Relación de métodos de labranza, siembra, riego y dosis de nitrógeno con el rendimiento de trigo*
Relationship of tillage and planting methods, irrigation, and nitrogen rate with wheat yield
Lourdes Ledesma Ramírez1, Ernesto Solís Moya1§, María del Pilar Suaste Franco1 y María Florencia Rodríguez García2
1 Campo Experimental Bajío. INIFAP. Carretera Celaya-San Miguel, km 6.5. C. P. 38000. Celaya, Guanajuato. Tel. 01 461 6115323. Ext. 155. (lulis_amigui@hotmail.com), (pilar_i_ka86@hotmail.com). §Autor para correspondencia: esolismoya@hotmail.com.
]]> 2 Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Lechería, km 18.5. Texcoco, Estado de México. C. P. 56230. Tel. 01 595 9542877. Ext. 127. (flor280281@yahoo.com.mx).
* Recibido: febrero de 2009
Aceptado: febrero de 2010
Resumen
El objetivo fue determinar los efectos de cuatro métodos de labranza, dos métodos de siembra, tres dosis de nitrógeno y dos calendarios de riegos sobre el rendimiento de cuatro variedades de trigo. La investigación se estableció en los ciclos otoño-invierno 2004-2005, 2005-2006 y 2006-2007. Se evaluaron cuatro métodos de labranza: barbecho-rastra, cero-labranza, multiarado-rastra y rastra; dos métodos de siembra: melgas y surcos; dos calendarios de riego; cuatro y tres riegos; tres dosis de fertilización nitrogenada: 120, 160 y 240 kg ha–1; y cuatro genotipos: línea V-56, Bárcenas S2002 de tipo harinero, Gema C2004 y Topacio C97 de tipo cristalino. Los análisis de varianza en los cuatro métodos de labranza no detectaron diferencias en rendimiento en los factores principales años y métodos de siembra. El método de labranza barbecho-rastra y los métodos de siembra interaccionó con la dosis de nitrógeno. El número de riegos afectó el rendimiento de grano en tres métodos de labranza: barbecho-rastra, multiarado-rastra y rastra; del mismo modo, el calendario de cuatro riegos produjo mayor rendimiento que el de tres riegos. El rendimiento promedio de las variedades de trigo harinero Bárcenas S2002 y V-56 superó a las variedades cristalinas bajo el método de cero-labranza, pero no en los otros métodos. En el método de barbecho-rastra, la variedad Gema C2004 mostró mayor rendimiento; en cero-labranza fueron las variedades Bárcenas S2002 y V-56; y para rastra fueron las variedades Gema C2004 y Bárcenas S2002. Una mayor disponibilidad de humedad incrementó la eficiencia en el uso del nitrógeno y el rendimiento.
Palabras clave: barbecho, melgas, multiarado, rastra, surcos.
Abstract
]]> The objective of this study was to determine on the yield of four wheat varieties the effects of four tillage and two planting methods, three nitrogen rates and two irrigation schedules. The research was carried out during the winter cycles of 2004-2005, 2005-2006 and 2006-2007. We assessed four tillage methods: fallow-harrow, tillage-cero, multiplough-harrow and harrow; two planting methods: flat bed and raised bed; two irrigation schedules; four and three irrigations; three nitrogen rates: 120, 160 and 240 kg ha–1, and four genotypes: two bread wheat Barcenas S2002 and line V-56 and two durum wheat Gema C2004 and Topacio C97. The analysis of variance in the four tillage methods did not detect differences in yield on the main factors years and planting methods. In the fallow-harrow system, planting methods interacted with nitrogen rate. The number of irrigations affected grain yield in the tillage methods: fallow-harrow, harrow and multiplough-harrow in which the highest yield was obtained with four irrigations. The average yield of Barcenas S2002 and V-56 was higher than the durum wheat varieties under tillage-cero method but not in the others methods. The genotype Gema C2004 showed the highest yield in fallow-harrow method; Barcenas S2002 and V-56 in tillage-cero and Barcenas S2002 and Gema C2004 in the harrow method. A major availability of moisture increased the efficiency in the exploitation of N and yield.Key words: fallow, flat bed, harrow, multiplough, raised bed.
