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FERTILIZACIÓN ORGÁNICA Y QUÍMICA DEL CULTIVO DE MAÍZ (Zea mayz) DE TEMPORAL EN MICHOACÁN

Organic and Chemical Fertilization of Rainfed Maize (Zea mayz) Crop in Michoacán

Luis Mario Tapia Vargas1, Antonio Larios Guzmán1, Anselmo Hernández Pérez1, Tsiri Díaz Guerrero1, Jesús Arcadio Muñoz Villalobos2*

1INIFAP. Campo Experimental Uruapan. Av. Latinoamericana 1101. Uruapan, Mich. C.P. 60080 tel. 452-523-7392 ext. 101. e-mail: tapia.luismario@inifap.gob.mx

2 CENID RASPA. Km. 6.5 Margen Derecha Canal de Sacramento, Gómez Palacio Durango C.P. 35140 tel. 871-159-0104

* Autor para correspondencia. Responsable de Proyecto nacional

RESUMENEl objetivo fue evaluar la respuesta del cultivo a la fertiliza-

ción química y orgánica y el efecto en rendimiento, beneficio económico y nutrición foliar de nitrógeno del cultivo del maíz en dos regiones de Michoacán, bajo condiciones de temporal en Parácuaro y Zamora, Michoacán. Se evaluaron 5 dosis de nitró-geno (0-80-160-240-320 kg ha-1), siendo 240 kg ha-1 el testigo y manteniendo fijo fósforo (80 kg/ha de P2O5). Se adicionaron tres tratamientos con dosis de 120-40-00 de N-P2O5-K2O, más: 6. Azospirillum + Glomus, 7. Igual a (6) más composta y 8. Ver-micomposta. Se sembró con una población 50 mil plantas/ha en Junio de 2012. El diseño experimental fue bloques al azar con 4 repeticiones. Las variables evaluadas fueron la altura de planta, diámetro de tallo, rendimiento de grano, peso hectolítrico de grano y contenido nutricional foliar de nitrógeno. Los datos se evaluaron estadísticamente con SAS y se efectuó comparación de medias (Tukey 5%) de las variables registradas. La mayoría de las variables involucradas mostraron efecto significativo por el factor nutricional en ambas localidades. El nitrógeno es un factor significativo clave en la expresión de las magnitudes de las variables estudiadas, pero el tratamiento 6 tuvo un desem-peño similar al tratamiento testigo. La nutrición foliar tuvo un efecto significativo debido a las dosis de nitrógeno aplicadas. El Bajío Michoacano tiene mayor potencial de rendimiento de grano hasta 13.1 ton ha-1 contra hasta 3.2 ton ha-1 de la Tierra Caliente. La rentabilidad del cultivo es mayor (4.5) con dosis bajas de nitrógeno (80 kg ha-1), que con dosis altas (320 kg ha-1) y una tasa de 3.4. El cultivo del maíz presenta respuesta significativa a la aplicación de nitrógeno hasta un valor máximo, sin embargo es factible reducir las dosis de fertilizantes quími-cos hasta 120 kg ha-1 de nitrógeno pero con la aplicación de fertilizantes orgánicos, sin afectar ni el rendimiento de grano ni la nutrición del maíz de temporal de Michoacán.

Palabras clave: análisis financiero, nutrición foliar de nitrógeno.

SUMMARYThe aim of this paper was to evaluate crop response to orga-

nic and chemical fertilization and the effect on grain yield and ni-trogen foliar nutrition of maize crop in two regions of Michoacán, under rainfall conditions in two locations, Parácuaro and Zamo-ra, Michoacán five nitrogen doses (0-80-160-240-320 kg ha-1), were evaluated, being the control 240 kg ha-1 and maintaining phosphorous fixed at 80 kg ha-1 of P2O5. Three treatments with dose of 120-40-00 of N-P2O5-K2O were added, plus: 6. Azospi-rillum + Glomus, 7. Equal (6) plus compost, and 8. Vermicom-post. A seed density of 50 thousand plants ha-1 in June 2012, was sowed. Experimental design was randomized complete block with 4 replications. Evaluated variables were plant height, stem diameter, grain yield, hectoliter grain weight and N, P and K foliar nutrition content Data was statistically analyzed with SAS and average values of registered variables were com-pared (Tukey 5%). Most involved variables showed significant effect due to nutritional factor in both locations. Nitrogen is a significant key factor in the expression of the studied variables magnitudes, but treatment 6 had a similar performance that control treatment. Foliar nutrition had a significant effect due ni-trogen supplied doses. The Bajío Michoacano has higher grain yield potential with up to13.1 ton ha-1 than Tierra Caliente with up to 4.9 ton ha-1. Crop profit is higher (4.5), at low doses of ni-trogen (80 kg/ha) than at high doses (320 kg/ha) with a 3.4 rate. Maize crop has significant response to nitrogen doses even to maximum value, however, it is feasible to reduce the doses of chemical fertilizers even 120 kg ha-1 of nitrogen but adding or-ganic fertilizers, without affect neither grain yield or nutrition of Michoacan rainfed maize crop.

