sustentabilidad en cultivos anuales

UNIVERSIDAD DE CHILESERIE CIENCIAS AGRONOMICAS Nº 8/2003

SUSTENTABILIDAD ENCULTIVOS ANUALES

CERO LABRANZAMANEJO DE RASTROJOS

Editor

E.AcevedoIng. Agr. MS. Ph. D.

Profesor Titular Universidad de Chile

Santiago - Chile, 2003

FONDEF

PROCEEDINGS DEL SEMINARIO«SUSTENTABILIDAD EN CULTIVOS ANUALES.»SANTIAGO, CHILE, 3 Y 4 DE DICIEMBRE, 2002

E. Acevedo

SUTENTABILIDAD EN CULTIVOS ANUALES:CERO LABRANZA, MANEJO DE RASTROJOSSantiago, Universidad de ChileFacultad de Ciencias Agronómicas, 2003Serie Ciencias Agronómicas Nº 8184 pág.

Financiamiento:FIA. Proyecto FIA-PR-V-2002-1A-026FONDEF. Proyecto D99I1081Sem Ameris

ISBN: 956 – 19 – 0396 – 2Departamento de Producción Agrícola.Laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta.Facultad de Ciencias AgronómicasUniversidad de ChileCasilla 1004, Santa Rosa 11315, La Pintana, Santiagoe-mail: [email protected]

Edición 200 ejemplaresDiseño y DiagramaciónJ&M diseñoImpreso en LOM S.A.

Indice

LISTA DE PARTICIPANTES ................................................................................................... 7

1 Sustentibilidad en Cultivos Anuales ........................................... 9INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 9

LITERATURA CITADA ........................................................................................................... 12

2 Sistema de Labranza y Productividad de los Suelos ................ 13RESUMEN ................................................................................................................................. 13

ABSTRACT ................................................................................................................................ 13INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 14LABRANZA Y EROSIÓN ............................................................................................................. 15LABRANZA Y PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO ........................................................................ 16LABRANZA Y PROPIEDADES QUÍMICAS DEL SUELO .................................................................... 18PROPIEDADES BIOLÓGICAS ....................................................................................................... 19LABRANZA Y BALANCE DE C EN EL SUELO ............................................................................... 21LABRANZA Y CONSUMO DE ENERGÍA ....................................................................................... 22CAMBIOS EN LA PRODUCTIVIDAD DEL SUELO ASOCIADOS A LA LABRANZA ................................ 23CONSIDERACIONES FINALES ..................................................................................................... 24AGRADECIMIENTOS .................................................................................................................. 24LITERATURA CITADA ................................................................................................................ 25

3 Manejo Integrado Suelo - Planta y Desarrollo Sustentable dela Agricultura del Sur de Chile ..................................................... 29

RESUMEN ................................................................................................................................. 29

ABSTRACT ................................................................................................................................ 30INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 30ANTECEDENTES EXPERIMENTALES ............................................................................................ 31CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL SUELO ...................................................................................... 32

Contenido de humedad del suelo ............................................................................. 32Infiltración de agua en el perfil del suelo ................................................................. 34Densidad aparente del suelo ...................................................................................... 35Resistencia a la penetración ........................................................................................ 36Erosión ........................................................................................................................... 37

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS-BIOLÓGICAS DEL SUELO .............................................................. 38Tamaño de la población microbiana del suelo ......................................................... 38

Actividad de la biomasa microbiana del suelo ........................................................ 39N y C biomásico y relación C/N del suelo .............................................................. 39Manejo de suelo y sistemas enzimáticos .................................................................. 40Biomasa microbiana y nutrientes del suelo ............................................................. 41

EFICIENCIA AGRONÓMICO-PRODUCTIVA ................................................................................... 44RELACIÓN COSTO/BENEFICIO DE LA PRODUCCIÓN ................................................................... 47CONSECUENCIAS AMBIENTALES ................................................................................................ 49CONSIDERACIONES FINALES ..................................................................................................... 51AGRADECIMIENTOS .................................................................................................................. 52LITERATURA CITADA ................................................................................................................ 52

4 Manejo de Rastrojos en Cultivos Bajo Cero Labranza ............ 57RESUMEN ................................................................................................................................. 57

ABSTRACT ................................................................................................................................ 58INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 58SITIOS EXPERIMENTALES Y TRATAMIENTOS ................................................................................ 59MANEJO DE CULTIVOS Y CANTIDAD DE RASTROJOS .................................................................. 62EVALUACIONES ........................................................................................................................ 65INFORMACIÓN CLIMÁTICA DEL ÁREA DE ESTUDIO ....................................................................... 66RASTROJOS .............................................................................................................................. 67DESCOMPOSICIÓN DEL RASTROJO .............................................................................................. 68QUEMA DE RASTROJOS ............................................................................................................. 72MANEJO DE RESIDUOS Y SU EFECTO SOBRE LA EMERGENCIA, POBLACIÓN

FINAL DE PLANTAS Y RENDIMIENTO DE TRIGO, AVENA Y RAPS ..................................................... 73CANTIDAD DE RESIDUOS Y RENDIMIENTO DE LOS CULTIVOS ........................................................ 75CONSIDERACIONES FINALES ..................................................................................................... 79AGRADECIMIENTOS .................................................................................................................. 80LITERATURA CITADA ................................................................................................................ 80

5 Efecto Aleopático de los Rastrojos .............................................. 83RESUMEN ................................................................................................................................. 83

ABSTRACT ................................................................................................................................ 83CERO LABRANZA Y LOS RASTROJOS SOBRE EL SUELO ................................................................. 84ALELOPATÍA ............................................................................................................................ 85ALELOQUÍMICOS ASOCIADOS AL RASTROJO ................................................................................ 85

Acidos fenólicos ........................................................................................................... 86Acidos Hidroxámicos (Hx) ......................................................................................... 87Liberación de aleloquímicos desde los rastrojos ..................................................... 88

VARIABILIDAD GENÉTICA EN EL POTENCIAL ALELOPÁTICO ......................................................... 89VARIABILIDAD GENÉTICA EN LA SENSIBILIDAD A LA ALELOPATÍA DE LOS RASTROJOS .................... 90SOLUCIÓN AGRONÓMICA A LA ALELOPATÍA DE LOS RASTROJOS ................................................... 91CONSIDERACIONES FINALES ..................................................................................................... 93AGRADECIMIENTOS .................................................................................................................. 94LITERATURA CITADA ................................................................................................................ 94

6 Simulación de la dinámica de los rastrojos sobre el suelo encero labranza ................................................................................... 99

RESUMEN ................................................................................................................................. 99

ABSTRACT ................................................................................................................................ 100INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 100DATOS CLIMÁTICOS .................................................................................................................. 101SUELOS ................................................................................................................................... 102CULTIVOS ................................................................................................................................ 103MANEJO SIMULADO ................................................................................................................. 103VARIABLES ANALIZADAS .......................................................................................................... 104RESULTADOS ............................................................................................................................ 104DISCUSIÓN .............................................................................................................................. 108CONSIDERACIONES FINALES ..................................................................................................... 109AGRADECIMIENTOS ................................................................................................................... 109LITERATURA CITADA ................................................................................................................ 109

7 Mecanización Agrícola en Cero Labranza .................................. 111RESUMEN ................................................................................................................................. 111

ABSTRACT ................................................................................................................................ 111INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 111SISTEMA MECANIZADO PARA MEDIANOS Y GRANDES EMPRESARIOS AGRÍCOLAS ....................... 112

Selección del tractor para la Cero Labranza ............................................................. 112Sembradora ................................................................................................................... 114Pulverizador ................................................................................................................. 117Seguridad del operador .............................................................................................. 118Manejo de rastrojos ...................................................................................................... 120Alfalfa ............................................................................................................................ 121Avena ............................................................................................................................. 123Adecuación del suelo .................................................................................................. 124

SISTEMA MECANIZADO PARA PEQUEÑOS AGRICULTORES .......................................................... 126Adecuación de suelo .................................................................................................... 128Manejo de rastrojos ...................................................................................................... 129Control de malezas ...................................................................................................... 130Siembra .......................................................................................................................... 130

CONSIDERACIONES FINALES ..................................................................................................... 131LITERATURA CITADA ................................................................................................................ 132

8 Contribución de las Leguminisas de Grano enRotación con Cereales: Una Revisión .......................................... 135

RESUMEN ................................................................................................................................. 135

ABSTRACT ................................................................................................................................ 136INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 136LA ROTACIÓN DE CULTIVOS ...................................................................................................... 137FIJACIÓN SIMBIÓTICA DE NITRÓGENO ........................................................................................ 139LA BIOMASA RADICAL .............................................................................................................. 140

APORTE DE NITRÓGENO ........................................................................................................... 141CONTAMINACIÓN CON N PERCOLADO ...................................................................................... 142RENDIMIENTO Y PROTEÍNA DEL CEREAL ..................................................................................... 143CEBADA, UN CASO ESPECIAL .................................................................................................... 145APORTE DE FÓSFORO Y OTROS NUTRIENTES ............................................................................... 146OPORTUNIDAD PARA CONTROLAR MALEZAS GRAMÍNEAS ........................................................... 147INTERRUPCIÓN DEL CICLO DE ENFERMEDADES ........................................................................... 147INTERRUPCIÓN DEL DESARROLLO DE NEMÁTODOS ...................................................................... 148MEJORAMIENTO DE LAS CONDICIONES FÍSICAS DEL SUELO .......................................................... 148EFECTOS NEGATIVOS ................................................................................................................ 149FITOMEJORAMIENTO ................................................................................................................. 149BENEFICIO PARA LA AGRICULTURA Y LA ECONOMÍA CHILENA ..................................................... 150LITERATURA CITADA ................................................................................................................ 151

9 Vida después de la muerte: Rastrojos e incidencias deenfermedades en cultivos anuales ................................................ 157

RESUMEN ................................................................................................................................. 157

ABSTRACT ................................................................................................................................ 157INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 158GAEUMANNOMYCES GRAMINIS VAR. TRITICI ................................................................................ 159MYCOSPHAERELLA GRAMINICOLA .............................................................................................. 160TAPESIA YALLUNDAE ................................................................................................................ 161PYRENOPHORA TRITICI REPENTIS ............................................................................................... 161GIBERELLA ZEAE ....................................................................................................................... 161LEWIA INFECTORIA ................................................................................................................... 162CONSIDERACIONES FINALES ..................................................................................................... 162LITERATURA CITADA ................................................................................................................ 163

10 Aspectos Económicos de la Cero Labranza ................................ 165RESUMEN ................................................................................................................................. 165

ABSTRACT ................................................................................................................................ 166INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 166SIEMBRA TRADICIONAL Y CERO LABRANZA .............................................................................. 167SUSTENTABILIDAD ECONÓMICA Y CERO LABRANZA .................................................................. 168ECONOMÍA DE LA CERO LABRANZA ......................................................................................... 173ANÁLISIS ECONÓMICO DE LA CERO LABRANZA ........................................................................ 173CONSIDERACIONES FINALES ..................................................................................................... 179LITERATURA CITADA ................................................................................................................ 180

11 Consideraciones Finales ................................................................ 183

7CABEZAL DE ARTÍCULO

LISTA DE PARTICIPANTES

E.Acevedo. Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas,Laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta. Casilla 1004, Santiago,[email protected]

M. Alvear. Universidad de La Frontera, Facultad de Ingeniería, Departamentode Ciencias Químicas.Casilla 54-D. Temuco, Chile. [email protected]

L. Barrientos. Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, CentroRegional de Investigaciones Carillanca. Casilla 58-D, Temuco, [email protected]

F. Borie. Universidad de La Frontera, Facultad de Ingeniería, Departamento deCiencias Químicas.Casilla 54-D. Temuco, Chile. [email protected]

V.García de Cortazar G. Universidad de Chile, Facultad de CienciasAgronómicas, Departamento de Ingeniería y Suelos. Casilla 1004, Santiago,Chile. [email protected]

R.Madariaga. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional deInvestigaciones Quilamapu, Departamento de Producción Vegetal, Laboratorio deFitopatología de Cereales. Casilla 426, Chillan, Chile. [email protected]

E.Martinez. Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas,Laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta. Casilla 1004, Santiago, [email protected]

M. Mera. Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regionalde Investigaciones Carillanca. Casilla 58-D, Temuco, Chile. [email protected]

A. Nario. Comisión Chilena de Energía Nuclear. Unidad de Agricultura. Casilla188-D. LaReina, Santiago, Chile. [email protected]

A.M. Parada. Comisión Chilena de Energía Nuclear. Unidad de Agricultura.Casilla 188-D. La Reina, Santiago, Chile. [email protected]

I. Pino. Comisión Chilena de Energía Nuclear. Unidad de Agricultura. Casilla188-D. La Reina, Santiago, Chile. [email protected]

J. Riquelme. Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, CentroRegional de Investigaciones Raihuén, Departamento de Recursos Naturales yMedio Ambiente. Avenida Esperanza s/n. Estación Villa Alegre. Villa Alegre.VII Región. Chile. [email protected]

J.L. Rouanet. Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, CentroRegional de Investigaciones Carillanca, Departamento de Recursos Naturalesy Medio Ambiente. Casilla 58-D, Temuco, Chile. [email protected]

8 SERIE CIENCIAS AGRONÓMICAS

P. Schuller. Universidad Austral de Chile, Facultad de Ciencias, Instituto deFísica. Casilla 567.Valdivia, Chile. [email protected]

P.Silva. Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas, Laboratoriode Relación Suelo-Agua-Planta. Casilla 1004,Santiago,Chile. [email protected]

B. Solar. Centro de Gestión Los Angeles, Departamento Técnico. Casilla 219Santa Bárbara, Chile. [email protected]

H.Troncoso. Universidad de Concepcion, Departamento de Suelos. Casilla 537,Chillán, Chile. [email protected]

H. Uribe. Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regionalde Investigaciones Carillanca, Departamento de Recursos Naturales y MedioAmbiente. Casilla 58-D. Temuco, Chile. [email protected]

I. Vidal. Universidad de Concepcion, Departamento de Suelos. Casilla 537,Chillán, Chile. [email protected]

9SUSTENTABILIDAD EN CULTIVOS ANUALES

1

Sustentabilidad en Cultivos Anuales

E. ACEVEDO.Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas, Laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta. Casilla 1004, Santiago, Chile. [email protected]

