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EFICIENCIA DEL USO DE NITRÓGENO EN LA
PRODUCCIÓN DE CEBADA HORDEUM VULGARE
L. MEDIANTE AGRICULTURA DE PRECISIÓN EN
PINTAG, QUITO, ECUADOR.
NITROGEN USE EFFICIENCY IN BARLEY HORDEUM
VULGARE L. PRODUCTION USING PRECISION
AGRICULTURE IN PINTAG, QUITO, ECUADOR
Recibido: 30/ 07/ 2025 - Aceptado: 11/11/2025
Jairo Benjamín Lema Paredes
Postulante al programa de Doctorado de Ciencias Agrarias de la Universidad de
Murcia
Murcia–España
Magister en Agronomía con mención en Producción Agrícola Sostenible en la
Universidad Politécnica Estatal del Carchi.
jlema724@gmail.com
https://orcid.org/0009-0008-7650-5167
Leticia Janneth Rosero Reina
Estudiante Doctorado en Educación de la Universidad Católica Andrés Bello.
Caracas–Venezuela
Magister en Agronomía con mención en Producción Agrícola Sostenible en
la Universidad Politécnica Estatal del Carchi. Ingeniera en Desarrollo Integral
Agropecuario de la Universidad Politécnica Estatal del Carchi
leticiajannethroseroreina@gmail.com
https://orcid.org/0009-0005-8371-0052
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Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de
cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura
de precisión en Pintag, Quito, Ecuador.
Lema, J., Rosero, L., & Peña, J, (Enero – diciembre 2025). Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura de precisión en
Pintag, Quito, Ecuador. Tierra Innita (11), 30 – 50. https://doi.org/10.32645/26028131.1412
Julio Jairo Peña Chamorro
Docente en la Universidad Politécnica Estatal Del Carchi
Tulcán – Ecuador
Magister en Administración de la construcción, en la Universidad De Las Fuerzas
Armadas (ESPE)
julio.penia@upec.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-0510-8590
Cómo citar este artículo:
Lema, J., Rosero, L., & Peña, J, (Enero – diciembre 2025). Eciencia del uso de nitrógeno
en la producción de cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura de
precisión en Pintag, Quito, Ecuador. Tierra Innita (11), 30 – 50. https://doi.
org/10.32645/26028131.1412
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Lema, J., Rosero, L., & Peña, J, (Enero – diciembre 2025). Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura de precisión en
Pintag, Quito, Ecuador. Tierra Innita (11), 30 – 50. https://doi.org/10.32645/26028131.1412
Resumen
En Ecuador la industria cervecera depende de la disponibilidad de cebada como materia prima para
su cadena de producción, sin embargo, la producción nacional no cubre la demanda, siendo necesaria
la importación de esta. El objetivo fue aplicar técnicas de AP para mejorar la eciencia en el uso del N
proveniente de la urea en la producción de cebada. El estudio se realizó en Pintag, entre septiembre 2024
y febrero 2025. Se utilizó la variedad INIAP Cañicapa 2003. La siembra fue al voleo con una densidad de
110 kg ha
-1
, utilizando diseño de AP similar al de una malla de parcelas, estas fueron distribuidas en función
a los puntos georreferenciados con el GPS, en cuatro réplicas (bloques), con seis parcelas por réplica, con
distinto número de parcelas recibiendo los tratamientos en las hileras. Dentro de cada repetición una
columna recibió los tratamientos de fertilización nitrogenada (60, 90, y 120 kg N ha
-1
) (N1) y la otra
columna no (N0). Con los resultados obtenidos se demostró que la interacción entre biomasa del cultivo
y el manejo de la fertilización condiciona la distribución del N en el suelo. En consecuencia, la aplicación
de fertilización sitio-especíca, ayuda a optimizar la eciencia del uso del N y reducir las pérdidas por
lixiviación o acumulación excesiva, en lo referente a producción de grano fue relativamente mayor en la
cebada fertilizada que en la no fertilizada (3.1 t ha
-1
y 2.7 t ha
-1
, respectivamente), aunque esa diferencia
no fue signicativa (p = 0,111).
Palabras clave: cebada, fertilización nitrogenada, agricultura de precisión, nitrógeno, producción.
Abstract
In Ecuador, the brewing industry relies on the availability of barley as a raw material for its production chain;
however, national production does not meet the demand, making imports necessary. e objective was to apply AP
techniques to improve the eciency in the use of N from urea in barley production. e research was conducted
in Pintag, from September 2024 to February 2025, using the INIAP Cañicapa 2003 variety. e crop was sown
by broadcasting at a seeding rate of 110 kg ha
-1
, employing a PA-based design similar to a grid of plots. ese
were distributed based on georeferenced GPS points across four replicates (blocks), each containing six plots, with
varying numbers of plots receiving treatments along the rows. Within each replicate, one column received nitrogen
fertilization treatments (60, 90, and 120 kg N ha
-1
) (N1), while the other column did not (N0). e results showed
that the interaction between crop biomass and fertilization management aects nitrogen distribution in the soil.