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Keywords: Financial analysis, nitrogen foliar nutrition.

INTRODUCCIONDe los granos básicos en México el maíz es el cultivo que

más se siembra con un total de 7.8 millones de hectáreas, con un rendimiento medio de 2.9 ton ha-1. El valor de la producción de maíz se cuantificó en 72 mil millones de pesos aproximada-mente (SIAP, 2011).

En Michoacán, el maíz tiene una gran distribución en la enti-dad y se siembra en diversidad de suelos y condiciones climáti-cas, en medio millón de hectáreas anuales con un rendimiento medio de 3.3 ton ha-1 y un valor de la producción de 5,800 mi-llones de pesos (SIAP, 2011). El maíz se practica en tres mo-dalidades de siembra que son: humedad residual, de riego y de temporal, con rendimientos promedios de 1.0 a 4.7 toneladas por hectárea, de acuerdo a la forma de siembra.

Los suelos de Michoacán adolecen de manera endémica de nutrientes macros, principalmente nitrógeno, incluso los más fértiles como los Vertisoles de los Valles de Zamora, Apatzin-gán, La Piedad, Ciénega de Chapala y Morelia, presentan va-lores promedio, menores de 15 ppm de nitrógeno inorgánico y valores promedio menores de 3% de materia orgánica (Tapia et al., 2010). Sin embargo, el uso excesivo de fertilizantes minera-les ha creado mayor costo de producción y detrimento de la fer-tilidad del suelo (Castellanos et al., 2005). Además, la creciente demanda mundial de fertilizantes químicos ha desencadenado un alto costo de los mismos (Larios et al., 2011), en México se ha convertido en un problema de carácter nacional, ya que estos son derivados del petróleo y a su precio se ha incremen-tado en 500% en los últimos cinco años (Torres, 2013). Actual-mente, la producción nacional de fertilizantes es de 1.7 millones de toneladas pero se requieren 4.6 millones para satisfacer las necesidades nacionales por lo que se importan 2.9 millones de toneladas a un costo de 9 mil millones de pesos (Botello, 2008).

La fertilización orgánica, se plantea como una alternativa para reducir esta situación, nuevos productos y utilización de mezclas orgánicas, proveen un manejo alternativo de la nutri-ción de cultivos y menor dependencia a los fertilizantes mine-rales (Larios et al., 2010). Además, mejoran paulatinamente las propiedades físicas y químicas de los suelos reactivando la flora y fauna microbiana que enriquece el suelo (Murray et al., 2011). La nutrición orgánica se plantea como opción viable para suministrar nutrimentos a los cultivos de interés para los productores, en este caso el maíz, con el fin de disminuir la de-pendencia de los fertilizantes químicos y disminuir los costos de producción. Con ese mismo propósito, se ha propuesto algu-nos productos y tratamientos para complementar la nutrición de cultivos que como el maíz es básico en la dieta del mexicano, por lo que el objetivo de este trabajo fue: evaluar la respuesta del cultivo a la fertilización química y orgánica y el efecto en rendimiento, beneficio económico y nutrición foliar de nitrógeno del cultivo del maíz en dos regiones de Michoacán.

MATERIALES Y MÉTODOSLa investigación fue establecida bajo condiciones de tem-

poral en terrenos de productores de las zonas maiceras de la localidad de San Simón, en el Valle de Zamora y Antúnez en Parácuaro, Mich. Ambas localidades tienen suelos gris oscuro clasificado como Vertisol de 80 cm de profundidad, pendiente menor del 1% y textura arcillosa a una altura de 1, 540 y 330 metros sobre el nivel del mar, respectivamente.