INTRODUCCIÓN

La producción de cultivos anuales, entre los que se encuentra la base alimenticiade la humanidad (trigo, arroz, maíz, cebada), aumentó notablemente durantela segunda mitad del siglo XX. La conjunción de dos acontecimientos científico-tecnológico hicieron esto posible: a) la producción de nuevas variedades conalto potencial de rendimiento a través de mejoramiento genético y b) el desarrollode prácticas agronómicas que permitieron que el potencial genético se expresara.Estudios realizados muestran que el aporte de cada una de estas contribucioneses de aproximadamente 50% (Acevedo et al.,1999). El afán inicial fue producirmás alimentos para alimentar a una población mundial creciente. Luego elénfasis ha ido cambiando a producir mejor, de tal manera de minimizar el dañopor contaminación, destrucción u otro que se pueda hacer a los recursosnaturales que se utilizan en el proceso productivo agrícola (suelo, agua, aire).Los resultados han sido extraordinariamente buenos desde el punto de vistade producción de alimentos, llevando a aumentos en la disponibilidad dealimentos per capita a nivel global por sobre el aumento de la población. Laúnica región del mundo en que persiste un déficit alimentario es el Africa subSahara. No se puede decir lo mismo con relación a la sustentabilidad de lossistemas de producción agrícola, área en que aún persisten falencias importantes,particularmente en relación a la erosión y a la mantención de un balance decarbono positivo en el suelo.Los aumentos en producción agrícola han estado asociados a una intensi-ficación del uso del suelo. Como resultado de la intensificación en el uso delrecurso se han generado varios problemas ambientales: a) acidez del suelo


asociada al uso de fertilizantes amoniacales, b) salinidad y sodicidad asociadaa regadío con aguas salinas o que dejan carbonato de sodio residual, c) pérdidasde carbono del suelo, d) erosión asociada a malas prácticas de labranza, e)aumento del CO2

ambiental como producto de la quema de rastrojos y de

inversión de la capa superficial del suelo (aradura) y consecuente oxidaciónde la materia orgánica del suelo y e) contaminación de suelos y aguas por usoexcesivo de fertilizantes y pesticidas. La consecuencia es un deterioro de lacalidad de los recursos naturales que ha llegado incluso a expresarse comodisminución de productividad de los suelos (Vlek et al., 1981) con elconsecuente efecto en la relación costo/beneficio de algunas actividadesproductivas agrícolas.Desde un punto de vista científico agronómico, la sustentabilidad de los sistemasagrícolas actuales ha sido cuestionada y la conveniencia de algunas prácticasestá siendo seriamente investigada. La labranza y la quema de residuos vegetalesestán en esta última categoría.En Chile, en forma tradicional se ha realizado quema de los rastrojos delcultivo anterior, labranza con inversión de suelo y rastrajes incluso en sueloscon alta pendiente. Esta práctica de labranza, ha provocado pérdidas desuelo por erosión hídrica y eólica, encontrándose actualmente unas 11,5millones de hectáreas con grado de erosión grave y muy grave (CONAMA,1994). El secano de la Cordillera de la Costa de la zona central del país fueel granero de Chile durante el siglo XIX y en la actualidad es una de laszonas más afectadas por la erosión, en particular el tramo comprendidoentre la V y VIII Regiones. En este sector, alrededor de un 63 % de lasuperficie (2 millones de hectáreas) está fuertemente erosionada(CONAMA, 1994). Un simple balance de carbono en el suelo muestra, porotra parte, el importante efecto de las prácticas agrícola tradicionales en elCO2 ambiental (Cuadro 1).

Cuadro Nº1. Balance de carbono del suelo. Producción de 3T/ha de trigo.(Acevedo, E. no publicado)

Arado vertedera Cero labranza

(T C / ha)

Ingresos + 1,49 + 1,49

Egresos

Quema - 1,64 0,0

Oxidación M.O. - 2,36 - 0,54

Erosión (10 T/ha) - 0,11 0,0

TOTAL - 2,17 + 0,95

11SUSTENTABILIDAD EN CULTIVOS ANUALES

La ciencia agronómica ha tenido múltiples respuestas a los problemasmencionados, desde la introducción de técnicas de manejo integrado acopladasal uso de químicos más inocuos y específicos, con menor efecto ambiental, aldesarrollo de sistemas más eficientes en el uso de insumos para control demalezas, manejo del agua y fertilizantes, incluyendo las técnicas de agriculturade presición.Una de las respuestas agronómicas a los problemas ambientales originados enla intensificación de la producción agrícola ha sido el desarrollo de la cerolabranza. Dos méritos esenciales de la cero labranza hacen que sea el tópicocentral de discusión de este libro: a) minimiza la erosión y b) reducesubstancialmente la emisión de CO2 a la atmósfera junto con reciclar losnutrientes presentes en los residuos de los cultivos. A nivel mundial se haobservado un alto crecimiento de la superficie cultivada con cero labranza.Chile no ha sido la excepción, estimándose que alrededor del 50% de lasuperficie triguera nacional se cultiva con esta práctica, principalmente en laVIII y IX Regiones (Vidal y Troncoso, 2002). Los agricultores chilenos estánadoptando la cero labranza fundamentalmente porque mejoran su oportunidadde siembra y bajan sus costos (Acevedo et al.,1998). Sin embargo, dadas lascondiciones climáticas mediterráneas, de baja pluviometría estival, que dificultala descomposición del rastrojo del cultivo anterior, y la condición de altorendimiento de los cultivos, en Chile, a diferencia de otras partes del mundo,se acumulan cantidades de rastrojos sobre el suelo por lo que los agricultoresrealizan cero labranza con quema. Las altas cantidades de rastrojos sobre elsuelo generan problemas de mal establecimiento de plantas, cambios eintensificación de los problemas de plagas y enfermedades y dificultad en elcontrol de malezas. Estos problemas bajan el rendimiento de los cultivos, enparticular de leguminosas como el lupino y oleaginosas como el raps. Por ellodeben ser resueltos agronómica y localmente previo a esperar una adopciónmasiva de los agricultores en relación a estas prácticas.Esta publicación presenta los trabajos presentados al Seminario “Sustentabilidaden Cultivos Anuales”, organizado por la Cátedra de Agronomía de CultivosAnuales y el Laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta de la Facultad deCiencias Agronómicas de la Universidad de Chile. El Seminario se realizó en elcontexto del 53 Congreso Agronómico y fue auspiciado por la SociedadAgronómica de Chile (SACH), el Fondo de Innovación Agraria (FIA), la empresaSemAmeris y el Proyecto FONDEF D99I1081. Cabe destacar además, laparticipación de la empresa Sargent Agrícola, que realizó una valiosademostración de maquinaria especializada.Los problemas de establecimiento de los cultivos llevan a revisar las nece-sidades de maquinaria agrícola (Capítulo 7), los problemas de alelopatía(Capítulo 5) y la acumulación de rastrojos en el tiempo (Capítulo 6) ademásde su manejo (Capítulo 4). El problema de plagas y enfermedades se presentaen el Capítulo 9 junto a las necesidades de rotación de los cultivos anuales(Capítulo 8). Un ejemplo del nivel de desarrollo agronómico local de lacero labranza en la IX Región se presenta en el Capítulo 3 junto a los efectos


que se espera de esta práctica sobre el recurso suelo y la productividad delos cultivos (Capitulo 2).Existe la hipótesis que hay un efecto sinérgico entre las prácticas agronómicasde cero labranza, manejo de rastrojos, crecimiento económico, (equidad social)y conservación ambiental ya que al no laborar el suelo y mantener los rastrojossobre éste se evita la erosión y aumenta la productividad del suelo, dismi-nuyendo al mismo tiempo la tasa de contaminación ambiental, particularmentecon CO2

(Acevedo y Silva, 2003). En estado de régimen, los sistemas con cero

labranza y manejo de rastrojos son económicamente más atractivos que aquelloscon labranza tradicional y quema (Acevedo et al., 1998), aspecto que parececorroborarse con antecedentes recientes (Capítulo 10).

LITERATURA CITADA

ACEVEDO, E. y SILVA, P. 2003. Sistema de labranza y sustentabilidad agrícola encultivos anuales. Simiente (En prensa).

ACEVEDO, E., VIOLIC, A. y SILVA, P.1999. La Agricultura del siglo XX y sus desafíosal comenzar el nuevo milenio: el caso de Chile. Simiente 69 (3-4) : 1-20.

ACEVEDO, E., SEPULVEDA, N., CAZANGA, R., Y ARIAS, J. 1998. Evaluacióntécnico-económica del uso de cero labranza y manejo de residuos en cultivostradicionales, en condiciones de secano, para la 8ª Región de Chile: Unasolución ambientalmente sustentable en la producción de cultivos anuales.En: III Encuentro de Economistas Agrarios. Santiago de Chile, 29 y 30 deOctubre de 1998.

CONAMA, 1994. Perfil Ambiental de Chile. Comisión Nacional del Medio Ambiente.569 p.

VLEK,P.,FILLERY,R. and BURFORD,J. 1981.Fate of nitrogen in arid soils. Plant andSoil 58:133-175.

13SISTEMA DE LABRANZA Y PRODUCTIVIDAD DE LOS SUELOS

2

Sistema de Labranza y Productividad de los Suelos

E.ACEVEDO Y E. MARTÍNEZ.Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas, Laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta. Casilla 1004, Santiago, Chile. [email protected]

RESUMEN

En este Capítulo se revisa el efecto de la labranza en las propiedades físi-cas, químicas y biológicas del suelo. La intensificación de la agriculturacon prácticas tradicionales de labranza, que incluyen inversión del suelo,tiene como efecto la disminución de la materia orgánica del suelo.La cerolabranza, con residuos sobre la superficie del suelo, sube el contenido demateria organica de éste afectando positivamente sus propiedades físicas,químicas y biológicas y por lo tanto, su productividad. La labranza tradi-cional con inversión de la capa superficial del suelo, ayuda al control demalezas y formación de una cama de semillas, sin embargo, expone elsuelo a la erosión hídrica y eólica y a la oxidación acelerada (quema) de sumateria orgánica. El balance de carbono del suelo en condiciones de la-branza tradicional resulta negativo. La productividad del suelo aumentao disminuye de acuerdo a su contenido de carbono orgánico.

ABSTRACT

In this Chapter we discuss the effect of tillage on the physical, chemicaland biological properties of the soil.The intensification of agricultureusing traditional crop tillage practices involving the inversion of theupper soil layer, decreases de soil organic matter content. No-tillagepractices, leaving the crop residues on top of the soil, increase the soilorganic matter content positively affecting the soil physical, chemicaland biological properties and the soil productivity. Traditional tillagepractices control weeds and allow seed bed preparation, but they exposethe soil to water and wind erosion and to an accelerated oxidation(burning) of soil organic matter. The carbon balance of the soil undertraditional tillage is seldom positive. The soil productivity increases ordecreases according to its soil organic carbon content.


INTRODUCCIÓN

La labranza es una práctica que facilita labores agrícolas, entre las que destacancontrol de malezas, formación de camas de semillas que lleven a una buenagerminación y establecimiento del cultivo, incorporación de fertilizantes ypesticidas al suelo, incorporación de materia orgánica y residuos del cultivoanterior. La labranza consiste comunmente en la inversión y mullimiento de lacapa superficial del suelo (15-30 cm) a través de araduras y rastrajes que, cuandose operan con una humedad adecuada del suelo, resultan en una disgregacióny mullimiento mejorando las propiedades mecánicas para su posteriorintervención (siembra u otro).Junto con facilitar las labores de siembra, controlar malezas y generar el mullimientodeseado, la labranza tiene algunos efectos no deseados. Expone el suelo a losprincipales agentes erosivos ( agua y viento) y facilita el contacto de los organismosdel suelo con una alta presión parcial de oxígeno (ca 20 kpa ). El movimiento de losgases en medios porosos como el suelo es por difusión. Es un proceso lento que, enbuenas condiciones de aireación, mantiene a una profundidad de 10-20 cm unapresión parcial de oxígeno de ca 10-15 kpa. La labranza aumenta la presión parcialde oxígeno estimulando la actividad de los microorganismos del suelo, los queoxidan la materia orgánica al utilizarla como furente de energía. Así, dos grandesprocesos destructivos se asocian a la labranza con inversión del suelo: erosión yoxidación (quema) de su materia orgánica. Estos dos procesos disminuyen lacapacidad productiva del suelo. El primero de ellos es comunmente apreciado yaque hay ruptura y remoción física del suelo perdiendose parte de la capa superficialy junto con ésta, la materia orgánica y nutrientes. La productividad baja en funcióna la magnitud de suelo removida por erosión ya que son las capas más superficialeslas que tienen la mayor concentración de carbono y de nutrientes.La disminución del C orgánico del suelo después de que es intervenido por elhombre ha sido documentada ampliamente. La Figura 1 muestra la evoluciónde este proceso desde una situación climax de bosque a una situación de cultivointensivo. En un período de 50 años el carbono y nitrógeno del suelo bajanaproximadamente a la mitad.

Figura 1. Evolución del carbono y nitrógeno del suelo en la medida queaumenta la intensidad de uso del suelo (Sierra, 1990)


LABRANZA Y EROSIÓN

La erosión hídrica del suelo y el transporte de sedimentos en un campo dependedel impacto que causa la gota de lluvia en el desprendimiento de las partículasde suelo y de la energía del flujo superficial que contribuye a desprender ytransportar los sedimentos en sentido de la pendiente (Peralta, 1976; Logan,1990). Este proceso depende tanto de la naturaleza del suelo como de la lluviay, específicamente, de la cubierta con plantas o residuos vegetales. La agriculturabasada en cero labranza reduce la erosión eólica e hídrica mediante elimpedimento físico que ejerce la cobertura de residuos de cosecha de lastemporadas anteriores depositados en la superficie del suelo.El arado, usado en los sistemas de labranza tradicionales, aumenta la erosióndel suelo en terrenos ondulados y con pendiente (Lal et al., 1990) mediante unaacción de tipo mecánica inducida por las herramientas de corte del suelo. Estaerosión es conocida como “erosión por labranza” (Torri y Borselli, 2002), dejandoal suelo suceptible a la acción del viento y agua.La erosión del suelo por labranza es proporcional a la pendiente. Torri y Borselli(2002) distinguieron tres fases que explican el movimiento de traslación del suelo:

1. Arrastre, el suelo es transportado en contacto con la herramienta de corte.2. Salto, los terrones de suelo son eyectados por la herramienta de corte yviajan en caída libre bajo el efecto de la gravedad y la velocidad inicial almomento de la eyección.3. Rotación, los terrones rotan – o bien se deslizan – por efecto gravitacional,de resistencia al roce y de velocidad, al término de la fase de salto.

Al remover el suelo, mediante la labranza tradicional (LT), ya sea quemando oincorporando los residuos de la cosecha anterior, se destruyen los agregados naturalesdel suelo quedando particulados y expuestos a los agentes erosivos. En un estudiorealizado en un suelo franco arcilloso, haploxeralf típico, de la VIII Región, Chile, seencontró una relación significativa y positiva entre el grado de cobertura del suelo yla estabilidad de los agregados (Gallegos, 1998). Otros estudios muestran que laestabilidad de los agregados, indicada por el diámetro ponderado medio de los agregados,aumenta al realizar cero labranza y dejar los rastrojos sobre el suelo (Figura 2).

