Efectos de la rotación maíz – cultivos de cubierta y de la fertilización nitrogenada sobre la lixiviación de nitrógeno disuelto en columnas de suelo y parcelas experimentales

Abstract

El objetivo de la presente investigación fue analizar el efecto de cultivos cubierta (CC) y fertilización nitrogenada inorgánica (FN) en la lixiviación de N orgánico e inorgánico disuelto (NOD y NID, respectivamente) en un cultivo de maíz Zea mays (Zm), en suelos de textura gruesa bajo dos escalas de estudio: columnas de suelo bajo invernadero y parcelas de campo en Chile central. Para esto, se diseñaron tratamientos Zm-barbecho (Zm-B) y Zm con CC de Lolium multiflorum Lam. (Lm) y Trifolium repens L. (Tr), obteniéndose las siguientes rotaciones de cultivo: Zm-Lm, Zm-Tr y Zm-Lm+Tr, con aplicación de FN en dosis de 250 y 400 kg N ha-1; complementariamente se agregó barbecho permanente (B) y praderas permanentes de Lm y Tr, con dosis de FN de 0 y 150 kg N ha-1. Columnas de suelo: i) El establecimiento de rotaciones Zm-CC y praderas permanentes de Lm disminuyeron significativamente en 121 y 257 kg N ha-1 -respectivamente- las pérdidas de NID respecto al B. Así mismo, Zm-Lm+Tr(250N), generó una disminución significativa de las pérdidas por lixiviación en un 44% respecto al Zm-B. ii) Respecto a la carga de NOD, los factores que aumentaron su pérdida serían: biomasa producida, cantidad y calidad del rastrojo y rizosphere priming effect. 2) Parcelas de campo: i) el establecimiento de Zm-Lm+Tr y las rotaciones de cultivo con dosis de 250 kg N ha-1, produjeron menores valores de carga de NID comparados con Zm-B y Zm-Tr con dosis de 400 kg N ha-1; así también, las praderas de Tr en conjunto de Lm-Lm(0N) generaron pérdidas de NID 86% menores que el B. ii) Las mayores pérdidas de NOD fueron registradas en Zm-Lm(400N), debido a la calidad del rastrojo y el efecto FN, comparados a Zm-B y Zm-Tr(400N), donde posiblemente en el primero hubo baja incorporación de residuos y en el segundo una alta actividad microbiológica; así mismo, Tr-Tr(0N) generó la mayor pérdida de NOD en comparación con B y Lm-Lm(150N) quienes no obtuvieron concentración detectable de NOD en sus lixiviados.

The main objective of this research was to analyze the effect of introducing cover crops (CC) and inorganic nitrogen fertilization (FN) to maize cropping Zea mays (Zm), in the leaching of dissolved organic and inorganic N (NOD and NID, respectively), in coarse-textured soils under two study scales: soil columns under a greenhouse and in experimental plots central Chile. For this, Zm-fallow (Zm-B) and Zm treatments were designed with CC of Lolium multiflorum Lam. (Lm) and Trifolium repens L. (Tr), obtaining the following crop rotations: Zm-Lm, Zm-Tr and Zm-Lm + Tr, with application of two doses of FN: 250 and 400 kg N ha-1. Likewise, permanent fallow (B) and two permanent pastures, of Lm and Tr with FN doses of 0 and 150 kg N ha-1, were added. Soil columns: i) The establishment of Zm-CC rotations and permanent Lm pasture significantly decreased by 121 and 257 kg N ha-1 -respectively- the NID losses with respect to B. Likewise, Zm-Lm + Tr (250N), generated a significant decrease in losses due to leaching by 44% with respect to Zm-B. ii) Regarding the NOD load, the factors that increased its loss would be: biomass produced, quantity and quality of stubble and rhizosphere priming effect. 2) Field plots: i) the establishment of Zm-Lm + Tr and crop rotations with doses of 250 kg N ha-1, produced lower NID load values compared to Zm-B and Zm-Tr with doses of 400 kg N ha-1; Likewise, the Tr grasslands as a whole of Lm-Lm (0N) generated losses of NID 86% lower than B. ii) The greatest losses of NOD were registered in Zm-Lm (400N), due to the quality of the stubble and the FN effect, compared to Zm-B and Zm-Tr with doses of 400 kg N ha-1, where possibly the former had low incorporation of residues and the latter a high microbiological activity. Likewise, the high activity of the microorganisms and biomass produced that Tr-Tr (0N) generated the greatest loss of NOD, compared to B and Lm-Lm (150N) who did not obtain a detectable concentration of NOD in their leachates.