Consequently, site-specic fertilization helps optimize nitrogen use eciency and reduce losses due to leaching or
excessive accumulation. In terms of grain yield, fertilized barley performed relatively better than unfertilized barley
(3.1 t ha
-1
and 2.7 t ha
-1
, respectively), although this dierence was not statistically signicant (p = 0.111).
Keywords: Barley, nitrogen fertilization, precision agriculture, nitrogen, production
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Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de
cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura
de precisión en Pintag, Quito, Ecuador.
Lema, J., Rosero, L., & Peña, J, (Enero – diciembre 2025). Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura de precisión en
Pintag, Quito, Ecuador. Tierra Innita (11), 30 – 50. https://doi.org/10.32645/26028131.1412
Introducción
Por el nivel de producción, la cebada (Hordeum vulgare L.) es el cuarto cereal de importancia a nivel
mundial después del trigo (Triticum aestivum L.), maíz (Zea mays L.), y arroz (Oryza sativa L.) (Farag, et al.,
2022). En Ecuador constituye un alimento básico de los campesinos, ocupando así el tercer lugar después
de maíz y arroz dentro de los cereales con mayor producción, entre las zonas andinas más productoras
tenemos a Chimborazo Cotopaxi Carchi, y Pichincha. Donde el 40% se destina para la producción
de cerveza mientras que el 60% restante se destina para alimentación humana como la elaboración de
subproductos como harinas, machica, grano pelado o arroz de cebada y para alimento para animales
(Ponce, et al., 2022).
En la actualidad a nivel nacional la supercie dedicada al cultivo de cebada es de 11.115 hectáreas
con una producción anual de 14.107 toneladas. Entre tanto que las importaciones alcanzaron las 37 mil
t año
-1
(Ponce, et al., 2020). Este es un factor fundamental para la industria cervecera ya que depende
directamente de la disponibilidad de cebada como materia prima para su cadena de producción. Para
reducir estas importaciones, desde el 2024 el Ministerio de Agricultura, Ganadería, junto con cervecería
nacional aanzaron su apuesta por el programa Siembra por Contrato, con este programa más de 20.000
hectáreas serán sembradas con cebada maltera hasta 2030, en todo el país, generando alrededor de 175.000
empleos en el campo. Esto permitirá sustituir las importaciones de cebada que demanda la industria
cervecera, por producción nacional (MAG, 2024).
Ponce, et al., (2022) maniestan que los cereales se cultivan en las tierras altas de la región
interandina del Ecuador (sobre los 2000 metros de altitud), son zonas que se caracterizan por tener suelos
erosionados de baja fertilidad y acidez, lo que causa directamente una disminución en los rendimientos
de estos cultivos. Por tanto, se necesita de un correcto plan de fertilización para que pueda suplir los
requerimientos nutricionales del cultivo y mejorar la producción. En los cereales el N es el elemento más
limitante en cuanto a la producción sobre todo en las etapas de mayor demanda que son el ahijado y el
encañado La fertilización nitrogenada (FN) es uno de los factores más importantes en el crecimiento y
desarrollo de los cultivos de cereales. La disponibilidad de N para la planta es indispensable por ser un
componente básico de las moléculas orgánicas involucradas en el crecimiento y desarrollo vegetal (López,
et al. 2020). Debido a la alta movilidad del N en el suelo y su constante transformación en sus formas
químicas, la eciencia en el uso del N que se aporta como fertilizante es la más baja en comparación con
fertilizantes que aportan otros nutrientes (Morales, et al., 2019).
Garófalo (2012) encontró que la cebada extrae 20 kg N t
-1
de grano producido; pero otros trabajos
reportan extracciones de 27 kg N t
-1
(Lazzari, et al., 2001) y 32 kg N t
-1
(García, et al, 2009). Además,
una FN igual o superior a los 100 kg N ha
-1
ayuda a mejorar el contenido proteico del grano (Caviades,
et al., 2018). Esto es bueno si la cebada se utiliza para la alimentación humana o animal. Sin embargo, se
debe evitar altas aplicaciones de N porque hay una disminución en la eciencia de uso del fertilizante con
dosis iguales o superiores a 120 kg N ha
-1
(Larios, et al., 2021). Además, la excesiva FN puede resultar en
un grano de menor calidad para la industria cervecera, donde se preere contenidos de proteína menores
a 13.5% y contenidos de carbohidratos altos para tener una mayor en eciencia (alcohol producido) en el
proceso de fermentación (Contreras, et al., 2008).
En Ecuador, la mayoría de los agricultores aplica N con base en un conocimiento empírico o
manuales de fertilización en los que no se consideran las variables agroclimáticas. Son pocos los que hacen
análisis de suelo previo al establecimiento del cultivo y cuando lo hacen, toman una sola muestra que
representa a toda el área de siembra, sin considerar la variabilidad espacial y temporal del suelo (Peralta,
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Lema, J., Rosero, L., & Peña, J, (Enero – diciembre 2025). Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura de precisión en
Pintag, Quito, Ecuador. Tierra Innita (11), 30 – 50. https://doi.org/10.32645/26028131.1412
et al., 2015). Esto resulta en uso deciente de los fertilizantes, pues en algunas áreas se hace una sobre
fertilización y en otras una sub-fertilización.
