arroz
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ARROZ- CIAT-FLAR
La liberación de variedades semienanas de arroz como IR 8 y Cica 4 en la década del sesenta, trajo
como consecuencia un incremento vertiginoso en la productividad y producción de arroz en
Latinoamérica (Aumento del 100% de la producción total y disminución de un 50% en los precios.
ZEIGLER. et al. 1986)(31). Desde entonces los programas de mejoramiento han concentrado sus
esfuerzos en aumentar la estabilidad en la producción introduciendo resistencia a enfermedades
como Pyricularia y Hoja Blanca. De igual manera, se han preocupado en mejorar
considerablemente la calidad del grano. Sin embargo, no se ha logrado superar el potencial de
rendimiento de estas variedades. Por esta razón la búsqueda de alternativas de manejo que
favorezcan la máxima expresión de los actuales rendimientos potenciales es ahora el principal
frente de ataque.
El Nitrógeno es la variable ambiental más relevante en la fijación del rendimiento en arroz. Este
elemento es responsable de procesos fisiológicos como morfogénesis, crecimiento foliar,
fotosíntesis y senescencia (De Datta et al. 1981)(5). El conocimiento de la dinámica del nitrógeno a
través de las diferentes etapas de desarrollo de la planta de arroz, así como de los factores
ambientales y edafológicos que intervienen en la disponibilidad y pérdidas de este elemento deben
convertirse en la herramienta principal de toma de decisiones de campo, que permitan al agricultor
hacer uso eficiente del mismo para obtener altos rendimientos con prácticas de bajo impacto
ambiental.
La mayor parte de la producción arrocera colombiana está concentrada en las regiones de la zona
centro (Tolima, Huila y Valle del Cauca), y la zona de los Llanos Orientales (Meta, Casanare,
Arauca y Vichada) (Fedearroz, 2000)(8). Al analizar los sistemas productivos de estas regiones, se
evidencian múltiples falencias en lo que respecta al manejo de la fertilización nitrogenada. Estas
son atribuibles a las grandes discrepancias entre agricultores e investigadores respecto a las dosis,
modos y épocas óptimas de aplicación, con las que se obtienen altos rendimientos
Para hacer un diagnóstico acertado de la situación nutricional de un determinado terreno, los
científicos de suelos cuentan con diferentes herramientas que pueden conducir a la toma de
decisiones acertadas respecto a qué plan de fertilización implementar. Entre estas se mencionan los
análisis de suelos, génesis, información sobre el uso anterior, vegetación predominante en los lotes,
información climática de la zona, extracción del cultivo, requerimientos fisiológicos de la planta,
rendimientos esperados, entre otras. Sin embargo, estos principios no son del todo aplicables para la
elección de un plan de fertilización para arroz de riego, debido a las condiciones propias del agro
ecosistema de inundación.
Las dosis de nitrógeno dependen de múltiples aspectos entre los que se mencionan: sistema de
siembra, variedad, densidad de siembra, susceptibilidad de las variedades a enfermedades como
Pyricularia grizea y Rhizoctonia solani, susceptibilidad a volcamiento, etc. (Fedearroz 2000)(8). Sin
embargo, las dosis utilizadas actualmente por los agricultores son insuficientes para soportar los
altos rendimientos genéticos potenciales de las variedades modernas como Fedearroz 50 (Variedad
que ocupa actualmente más del 70 % del área sembrada de Colombia y Venezuela) y Fedearroz
2000. De estas variedades, así como de las líneas experimentales que usamos en este ensayo, se
destacan características como alta capacidad de macollamiento, hojas erectas, color verde intenso,
resistencia durable a diferentes razas de Pyricularia gryzea, resistencia a volcamiento, resistencia a
hoja blanca; pero con respuesta poco conocida en cuanto a rendimiento con planes de fertilización
nitrogenada de mayor eficiencia.
El modo de aplicación de fertilizantes nitrogenados es el aspecto de manejo más relevante en el
presente trabajo. A lo largo de los años, los agricultores colombianos han aplicado el nitrógeno
utilizando prácticas de baja eficiencia; como lo son las aplicaciones de urea sobre lámina de agua o
sobre barro, las cuales resultan en pérdidas por volatilización que oscilan entre el 60 y 80%
(De Datta et al. 1981)(5). Además, las aplicaciones de urea sobre lámina de agua incrementan
significativamente la contaminación atmosférica por emisiones de N2 (David et al, 1994) (4).
Respecto al fraccionamiento de la fertilización nitrogenada, sigue siendo muy común el método
calendario de tres o cuatro aplicaciones (Véase Tratamiento II, Materiales y Métodos); donde el porcentaje
de nitrógeno aplicado en cada lapso no suple las necesidades nutricionales de la planta en los
momentos fisiológicos críticos para la obtención de rendimientos óptimos.
