con niveles contrastantes de disponibilidad de Cl a la siembra y/o buscar otros parámetros que permitan predecir la probabilidad de respuesta para cada lote o ambientes.

La aplicación de Zn, Cu y Cl no afectó diferencialmente ninguno de los parámetros evaluados, tanto en un año con buena oferta hídrica como en un año bajo deficiencias. Los micronutrientes se encontraban por encima de los umbrales reportados, lo que pudo haber reducido la probabilidad de respuesta. Sería de interés observar el impacto sobre de la aplicación de estos micronutrientes en el rendimiento y el contenido de proteína en sitios con mayor probabilidad de respuesta.