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Scientia Agropecuaria

versión impresa ISSN 2077-9917

Scientia Agropecuaria vol.10 no.2 Trujillo abr./jun. 2019

http://dx.doi.org/10.17268/sci.agropecu.2019.02.09 

ARTÍCULOS ORIGINALES

Dosis y fraccionamiento de nitrógeno en dos densidades de siembra del maíz amarillo duro

Doses and splitting of nitrogen in two sowing densities of the flint yellow maize hybrid

 

Julián Chura1,*; Juan Waldir Mendoza-Cortez1 ORCID iD https://orcid.org/0000-0002-2158-0943 ; José Carlos de la Cruz2

1 Departamento de Fitotecnia, Facultad de Agronomía, Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM), Av. La Molina, s/n, Código Postal 15024, La Molina, Lima, Perú.

2 Escuela de Posgrado, Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM), Av. La Molina, s/n, Código Postal 15024, La Molina, Lima, Perú.


Resumen

Fue realizado un experimento con el objetivo de evaluar el efecto de diferentes densidades de siembra (62 500 y 69 444 plantas ha-1), dosis de nitrógeno (180, 200 y 220 kg ha-1) y su fraccionamiento (dos veces: estadios V3 (50%) y V7 (50%); y tres veces: estadios V3 (20%), V7 (40%) y V12 (40%)), sobre el desempeño agronómico del maíz amarillo duro ‘EXP-05’. El diseño experimental utilizado fue el de bloques completos al azar, en arreglo factorial 2x3x2, con cuatro repeticiones. No hubo efecto significativo de las interacciones de los factores sobre el crecimiento y componentes del rendimiento. Por otro lado, hubo efecto individual de las dosis de nitrógeno y de la densidad poblacional sobre el rendimiento en grano y diámetro de tallo, respectivamente. El mayor rendimiento en grano (10,639 t ha-1) fue obtenido con 200 kg ha-1 de N y el mayor diámetro de tallo (2,42 cm) con la menor densidad poblacional (62 500 plantas ha-1). A pesar que la interacción de los factores evaluados no fue significativa, el mayor rendimiento en grano (10,939 t ha-1) fue obtenido con 200 kg ha-1 de N, fraccionado en los estadios V3 (50%) y V7 (50%) y utilizando 69 444 plantas ha-1.

Palabras clave: densidad poblacional; fertilización nitrogenada; rendimiento; Zea mays L.


Abstract

An experiment was conducted in La Molina, Lima, Peru, with the objective of evaluate the effect of planting densities (62 500 and 69 444 plants ha-1), nitrogen doses (180, 200 and 220 kg ha-1) and nitrogen splitting (two times: stages V3 (50%) and V7 (50%); and three times: stages V3 (20%), V7 (40%) and V12 (40%)), on the agronomic performance of the flint yellow corn hybrid EXP -05. The experiment used a completely random block design, in 2x3x2 factorial arrangement, with four replications. There was not significant effect of the interactions of the evaluated factors on growth and yield components. On the other hand, there was an individual effect of nitrogen doses and planting density on grain yield and stem diameter, respectively. The highest grain yield (10.639 t ha-1) was obtained with 200 kg ha-1 of N and the largest stem diameter (2.42 cm) with the lowest planting density (62 500 plant s ha-1). Although the interaction of the evaluated factors was not significant, the highest grain yield (10.939 t ha-1) was obtained with 200 kg ha-1 of N, splitting in two stages which are V3 (50%) and V7 (50%) and using 69 444 plants ha-1.

Keywords: Population density; nitrogen fertilization; yield; Zea mays L.


1. Introducción

El maíz tiene una gran importancia económica, siendo considerado uno de los principales cereales cultivados en el mundo, junto al arroz y trigo (Ranum et al., 2014). Dentro de los tipos de maíz producidos, el maíz amarillo duro tiene especial relevancia, en razón de ser utilizado como insumo para la elaboración de alimentos balanceados para la industria ganadera, avícola y porcina en diversas partes del mundo, debido a que proporciona una mayor conversión de materia seca en carne, leche y huevos en relación a otros cereales (Dei, 2017).

