efeCtos de Corto Plazo de la interaCCión riego-fertiliza-Ción en la ProduCCión y ComPosiCión de un CamPo natural debasalto en uruguay

SHORT-TERM EFFECTS OF THE INTERACTION IRRIGATION-FERTILIZA-TION IN THE PRODUCTION AND COMPOSITION OF A NATURAL FIELD OFBASALT IN URUGUAY

Jaurena M.1*, D. Giorello1, E. Pérez Gomar1,M. Do Carmo1 & G. Cardozo1

resumen

El riego suplementario es una opción estratégica para asegurar la producción de forrajeen un escenario de alta variabilidad climática, pero en Uruguay falta información para ge-nerar coeficientes técnicos de respuesta. Se realizó un experimento con el objetivo deevaluar los efectos del riego y la fertilización N-P en la producción de forraje y composiciónbotánica de un campo natural de basalto. En el período octubre de 2011 a Junio 2012 sedesarrolló un ensayo con un diseño de parcelas divididas. En las parcelas mayores seubicaron el riego suplementario y el secano, mientras que en las parcelas menores se ubi-caron un testigo sin fertilizar y siete tratamientos de fertilización: una dosis de fósforo (80kg P2O5.ha-1), tres dosis de nitrógeno (50, 100 y 200 kg N.ha-1) y tres combinaciones N-P(80 P2O5-50 N; 80 P2O5-100 N; y 80 P2O5-200 N). La interacción del riego con la fertiliza-ción nitrogenada explicó las variaciones a corto plazo de la productividad y composiciónbotánica de la vegetación. El riego incrementó la respuesta a la fertilización nitrogenadaduplicando la producción de forraje del campo natural y generando condiciones para elaumento de la contribución de los tipos productivos más valiosos desde el punto de vistaforrajero.

Palabras ClaVe: Riego, Fertilización, Campo, Natural, Basalto, Uruguay.

abstraCt

Supplementary irrigation is a strategic option to ensure the forage production in a sce-nario of high climate variability. Nevertheless, Uruguay lacks of information to be able togenerate technical coefficients about responses. An experiment was performed with theobjective to evaluate the effects of irrigation and N-P fertilization on forage yield and bota-nical composition in a basaltic natural grassland. In the period October 2011 to June 2012was carried out an experiment to determine the effect of supplemental irrigation and ferti-lization N-P in a split plot design. Supplementary irrigation and rainfed were located in thebig plots, while the fertilizer ones were established at smaller plots. Fertilizer treatmentsconsisted on one unfertilized control and seven fertilization treatments: one with phospho-rus only (80 kg P2O5.ha-1), three nitrogen rates (50, 100 and 200 kg N.ha-1) and three N-Pcombinations (80 P2O5-50 N, 80 P2O5-100 N, P2O5 and 80-200 N). The interaction of irri-gation with nitrogen fertilization explained the short-term variations in productivity and bo-tanical composition. Irrigation improved the response to nitrogen fertilization doublingforage production, and allowed conditions to increase the contribution of the most valuableforage productive types.

Key Words: Irrigation, Fertilization, Grasslands, Natural, Basaltic, Uruguay.

1 Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria INIA, Estación Experimental del Norte, Ruta 5 km 386, Tacuarembó,Uruguay

* mjaurena@tb.inia.org.uy

Revista de la Facultad de Agronomía UNLPam Vol 22. Serie supl. 2. Congreso de Pastizales    ISSN 0326-6184 (impreso)

6300 Santa Rosa - Argentina. 2013    ISSN 2314-2669 (online)

introduCCión

Existe un creciente interés por conocer el im-pacto del riego y la fertilización en la sostenibi-lidad de los ecosistemas de campos naturales enUruguay. Si bien los campos naturales represen-tan el principal recurso forrajero del Uruguay,ocupando una superficie mayor a 11 millones dehectáreas (70 % del país) (DIEA-MGAP, 2002),su sostenibilidad está siendo amenazada porcambios en el uso del suelo y por el sobrepasto-reo (Díaz et al., 2006). Estos campos naturalespresentan valores únicos de biodiversidad conmás de tres mil especies de plantas vascularesde clima templado y subtropical (Bilenca & Mi-ñarro, 2004), destacándose por la coexistenciade gramíneas C3 y C4. En este contexto, es ne-cesario desarrollar estrategias destinadas a me-jorar su productividad y conservar su diversidadbiológica.

