Efectos de la fertilización con P y S sobre la producción y calidad de alfalfa (Medicago sativa L.) irrigada y el estado orgánico del suelo en el valle inferior del Río Negro

Abstract

En el Valle Inferior del río Negro aproximadamente el 20% de la superficie total bajo riego se destina al cultivo de alfalfa (Medicago sativa L.). Esto contribuye a mantener la oferta anual de forraje con heno de calidad, principal fuente de alimentación de los sistemas de invernada. El elevado potencial productivo de este cultivo en la región ocasiona una alta extracción de nutrientes, particularmente fósforo (P) y azufre (S), los que podrían reponerse mediante una adecuada fertilización con el objeto de maximizar la producción y la calidad del forraje. El trabajo de tesis se llevó a cabo durante 2010-2014 en la Estación Experimental Valle Inferior del INTA en Viedma, provincia de Río Negro, sobre un ensayo productivo de alfalfa bajo riego. Los objetivos fueron: 1. Evaluar la producción de materia seca del cultivo de alfalfa en respuesta a la fertilización fosforada y azufrada en suelos de textura fina bajo condiciones de riego, durante cuatro ciclos de producción. 2. Determinar el contenido de proteína bruta del forraje en cada estación de crecimiento (primavera-verano-otoño). 3. Determinar la concentración y el contenido de nutrientes de alfalfa en el estado fenológico de 10% de floración, en todos los cortes durante los dos primeros ciclos del cultivo. 4. Cuantificar la evolución del carbono orgánico total (COT), el carbono orgánico particulado (COP) del suelo y la concentración de P y S totales en la fracción de la materia orgánica (MO) particulada en los dos primeros ciclos de producción. Se utilizó un diseño en bloques completos aleatorizados con parcelas divididas, donde se distribuyeron los 10 tratamientos con P y S. Se aplicaron cinco dosis de P (0, 20, 40, 80 y 160 kg ha-1) combinados con dos dosis de S (0 y 24 kg ha-¹). En el cultivo se evaluó la producción de forraje por corte, y la acumulada en cada ciclo (Mg MS ha¯¹); la concentración de proteína bruta (%PB) y el contenido de nutrientes en el forraje (kg MS ha¯¹). En el suelo se determinó: COT, COP y contenido de P y S totales en la fracción particulada. En el período correspondiente a los cinco cortes de primavera y verano se produjo el 89% del forraje total del ciclo. Sólo los cortes 1, 4 y 6 mostraron diferencias respecto al tratamiento sin fertilizante, con altas dosis de P, con respuestas entre 33 y 40%. La fertilización combinada con P+S incrementó la producción anual acumulada de forraje a partir del 2º ciclo de estudio; en el 3º y 4º ciclo únicamente las dosis más altas de P (con y sin S) produjeron los mayores aumentos de forraje. El porcentaje de PB fue de 18% en los cortes de primavera y verano y del 23% en otoño. Los tratamientos con P y S produjeron mayor % PB en forraje respecto al testigo en los cortes de primavera y otoño. En la época estival cuando se presentaron los menores valores de PB, la fertilización no generó cambios en los porcentajes. Los mayores valores proteicos se observaron en otoño. El forraje producido luego de la fertilización fósforo azufrada, mostró niveles suficientes de N, Ca y B y ligeras deficiencias de P, K y S. Cuando los resultados se expresaron en kg ha-1, no se detectaron diferencias significativas de los contenidos de N, S y B entre tratamientos. Sólo en el primer ciclo los valores de P, K y Ca fueron más altos con dosis iguales o mayores a 20 kg P ha-1 (con y sin S). En los dos ciclos estudiados los niveles de COT fueron semejantes en todos los tratamientos fertilizados. La fertilización no modificó el contenido de COP, Pt y St de la fracción gruesa en ambos ciclos con diferencias entre ciclos. La disminución de la MOP en 19% durante el segundo ciclo productivo explicaría el menor contenido de COP, Pt y St de la fracción gruesa en ese período. El contenido de St de la fracción gruesa presentó diferencias entre los dos ciclos mientras que el Pt se mantuvo. La aplicación de 24 kg S ha-1 disminuyó el contenido de Pt de dicha fracción como consecuencia de una mayor extracción de P por parte del cultivo. La relación S:P mostró un enriquecimiento de S. La relación de estratificación indica una mayor acumulación de COP en la profundidad de suelo 0-10 cm respecto a 0-5 cm, debido a la mayor acumulación de raíces en este espesor. En general, en todos los tratamientos, esta relación fue mayor que 2, lo que sugeriría un efecto beneficioso de la pastura sobre la calidad del suelo.