El Valle de Zamora corresponde a la zona de alta productivi-dad de maíz (Bajío Michoacano), el sitio tiene un clima templa-do en invierno con heladas fuertes y frecuentes, sin embargo en el verano es semicálido con noches frescas inferiores a 18 °C sin heladas y temperaturas diurnas inferiores a 33 °C, la temporada de lluvias es en el verano con una precipitación pluvial anua de 1,165mm.

El Valle de Apatzingán tiene una productividad más baja de maíz, su clima es cálido todo el año clasificado como Aw1, en el verano las temperaturas nocturnas nunca bajan de 20 °C mientras que durante el día llegan con frecuencia a 40 °C como máximo. La precipitación ocurre principalmente en el verano y termina en septiembre con una lluvia anual de 600 mm.

TratamientosLos tratamientos a evaluar en el experimento fueron obteni-

dos a partir de dosis de fertilización 240-80-00 de N-P2O5-K2O, respectivamente sugerida por Vallejo et al. (2004), reduciendo en este experimento la dosis de nitrógeno hasta 0 y aumentan-do hasta 320 kg/ha, en múltiplos de 80 kg cada nivel, además se agregaron tres tratamientos adicionales, con nutrición orgá-nica y biológica, como se muestra en el Cuadro 1.

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Cuadro 1. Tratamientos de nutrición en maíz de punta de riego en Michoacán.

El maíz sembró con la variedad H-318, en Zamora y Coste-ño en Parácuaro, en ambas localidades a una distancia de 25 cm dejando una planta por mata y a una separación de surco de 80cm, cada parcela experimental constó de 5 surcos de 10 m de largo, para tener una población de 50 mil plantas/ha en temporal, tomando como parcela útil el surco central.

El diseño experimental fue bloques al azar con cuatro repeti-ciones. Los datos registrados fueron la altura de planta, diáme-tro de tallo, rendimiento de grano ajustado al 12% de humedad, peso hectolítrico de grano y contenido nutricional foliar de N. Las muestras foliares fueron tomadas en antesis, en la hoja opuesta al jilote de tres plantas por cada unidad experimental. Una vez en laboratorio las muestras fueron limpiadas, secadas en el horno eléctrico a 64 °C, después se molieron individual-mente y se procesaron químicamente. El método de análisis del nitrógeno fue con digestión ácida con H2SO4 (98%) y catali-zador. Los análisis fueron efectuados en el laboratorio de suelo, agua y planta del INIFAP en Uruapan, Mich. Se efectuó AN-VA para la variable rendimiento de grano mediante SAS y separan-do las medias de las variables con Tukey al 5%. Finalmente, se

efectuó un análisis económico en ambas localidades y se ob-tuvo la tasa de beneficio neto de cada tratamiento, evaluando los costos fijos, los costos variables y el valor de la producción.

RESULTADOS Y DISCUSIÓNLos resultados obtenidos indican que la mayoría de las

variables evaluadas como diámetro de tallo, rendimiento de grano, peso hectolítrico y contenido foliar de nitrógeno, fueron afectadas por el manejo nutricional del cultivo (Cuadro 2). Sin embargo, este efecto no fue observado en la altura de plan-ta. Esto indica que el factor de estudio nitrógeno y la nutrición orgánica, presentan una diferente respuesta, significativa en las variables estudiadas. El efecto más alto corresponde al diámetro de tallo y al rendimiento de grano. En este aspecto, resultados similares fueron reportados por Major et al., (2010), encontraron un efecto significativo en el rendimiento de grano por el tratamiento nutricional, mientras que el diámetro del tallo también fue afectado de manera directamente proporcional por las dosis de nitrógeno aplicada (Setamou et al., 2011).

Cuadro 2. Valores de F de las variables registradas en maíz de temporal en dos localidades de Michoacan.

(*) Valores estadísticamente significativos (p<0.05).