Estudios realizados anteriormente muestran que existen marcadas diferencias varietales respecto a
la respuesta óptima de rendimiento en grano, al ser sometidas a diferentes cantidades de Nitrógeno
(Osada, 1995. Wilson et al. 1998)(19, 29). Estas variaciones intrínsecas se atribuyen generalmente a
tasas diferenciales de asimilación de nitrógeno y velocidad en la síntesis de proteínas (Kumura.
1956)(14). Sin embargo, factores como oferta ambiental, condiciones
físico-químicas del suelo, cantidad y tipo de fertilizantes utilizados, y métodos de cultivo son
determinantes en dichos comportamientos (Ishizuka 1965, Tanaka et al 1964)(11, 27).
Con el objetivo de determinar las diferencias varietales y comportamiento agronómico de 8 líneas
experimentales y 4 variedades comerciales de arroz de riego, respecto a la respuesta en rendimiento
en grano al ser sometidas a dos tipos de manejo de la fertilización nitrogenada; se emprendió la
investigación que se presenta a continuación.
Fundamentos Científicos del Cambio Técnico (Revisión de literatura)
1. Transformaciones, disponibilidad y pérdidas del nitrógeno en suelos inundados
La capacidad de la planta de arroz (Oryza sativa) para absorber el nitrógeno en formas amoniacal
(NH4+) y Nítrica (N03
- ), permite obtener una alta eficiencia al utilizar fuentes amídicas como la
urea, que a pesar de ser altamente soluble e higroscópica, ha sido la fuente utilizada por excelencia
de los agricultores arroceros.
La disponibilidad del nitrógeno presente en los suelos inundados depende de procesos como: la
mineralización de la materia orgánica (Hidrólisis de proteínas a polipéptidos y aminoácidos con
consecuente desaminización que resulta en la formación de NH4+); la fijación atmosférica del
nitrógeno por algas y bacterias heterótrofas (en las cavidades de la azolla o helecho de agua
(Salvinaceae) se alberga un alga cianofícea llamada anabaena, siendo el alga quien capta el N
atmosférico y lo fija en tasas hasta de 20 Kg de N/ha); la lluvia fija entre 5 y 14 Kg de N/ha; y por
último la adición de fertilizantes nitrogenados. (Yoshida 1981)(30). (De Datta et al. 1981)(5).
Las perdidas de nitrógeno en suelos inundados ocurren principalmente por fenómenos como
denitrificación, volatilización del amonio (NH4+), lixiviación y escorrentía superficial.
La denitrificación depende de factores como tipo de suelo, temperatura, contenido de materia
orgánica y microorganismos denitrificadores (Harrison y Aiyar, 1916)(5); Reportan pérdidas por
denitrificación del orden de 30 y 40 % del total de nitrógeno aplicado entre los 12-14 días después
de la aplicación de fertilizantes como sulfato de amonio; lo cual representa entre el 10% y el 95 %
de los gases emitidos a la atmósfera por los suelos inundados.
Broadbent y Stojanovic (5), 1952, observaron que las pérdidas de nitrógeno por denitrificación
estaban en proporción directa con los contenidos de materia orgánica del suelo.
Los contenidos de oxígeno de la capa aeróbica del perfil de un suelo arrocero, inciden directamente
sobre la velocidad de los procesos de denitrificación a los que están sujetos los amonios
provenientes de la hidrólisis catalítica de la urea; de allí la importancia de garantizar la saturación
hídrica del suelo mediante el sistema de mojes permanentes hasta que el cultivo tenga la capacidad
de soportar lámina permanente, que en condiciones de nivelación relativamente uniformes se puede
establecer a los 30 días después de siembra.
La volatilización del amonio (NH4+ ), es el fenómeno que mayores pérdidas representa para los
agricultores que aplican la urea sobre barro o lámina de agua (Perdidas entre el 60 y 80% del
nitrógeno aplicado). Este proceso se presenta entre los primeros 2 a 5 días después de la aplicación
de urea. La volatilización del amonio está en función de propiedades del suelo como: contenidos de
humedad, pH, capacidad de intercambio catiónico (CIC), textura, contenidos de limos, temperatura
y condiciones atmosféricas . (De Datta et al. 1981)(5).
Diversos estudios mostraron relación directa entre valores altos pH del suelo y altas pérdidas de
amonio por volatilización; y relación inversa entre la capacidad de intercambio catiónico y las
pérdidas por volatilización del amonio (Lehr & van Wesemael, 1961) (5).
La magnitud de las pérdidas por volatilización del amonio, es afectada por diversas prácticas
agronómicas como fuentes, métodos y épocas de aplicación de nitrógeno. Mikkelsen et al, 1978 (5);
aseguran que bajas pérdidas por volatilización son reportadas al utilizar fuentes como la urea y el
sulfato de amonio incorporadas dentro de la capa reducida del perfil del suelo arrocero (a
profundidades de 10 a 12 cm).