Entre los diversos factores que contribuyen para la obtención de altos rendimientos en maíz, tiene destaque la fertilización del cultivo. Dentro de los nutrientes que necesita el maíz, el nitrógeno (N) es el más acumulado (Fallas et al., 2011; Bender et al. 2013; Boyer, 2013; Martins et al., 2017), debido a que participa en una serie de procesos fisiológicos y bioquímicos que son importantes en el desarrollo de la planta (Barker y Bryson, 2007; Hawkesford et al., 2012; Demari et al., 2016), y su aplicación en dosis adecuadas posibilita aumentos significativos del rendimiento (cuando otros factores limitantes de la producción son controlados), sin generar impactos ambientales por la aplicación excesiva de dicho nutriente (Sadeghi et al., 2018).

Por otro lado, existe dificultad en recomendar dosis apropiadas de N por las diversas transformaciones que sufre en el suelo (mineralización, nitrificación, desnitrificación, inmovilización, volatilización y lixiviación) debido a factores climáticos y bióticos (Arnon, 1975; Barker y Bryson, 2007), y que afectan, de forma significativa, la eficiencia de utilización de ese nutriente por la planta. Según diversos autores, esa eficiencia es inferior al 50% (Oktem et al., 2010; Hawkesford et al., 2012). Así, el fraccionamiento de N de acuerdo, principalmente, al ritmo de absorción y tipo de suelo, es una práctica importante que mejora la eficiencia de utilización de ese nutriente, evitando su pérdida para el ambiente, con efectos sobre la producción del cultivo (Okumura et al., 2011).

Varios trabajos muestran la importancia, tanto de la fertilización nitrogenada como de su fraccionamiento, sobre diversos componentes de la producción, sobre la eficiencia de uso de dicho nutriente y sobre la absorción de otros nutrientes, en diferentes condiciones de cultivo del maíz (Araújo et al., 2004; Hammad et al., 2011; Walsh et al., 2012; Kandil, 2013; Iqbal et al., 2014; Modhej et al., 2014; Selassie, 2015; Biswas y Ma, 2016; Sharifi y Namvar, 2016; Woldesenbet y Haileyesus, 2016; Remache et al., 2017; Abera et al., 2017; Abebe y Feyisa, 2017; Amado et al., 2017).

La densidad poblacional, es otro factor que afecta la producción de los cultivos, ya que es la herramienta más efectiva para mejorar, principalmente, la captura de luz y el aprovechamiento de agua y nutrientes (Sangoi, 2000; Sangoi et al., 2002). El uso de una densidad óptima en maíz, permitirá maximizar la interceptación de la radiación fotosintéticamente activa, durante el periodo crítico, para la definición del rendimiento, posibilitando alcanzar mayores índices de cosecha. Por otro lado, densidades más altas al óptimo, puede dar lugar a una fuerte competencia entre plan-tas por luz, agua y nutrientes, afectando el crecimiento y diferentes componentes del rendimiento (Sangoi, 2000; Argenta et al., 2001; Sangoi et al., 2002).

En ese contexto, la cantidad de N y su fraccionamiento y la interacción con la densidad poblacional, son considerados por diversos autores como factores muy importantes para alcanzar altos rendimientos en el maíz (Sallah et al., 2009; Melo et al., 2011; Ciampitti et al., 2013; Lana et al., 2014; Mahdi y Ismail, 2015; Trachsel et al., 2016; Xu et al., 2017). En ese sentido, es necesario realizar más estudios evaluando dichos factores, en razón de haber carencia de informaciones para las condiciones de la costa peruana. Por lo expuesto, el presente trabajo tuvo por objetivo evaluar el efecto del fraccionamiento de diferentes dosis de nitrógeno y densidades de siembra, sobre el desempeño agronómico del híbrido de maíz amarillo duro EXP-05.