Figura 2. Sistema de labranza (CL = cero labranza y LT = labranzatradicional ) y su efecto en el diámetro ponderado medio de losagregados (Reyes et al., 2002).


LABRANZA Y PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO

El rol de la materia orgánica en la estructuración de las partículas del suelo esampliamente reconocido (Follett y Stewart, 1985). A su vez, la estructura delsuelo afecta su porosidad y por lo tanto, la retención y disponibilidad de aguadel suelo, además de su capacidad de aire. La figura 3 muestra la distribucióndel espacio poroso con diferentes manejos de suelo. Al agregar materia orgánicaal suelo aumentan los poros de mayor diámetro, que retienen el agua con menorenergía siendo de mayor accesibilidad a las plantas. La conductividad hidráulicaa saturación del suelo, es decir, la capacidad del suelo de transmitir agua cuandoestá saturado (velocidad de infiltración estabilizada) aumenta notablemente(Cuadro 1) facilitando la infiltración del agua. Reyes et al (2002) informaron unaumento de la humedad aprovechable de 35% en un mollisol de Chile Centralsometido a manejo de cero labranza por cuatro años. La porosidad total fueligeramente inferior en cero labranza en comparación con el suelo labrado enforma tradicional, sugiriendo un desplazamiento de la curva de la figura 3 haciala izquierda, hacia poros de mayor diámetro. El mayor contenido hídrico delsuelo en cero labranza, por otra parte, aumenta su capacidad calórica (cantidadde calor necesaria para subir su temperatura), por lo que los suelos bajo cerolabranza generalmente son ligeramente más fríos y pueden demorar laemergencia y crecimiento inicial de plantas cultivadas.

Figura 3. Distribución del espacio poroso en suelos con diferentes tiposde manejo (SM = paja más 22 T/ ha de guano con paja incorporadoen el suelo.FB =paja quemada en el otoño después de la cosecha.+N =paja incorporada al suelo + 90 Kg / ha de N ) (Pikul yAllamaras,1986).


Cuadro 1. Conductividad Hidraulica del suelo bajo diferentes sistemas demanejo, tratamientos de acuerdo a la figura 3, C= control (Pikuly Allamaras, 1986).

Tratamiento Superficie Cubierta de Pie de arado Suelo

descubierta rastrojo

KSAT

mm/s

C 1,08 1,97 0,34 1,74

SM 2,24* 3,61 0,85* 1,80

FB 1,52 3,15 0,29 1,76

+N 2,36* 4,15 0,23 1,89

LSD (0,05) 0,89 0,25

* Significativo al 5%

El espacio poroso del suelo se distribuye entre agua y aire en proporciones quedependen del grado de saturación hídrica. La capacidad de aire de los suelos, ocontenido volumétrico de aire cuando el suelo se encuentra a capacidad decampo, generalmente se torna limitante al crecimiento de las plantas cuandodisminuye de un 10% en volumen (Figura 4). La cero labranza aumenta laproporción de poros de mayor diámetro aumentando su capacidad de aire.

Figura 4. Efecto de la capacidad de aire del suelo sobre el rendimiento(Baver y Farnsworth, 1940).

Al aumentar la materia orgánica del suelo disminuye la densidad aparente, ycon ello aumenta la porosidad y disminuye la resistencia a la penetración y alcrecimiento de las raíces de los cultivos (Figura 5) permitiendo una mejorexploración de agua y nutrientes del suelo por las plantas.


Figura 5. Resistencia a la penetración en función de la densidadaparente y humedad del suelo (Singh y Ghildyal, 1977)

LABRANZA Y PROPIEDADES QUÍMICAS DEL SUELO

El principal efecto de la cero labranza sobre las propiedades químicas del sueloestá vinculado al aumento de la materia orgánica (MOS) de éste. La figura 6 muestrael cambio de MOS después de cuatro años de cero labranza en un mollisol de ChileCentral en que se cultiva una rotación trigo-maiz dejando los residuos de cosechasobre el suelo. La mayor acumulación de materia orgánica ocurrió en los primerosdos centímetros del suelo, pero la diferencia fue significativamente superior hastalos cinco centímetros de profundidad entre los tratamientos de manejo.

Figura 6. Sistema de labranza (CL = cero labranza; LT = labranza tradicional)y acumulación de materia orgánica en un alfisol de Chile central(Reyes et al., 2002).

0

Ma

teri

a O

rgá

nic

a (

%)


En los sistemas agrícolas tradicionales los balances de carbono en el suelo songeneralmente negativos (Reicosky et al., 1995 ) ya que comunmente se quemanlos rastrojos de la cosecha anterior y se invierte la superficie del suelo parapreparar la cama de semilla. Los requerimientos de carbono para compensar elefecto, son del orden de 2 a 2,5 T / ha.El Cuadro 2 presenta valores estimados para un balance de carbono que sondel mismo orden de magnitud que observaciones realizadas en campo porRasmussen y Collins, 1991 y Rasmussen y Parton, 1994.

Cuadro 2. Estimación de balance de carbono para sistemas de cerolabranza y labranza tradicional. Cultivo de trigo que produce 3T / ha (Acevedo,E. datos no publicados).

Arado vertedera Cero labranza

(T C / ha)

Ingresos + 1,49 + 1,49

Egresos

Quema - 1,64 0,0

Oxidación M.O. - 2,36 - 0,54

Erosión (10 T/ha) - 0,11 0,0

TOTAL - 2,17 + 0,95

La importancia de la materia orgánica en las propiedades químicas del sueloradica en el aporte directo de nutrientes esenciales como N, P y S y micronutrientespresentes en la materia orgánica, además de aportar coloides que aumentansubstancialmente la capacidad de intercambio catiónico del suelo. Cabemencionar que prácticamente la totalidad del nitrógeno aportado por el sueloa un cultivo proviene de la descomposición de la materia orgánica por lo que,en general, a mayor contenido de materia orgánica en el suelo hay mayordisponibilidad de nitrógeno.

PROPIEDADES BIOLÓGICAS

El cultivo de los suelos no perturbados representa una serie de cambios en laestructura y actividad de la comunidad biológica nativa del suelo (Hendrix etal., 1990). Sin considerar la introducción de sustancias químicas tóxicas, comopesticidas, los cambios en la abundancia y actividad biótica del suelo puedenestar relacionados a cambios en los factores reguladores de ella, comotemperatura, agua y cantidad y distribución de materia orgánica. En los sistemasarables, las fluctuaciones estacionales de las propiedades microbiológicaspueden ser significativas (Petersen et al., 2002).El uso intensivo de herbicidas, por otra parte, puede alterar la fauna delsuelo.Tales cambios en las condiciones del hábitat y disponibilidad de nutrientesreducen la diversidad de especies, pero, en muchos ocasiones puedenincrementar la abundancia de otras.


En un estudio realizado al Este de Washington, USA, durante el cultivo de trigoprimaveral sobre un suelo franco limoso, Petersen et al. (2002) compararon la actividadbiológica del suelo manejado a largo plazo con arado de cincel y CL . El estudioencontró una fuerte asociación entre el N biomásico y las condiciones del suelo,principalmente con la disponibilidad de N. Las condiciones en CL favorecen unamayor relación hongo / bacteria respecto a los sistemas de LT (Hendrix et al ,1990).En estudios realizados en el fundo Chequén, en la VIII Región de Chile, se comparóel efecto de la CL y LT sobre algunas propiedades biológicas del suelo, como seaprecia en los cuadros 3 y 4 (Crovetto, 2002).

Cuadro 3. Recuento microorganismos del suelo en diferentes sistemasde labranza.

Microorganismo Cero Labranza Labranza tradicional

Bacterias aeróbicas viables (±+) (±-)

Bacterias fijadoras de N (+)* (-)

no simbióticas

Bacterias nitritadoras (+) (-)

Bacterias nitratadoras (+) (-)

Hongos viables (±) (±)

Esporas de micorrizas (+) (-)

vesiculo-arbusculares

Levaduras viables (+) (-)*

Algas (±) (±)

Actinomicetes viables (±+) (±-)

(+): mayor, (-): menor, (±): sin diferencias, (±+): tendencia a aumentar, (±-): tendencia a disminuir

*: Más estable durante el año.

Crovetto, 2002.

Cuadro 4. Recuento organismos de la mesofauna del suelo en diferentescondiciones de labranza.

Organismo Cero Labranza Labranza tradicional

Mesofauna total (+) (-)

Insectos (+) (-)

Ácaros (±+)* (±-)

Ciempies (±+) (±-)

Nemátodos (+) (-)

Lombrices (+)** (-)

(+): mayor, (-): menor, (±): sin diferencias, (±+): tendencia a aumentar, (±-): tendencia a disminuir*: Mayor durante el mes de diciembre probablemente debido a la excepcional precipitación de 88 mm.**: Mayor durante el período húmedoCrovetto, 2002.


Hay informes contrapuestos sobre los efectos de la labranza en las lombricesdel suelo (Chan, 2001). Por un lado hay resultados que vinculan la abundanciay diversidad de lombrices con la intensidad de labranza en que la población delombrices disminuye en suelos manejados tradicionalmente, debido a cambiosde las condiciones del suelo que resultan del excesivo laboreo. Por otro lado, sedocumenta un incremento de algunas poblaciones endógenas de lombricesdebido a la mayor disponibilidad alimenticia que se genera al mezclar losresiduos que abundan en superficie.En un suelo aluvial franco arenoso (mollisol) de la zona central de Chile, semidió el número y peso de lombrices en tres situaciones de manejo: LT, CL (3años), y CL (6 años). Los resultados del cuadro 5 muestran que en LT no seregistraron lombrices. Además, la población de lombrices aumentó en formadirecta con el tiempo de incorporación del suelo al sistema de conservación deCL. Estos resultados podrían relacionarse con la mayor disponibilidadalimenticia en los sistemas de conservación y con los mayores contenidos dehumedad en CL (Reyes et al., 2002).

Cuadro 5. Cantidad de lombrices en distintos sistemas de labranza

Sistema de labranza Número Peso seco

(Lombrices ha-1) (kg ha

-1)

Labranza tradicional 0 0

Cero labranza, 3 años. 620.000 28

Cero labranza, 6 años 2.760.000 104

Laboratorio Relación Suelo – Agua – Planta, Universidad de Chile; datos no publicados.

LABRANZA Y BALANCE DE C EN EL SUELO

Se estima que la labranza intensiva ha sido responsable de pérdidas entre 30 y50% de C orgánico del suelo, desde la incorporación de nuevos suelos a sistemasde cultivo tradicionales (Reicosky, 2002). A nivel global se pierden por cultivodel suelo aproximadamente 0,8 GT de C a la atmósfera (Schlesinger, 1990). Laspérdidas de materiales húmicos de los suelos cultivados son superiores a latasa de formación de húmus de los suelos no perturbados, por lo que el suelobajo las condiciones actuales de cultivo es una gran fuente de CO

2 atmosférico,

contribuyendo al calentamiento global por aumento de gases de efectoinvernadero (Kern y Johnson, 1993; Gifford, 1994; Reicosky, 2002).El rol de la agricultura en el secuestro de C no está claramente definido(Schlesinger, 1990). El suelo, sin embargo, es un importante componente en elciclo global del C, actuando como fuente y como reservorio. Entre los diversoscomponentes aéreos y subterráneos, la mayor parte del C almacenado seencuentra en el suelo (Etchevers et al., 2002). El total de C retenido en los


suelos representa dos a tres veces la cantidad de C presente en la atmósferacomo CO2 por lo que los suelos podrían ser un gran sumidero global de C(Gifford, 1994).La conversión hacia sistemas de labranza de conservación aumenta elcontenido de C del suelo al reducir la erosión y la tasa de oxidación de lamateria orgánica (Fortin et al., 1996), reduciendo además las emisiones deCO2 por el menor uso de combustibles fósiles (Kern y Johnson, 1993). Unestudio reciente (West y Post, 2002), indica que en promedio, un cambio deLT a CL podría secuestrar 0,57 ± 0,14 T C ha-1 año.-1 La captura de C estáestrechamente ligada a prácticas agronómicas, las que pueden contribuir amitigar los efectos del cambio climático global (Etchevers et al., 2002).La MOS es el principal componente del suelo que se ve influenciado por elsistema de labranza implementado (Alvarez et al, 1995). El contenido de MOSdisminuye frecuentemente con la intensidad de labranza incrementando losflujos de CO2 desde el suelo hacia la atmósfera (Reicosky et al, 1997). En unvertisol de Texas , USA, Reicosky (1997) comparó el efecto de diferentessistemas de labranza (tradicional, cincel y cero labranza) y diferentes cultivossobre la emisión de CO2, encontrando después de 24 horas los mayores flujosde CO2 en labranza tradicional. Como no encontró relación entre el CO2

acumulado después de labranza y el contenido de N inorgánico, despreció elefecto a corto plazo de la actividad microbiana, señalando que la liberaciónde CO2

en el corto plazo se encuentra más influenciada por un flujo de masa

relacionado con los cambios inducidos en la porosidad después de labrar elsuelo. Aún después de tres meses de efectuados los tratamientos de labranza,las pérdidas de CO2 siguieron afectando mayormente a los suelos manejadoscon sistemas de labranza tradicional (Reicosky, 2002).Una reducción del contenido de MOS puede generar un efecto perjudicial enel medio ambiente debido a que frecuentemente resulta en una disminuciónde la fertilidad, aumento de la erosión, disminución del rendimiento,infiltración de agua, y capacidad de retención de agua del suelo (Reicosky etal., 1997). Para minimizar tal impacto ambiental, se debe disminuir el volumende suelo a disturbar (Reicosky, 2002).

LABRANZA Y CONSUMO DE ENERGÍA

La labranza, junto con la preparación de la cama de semillas, pueden contribuirfuertemente al consumo de energía de los sistemas de producción de cultivos(Lal et al., 1990). El consumo de combustible diesel para el arado usado en lossistemas de labranza tradicional, varía de 60 a 80 litros por hectárea (Lal et al.,1990). La labranza de conservación presenta ahorros significativos en términosenergéticos sin poner en riesgo la productividad (Lal, 1989). Las faenas delabranza y los productos químicos basados en petróleo como fertilizantes ypesticidas son insumos energético - intensivos.En USA la fabricación de fertilizantes, principalmente N, libera casi la mismacantidad de C que la quema de combustibles fósiles empleados en laboresagrícolas –0,076 GT/año– (Kern y Johnson, 1993). Los sistemas de labranza


tradicional son los más intensivos en términos energéticos, mientras quelos sistemas de cero labranza son los menos intensivos. En USA, la cerolabranza gasta cerca de un 45% menos de los requerimientos energéticos(combustible) considerados para en las labores de precosecha que lossistemas de labranza tradicional. En cero labranza se requiere un controlquímico de malezas más intensivo, con lo cual se incurre en un gastoenergético adicional por concepto de herbicidas de un 15% mayor alrequerido en labranza tradicional. Aún así los sistemas de cero y mínimalabranza son más eficientes en términos energéticos que los sistemastradicionales. Con menores niveles de energía los sistemas conservacionistaspueden conseguir aproximadamente los mismos rendimientos que lossistemas tradicionales (Kern y Johnson, 1993).