La mayor parte de la producción de carne ylana de Uruguay se basan en la utilización deestos campos, los cuales presentan grandes fluc-tuaciones anuales y estacionales en la produc-ción y calidad del forraje. Se ha demostrado,tanto a nivel de campos naturales de Uruguay enla región de Basalto (Berreta, 1998) y en las lo-madas del Este (Bermudez & Ayala, 2005),como a nivel global (Knapp & Smith, 2001) quela productividad es afectada por las precipitacio-nes. Los modelos de cambio climático para elbioma campos coinciden en que el escenario fu-turo más probable incluye aumentos de la tem-peratura media y de las lluvias especialmente enlos meses de primavera y verano (Giménez etal., 2009). Esta situación no implica mayores ni-veles de agua disponible para el crecimiento delas praderas ya que también se incrementará lafrecuencia de eventos extremos como sequíasseveras e inundaciones (Yahdjian & Sala, 2008).Por lo tanto, resultaría aún más difícil ajustar lacarga animal de los potreros y lograr un uso sos-tenible del recurso campo natural.

La región de Basalto ocupa casi una cuartaparte de la superficie de Uruguay, en la cual dostercios de los suelos son superficiales (DSA-MGAP, 1979), presentando una aptitud de usoprincipalmente ganadero-pastoril. La heteroge-neidad de estas praderas fue clasificada por Le-

zama (2005), destacando a la disponibilidad deagua como el principal factor de control ambien-tal que explica los gradientes florísticos y fun-cionales. La escasa profundidad de los suelosdetermina un alto riesgo de sequía y de erosiónde suelos, proceso que se acelera en campos so-brepastoreados (Durán, 1985). Para atenuar losimpactos de la variabilidad climática en la pro-ducción de forraje, una de las opciones tecnoló-gicas para esta región es la implementación depequeñas áreas de alta producción de forraje.

El agua disponible en el suelo afecta directa-mente la proporción alcanzable del crecimientopotencial de las praderas (Andales et al., 2006).El riego suplementario es una opción estratégicapara asegurar una base de alimentación para losanimales. El aumento del agua disponible me-jora la capacidad de crecimiento de la pastura,pero asociado a dicho incremento del creci-miento pueden aparecer restricciones nutricio-nales. En la medida en que el riego propicia laobtención de una mayor proporción del poten-cial de producción de las pasturas, es esperableque el aporte del suelo no alcance a cubrir la de-manda de nitrógeno y otros nutrientes, necesi-tando mayores aportes vía fertilización.

Dentro de las alternativas de intensificación,una de las opciones a evaluar es potenciar alcampo natural mediante el riego suplementarioy la fertilización. La productividad vegetal y ani-mal de estás comunidades, está limitada por labaja disponibilidad de Nitrógeno (N) y Fósforo(P). La respuesta a la fertilización en un experi-mento de largo plazo ha sido reportada por Ro-driguez Palma (2010). En dicho experimento,aplicando anualmente 100 kg de N.ha-1 y 40 Kgde P2O5.ha-1 en Basalto, en el promedio de sieteaños se obtuvo un incremento del 29 % en laproducción de forraje y de un 67 % en la pro-ducción animal.

En Uruguay falta información que permita ge-nerar coeficientes técnicos de respuesta al riegoen campo natural y su interacción con la fertili-zación primavero-estival. A partir de estos ante-cedentes se propuso realizar un experimento conel objetivo de conocer los efectos del riego y lafertilización en la producción y composición deun campo natural de basalto.

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materiales y métodos

En el período octubre de 2011 a Junio 2012 sedesarrolló un experimento para conocer el efectodel riego y la fertilización N-P en la producciónde forraje y composición botánica de un camponatural sobre un suelo Vertisol de Basalto (Tabla1). El sitio experimental se localizó en el campoexperimental de riego de INIA-Tacuarembó cer-cano a la localidad de Tambores. (31,53 S, 56,14W). El diseño experimental utilizado fue de par-celas divididas con tres repeticiones en bloquesal azar. En las parcelas mayores (24 x 16 m) seubicaron el tratamiento de riego suplementario(T1) y el secano sólo con aporte de lluvias (T0).El riego suplementario se realizó por aspersióncon Ala Piovana conectada a un equipo autoen-rrollable. Se estableció como criterio de riegouna reposición de lámina del 90 % de la evapo-transpiración de referencia y un umbral de 50%de agua disponible del rango entre 34 a 18 % dehumedad volumétrica, para capacidad de campoy punto de marchitez permanente respectiva-mente. En el período experimental las lluviasacumuladas totalizaron 1004 mm y se realizaron13 riegos suplementarios que acumularon 324mm.

