REVISTA BIMESTRAL
FEBRERO - MARZO 2018 I NUMERO 154
BALANCE Y CAPACITACIONES 2017
SEMBRANDO PARA 2018
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Manejo sostenible
de nutrientes en sistemas agrícolas: Más allá de la próxima cosecha

 
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Dr. Fernando O. García
M.N. 9478*01*01
Ing. Adrián A. Correndo
International Plant Nutrition Institute (IPNI). Programa Latinoamérica Cono Sur

 
   

La creciente demanda global de alimentos, forrajes, fibras, biocombustibles y biomateriales se atribuye al sostenido crecimiento demográfico, la escasez de tierras agrícolas, y al fuerte crecimiento de los países emergentes (China e India, principalmente), con una creciente urbanización e incorporación de personas a la clase media (Adamoli, 2013). La ONU ha estimado una población superior a 9 mil millones de habitantes para el 2050, siendo los países en vías de desarrollo los que contribuirán en mayor medida a ese aumento.

El crecimiento en producción y productividad registrado en los últimos 50 años ha generado costos y externalidades negativas a nivel económico, social y ambiental. El desafío para la humanidad es reducir el impacto de estos costos y externalidades y evitar que los mismos se amplifiquen y/o que se sumen nuevos a los ya existentes (Rockstrom et al., 2009; Sutton et al., 2013). A este desafío se suma el cambio climático y su potencial impacto en la producción y en los recursos naturales, económicos y sociales. Se espera que regiones como áfrica, Latinoamérica y el sudeste de Asia contribuyan significativamente a suplir las demandas a través de la expansión del área bajo cultivo y del aumento de la productividad. La expansión de la agricultura hacia áreas aún no explotadas a través de la deforestación e incorporación de ecosis- temas más frágiles, constituye una amenaza a la sostenibilidad de los sistemas. La alternativa es impulsar el crecimiento de la productividad en las tierras actualmente en uso y no exponer nuevas tierras a costos y externalidades tales como la degradación de los suelos debida a la erosión eólica e hídrica, la pérdida de fertilidad por extracción de nutrientes, la salinización, la desertificación, y la contaminación por uso inadecuado de insumos, entre otros.

En la agricultura del Cono Sur, la producción de granos ha crecido sostenidamente en los últimos 20 años; gran parte se debe a la expansión del área bajo cultivo y, en menor medida, a aumentos en los rendimientos. Soja, maíz y trigo representan el 63%, 19% y 12%, respectivamente, del total del área sembrada en 2012 en los países de la región del Cono Sur (Argentina, Bolivia, Paraguay, sur de Brasil y Uruguay) según FAOSTAT (http://faostat.fao.org/).

Las tasas de cambio en área cultivada, rendimiento, y producción total han sido diferentes para estos cultivos y países (Tabla 1). En general, la soja se expandió a expensas de otros cultivos y por el cambio de uso de la tierra. Esta expansión se ha basado en la adopción de la siembra directa (70-90% en la región del Cono Sur) y las variedades resistentes de glifosato, pero especialmente por los mayores precios relativos de la soja con respecto a otros granos (Wingeyer et al., 2015).

 
   

Incrementar la producción a través del aumento de los rendimientos para evitar la expansión a ecosistemas frágiles requiere la incorporación de mejores prácticas de manejo de suelos y cultivos. En este marco, la intensificación se conceptualiza como una alternativa de producción con mínimo impacto ambiental y social a partir del uso más eficiente y efectivo de los recursos e insumos, y no a partir del mayor uso de los mismos. Para ello es necesario disponer de tecnologías de procesos y de insumos probadas científicamente para producir más granos, fibras, y/o forraje en la misma unidad agrícola en un periodo de tiempo determinado haciendo un uso más eficiente y efectivo de recursos como la radiación, el agua y los nutrientes disponibles, y de insumos como combustibles, maquinarias, semilla, fertilizantes y pesticidas. Este concepto de intensificación sustentable requiere del desarrollo de sistemas de producción diversificados, de mayor producción y mejor calidad de productos, con integración de las cadenas productivas que provean a un mayor valor agregado, control de los impactos ambientales y sociales negativos como la erosión o la contaminación difusa, gestión eficiente y efectiva de recursos limitados como el agua, reciclado responsable, y manejo especifico por sitio para optimizar la eficiencia de uso de los recursos e insumos. El logro de estas prioridades se basa en políticas de investigación y desarrollo que contribuyen al mayor conocimiento del funcionamiento (procesos y mecanismos) de los sistemas de producción y a la formación de recursos humanos, con una visión de largo plazo.