CAMBIOS EN LA PRODUCTIVIDAD DEL SUELO ASOCIADOS A LA LABRANZA

El efecto de la MOS es decisivo en la regulación de los nutrientes de losecosistemas, lo que se asocia a la producción y descomposición de la biomasay al secuestro, asimilación y emisión atmosférica del CO2

. La cero labranza

promueve la acumulación de MOS, principalmente en los primeros centímetrosdel perfil del suelo (Undurraga, 1990; Salinas 1996; Reyes et al., 2002). El manejode la MOS, incluyendo el uso de los residuos de cosecha y abonos orgánicos,es considerado un factor fundamental debido a sus beneficiosos efectos en lacalidad del suelo, la productividad sustentable del suelo, y su capacidadpotencial para secuestrar C (Rasmussen y Parton, 1994; Rosell, 1999). Aunquela relación entre la MOS y la productividad de cultivos es aceptada pordiferentes investigadores (Moreno et al, 1999), establecer su interdependenciarequiere el análisis de estudios ejecutados bajo condiciones experimentalesdistintas, con escalas diferentes en tiempo, sitio, clima, y en general, ensituaciones ecológicas diversas (Rosell, 1999). Además, pese a la existencia deabundante literatura que documenta los efectos positivos de la MOS sobre laspropiedades del suelo que influencian el desarrollo de los cultivos, existe pocainformación sobre la contribución directa de un aumento de MOS en laproductividad del suelo – cultivo. Bauer y Black (1994), estimaron que para unsuelo franco de las Grandes Planicies en USA que un aumento de 1 T / ha deMOS en los primeros 30 cm del suelo era equivalente a un aumento enproductividad de 15 kg/ha en granos de trigo. La adición de enmiendasorgánicas, sin embargo, aunque puede mejorar la productividad del suelo, noelimina la necesidad de fertilizar, debido a las grandes cantidades de nutrientesque se requieren para obtener un retorno económico.Luchsinger et al. (1979) compararon varios métodos de preparación de suelospara estudiar la respuesta en crecimiento y rendimiento de maíz en un sueloaluvial (Mollisol) de textura franco arcillo arenosa de la zona central de Chile,encontrando una mayor germinación en los tratamientos que no incluíanrotura del suelo. En cero labranza, sin embargo, se observó un menordesarrollo de raíces a los 45 días después de la siembra. En el tratamiento sinlabrar hubo una disminución no significativa en rendimiento - posiblemente


asociada, además, a un insuficiente control de malezas – como tambiénmenores costos de producción.Un Análisis del margen bruto de tres sistemas de labranza en la VIII Región deChile (Cuadro 6), muestra que el mayor costo de inversión requerido para cerolabranza, es compensado con un margen bruto 5,6 veces mayor al sistema delabranza convencional (Salinas, 1996).

Cuadro 6. Análisis del margen bruto para siembras de trigo, bajo tressistemas de labranza. Salinas (1996).

Sistemas Ingreso Costo Margen bruto

(Kg/ha) (kg/ha) (kg/ha)

Convencional 1.500 1.130 370

Mínima labranza 3.000 1.870 1.130

Cero labranza 4.000 1.940 2.060

Salinas (1996), señala que las prácticas de labranza convencionales, que implicanuso intensivo de tractores e implementos agrícolas, producen modificacionesgeneralmente desfavorables desde el punto de vista de la conservación de suelos,que se traducen en: (1) degradación integral del recurso suelo (física, química ybiológicamente); (2) incremento de las superficies con problemas de erosión hídricay (3) paulatina pérdida de productividad de los suelos.

CONSIDERACIONES FINALES

Hay abundante evidencia de carencia de sustentabilidad en los sistemasagrícolas de cultivos anuales en que se realiza labranza con inversión de suelo.El problema se genera por la exposición del suelo a la erosión hídrica y eólica ypor la oxidación de la materia orgánica con la consecuente pérdida de carbonodel suelo. Los balances de carbono en suelos en que se realiza labranzatradicional son negativos. La cero labranza, manteniendo los rastrojos sobre elsuelo, evita la erosión y ayuda a almacenar carbono en el suelo mejorando suspropiedades físicas, químicas y biológicas, aumentando su productividad yhaciendo que el suelo cumpla un rol de almacenamiento de carbono desde elpunto de vista ambiental.Esta práctica agronómica disminuye, además, lasemisiones de CO2 a la atmósfera por menor consumo energético.

AGRADECIMIENTOS

Los autores desean agradecer las sugerencias hechas por la Sra. Paola Silva enla redacción del manuscrito. Parte de este trabajo se realizó con aportes delproyecto FONDEF D99I1081.


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29MANEJO INTEGRADO SUELO - PLANTA Y DESARROLLO SUSTENTABLE

3

Manejo Integrado Suelo - Planta y DesarrolloSustentable de la Agricultura del Sur de Chile(1)

J. L. ROUANET (2, 5), I. PINO(3), H. URIBE(2), A. NARIO (3), P. SCHULLER(4), F. BORIE(5), L.BARRIENTOS(2), A. M PARADA(3) M ALVEAR(5) y M. MERA (2,5).(2) Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Departamento de Recursos Naturales y MedioAmbiente.Casilla 58-D. Temuco, Chile. [email protected] (3) Comisión Chilena de EnergíaNuclear. Unidad de Agricultura.Casilla 188-D. La Reina, Santiago, Chile. [email protected] (4)UniversidadAustral de Chile. Facultad de Ciencias. Instituto de Física. Casilla 567.Valdivia, Chile. [email protected](5)Universidad de La Frontera, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ciencias Químicas.Casilla 54-D. Temuco, Chile [email protected]

RESUMEN

La aplicación por mas de un siglo de sistemas intensivos de producciónde alimentos en el Sur de Chile, basados en la dominancia de cultivosanuales, ha provocado erosión y agotamiento de la fertilidad de los suelosy un creciente uso de fertilizantes para mantener altos rendimientos. Estaintensificación ha significado una reducción paulatina en la rentabilidaddel sector y una intensificación de los procesos de degradación del suelo,sintomático de una baja sustentabilidad. Se informan resultados deinvestigación en intensificación sustentable de manejo integrado suelo-planta mediante la aplicación de técnicas conservacionistas en cultivosanuales, en especial de trigo, dominante en el sistema intensivo tradicionalde producción (inversión de suelo y quema).Se demuestra que es posible la producción de alimentos manteniendo laalta productividad de los cultivos, sin “minar” la estrata superficial delsuelo por erosión, resguardando su contenido de carbono orgánico y man-teniendo su ecosistema biológico.Esto con efectos positivos en la relacióncosto/beneficio, contaminación atmosférica y protección ambiental. En loparticular, se recomienda: manejo de suelo conservacionista con residuospostcosecha sobre su superficie, uso de rotaciones con leguminosas y elec-ción de variedades con mayor eficiencia de uso de nitrógeno provenientede los fertilizantes como normas agronómicas integradas para un desa-rrollo agrícola sustentable.


ABSTRACT

The continuous use of intensive cropping systems in Southern Chile leadto soil degradation, decreased soil fertility, reduced profitability and anincreased environmental damage. These are symptoms of low agriculturalsustainability. In this chapter the research results of a team working onsustainable agricultural intensification through integrated soil-plantmanagement in annual crops system are presented. It is shown that it ispossible to produce food from annual crops, mainly wheat, maintaininghigh crop productivity,conserving the soil biological equilibrium and itsorganic carbon status. The use of conservation tillage managing the soilstraw cover, the use of legume crops as lupine in the crop rotation and theselection of wheat genotypes with a high nitrogen-fertilizer use efficiency,are the individual factors showing positive effects on the cost/benefit ratioand the environmental quality. These must be jointly adopted in analternative cropping system in order to promote a sustainable agriculturaldevelopment in Southern Chile.

INTRODUCCIÓN

La agricultura en las principales regiones agrícolas del Sur de Chile se hacaracterizado por la aplicación continua, por más de un siglo, de un sistema deagricultura intensiva. Esta situación ha provocado erosión y agotamiento de lafertilidad de los suelos, degradación de la vegetación pastoral y comoconsecuencia, bajos niveles de productividad en el estrato de agricultorespequeños e indígenas, y reducida rentabilidad agrícola en el estrato deagricultores empresariales.Con un alto precio de la tierra y un alto costo de oportunidad los requerimientosde eficiencia del sector de producción agrícola han aumentado. Si, además, setienen precios de productos no favorables, como lo es en la actualidad, se hacenecesario intensificar las técnicas de producción en los sistemas de producciónde forma de obtener altos rendimientos en forma consistente para pagar lainversión. Se ha intensificado el uso del suelo sin un manejo conservacionista,y se usan altas dosis de nitrógeno y fósforo en los sistemas de producción paraaumentar su productividad. La intensificación de los sistemas de producciónha significado un aumento en el uso del suelo con dominancia de rotaciones“cortas” basadas en cultivos anuales y ausencia de leguminosas de grano. Seobserva degradación del ambiente, síntoma de baja sustentabilidad, arriesgandola oferta de alimento en un sistema en que la demanda va en aumento.Se ha argumentado y documentado mundialmente durante las dos últimasdécadas sobre la necesidad de alcanzar una práctica masiva de agriculturasustentable. Sin embargo, las publicaciones especializadas han sido precavidaspuesto que los sistemas de producción agrícola sustentables a veces no son“deseables” para algunos productores y para el sector de agronegocios. En elcaso de Chile y en especial de la Zona Sur, en la que se concentra el 70% de lasuperficie dedicada a la producción de especies agrícolas que definen la dieta


diaria de la población es imposible un crecimiento económico de la agriculturaproduciendo alimentos con las prácticas actuales sin dañar “las capacidades deregeneración y de asimilación del ecosistema” (Lal et al., 1998).En este capítulo se informan resultados de intensificación sustentable de manejointegrado suelo-planta, mediante la aplicación de técnicas conservacionistasen cultivos anuales, en especial de trigo, dominante en el sistema intensivotradicional de producción (inversión de suelo y quema).

ANTECEDENTES EXPERIMENTALES

Las investigaciones fueron realizadas por un grupo interdisciplinario endiferentes proyectos (FONDECYT, OIEA ,ARCAL, CHI’s y DIUFRO) en el áreadel Secano Interior de la IX Región de Chile. La región se caracteriza por ladominancia de suelos Ultisol (Typic Hapludult), derivados de rocas volcánicasandesíticas, basálticas y cenizas volcánicas; de textura franco arcillo limosa conalto contenido de arcilla (>50%) en su perfil y Alfisoles derivados de materialintrusivo rico en cuarzo, granito o diorita cuarzosa; de textura franco arcilloarenosa (Fajardo, 1976). Esta área agroecológica posee clima mediterráneo consequía estival y alta concentración de pluviometria en otoño-invierno.Se usaron suelos de cinco localidades: un suelo transicional, y un Andisol serieVilcún ambos en General López (Carillanca), un Ultisol (Hapludult) en Pumalal,Nueva Imperial, Ultisol (Palhumult) en Tromén, y un Alfisol serie Cauquenes,en Los Sauces de la IX Región.En otoño el suelo permanece en barbecho para las siembras invernales conmanejo tradicional, esto es, con eliminación de los rastrojos mediante el uso delfuego y posterior inversión. Lluvias de hasta 400 mm entre los meses de abril ajunio, sobre suelo desnudo, generan alto nivel de erosión. Los sistemas de manejode suelo que han sido utilizados en estas investigaciones son cero labranza yquema de residuos (CL+Q), cero labranza sin quema de residuos (CL-Q), ysistema tradicional con inversión del suelo y quema de residuos (TRAD). Encada tratamiento se establecieron 2 rotaciones, lupino-trigo-avena y trigo-lupino-trigo, durante tres temporadas consecutivas 1997/1998, 1998/1999 y 1999/2000en Nueva Imperial y Los Sauces y las rotaciones lupino-trigo y avena-trigo enel sitio Pumalal. En el sitio Carillanca se ha utilizado una rotación de pradera-pradera-avena-lupino-trigo desde 1995/1996 a 2000/2001 en el que se agregóel manejo mínima labor (ML), una pasada de arado cincel, TRAD con quemade residuos (TRAD+Q) y TRAD sin quema de residuos, incorporados al suelo(TRAD-Q). En general se utilizó una fertilización con N-P-K, de acuerdo a larecomendación del servicio de análisis de suelo de INIA Carillanca.Se utilizaron técnicas isotópicas con 15N para la evaluación de los balances denitrógeno (Rennie y Paul, 1971; Hauck y Bremner, 1976; Zapata, 1990 e IAEA,2001), y 137Cs, para la estimación de las tasas netas y medias de erosión (Schulleret al., 2000; Schuller et al., 2002). En los sitios de Nueva Imperial y Pumalal, seusó una dosis de 150 Kg N ha-1, en forma de Urea, marcada con 15 N, 10% at.exc.En la determinación de la eficiencia agronómica de uso de N, en genotipos de


trigo se utilizó una dosis de 160 Kg N ha-1, en forma de Sulfato de Amonio,marcado con 15 N. 10% at. exc.Para el sitio de Tromén se adicionó materia orgánica en forma de compost a unsuelo sometido a diferentes grados de intervención agrícola: pradera degradadasin adición de materia orgánica, cultivos anuales de baja tecnología con 10 Mgha

--1 año-1 de materia orgánica, cultivos anuales dispuestos en terraza con 15

Mg ha-1 año-1 de materia orgánica y huerto de especies hortícolas anuales con30 Mg ha-1 año-1

de compost.