A partir de las últimas décadas se ha impulsado el desarrollo y la utilización de los Sistemas de
Información Geográcos (SIG) y los Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) que dieron lugar al
surgimiento de la Agricultura de Precisión. La AP basa su aplicación en la variabilidad espacial y temporal
del cultivo y el suelo, con lo que se hace una aplicación heterogénea de insumos, pero más eciente en
términos ambientales y productivos (Peralta, et al., 2015). Sin embargo, la utilización de AP en Ecuador
es limitada, esto se debe a la falta de información técnica sobre herramientas de AP y por el poco acceso a
equipo de mapeo debido a su costo elevado (Rodrigo et al., 2010). Ante este panorama, la FN en cebada
no se realiza con base en la variabilidad espacial del suelo, y por eso se hacen aplicaciones uniformes de
fertilizante a todo el campo de producción, lo que resulta en una producción heterogénea y por debajo de
los niveles esperados (INIAP, 2011). Por eso, el objetivo de esta investigación fue aplicar técnicas de AP
para mejorar la eciencia en el uso del N proveniente de la urea en la producción de cebada.
Materiales y métodos
Localización
Esta investigación se desarrolló en la parroquia Pintag, cantón Quito, provincia de Pichincha, Ecuador. El
sitio experimental se encuentra a 2830 msnm, a una Longitud: 0°22’39”S y una Latitud: 78°23’33”O. El
Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMHI 2023) indica que esta zona se caracteriza por
tener un clima de tipo templado frío, con una temperatura media de 14 °C y una precipitación anual de
1300 mm. El periodo de lluvia por lo general es entre los meses de octubre y mayo, aunque los cambios
climáticos pueden hacer que este periodo cambie año a año. La siembra del cultivo se realizó el 17 de
septiembre de 2024 y la cosecha se realizó el 14 de febrero de 2025 (desde nales de la época seca hasta
mediados de la época lluviosa).
Manejo del cultivo en el sitio experimental.
Para esta investigación se seleccionó la variedad de cebada INIAP Cañicapa 2003, al ser esta una de las
variedades más utilizadas para la producción de cerveza en Ecuador (Cervecería Nacional – CN y el
MAG). En el sitio experimental se sembró cebada de la misma variedad previo al establecimiento de esta
investigación, cultivo al que solo se le aplicó una dosis uniforme de 150 kg ha
-1
del fertilizante 15
-1
5
-1
5 dos
meses después de la siembra (una práctica común en la zona), y que fue cosechado el 31 de agosto de 2024
(se esperó dos semanas después de esa cosecha para iniciar la investigación). A pesar de que la incidencia
de malezas era baja (con menos del 5% del área experimental cubierto por malezas), se hicieron dos pases
de rastra pesada a 20 cm de profundidad el 15 de septiembre de 2024 (previo a la siembra) para incorporar
las malezas y no fue necesario aplicar herbicidas para este control. La siembra se realizó al voleo el 16 de
septiembre, para lo cual se utilizó un estimado de semilla de 110 kg ha
-1
. Se hizo un pase de rastra liviana
a 5 cm de profundidad para cubrir la semilla.
Por sugerencia de los agricultores de la zona y con base en antecedentes históricos de la producción
de cebada en la zona de cultivo, dos meses después de la siembra se aplicó con bomba de mochila el
fungicida oxicarboxin a una dosis de 300 g 100 L
-1
de agua para el control de la roya (Puccinia hordei) de
la cebada, y también se aplicó el herbicida 2, 4-D éster en dosis de 400 mL ha
-1
para controlar malezas de
hoja ancha. La aplicación de los tratamientos de FN se hizo al voleo el 29 de noviembre de 2024 siguiendo
un diseño de AP, y para lo cual se utilizó urea granulada (46% de N).
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Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de
cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura
de precisión en Pintag, Quito, Ecuador.
Lema, J., Rosero, L., & Peña, J, (Enero – diciembre 2025). Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura de precisión en
Pintag, Quito, Ecuador. Tierra Innita (11), 30 – 50. https://doi.org/10.32645/26028131.1412
Los datos de precipitación y temperatura se recopilaron en la estación meteorológica que se localiza
en la Hacienda El Prado y que administra la Carrera de Ingeniería Agropecuaria de la Universidad de las
Fuerzas Armadas – ESPE. Esta estación se encuentra a 2.9 km de cada sitio experimental y es monitoreada
por el INAMHI.
Diseño experimental
Se estableció el experimento de FN con base en la variabilidad nutricional del suelo y la altura de la cebada
a los 70 d después de la siembra, para lo cual se siguió un diseño de AP similar al de una malla de parcelas
de acuerdo con la variabilidad del campo (Gerhards et al., 2011). Se utilizó un diseño experimental de
precisión según el cual las parcelas fueron distribuidas en cuatro réplicas (bloques), con seis parcelas
por réplica, pero con distinto número de parcelas recibiendo los tratamientos (niveles de FN) en las
hileras. Dentro de cada repetición una columna recibió los tratamientos de FN (N1) y la otra columna
no (N0) (Figura 1). Al nal el campo quedó dividido en 24 parcelas de 6 × 10 m (60 m2) cada una, que
corresponden a las unidades experimentales.
Figura 1.