2. Aplicación de nitrógeno en seco.
Existen diversas opciones para aplicar los fertilizantes nitrogenados en arroz de riego: el método
tradicional de 3 o 4 aplicaciones fraccionadas en condiciones de barro o sobre lámina de agua
(FEDEARROZ, 2000)(8) y el método de aplicación única óptima de Nitrógeno en pre-inundación
sobre condiciones de suelo de alta eficiencia. (Wilson et al. 1998)(29).
Investigaciones llevadas a cabo durante los últimos diez años por la Universidad de Arkansas,
muestran que el método único de fertilización temprana en condiciones de suelo seco, representa
mejores rendimientos que el método tradicional de 3-4 aplicaciones sobre suelo húmedo y
usualmente requiere menos nitrógeno total para adquirir máximos rendimientos. (Wilson et al.
1998)(29). Sin embargo, dicha tecnología no ha sido validada en Colombia, ni modificada según las
variedades existentes, las características edafológicas y climáticas del país.
Cuando la urea es aplicada sobre barro o lámina de agua, hay grandes pérdidas por volatilización
del nitrógeno amoniacal. Estas pueden ser superiores al 60% de la cantidad total de nitrógeno
aplicado, dependiendo de la temperatura del agua y del aire, así como de la radiación solar incidente
(Tinarelli. 1989)(28).
Cuando la urea es aplicada sobre suelo seco, la superficie de contacto de las arcillas (complejo de
cambio ó adsorción) está totalmente receptiva a la atracción de cationes NH4+ . En contraste,
cuando la superficie de contacto de la arcilla está imbibida en una matríz acuosa (condiciones de
barro o suelo saturado), el área del complejo de adsorción se reduce significativamente, dejando
menos espacio para la fijación de los iones NH4+.
Las condiciones de aerobiosis de la capa superficial de los suelos sumergidos, hacen que el NH4+
que no se encuentra fijado a la superficie del coloide entre en proceso de nitrificación u oxidación
biológica del amonio, convirtiéndolo en N03- (Nitratos) que se perderán por lixiviación; si el
proceso continúa estos nitratos descenderán por difusión a la capa anaeróbica del perfil entrando en
proceso de denitrificación a N2O y se perderán posteriormente por la volatilización del N2. Por
esta razón se hace necesario la permanencia del estado de saturación hídrica de los suelos una vez
haya sido realizada la aplicación temprana del nitrógeno sobre suelo seco.(Patrick & Reddy, 1977;
Wilson et al, 1998)(29).
Una vez el amonio es fijado en la superficie de las arcillas, requiere de humedad para entrar en la
solución del suelo y volverse disponible para la planta.
En los últimos años la fertilización en seco es una práctica que ha sido adoptada satisfactoriamente
por grandes países productores de arroz como Estados Unidos, Brasil y Venezuela. A pesar de esto,
en Colombia no se habían adelantado estudios de este tipo que permitieran la validación de estos
resultados y contribuyeran a mejorar la competitividad del sector mediante transferencia de
tecnología.
3. Aplicación de nitrógeno en pre-siembra o antes de inundación con lámina permanente:
Entre los siete y los diez días después de la etapa de germinación, el desarrollo radicular de la planta
de arroz le permite absorber nutrientes de la solución del suelo, que posteriormente serán
determinantes en la obtención de altos rendimientos. (De Datta et al. 1981)(5). Inicialmente la
planta absorbe elementos como Fósforo, Nitrógeno y Azufre (principalmente utilizados en la
formación del sistema radicular y órganos vegetativos) (Tanaka, 1961)(27). Cuando la planta de
arroz absorbe nitrógeno en forma amónica activamente en los estados tempranos de crecimiento, los
productos de la fotosíntesis son preferencialmente usados para síntesis de proteínas, producción de
macollas y vainas de las hojas (Yoshida 1981)(20). También describe que hay una correlación
positiva entre la cantidad de nitrógeno absorbido en los estados tempranos de crecimiento y el
número de macollas efectivas por m2. El número de tallos fértiles se establece aproximadamente 10
días después de la etapa de máximo macollamiento. Un óptimo contenido de nitrógeno desde esta
etapa hasta la formación de panícula asegura una adecuada densidad de panículas fértiles al
momento de floración. (Tinarelli. 1989) (28)
La distribución, posición, longitud y grosor de las hojas son las características que más inciden en la
fotosíntesis de la planta de arroz; estos rasgos dependen de la interacción genotipo por ambiente,
siendo el nitrógeno contenido en los cloroplastos, la variable ambiental que más influye en la
máxima capacidad fotosintética. (Mizoushi, 1964) (16).
4. Aplicación de nitrógeno en inicio de primordio de panícula.
Entre los veinte y veinticinco días antes de floración, cuando el nudo de la hoja bandera coincide
directamente con el nudo de la hoja subsiguiente (Hoja 1); la planta de arroz se encuentra en el
principio de la etapa reproductiva. Allí la panícula incipiente que se alberga en el interior de la
vaina de la hoja mide aproximadamente entre 1 y 2 mm de longitud.