La fijación biológica de nitrógeno se determinó mediante el método de Danso etal. (1988), utilizando la relación: %Ndffix= (1- (%Ndfffix/%Ndffnfix)*100); donde%Ndfffix y %Ndffnfix son el porcentaje de nitrógeno derivado del fertilizantedel cultivo fijador (lupino) y cultivo no fijador (Avena sativa L).En muestras de suelo y planta se determinó N Total (digestión Kjeldahl) y 15N(espectrometría de emisión). Se determinó C y N de la biomasa microbiana através de la técnica de fumigación y extracción (Amato y Ladd, 1988; Brookes etal.,1985).Se determinó fosfatasa, b-glucosidasa y arilsulfatasa, mediante el p-nitrofenol liberado espectrofotométricamente a 400nm (Tabatabai y Bremner,1969; Eizavi y Tabatabai, 1988; Tabatai y Bremner, 1970). Las muestras seincubaron en presencia de un buffer adecuado a una temperatura dada por unperíodo de tiempo dado, y luego fueron filtradas. En caso de fosfatasa se tomó1 g de suelo en buffer MUB pH 5,5 más el p-nitrofenil fosfato. Se incubó a 20ºCpor una hora. En el caso de dehidrogenasa se procedió a incubar con un sustratoque como producto genera el rojo de formazán, el cual también fue determinadoespectrofotométricamente (Casida et al., 1964).Se determinó hifas totales (activas e inactivas) de micorrizas por la metodologíapropuesta por Kabir et al. (1997), Miller y Jastrow (1998) y Newman (1966). Elnúmero de esporas se determinó por una modificación del método de tamizadoy decantado de Gerdermann y Nicholson (1963). Para la colonización de raícesse usó el método propuesto por Philips y Hayman (1970), modificado por Koskey Gemma (1989).La materia orgánica se determinó mediante el método redox de Walkley y Blackmodificado, citado por Ojeda (1996). El fraccionamiento orgánico del fósforo serealizó mediante el método de Stewart y Oades (1979).En las determinaciones de la densidad aparente, resistencia a la penetración delsuelo, y la infiltración del mismo se utilizaron las técnicas del penetrómetro de cono(Jerez, 1994) y del doble cilindro infiltrómetro (Jara et al., 1987), respectivamente.

CARACTERÍSTICAS DEL SUELO

Contenido de humedad del suelo

El efecto del manejo de suelo sobre el contenido de humedad del suelo se expresamediante el uso del índice de Humedad Volumétrica, Iq, asociado a la caídapluviométrica en un suelo Ultisol en Nueva Imperial. El Iq igual a 1,00


corresponde al Contenido de Humedad Volumétrico (qv) promedio demediciones en estratas de 0-20, 20-40, 40-60, 60-80 y 80-100 cm y equivale a un(qv) de 44,42 % ó a una lámina de agua de 87,57 mm (Uribe y Rouanet, 2002).Los resultados indican que la media de Iq

en suelo con cultivo de trigo manejado

en cero labranza sin quema de residuos (CL-Q) es significativamente mayor(p≤0.05) que en los otros sistemas de manejo del suelo (Cuadro 1). Se encontróun efecto sobre el Contenido de Humedad Volumétrico (qv) con la profundidaddel suelo. La información señala que hasta los 40 cm en el tratamiento CL – Q, elíndice Iq fue significativamente mayor (p≤0.05) que en los otros sistemas demanejo. Entre 40 y 80 cm sólo se presentaron diferencias significativas en elalmacenamiento de humedad entre CL – Q y TRAD. No fueron diferentes CL – Qy CL + Q, ni CL + Q y TRAD. Bajo los 80 cm todos los tratamientos se comportaronigual en relación con su capacidad para retener humedad.

Cuadro 1. Comparación de medias del índice de humedad entretratamientos de labranza, para cada profundidad (cm).

Tratamiento Media de I0 por profundidad

0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 Total

Cero Labranza 0,910ª 1,000ª 0,964ª 1,084ª 1,116ª 1,015ª

sin Quema

Labranza Tradicional 0,880b 0,974b 0,939b 1,055b 1,104ª 0,990b

Cero Labranza 0,878b 0,962b 0,949ab 1,073ab 1,117a 0,996b

con Quema

Esta diferencia fue más notable en un año con desbalance hídrico temprano ymenor pluviometría, como en la temporada 1998 – 1999 con 647 mm de caídapluviométrica y 508 mm acumulados en el período comprendido entre siembray cosecha. En una temporada “normal” en cuanto a balance hídrico, como latemporada 1999 – 2000 con 1.054 mm de caída pluviométrica y 876,5 mmacumulados entre siembra y cosecha, Iq presentó una diferencia signifi-cativamente (p≤0.05) entre CL – Q y TRAD, pero no entre CL – Q y CL + Q, nientre CL + Q y TRAD.Los resultados indican que, desde el punto de vista de almacenamiento de aguaen el perfil de suelo, se observa un efecto positivo de los sistemas conserva-cionistas, especialmente si se mantienen sobre el suelo residuos postcosecha,principalmente desde el período fenológico encañado-espigadura en adelante,cuando la precipitación es menor y los requerimientos de agua del cultivoaumentan (Cuadro 2). En CL-Q los niveles de humedad en la zona superficial,hasta los 40 cm de profundidad fueron mayores en relación con las técnicas delabranza convencionales y CL + Q. En situación de precipitación baja indica que,en el caso de conservar cobertura sobre el suelo, se produjo un aumento sig-nificativo en el nivel de humedad en las estratas superficiales. En un año deprecipitación normal los tratamientos conservacionistas con y sin quema nopresentan diferencia de nivel de humedad con respecto al sistema TRAD.


Cuadro 2. Comparación de medias del índice de humedad entre tratamientosde labranza, por período fenológico en el cultivo de trigo.

Tratamiento Media de I0 por período considerado

Siembra- Encañado- Espigadura-

encañado espigadura cosecha

Cero Labranza sin Quema 1,061ª 1,023ª 0,963ª

Labranza Tradicional 1,036b 0,998 b 0,938b

Cero Labranza con Quema 1,046ªb 1,001 b 0,941b

Infiltración de agua en el perfil del suelo

Tras un corto período de aplicación de sistemas de manejo de suelo sin inversióny con manejo de la cobertura vegetal de residuos post-cosecha aumentó lavelocidad inicial de infiltración (VI) de los suelos, mejorando su capacidad paraabsorber agua y disminuyendo el escurrimiento superficial, principal fenómenoque provoca la pérdida de suelo por erosión hídrica.En pruebas de infiltración realizadas después del período de un año de utilizadoslos tratamientos coberturas de suelo, y posterior a la cosecha de trigo en un sueloUltisol, los resultados fueron significativamente diferentes entre parcelas sincubierta vegetal durante el período de barbecho (enero-mayo), y aquellas conavena y lupino como abono verde y retención de paja de trigo (Figuras 1, 2). Latécnica de abono verde consiste en cortar y dejar sobre la superficie del suelo lasespecies en estado de floración en el mes de noviembre-diciembre, en este casolupino y avena. La permanencia de esta cubierta sobre el suelo tiene, entre otros,el objetivo de proteger el suelo de la energía de las lluvias de inicio del otoño y suefecto erosivo hasta que el próximo cultivo de la rotación cubra la superficie delsuelo. La paja, subproducto de la cosecha de grano permanece sobre el sueloentre enero a mayo y cumple con el mismo objetivo.Se observó que la infiltración acumulada o agua que ha penetrado en el perfildel suelo es similar entre tratamientos, aunque menor en suelo sin cubiertavegetal. La infiltración inicial del suelo aumentó en el tratamiento con coberturavegetal mantenida en el período de barbecho, y consecuentemente la capacidadde absorber agua a una velocidad mayor, aspecto fundamental de pérdida desuelo por escurrimiento. Este aspecto es especialmente importante en estadosiniciales del ciclo de crecimiento de cultivos de invierno, período en el cual elárea foliar es baja y por consiguiente la cobertura del suelo escasa, y en el quese presentan las mayores intensidades de lluvia. Estos experimentos fueronrealizados para demostrar que la velocidad de infiltración inicial es menor enel suelo que permanece descubierto en el período de barbecho en relación a laobservada en el suelo que mantiene diferentes tipos de cubiertas vegetales enel mismo período, lo que posiblemente de deba a los cambios que pudoexperimentar la porosidad del suelo, datos que no fueron determinados.


Figura 1. Velocidad de inflitración e infiltración acumulada en suelo Ultisolsin cubierta vegetal. Imperial

Figura 2. Velocidad de infiltración e infiltración acumulada en sueloUltisol con lupino abono verde. Imperial

Densidad aparente del suelo

En suelos Ultisol y Alfisol, se observó que tras un un año después de mantenercubierta vegetal permanente, la densidad aparente (Da) disminuyó respecto aun suelo sin cubierta vegetal (Cuadro 3) en la estrata 0-20 cm de profundidad.La cubierta tipo abono verde de cereales presentó los mayores valores dereducción de este índice de calidad del suelo. No se observó el mismo efectocon abono verde de lupino, especie que tiene un bajo nivel de cobertura delsuelo a diferencia de los cereales. Se observó además que la Da del suelo Ultisol(Metrenco) fue menor que la Da de un suelo Alfisol (Lumaco). En la medidaque la Da disminuye, aumenta la porosidad del suelo y la VI, mejora lapenetración de raíces y la absorción de nutrientes por las plantas (Lal, 1995a).


Estos resultados han sido coincidentes con los indicadores de mejor calidad delsuelo Ultisol, su mayor potencial del crecimiento de los vegetales, como asimismoel rápido efecto de las cubiertas vegetales, especialmente abonos verdes. Por suparte, la disminución de la Da, como índice del mejoramiento de la estructuradel suelo, puede a su vez explicar la mayor velocidad inicial de infiltración quese observó al usar abonos verdes o residuos post-cosecha sobre el suelo.

Cuadro 3. Densidad aparente (g cm-3) del suelo (0-20 cm) y su variacióndespués de un año de manejo de distintas cubiertas vegetales(1) respecto a la parcela Testigo (2) sin cubierta vegetal.

IMPERIAL (Ultisol) LUMACO (Alfisol)

Da (g cm-3) % variación (1) Da (g cm-3) % variación (1)

TESTIGO (2) 1,37 1,48

Avena paja 1,28 -18,4 1,34 -9,4

Trigo paja 1,25 -20,3 1,38 -6,7

Lupino paja 1,31 -16,5 1,40 -5,4

Avena ABV 1,24 -21,1 1,30 -12,1

Trigo ABV 1,23 -21,6 1,32 -10,8

Lupino ABV 1,36 -13,3 1,34 -1,4

Resistencia a la penetración

Los cambios en la densidad aparente del suelo y de su resistencia a la penetración,medida esta última con un penetrómetro de cono, como índices del mejoramientode la estructura del suelo pueden explicar los cambios en la velocidad inicial deinfiltración (Lal, 1995b). En la Figura 3 se observa que después de una temporada(un año) de uso de cobertura de suelo permanente durante el período de barbecho,como abonos verdes o pajas sobre el suelo, disminuyó la resistencia a lapenetración del suelo en la estrata 0-20 cm en comparación a la presentada por elmismo suelo (testigo) que permaneció sin cobertura en el mismo período.

Figura 3. Resistencia a la penetración (kg cm-2) medida con penetrómetroen suelo Ultisol con diferentes cubiertas vegetales desde siembra(mayo) (testigo, sin cubiertas) hasta post-barbecho año siguiente(0-20 cm). Imperial. a = avena, t = trigo, abv = abono verde.


Erosión

El uso de cobertura vegetal sobre el suelo, en especial la mantención de residuospost-cosecha, disminuyó las pérdidas de suelo por erosión en suelos Ultisolescon 10% de pendiente, de 16,7 Mg ha-1 año-1 en condiciones de manejo TRAD a2,4 Mg ha-1 año-1 (Gaete et al., 1999) obtenida en condiciones de manejo con CL-Q.Ultimamente, la aplicación de la técnica del

137Cs ha permitido, aparte de entregar

la distribución espacial de redistribución de suelo, discriminar entre tasas mediasde erosión y sedimentación de acuerdo al tipo de explotación (rotación anualde cultivos o pradera) y manejo (baja o alta tecnología) a que ha sido sometidoel suelo (Schuller et al., 2000; Schuller et al., 2002). En el Cuadro 4 se observanlos resultados obtenidos por Schuller et al., (2000) y Schuller et al. (2002)utilizando este método en un Palehumult, en cuatro sitios sometidos aexplotación y manejo contrastantes: (A) sitio pequeño agricultor, bajo gradotecnológico, con cultivos anuales en rotación (manejo de subsistencia) (B) sitioagricultor empresarial, tecnificado, con cultivos anuales en rotación (manejotradicional tecnificado) (C) sitio pequeño agricultor con pradera de rotaciónlarga (manejo de subsistencia) y (D) sitio agricultor empresarial, tecnificado,con pradera de rotación larga (manejo tecnificado).

La tasa media de erosión fue mayor en los dos sitios sometidos a rotación anualde cultivos que en las praderas, ya que en éstas, y en especial en las praderas derotación larga, se mantuvo una cobertura mayor de la superficie del suelo, encomparación a los sitios cultivados anualmente. El barbecho y el manejo de losfactores agronómicos (fertilización, rotación, época de siembra, control deenfermedades foliares, etc.), que influyen en el grado de cobertura del suelodurante el crecimiento de los cultivos, determinan a la vez variación en la tasaneta de erosión. Es por lo anterior que en cultivos con manejo tecnificado tanto

Cuadro 4. Tasas de redistribución de un suelo Palehumult (Ultisol), IXRegión

Sitio A B C D

Zona erosionada:

Tasa media de erosión (kg m-2 a-1) 1,27 0,93 0,27 0,29

Fracción del área (%) 74,1 55,6 51,3 25,0

Zona de sedimentación:

Tasa media de sedimentación (kg m-2 a-1) 0,73 0,87 0,98 0,68

Fracción del área (%) 25,9 44,4 48,7 75,0

Área total:

Tasa neta de erosión (kg m-2 a-1) 0.75 0.13

Tasa neta de sedimentación (kg m-2 a-1) 0.34 0.44


la tasa media como la neta de erosión fueron menores a las observadas en elsitio con manejo de subsistencia. No se apreció una diferencia entre las tasasmedias de erosión en la pradera de manejo de subsistencia con respecto a la demanejo tecnificado. Sin embargo, en esta última el área afectada por erosiónfue menor. Ello se debe a que en la pradera de manejo de subsistencia pastanlos animales durante todo el año (menor cobertura) y además disturban el suelopor pisoteo, especialmente durante los períodos de mayor precipitación.

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS-BIOLÓGICAS DEL SUELO

Tamaño de la población microbiana del suelo

El tamaño de la biomasa edáfica (microorganismos del suelo,bacterias, hongosy actinomycetes) se modifica como producto del manejo conservacionista y esesta biomasa la que en definitiva define los flujos en los ciclos de nutrientes ysu concentración en la solución de la rizósfera (Carter, 1992; Doran, 1980). Enun suelo Ultisol (Imperial) y Alfisol (Lumaco) de la IX región, ubicados en elárea de erosión más intensa, se midió la variación del tamaño y composición dela población microbiana del suelo.En cada sitio se mantuvo el suelo con cultivode avena más residuo como abono verde y suelo desnudo entre abril a mayodel año siguiente. En este corto período fue posible observar un efecto de lacubierta vegetal sobre el suelo, en este caso cubierta de avena creciendo, sobrela dinámica de la biomasa edáfica en ambas localidades.El tamaño de la población microbiana en el suelo, expresado como número debacterias y actinomycetes, fue significativamente mayor en suelos quemantuvieron una cubierta vegetal permanente, que en suelos que permanecieronsin cobertura durante el ciclo agrícola (Cuadro 5). Este hecho indica que ensuelos degradados el potencial de la biomasa edáfica es expresado en cortotiempo al practicar la incorporación de la práctica de abono verde o dejarresiduos post-cosecha en el período de barbecho. Es importante recalcar que enambas localidades y en especial en un suelo muy degradado como es el caso deLumaco, a pesar que existe una limitante hídrica desde fines de agosto paraque los microorganismos expresen todo su potencial de crecimiento y actividad,el número de bacterias y actinomycetes presentó un nivel de su poblaciónsignificativamente superior debido al efecto de la cubierta vegetal -avena- comoabono verde. Los cambios en el tamaño de la biomasa edáfica son un “avisotemprano” de cambios en la calidad de un suelo debido a la incorporación deresiduos, y esta respuesta es más rápida que los cambios en el contenido demateria orgánica.