2. Materiales y métodos

El ensayo fue realizado en el campo experimental ‘Santa Rosa’ de la Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM), ubicado a 12°05’06" (latitud), 76° 07’07" (longitud) y con altitud de 251 msnm.

Durante el período experimental, los promedios de la temperatura máxima y mínima fueron, respectivamente, 23,4 y 15,5 °C; de la humedad relativa máxima y mínima fueron 93,4 y 71,2%; y el promedio de la precipitación pluvial fue de 1,1 mm.

Antes de la instalación del experimento, se tomaron muestras de suelo en la profundidad de 0 a 20 cm, y según el análisis químico y físico tenía: 7,59 de pH (H2O), 14,3 g kg1 de materia orgánica; 18,6 y 268 mg kg-1 de P(olsen) y K(acetato de amonio), respectivamente; 8,85; 2,07; 0,57; 0,19; 0,0 y 11,68 cmolc dm- 3 de Ca2+, Mg2+, K+, Na+, H++Al3+ y CIC, respectivamente; 100% de saturación por bases del suelo y 480, 320 y 200 g kg-1 de arena, limo y arcilla, respectivamente.

Fue utilizado el diseño de bloques completos al azar, en esquema factorial 2x3x2, con cuatro repeticiones. Los tratamientos fueron constituidos por los factores densidad de siembra (62 500 y 69 444 plantas ha-1), dosis de N (180, 200 y 220 kg ha-1) y fraccionamiento del mismo en diferentes estadios vegetativos (dos veces: 50% en V3 y 50% en V7; y tres veces: 20% en V3, 40% en V7 y 40% en V12). Fue utilizado como fuente de nitrógeno la urea. Según el análisis del suelo, fueron aplicados en todas las parcelas, a la siembra, 90 y 80 kg de P2O5 y K2O, respectivamente, en la forma de fosfato diamónico y cloruro de potasio.

Las unidades experimentales estuvieron constituidas por seis hileras de 7,2 m de largo. Para la evaluación de las características, fueron utilizadas las plantas ubicadas en los 4 m centrales de las cuatro hileras centrales de cada unidad experimental.

Se utilizó el hibrido de maíz amarillo duro EXP-05, proveniente del Programa de Investigación en Maíz de la UNALM. La siembra fue hecha manualmente, en sucesión al cultivo de maíz, siendo realizada el mes de setiembre de 2011. Fueron colocadas cuatro semillas por golpe, siendo que al final fueron dejadas dos semillas por golpe después del raleo. El distanciamiento entre hileras fue de 0,80 m, y entre plantas de 0,40 m (62 5000 plantas ha-1) y 0,36 m (69 444 plantas ha-1), conforme la densidad de siembra evaluada. Fue realizado el aporque después del segundo fraccionamiento del nitrógeno. El riego fue realizado por gravedad, aplicándose seis veces durante el periodo experimental. También, durante todo el ciclo del cultivo, el control de diferentes malezas (Elytrigia repens y Cyperus rotundus, principalmente) fue hecho manualmente, y el control de plagas fue realizado con productos químicos registrados para el cultivo.