INTRODUCCIÓN
El Bajío es la segunda región productora de trigo del país y contribuye con 28.3% de la producción nacional de este cereal (SIAP, 2009). En esta región se siembra entre 90 a 95% de trigos harineros y el resto de trigos cristalinos (Solís et al., 2009b). Entre los principales problemas que afectan la producción de trigo en El Bajío es la escasez de agua para riego. En esta región el balance hidráulico subterráneo presenta un déficit de más de 900 millones de m3, debido a una sobre explotación del acuífero (más de 16 000 pozos en operación), que está ocasionando un abatimiento de 3 a 6 m año-1 y elevando los costos de energía en la extracción de agua (Flores-Lui, 2000). Adicionalmente, la baja disponibilidad de agua en presas de almacenamiento y la creciente contaminación ambiental agudizan la disminución del recurso, por lo que los criterios de eficiencia y eficacia en el uso del agua para riego agrícola son ineludibles (Arreola et al., 2002).
La eficiencia en el uso del agua de los cultivos es modificada por diversas prácticas de manejo tales como: rotación, sistemas de labranza, riego, fertilización, variedades o híbridos, fecha de siembra y otras prácticas (Loomis y Amthor, 1996); o bien mediante el mejoramiento de las plantas para producir un mayor rendimiento económico bajo condiciones deficientes de humedad, para lo cual es necesario aplicar métodos de selección que permitan identificar genotipos que muestren mayor uso eficiente del agua.
Por otra parte, los altos costos de los insumos y la escasez de agua debido a la baja captación de las presas y al abatimiento de los mantos acuíferos han reducido la rentabilidad y la superficie de trigo en El Bajío. Entre las tecnologías disponibles para reducir costos y optimizar el uso del agua está la labranza de conservación (Govaerts et al., 2007).
La labranza de conservación no es una práctica agrícola, sino un sistema de producción que permite la rotación de cultivos incluyendo varias especies, en el que el suelo se remueve únicamente la línea al momento de la siembra y se deja al menos 30% de los residuos del cultivo anterior sobre la superficie (Martínez, 2006). Con este sistema se logra reducir el costo de producción (principalmente por la preparación del suelo), una mayor eficiencia en el uso de herbicidas, insecticidas y fungicidas, reducción del tiempo para el establecimiento de los cultivos de la rotación, un manejo sostenible del suelo y mayor eficiencia en el uso del agua de riego (Solís et al., 2007).
En un experimento realizado por 18 años practicando la labranza de conservación se ha registrado una reducción en los montos de inversión por hectárea durante el ciclo primavera-verano del orden del 18 al 22% con respecto al sistema convencional y del 16 al 25% durante el ciclo otoño-invierno. Esta reducción se debe a la eliminación del laboreo y su variación se debe a diferencias de las condiciones climáticas y a las modalidades de labranza de conservación, en función de las recomendaciones del diagnóstico agronómico (Martínez, 2006).
El nitrógeno (N) es un elemento indispensable para la fotosíntesis, para que las plantas fijen el carbono del aire, acumulen materia seca y produzcan rendimientos económicamente atractivos. Sin embargo, el N es un nutriente casi universalmente deficiente por las pérdidas de este elemento causadas por el deficiente manejo a que han sido sometidos los suelos y por la agresión que se hace de sus reservas orgánicas. Ello ocasiona que para satisfacer la demanda de los cultivos, el N deba agregarse al suelo en grandes cantidades como fertilizante nitrogenado o abono orgánico.
]]> La respuesta de rendimiento del trigo al nitrógeno es de 6 a 7 kg de trigo por cada kg de nitrógeno aplicado, con máximos de 12 a 14 kg de trigo (Quintero y Boschetti, 2009). Esto significa que si el trigo requiere de 30 a 35 kg de N para producir una tonelada de grano, considerando que la eficiencia de utilización del nitrógeno de la urea es en promedio de 18 al 25%, llegando en el mejor de los casos al 50%, se está evidenciando que las pérdidas de N, o las ineficiencias para su aprovechamiento en el cultivo de trigo son elevadas.Estudios realizados en México por Ortiz (2009), indican que la eficiencia en el uso de nitrógeno en el cultivo de trigo en el sur de Sonora es 31%; es decir, 69% restante no es absorbido por el cultivo; esto representa un importante gasto para el productor y por otro lado, tiene un impacto negativo en el medio ambiente. Grageda (1999), señala que los estudios con técnicas convencionales e isotópicas (15N) muestran que la eficiencia en el uso de los fertilizantes nitrogenados en los principales cultivos en El Bajío es 20% a 40%; por tanto, se fugan del sistema agrícola cerca de 90 000 t N año-1, lo que representa pérdidas anuales de 450 millones de pesos.