En este estado la planta está utilizando gran parte de su energía metabólica en la formación del
número de espiguillas y el número de granos de la panícula. Esta situación predispone a la planta a
alta susceptibilidad a ataques de plagas y enfermedades. Como respuesta a este estrés, la planta
activa la emisión de raíces adventicias superficiales de alta y rápida absorción de nitrógeno.
El nitrógeno absorbido en esta etapa es usado eficientemente para incrementar el número de
espiguillas, el número de granos por espiguilla y el tamaño de la panícula. (Yoshida 1981)(30).
De Datta et al. 1981 (5) Describen que el estado de meiosis temprana, justo antes de ocurrir la
división del grano de polen de la célula madre, es la etapa más específica donde la aplicación de
nitrógeno representa mayores rendimientos.
Tinarelli, 1989(28), además, describe que el número de espiguillas por panícula está estrecha y
positivamente correlacionado con el contenido de nitrógeno de la hoja bandera, una a cuatro
semanas antes de floración, conforme al análisis foliar.
Navasaro y Tanaka, 1966 (27), concluyeron que las aplicaciones de nitrógeno entre las etapas de
iniciación de primordio de panícula y floración, así como las condiciones de intensidad lumínica
captada por el dosel, son los factores de mayor influencia sobre procesos de envejecimiento y
senescencia de las hojas superiores (Responsables de más del 80% de los fotosintatos almacenados
en el grano).
5. Manejo de la irrigación en pos de la eficiencia del fertilizante nitrogenado.
En la aplicación en pre-siembra incorporado sobre suelo seco, la urea debe ser incorporada dentro
del perfil del suelo con implementos mecánicos como rastra ó rastrillo para evitar las pérdidas por
volatilización. La inundación o saturación del suelo subsiguiente es otro medio para disminuir las
pérdidas por volatilización y denitrificación, ya que el agua colma los espacios porosos donde se
almacena el O2 evitando así la oxidación biológica del amonio (NH4+) y posterior pérdida por
denitrificación.
Después de la aplicación e incorporación temprana de nitrógeno, fósforo y potasio, se debe
garantizar saturación por mojes corridos hasta que las plantas de arroz resistan inundación con
lámina permanente, la cual será mantenida hasta los 20-30 días antes de cosecha según el ciclo del
material. Sólo se debe drenar el campo uno o dos días antes de la etapa de iniciación de primordio
de panícula (60-65 D.D.S en las condiciones de zona centro colombiana), con el propósito de
realizar la aplicación de urea sobre condiciones de suelo muy seco, con restablecimiento inmediato
del riego.
6. Componentes principales que influyen en la fijación de altos rendimientos
Diversos autores difieren en los componentes de rendimiento de mayor influencia en la fijación de
altas producciones. Por ejemplo Matsushima 1959 (17), asegura que las variables número de granos
por m2 y porcentaje de granos llenos, cuando es constante para las diferentes variedades la variable
peso de 1000 granos, es suficiente para determinar acertadamente cuales fueron los elementos más
determinantes en los incrementos de producción obtenidos.
6.1 Relaciones entre nutrición nitrogenada y número de granos
Al intentar maximizar los rendimientos se hace necesario incrementar el número de granos por
unidad de área; esto se logra aumentando el número de panículas efectivas por m2 ó el número de
granos por panícula. Kumura (1956) (14) demostró una correlación positiva entre el número de
granos por panícula y el contenido de nitrógeno en la lámina de las hojas durante el estado de
iniciación de primordio de panícula. Matsushima y Wada (1959) (17) indicaron que existe una alta
correlación positiva entre la cantidad de nitrógeno absorbido por m2 en tiempo de antésis y etapa de
diferenciación tardía de espiguillas; y número de granos por m2 en tiempo de maduración.
Investigaciones adelantadas en la estación nacional de experimentación agrícola en Hokkaido y
Kyushu (Japón), demostraron que es posible aumentar el número de granos por unidad de área,
aumentando en gran medida la absorción de nitrógeno en etapas desde estado de germinación de
semilla hasta estado de diferenciación tardía de espiguillas. Matsuo et al , (1995)(16).
Wilson et al. 1998 (29), establecieron que el número de panículas y el número de granos por
panícula estaban determinadas [OJ1] por las aplicaciones antes de inundación con lámina
permanente.
6.2 Relaciones entre nutrición nitrogenada y porcentaje de granos llenos
Un método para incrementar el número de granos por unidad de área, es prevenir disminuciones en
el porcentaje de granos llenos en cultivares de alto potencial de rendimiento, los cuales producen
gran número de granos. Matsuo et al , (1995)(16).