Distribución de los tratamientos de fertilización nitrogenada que se evaluaron en la producción de cebada,
variedad INIAP Cañicapa 2003, con el uso de agricultura de precisión. Pintag, Quito, Pichincha, Ecuador.
2024 – 2025. N1 = recibió fertilización nitrogenada; N0 = no recibió fertilización nitrogenada
Para las columnas que recibieron la FN, las dosis aplicadas fueron 60, 90, y 120 kg N ha
-1
, que
corresponden a los niveles de altura inicial de planta > 90, 60–90, y < 60 cm, respectivamente, de acuerdo
con la variabilidad en el campo. Además, se generó una base de datos geo-referenciada utilizando el
sistema de información geográco OpenJUMP (GLP), en la que se combinaron la distribución de N
inicial en el suelo, altura inicial de plantas, cobertura de plantas, dosis de FN, y producción de grano.
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Muestreo inicial de suelos
El muestreo inicial del suelo se realizó el 29 de noviembre previo a la aplicación de los tratamientos de
FN. Para dicho muestreo cada réplica se dividió en tres fracciones (norte-centro-sur: donde cada fracción
incluyó dos parcelas). En cada fracción se recolectó seis sub-muestras de suelo de forma aleatoria y a 20 cm
de profundidad. Esas sub-muestras se mezclaron y 1 kg de esa mezcla fue enviada para análisis al laboratorio
de suelos de la Agencia Ecuatoriana de Aseguramiento de la Calidad del Agro (AGROCALIDAD).
Variables evaluadas
Se evaluaron variables antes de la cosecha (al nal del crecimiento vegetativo–cuando el cultivo inició la
etapa de maduración) y durante la cosecha. Antes de la cosecha las variables evaluadas incluyeron: altura
de planta, y número de granos por planta. En la cosecha en cambio se evaluó la producción de grano,
producción de biomasa (rastrojo), el contenido de proteína en el grano y el análisis nal del contenido de
N en el suelo después de la cosecha.
La altura de planta se determinó en 10 plantas de cada parcela tomadas al azar. Para ello se medió
desde la supercie del suelo hasta la punta de la última hoja completamente desarrollada. Para el número
de granos por planta se evaluó en las mismas plantas en las que se midió la altura. Para ello hizo un conteo
del número de granos en la espiga de la planta.
Para evaluar la producción de grano y biomasa se recolectaron de forma manual y aleatoria tres
sub-muestras de 1 m
2
en cada parcela (3 m
2
en total). Para ello, se cortó la cebada a nivel del suelo y las tres
sub-muestras se juntaron en una sola. Las muestras recolectadas se secaron a temperatura ambiente por 10
días, para luego separar el grano de la biomasa de forma manual. El grano recolectado se volvió a secar a
temperatura ambiente hasta alcanzar una humedad estable de cerca del 10%. El grano que se obtuvo de
cada parcela se pesó y el resultado fue corregido para obtener la producción en t ha
-1
. La biomasa también
fue pesada y corregida para obtener la producción en t ha
-1
.
Para el análisis del contenido de proteína se tomó una muestra de 20 g de grano de cada parcela, la
cual fue analizada en el laboratorio de bromatología de AGROCALIDAD. Aquí las muestras de grano se
secaron otra vez a 60 °C por 48 h con circulación permanente de aire y luego se molieron. En el análisis,
primero se determinó el contenido de N mediante el método Kjeldahl, y el valor obtenido se multiplicó
por un factor de 6.25 para estimar el contenido de proteína.
Análisis estadístico
El análisis estadístico se realizó con el software R3.2.3 “Wooden Christmas-Tree”, ©2015, e R
Foundation for Statistical Computing. El análisis de las variables se hizo utilizando un modelo linear
mixto y se añadieron efectos de la unidades de aleatorización (parcela de tratamiento a una determinada
altura inicial). El efecto sobre la producción de grano de aplicar una FN de acuerdo con la variabilidad
espacial de altura de planta se analizó incluyendo covariables como contenido inicial de N, la altura inicial,
y cobertura inicial como variables jas. Los efectos de cada nivel de FN (0, 60, 90, y 120 kg N ha
-1
) dentro
de una misma altura inicial y dentro de la columna tratada en una misma repetición se consideraron como
variables aleatorias del modelo. El modelo estadístico general fue [Ecuación 1]:
μ β ω ϵ
Donde y es la producción de grano en t ha
-1
, i es la repetición, j es el indicador de la columna de
los tratamientos, k es el indicador de la altura inicial de planta, μ es el intercepto (promedio estimado de
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cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura
de precisión en Pintag, Quito, Ecuador.
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Pintag, Quito, Ecuador. Tierra Innita (11), 30 – 50. https://doi.org/10.32645/26028131.1412
producción de grano en t ha
-1
), β es el efecto de los tratamientos: N1 y N0 (aplicación y no aplicación
de FN, respectivamente), ωij es el efecto anidado de la altura inicial de planta dentro de las columnas sin
FN en cada repetición; y ε es el efecto residual del experimento, incluyendo los efectos aleatorios de las
alturas iniciales de planta.
