La soja forma una asociación natural con las bacterias que colonizan las raíces de la planta. A cambio de azúcares, las bacterias convierten el nitrógeno atmosférico en una forma que la planta pueda utilizar, suministrando gran parte del nitrógeno necesario para el crecimiento y desarrollo de los granos.
Históricamente se ha aceptado que este suministro, junto con el nitrógeno del suelo, satisface las necesidades de nitrógeno de la planta, pero el potencial de rendimiento cada vez mayor plantea la pregunta de si esto sigue siendo así, dicen investigadores del Departamento de Ciencias de Cultivos y de Extensión de Illinois. ; Ambas unidades forman parte de la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales (ACES) de Illinois.
La soja de alto rendimiento plantea dudas sobre las necesidades de fertilizantes nitrogenados
La soja es un cultivo rico en proteínas y las proteínas no son baratas. El nitrógeno es un componente clave de los aminoácidos, que son los componentes básicos de las proteínas. A medida que aumenta el rendimiento de la soja, la planta necesita producir más proteínas, lo que a su vez requiere más nitrógeno. Por lo tanto, algunos investigadores y agricultores creen que agregar fertilizantes nitrogenados ayuda a la planta a satisfacer esta mayor demanda.
"La mejora genética en curso aumentó constantemente el potencial de rendimiento de la soja y la necesidad de nitrógeno, lo que plantea dudas sobre cómo complementar el suministro con fertilizantes", dijo Emerson Nafziger, profesor emérito de ciencias agrícolas. "La gente se preguntaba si la soja no sería capaz de suministrar toda la energía necesaria para obtener altos rendimientos, así como la energía necesaria para fijar una cantidad tan grande de nitrógeno".
Esta noción se ve impulsada por los muy publicitados rendimientos "récord" que a menudo se atribuyen a prácticas intensivas que incluyen fertilizantes nitrogenados, dice Nafziger. Estas afirmaciones anecdóticas no están respaldadas por la investigación disponible y son en parte lo que impulsó a Nafziger y sus colegas Giovani Preza Fontes y Joshua Vonk a abordar el problema.
Las pruebas de campo sugieren un beneficio mínimo en el rendimiento de las aplicaciones de nitrógeno
Para probar si la soja responde al nitrógeno adicional, el equipo de la Universidad de Illinois realizó nueve pruebas de campo en cuatro ubicaciones de Illinois entre 2014 y 2017. Observaron el rendimiento de la soja cuando se aplicó fertilizante nitrogenado en cada una de las cuatro etapas de crecimiento: plantación, floración. , cuaje de vainas, llenado de semillas y en estas cuatro etapas.
Los investigadores descubrieron que la aplicación de nitrógeno al cultivo en las cuatro etapas aumentaba el rendimiento en la mayoría de los casos, pero no lo suficiente como para cubrir el costo del fertilizante. Nafziger enfatiza que las mejoras en el rendimiento que observaron gracias a las aplicaciones repetidas no son una recomendación para que los agricultores sigan el ejemplo.
"Si bien este aumento debido a las aplicaciones repetidas fue interesante, cualquier tratamiento que cueste dos o tres veces el valor de la producción adicional es una forma segura de perder dinero", afirmó. "La gente que intenta batir récords de rendimiento podría hacerlo de todos modos, pero nunca debería hacerse en campos de producción normales".
En todos los años y lugares, los rendimientos de la soja fueron de buenos a sobresalientes, independientemente de la aplicación de nitrógeno. No hubo un beneficio constante en el rendimiento con aplicaciones únicas de nitrógeno durante la floración, el cuajado de las vainas o el llenado de semillas.
"Encontramos poca respuesta a la aplicación de nitrógeno en las etapas reproductivas individuales que van desde la floración hasta el llenado de semillas, a pesar de que cubren el período en el que la demanda de cultivos es alta cuando se forman las vainas y comienza el llenado de semillas. Esto indicó que la disponibilidad de nitrógeno durante las etapas críticas de La formación del rendimiento no fue una limitación significativa para el rendimiento", dijo Preza Fontes, profesora asistente en ciencias de cultivos.
Excepción encontrada en suelos y condiciones de plantación específicos.
Sin embargo, hubo una excepción. Una sola aplicación de nitrógeno durante la siembra aumentó significativamente el rendimiento de la soja en dos de cada tres años en un suelo franco en un campo de un agricultor cerca de Chillicothe, Illinois. Esto fue inesperado ya que otros estudios han encontrado que cuando se aplica nitrógeno durante la siembra, la planta invierte menos en su relación simbiótica con las bacterias fijadoras de nitrógeno, lo que a veces conduce a deficiencias más adelante en la temporada.
Nafziger atribuye en parte este aumento del rendimiento a la textura más ligera del suelo del sitio y a la menor materia orgánica, que puede haber sido menos favorable para el crecimiento temprano en comparación con los otros sitios. En uno de los dos años, el tratamiento único con nitrógeno también pareció disminuir los síntomas del síndrome de muerte súbita, una enfermedad fúngica transmitida por el suelo.
"No podemos contar con esto para el control de enfermedades, pero en este caso, parece ser parte de la razón por la que aumentó el rendimiento", dijo Nafziger. "Un pequeño impulso al principio de la temporada podría haber sido suficiente para impulsar el crecimiento de las plantas y las raíces y mantenerlos adelante el resto de la temporada".
Una sola aplicación durante la siembra podría ayudar a los suelos con disponibilidad limitada de nutrientes al comienzo de la temporada, pero en la mayoría de los casos, los agricultores pueden confiar en las bacterias fijadoras de nitrógeno para hacer su trabajo. Las bacterias del suelo que viven libremente también pueden contribuir al crecimiento temprano al liberar nitrógeno de la materia orgánica del suelo, lo que puede explicar por qué el nitrógeno aplicado tempranamente tuvo poco efecto en suelos con más materia orgánica.
"La fertilización con nitrógeno sólo debe considerarse en áreas donde el cultivo a menudo comienza lentamente debido a factores del suelo. Es una práctica que no creemos que la gente deba adoptar apresuradamente", dijo Nafziger. "De hecho, aquellos con suelos más ligeros podrían aplicar fertilizantes nitrogenados manualmente en una parcela pequeña y observar si el cultivo crece mejor allí. Si no es así, entonces el fertilizante no sirvió de nada.
"Necesitamos nitrógeno para obtener altos rendimientos de maíz, pero una de las cosas que hace que la soja sea una parte tan importante de la rotación de cultivos en la mayoría de las granjas de Illinois es que produce altos rendimientos sin el gasto y las consecuencias ambientales de la aplicación de fertilizantes nitrogenados".
Los autores incluyen a Joshua Vonk, Emerson Nafziger y Giovani Preza Fontes.
Más información:Joshua Vonk et al, Respuesta de la soja al fertilizante nitrogenado en diferentes suelos,Manejo de cultivos, forrajes y césped(2024). DOI: 10.1002/cft2.20304
Proporcionado por la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign
Esta historia se publicó originalmente en Phys.org. Suscríbase a nuestro boletín para recibir las últimas actualizaciones de noticias de ciencia y tecnología.