Cuadro 5. Variación del tamaño de la biomasa edáfica (N° de microorganismos/ g.s.s.), en suelos de Imperial y Lumaco para tratamiento sin cu-bierta vegetal y con cubierta vegetal, avena abono verde.

SUELO SIN CUBIERTA SUELO CUBIERTO

(AVENA)

IMPERIAL N°/g.s.s.

HONGOS 2,8 x 105 3,5 x 105

BACTERIAS 4,0 x 107 1,2 x 108

ACTINOMYCETES 3,3 x 107 9,5 x 107

BIOMASA TOTAL 7,3 x 107 2,2 x 108

LUMACO N°/g.s.s.

HONGOS 2,6 x 105 2,1 x 105

BACTERIAS 4,6 x 106 7,7 x 106

ACTINOMYCETES 1,8 x 106 5,9 x 106

BIOMASA TOTAL 6,7 x 106 1,4 x 107

Actividad de la biomasa microbiana del suelo

La actividad biológica de los suelos es fundamental para la solubilización,movilización y disponibilidad de los nutrientes (Borie et al., 1999). La actividadbiológica general incluye parámetros bioquímicos como carbono y nitrógeno de labiomasa microbiana y actividad dehidrogenasa. La actividad biológica específicaestá determinada por enzimas fosfatasa, ß-glucosidasa, arilsulfatasa y ureasa queparticipan en los ciclos de nutrientes como fósforo, carbono, azufre y nitrógenorespectivamente. Estas enzimas muestran una rápida respuesta frente a los cambiostemporales del suelo generados por factores medioamentales y de manejo (Dick etal.,1988; Doran y Parkin,1994; Rivero, 1999). La disminución de la adición de carbonoorgánico al suelo puede reducir las actividades específicas (Ajwa et al.,1999).

N y C biomásico y relación C/N del suelo.La aplicación incremental de 0-10-15-30 Mg ha-1 año-1 de materia orgánica en forma de compost durante un períodode 10 años influyó en el aumento de la actividad biológica en un suelo mantenidocon diferentes grados de intervención agrícola. La actividad biológica se midiócomo contenido de carbono biomásico y N biomásico en los primeros 10 cm deprofundidad del suelo Metrenco, localidad de Tromén (Cuadro 6) (Pérez, 2001).En el mismo suelo Ultisol, en la localidad de Nueva Imperial, al cambiar elmanejo de suelo tradicional a conservacionista, en dos rotaciones de tres años,se observó una variación en el contenido de C y N microbiano en la estratasuperior del suelo (0- 5 cm). Los datos del Cuadro 7, indican que el contenidode C y N microbiano de este suelo varió muy estrechamente alrededor de 270 y48 Kg ha-1 de C y N, respectivamente, con mínima variación entre los tratamientosde rotación y entre cultivos en las diferentes rotaciones (Cuadro 7).


Cuadro 6. Variación del contenido de C y N biomásico en primavera, ensuelo Ultisol, sometido a diferentes grados de intervención y dosisde MO (compost Mg ha-1 a-1), 0-10 cm profundidad.

Uso de suelo / dosis MO PD-0 CE-10 T-15 H-30

C biomásico

(mg C/k s.s)

Primavera (octubre) 142 438 445 829

N biomásico

ug N/g s.s.

Primavera (octubre) 12,9 60,1 78,2 88,4

Cuadro 7. Contenido de C y N microbiano (k ha-1) de un Ultisol (0-5 cm) bajodos sistemas de rotación de cultivos y tres sistemas de manejode suelos durante tres años de cultivo (1997,1998 y 1999), en laIX región de Chile.

Sistema 1997 1998 1999 Promedio

De manejo Lupino Trigo Avena

De suelo C N C/N C N C/N C N C/N C N C/N

CL+Q 213 49 4,4 260 27 9,6 290 53 5,4 254 43 5,9

CL-Q 241 43 5,7 218 31 7,2 305 39 7,9 254 37 6,8

TRAD 253 42 5,9 216 26 8,3 302 30 10,1 257 33 7,8

Trigo Lupino Trigo Promedio

CL+Q 210 39 5,4 240 26 9,4 284 54 5,3 244 39 6,2

CL-Q 262 52 5,1 247 43 5,8 309 48 6,4 273 48 5,7

TRAD 240 43 5,6 211 30 7,0 322 29 11,1 258 34 7,6

Manejo de suelo y sistemas enzimáticos. En el suelo Metrenco de lalocalidad de Nueva Imperial, en un cultivo de trigo antecedido por lupino,hubo un menor contenido tanto de C y N biomásico en los primeros 20 cmde profundidad en TRAD, tanto en invierno (agosto) como en verano (finesde diciembre), respecto a los presentados en cero labranza con quema deresiduos o manejándolo sobre el suelo. Paralelamente hubo una disminuciónde la actividad dehidrogenasa en ambas épocas muestreadas (Rosas, 2001).Esta enzima es un índice de la actividad microbiana total del suelo y presentavariaciones estacionales en todos los sistemas de manejo de suelo debidoprobablemente a la temperatura del suelo, favoreciendo esta actividad másen verano (García-Alvarez e Ibañez, 1994).En situación similar de suelo y rotaciones, los parámetros específicos del suelomedidos como la actividad de las enzimas fosfatasa, ß-glucosidasa y arilsulfatasadurante el invierno indicaron un aumento en la actividad de microorganismos enla medida que disminuyó el movimiento de suelo (inversión) y aumentó el gradode cobertura con residuos post-cosecha sobre el suelo, esto es en CL-Q (Rosas, 2001).


Cuadro 8. Actividad biológica en dos temporadas (0-20cm), en sueloUltisol, Imperial, en diferentes sistemas de manejo de suelo, encultivo de trigo.

Epoca Manejo CBiomasa N Actividad Actividad Actividad Actividad

Del año Suelo (mgC/Kg) Biomasa Dehidroge- Ácido ß Arilsulfatasa

(µgN/g) nasa fosfomono glucosidasa µmolPNF/gh

(µg RF/g) -esterasa µmolPNF/gh

µmolPNF/gh

Agosto Cl+Q 443,2ª 78,9a 211,2a 3,8ª 0,4b 0,12ª

CL-Q 412,2b 78,3a 143,1b 3,6ª 0,4b 0,10c

TRAD 295,9c 53,8b 67,0c 2,7b 2,1a 0,11b

Diciembre CL+Q 226,9ª 78,0b 361,2b 4,6b 0,8b 0,12b

CL-Q 159,3b 85,2a 388,4a 6,1ª 1,2a 0,14ª

TRAD 257,8ª 55,7c 349,9c 3,7c 0,9b 0,12b

La actividad fosfatasa, que participa en la mineralización del fósforo, presentóvalores mayores tanto en CL+Q como en CL-Q, en relación con TRAD, tanto eninvierno como en verano (fines de diciembre). Los valores fueron mayores enverano, similares a los encontrado por Ojeda (1996). La variación estacional deesta enzima podría estar relacionada con el ciclo de mineralización del C delsuelo, aumentando hacia el verano debido a un aumento de la mineralizacióndel C, indicado además por el aumento de la actividad de la ß-glucosidasa(Deng y Tabatabai, 1996) en los tratamientos sin inversión del suelo. Esta últimapertenece al grupo de enzimas que catalizan la conversión hidrolítica de celulosaa glucosa, es menor en TRAD en verano indicando que hay menor biomasa,medida como Cbiomasa.La actividad arisulfatasa, que cataliza la hidrólisis de sulfato orgánico, presentavalores menores en suelo con sistema TRAD en comparación al suelo bajo CL.(Bandick y Dick, 1999). Este aumento se correlaciona con el contenido de C delsuelo (Dick et al, 1988) y con el contenido de éster sulfatos, sustrato de estaenzima, en los residuos post-cosecha.

Biomasa microbiana y nutrientes del suelo

La micorrización expresada en micelio total, número de esporas y porcentajede micelio activo, experimenta también rápidos cambios al variar el manejo delsuelo y residuos post-cosecha. En situación de cero labranza sin quema deresiduos, estos índices presentan valores más altos que en manejo convencional,en el que se han eliminados los residuos por quema, permaneciendo el suelodesnudo durante el período de barbecho. Estos resultados se presentan en elCuadro 9 para el suelo Ultisol, localidad Pumalal, bajo cultivo de avena y delupino. (Borie et al., 2002).


Cuadro 9. Micorrización y algunas características químicas de un sueloUltisol (0-10 cm), en dos sistemas de manejo de suelo y en dosespecies agrícolas. Ultisol, localidad Pumalal.

ManejoCultivo Mic.Total Mic.Act. % mic act. Esporas pH MO P disp P total

AM AM AM

Suelo m g-1 Nº 100 d-1 % mg kg-1 mg kg-1

CL-Q Avena 13,10 4,56 33,20 690 5,79 9,0 21,6 2.482

Lupino 13,38 4,82 33,80 465 5,46 9,7 22,2 2.566

TRAD Avena 15,15 2,45 16,10 492 5,60 9,1 17,6 2.317

Lupino 11,86 2,10 18,70 379 5,50 9,1 15,1 2.203

No obstante el corto período de haber sometido el suelo a manejos contrastados,hubo diferencias en micorrizas y en algunas propiedades químicas del suelo comola disponibilidad de fósforo y el pH en la estrata 0-10 cm de profundidad. No esaún evidente el cambio en materia orgánica un año después del período detransición en el manejo del suelo, de inversión y quema de residuos post-cosechaal sistema de no inversión y manejo de éstos sobre la superficie.Similares cambios en micorrización se observaron en un suelo transicional,localidad Carillanca, en un experimento con una rotación de 5 años y sistemasde manejo de suelo establecidos desde 1997. Estos cambios fueron estudiadosen el período después de la cosecha de trigo (DCT) y seis meses después de lasiembra de una pradera (DSP) (Cuadros 10 y 11). Los índices de micorrizaciónaumentaron en la medida que el suelo fue manejado con menor grado deinversión y al dejar residuos post-cosecha sobre la superficie.

Cuadro 10. Efecto de cuatro sistemas de manejo de suelo en los propágulosde micorrizas de un suelo Ultisol, después cosecha trigo (DCT) y6 meses después siembra pradera (DSP).

ML: Mínima labranza; TRAD-Q tradicional sin quema de residuo; TRAD+Q, tradicional con quemade residuos

En el mismo experimento se observó que con posterioridad a la cosecha detrigo se presentó, además de cambios en algunas propiedades químicas delsuelo, una movilización de P desde formas menos lábiles a formas más lábiles


y P disponible inorgánico al variar el manejo del suelo en los primeros 10 cm deprofundidad.

Cuadro 11. Efecto de cuatro sistemas de manejo de suelo en los propágulosde micorrizas en un suelo Ultisol (después cosecha trigo-6 mesesdespués siembra pradera).

ML: Mínima labranza; TRAD-Q tradicional sin quema de residuo; TRAD+Q, tradicional con quemade residuos.

En la línea de estudios de los efectos del manejo de residuos post-cosecha en lamicorrización del suelo se ha observado, en condiciones de macetas, que laconservación de residuos sobre la superficie del suelo aumenta la biomasa delcultivo de trigo, así como la concentración de Cu, Zn, K y Al. Aunque no tanmarcada, la concentración de P, Ca y Mg, también experimenta aumento. Otrosbeneficios de la conservación de los residuos de lupino y trigo, son el aumentodel pH en el rango 5,5-6,0 (Redel, 2001; Borie et al., 2002).Con el fin de precisar los cambios en el perfil del suelo con los diferentes tiposde manejo se realizó un estudio de relaciones entre el estado nutricional yvariaciones de la biomasa del suelo en la profundidad 0-5 cm. Se usó una dosisde N de 150 Kg ha-1, que es la dosis más cercana a la modal aplicada por losagricultores, en un experimento de una rotación avena-lupino-trigo, bajo CL+Q,CL-Q y TRAD. El aumento del tamaño de la biomasa microbiana del sueloestuvo asociado al aumento, en particular, del número de bacterias del suelo.Este hecho mostró una relación positiva con el aumento en la concentración defósforo total y disponible en la solución del suelo, debido a una asociación deeste P a las fracciones orgánicas más estables (Weil et al., 1988). Una altaproporción de este P es fácilmente hidrolizable, lo que queda demostrado porel aumento de éste asociado al ácido fúlvico. En este sentido se están realizandoexperiencias que permitan demostrar que se puede mejorar la relación costo/beneficio, al poder rebajar a futuro las dosis de P-fertilizante a aplicar al suelo.El P disponible en la solución del suelo aumenta en la medida que aumenta eltamaño de la biomasa edáfica. Este aumento se presenta en suelos con cerolabranza con y sin quema, lo que implica que bajo estas condiciones de manejose podría, en el mediano plazo, sugerir un ahorro de P aplicado como fertilizante.El aumento del tamaño de la biomasa se debe al aumento de los actinomycetesy al aumento de las bacterias, aunque se observa que al aumentar el pH entre elrango de 6,1 a 6,7, el número de actinomycetes tiende a disminuir. Una relación


inversa se observa para K en la solución con el número de hongos. Una bajaen la concentración de K en la solución del suelo se debería al aumento dehongos en los primeros 5 cm de profundidad. Por su parte el contenido deMg en la solución del suelo tiende a disminuir en la medida que aumenta lapoblación de actinomycetes.En suelos con contenido de Al intercambiable mayor a 0,2 cmo+ Kg-1, seencontró que en la medida que el pH aumenta en el rango 5,4-6,4, lohace concurrentemente la población de hongos. Una relación inversa sepresentó con los actinomycetes. En la medida que aumentó el pH, dismi-nuyó la población de estos microorganismos en el suelo, a la profundidad0-5 cm.

