¿Cómo intensificar las rotaciones para lograr mejoras económicas y ambientales?

Una pregunta que los miembros de la Chacra Pergamino de Aapresid trabajan en responder. Algunos resultados y recomendaciones.

 

En la Chacra Pergamino trabajan intensamente en analizar cómo la intensificación de las rotaciones de la zona mejora no sólo el aspecto económico de la empresa agropecuaria, sino también muchos aspectos ambientales, como la estabilidad estructural y la eficiencia en el uso de recursos acuíferos.

Las rotaciones sobre las que se trabaja actualmente son: trigo/soja – maíz – soja;  trigo/soja – vicia/maíz; trigo/soja – arveja/maíz y la bomba de carbono, trigo/ maíz – cebada/sorgo. Se sabe que a mayor intensificación de las rotaciones, mayor es la biomasa total producida por hectárea. Esto se debe a que en aquellas rotaciones que tienen un cultivo al año, el resto del período el lote se encuentra en barbecho.

En consecuencia, la producción de biomasa es nula. Mientras que en las rotaciones que presentan dos cultivos por año, en el mismo período, se encuentra un cultivo productor de biomasa. A mayor cantidad de días por año con cobertura viva sobre el lote, mayor es la cantidad de biomasa producida y mayor es el aporte de carbono orgánico particulado y materia orgánica al sistema. Para caracterizar las rotaciones, en la Chacra se aplicaron algunos índices de intensidad de rotaciones (IIR), entre los que se observan:

La diferencia entre calcular dicho índice teniendo en cuenta el número de cultivos sobre los años de la rotación, o los días con cultivos sobre los días totales de la rotación, es la precisión con la que se determina el tiempo de ocupación del lote. Al calcular los días en que el lote está ocupado, se puede estimar con mayor certeza la producción de biomasa o el aporte de carbono al suelo.

Asimismo, la diferencia que se observa en los índices diarios de las rotaciones es que el primero tiene en cuenta el período comprendido entre la siembra y la cosecha del cultivo, mientras que el segundo tiene en cuenta el período comprendido entre la emergencia del cultivo y la madurez fisiológica. Por ende, es más certero que el anterior ya que es en ese momento cuando el cultivo realmente produce biomasa.

Un aspecto a tener en cuenta con respecto a la calidad ambiental es que a mejor ambiente, mayor es la estabilidad de dicho sistema. Esto se evidencia al observar los rendimientos en años malos, los cuales no disminuyen tanto en comparación con años buenos. Sin embargo, al ser ambientes de alto potencial, es más difícil que las mejoras causadas por la intensificación de las rotaciones se expresen.

Otro aspecto a tener en cuenta a la hora de analizar las rotaciones, son los cultivos que integran cada rotación. La inclusión de gramíneas y leguminosas en la misma rotación genera un sinergismo entre cultivos, produciendo mayores rendimientos totales. Desde la Chacra Pergamino observaron que las rotaciones 100% gramíneas tuvieron el menor rendimiento total, al compararlas con otras rotaciones de dos cultivos por año, posiblemente asociado a la inmovilización de N. Por otro lado, la incorporación de Vicia villosa permitió obtener similares rendimientos totales al igual que otras rotaciones de intensidad parecida, a pesar de tener un cultivo menos de cosecha.

En lo que respecta al aporte de carbono al sistema, se observó que el aumento de la intensidad de la rotación, incrementa el aporte de carbono, especialmente en rotaciones que incluyen Vicia villosa de cobertura. Las rotaciones integradas únicamente por gramíneas (mal llamadas bombas de carbono), no aseguran un mayor aporte de carbono al sistema. Por otro lado, las pasturas consociadas tienen mayores aportes de C al sistema que las rotaciones agrícolas. En estas rotaciones los aportes de carbono al sistema superan a las extracciones, generando un balance positivo en el sistema. Por ende, la inclusión de leguminosas, mejora los rendimientos y aportes de carbono de las gramíneas y la rotación en su conjunto.

