Modelamiento y validación del umbral crítico de contenido de fósforo del suelo para su óptimo uso y rendimiento

Abstract

En la agricultura el uso excesivo de fertilización con fósforo en los campos agrícolas causa problemas económicos, producción de cultivos y ambientales. Una alternativa de apoyo a la fertilización al inicio de la siembra es el uso del valor critico de P en el suelo, permitiendo conocer si habrá respuesta a la fertilización de P en un cultivo. En el Perú, el parámetro de fertilidad con respecto al P disponible está establecido por el decreto supremo número N° 005-2022-MIDAGRI, sin embargo, no se menciona para un cultivo específico. El objetivo de esta investigación es evaluar los diferentes modelos matemáticos para determinar el umbral crítico de fósforo del suelo relacionado con el rendimiento relativo máximo de maíz. Se recolectó una base de datos en Excel incluyendo la ubicación, P-Olsen modificado y rendimientos sin y con aplicación de P en experimentos de cultivo de maíz (106) y adicionalmente de papa (233). Después, se calculó el rendimiento relativo máximo (RR). Continuando con la correlación de RR y análisis de P-Olsen con el Software RStudio con los modelos de Linear plateau (LP), Quadratic plateau (QP), Mitscherlich (Mits) y arcoseno-logaritmo modificado (ALCC). Se calculó los valores críticos al 90 % de máximo rendimiento. Resultando en el cultivo de maíz el valor critico de P (mg kg-1): 20.1 (LP; R2=0.43), 22.6 (QP; R2=0.43), 25.4 (Mits; R2=0.43) y 14.3 (ALCC; R2=0.41). En la papa los valores críticos de P (mg kg-1): 26.5 (LP; R2=0.21), 30.4 (QP; R2=0.22) y 33.6 (Mits; R2=0.22) y 15.3 (ALCC; R2=0.23). En conclusión, el valor crítico de P-Olsen a 90 % de RR máximo para maíz varía entre 20.2 a 25.4 mg kg-1 y para papa entre 26.5-33.6 mg kg-1. Además, para validar en campo, se implementó un diseño experimental completamente al azar con arreglo factorial 3x2 con 5 repeticiones para el cultivo de maíz, con niveles de fósforo en el suelo: bajo, óptimo y alto. Demostrando que existe una diferencia significativa en el rendimiento en suelos con un contenido de P de 2, 4 y 13 mg kg-1 y sin diferencia significativa para 21, 37 y 102 mg kg-1.In agriculture, excessive use of phosphorus fertilization in agricultural fields causes economic, crop production, and environmental problems. An alternative to support fertilization at the beginning of sowing is the use of the critical value of P in the soil, allowing to know if there will be a response to P fertilization in a crop. In Peru, the parameter for soil available P has been established by Supreme Decree No. 005-2022-MIDAGRI, however, it is not mentioned for a specific crop. The objective of this research to evaluate the different mathematical models to determine the critical threshold of soil phosphorus related to the maximum relative yield of corn. A database was collected in Excel including the location, modified P-Olsen, and yields without and with P application in corn (106) and additionally potato (233) cultivation experiments. Then, the maximum relative yield (RR) was calculated. Continuing with the correlation of RR and test P-Olsen with the RStudio Software with the models of Linear plateau (LP), Quadratic plateau (QP), Mitscherlich (Mits) and modified arcsine-logarithm (ALCC). The critical values were calculated at 90 % of maximum yield. Resulting in the corn crop the critical value of P (mg kg-1): 20.1 (LP; R2 = 0.43), 22.6 (QP; R2 = 0.43), 25.4 (Mits; R2 = 0.43) and 14.3 (ALCC; R2 = 0.41). In potato, the critical P values (mg kg-1): 26.5 (LP; R2=0.21), 30.4 (QP; R2=0.22) and 33.6 (Mits; R2=0.22) and 15.3 (ALCC; R2=0.23). In conclusion, the critical P-Olsen value at 90% maximum RR for corn varies between 20.2 and 25.4 mg kg-1 and for potato between 26.5-33.6 mg kg-1. In addition, to validate in the field, a completely randomized experimental design with a 3x2 factorial arrangement with 5 replications was implemented for the corn crop, with soil phosphorus levels: low, optimal and high. Demonstrating that there is a significant difference in yield in soils with a P content of 2, 4 and 13 mg kg-1 and no significant difference for 21, 37 and 102 mg kg-1.