Se ha demostrado que existe un comportamiento diferencial de los cultivares de arroz en cuanto a la
respuesta de las aplicaciones nitrogenadas respecto al porcentaje de granos llenos y porcentaje de
esterilidad. Generalmente la esterilidad de grano (factor que disminuye considerablemente los
rendimientos en zona templada) es un desorden fisiológico influenciado por factores climáticos
como radiación solar incidente y temperatura en el estado de meiosis temprana ó inicio de
diferenciación de primordio de panícula (Yoshida, 1981).(30)
Matsushima y Manaka.(1961)(16) trataron de identificar el estado de crecimiento en donde la
absorción excesiva de nitrógeno tenía mayor efecto adverso sobre el porcentaje de granos llenos,
concluyendo que fuertes aplicaciones de nitrógeno en estado de diferenciación temprana del cuello
de la panícula reducían significativamente el porcentaje de granos llenos. Kumura (1960)(14),
confirmó que la fertilización nitrogenada alrededor de diferenciación temprana del cuello de la
panícula, resultaba en un bajo almacenamiento de carbohidratos no estructurales en el grano en
tiempo de floración.
Al estudiar los mecanismos que causan una disminución en el porcentaje de granos llenos se
identificaron los siguientes factores como posibles causas: Primero, incremento en el número de
granos producidos por unidad de área; segundo, incremento en el número de cariópsides infértiles;
tercero, una alta susceptibilidad a vuelco; y cuarto, un decremento en la acumulación de almidones
en el estado de floración. Matsuo et al , (1995)(16).
El tipo de planta también es un factor determinante en el bajo porcentaje de granos llenos, esto
atribuido principalmente a un crecimiento excesivo de las dos hojas superiores. Debido a factores
de distribución de la luz (coeficiente de extinción) y distribución de la temperatura a través del
docel. Matsuo et al , (1995)(16).
6.3 Tipo de planta
La modificación fenotípica de la planta de arroz a través del mejoramiento genético, ha sido el
elemento que más ha contribuido a la fijación de altos rendimientos. Diferentes criterios son
utilizados por los mejoradores para optimizar el desempeño fisiológico de la planta ideal; entre
estos se mencionan:
1) Excelente macollamiento (Tallos cortos, gruesos y fuertes; mayor número de macollas
efectivas por unidad de área y por ende mayor número de panículas efectivas por unidad de área).
2) Panículas largas (Mayor número de espigillas florales y mayor número de granos).
3) Hojas erectas de alta interceptación de luz y CO2. De color verde intenso.
4) Senescencia lenta de hoja bandera que garantice mayor fotosíntesis durante el periodo de
llenado de grano. (Posible asociación con la presencia de Stay-green gene.)
5) Ciclos largos (Mayor desarrollo de fuentes y receptáculos).
Cada uno de los criterios anteriores han sido satisfactoriamente introducidos en las líneas
experimentales que están sujetas a este análisis, en búsqueda de una posible correlación entre este
tipo de rasgos fenotípicos y una mayor eficiencia en el uso del nitrógeno. (Jennings,1981)(12).
Fertilización nitrogenada y predisposición a enfermedades y disturbios fisiológicos
Las altas dosis de nitrógeno empleadas en arroz siempre han sido consideradas un factor
determinante en la predisposición de la planta a disturbios fisiológicos. El nitrógeno aumenta la
suculencia de los tejidos foliares aumentando la incidencia y severidad del ataque de plagas y
enfermedades. Los desordenes más seriamente influenciados por altas tasas de nitrógeno son :
Ácame o volcamiento, susceptibilidad a Tagosodes oryzicolus, susceptibilidad a Pyricularia grisea,
Rhizoctonia solani, y otros patógenos, y en zona templada susceptibilidad a frío. (Cartwright &
Lee.1998)(3). (Fedearroz. 2000)(8).
Por esta razón los resultados provenientes de esta investigación, son aplicables a variedades
modernas con altas tasas de asimilación de nitrógeno y resistencias a este tipo de enfermedades y
disturbios fisiológicos.
Eficiencia en el uso del fertilizante nitrogenado para la producción de grano
Barber (1977) definió el término eficiencia en el uso del fertilizante como Kg. de grano producido
por Kg. de nutriente aplicado. La determinación del rendimiento en grano (Y) puede ser analizada
como rendimiento obtenido sin fertilizante nitrogenado (Y0) e incremento en el rendimiento
obtenido por la aplicación de fertilizante (^ Y F) :
Y = Y0 + ^ Y F Y = Y0 + (Eficiencia en el fertilizante) x NF
Donde NF es la cantidad de nitrógeno aplicado (Kg/ha) y YO representa los niveles de fertilidad de
nitrógeno presentes en el suelo. YO varía con el tipo de suelo y de acuerdo a la variedad. (Yoshida,
1981)(30).
Para el análisis se escogió la variedad Fedearroz 50, con el propósito de calcular la eficiencia en el
uso de fertilizante obtenida al implementar el plan experimental de manejo de la fertilización
nitrogenada. Mediante la siguiente fórmula modificada:
E.U.F = Rendimiento total (Kg grano/ha)– Rendimiento obtenido sin N (Kg grano/ha)
Cantidad de N aplicado (Kg N/ha)
MATERIALES Y MÉTODOS
En condiciones de campo (zona arrocera de Jamundí .Valle del Cauca. Colombia) durante primer
semestre de 2002 (Mayo a Septiembre), se estableció una parcela experimental donde se evaluaron
12 materiales de arroz (8 Líneas Elite de generación F5-F6, Oryzica 1, Fedearroz 50, Coprosem II y
Colombia XXI); con el propósito de comparar su comportamiento agronómico en cuanto a
rendimiento, al ser sometidos a dos diferentes sistemas de manejo de la fertilización nitrogenada.