La cosecha del maíz fue realizada a los 178 días después de la siembra, cuando los granos estaban fisiológicamente maduros. Primeramente, en diez plantas tomadas al azar de cada parcela útil, fueron evaluadas: a). altura de planta (m): se tomaron medidas desde el cuello de la planta hasta el punto de unión de la panoja con el tallo; b) altura de inserción de mazorca (m): se midió desde el nivel del suelo hasta el nudo de inserción donde nace la mazorca superior; c) diámetro de tallo (cm): se midió el perimetro en la mitad del segundo entrenudo emergente del suelo. Seguidamente, en diez mazorcas tomadas al azar de cada parcela útil, fueron evaluadas: a) diámetro de mazorca (cm): en la parte central de las mazorcas, fue realizada la medición del diámetro utilizando el calibrador ‘vernier’; b) longitud de mazorca (cm): fue obtenido midiéndose la distancia entre la base y el ápice de las mazorcas; c) número de hileras de la mazorca: fueron contadas la cantidad de hileras de granos de las mazorcas; d) número de granos por hilera de la mazorca: se contó el número de granos por cada hilera de las mazorcas; e) peso de grano de mazorca (g): una vez desgranadas las mazorcas, fue obtenido el peso de grano ajustado al 14% de humedad; f) peso de 100 granos (g): se tomaron dos muestras aleatorias de 100 granos sanos y enteros, provenientes de las mazorcas desgranadas y se registró su peso ajustado al 14% de humedad; g) peso de tusa de mazorca (g): se pesó la tusa desgranada de las mazorcas; h) rendimiento en grano (kg ha-1): fue determinado utilizando la siguiente ecuación:

donde R: rendimiento; B: efecto de bordo (0,971); D: porcentaje de desgrane; Pcf: factor de corrección por fallas; Fh: factor de corrección por humedad al 14%; Pc: rendimiento por parcela útil en kg; A: área de la parcela útil en m2. También, fue evaluado los días a la floración femenina, que fue obtenido cuando más del 50% de las plantas que conformaban la parcela útil habían emitido sus pistilos.

Los datos obtenidos fueron sometidos al análisis de varianza y los promedios fueron comparados por la prueba de Tukey, al 5% de probabilidad, utilizando el software SAS.

3. Resultados y discusión

No fueron constatados efectos significativos de los factores densidad de siembra, dosis de N y su fraccionamiento, tanto en interacción como en forma individual, sobre la altura de planta, altura de inserción de mazorca, días a la floración femenina, peso de grano de mazorca, peso de tusa de mazorca, longitud de mazorca, diámetro de mazorca, número de hileras por mazorca, número de granos por hilera de mazorca y del peso de 100 granos (Tabla 1).

A pesar que no hubo efecto significativo de la interacción de los factores evaluados, los mayores rendimientos de grano, 10,939 y 10,853 t ha-1, fueron obtenidos con 200 kg ha-1 de N cuando se fraccionó dos y tres veces, respectivamente, en la mayor población de plantas utilizada (69444 plantas ha-1) (Tabla 2).

Puede verificarse que el fraccionamiento del N por tres veces, no proporciona ventajas con relación al fraccionamiento por dos veces, posibilitando la economía de mano de obra y reducción en los costos de producción. Bastos et al. (2008), evaluando el fraccionamiento (dos veces: 1/2 a la siembra y 1/2 en V6; y tres veces: 1/3 a la siembra, 1/3 en V4 y 1/3 en V6) de diferentes dosis de N (0, 60, 120 y 180 kg ha-1), en dos épocas de cultivo de maíz (siembra directa), recomiendan fraccionar el N como máximo dos veces, dependiendo de las condiciones edafoclimáticas presentes.

Por otro lado, Li et al. (2019) constataron que el factor densidad juega un rol fundamental en la obtención de altas productividades en el maíz, estando el óptimo en 8,7 plantas m-2, siendo superior a la mayor densidad evaluada (6,9 plantas m-2) en el presente estudio y con el cual se obtuvo el mayor rendimiento. Consecuentemente, existe potencial para maximizar el número de plantas por hectárea y así obtener una mayor producción.

