Optimizando la gestión del fertilizante de nitrógeno en alfalfa (L.) basado en el modelo de curva de dilución de concentración crítica de nitrógeno
Autores: Duan, Yaya; Ling, Yi; Li, Haiyan; Chang, Wenjing; Lu, Jiandong; Yin, Minhua; Kang, Yanxia; Ma, Yanlin; Wang, Yayu; Qi, Guangping; Shen, Guoyun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Crítico
Nitrógeno
Alfalfa
Modelo CNDC
Deficiencia de nitrógeno
Fertilizante nitrogenado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
El modelo de curva de dilución crítica de nitrógeno (CNDC) permite una gestión precisa del nitrógeno al cuantificar el umbral de deficiencia de nitrógeno en los cultivos, mejorando así tanto la productividad de los cultivos como la eficiencia en el uso del nitrógeno. Sin embargo, su aplicabilidad a cultivos perennes sigue siendo incierta. En este estudio, se utilizó la alfalfa (L.), un forraje leguminoso perenne, como cultivo modelo. Basado en dos años de experimentos de campo, se construyeron modelos CNDC de biomasa aérea bajo dos regímenes de fertilización nitrogenada: urea (0, 80, 160 y 240 kg·ha, aplicados en una proporción de 6:2:2 de base a cobertura) y urea de liberación controlada (CRU; 0, 80, 160 y 240 kg·ha, aplicados como una única dosis basal). Usando estos modelos, se desarrollaron el índice de nutrición de nitrógeno (NNI) y los modelos de déficit acumulativo de nitrógeno (N) para diagnosticar el estado de nitrógeno de la alfalfa, y se determinaron las tasas óptimas de aplicación de nitrógeno mediante análisis de regresión. Los resultados mostraron que la concentración crítica de nitrógeno y la biomasa aérea seguían una relación de función potencia bajo ambos tipos de fertilizantes. Para los tratamientos de CRU, los parámetros a y b fueron 3.41 y 0.20 (primer corte), 3.15 y 0.12 (segundo corte), y 2.24 y 0.40 (tercer corte), respectivamente. Para los tratamientos de urea, a y b fueron 3.13 y 0.35 (primer corte), 2.21 y 0.16 (segundo corte), y 1.75 y 0.73 (tercer corte). El error cuadrático medio normalizado (n-RMSE) de los modelos osciló entre el 3.1% y el 13%, lo que indica una alta fiabilidad del modelo. Basado en el NNI, N y los modelos de respuesta de rendimiento, las tasas óptimas de aplicación de nitrógeno fueron de 175.44~181.71 kg·ha para urea y 145.63~153.46 kg·ha para CRU, correspondientes a rendimientos máximos teóricos de 14.76~17.40 t·ha y 16.76~20.66 t·ha, respectivamente. En comparación con la urea, el CRU redujo la entrada de nitrógeno en un 18.41~20.47% mientras lograba rendimientos teóricos equivalentes o superiores. Este estudio proporciona una base científica para el diagnóstico del estado de nitrógeno y la aplicación precisa de nitrógeno en el cultivo de alfalfa.
Descripción
El modelo de curva de dilución crítica de nitrógeno (CNDC) permite una gestión precisa del nitrógeno al cuantificar el umbral de deficiencia de nitrógeno en los cultivos, mejorando así tanto la productividad de los cultivos como la eficiencia en el uso del nitrógeno. Sin embargo, su aplicabilidad a cultivos perennes sigue siendo incierta. En este estudio, se utilizó la alfalfa (L.), un forraje leguminoso perenne, como cultivo modelo. Basado en dos años de experimentos de campo, se construyeron modelos CNDC de biomasa aérea bajo dos regímenes de fertilización nitrogenada: urea (0, 80, 160 y 240 kg·ha, aplicados en una proporción de 6:2:2 de base a cobertura) y urea de liberación controlada (CRU; 0, 80, 160 y 240 kg·ha, aplicados como una única dosis basal). Usando estos modelos, se desarrollaron el índice de nutrición de nitrógeno (NNI) y los modelos de déficit acumulativo de nitrógeno (N) para diagnosticar el estado de nitrógeno de la alfalfa, y se determinaron las tasas óptimas de aplicación de nitrógeno mediante análisis de regresión. Los resultados mostraron que la concentración crítica de nitrógeno y la biomasa aérea seguían una relación de función potencia bajo ambos tipos de fertilizantes. Para los tratamientos de CRU, los parámetros a y b fueron 3.41 y 0.20 (primer corte), 3.15 y 0.12 (segundo corte), y 2.24 y 0.40 (tercer corte), respectivamente. Para los tratamientos de urea, a y b fueron 3.13 y 0.35 (primer corte), 2.21 y 0.16 (segundo corte), y 1.75 y 0.73 (tercer corte). El error cuadrático medio normalizado (n-RMSE) de los modelos osciló entre el 3.1% y el 13%, lo que indica una alta fiabilidad del modelo. Basado en el NNI, N y los modelos de respuesta de rendimiento, las tasas óptimas de aplicación de nitrógeno fueron de 175.44~181.71 kg·ha para urea y 145.63~153.46 kg·ha para CRU, correspondientes a rendimientos máximos teóricos de 14.76~17.40 t·ha y 16.76~20.66 t·ha, respectivamente. En comparación con la urea, el CRU redujo la entrada de nitrógeno en un 18.41~20.47% mientras lograba rendimientos teóricos equivalentes o superiores. Este estudio proporciona una base científica para el diagnóstico del estado de nitrógeno y la aplicación precisa de nitrógeno en el cultivo de alfalfa.