Jamundí se encuentra localizada al sur del departamento del Valle del Cauca con Latitud norte 3
39'11'' y Longitud oeste 76 32' 39'' , altura sobre el nivel del mar de 975 m y temperatura promedio
de 26 °C. Los suelos de esta región pertenecen al orden de los vertisoles (Unidad Santander de
Quilichao), de textura arcillosa con las siguientes propiedades químicas:
PH 5.7 (Método potenciométrico)
Materia orgánica 3.14% (Walkey-Black modificado).
CICE 10.2 meq/100 g
Fósforo 2.4 ppm (Bray II)
Potasio 0.14 meq/100 g (AcNH4 , 1N, pH 7)
Cobre 6.2 ppm (Olsen modificado)
Zinc 2.9 (Olsen modificado).
Sobre suelo sometido a sistema de fangueo (Dos pases de rastra, un pase de fanguedor y
micronivelación) se sembró semilla pregerminada al voleo manual a razón de 100 Kg de semilla/ha.
El control de malezas se realizó en post-emergencia temprana (Arvenses de 1 a 3 hojas y 12 D.D.S),
utilizando mezcla de herbicidas selectivos a arroz. El fósforo (Difosfato Amonio. 18-46-0) y el
potasio (KCl. 0-0-62) fue aplicado al momento de la preparación del terreno sobre suelo seco e
incorporado con rastra; a razón de 50 Kg de P2O5 y 65 Kg de K2O por ha.
El arreglo espacial de las unidades experimentales correspondió a un diseño de franjas divididas con
distribución completamente aleatorizada de dos tratamientos con tres repeticiones.
El área de la unidad experimental fue de 20 m2 , para un total de 72 parcelas (12 materiales x 2
tratamientos x 3 repeticiones).
I. Tratamiento 1:
Fertilización Convencional .
Dosis de Nitrógeno por hectárea: 150 Kg de Nitrógeno / ha. Fuente: Urea (46% de N)
Épocas y dosis de aplicación de N:
Época de Aplicación.
Según estado de desarrollo
% de N aplicado según la etapa
Modo de aplicación
IM. ( 40 D.D.S.) 20 Sobre barro
MM. ( 50DDS) 30 Sobre lámina de agua
IP. ( 60DDS) 20 Sobre lámina de agua
15 DDP ( 75 DDS) 30 Sobre lámina de agua
IM: Inicio de Macollamiento.
MM: Máximo Macollamiento. Fuente Fedearroz 2000.
IP: Iniciación de Primordio de panícula.
15DDP: 15 Días Después de Primordio (Embuchamiento).
DDS:Días Después de Siembra.
II. Tratamiento 2 :
Fertilización Experimental a ser Evaluada.
Dosis Inicial de Nitrógeno por hectárea: 200 Kg N /ha. Distribuídos antes de inundación con lámina permanente. (30-35 DDS). Fuente: Urea (46% de N).
Dosis Adicional de Nitrógeno por hectárea: 25-50 Kg de N/ha. (IP).
Fraccionamiento.
Epoca de Aplicación. % de N aplicado según la etapa
Modo de aplicación
PSI ( 5 DAS) 75 de N inicial Sobre suelo seco incorporado con rastra y luego fangueado
ALP (30 DDS) 25 de N inicial Sobre suelo seco incorporado con agua
IP. ( 60DDS) 100 de N Adicional Sobre suelo seco incorporado con agua
PSI: Pre-Siembra incorporado.
ALP: Antes de Lámina Permanente.
IP: Inicio de Primordio de panícula.
DAS: Días Antes de Siembra.
DDS: Días Después de Siembra.
Para la decisión sobre la dosis de N utilizada en las aplicaciones de primordio de panícula en este
ensayo experimental, se utilizó una tabla colorimétrica (Leaf Color Chart) desarrollada por la
Universidad de California, la cual permite determinar los contenidos de nitrógeno presentes en la
hoja bandera en la etapa de meiosis temprana. Las dosis fluctuaron entre los 25 y 50 Kg de N /ha
según el comportamiento de la variedad en la evaluación colorimétrica.
Observación de características agronómicas y variables de rendimiento: El monitoreo de los
comportamientos que presentaban los diferentes materiales ante los tratamientos planteados, se
realizó periódicamente; resaltando diferentes comportamientos fisiológicos influidos por nitrógeno
como tiempo a floración, vigor, resistencia o susceptibilidad a Pyricularia grisea, Rhizoctonia
solani y Helminthosporium sp, volcamiento.
