Con la finalidad de obtener dosis de NPK y CA óptima y económicas, que generen una respuesta en el rendimiento se establecieron experimentos en los años 2003 y 2004, mediante un diseño experimental denominado superficie de respuestas de segundo orden “Compuesto Central Rotable”, que según Chacín (2000), es el más recomendable cuando se trabaja con experimentos con fertilizantes donde se desea conseguir información de la respuesta de la planta a la aplicación de nutrientes esenciales, estudiando varios factores al mismo tiempo y obteniendo la función de producción óptima entre el rendimiento o, cualquier otra variable respuesta y los factores bajos estudio.
Otra de las ventajas de este diseño es que trabaja con un número menor de tratamientos y solo establece repeticiones para el tratamiento de la dosis central, se incluye un testigo. Así el diseño experimental resulta más económico en cuanto al uso de recursos experimentales, que lo convierte en más práctico además de proporcionar la estimación de las ecuaciones de respuestas.
La teoría del diseño de superficie de respuesta Central Rotable utiliza los siguientes principios para el establecimiento de los tratamientos en el campo (Kuehl, 2001):
1. Número de tratamientos es igual a 2K + 2k + 1, donde k es el número de factores que se analizan.
2. Valor (α) referido a los tratamientos ubicados en los extremos del eje central, para que pueda ser definido como rotatorio o rotable y es igual a 2k/4.
3. Asignación de códigos a los valores reales de los factores que se estudian tomando como referencia el valor de α.
4. El método de la mayor pendiente, procedimiento desarrollado para determinar la zona de respuesta óptima, que consiste en realizar un gráfico de la ecuación de regresión cuadrática estimada en función de cada uno de los factores permitiendo visualizar la respuesta de la variable en estudio. Sí se calcula la derivada en el punto de inflexión de la curva y se iguala a cero, se tiene la dosis óptima; y la dosis económica cuando se iguala con los costos de los fertilizantes del rendimiento para cada factor.
En el año 2003 los experimentos de campo llevados a cabo en el suelo alcalino y ácido y sembrados con maíz, el diseño tenía cuatro factores (k = 4), correspondiente a las dosis de fertilizantes combinadas con el abono orgánico seleccionado cachaza (CA): N, P, K, CA, y la variable de respuesta (Y) fue el rendimiento del cultivo. Sustituyendo el valor de k en el punto anterior (punto 1) de la consideración teórica del modelo se obtuvo para este año 25 tratamientos, en tanto que el valor de α al sustituir en el punto (2), dio como resultado 2.
Lo anterior implica que, los niveles codificados alrededor del tratamiento central eran -2, -1, 0, +1, +2. El tratamiento central, el número 25, se refiere a las dosis recomendadas para el cultivo de maíz por los Laboratorios del INIA con base al análisis del suelo experimental. En el caso del abono orgánico se utilizó la dosis recomendada por la empresa a los agricultores, este tratamiento en el diseño equivale al cero como nivel codificado (Tabla 3.3.2.1).
Tabla 3.3.2.1. Tratamiento central del diseño de superficie de respuestas “Compuesto Central Rotable” con su nivel real y codificado. Tratamiento central (25) N (Urea 46% N) P (Superfosfato triple 46% P2O5) K (Cloruro potasio 60% K2O) AO (Cachaza)
Nivel real 160 kg.ha-1 120 kg.ha-1 80 kg.ha-1 2000 kg.ha- 1
Nivel Codificado 0 0 0 0
El tratamiento No. 25 se repite 6 veces y el diseño incluye un testigo sin fertilizantes (T26), y un tratamiento con las combinaciones formadas por los niveles máximos de cada factor (T27 = +2), lo que hizo un total de 32 parcelas experimentales.
Las combinaciones del resto de los tratamientos se calcularon a partir del nivel codificado de cero, ejemplo para el caso del factor nitrógeno (N) se tiene:
Nivel codificado -2 -1 0 +1 +2
Nivel real (kg.ha-1) 0 80 160 240 320
Lo anterior implica que desde el nivel codificado (0) al nivel (–2) existen 160 kg.ha-1, luego el valor del nivel (–2) se corresponde a cero (0) kg.ha-1; el
nivel (–1) a 80 kg.ha-1, el nivel (+1) equivale a 160+80 = 240 kg.ha-1 y el nivel (+2) a 240 + 80 = 320 kg.ha-1.
De Igual forma se procedió para el cálculo de los restantes factores estudiados: fósforo (P), potasio (K) y abono orgánico (CA), a partir del tratamiento central. Estas dosis aplicadas por tratamiento se muestran en la Tabla 3.3.2.2.