En el caso del trigo hace 30 años se aplicaban 150 kg N ha–1, se obtenían 6 t de grano ha–1 y el contenido de materia orgánica del suelo era 2.6%. En la actualidad, se aplican en promedio 330 kg N ha–1, se obtienen los mismos rendimientos y el contenido de materia orgánica ha disminuido hasta 0.6% en algunas áreas de la región (Grageda et al., 2004).
El estudiar cómo los diferentes métodos de labranza interactúan con los métodos de siembra, calendarios de riego, dosis de fertilización y genotipos permitirá conocer las prácticas de manejo adecuadas para obtener altos rendimientos con menor costo. El objetivo de esta investigación fue determinar en cuatro métodos de labranza el efecto de dos métodos de siembra, tres dosis de nitrógeno y dos calendarios de riegos sobre el rendimiento de cuatro variedades de trigo.
MATERIALES Y METÓDOS
La investigación se llevó a cabo en el Campo Experimental Bajío (CEBAJ) perteneciente al Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). El CEBAJ se localiza en Celaya, Guanajuato a 20° 32' latitud norte, 100° 48' longitud oeste y 1 752 m de altitud; la precipitación y temperatura media anuales son 578 mm y 19.8 °C respectivamente. El suelo donde se estableció el experimento es de textura arcillosa, clasificado como Vertisol, con pH 7.8, materia orgánica 2.31%, nitrógeno 5.62 mg kg-1, fósforo 12.3 mg kg-1 y potasio 1 016 mg kg-1.
Se evaluaron cuatro métodos de labranza: barbecho y dos rastras (B-R), dos rastras (R), multiarado y dos rastras (M-R) y cero-labranza (C-L); dos métodos de siembra: melgas y surcos de 75 cm de separación sembrados a doble hilera con separación de 20 cm entre hileras; dos calendarios de riego; cuatro riegos: a 0, 45, 75 y 100 días y tres riegos a 0, 45 y 75 días después de la siembra; tres dosis de fertilización nitrogenada: 120, 160 y 240 kg ha–1, y cuatro genotipo: línea V-56 y Bárcenas S2002 de trigo harinero (Triticum aestivum L.), Gema C2004 y Topacio C97 de trigo cristalino (Triticum durum Desf.). Las dosis de nitrógeno señaladas se complementaron con 60 kg ha–1 de P2O5. En todos los tratamientos se aplicó la mitad del nitrógeno y todo el fósforo en la siembra y la segunda mitad del N en el primer riego de auxilio.
La parcela experimental estuvo formada por ocho surcos de 10 m de largo separados a 75 cm para el caso de la siembra en surcos y de melgas de 60 m2 sembradas en hileras de 17 cm de separación. La parcela útil fueron de 2 surcos de 3 m de largo para el caso de surcos y de 4.5 m2 en el caso de melgas. Los experimentos se establecieron en los ciclos otoño-invierno 2004-2005, 2005-2006 y 2006-2007, en la segunda quincena de diciembre. Se empleó una densidad de siembra de 120 kg de semilla por hectárea para ambos métodos de siembra.
En los ciclos 2004-2005 y 2006-2007 se aplicó Topik® a los 28 días después de la siembra para controlar las malezas de hoja angosta y Esterón 47® a los 34 días después de la siembra para controlar las malezas de hoja ancha. En el ciclo 2005-2006 se aplicó Sigma-S® a los 30 días después de la siembra para control de malezas de hoja angosta y ancha. Se aplicó Folicur 1000E®, a una dosis de 0.5 L ha–1, para controlar roya lineal (Puccinia striiformis f. sp. tritici W.), y roya de la hoja (Puccinia triticina E.). La cosecha se realizó con una minicombinada para parcelas experimentales. Se determinó el rendimiento de grano (RG), en gramos por parcela y se transformó a kg ha–1.
En cada año de evaluación del experimento, se cosecharon cuatro repeticiones por cada tratamiento. Para el análisis de la información se promedió las cuatro repeticiones y el valor obtenido; esto es, el promedio de cada tratamiento por año, se consideró como una repetición para el análisis global de la información.
]]> El conjunto de datos se analizó como un diseño experimental de bloques completos al azar con arreglo en parcelas sub-subdivididas, con tres repeticiones (años); en las parcelas grandes se establecieron los métodos de siembra. En la parcela mediana se asignaron los calendarios de riego. Las subparcelas fueron las tres dosis de nitrógeno, y la sub-subparcela se asignó a las cuatro variedades evaluadas.Los análisis se realizaron en cada método de labranza: barbecho-rastra, cero-labranza, multiarado-rastra y rastra. Los resultados se analizaron a través de análisis de varianza y contrastes mediante rutinas de SAS (SAS Institute, 2009).