Mediante muestreo sistemático se cosechó manualmente la totalidad del área de las unidades
experimentales (20 m2 ). No se utilizó marco para evitar sesgo por distribución debida al método de
siembra.
Una vez cosechados los materiales fueron sometidos a diferentes análisis realizados en el
laboratorio de molinería de arroz (CIAT) con el propósito de evaluar variables como Rendimiento
total (Kg de grano paddy seco), Peso de 1000 granos, Número de granos por panícula y Porcentaje
de esterilidad o vaneamiento.
El análisis de rendimiento total (Kg. de paddy seco /ha) se hizo sobre grano con contenido de
humedad corregido al 14%, la humedad de inicial campo fue medida inmediatamente después de
cosecha utilizando higrómetro (Digital Moinsture computer 700. Burrows), y posteriormente el
rendimiento fue calculado mediante la siguiente formula:
Rf = Ri (100 - Hi ) / (100 – Hf )
Rf : Rendimiento final. Ri: Rendimiento inicial. Hi: Humedad inicial. Hf: Humedad final.(14%).
Para la variable peso de 1000 granos, las muestras fueron secadas durante dos días a temperatura
ambiente y posteriormente limpiadas mediante venteo. Para el conteo de 1000 granos utilizó una
maquina contadora y luego se procedió a pesaje en balanza analítica.
Para la variable número de granos por panícula y porcentaje de vaneamiento se muestrearon
sistemáticamente cinco panículas por parcela. El número de cariópsides llenas y vacías fue
determinado mediante conteo manual.
La Eficiencia en el Uso del Fertilizante (E.U.F) fue analizada sobre la variedad Fedearroz 50;
destinando parcelas testigos a las cuales no se les aplicó fertilizante nitrogenado. Esto permitió tener
un indicio del rendimiento que era capaz de soportar el suelo con las reservas de nutrientes
presentes en el y poder comparar respecto a los rendimientos obtenidos con los dos tratamientos
evaluados.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN.
El resumen del análisis de varianza conjunta para las componentes de rendimiento analizadas se
presenta en la Tabla 1. Los resultados obtenidos respecto a la influencia de los tratamientos sobre la
variable rendimiento en grano en los genotipos evaluados, se resumen en la Tabla 2.
Tratamiento: El efecto del tratamiento sobre el rendimiento en grano paddy al 14 % fue altamente
significativo, mostrando que el tratamiento experimental propuesto (Tratamiento II) aumentaba en
promedio los rendimientos en 453.54 Kg/ha. Se observó también una respuesta diferencial de los
cultivares evaluados respecto al comportamiento en rendimiento derivada de los dos tratamientos
(Figura 1). La variedad Colombia XXI fue el material que mejor respuesta en rendimiento presentó
con el plan experimental del manejo del nitrógeno, con incrementos en la producción por hectárea
de 1013.28 Kg/ha. (Figura 3.)
La variable número de granos por panícula mostró un alto valor de correlación con la variable
rendimiento en Kg/ha (0.67*). Se concluye que fue la variable que intervino de manera más
significativa en los incrementos obtenidos en este estudio. Posiblemente otra variable de influencia
fue el número de panículas efectivas por m2 variable que no pudo ser cuantificada por sesgo en el
establecimiento debido al sistema de siembra pre-germinado al voleo manual.
La variable peso de 1000 granos presentó una correlación negativa con la variable rendimiento en
Kg/ha (-0.48), esto se explica con el argumento que la compensación fisiológica de la planta al
aumentar el número de granos por panícula es posiblemente la disminución del peso de sus granos
(véase Kumura, 1960)(14).
Tabla 1 . Resúmen de análisis varianza para rendimiento en Kg/ha y otros componentes.
Cuadrados medios
Fuente de Variación Df Rendimiento en (Kg/ha) Granos/panícula Peso 1000 granos (gr) Vaneamiento (%)
Tratamiento 1 4755897.93* 7812.04* 0.04 0.02
Repetición 2 641098.87 181.19 0.88 0.01
Rep*Trata 2 126399.49 168 0.83 0.003
Variedad 10 1461079.57*** 6907.11*** 3.17*** 0.02
Rep*Var 20 134953.81 142.58 0.28 0.004
Trata*Var 10 253848.61 n.s 639.28 n.s 0.21 0.01 n.s
Error 17 133604.45 257.83 0.15 0.004
Total 62
C.V 6.02 12.03 1.48 13.83
* Significativo al 5 %
*** Significativo al 0.1%
La variable porcentaje de vaneamiento no presentó diferencias estadisticamente significativas entre
los dos tratamientos. Sin embargo, hubo diferencias numéricas que indican una posible tendencia de
los materiales a ser más susceptibles a la esterilidad de grano al recibir dosis altas de nitrógeno de
modo eficiente. La floración diferencial de los materiales influida por la aplicación de nitrógeno
puede ser la causa por la cual los materiales no presentan una respuesta uniforme respecto a esta
variable, ya que las condiciones climáticas que preceden a la etapa de meiosis temprana son factores
determinantes en el vaneamiento de grano.