Tabla 3.3.2.2. Tratamientos aplicados con niveles codificados y reales. Año 2003
Niveles Codificados Niveles Reales Tratamiento No N P K CA N kg.ha-1 P2O5 kg.ha-1 K2O kg.ha-1 CA kg.ha-1 1 -1 -1 -1 -1 80 60 40 1000 2 -1 -1 -1 1 80 60 40 3000 3 -1 -1 1 -1 80 60 120 1000 4 -1 -1 1 1 80 60 120 3000 5 -1 1 -1 -1 80 180 40 1000 6 -1 1 -1 1 80 180 40 3000 7 -1 1 1 -1 80 180 120 1000 8 -1 1 1 1 80 180 120 3000 9 1 -1 -1 -1 240 60 40 1000 10 1 -1 -1 1 240 60 40 3000 11 1 -1 1 -1 240 60 120 1000 12 1 -1 1 1 240 60 120 3000 13 1 1 -1 -1 240 180 40 1000 14 1 1 -1 1 240 180 40 3000 15 1 1 1 -1 240 180 120 1000 16 1 1 1 1 240 180 120 3000 17 -2 0 0 0 0 120 80 2000 18 2 0 0 0 320 120 80 2000 19 0 -2 0 0 160 0 80 2000 20 0 2 0 0 160 240 80 2000 21 0 0 -2 0 160 120 0 2000 22 0 0 2 0 160 120 160 2000 23 0 0 0 -2 160 120 80 0 24 0 0 0 2 160 120 80 4000 *25 0 0 0 0 160 120 80 2000 26 -2 -2 -2 -2 0 0 0 0 27 +2 +2 +2 +2 320 240 160 4000
*Tratamiento central con seis repeticiones
En los ensayos del año 2004 instalados en los mismos suelos del año
2003, y con el cultivo maíz, se estableció de igual forma el diseño de superficie de respuestas descrito anteriormente. En este caso se consideraron solamente
tres factores (k): nitrógeno (N), fósforo (P) y abono orgánico (CA), no se aplicó el potasio porque los contenidos disponibles del elemento fueron altos en las muestras de suelos previas a la siembra.
De acuerdo a la teoría del diseño al aplicar la fórmula 2K + 2k + 1, para un valor de k igual a 3, se obtienen 15 tratamientos con un valor de α igual 1,682. El tratamiento (15) fue el central, y para este número de factores el tratamiento central se repite seis veces a la vez que se consideran dos tratamientos adicionales, el testigo sin aplicación de fertilizantes (T16) y uno adicional con las dosis máximas de fertilizantes (T17), esto hizo un total de 22 parcelas experimentales.
El cálculo se llevó igual que para el diseño del año 2003, los niveles en este caso de cada unidad codificada de nitrógeno (N) fue igual a:
Nivel codificado -1,682 -1 0 +1 +1,682 Nivel real (kg.ha-1) 0 65 160 255 320
En este caso desde el nivel codificado cero al nivel 1,682 equivalen a 160 kg.ha-1, por tanto la unidad equivale a 95 kg.ha-1. Esto quiere decir que del nivel codificado (-1,682) al nivel (–1) se corresponden con 65 kg.ha-1 equivalente a la diferencia de 160-95 = 65 kg.ha-1. El nivel de (+1) es igual a (160+95) = 255 kg.ha-1 y el nivel (+2) igual a (255+65) = 320 kg.ha-1. Igual procedimiento se siguió para el resto de los factores, considerando como las dosis centrales las referidas en la Tabla 4. Los resultados se presentan en la Tabla 3.3.2.3.
Tabla 3.3.2.3. Tratamientos aplicados con niveles codificados y reales. Año 2004.
*Tratamiento central con seis repeticiones
3.3.3. Manejo agronómico de los experimentos de campo.
En cada uno de los suelos seleccionados, el cultivo maíz se sembró en forma mecánica a una distancia de siembra entre hilera de 0,80 m. Para el control de malezas se utilizó el herbicida sulfonilurea y para la principal plaga que afecta a este cultivo en el estado Yaracuy, gusano cogollero (spodoptera
frugiperda), (Castillo, 2002); en El Rodeo se utilizó el control biológico con
liberaciones de las avispas Telenomus remus la cual parásita los huevos del insecto. Mientras que en La Virgen, se utilizó el control químico con insecticida aplicado por el productor.
Niveles Codificados Niveles Reales Tratamiento N P CA N kg.ha-1 P2O5 kg.ha-1 CA kg.ha-1 1 -1 -1 -1 65 41 811 2 -1 -1 1 65 41 3189 3 -1 1 -1 65 160 811 4 -1 1 1 65 160 3189 5 1 -1 -1 255 41 811 6 1 -1 1 255 41 3189 7 1 1 -1 255 160 811 8 1 1 1 255 160 3189 9 -1,682 0 0 0 100 2000 10 1,682 0 0 320 100 2000 11 0 -1,682 0 160 0 2000 12 0 1,682 0 160 200 2000 13 0 0 -1,682 160 100 0 14 0 0 1,682 160 100 4000 *15 0 0 0 160 100 2000 16 -1,682 -1,682 -1,682 0 0 0 17 1,682 1,682 1,682 320 200 4000