EFICIENCIA AGRONÓMICO-PRODUCTIVA

Del nitrógeno total absorbido por un cultivo de trigo, en situación de manejobajo cero labranza, aproximadamente un 40% proviene del N del fertilizantey un 60% proviene del N del suelo, Sin embargo, estas cifras se invierten almanejar el suelo con inversión y eliminación de los residuos mediante elfuego. Estos estudios muestran, además, que en el sistema CL-Q establecidoen situación de agricultor por alrededor de 6 años es posible obtener el“máximo rendimiento del agricultor” de alrededor de 8 toneladas de granopor hectárea con una dosis de 150 kg N ha-1, cantidad significativamenteinferior a las dosis aplicadas por los agricultores (≥ 200 kg N ha-1), lo queimplica una reducción en la dosis de aplicación de al menos 50 kg N ha-1.(Rouanet et al., 2001; Nario et al., 2002, Pino et al., 2002).La mantención de la paja en CL-Q contribuye a recuperar la fertilidad delsuelo a un nuevo equilibrio, contribuyendo a aumentar la eficiencia de usode N-fertilizante y permitiendo reducir las dosis de N-fertilizante coneconomía para el agricultor. Los residuos sobre el suelo protegen del procesode erosión y actúan como fuente potencial de reciclaje de nutrientes. Asímismo, después de cosechado el trigo en un sistema de manejo CL-Q, seestarían reciclando potencialmente 20 Kg N total ha-1 y 9 Kg de Nddf(Nitrógeno derivado del fertilizante) residual ha-1, contenido en los residuospost-cosecha. El punto anterior esta corroborado con datos del balance globalde nitrógeno del sistema suelo-planta de los tres años de estudio, dondeclaramente se muestra que el sistema CL-Q presentó un balance positivo denitrógeno superior al encontrado en los otros tratamientos en que los balancesfueron negativos (Cuadro 12).


Cuadro 12. Balance global de nitrógeno en un sistema suelo-planta para unarotación trigo-lupino-trigo, en tres sistemas de manejo de suelo,en un Ultisol (Hapludult),en Nueva Imperial. 1997-2000

La mayor eficiencia de recuperación de N fertilizante (ERNf), se obtuvo conel sistema CL+Q (Cuadro 13). La menor ERNf de CL-Q se explicaría por unainmovilización del N-fertilizante, situación que se produce al dejar residuosen el suelo y quedar el fertilizante aplicado sobre éstos. En el sistema CL-Q,las pérdidas por desnitrificación pueden ser significativas, considerando lasaltas cantidades de sustancias carbonadas en la estrata superficial y mayorhumedad del suelo, condiciones que favorecen tanto la nitrificación y desni-trificación por fenómenos de reducción y por mayor cantidad de N en la estratasuperficial (0-20 cm).Al analizar el contenido de N que queda en el perfil del suelo junto a la cifrade recuperación de Nddf por la planta se determina una “recuperación” del15

N fertilizante aplicado al sistema suelo-planta del 70%, 65% y 81% para losmanejos CL+Q, CL-Q y TRAD, respectivamente. Las pérdidas de N-fertilizanteen el sistema suelo-planta fueron de 6%, 13% y 19% para CL+Q, CL-Q y TRAD,respectivamente. Períodos de mayor oferta hídrica, unido a una residualidadalta de N en el suelo, pueden provocar eventos de lixiviación de N importantes,con concentraciones de N en los lixiviados entre 10 y 50 ppm. Estos valoresdependen principalmente del manejo del cultivo anterior y de la variabilidadclimática. Para períodos posteriores a la cosecha de trigo, en condiciones deprecipitación baja (200 mm), el N disponible susceptible de ser lixiviado fluctuóentre los 19 y 27 Kg N año-1.El nitrógeno residual en el suelo derivado del fertilizante fue altamentedinámico en el tiempo evaluado. En los sistemas cero labranza, las tasas depérdidas fueron significativamente más altas que en el sistema tradicional.Los cambios más bruscos observados en los sistemas de cero labranza,podrían deberse a fenómenos asociados principalmente a lixiviación ydesnitrificación. Esta observación se basa en estudios hídricos, donde se hademostrado que en el sistema CL-Q, la cantidad de agua drenada fuesuperior a los otros tratamientos.


Cuadro 13. Recuperación de nitrógeno derivado del fertilizante (Nddf) por elsistema suelo-planta, en una rotación trigo-lupino-trigo, en unUltisol (Hapludult), en tres sistemas de manejo de suelo. NuevaImperial, 1997-2000.

1997 1998 1999

(trigo) (lupino) (trigo)

Profundidad Nddf Nddf Nddf

Suelo Kg ha-1 Kg ha-1 Kg ha-1

CL +Q CL +Q CL +Q

0-20 cm 67,2 4,9 18,4

20-40 cm 12,3 3,2 11,5

40-60 cm 9,5 3,1 9,6

60-80 cm —- 1,8 5,9

Nddf perfil suelo 89,0 13,0 45,4

Nddf en planta 53,1 —- 59,8

Nddf planta+suelo 142,1 —- 105,2

CL-Q CL-Q CL-Q

0-20 cm 68,5 5,9 29,1

20-40 cm 11,3 4,3 6,6

40-60 cm 7,1 3,6 2,9

60-80 cm —- 2,5 3,4



Nddf planta+suelo 131,3 —- 97,9

TRAD TRAD TRAD

0-20 cm 49,0 7,1 29,7

20-40 cm 17,8 4,0 8,9

40-60 cm 6,9 2,5 6,9

60-80 cm —- 3,2 3,8



Nddf planta+suelo 121.2 —- 122,0

El lupino, en que la fijación biológica de nitrógeno (FBN) contribuyó conalrededor de un 90% del N, tuvo una contribución de N a los sistemas evaluadosde 47 a 86 Kg N ha-1 siendo más bajo en el sistema CL-Q. En general la bajacontribución de la FBN al sistema estuvo asociada a la baja población de plantasde Lupino, siendo mas grave en el sistema conservacionista CL-Q, por problemasde compactación del suelo que afectó el desarrollo de las raíces de las plantas.


Hay un efecto genotipo en la eficiencia agronómica de uso de N-fertilizante(EANf), en términos de N necesario para producir grano. El Cuadro 14 presentaresultados de una siembra de otoño (mayo), fertilizada con 160 Kg N ha

-1

aplicado como sulfato de amonio marcado con 15

N, en un suelo Andisol, bajomanejo TRAD, con 20 genotipos comerciales de uso actual.

Cuadro 14. Eficiencia de recuperación de N-fertilizante, agronómica de usode N-fertilizante (EANf), y otros índices de uso de N en 20genotipos comerciales de trigo. Suelo Andisol, 2000.

Nddf: Nitrógeno derivado del fertilizante; Ndds: Nitrógeno derivado del suelo. N total = Nddf +Ndds

El grupo de genotipos identificado de menor eficiencia agronómica de uso deN fertilizante, requiere 60 Kg ha-1 extra de N fertilizante para sostener laproducción de 10 Mg ha-1 en comparación al grupo de mayor EAN. Losgenotipos V1 y V2, identificados dentro de cada grupo, muestran las respuestasindividuales. Así el genotipo V2 requiere 33 Kg ha-1 adicionales de nitrógenofertilizante para sostener la producción de 10 Mg ha-1 de grano, en comparaciónal genotipo V1. Esta diferencia en eficiencia agronómica de uso de N, está apoyadapor los valores de utilización de Ndds y su eficiencia de recuperación de Nddf.La información resalta la importancia del diseño de sistemas sustentables deproducción para el sur de Chile (Rouanet et al., 2001; Simonis, 1988).

RELACIÓN COSTO/BENEFICIO DE LA PRODUCCIÓN

El ítem de costos con mayor porcentaje de incidencia corresponde afertilizantes.Los rendimientos de la situación agricultor con respecto a losrendimientos obtenidos en los ensayos son similares en términos proporcionales.


Mientras la cantidad de nitrógeno aplicado para los ensayos fue 150 Kg ha-1, enproducciones comerciales para el Secano Interior, suelos Ultisoles, lacantidad de N aplicado varía de 200 a 300 kg ha-1 (Godoy y Rouanet, 2000).Si en situación agricultor se ajustara la cantidad de nitrógeno aplicado a150 Kg ha-1, variando proporcionalmente los fertilizantes considerados,manteniendo constantes los demás costos y disminuyendo los rendimientosen un 6% (de acuerdo a la variación de la respuesta a nitrógeno fertilizante),se obtendría un aumento del margen bruto por hectárea. La Figura 4 muestralos márgenes brutos incrementales, o el excedente económico adicional porhectárea que tendría el agricultor al aplicar una combinación de fertilizante(similares a las utilizadas por los agricultores informantes) que en totalaporten una cantidad de 150 Kg ha-1 de N fertilizante.El beneficio adicional que tendría el agricultor podría variar (con lainformación presentada) entre un 2% y un 32% dependiendo del sistemade labranza y las temporadas consideradas. La mantención de la paja en elaño más seco presentó el margen bruto económico más alto de gananciacomparado a los otros sistemas, lo cual debe estar asociado con la mejorconservación del agua en el suelo.

Figura 4. Margen bruto incremental (M$/ha) estimado para situaciónagricultor, con aplicación de 150 kg/ha de N-fertilizante: SuelosUltisoles, IX Región, temporadas 97-98, 98-99 y 99-00

Manejando adecuadamente los fertilizantes en cantidad, oportunidad y formade aplicación en los sistemas de producción, en desmedro de mejoresrendimientos, es posible obtener un mejor margen bruto por hectárea. Desde

13

1

5


un punto de vista empresarial se está haciendo una mejor conversión de unrecurso de alto costo, como son los fertilizantes. Lo anterior puede ser altamenteconveniente al considerarse producciones en superficies extensivas (“economíade escala”). El estudio económico de los sistemas de manejo y sucesión de cultivoen evaluación y ajustados para el nivel de agricultor, ha determinado que elrendimiento de equilibrio en los sistemas de cero labranza seansignificativamente menores que en TRAD, especialmente en el año más seco, locual significa mayor rendimiento económico para el agricultor con menor usode mecanización y de N fertilizante.

CONSECUENCIAS AMBIENTALES

En una proyección de uso del suelo en la IX Región con especies anuales,en una rotación lupino-trigo-avena, que alcanzaría una superficie anual de153.000 ha, la conservación del residuo post-cosecha sobre el suelo repre-sentaría un potencial menor de emisión de carbono a la atmósfera en fun-ción de las especies incluidas en esta superficie cada año. (Cuadro 15). Elcambio de estos sistemas de producción al más conservacionista, CL-Q, per-mite proyectar una disminución en base anual de la contaminación atmos-férica con gases de efecto invernadero (CO2, NH4, CO entre otros) de 332 a369 Gg. De este total, 2 Gg y 50 Gg corresponderían a las fracciones equiva-lentes de CH4 y CO respectivamente, emitidas en proporciones menores,pero las que presentan una mayor incidencia en el calentamiento global.El potencial de menor emisión de la actividad agrícola en la IX Región ensistemas de producción con cultivos anuales, al variar el sistema de manejode suelo, se resalta más en una proyección de seis años de uso de suelo conesta rotación (dos ciclos de la rotación). Si un 60% del carbono de estosresiduos retornan al suelo en un año (Aguilera et al., 1993), y de esta fracciónel 10% es transformado en humus (Lal et al., 1998), el aporte de carbono alsuelo al no eliminar los residuos postcosecha podría variar incremental-mente en el período de tres años en la superficie proyectada de 153.000 ha.En el sistema TRAD se ha observado un decaimiento del contenido decarbono del suelo en el mismo período de tres años de -0,005% ha-1, encomparación al valor incremental (+0.0001%) que se obtendría si los residuospostcosecha no fueran eliminados, como sucede en CL-Q. Se ha medido enel suelo Ultisol Imperial, una variación del contenido de carbono entre losaños 1995 a 1999, para la estrata 0-20 cm de profundidad en el sistema CL-Q, posiblemente por el retorno de carbono de los residuos que se dejansobre el suelo. En este caso se estaría en una situación de máximasustentabilidad, por los índices de producción, protección del suelo de laerosión, rentabilidad de la producción y mitigación de la contaminaciónatmosférica.


Cuadro 15. Proyección de los cambios de potencial de emisión de gases deefecto invernadero en una rotación lupino-trigo-avena y en tressistemas de manejo de suelo en la IX Región, considerando laquema de residuos post-cosecha como única fuente de emisiónde carbono(1).

(1) En este ejercicio se ha considerando la quema de residuos post-cosecha como única fuentede emisión de carbono, aunque se reconoce que el suelo emite también CO2 a la atmósferay otros gases como N2O, debido a la actividad biológica en él.

(2) Contenido de C (%) en residuos: trigo 42,6%; avena 41% y lupino 41,3%(3) Fracción de residuos efectivamente quemados: trigo y avena 0,9; lupino 0,5



Los resultados de manejo integrado suelo-planta muestran la tendencia delefecto del manejo conservacionista sobre el suelo y sus propiedades. Elmanejo conservacionista ha demostrado promover la conservación de lafertilidad natural al aumentar en un plazo de 4 a 6 años el contenido decarbono orgánico y el nitrógeno disponible en el suelo. Los sistemasenzimáticos asociados a los ciclos de nutrientes, muestran variaciones quese pueden asociar a mayor disponibilidad de N y P principalmente en elsuelo. El suelo manejado con cubierta vegetal contínua experimenta cambiosen su velocidad de infiltración y densidad aparente, que explican menorestasas de erosión y un mejor establecimento de los cultivos. Por otra parte seha demostrado un aumento en la eficiencia agronómica de uso de nitrógeno,EAN, presentándose así un potencial ahorro de fertilizantes nitrogenados.La relación costo/beneficio (C/B), la que conceptualmente se asemeja yrepresenta la acepción biológica de la relación de eficiencia, ha sidomodificada positivamente al no reducir significativamente los rendimientospor superficie, pero si al reducir el costo por uso de tractores, maquinariasy combustibles. La erosión provocada por la inversión de suelos y por elescurrimiento de agua lluvia una vez aplicado este sistema conservacionistadisminuye significativamente en 4 a 5 años, restaurándose la calidad delsuelo, sus propiedades edáficas, la fertilidad natural, en función de larestauración de las propiedades biológicas de este recurso de producción.Un manejo conservacionista en particular para suelos Ultisoles del Sur deChile, con mayor degradación actual y potencial de erosión, puede serconsiderado como parte de las estrategias requeridas para aminorar el efectoinvernadero, al secuestrar más carbono atmosférico en el suelo y disminuirlas emisiones de este gas al evitar las quemas de residuos post-cosecha.La mantención de la paja en el año más seco presentó el margen brutoeconómico más alto de ganancia comparado a los otros sistemas, lo cualdebe estar asociado con la mejor conservación del agua en el suelo.La cero labranza con quema disminuye el riesgo del factor clima sobre laépoca de siembra, factor decisivo en el rendimiento en condiciones de secanointerior. La cero labranza sin quema (siembra directa) aumenta el riesgodel sistema, y la producción entre potreros es variable. Sin embargo, larelación Costo/Beneficio de la unidad productiva no se ve alteradasignificativamente. Las técnicas conservacionistas de manejo de suelopotencian la rentabilidad.Un método simple de intensificación sustentable, es el manejo conserva-cionista: sin inversión del suelo y con manejo de los residuos post-cosechasobre éste, apoyado en la biología del suelo.