Se hizo una estimación de la eficiencia en el uso del nitrógeno a través de los métodos de labranza (usando los promedios de rendimiento de los cuatro métodos de labranza) para los factores método de siembra, dosis de nitrógeno y calendario de riegos.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El análisis de varianza detectó que el método de labranza B-R tuvo diferencias altamente significativas en número de riegos, dosis de nitrógeno; significativas en genotipos y en las interacciones de primer orden dosis de nitrógeno por método de siembra y dosis de nitrógeno por número de riegos. En C-L se detectó diferencias significativas en el factor genotipos. En el método M-R se obtuvo diferencias altamente significativas en el factor número de riegos y significativas en dosis de nitrógeno. En el método R se obtuvo diferencias altamente significativas en genotipos y significativas en número de riegos (Cuadro 1).
El factor método de siembra interaccionó con la dosis de nitrógeno en el método de labranza B-R. El análisis de esta interacción (Cuadro 2 y Figura 1) mostró que bajo el método de siembra tradicional (melgas) las dosis altas de nitrógeno 160 y 240 kg ha–1 producen mayor rendimiento que la dosis de 120 kg ha–1, y se obtuvo el mismo rendimiento con las tres dosis en el método de siembra en surcos. Asimismo, se observó que 160 y 240 kg ha–1 de N producen el mismo rendimiento en ambos métodos de siembra.
El efecto de la eficiencia en el uso de nitrógeno del trigo en surcos y melgas fue estudiado por Khaleque et al. (2008), quienes observaron una mayor recuperación de nitrógeno y rendimiento de grano en el método de siembra en surcos que en el método tradicional (melgas). El método de siembra en surcos tiene otras ventajas como son ahorro en el gasto de agua de riego y energía eléctrica, ahorro en la aplicación de pesticidas y factibilidad de entrar en la parcela con maquinaria después de la etapa de encañe, todos estos factores favorecen la reducción de los costos producción (Limón et al., 2000).
El número de riegos afectó el rendimiento de grano en tres métodos de labranza B-R, M-R y R. En los tres resultó significativo este factor, el calendario de cuatro riegos produjo mayor rendimiento de trigo que el de tres (Cuadro 3).
Las dosis de nitrógeno fueron significativas en dos métodos B-R y M-R. En ambos casos las dosis de 160 y 240 kg N ha–1 superaron la dosis de 120 kg ha–1. En el método de barbecho-rastra, no se detectaron diferencias en rendimiento entre las dosis de 160 y 240 kg N ha–1; en cambio en el método multiarado-rastra, la dosis de 240 kg ha–1 produjo mayor rendimiento que la de 160 kg ha–1.
]]> La interacción significativa entre número de riegos y dosis de nitrógeno en el método B-R (Cuadro 4 y Figura 2), indicó que con cuatro riegos con las dosis de 160 y 240 kg N ha–1, se obtuvieron rendimientos más altos que con la dosis de 120 kg ha–1. En cambio, con el calendario de tres riegos se obtuvo el mismo rendimiento con las tres dosis de nitrógeno. Solís y Díaz de León (2001) al evaluar tres dosis de nitrógeno y tres calendarios de riego indicaron que estos factores interactúan con la fecha de siembra.Al analizar los efectos simples de dichos tratamientos dentro de cada fecha de siembra observaron diferencias altamente significativas (p<0.01) entre las dosis de 120 y 240 kg ha–1 de nitrógeno en la primer fecha de siembra con los calendarios de dos y cuatro riegos pero no con el calendario de tres riegos, lo cual indica que cuando se dispone de agua para dar sólo tres riego se debe fertilizar con 120 kg ha–1 de nitrógeno.
Para la segunda fecha de siembra no se detectaron diferencias significativas entre estos tratamientos en los tres calendarios de riego evaluados, lo cual indica que para esta fecha de siembra 120 kg ha–1 son suficientes para alcanzar los rendimientos más altos posibles para este ambiente. Hossain et al. (2006) no detectaron significancia en la interacción del número de riegos con la dosis de fertilización sobre el rendimiento unitario debido quizás a que en su estudio el número máximo de riegos fue tres y la mayor dosis fue de 120 kg ha–1 de nitrógeno.