 

Efectos de la intensificación sobre indicadores edáficos

Indicadores físicos

Un importante indicador de la salud física de los suelos es la compactación. La presencia de una capa densificada en el perfil causa inconvenientes en el normal movimiento del agua y del aire en el suelo. A mayor grado de compactación, disminuye la cantidad de macroporos (responsables de la infiltración de agua dentro del perfil) y aumenta el riesgo de encharcamiento y erosión en caso de que el terreno presente pendiente.

Un indicador práctico y muy útil para determinar la compactación en el suelo es la capacidad de exploración de las raíces de los cultivos. Basta con hacer un pozo, extraer una planta y observar el desarrollo de su sistema radical para conocer la presencia de una capa densificada en los horizontes subsuperficiales. Además, una herramienta muy conveniente para determinar el grado de compactación de los suelos es el perfil cultural.

Este permite realizar un diagnóstico del estado estructural de un lote para tomar decisiones agronómicas. La variabilidad de los parámetros físicos del suelo no se distribuye al azar en los lotes, sino que se hace en función de otros factores, por ejemplo, el tránsito continuo de la maquinaria. Consecuentemente, la evaluación de esta variabilidad tampoco debe ser realizada al azar en los lotes, sino que debe hacerse siguiendo su distribución. Además del perfil cultural, se recomienda la inclusión de penetrómetros y de permeámetros de disco para una evaluación más completa de la compactación del suelo.

La presencia de sectores masivos constituye una limitante al crecimiento de raíces de los cultivos y reduce la velocidad de infiltración de agua. Esta situación genera una mayor dependencia ambiental de los cultivos y una mayor variabilidad en los rendimientos.

Para contrarrestar los efectos negativos de la compactación del suelo se deben incluir gramíneas invernales en la rotación de cultivos. Estas tienen la capacidad de explorar suelos compactados, produciendo la ruptura de los bloques masivos y mejorando su condición. El trigo, particularmente, tiene una alta capacidad de exploración radicular sumado a que es un cultivo que se siembra a una elevada densidad. Por eso es importante elegirlo dentro de la rotación. Además, deja un volumen de rastrojo aéreo y raíces distribuidos adecuadamente. El rastrojo que deja el cultivo es de lenta descomposición, por lo que deja al suelo cubierto durante más tiempo y genera mejores condiciones en la dinámica de agua del suelo.

Otros beneficios adicionales que genera la inclusión de cultivos invernales en la rotación son el control de malezas y la diversificación del sistema, promotores de una mayor estabilidad frente a los cambios del entorno.

Indicadores biológicos

Se debe diferenciar la evaluación de indicadores bioquímicos y la evaluación de la macro y mesofauna presente en el perfil edáfico.

En el análisis de suelo, los indicadores bioquímicos que se evalúan constituyen una serie de enzimas y de ácidos grasos presentes en el perfil. En el caso de las enzimas, son compuestos intermediarios en las vías metabólicas en las que participan los microorganismos del suelo. Los ácidos grasos obtenidos provienen de membranas de los organismos que viven en el suelo así como de sustancias lipídicas de reserva y materia orgánica en transformación.

El perfil de ácidos grasos ofrece una idea de una estructura bioquímica generada por las estructuras de comunidades microbianas y de la materia orgánica en transformación.

Si bien esta evaluación es muy reciente y aún no se obtienen resultados finales, se puede afirmar que la intensificación de las rotaciones favorece el aumento de actividades enzimáticas del suelo relacionadas con los ciclos de los elementos del Carbono y el Nitrógeno. Esto implica una mayor actividad de transformación de la materia en el suelo, aumentando los niveles de incorporación de materia orgánica y biofertilidad de los suelos.

Las intensificaciones en las rotaciones no son iguales. Aparentemente, una intensificación de las rotaciones elevada que balancea los niveles de aporte del N (por el aumento de leguminosas en la rotación), genera las mejores respuestas en todos los parámetros biológicos.