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Las aplicaciones altas de fertilizantes no necesariamente proporcionan mayores rendimientos de grano (Cuadro 3). Sin embargo, en el Bajío Michoacano, el nitrógeno es factor clave en la obtención de altos rendimientos de maíz, con una dosis de 0 kg/ha dado por el tratamiento 1 (00-80-00), se obtienen sólo 4.4 ton/ha de grano, esta importancia se observa claramente ya que al aumentar al siguiente nivel dado por el tratamiento 2 (80-80-00), el rendimiento se incrementa en 150%, lo cual indica que el nitrógeno no puede ser prescindible en el cultivo del maíz. En el siguiente nivel (tratamiento 3 con 160-80-00), el rendimiento de grano sólo sube 10%. Pagani et al., (2008), encontraron una respuesta similar a la aquí reportada ya que con 0 kg/ha de nitrógeno el rendimiento de maíz, se mantuvo en 4.5 ton/ha, mientras que a una dosis de 80 kg/ha aumentó a 8.5 ton/ha de grano sin embargo, a una dosis de 160 kg/ha de nitrógeno el rendimiento subió a 12 ton/ha, teniendo un máximo de 12.5 ton/ha a una dosis de 210 kg de nitrógeno.

Nota: valores con la misma letra son iguales (p>95%).

El manejo nutricional orgánico, también produjo buenos re-sultados en rendimiento de grano (Cuadro 3), el tratamiento con aplicación de organismos biológicos (tratamiento 6) fue ca-paz de tener similar rendimiento al testigo 100% químico, con 11.4 ton/ha de grano, mientras que los otros dos tratamientos orgánicos, se mantuvieron en el mismo grupo significativo, simi-lares a la máxima fertilización química (320-80-00). Estos efec-tos no fueron significativos en el Valle de Apatzingán (Parácua-ro), pues la dosis con 0.0 kg de nitrógeno ha-1 presentó similar rendimiento que la dosis testigo (tratamiento 4) que produjo 4.9 ton ha-1, el bajo potencial de rendimiento de maíz de esta región se manifiesta aún sin aplicaciones o con altas aplicaciones de nitrógeno, pues no hay respuesta. Esta misma respuesta fue reportada por Viveros et al., (2010), en áreas tropicales de bajo potencial de rendimiento, ya que en ambientes tropicales como el Valle de Apatzingán, difícilmente hay respuesta a la adición de insumos como los fertilizantes químicos y orgánicos.

Cuadro 3. Valores promedio de las variables agronómicas evaluadas en maíz de temporal de dos regiones de Michoacán.

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Respecto al resto de las variables evaluadas, claramente se observa que el grosor del tallo y el peso hectolítrico, son afec-tados por las dosis nutricionales y que el suplemento orgánico tienen potencial en ambas localidades, aún cuando se reduzca la aplicación de fertilizantes químicos (Cuadro 3). Se observa también que el Valle de Zamora tiene mejores valores de estos componentes del rendimiento que en Parácuaro, lo cual final-mente se traduce en un mayor rendimiento general.

El análisis financiero realizado a los tratamientos evaluados, mostró que el cultivo del maíz continua teniendo una alta ren-tabilidad en el estado de Michoacán, pero se debe tener una alta productividad para que haya un margen de renta atractiva (Cuadro 4). En Zamora, el primer nivel de aplicación de nitró-geno (80-80-00), obtuvo la mayor relación beneficio/costo con 4.5, es decir, 4.5 pesos por cada peso invertido, ello muestra que no necesariamente los mayores rendimientos, significan los mayores ingresos ya que los costos de producción también se incrementan. En este caso, los tratamientos 3, 4 y 5 obtienen mayor ingreso bruto, pero su costo de producción es mayor, por lo que su tasa neta de retorno es menor de 4.5, pues alcanzan

valores de 4.3, 3.4 y 4.1, respectivamente, a pesar de tener mayor rendimiento de grano.

En Parácuaro, las condiciones ambientales no permiten tener altos rendimientos, sin embargo, con excepción del tra-tamiento 1 (00-80-00), todas las tasas de retorno netas son positivas, lo cual indica que el productor obtiene márgenes de ganancia por el hecho de aplicar nitrógeno, lo cual no ocurre cuando el productor no aplica nitrógeno, pues pierde su inver-sión. En esta localidad, el tratamiento que produce mayores ga-nancias, es el 2, 3 y 4 que produjeron 0.5 pesos de utilidad por peso invertido en el cultivo (Cuadro 4).