Los análisis de varianza detectaron diferencias significativas entre genotipos en los métodos de labranza B-R, C-L y R, en ninguno de los métodos los genotipos interactuaron con alguno de los factores del experimento (Cuadro 1). El promedio de las variedades de trigo harinero Bárcenas S2002y V-56 superó el rendimiento de las variedades cristalinas bajo el método de C-L, pero no en los métodos de B-R y R (Cuadro 5). Solís et al. (2009a) señalan que en condiciones de riego restringido el rendimiento de las variedades de trigo harinero superó al de las variedades de trigo cristalino.
Con dos riegos no hubo diferencias significativas entre trigos harineros, pero sí con tres riegos, en este ambiente el rendimiento de trigos de gluten fuerte fue inferior al de trigos de gluten débil. Estos resultados indican que no es recomendable la siembra de trigos cristalinos con calendarios de dos y tres riegos; en cambio, con cinco riegos rinden igual que los trigos de gluten débil y medio fuerte, y superan a los fuertes hasta con 582 kg ha–1. Bárcenas S2002 superó a V-56 en el método de cero-labranza, pero estas variedades tuvieron el mismo rendimiento en los métodos de barbecho-rastra y rastra.
La variedad Gema C2004 superó el rendimiento de Topacio C97 en los tres métodos de labranza. Estos resultados son congruentes con los obtenidos por Solís et al. (2005), quienes señalan que Gema 2004 es significativamente superior a todas las variedades comerciales de trigo cristalino, superando en 6.9% a Altar C84, en 13.4% a Topacio C97, en 19.2% a Ámbar C97 y en 20.8% a Aconchi C89.
Si bien el objetivo de esta investigación no fue determinar la eficiencia en el uso del nitrógeno ya que con la metodología empleada, no se puede determinar el porcentaje de absorción del nitrógeno adicionado al suelo y diferenciarlo del que ya estaba en forma disponible en el mismo, se realizó una estimación para determinar la cantidad de grano producido por unidad de nitrógeno aplicada (Cuadro 6), este análisis se hizo con el promedio del rendimiento de los cuatro métodos de labranza. Los valores observados fluctuaron entre 39 y 16 kg de grano por unidad de fertilizante aplicada. En general la dosis menor (120 kg ha–1) casi duplicó la producción de grano por kg de nitrógeno aplicado en relación con la dosis más alta (240 kg ha–1).
Los métodos de siembra no afectaron la eficiencia en el uso del nitrógeno; en cambio una mayor disponibilidad de humedad (aplicar cuatro riegos en lugar de tres) incrementó ligeramente el rendimiento de grano por unidad de nitrógeno aplicada. Los valores altos de eficiencia en relación a los reportados por Quintero y Boschetti (2009), se deben en gran parte al ambiente de producción ya que estos autores obtuvieron rendimientos máximos de 1 400 kg ha–1 con dosis máximas de 160 kg ha–1.
En este estudio el rendimiento con el mejor de los tratamientos fue superior a 5 t ha–1, lo que proporciona una mayor eficiencia. Estos resultados concuerdan con Solís et al. (2003), quienes reportan un rendimiento de 10.1 t ha–1, con la variedad Bárcenas S2002 a dosis de 240 kg ha–1 de nitrógeno en un ambiente óptimo para la producción de trigo, que proporciona una eficiencia de 42.1 kg de grano por 1 kg de nitrógeno aplicado, que significa el doble del obtenido con esta dosis en la presente investigación.
]]> CONCLUSIONES
El método de siembra no afectó el rendimiento de las variedades de trigo evaluadas, factor que interaccionó con dosis de nitrógeno en el método barbecho-rastra, donde se observó que en melgas las dosis de 160 y 240 kg ha–1 superan a 120 kg ha–1. La dosis de nitrógeno interaccionó también con número de riegos ya que con el calendario de cuatro riegos las dosis altas de nitrógeno superan a 120 kg ha–1 de N.
La mayor disponibilidad de humedad incrementó la eficiencia en el uso del nitrógeno en trigo, así un calendario de cuatro riegos producirá más grano por unidad de nitrógeno aplicada que uno de tres.
La respuesta de las variedades a través de los métodos de labranza fue diferencial, en el método de barbecho-rastra la variedad que mostró mayor rendimiento fue Gema C2004; en cero-labranza fueron los genotipos harineros Bárcenas S2002 y V-56; y para rastra fueron las variedades Gema C2004 y Bárcenas S2002; en el método multiarado-rastra no hubo diferencias entre genotipos.
AGRADECIMIENTOS
Los autores(as) expresan su agradecimiento a la Fundación Guanajuato Produce, A. C. por el financiamiento parcial de los trabajos de investigación proyecto 482-2008, que condujeron a la elaboración y desarrollo de esta investigación.
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