Dentro de cada una de las parcelas mayoresse ubicaron las parcelas menores (8 x 4 m) queincluyeron siete tratamientos de fertilización yun testigo sin fertilizar. Dichos tratamientos defertilización consistieron en una dosis de fósforo(80 kg P2O5/ha), tres dosis de nitrógeno (50,100 y 200 kg N/ha) y tres combinaciones N-P(80 P2O5-50 N; 80 P2O5-100 N; y 80 P2O5-200 N). Se evaluó la producción de forraje encinco cortes cada 45 a 50 días en el periodo 15de Octubre de 2011 al 5 de Junio de 2012. Encada parcela menor se estimó la producción deforraje mediante cortes a 5 cm de altura de tresfranjas de 0,52 m de ancho que totalizaron 6,24m2. Se registró el peso verde del corte de cadaparcela menor y se tomaron submuestras delmismo para la determinación del porcentaje demateria seca en estufa a 70o C durante 72 horas.

Previo a cada corte se estimó la composiciónbotánica en el tratamiento de mayor fertilizaciónN-P (80 P2O5-200 N) y en el testigo sin fertili-zar en las situaciones de riego suplementario ysecano utilizando el método Botanal (Tothill etal., 1978), modificado por Millot & Saldanha,

(1998). Dicho método se utilizó para registrar lacontribución específica (biomasa de una espe-cie/biomasa del total de especies) por aprecia-ción visual con un mínimo de 5 %, en cincocuadros fijos de 0,25 m2 ubicados equidistante-mente en una de las diagonales de cada parcelamenor de los tratamientos señalados. Se estimóla contribución a la biomasa total de cada una delas 12 especies más dominantes integrando lasestimaciones de producción con la contribuciónespecífica en cada una de las parcelas menoresde los tratamientos seleccionados. Adicional-mente, se monitoreo la humedad en el suelo me-diante balances hídricos con el software WinIsareg y un equipo TDR portátil “FieldScout300” (Spectrum Technologies Inc.).

Para analizar la producción acumulada de fo-rraje en los cinco cortes se ajustó un modelo deanálisis de varianza considerando a los efectosdel riego, los niveles de fertilización y la inter-acción de ambos factores. Las medias de losefectos significativos fueron comparadas usandoel test DGC al 5% utilizando el programa Infos-tat (Infostat, 2012). La base de datos de contri-bución específica consistió en 59 especies y 12parcelas menores evaluadas (cuatro tratamientosx tres repeticiones). Posteriormente se elimina-ron 19 especies presentes en una única parcelamenor, quedando una matriz de 40 columnas y12 filas. Con esta matriz depurada se realizaronanálisis de varianza de la contribución porcen-tual de los principales tipos productivos clasifi-cados según Rosengurtt (1979). Con las 13especies más abundantes (contribución especí-fica promedio mayor a 3 %), agrupadas por tra-tamiento de riego y fertilización N-P, se realizóun análisis multivariado de su contribución por-centual por Componentes Principales utilizandoel programa Infostat (Infostat, 2012). Este aná-lisis se realizó utilizando a distancias euclidianasy estandarizando los valores (restándoles lamedia y dividiéndolos por el desvío estándar).

resultados y disCusión

La producción acumulada de forraje registróuna interacción significativa (p < 0,01) del riegocon la fertilización nitrogenada (Tabla 2), mien-tras que so se encontraron efectos de la fertili-zación fosfatada. Dicha interacción se relacionóprincipalmente con un incremento en la res-

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Efectos de corto plazo de la interacción riego-fertilización en la producción y composición de un campo natural debasalto en Uruguay

puesta a la fertilización nitrogenada en condicio-nes de riego respecto al secano. En condicionesde riego se maximizó la eficiencia de la fertili-zación, prácticamente duplicando la respuestaregistrada en la situación de secano. En este sen-tido, en condiciones de humedad favorable,López et al. (2002) señalan que la aplicación deN estimula la mineralización en suelos bien pro-vistos de N y potencialmente mineralizable. Eltratamiento que combinó el nivel más alto defertilización nitrogenada (200 kg N) con elriego, duplicó el nivel de producción del testigosin riego y sin fertilización. La máxima res-puesta a la fertilización nitrogenada, obtenida encondiciones de riego y 50 kg de N en el períodoprimavero-estival, es similar a los valores de 16kg de MS.ha-1 alcanzado por Zanoniani et al.(2011) y de 21 kg de MS.ha-1 reportado por Ro-dríguez Palma (2010) con la fertilización otoño-invernal de campos naturales en Uruguay.

