Effect of fertilization level on water use and production of corn (Zea mays L.) in a cereal producing area in Colombia - a modeling exercise using AquaCrop-FAO

Nivel de fertilización en el uso del agua y la producción de maíz (Zea maiz L.) en Colombia - un ejercicio de modelación AquaCrop-FAO

The effect of the amount of fertilization applied to the corn variety 'ICA V-156' (white grain) was calibrated and validated with the simulator AquaCrop in Cerete (Cordoba, Colombia) at an altitude of 20 m. The fertilization level determined factors related to biomass production, the harvest index, yield and water use, and potential evapotranspiration (Eto). The basic information which calibrated and validated the model came from research conducted in different altitudes in maize growing areas in Colombia. Unexpectedly, the water shortages occurred during the growing season, which the modelling had not considered. Levels of 90 to 60% of fertilization were applied to the crop according to the analysis of the evaluated soil. The information was subjected to an analysis of variance; the results showed that the level of fertilization affected the formation of biomass, harvest index and yield, as well as, the use of water during the growing season. The ETo values were extreme at 0.9 and 7.3 mm day^-1. Likewise the total biomass production was 4.64% less at the level of 90 and 25.04% less at 60% fertilization, as compared to the biomass measurements in the field. Similarly, the harvest index was 32.3 and 29.8% for the 90 and 60% levels of fertilization, respectively; on the other hand the grain yield was not affected by the highest level (90%), whereas when the reduction in fertilization was 40%, a decrease of 14.335% in the grain yield was obtained. In addition, per m³ of water 18.87 and 23.02 kg of grain for the fertilization levels of 60 and 90% were formed, respectively.

Calibrado y validado el modelo AquaCrop para maíz 'ICA V-156' (grano blanco), en Cereté (Córdoba, Colombia) a una altitud de 20 msnm, se determinó el efecto del nivel de fertilización, en la producción de biomasa, índice de cosecha; rendimiento y uso del agua, en la cual se tuvo en cuenta la evapotranspiración potencial (Eto). La información básica con la que se calibró y validó el modelo, provenía de trabajos de investigación realizados en altitudes diferentes, en zonas productoras de maíz en Colombia. La modelación partió del supuesto de no tener déficit de agua, durante el desarrollo del cultivo, como efectivamente sucedió. Se evaluaron dos niveles, que comprendían el 90 y 60% de la fertilización, enfrentados a la fertilización aplicada al cultivo de acuerdo con el análisis de suelos. El nivel de fertilización afectó la formación de biomasa, índice de cosecha y rendimiento, así mismo, el uso del agua y el ciclo del cultivo. La determinación de la ETo mostró valores extremos de 0,9 y 7,3 mm diarios. La producción de biomasa total fue 4,64% menor para el nivel del 90% y de 25,04% para el 60% de fertilización, en comparación con la medida en campo. El índice de cosecha fue de 32,3 y de 29,8%, para los niveles 90 y 60% de fertilización, respectivamente, de otra parte el rendimiento de grano no se resintió para el mayor nivel (90%), mientras que cuando la reducción en la fertilización fue del 40%, se obtuvo una disminución de 14,335% en el grano. Se formaron 18,87 kg de grano por m³ de agua para el nivel de fertilización del 60% y 23,02 kg para el 90%.