Demandas sobre la agricultura … población mundial, 1950-2050

1. Consideraciones en el uso eficiente de nutrientesMike Stewart, Ph.D.International Plant Nutrition InstituteGreat Plains Director (U.S.)

2. Demandas sobre la agricultura …población mundial, 1950-2050 10.00 9.4 8.00 6.6 6.00 Población, billones Se espera que la población se incremente en más del 40% en los próximos 40-45 años…de los actuales 6.6 a unos 9.4 billones en el 2050 4.00 2.00 0.00 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 Año U.S. Census Bureau, 2007

3. Como satisfacer las demandas sobre agricultura • Por fortuna, existe un gran brecha entre los rendimientos actuales y los rendimientos que se pueden lograr • Por ejemplo, Dobermann y Cassman (2002) calcularon que ciertos sistemas de maíz y arroz funcionan al 40-60% de su potencial de rendimiento, y que se necesita incrementar el rendimiento hasta el 70-80% del potencial para alcanzar las futuras demandas de alimentos • El reciente incremento en la demanda de biocombustibles aumenta aún más la necesidad de mayor producción. • Para cerrar la “brecha de rendimiento” se necesitan mejores formas de manejo de nutrientes y mejor tecnología

4. Causas del actual interesés en el uso eficiente de nutrientes • Preocupación por • la calidad del ambiente • Incremento en el precio de los fertilizantes

5. Definición del uso eficiente de nutrientes • Una reciente revisión identificó no menos de 18 diferentes definiciones del uso eficiente de nutrientes. • Como se define? • Largo plazo vs. corto plazo • Sistémico vs. componente • Basado en componentes de producción • Factor parcial de productividad (FPP) • Eficiencia agronómica (EA) • Basado en componentes de recuperación • Presupuesto parcial de nutrientes (PPN) • Eficiencia de recuperación (ER)

6. Indices agronómicos del uso eficiente de nutrientes Dobermann, 2007

7. Eficiencia del Nitrógeno en los Fertilizantes? Estudios en 56 lotes de agricultores, CN, E. U. 38 recuperado / 103 aplicado = 37% vs. 103 aplicado / 103 removido = 100% N removido con la cosecha 103 kg/ha Fertilizante 103 kg/ha N en los residuos del cultivo 81 kg/ha 38 kg/ha 146 kg/ha N del Suelo Cassman et al. 2002; Bruulsema et al. 2004

8. Como influenciar la eficiencia de los nutrientes…un caso para MPM • Dosis correcta • Meta de rendimiento apropiada • Análisis de suelo y recomendaciones • Remoción de nutrientes • Interacción de nutrientes • Epoca y fuentes correctas (mejor sincronización entre suplemento y demanda) • Fraccionamiento de las aplicaciones (N) • Aplicaciones foliares • Fertilizantes de mejor eficiencia • Localización correcta • Banda, voleo, fertigación, foliar, etc.

9. Dosis Correcta: Meta de rendimiento apropiada Modelo de simulación Hybrid-Maize • Un programa amigable para el usuario • Provee de una estrategía mecanística para determinar el potencial de rendimiento • Analiza el impacto de factores como clima, fecha de siembra, espacio entre hileras e híbrido utilizado • Analiza el potencial de rendimiento del sitio y simula el crecimiento y pronostica el rendimiento en la misma temporada

10. Dosis correcta: Recomendaciones basadas en el análisis de sueloEvaluación de las recomendaciones en sistemas de maíz con riego en el centro norte de Kansas 15 Laboratorio público Alto rendimiento 10 Rendimiento de grano, t/ha 13.42 13.44 11.46 10.27 10.06 5 8.77 0 179 258 336 Dosis de N, kg/ha B. Gordon (KS, Carr sandy loam) Promedio de 3 años (2000- 2002) Laboratorio público = 15 kg P/ha, sin K o S Promedio a través de 2 poblaciones Alto rendimiento = 50 kg P/ha, 74 kg K/ha, 45 kg S/ha

11. 4.45 t/ha 89 % 1.76 t/ha 19 % 2.63 t/ha 23 % 1.13 t/ha 8 % Dosis Correcta: Balance de nutrientesEfecto de las aplicaciones de N-P-K-S en el rendimiento de maíz con riego en el centro norte de Kansas 15 Las flechas son el % de incremento sobre tratamientos previos 10 Rendimiento de grano, t/ha 14.99 13.86 11.23 5 9.47 5.02 0 0-0-0-0 336-0-0-0 336-50-0-0 336-50-74-0 336-50-74-45 N-P-K-S, kg/ha Gordon. Better Crops. 2005 (KS, Carr sandy loam) Promedio de 2 años (2001- 2002)