En la medida en que las tecnologías de riegoy fertilización primavero-estival sean rentablesimplicarían un gran avance para la estabilidadde los sistemas de producción, ya que la produc-ción de forraje en primavera y verano se inde-pendizaría del efecto año (lluvias). La respuestaal riego fue muy baja comparada con los ante-cedentes de riego en especies forrajeras cultiva-das en Uruguay: templadas con rangos de 4,2 a16,9 kg MS.mm-1 de agua de riego (Sawchik &Formoso, 2000) y subtropicales 8,6 a 23 kgMS.mm-1 de agua de riego (Giorello et  al.,2012). Dentro de los bajos valores de respuestadel campo natural al riego en este experimento,se destaca el incremento de la respuesta en elnivel más alto de fertilización N. Esta situaciónse relacionaría con que niveles altos de N mejo-rarían la eficiencia de uso del agua en condicio-nes de riego suplementario.

Los incrementos de producción del campo na-tural fueron muy diferentes en sus principalestipos productivos constituyentes. El grupo do-minante de gramíneas estivales finas y tiernasrepresentó aproximadamente la mitad de la pro-ducción de forraje y fue el único que presentóuna interacción significativa entre la fertiliza-ción N-P y el riego (Figura 1), por lo cual se ana-lizó por separado. Estos resultados ejemplifican

nuevamente que el riego no tuvo efecto en laproducción de las principales especies estivalesdel campo natural en ausencia de la fertilización.

El único tipo productivo que presentó res-puesta al riego fue el de los graminoides. Dichocomportamiento fue explicado por el incrementosignificativo de la contribución a la biomasa delas Ciperáceas en condiciones de riego suple-mentario (Tabla 3).

Todos los tipos productivos presentaron res-puesta significativa a la fertilización nitroge-nada, destacando el comportamiento de lasgramíneas invernales finas (Bromus auleticus,Stipa Setigera y Poa lanígera) que incrementa-ron su producción un 136 % en la condición defertilización evaluada (Tabla 4).

El ordenamiento por componentes principalesde las especies y el agrupamiento de las parcelaspermitió visualizar claramente las especies quemás se relacionaron con la interacción riego-fer-tilización. El primer componente explicó el 51% de la variación y se relacionó con el gradientede variación del testigo (sin fertilizante ni riego)a la situación de riego. Mientras que el segundoeje explicó 25 % y se asoció principalmente conla fertilización N-P en condiciones de secano yriego.

Las especies que más incrementaron su con-tribución en las parcelas con riego y fertilizaciónfueron Coelorhachis  selloana, Stipa setigera,Ciperaceas, Axonopus affinis y Botriochloa la-guroides, que verían favorecida su capacidad decompetencia en condiciones de riego suplemen-tario. En tanto Paspalum notatum y Paspalumdilatatum fueron las especies que más se rela-cionaron con el comportamiento del testigo, as-pecto que estaría asociado con su tolerancia acondiciones intermedias de stress.

ConClusiones

La interacción de la fertilización nitrogenadacon el riego suplementario explicó las variacio-nes a corto plazo de la productividad y compo-sición botánica de un campo natural de Basaltoen Uruguay. El riego incrementó la respuesta ala fertilización nitrogenada en el período prima-vero-estival, alcanzando valores similares a losreportados para campos naturales en el periodo

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otoño-invernal. Además, la interacción N-riegogeneró condiciones para un incremento de lostipos productivos del campo natural más valio-sos desde el punto de vista forrajero. A partir deestos resultados recomendamos continuar inves-tigando en los efectos en la vegetación de lainteracción riego-N a mediano y largo plazo, es-pecialmente en los efectos en la productividad ybiodiversidad del campo natural.

agradeCimientos

A todos los compañeros de INIA que colabo-raron con los muestreos en el campo de riego enTambores.

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tabla 4. Producción de forraje (Kg MS.ha-1) de diferentes tipos productivos en las situa-ciones testigo sin fertilización y fertilizado con 200 kg N- 80 Kg P2 O5.

table 4. Forage production (Kg MS.ha-1) of different productive types of control withoutfertilization and fertilized with 200 kg N, 80 kg P2 O5.

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figura 1. Producción de forraje (Kg MS.ha-1) de Gramíneas estivales finas y tiernas.figure 1. Forage production (Kg MS. ha-1) of fine and tender summer grasses.

figura 2. Ordenamiento multivariado de la contribución porcentual de las 13 especiesmás abundantes, por componentes principales del agrupamiento de parcelas me-nores según la interacción riego-fertilización NP.

figure 2. Multivariate ordering of the 13 most abundant species contribution by principalcomponent plots grouping smaller plots according to the irrigation-fertilization NPinteraction.

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