Conforme Argenta y Silva (1999), la recomendación de la fertilización nitrogenada en maíz, en muchas partes del mundo, está basado en el contenido de materia orgánica del suelo, expectativa de producción e histórico del área, sin embargo, existen otros factores que pueden afectar la respuesta del maíz a la fertilización nitrogenada, teniendo destaque la disponibilidad inicial de nitrógeno en el suelo, el tipo de secuencia de cultivos en sucesión y el sistema de rotación de cultivos. Adicionalmente, otro factor que puede impactar en la respuesta a la fertilización nitrogenada es el tipo de suelo utilizado. En ese sentido, Feng et al. (2019) evaluando diferentes dosis de N (0, 168, 240, 270 y 312 kg ha-1) en diferentes tipos de suelo (franco, arcilloso y arenoso) durante 4 años de estudio, verificaron que el mayor y menor rendimiento del maíz fue obtenido en suelos tipo franco y arenoso, respectivamente, concluyendo que el tipo de suelo juega un papel importante en la respuesta a la fertilización nitrogenada en el maíz.

En ese sentido, la falta de respuesta a la aplicación del N en este trabajo, tanto en forma individual como en interacción con la densidad de plantación y de su fraccionamiento, sobre el crecimiento, precocidad y diversas variables que componen el rendimiento, se debe, probablemente, a que el N residual dejado por el cultivo anterior en el área experimental, aliado al contenido de materia orgánica del suelo, fue suficiente para suplir la demanda de ese nutriente por el híbrido de maíz amarillo duro EXP-05. Así también, en razón de la baja eficiencia de utilización de ese nutriente por la planta, debido a diversos procesos que sufre en el suelo por efecto de las condiciones climáticas presentes durante el periodo experimental, pueden haber contribuido para obtener ese resultado.

En las mismas condiciones edafoclimáticas donde fue realizado el presente trabajo, Sotomayor et al. (2017) también no verificaron efecto significativo de diferentes dosis de N (0, 120 y 240 kg ha-1) sobre el crecimiento (altura de planta, diámetro del tallo, número de hojas), precocidad (días a la floración femenina y masculina) y producción del maíz amarillo duro variedad ‘Experimental 5’, debido, según los autores, a la influencia de la compactación subsuperficial del suelo (causado por el uso continuo de maquinaria pesada en labores de labranza y aporque), afectando severamente el normal desarrollo radicular y, consecuentemente, la absorción del N. Además, conforme Wasaya et al. (2018), los diferentes métodos de labranza utilizados pueden tener impacto sobre diversas características físicas del suelo, pudiendo disminuir la eficiencia en el aprovechamiento de nutrientes, hecho que podría explicar también, en parte, la falta de respuesta a la fertilización nitrogenada del presente estudio, en vista que el terreno donde fue realizado la parte experimental está siendo preparado constantemente (para el cultivo de diversas especies, incluido el maíz), utilizando diversos implementos agrícolas. Igualmente, Losak et al. (2011), en dos épocas de cultivo, evaluando dosis crecientes de N (0, 120 y 240 kg ha-1), no verificaron efectos significativos sobre el rendimiento ni sobre la absorción de micronutrientes en la planta y en el grano de la mazorca, debido a que los suelos tenían una alta fertilidad.

Diferentemente de los resultados verificados en el presente trabajo, Hammad et al. (2011), Walsh et al. (2012), Iqbal et al. (2014), Sharifi y Nambar (2016), Abebe y Feyisa (2017) y Amado et al. (2017), obtuvieron efectos positivos de diferentes dosis de N y de su fraccionamiento en diferentes estadios de desarrollo del maíz, sobre diferentes componentes del rendimiento y sobre la eficiencia de uso del N. Así también, al contrario del presente trabajo, diversos autores constataron efectos positivos de la interacción entre la aplicación de N y diferentes densidades poblacionales de maíz sobre diversas variables que componen el rendimiento, e inclusive sobre parámetros relacionados a problemas ambientales (Sallah et al., 2009; Melo et al., 2011; Lana et al., 2014; Mahdi y Ismail, 2015; Trachsel et al., 2015; Xu et al., 2017). Para las variables rendimiento en grano y diámetro de tallo no se verificaron efectos significativos de las interacciones de los factores evaluados, sin embargo, a diferencia de las otras variables evaluadas, si se constató efecto individual de los factores dosis de N (sobre el rendimiento en grano) y densidad de siembra (sobre el diámetro de tallo) (Tabla 1).