In the Lower Valley of Río Negro (VIRN) approximately 20% of the total area under irrigation is used for alfalfa (Medicago sativa L.) cultivation. This contributes to maintaining the annual supply of forage with better quality, which is the main source of feed for wintering systems. The high productive potential of this crop in the region causes a high extraction of nutrients, particularly phosphorus (P) and sulfur (S), which could be recovered by means of an adequate fertilization in order to maximize forage production and quality. This thesis was carried out during 2010-2014 period at the Lower Valley Experiment Station of INTA in Viedma, Río Negro province, on a productive trial of alfalfa under irrigation. The objectives were: 1. To evaluate the dry matter production of alfalfa in response to phosphorus and sulfur fertilization in fine textured soils under irrigation conditions during four production cycles. 2. Determine the crude protein content (%PB) of the forage at each growing season (spring-summer-autumn). 3. Determine the concentration and nutrient content of alfalfa at 10% flowering phenological state, in all forage cuts during the first two crop cycles. 4. To quantify the total organic carbon (TOC) evolution, particulate organic carbon (POC) and total P and S concentration in the coarse fraction of organic matter (OM) in the first two production cycles. A randomized complete block design with split plots was used to distribute ten P and S treatments. Five doses of P (0, 20, 40, 80 and 160 kg ha-1) were applied in combination with two doses of S (0 and 24 kg ha-1). In the crop, the forage production per cut, the accumulated in each cycle (Mg MS ha-1), the % PB and the nutrient content (kg DM ha-1) were evaluated. In the soil, TOC, POC and total P and S content in the particulate fraction were also determined. The 89% of total forage was produced in the period corresponding to five cuts of spring and summer of the alfalfa cycle. Only 1, 4 and 6 cuts showed differences regarding treatment without fertilizer, when high doses of P were used, which responses were from 33 to 40%. Combined P + S fertilization increased the annual accumulated forage production from the 2nd cycle of study; in the 3rd and 4th cycle only the highest doses of P (with and without S) produced the highest forage increases. The PB content was 18% in the spring and summer cuts and 23% in the corresponding autumn. The P and S treatments produced higher %PB than the control in the spring and autumn cuts. In the summer when the lowest %PB values were obtained, the fertilization did not produce changes in these values. The highest %PB were observed in autumn. The forage produced after sulfur and phosphorus application, showed sufficient levels of N, Ca and B and small P, K and S deficiencies. When the results were expressed in kg ha-1, no significant differences of N, S and B contents between treatments were observed. Only in the first cycle the P, K and Ca values were higher with doses equal or greater than 20 kg P ha-1 (with and without S). In the two cycles evaluated the TOC levels were similar in all fertilized treatments. The fertilization did not modify the POC, Pt and St contents in the coarse soil fraction in both cycles with differences between them. The 19% decrease of the MOP during the second productive cycle would explain the lower content of POC, Pt and St of the coarse fraction in that period. The St content of the coarse fraction showed differences between the two cycles while the Pt remained constant. The application of 24 kg S ha-1 decreased the Pt content of this fraction as consequence of higher extraction of phosphorus by the crop. The S: P ratio showed an S enrichment. The stratification ratio indicated a higher accumulation of POC in the 0-10 cm compared to 0-5 cm soil depth, due to the greater roots accumulation in this thickness. In all treatments this ratio was greater than 2, which would suggest a beneficial effect of pasture on soil quality.