12. 41 % --- 40 % 14 % Dosis Correcta: Balance de nutrientes Efecto de dosis de N-P-K-S en la eficiencia aparente de recuperación N en maíz con riego en el norte centro de Kansas 0.8 Las flechas son los % de incremento relativo de la eficiencia de N sobre el tratamiento previo 0.6 0.4 Eficiencia aparente de recuperación de N 0.72 0.63 0.45 0.2 0.32 0 0-0-0-0 336-0-0-0 336-50-0-0 336-50-74-0 336-50-74-45 N-P-K-S, kg/ha Gordon. Better Crops. 2005 (KS, Carr sandy loam) Asume una absorción 24 kg N/t grain Promedio de 2 años (2001- 2002)

13. Fuente: Fertilizantes con mejor eficienciaSincronización entre suplemento-demanda … Absorción de N por maíz y curvas teóricas de liberación Curva de Liberación Teórica Absorción de N, % Días después de la emergencia Schwab y Murdock. 2004.

14. Fuente: Fertilizantes con mejor eficiencia Comparación entre urea recubierta con polímeros con urea normal y UNA 50 40 Total de 247 comparaciones <0- 26% >0- 71% =0- 3% 30 Número de Comparaciones 20 10 0 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Magnitud de la Diferencia en Rendimiento (bu/ac) Compilación de estudios del efecto de dosis - fuentes en el rendimiento de maíz en el cinturón maicero de los Estados Unidos, 2000 – 2205. A. Blaylock, comunicación personal

15. Fuente: Fertilizantes con mejor eficienciaComparación entre urea recubierta con polímeros con urea normal y UNA 100 90 La nivelación del rendimiento relativo ocurrió a 93% del máximo 80 Rendimiento relativo de maíz (% max.) 70 60 Urea y UAN R2 = 0.36 50 100 90 La nivelación del rendimiento relativo ocurrió a 98% del máximo 80 Rendimiento relativo de maíz (% max.) 70 60 URP (ESN) R2 = 0.48 50 0 40 80 120 160 200 240 Dosis de N (lbs/acre) Compilación de estudios del efecto de dosis - fuentes en el rendimiento de maíz en el cinturón maicero de los Estados Unidos, 2000 – 2205. Blaylock and Tindall, 2006.

16. Fuente y localización: Fertilizantes con mejor eficienciaAparente recuperación de N en algodón en siembra directa 70 60 50 40 Recuperación aparente de N, % 30 60.7 20 40.6 31.3 21.2 10 5.1 0 UNA + Agrotain UNA Urea + Agrotain Urea Nitrato amonio Banda superficial Voleo Earnest y Varco. 2006. Mississippi, Marietta fsl

17. Localización: Labranza en banda en la producción de maízSuperar algunos de los problemas de siembra directa reteniendo muchos de sus beneficios

18. Localización: Beneficios de la labranza en banda • Provee de una zona (10-25 cm de ancho) de suelo descubierto que se calienta y se enfría más rápidamente que con siembra directa • Requiere de menos tiempo y energía que con labranza convencional • Retiene los residuos en la superficie del suelo sin labranza, protegiéndolo del viento y de la erosión y manteniendo la infiltración • Provee de mayor flexibilidad en la colocación de fertilizantes en comparación con la siembra

19. Situación actual de las PAM de los fertilizantes en los principales sistemas de cultivos en los Estados UnidosUSDA-NRCS Conservation Innovation Grant (CIG) • Esfuerzo liderado por el Dr. Harold Reetz, Fundación para la Investigación Agrícola Trigo de primavera / leguminosas Pastos para ganadería de leche Papa Maíz/soya Maíz con riego Algodón • En cooperación con los directores regionales de IPNI

20. Demandas y expectativas de la agricultura Calidad del Ambiente: Agua, aire, suelo Local a global Rentabilidad: Incremento del costo de los fertilizantes y otros insumos Productividad: Alimentos (humano y animal), fibra, combustible Cantidad y calidad Nuevos productos y servicios: Fertilizantes de liberación controlada, aditivos para los fertilizantes, manejo preciso por sitio-específico Programas de incentivo: GPS, monitoreo del rendimiento, dosis variables, fertilizantes de liberación controlada, análisis de N, fraccionamiento de las aplicaciones Mejor eficiencia de uso de los nutrientes