Finalmente, el aspecto más importante es que la intensificación de las rotaciones mejora la calidad del suelo, mejorando su estructura (lombri-labranza) y su actividad biológica de transformación de la materia. Con el tiempo, estos cambios observados en los indicadores biológicos, conducirán a transformaciones positivas en la calidad física y química del suelo.

En lo que respecta a la macro y mesofauna, cumplen diferentes funciones en el suelo. Primeramente, son transformadores de la hojarasca al reducir su tamaño para que los microorganismos terminen de descomponerla y forman los agregados biogénicos. También se dice que son “los ingenieros del ecosistema”, debido a que participan en la formación de la estructura de los suelos. Y por último, son predadores reguladores de las poblaciones de otros micro, meso y macroorganismos presentes en el suelo.

La presencia de macrofauna como lombrices, es muy beneficiosa para el sistema suelo debido a la “lombri-labranza”. Su accionar genera galerías y macroporos por donde pueden circular el agua y el aire, beneficiando la biota del suelo. Además, generan la degradación de residuos presentes en el suelo y devuelven con sus deyecciones grandes cantidades de nutrientes.

Al analizar la presencia de estos organismos dentro del suelo en función del sistema de labranza, se observan altos niveles en condiciones naturales (sin que se perturbe el ambiente con sistemas productivos). En los sistemas agrícolas en los que sí se perturba el ambiente, las buenas prácticas agrícolas presentan altos niveles de lombrices frente a la no realización de buenas prácticas, que incluyen SD y rotación de cultivos.

En relación a la agregación de partículas de suelo y a la estabilidad estructural del ambiente edáfico, se puede ver que a mayor cantidad de lombrices en el suelo, mayor es el nivel de agregados biogénicos y crece la incorporación de carbono orgánico particulado (COP) por parte de las mismas. Asimismo, mayor es la estabilidad de dichos agregados frente a la acción desagregante del agua, por ejemplo.

Hay equipo. Integrantes de la Chacra Pergamino de Aapresid.

Para muestrear la presencia de la macrofauna presente en el suelo, se recurre a la utilización de un cubo de 25 cm de ancho por 25 cm de largo y 25 cm de profundidad. Se desterrona la tierra en dicho cubo y se recuenta la cantidad de lombrices presentes en ese volumen. Luego, en gabinete, se procede a separar y distinguir entre especies, y también entre juveniles y adultos de cada especie.

Para muestrear la presencia de la mesofauna, se recurre a la utilización de un cilindro que se clava en el suelo, se extrae, desterrona y recuentan los individuos.

Al evaluar la cantidad y diversidad de especies según la rotación de cultivos en las distintas empresas que componen la Chacra, se observó que en la pastura se encontró la mayor diversidad y número de individuos de lombrices. Por el contrario, a medida que disminuyó la cantidad de cultivos de la rotación, el lote estaba colonizado por una única o pocas especies de lombrices. Mediante el incremento en la diversidad de los cultivos implantados y la intensidad de las rotaciones, se producen modificaciones en el sistema rastrojos/suelo, que se traducen en cambios en la composición de la fauna que habita en ese sistema.

Se concluye que luego de 3 o 4 años de implementar un cambio de manejo positivo (DIRC) en un lote con idéntica historia de uso, tipo y calidad del suelo, se producen cambios importantes en la fauna del suelo. En cuanto a la magnitud del cambio, es considerada significativa en relación al corto plazo del ensayo.

Indicadores químicos: efectos de la fertilización extra

Desde hace varios años en la Chacra Pergamino se trabaja con ensayos de fertilización extra. El objetivo es analizar el efecto de una fertilización extra anual con N, P y S sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. Se parte de la hipótesis de que una mayor fertilización generará un mayor aporte de C, con la consiguiente mejora del ambiente edáfico. 

Los parámetros evaluados fueron los rendimientos de los cultivos a través de mapas de rinde y análisis químicos a través de muestras de suelo.