El mayor rendimiento en grano obtenido con 200 kg h-1 de N (10,639 kg ha-1) fue superior al constatado cuando se utilizó 180 kg ha-1 de N (9,533 kg ha-1), sin embargo, fue estadísticamente similar al obtenido con 220 kg ha-1 de N (10,406 kg ha-1). Modhej et al. (2014) obtuvieron una mayor productividad de grano de 10,610 kg ha-1, pero con diferente dosis de N (240 kg ha-1). Selassie (2015) evaluando dosis de N entre 0 y 200 kg ha-1, verificó efecto significativo sobre la mayoría de los componentes del rendimiento, obteniendo mayor rendimiento de grano (5911,19 kg ha-1) con 200 kg ha-1 de N, siendo inferior al obtenido en el presente trabajo. Así también, Araújo et al. (2004) obtuvieron mayor rendimiento de grano (11 203,3 kg ha-1) con la mayor dosis de N evaluada (240 kg ha-1). Diferentemente, en dos ciclos de cultivo, Kandil (2013) obtuvo mayor rendimiento promedio de granos (6,480 kg ha-1) con la dosis de 429 kg ha-1 de N. La diferencia entre las dosis de N utilizadas para obtener altos rendimientos puede ser debido a la diferencia en el material vegetal utilizado y a las condiciones edafoclimáticas donde fueron realizados los trabajos. Con relación al diámetro de tallo, se verificó que en la menor densidad poblacional (62500 plantas ha-1) se obtuvo plantas con diámetro mayor (2,418 cm) al constatado en plantas que conforman la mayor densidad poblacional (69444 plantas ha-1) (2,349 cm). Diversos autores también verificaron la reducción del diámetro de tallo cuando se aumenta la población de plantas (Demétrio et al., 2008; Farinelli et al., 2012). Este hecho puede ser debido a que las plantas que crecieron en una baja densidad poblacional no sufrieron de forma expresiva con la competencia intraespecífica, aprovechando de mejor manera los recursos disponibles en el medio (agua luz y nutrientes) para la producción de materia seca y su adecuada distribución en todas las partes de la planta, incluido el tallo. Por otro lado, el aumento del número de plantas por encima de un óptimo (determinado por el genotipo y por las condiciones ambientales), puede producir el alargamiento de los entrenudos (‘ahilado’) con incrementos en la altura de planta y altura de inserción de mazorca, pero disminuyendo el diámetro de tallo, habiendo, consecuentemente, el riesgo de la ‘tumbada’ o quiebra de tallos (Sangoi et al., 2002), hecho que no fue verificado en el presente trabajo.

4. Conclusiones

El mayor rendimiento en grano (10,639 t ha-1) del híbrido de maíz amarillo duro EXP05, fue obtenido con 200 kg ha-1 de nitrógeno y el mayor diámetro de tallo con la menor densidad poblacional (62500 plantas ha-1). A pesar de no haber efecto significativo de la interacción entre la densidad poblacional, dosis de nitrógeno y su fraccionamiento, el mayor rendimiento en grano (10,939 t ha-1) del híbrido de maíz amarillo duro EXP-05, fue obtenido con la aplicación de 200 kg ha-1 de nitrógeno, fraccionado en los estadios V2 (50%) y V7 (50%) y utilizando una población de 69 444 plantas ha-1. Se recomienda realizar más estudios utilizando isotopos estables de nitrógeno (15N), en las condiciones edafoclimáticas de la costa peruana, sobre la eficiencia de absorción y redistribución del nitrógeno y sus efectos sobre el crecimiento y productividad del maíz amarillo duro, asociado a mayores densidades de plantación.

 

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Corresponding author
E-mail:
chura@lamolina.edu.pe (J. Chura)

 

Received November 14, 2018.
Accepted
April 29, 2019.

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