Los tratamientos orgánicos tienen un comportamiento acep-table, en Zamora presentan tasas de retorno neto comparables al tratamiento con la mayor cantidad de fertilizante aplicado (320-80-00), esto considerando que se aplica solo el 50% de la dosis que se recomienda para esta localidad, la tasa obtenida por el tratamiento 6 es de 3.6 con un probable beneficio de las propiedades físicas y químicas del suelo.

Cuadro 4. Rendimiento de Maíz (ton/ha) y análisis financiero en dos localidades de Michoacán con manejo nutri-cional químico y orgánico en dos localidades de Michoacán.

Precio medio rural: ($3,500.00/ton). Valores con la misma letra son iguales estadísticamente (P<0.05).

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En el Valle de Apatzingán, este mismo tratamiento obtuvo un valor de 1.4 semejante a los tratamientos con mayor aplica-ción de fertilizantes químicos.

Los análisis de rentabilidad finalmente pueden indicar si con dosis bajas o dosis alternativas se pueden obtener mejores in-gresos para el productor, al optimizar la inversión. Turrent et al., (2004), encontró resultados similares en su análisis de rentabi-lidad a lo aquí reportado ya que con una inversión de $9,794 obtuvo un rendimiento de 5.4 ton/ha, mientras que un ligero in-cremento en la inversión ($11,558) con una dosis de sólo 80 kg/ha más de nitrógeno, obtuvo un rendimiento de 8.2 ton/ha, ob-teniendo un margen de utilidad de $17,142 ($/ha), estos logros son similares a los ingresos obtenidos en el Valle de Apatzin-gán, pero menores a los obtenidos en el Valle de Zamora. Por su parte Palafox et al., (2004), mencionan que la rentabilidad del maíz es de 1.5 con una dosis de 129 kg de nitrógeno/ha, mientras que la dosis con 0.0 kg tuvo una tasa de 1.2 y la dosis más alta (160 kg de nitrógeno), produjo una tasa de 1.4. Estos valores coinciden para el Valle de Zamora en la dosis baja (1.2) y para el Valle de Apatzingán en la dosis de 160 kg/ha con 1.5.

Sin embargo, el Valle de Zamora superó todo registro reportado por este autor, pues su tasa más alta fue de 1.5, inferior a 4.5 encontrada en este trabajo.

El efecto en el contenido nutricional foliar de nitrógeno total (%), se muestra en la Figura 1. En ambas localidades existe un incremento en el contenido foliar con el incremento en la dosis aplicada, esto sugiere que el cultivo es capaz de absorber y asi-milar mayor cantidad de nutriente si la disponibilidad se incre-menta en el suelo. Sin embargo, en Zamora existe un máximo el cual demuestra que no puede ser absorbido más nutriente, aunque la disponibilidad aumente, esto no se observa en Pará-cuaro, pero si la absorción es menor. Es posible que esta dife-rencia es debido, además del ambiente, al genotipo empleado, pues los materiales de maíz difieren en sus requerimientos de nitrógeno para máximo rendimiento de grano (Tsai et al., 1992), por su parte, Major et al., (2010), mencionan que la fertilizantes derivados orgánicos aplicados al maíz proporcionan una mejor absorción de nutrientes y a largo plazo mayores rendimientos de grano.

Figura 1. Nitrógeno total foliar (%) en dos localidades maiceras de Michoacán en función de la dosis de nitrógeno aplicada

CONCLUSIONESEl nitrógeno es un factor clave y significativo para óptimos

rendimientos y un incremento significativo en la nutrición foliar nitrogenada, en el cultivo del maíz de grano en condiciones del Bajío Michoacano.

La nutrición orgánica demostró su eficacia en la obtención de altos rendimientos de maíz con hasta 11.4 ton/ha de grano similar al tratamiento testigo con 13.1 ton/ha de grano.

Es factible reducir las dosis de fertilizantes químicos con hasta 120 kg/ha de nitrógeno más fertilizantes orgánicos, sin afectar ni el rendimiento de grano ni la nutrición del maíz de temporal de Michoacán

La rentabilidad del cultivo es mayor (4.5) con dosis bajas de nitrógeno (80 kg/ha), que con dosis altas (320 kg/ha) y una tasa de 3.4, sin embargo, el Valle de Zamora presenta mejores niveles económicos que el Valle de Apatzingán.

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