Variedad: Se observó una alta significancia del efecto varietal sobre el comportamiento
agronómico de los materiales en cuanto a los componentes de rendimiento evaluados. En la Figura
2. se presentan las diferencias entre genotipos respecto al comportamiento promedio en
rendimiento. Las líneas experimentales 5917 y 5939 superaron en rendimiento al testigo Fedearroz
50; mientras que las líneas 5927 y 5920 superaron en rendimiento a los testigos Colombia XXI y
Oryzica 1; esto indica que el germoplasma avanzado puede convertirse posteriormente en
variedades comerciales de alta respuesta al nitrógeno representada en una mayor producción.
No se presentaron ataques de plagas y enfermedades provenientes del uso de altas cantidades de
nitrógeno, tampoco se presentó vuelco. Indicando que si no existen factores de predisposición
climáticos y varietales; dicha tecnología puede ser transferida exitosamente.
Tabla 2. Diferencias entre genotipos respecto a la respuesta en rendimiento en grano paddy al 14%, al ser sometidas
a dos tratamientos de fertilización nitrogenada.
Rendimiento en Kg/ha
Codigo ID Genotipo Tratamiento Experimental Tratamiento Convencional Incremento Kg/ha
V1 LE 5917 7526.34 6653.72 872.62
V2 LE 5920 6668.48 5893.82 774.66
V3 LE 5927 6395.98 6437.42 -41.44
V4 LE 5928 5433.09 5650.91 -217.82
V5 LE 5939 6766.25 6463.58 302.67
V6 LE 5719 5780.6 5447.87 332.73
V7 LE 5730 5770.92 5175.49 595.43
V8 LE 5259 5923.76 5233.97 689.79
V9 Fedearroz 50 6751.75 6414.78 336.97
V10 Oryzica 1 6113.72 5377.98 735.74
V11 Colombia XXI 6708.63 5695.35 1013.28
V12 Coprosem II ***** ***** *****
Promedios generales 63626.28 5872.74 453.54
***** Exclusión por heterogeneidad debida a factores bióticos
LE: Linea experimental.
Tratamiento vs Variedad : La interacción tratamiento por variedad fue No Significativa (N.S),
aduciendo que la respuesta positiva en cuanto a rendimiento de las variedades a los planes
mejorados de fertilización nitrogenada es aplicable a todos los genotipos evaluados (Tabla 1, Figura
3).
Lo anterior corrobora la teoría de Fairhurst & Dobermann (2002) (6) quienes citan que el factor de
manejo que más contribuye a explotar los actuales rendimientos potenciales de las variedades
modernas es el uso de los fertilizantes nitrogenados.
Al hacer los monitoreos de las características agronómicas de las variedades en el sistema de
manejo propuesto se evidenció un excelente macollamiento, mayor vigor, color verde intenso
(Superior a la escala 3 en Leaf Color Chart) y una senescencia lenta del follaje especialmente la
hoja bandera.
Figura 1. Diferencias entre tratamientos en cuanto a comportamiento promedio de rendimiento en
Kg. de grano paddy seco/ha, evaluado en 11 materiales de arroz de riego.
Figura 2. Diferencias genotípicas en cuanto a rendimiento promedio en Kg de paddy seco/ha.
Figura 3. Respuesta diferencial en cuanto a rendimiento en Kg paddy seco/ha de los genotipos
evaluados, a los dos sistemas de fertilización nitrogenada
Eficiencia en el uso del fertilizante Nitrogenado
La Eficiencia en el Uso del fertilizante muchas veces se ve enmascarada, por los contenidos de nitrógeno excesivos del suelo, provenientes de aplicaciones prolongadas de abonos nitrogenados en los lotes comerciales. En este ensayo la variedad Fedearroz 50 presentó una alta productividad en las parcelas testigos donde no se aplicó nitrógeno. Se concluye que el análisis de esta variable para el tipo de manejo propuesto debe desarrollarse en condiciones de estación experimental para que arroje valores más cercanos a la eficiencia real obtenida .
Conclusiones.
1. La aplicación de nitrógeno en condiciones de suelo seco en: presiembra incorporado, antes de inundación con lámina permanente y en etapa de iniciación de primordio de panícula, representan incrementos significativos en la producción de variedades de arroz, respecto a los planes convencionales de fertilización nitrogenada en arroz de riego utilizados en Colombia.
1. Las dosis de nitrógeno utilizadas por los agricultores arroceros son insuficientes para soportar los altos rendimientos potenciales de las variedades modernas.
1. Existe una respuesta diferencial en cuanto al rendimiento de las variedades de arroz, al estar expuestas a dosis elevadas de nitrógeno.
1. Las líneas experimentales 5917 y 5939 superaron en rendimiento al testigo Fedearroz 50; mientras que las líneas 5927 y 5920 superaron en rendimiento a los testigos Colombia XXI y Oryzica 1.
BIBLIOGRAFÍA
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