Un enfoque experimental y de modelización hacia la optimización de la fertilización nitrogenada en tres suelos andinos

Abstract

Se analizan algunos mecanismos reguladores del ciclado del N en suelos de los Andes venezolanos (3000-3500 m) con el objetivo de producir información básica necesaria para tratar de aumentar la eficiencia en el uso de este nutriente. La agricultura en esta región es muy intensiva, con grandes aplicaciones de estiércol de gallina (C/N≈ 12), cáscara de arroz (C/N≈90) y fertilizantes minerales, con bajas eficiencias de uso del N y grandes pérdidas al ambiente. Se estudian los procesos de mineralización, inmovilización y nitrificación, bajo condiciones controladas de laboratorio, suministrando estas enmiendas orgánicas contrastantes y fuentes minerales, en tres suelos con propiedades físico-químicas contrastantes: suelo de páramo natural (SP), suelo de uso agrícola (SA) y suelo degradado por cultivo de trigo (SD). Esta información se utiliza para calibrar y validar un modelo de simulación de dinámica del C y N del suelo. Se aplicaron siete tratamientos en cada suelo, utilizando fertilizante mineral (Fm) y las enmiendas: gallinazo (G) y pargana (P): 1) Control sin fertilización, 2) Fm, 3) G, 4) P, 5) Fm+G, 6) Fm+P, 7) Fm+G+P. La dosis aplicada fue igual (132,59 mgNkg-1 suelo). Se realizaron mediciones periódicas de CO2 y nitrógeno mineral, ya que la dinámica del C y N están acopladas por los requerimientos de los descomponedores. Se obtuvo que, la mineralización del C ocurrió en función de la cantidad de C, mayor en el SP, donde se midió mayor valor de CO2 acumulado. La menor respiración correspondió al SD, con menor cantidad de C. El tratamiento G promovió mayor mineralización de C en los tres suelos, la pargana promovió la mineralización de C en el SA. Con respecto al N, en los tratamientos FM ocurrió inicialmente inmovilización y luego mineralización principalmente en SP. El SA presentó mayor potencial de nitrificación y el SP el menor. Los datos obtenidos experimentalmente se utilizaron para: 1) evaluar el modelo SINCRO de disponibilidad de nitrógeno en el suelo y 2) mejorar, calibrar y validar este modelo. La versión original del modelo se ajustó mejor a los datos de respiración y sobrestimó la predicción del nitrógeno mineral. Se obtuvo que un modelo de dos compartimientos (para las enmiendas y para el humus) mejora la descripción de la dinámica del N. Para la calibración se calibraron las constantes de velocidad de descomposición de las fracciones lábil y estable de cada enmienda, también se calibraron diferentes constantes de velocidad de descomposición de la MOS para los tratamientos con fertilización mineral (más altas) y sin fertilización mineral (más bajas), indicando una posible limitación de la descomposición por disponibilidad de nitrógeno. Los parámetros C/N de la biomasa microbiana, C/N humus y fracción estable del Humus, que pueden ser obtenidos experimentalmente, resultaron ser los más sensibles del modelo. Las diferencias entre suelos generaron dinámicas diferentes de mineralización. Se realizó una aplicación del modelo para la simulación de la absorción y pérdidas por un cultivo de papa, utilizando datos de la literatura. Se obtuvo que el SP presentó los menores déficits y el SD los mayores, el tratamiento que genera el mejor compromiso entre las pérdidas y la absorción en los tres suelos fue el gallinazo, con la pargana el déficit es muy alto, en algunos casos mayores al encontrado en el control. Se propone finalmente: explorar otro tipo de materiales que promuevan los procesos de inmovilización-mineralización disponibles para la agricultura, evaluar un rango más amplio de tipos de suelo para incorporar estos factores al modelo, adaptar el modelo a condiciones de campo, utilizando factores de respuesta a la temperatura y humedad, y acoplar el modelo a otros modelos que simulan producción, balance hídrico, etc, para explorar estrategias de manejo de agroecosistemas utilizando la modelización.