Para el análisis de este modelo se usó el paquete NLME en R3.2.3 y las diferencias entre los
factores N1 y N0 se vericaron con el método de media de mínimos cuadrados (LSM) con el paquete
LSMEANS de R3.2.3 y utilizando un nivel de signicancia del 5% (p ≤ 0.05). Las variables altura de
planta y producción de rastrojo se evaluaron como covariables de efectos jos en la Ecuación [1], para
determinar sus efectos en la producción de grano y porcentaje de proteína en el grano.
Resultados y discusión
Clima
Por lo general la cebada requiere de 500–700 mm de lluvia durante el ciclo de cultivo (INIAP, 2011). En
esta investigación las precipitaciones cubrieron ese requerimiento (Figura 2A). Pero cuando se presentan
bajas precipitaciones se produce un lento crecimiento y desarrollo de los órganos de la planta (Khatun et
al., 2021), lo que puede resultar en una menor producción y calidad del grano. Por el contrario, el exceso
de lluvias, en especial si se da en la etapa de maduración, puede generar pérdidas en la producción por el
acame de las plantas (Agropinos, 2023).
Según INIAP (2011), la variedad INIAP Cañicapa 2003 presenta 4 estadios fenológicos. El
primero inicia con la germinación (0–8 d) y es recomendable tener una temperatura óptima de 15–21 °C.
Ya en el segundo estadio del macollamiento y desarrollo (9–79 d) la cebada necesita una temperatura de
15–21 °C, con una mínima de 5–15 °C y una máxima de 25–34 °C. En el tercer estadío de espigado y
llenado de los granos (80–120 d) la temperatura óptima es de 16–21 °C, y en el último estadío o madurez
(121–150 d) la temperatura óptima es de 18–21 °C (Lasluisa, 2022). La temperatura promedio en esta
investigación fue relativamente baja en comparación con los requerimientos del cultivo, ya que casi todo
el ciclo de 14 °C, con excepción de octubre, mes que fue 1 °C más frio que el resto del ciclo del cultivo
(Figura 2B).
La temperatura afecta procesos de crecimiento como formación y expansión foliar, y la tasa de
asimilación de nutrientes; así como procesos de desarrollo como iniciación y formación de primordios
orales, antesis y madurez. Si la temperatura no es la adecuada la planta puede sufrir de estrés y
enfermedades, retraso en la germinación y crecimiento, problemas en polinización y baja calidad del
grano (Pulles, 2024).
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Figura 2.
Datos climatológicos del campo experimental. A) Precipitación, y B) Temperatura. Pintag, Quito, Pichincha,
Ecuador.
Análisis inicial del suelo
El análisis inicial mostró un suelo con una textura de tipo franca, con partes iguales de limo y arena (45%)
y 10% de arcilla (Tabla 1). Por lo general, los suelos con texturas francas y que no han sufrido problemas
de compactación, son suelos fértiles, con una alta capacidad para retener humedad y nutrientes. Pero en
climas lluviosos, las altas precipitaciones pueden resultar en lixiviación considerable de nutrientes en estos
suelos (INTAGRI, 2017). El pH del sitio experimental fue ligeramente ácido, pero es considerado óptimo
para la producción la cebada (Garófalo et al., 2010). Los niveles altos de materia orgánica (mayores a
5%) podrían facilitar la mineralización y disponibilidad de N en el sitio experimental; sin embargo, los
productores de cebada de esta región del país acostumbran a aplicar FN (con urea y fertilizante 15
-1
5
-
1
5) debido al clima templado frío que resulta en una descomposición lenta de la materia orgánica. El
análisis también mostró concentraciones altas de P y K, por lo que estos nutrientes no se consideraron
como factores de evaluación en esta investigación y no se necesitó realizar fertilizaciones correctivas para
suplirlos.
Tabla 1.
Promedio del análisis inicial de suelo antes de la aplicación de los tratamientos de fertilización nitrogenada
utilizando agricultura de precisión en cebada, variedad INIAP Cañicapa 2003.
Ph
Materia
orgánica
N P K Textura
- - - - - - - % - - - - - - - - - - - - - mg kg-1 - - - - - -
6.0 6.18 0.31 23 384 Franca
Rangos óptimos†
5.8 – 6.5 3.0 - 3.5 0.20 - 0.30 11 - 20 80 - 160 - -
† Rangos óptimos que maneja la Agencia Ecuatoriana de Aseguramiento de la Calidad del Agro (AGROCALIDAD),
institución rectora de la Red de Laboratorios de Suelos del Ecuador (RELASE).
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Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de
cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura
de precisión en Pintag, Quito, Ecuador.
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Con respecto al contenido de N en el suelo, se observó que los contenidos totales de este elemento
fueron altos, lo que se debe al alto contenido de materia orgánica (Figura 3). Sin embargo, se sabe que
en suelos de climas templado-frio la descomposición de la materia orgánica es relativamente lenta, por lo
que la disponibilidad de N proveniente de los residuos orgánicos del suelo es limitada y puede ocasionar
deciencias nutricionales en el cultivo. Esto resulta la aplicación de FN en este tipo de suelos para
mantener o mejorar las producciones óptimas. Además, la distribución del contenido de N en el suelo es
relativamente homogénea en el campo experimental, lo que indica que las diferencias de altura inicial de
las plantas pueden deberse no solo a la disponibilidad del N, sino también a factores agroclimáticos como
la distribución de la humedad del suelo (León et al., 2018).