Para evaluar el efecto de la fertilización en las diferentes rotaciones, se realizaron 5 submuestras en la franja de fertilización extra, y se comparó con 5 submuestras correspondientes a la franja con fertilización normal dentro de cada rotación. El área evaluada de cada submuestra fue de 1400 m2. Las campañas analizadas van desde 2012/13 hasta la actual.

A modo de resumen, la franja de fertilización extra mejoró principalmente el rinde de los cultivos de gramínea a partir del 2° o 3° cultivo de la rotación (efecto acumulativo). A pesar de que las fertilizaciones fueron en invierno, se mejoró el rinde de cultivos de invierno y verano, por lo que se observa un efecto acumulativo de la fertilización.

Al relacionarlo con la intensificación de las rotaciones, la franja de fertilización extra generó aumentos del rendimiento del 5-6% en rotaciones de alta intensidad: Tr/Sj-Ar/Mz y Tr/Sj-Vic/Mz, combinando gramíneas y leguminosas. Finalmente y algo llamativo fue que la rotación testigo (Tr/Sj-Mz-Sj) tuvo el menor aumento en rendimiento total.

Para abordar el análisis químico, se diagramaron 24 unidades de muestreo georeferenciadas en cada establecimiento. A su vez, dentro de cada unidad de muestreo se realizaron 7 piques para aumentar la representatividad y disminuir el error de medición.

Se extrajeron muestras de 0-5 cm de profundidad y de 0-20 cm, respectivamente. Las primeras se utilizaron para medir el carbono orgánico particulado en dicho estrato y las segundas para medir el fósforo y el nitrógeno total hasta los 20 cm de profundidad.

Como conclusión, no se observó un efecto marcado de la franja de fertilización extra sobre el carbono. En algunas rotaciones, sin embargo, tendió a aumentar por la mayor disponibilidad de N-P-S. El fósforo del suelo se mantuvo en los niveles iniciales en la franja de fertilización normal, y aumentó entre 1,5 a 3,5 veces en la franja de fertilización extra en todas las rotaciones de ambos establecimientos.

A partir de integrar lo que se observó anteriormente con la dinámica de la fauna del suelo, y como puntapié a nuevos parámetros a evaluar, surge la pregunta: ¿La biología del suelo estará afectada por la franja de fertilización extra?

Ajustes de manejo en sistemas intensificados

Fertilización nitrogenada en maíces intensificados

A la hora de pensar en fertilización de maíces tardíos hay que tener en cuenta un dato esencial para planificar la fertilización nitrogenada: el cultivo antecesor.

En la Chacra Pergamino se trabajó con diferentes antecesores de maíces tardíos: un barbecho de soja, un cultivo de trigo destinado a producción de grano, un cultivo de arveja con el mismo fin y un cultivo de vicia, utilizado como cultivo de cobertura. Se observó que el nitrógeno disponible a la siembra del maíz varió. Los mayores niveles se registraron en el cultivo de vicia seguido por el barbecho de soja, luego la arveja y por último el trigo.

A modo de resumen, en el caso del trigo se observó que no sólo fue el antecesor que menos nitrógeno aportó al cultivo de maíz, sino que además la disponibilidad de agua para el maíz siguiente fue menor, condicionando su rendimiento. Por otro parte, el volumen de rastrojo condiciona la calidad de implantación del maíz siguiente.

En el cultivo de vicia como antecesor, no hubo respuesta a la fertilización por los altos niveles de nitrógeno que aporta al cultivo de maíz. Se observaron rendimientos de 12.000 Kg/ha con 0 fertilización, lo evidencia los altos niveles de nitrógeno aportados por la vicia.

Finalmente, los maíces tardíos implantados luego del barbecho de soja y del cultivo de arveja, tuvieron una respuesta similar a la fertilización nitrogenada. Algo mayor que la respuesta a la fertilización nitrogenada luego del cultivo de vicia, pero bastante menor que la respuesta a la fertilización nitrogenada luego del cultivo de trigo.

Etiquetas:, , ,