Los nutrientes del suelo y el aporte externo de los mismos vía fertilizantes, enmiendas, abonos orgánicos y reciclados, constituyen un recurso e insumo vital para la intensificación sustentable y están involucrados en numerosos aspectos que hacen al impacto ambiental de la agricultura (emisión de gases de efecto invernadero, contaminación de suelo, aire y agua, perdida de fertilidad de los suelos, etc.), por lo que el consumo, la eficiencia de uso y manejo sostenible de nutrientes y fertilizantes es un tema del mayor interés para la sociedad.

Consumo y eficiencia de uso de nutrientes en el Cono Sur de Latinoamérica

En el Cono Sur, el consumo aparente de nutrientes como fertilizantes se estima en 2.6 millones de t de nutrientes (N+P2O5+K2O), aproximadamente 1.4% del consumo mundial. En Argentina, el consumo de N, P, S y K aumentó 674%, 1045%, 3343% y 491%, respectivamente, y el total de los nutrientes el 776%, entre 1993 y 2016 (Figura 1). Considerando el área total bajo cultivo, la dosis media de aplicación de nutrientes en 2014 fue de 91 kg/ha de N+P2O5+K2O, un incremento del 197% respecto a la dosis media del 2000.

 
   

La eficiencia de uso de los nutrientes (EUN) puede ser definida de numerosas formas dependiendo del propósito para el cual se utilice el indicador (Dobermann, 2007; Fixen et al., 2014). La eficiencia agronómica y la eficiencia aparente de recuperación son índices frecuentemente utilizados, pero requieren de información de tratamientos sin aplicación de nutrientes, por lo cual son más utilizadas en investigaciones específicas de utilización y destino de nutrientes en el sistema. Para la evaluación de la EUN a nivel regional y/o nacional, Norton et al. (2015) recomendaron utilizar el balance parcial del nutriente (BPN). El BPN se puede define como la relación Remoción/Aplicación, en la cual los componentes de remoción y aplicación se definen según la escala temporal y espacial que se está evaluando. Básicamente, el balance de nutrientes es la diferencia entre las cantidades de nutrientes aplicadas y removidas de un sistema de producción. Se puede estimar a distintas escalas: espacial (lote, establecimiento, región, país) y temporal (cultivo anual, toda una secuencia de rotación, etc.). En general, los balances se estiman sobre la reserva total de nutrientes del suelo, bajo el concepto de "caja negra", es decir sin considerar las transformaciones de los nutrientes y sus fracciones dentro del suelo. Balances fuertemente positivos de nutrientes (BPN < 1) pueden generar excesos de nutrientes en los suelos que conduzcan a la contaminación del suelo, del aire y/o del agua. Por otra parte, los balances negativos (BPN > 1) reducen la fertilidad del suelo pudiendo afectar seriamente la producción (rendimientos y biomasa no cosechada).

Los balances parciales de nutrientes (remoción/aplicación) estimados para el Cono Sur, indican balances negativos de N y K en la mayoría de los países de la región, mientras que los mismos son positivos para P en Paraguay y Uruguay y negativos en Argentina y Bolivia. La Figura 2 muestra estimaciones preliminares del balance de N, P y S para Argentina entre 1993 y 2016. Los balances negativos de nutrientes se reflejan en la degradación química, física y biológica de los suelos y las caídas de rendimiento de los cultivos.

Se recomienda utilizar más de un índice de EUN cuando se evalúa el manejo de nutrientes en una región o una práctica de manejo en especial. En evaluaciones regionales, la productividad parcial de nutrientes complementa eficazmente al BPN. Por otra parte, los balances de nutrientes positivos por aplicaciones excesivas y/o manejo inadecuado han resultado en impactos negativos por contaminación de suelos, agua y aire (Sutton et al., 2013). Se han reportado situaciones específicas de contaminación de nutrientes por manejo inadecuado de fertilizantes y abonos orgánicos, por ejemplo, en algunos sistemas de producción hortícola y lechera en Argentina y Uruguay.

 
   

Una pregunta frecuente es: ¿Los balances de nutrientes, deben ser siempre positivos? La respuesta es NO. Las aplicaciones de nutrientes deben responder a las necesidades del suelo y del cultivo en un lote o ambiente en particular y, además de los balances, hay otros indicadores que también ayudan a definir el manejo adecuado como las eficiencias agronómicas y de recuperación, y el beneficio y el retorno de la inversión, entre otras. Es muy importante que conozcamos cual es la dinámica de cada nutriente en el sistema suelo-planta si estamos planteando aplicaciones superiores a la extracción de los cultivos (balances positivos) con el objetivo de mejorar la condición del suelo. Esta es una práctica común para P y K, nutrientes de elevada residualidad en el suelo y, en menor medida, para S. Sin embargo, para N debemos pensar en fertilizar cada cultivo, ya que el N residual que quede sin utilizar, muy probablemente se pierda en forma gaseosa o por lavado con el consecuente impacto ambiental negativo.