Figura 3.
Contenido de nitrógeno (mg kg
-1
) en el suelo previo a la aplicación de los tratamientos de fertilización
nitrogenada en cebada, variedad INIAP Cañicapa 2003.
Altura de planta
La altura de la cebada suele ser una variable que depende de la genética del cultivo (variedad), el ambiente,
y el manejo. Además, esta variedad se correlaciona con el número de hojas de la planta. Aunque en esta
investigación hubo una leve tendencia a que las plantas que no recibieron FN sean más altas que las que
si recibieron FN, esta diferencia no fue signicativa y por tanto la FN no afectó la altura de planta previo
a la cosecha (p = 0,725) (Figura 4). Un factor que pudo resultar en la falta de efecto de la FN en la altura
de la planta es la alta precipitación que se presentó en el sitio experimental en el mes de diciembre (pocos
días después de haber aplicado los tratamientos de FN), lo que pudo ocasionar lixiviación de N (Pantoja,
2014). Por situaciones como esta y para reducir las pérdidas de N se recomienda fraccionar la FN en al
menos dos aplicaciones (siembra e inicio del macollamiento) (Pérez et al., 2016). Esto suena viable, pero
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Lema, J., Rosero, L., & Peña, J, (Enero – diciembre 2025). Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura de precisión en
Pintag, Quito, Ecuador. Tierra Innita (11), 30 – 50. https://doi.org/10.32645/26028131.1412
por temas de costo y manejo del cultivo muchos agricultores preeren hacer una sola aplicación algunas
semanas después de la siembra. En cambio, (Acan 2022) recomienda que la FN puede incrementarse en
zonas lluviosas para mantener altos niveles de producción de cereales, pero para hacerlo hay que evaluar el
costo adicional del fertilizante y su efecto en la rentabilidad neta de la producción.
Figura 4.
Altura de planta como resultado de la fertilización nitrogenada utilizando agricultura de precisión y previo a
la cosecha de la cebada, variedad INIAP Cañicapa 2003. La primera parte (izquierda) muestra los resultados
de acuerdo con la altura inicial de las plantas, y la segunda parte (derecha) compara los promedios entre las
parcelas fertilizadas y no fertilizadas.
Numero de granos por planta
La variable número de granos por planta no fue afectada por la aplicación de urea ni por la falta de
fertilización (p = 0,836). Se esperaba que la aplicación de FN resultara en un mayor número de granos
en comparación con las parcelas que no recibieron esa fertilización, pero esto no ocurrió. De acuerdo
con Moreno, et al. (2003) la aplicación de riego y las precipitaciones pueden inuir en la eciencia de la
FN en la producción de grano, algo que pudo ocurrir en esta investigación. Sin embargo, se observó una
tendencia esperada que se correlaciona con la altura inicial de planta previo a la aplicación de tratamientos
de FN. Esta tendencia se reere a que existieron más granos por planta a medida que la altura inicial de
planta incrementaba. Esto puede suponer un efecto mínimo de la FN e indica un posible incremento en
el aprovechamiento de N por las plantas de cebada a medida que la altura aumentaba (Figura 5).
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Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de
cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura
de precisión en Pintag, Quito, Ecuador.
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Pintag, Quito, Ecuador. Tierra Innita (11), 30 – 50. https://doi.org/10.32645/26028131.1412
Figura 5.
Número de granos por planta como resultado de la fertilización nitrogenada utilizando agricultura de
precisión y previo a la cosecha de la cebada, variedad INIAP Cañicapa 2003. La primera parte (izquierda)
muestra los resultados de acuerdo con la altura inicial de las plantas, y la segunda parte (derecha) compara los
promedios entre las parcelas fertilizadas y no fertilizadas.
Producción de grano
La producción de grano fue relativamente mayor en la cebada fertilizada que en la no fertilizada (3.1
t ha
-1
y 2.7 t ha
-1
, respectivamente), aunque esa diferencia no fue signicativa (p = 0,111) (Figura 6).
Producciones mayores a 1 t ha
-1
no son comunes en Ecuador, ya que para muchos agricultores la cebada
es un cultivo de subsistencia (Ponce, et al., 2022). Los pequeños agricultores por lo general obtienen
producciones menores a 1 t ha
-1
, en cambio los agricultores que tecnican el cultivo llegan a obtener 3.0 t
ha
-1
(Gadvay, et al., 2024). Sin embargo, estos niveles de producción siguen siendo bajos si se compara con
la producción que se obtiene por ejemplo en México con aplicaciones FN de 120 kg N ha
-1
y con el uso de
sistemas de riego, donde se obtienen más de 7.0 t ha
-1
(Báez, et al., 2012). En esta misma línea Moreno, et
al. (2003) destacan que el mejor rendimiento se da a una dosis de 120 kg N ha
-1
dosis mayores a esta no
debe superarse debido a que no benecia al cultivo y supone un riesgo de contaminación para el medio
ambiente. En Ecuador, la falta de tecnicación del cultivo ocasiona bajos niveles de producción, mientras
que en países desarrollados el uso de riego y dosis óptimas de fertilización, en especial la FN, resultan en
niveles de producción mayores a 5.0 t ha
-1
(Castañeda, et al. 2009).
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Lema, J., Rosero, L., & Peña, J, (Enero – diciembre 2025). Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura de precisión en
Pintag, Quito, Ecuador. Tierra Innita (11), 30 – 50. https://doi.org/10.32645/26028131.1412
Figura 6.
Producción de grano como resultado de la fertilización nitrogenada utilizando agricultura de precisión y
previo a la cosecha de la cebada, variedad INIAP Cañicapa 2003. La primera parte (izquierda) muestra los
resultados de acuerdo con la altura inicial de las plantas, y la segunda parte (derecha) compara los promedios
entre las parcelas fertilizadas y no fertilizadas. Pintag, Quito, Pichincha, Ecuador.
Además, los datos de producción seca de grano fueron descritos por la Ecuación [1] en forma
adecuada usando el método Restricted maximum likelihood, con un Criterio de información de Akaike
(AIC) de 39. Los resultados mostraron que, si no se realiza una fertilización de precisión, se puede tener
una pérdida de producción de hasta 0.5 t ha
-1
(Tabla 2). Los datos no mostraron signos de autocorrelación
y el efecto aleatorio de los niveles de urea aplicados, basados en la altura inicial de planta dentro de la
columna tratada (N1), evitaron un error estimado de 0.23 t ha
-1
. Sin embargo, los intervalos de conanza
de los LSM se sobreponen, indicando que no existe una diferencia signicativa entre los tratamientos,
pero sí una clara tendencia en la reducción de la variabilidad en la cosecha individual de cada parcela
tratada, es decir, homogeneidad de cosecha en todo el campo tratado (Figura 6).
Los niveles de urea, aunque incrementaron en cantidad usada, no se esperaba que incremente la
dosis de N como ocurre en experimentos de dosicación. La aplicación de fertilizantes con tecnología de
precisión busca reducir la variabilidad en la producción en campo, corrigiendo donde había deciencias
con más altas dosis y no desperdiciando fertilizante en las parcelas con mayor contenido de N inicial. Este
mayor contenido inicial se asumió visible en plantas de cebada de mayor altura promedio por parcela.
En suma, se buscaba obtener una mayor y uniforme producción y disminuir la FN utilizada en el campo
experimental. Las covariables contenidos de N inicial en el suelo, altura inicial de plantas, cobertura de
plantas no mostraron ningún efecto en la producción (p > 0.05), con lo cual se comprobó que el criterio
para denir los niveles de urea aplicados fue adecuado (ej., aplicar una mayor dosis de fertilizante en
plantas de menor altura y viceversa).
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Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de
cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura
de precisión en Pintag, Quito, Ecuador.
Lema, J., Rosero, L., & Peña, J, (Enero – diciembre 2025). Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura de precisión en
Pintag, Quito, Ecuador. Tierra Innita (11), 30 – 50. https://doi.org/10.32645/26028131.1412
Tabla 2.
Mínimos cuadrados promedio (LSM) de producción entre las parcelas fertilizadas (N1) y no fertilizadas
(N0), con el error estándar (SE), grados de libertad (GL) y los intervalos de conanza al 95% (95%-CI).
Tratamiento LSM SE GL 95%-CI
N0 2,61 0.125 3 2.74–3.54
N1 3,14 0.127 3 2.23–3.04
Contenido de proteína en el grano
El contenido de proteína en el grano fue afectado por la FN (p < 0.001). Las parcelas fertilizadas
mostraron un contenido proteico promedio de 12.1±0.18, mientras que las no fertilizadas presentaron
un contenido proteico promedio de 11.5±0.18. En las parcelas fertilizadas el contenido proteico en el
grano fue relativamente homogéneo, mientras que en las parcelas sin fertilizar el contenido proteico
incrementó a medida que se incrementó la altura inicial de la planta (Figura 7). Lauric, et al., (2015)
quienes evaluaron el efecto de la fertilización nitrogenada en el cultivo de cebada indican que aplicaciones
tempranas de nitrógeno pueden incrementar el rendimiento y disminuir el contenido proteico debido a
la relación inversa entre proteína y rendimiento. Para obtener un contenido proteico entre el 10 y el 12%
(deseable en las malterías) se debe disponer aproximadamente 22 kg N t grano
-1
. Los resultados indican
que al fertilizar el cultivo con técnicas de precisión se homogeniza la eciencia en el uso de los nutrientes,
mientras que al no fertilizar las plantas más altas serán más ecientes en la asimilación de nutrientes, en
este caso del N.
Figura 7.
Contenido de proteína en el grano como resultado de la fertilización nitrogenada utilizando agricultura de
precisión y previo a la cosecha de la cebada, variedad INIAP Cañicapa 2003. La primera parte (izquierda)
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muestra los resultados de acuerdo con la altura inicial de las plantas, y la segunda parte (derecha) compara los
promedios entre las parcelas fertilizadas y no fertilizadas.