Los 4 Requisitos del Manejo Responsable de Nutrientes

El manejo sostenible de nutrientes y fertilizantes, en los sistemas agrarios para el incremento de la producción atendiendo las temáticas productiva, económica, social y ambiental, se basa en aplicar la fuente correcta, en la dosis, el momento y el lugar correctos, constituyendo el concepto de los 4R, los 4 Requisitos para las mejores prácticas de manejo (MPM) de nutrientes y fertilizantes (Figura 3). La implementación de los 4Rs es intensiva en cuanto a conocimiento y específica para cada sitio, y debe insertarse en un contexto de manejo productivo, rentable, sustentable y cuidadoso del ambiente, para responder a los criterios de sustentabilidad económica, ecológica y social demandados por la sociedad.

Las MPM de los fertilizantes se generan a partir de principios científicos comprobados con un enfoque global, y son aplicables a diferentes escalas. La aplicación de dichos principios científicos difiere ampliamente según el sistema de cultivo (características ecológicas de la región, rotaciones, etc.). Algunos ejemplos de los principios y prácticas que deberían ser consideradas para el manejo nutricional de los cultivos se muestran en la Tabla 4. En términos generales, los principios son comunes a todos los sistemas, pero la forma en que se ponen en práctica a nivel local varía en función de las condiciones específicas de suelo, cultivo, climáticas, económicas y sociales. Los productores y los asesores deberían procurar que las prácticas que seleccionan y aplican, estén de acuerdo con estos principios.

 
   

El Manejo Responsable de Nutrientes de los 4R debe responder a las necesidades de cada ambiente dentro de cada lote; buscar mayor eficiencia y efectividad de los recursos e insumos involucrados en el sistema de producción; adoptar prácticas de manejo específico por sitio; reciclar nutrientes (estiércol, efluentes, cama de pollo, otros); considerar el aporte de biofertilizantes y nuevos fertilizantes "inteligentes"; evaluar los efectos en la producción, la rentabilidad y la salud del suelo; y monitorear los impactos sobre los recursos humanos y naturales (biodiversidad, agua, tierra, aire).

Las MPM de nutrientes y fertilizantes deben integrarse con las MPM agronómicas seleccionadas para lograr los objetivos de productividad, rentabilidad, sustentabilidad y salud ambiental dentro del sistema de producción, con los recursos del sistema, con los insumos y con las prácticas de manejo de suelos y cultivos. La información acerca del manejo 4R en los distintos sistemas de producción no es completa, está dispersa y, fundamentalmente, no ha sido adoptada por los productores y asesores. Se plantea la necesidad de generar conocimiento e información en áreas de vacancia geográficas (i.e., NOA y NEA) y temáticas (i.e., pérdidas de nutrientes). Asimismo, mucho del conocimiento e información generada no ha sido analizada y publicada, por lo que herramientas actuales como el desarrollo de bases de datos y el análisis de metadatos podrían brindar oportunidades para cubrir algunas de esas vacancias.

Consideraciones finales

El reporte de la Global Partnership on Nutrient Management (Sutton et al., 2013) plantea el desafío de producir más alimentos y energía con menor contaminación, y centra las cinco principales amenazas del uso excesivo o exiguo de nutrientes en: 1) ecosistemas y diversidad, 2) calidad del aire, 3) calidad del suelo, 4) calidad del agua, y 5) balance de gases efecto invernadero (GEI). Una primera visión de lo discutido en este escrito sobre balances negativos de nutrientes a nivel país, nos lleva ubicarnos en la situación de uso exiguo de nutrientes con impactos directos en calidad de suelo (pérdida de fertilidad nativa, caídas de materia orgánica y reserva de nutrientes del suelo, acidificación por pérdida de bases del suelo) e indirectos en ecosistemas y diversidad (expansión de la agricultura hacia ecosistemas más frágiles). Sin embargo, pueden darse situaciones regionales o locales con aplicaciones excesivas de nutrientes que impliquen también amenazas sobre la calidad de aire y del agua y el balance de GEI, además de impactos sobre la calidad de suelo y los ecosistemas y la diversidad.

En todos los casos, gran parte de las respuestas a estos desafíos y amenazas está en el manejo responsable de nutrientes buscando mejorar la EUN, integrando este manejo responsable dentro del manejo de suelos y cultivos específico para cada ambiente (Cassman et al., 2002; Dobermann, 2007; García y Salvagiotti, 2009; Davidson et al., 2015). Los procesos y transformaciones de los nutrientes son universales pero la intensidad de los mismos depende de las condiciones de cada ambiente en particular. El conocimiento de la intensidad de estos procesos y transformaciones en cada ambiente que estemos manejando es clave para incrementar la EUN y reducir las amenazas del uso excesivo o exiguo de nutrientes