Producción de rastrojo
Al igual que la variable número de granos por planta, la producción de rastrojo o biomasa no respondió
a la aplicación de urea ni a la falta de fertilización (p = 0,876). A pesar de ello, se pudo observar una
tendencia esperada que se correlaciona con la altura inicial de planta antes de la aplicación de tratamientos
de FN. Esta tendencia indica una mayor producción de rastrojo con el aumento de la altura inicial de la
planta. Este resultado indica un efecto mínimo de la FN y un posible incremento en el aprovechamiento
de N por las plantas de cebada a medida que la altura aumentaba (Figura 8). Para Lacasta, et al. (2007),
las mejores densidades de siembra de cebada son de 80–160 kg ha
-1
; a medida que aumenta la densidad
aumenta la producción de biomasa pero no necesariamente la producción de grano. Por eso, si el agricultor
está interesado en producir biomasa para alimentar ganado o para la generación de biocombustibles debe
aumentar la densidad de siembra. Al contrario que con el grano, un aumento en la densidad de siembra
no afecta el valor nutritivo del forraje (Aroni, et al., 2024). Aunque la producción de biomasa de la cebada
varia de 1.0–6.0 t ha
-1
, cuando la densidad de siembra de la var. INIAP Cañicapa 2003 es de 110–135 kg
ha
-1
se logran producciones de biomasa mayores a 5.0 t ha
-1
(INIAP, 2011).
Figura 8.
Producción de rastrojo como resultado de la fertilización nitrogenada utilizando agricultura de precisión y
previo a la cosecha de la cebada, variedad INIAP Cañicapa 2003. La primera parte (izquierda) muestra los
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cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura
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Lema, J., Rosero, L., & Peña, J, (Enero – diciembre 2025). Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura de precisión en
Pintag, Quito, Ecuador. Tierra Innita (11), 30 – 50. https://doi.org/10.32645/26028131.1412
resultados de acuerdo a la altura inicial de las plantas, y la segunda parte (derecha) compara los promedios
entre las parcelas fertilizadas y no fertilizadas.
Contenido de N (mg kg
-1
) después de la fertilización durante la cosecha.
En la Figura 9 se presenta la relación entre el contenido de nitrógeno (N) en el suelo, medido después de
la fertilización, y la altura inicial de las plantas de cebada, bajo condiciones con y sin aplicación de FN.
Se observa que, en las parcelas con FN, las plantas con mayor altura (> 90 cm) mostraron una mayor
variabilidad en los niveles de N residual, acompañada de una mediana más baja, lo cual sugiere una mayor
extracción del nutriente por parte de plantas con mayor desarrollo vegetativo. Por el contrario, las plantas
en el rango de 60–80 cm presentaron concentraciones más elevadas y homogéneas, lo que podría indicar
una mejor sincronía entre la demanda del cultivo y la disponibilidad de N. En el grupo de menor altura
(<60 cm), el contenido de N fue más bajo y con poca dispersión, posiblemente debido a una limitada
capacidad de absorción o una menor actividad metabólica.
En las parcelas no fertilizadas, el patrón fue distinto. Se evidenció una mayor estabilidad en los
niveles de N entre los diferentes rangos de altura, con medianas incluso superiores a las del tratamiento
fertilizado. Esto podría estar relacionado con una mineralización del nitrógeno orgánico del suelo, o con
una menor absorción de N por parte de las plantas, lo que resultó en una acumulación del nutriente en
el perl supercial. Las plantas más altas (>90 cm) en este tratamiento también mostraron los niveles más
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altos de N, lo cual indicaría una mayor eciencia en la exploración del suelo y absorción del N disponible
de forma natural.
Figura 9.
Contenido de nitrógeno en el suelo como resultado de la aplicación de tratamientos de fertilización
nitrogenada durante la cosecha de la cebada, variedad INIAP Cañicapa 2003.
Conclusiones
Los resultados de esta investigación evidencian que la interacción entre la biomasa del cultivo y el manejo
de la fertilización inuye en la distribución del nitrógeno en el suelo. En este contexto, la altura inicial
de las plantas se presenta como un criterio útil para diseñar estrategias de fertilización sitio-especíca, lo
que permite optimizar la eciencia del uso del nutriente y reducir pérdidas por lixiviación o acumulación.
Ya en la parte de la producción de grano fue relativamente mayor en las plantas fertilizadas (3,1 t ha
-1
)
en comparación con las no fertilizadas (2,7 t ha
-1
), aunque sin signicancia estadística (p = 0,111). El
contenido de proteína del grano se mantuvo entre 11% y 12%, dentro del rango ideal para la producción
de cerveza.
Recomendaciones
Se recomienda continuar investigando la relación entre biomasa del cultivo y manejo de la fertilización,
dada su inuencia directa en la eciencia del uso del nitrógeno. Es importante replicar este estudio en
diferentes ciclos agrícolas y zonas productoras del país, con el n de obtener resultados más representativos.
Además, se sugiere explorar alternativas sostenibles como el uso de fertilizantes orgánicos y bioinsumos,
para evaluar su impacto tanto en la productividad del cultivo como en la salud del suelo.
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Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de
cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura
de precisión en Pintag, Quito, Ecuador.
Lema, J., Rosero, L., & Peña, J, (Enero – diciembre 2025). Eciencia del uso de nitrógeno en la producción de cebada (Hordeum vulgare L.) mediante agricultura de precisión en
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