AGRADECIMIENTOS

Este trabajo se ha realizado a través de los proyectos FONDECYT 11981116,1990756, 1000609, 1020306. IAEA CHI/5/020, CHI/5/021. ARCAL XXII.DIUFRO 9810. PRODECAM IX REGIÓN.

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57MANEJO DE RASTROJOS BAJO CERO LABRANZA

4

Manejo de Rastrojos en Cultivos Bajo CeroLabranza(1)

I.VIDAL Y H.TRONCOSO.Universidad de Concepción, Departamento de Suelos. Casilla 537, Chillán, Chile. [email protected]

RESUMEN

Los residuos vegetales o rastrojos son un importante recurso natural queno se debiera despreciar. Los rastrojos tienen efectos sobre las propiedadesfísicas, químicas y biológicas del suelo. Las cantidades de nutrientes quepueden retornar anualmente al suelo como residuos vegetales sonconsiderables, por lo cual requieren atención. El objetivo del presentetrabajo fue cuantificar el rendimiento de trigo, avena, raps y lupinosembrados en cero labranza, empleando diferentes sistemas de manejo yniveles de rastrojos. Para ello se establecieron 8 sitios experimentales ensuelos derivados de cenizas volcánicas de la VIII Región. La mitad de lossitios se orientaron a estudiar el efecto del factor manejo de residuos(quema, picado, hilerado, parado) y en los otros, se midió la influencia dediversos niveles de residuos sobre el rendimiento de los cultivos trigo,avena, raps y lupino.De acuerdo a los resultados obtenidos durante los dos primeros años deejecución de la investigación se pueden inferir las siguientes conclusionespreliminares: a) al dejar los rastrojos sobre el suelo, se puede ahorrar unaconsiderable cantidad de fertilizantes y, adicionalmente, aportar materiaorgánica, b) los residuos picados tienen una mayor velocidad dedescomposición comparado con el rastrojo parado sin picar, c) la quemade los rastrojos puede resultar en pérdidas importantes de nutrientes comoresultado del flujo convectivo directo de las cenizas y como consecuenciade la acción de arrastre por agua y viento, d) en los cultivos de trigo yavena, la quema de rastrojos no presentó diferencias significativas (P<0,05)en rendimiento con respecto a los tratamientos de rastrojo picado y parado.

(1) Parte del Proyecto FONDEF D99I 1081 “Incremento de la rentabilidad de cultivosmediante cero labranza y manejo de residuos”.


El tratamiento de rastrojo hilerado fue el que presentó el menorrendimiento, como consecuencia de la superficie ocupada por la franja derastrojo que queda sin siembra, e) La cantidad de rastrojos no afectó elrendimiento de trigo y avena. Respecto a los cultivos de lupino y raps, seobservó un claro efecto depresivo del rastrojo sobre el rendimiento deambos, aún cuando los datos son procedentes de sólo un sitio experimental,en el caso de lupino, y de dos sitios en el caso de raps.

ABSTRACT

Crop residues and stubble are important agricultural resources thatmust not be wasted. Crop stubble has received attention due to itsbenefitial effects on the physical, chemical and biological properties ofthe soil. The quantities of nutrients that are annually returned to thesoil through crop residues are considerable, and therefore they deserveto be considered as important elements of the cropping system. Thischapter is based on a study conducted to quantify the yield of wheat,oats, canola and lupine planted under no till, but with differentquantities of stubble managed in different ways. Eight experimentalsites in the chilean Region VIII having volcanic ash soils were studied.Half of the sites were used to study stubble management and the otherhalf were used to study the influence of various levels of stubble on theyield of wheat, oats, canola and lupine.Two years of results show the following preliminary conclusions a)leaving crop residues over the soil reduces considerably the need toapply fertilizers and, additionally, increase the levels of soil organicmatter, b) the residues when cut have increased rates of decompositioncompared to unchopped-standing stubble, c) burning the stubble resultsin losses of nutrients by direct convective flow and the by ash removalby water or wind, d) burning the stubble before cropping wheat andoats did not significantly affect their yields when compared totreatments with chopped or standing stubble over the soil. Thetreatment with windrowed stubble had lower yield as a consequenceof a reduction in the cropped soil surface, e) the quantity of stubble leftover the soil did not affect the yield of wheat or oats. The yield of lupineand canola, however, was reduced by increasing stubble levels, in thesecases the results of only one (lupine) or two (canola) experimental sitesare available.

INTRODUCCIÓN

La precordillera andina de la VIII Región de Chile se encuentra visiblementedeteriorada por la actividad agrícola tradicional que se ha desarrollado en elárea. Por ser suelos ondulados en su mayoría, con pendientes variables, laerosión hídrica ha estado permanentemente deteriorando la capa arable de lossuelos (derivados de cenizas volcánicas) durante la época invernal, en que seconcentra la mayor pluviometría. Por ejemplo, en pendientes de 11%, cultivadas


con cereales bajo condiciones de manejo convencional, se han registradopérdidas de suelo anuales de 35 T ha-1 (Peña, 1995).Un número importante de productores de esta zona ha introducido en sussiembras, durante la última decada, la práctica de la cero labranza. Esta técnicaha significado un avance importante por cuanto implica un menor deteriorodel suelo. No obstante, la quema de rastrojos continua siendo una prácticahabitual entre esto productores y es una práctica común en Chile. Algunas delas razones que se mencionan para realizar quemas son la rápida eliminaciónde un gran volumen de residuos y facilidad para la posterior siembra directa.A nivel mundial, el uso creciente de fertilizantes químicos en las últimas cuatroa cinco décadas ha significado un menor uso de coberturas vegetales y materiaorgánica (Power y Papendick, 1985). El incremento de rotaciones cada vez másintensivas y el alto uso de fertilizantes y pesticidas para lograr un buencrecimiento vegetal, ha resultado en un gran aumento de los rendimientos yuna alta eficiencia de producción. Sin embargo, estas prácticas de manejo hansignificado una declinación de la materia orgánica del suelo (MOS), aumentode la erosión y contaminación de aguas superficiales y subterráneas.Sólo recientemente se están reconociendo las consecuencias de este manejo intensosobre el reciclado de nutrientes y productividad de los suelos (Goh y Nguyen,1992). También en los últimos años ha aumentado la preocupación en aspectoambientales relacionados con la calidad de los suelos y la producción de loscultivos, lo que ha producido un renovado interés en los residuos vegetales, abonosverdes y otras fuentes de materia orgánica y nutrientes para los cultivos.Los residuos vegetales o rastrojos constituyen un importante recursonatural.Tienen diversos efectos sobre las propiedades físicas, químicas ybiológicas del suelo. Las cantidades de nutrientes que pueden retornaranualmente al suelo desde los residuos vegetales son considerables. En Chile,los residuos producidos por los 3 principales cereales sembrados (trigo, avena,maíz) se estiman en 4 millones de toneladas por año y la cantidad total de losprincipales nutrientes (N+P2O5+K2O) alcanza una cifra de 113.000 T año-1.El objetivo del presente trabajo fue cuantificar el rendimiento de trigo, avena,raps y lupino sembrados bajo cero labranza, empleando diferentes sistemas demanejo y niveles de rastrojos y, además, medir algunos aspectos relacionadoscon fertilidad, retención de agua y temperatura del suelo. Cabe señalar, que lainformación presentada ha sido generada en dos temporadas agrícolas (2000-1y 2001-2) y debe ser complementada con los resultados de un tercer año, que esel período de duración del proyecto FONDEF D99I1081.

SITIOS EXPERIMENTALES Y TRATAMIENTOS

La información proviene de 8 sitios experimentales, los cuales se indican en elCuadro 1 y Figura 1. La mitad de éstos están orientados a estudiar el efecto delfactor de manejo de residuos, y en los otros sitios, se midió la influencia dediversos niveles de residuos sobre el rendimiento de los cultivos trigo, avena,raps y lupino.


Figura 1. Ubicación de los sitios experimentales. (300-450 m sobre niveldel mar).

La mayor parte de los sitios están ubicados en suelos de la serie Sta. Bárbara(Typic Haploxerands). Son suelos poco evolucionados, formados sobrecenizas volcánicas recientes depositadas sobre substrato fluvioglaciales omateriales fluviales difícilmente detectables por la profundidad en que seencuentran. Son suelos profundos a muy profundos, bien drenados, detexturas franca a franco limosa en el primer horizonte y franco limosa enprofundidad, bien estructurados, de buen arraigamiento, muy porosos ysin gravas en los primeros 160 cm. Las pendientes superiores a 30% seasocian a una erosión moderada; sectores con 50% muestran erosiónmoderada a severa.El suelo Collipulli (Typic Rhodoxeralfs) corresponde a un suelo evolucionado,desarrollado a partir de cenizas volcánicas antiguas, descansando sobre unsubstrato constituido por un conglomerado fluvioglacial, parcialmentemeteorizado de composición andesítico-basáltica. Moderadamente profundo,de textura fina en superficie y fina a muy fina en profundidad. Presenta drenajebueno a imperfecto en los sectores bajos, siendo su permeabilidad moderada.Ocupa una posición de lomajes remanentes de topografía ondulada y esaltamente susceptible a la erosión hídrica.


Cuadro 1. Ubicación de los sitios experimentales, nombre del productor,factor de estudio, cultivo y año de siembra.

Sitio Factor en Suelo Ubicación Comuna Cultivos Año

Productor estudio geográfica siembra

Lat S

Long W

IM1 Manejo Sta. Bárbara 36º56´52´´ El Carmen Trigo 2000

I. Martínez residuos franco limoso 71º59´39´´ Avena 2001

JM2 Manejo Sta.Bárbara, 36º58´23´´ El Carmen Avena 2000

J.G. Martínez residuos franco limoso 71º56´02´´ Trigo 2001

JH3 Manejo Sta. Bárbara 37º34´45´´ Sta. Bárbara Raps 2000

J. Harismendy residuos franco limoso 71º59´56´´ Trigo 2001

FC4 Manejo Collipulli, 37º43´33´´ Mulchén Avena 2000

F. Cruz residuos franco arcillo 72º11´30´´ Trigo 2001

limoso

WS5 Niveles Sta.Bárbara, 37º38´31´´ Sta. Bárbara Avena 2000

W. Solar residuos franco limoso 71º59´56´´ Trigo 2001

OR6 Niveles Collipulli, 37º45´51´´ Mulchén Trigo 2000

J. Rojas residuos franco arcillo 72º08´54´´ Avena 2001

limoso

JR7 Niveles Sta.Bárbara, 37º48´8´´ Mulchén Raps 2000

J. Rodríguez residuos franco limoso 72º09´33´´ Lupino 2000

Trigo 2001

JA8 Niveles Arrayán, 36º48´14´´ Bulnes Trigo 2000

J.C. Allende residuos franco limoso 72º11´50´´

Por último, el suelo Arrayán (Typic Melanoxerands), que cubre solamente unsitio experimental, es un suelo formado sobre cenizas volcánicas recientesdepositadas sobre un substrato contituido por tobas, materiales fluviales,materiales fluvioglaciales, que se presentan compactados y que son lentamentepermeables. Es un suelo profundo, bien drenado, de textura media, bienestructurado en superficie y abundante porosidad. Se ubican en una topografíaplana a casi plana.

Los diferentes manejos de residuos corresponden a:

I(a).- QuemaII(a) .- Rastrojo hileradoIII(a).-Rastrojo picadoIV(a) .-Rastrojo parado


En I (a), se quemó la totalidad de los rastrojos del cultivo anterior en los mesesde marzo a abril. En II(a), se procedió a hilerar los rastrojos del cultivo anteriorcon un rastrillo, dejando una franja libre para cultivo que varió de 9 a 15metros de ancho entre sitios, quedando una superficie sin siembra equivalentea un 8 a 13% de la superficie total. En III(a) se procedió a picar y distribuir losrastrojos del cultivo anterior con segadora de cuchillo horizontal alrededorde un mes antes de siembra. En los sitios que se cosechó con automotriz conaditamento picador y distribuidor, no se efectuó ninguna labor posterior. Entanto, en IV(a) se cosechó el cultivo más alto (40-50 cm) y se dejó la cañaparada sin intervención.Donde se estudió el efecto de diferentes niveles de residuos, se tuvieron lossiguientes casos:I(b). Quema. Se quemó la totalidad del rastrojo del cultivo anterior.II(b). Nivel bajo. Se retiraron las franjas de residuos que deja la máquinacosechera sin distribuidor.III(b). Nivel medio.Se retiró en forma alternada las franjas de residuos que dejala máquina cosechadora.IV(b). Nivel alto. Se dejó la totalidad del residuo del cultivo anterior.En todos los tratamientos, con excepción de la quema, se procedió a triturar ydistribuir la paja con ayuda de una máquina segadora horizontal.

MANEJO DE CULTIVOS Y CANTIDAD DE RASTROJOS

Los sitios experimentales se establecieron con la maquinaria que empleanlos productores en sus siembras comerciales y siguiendo sus pautas demanejo en cuanto a dosis de semilla, fecha de siembra, variedades yfertilización (Cuadro 2). Todos los sitios recibieron una aplicación deherbicida de presiembra correspondientes a 2,5-3.0 l ha-1 de Roundup.Posteriormente, en post-emergencia, se aplicaron herbicidas de acuerdo alcultivo y tipo de malezas presentes. El tamaño de cada sitio experimentalvarió de 1,5 a 8 ha. No se establecieron repeticiones, considerando elpropósito fundamentalmente demostrativo de los sitios y por la dificultadque hubiese significado su establecimiento con el empleo de la maquinariadisponible. Además, se estimó importante disponer de información a unaescala real, respecto al costo y tiempo empleado en las labores adicionalesque implicaban los diferentes manejos de residuos, tales como hilerado,picado y enfardado.


Sitio Cultivo Año Variedad Fecha Dosis Fertilización (Kg ha-1)

siembra semilla

(Kg ha-1) N P2O

5K

2O Otros

IM1 Trigo 2000 Crak 29 may 160 203 150 44 1000 cal

Avena 2001 Plutón 17 may 150 160 104 34

JM2 Avena 2000 Llaofén 6 may 160 170 119 35

Trigo 2001 Crak 18 jun 180 210 150 134 2000 cal

JH3 Raps 2000 Lysabeth 18 abr 8.3 190 180 56 500 yeso,

Trigo 2001 Crak 15 may 205 174 168 66 700 cal

FC4 Avena 2000 Plutón 27 may 190 180 95 30 500 yeso,

Trigo 2001 Dalcahue 16 jun 240 230 118 77 1000 cal

WS5 Trigo 2000 Crak 17 may 195 180 150 50

Avena 2001 Llaofén 16 may 150 160 95 30

OR6 Avena 2000 Plutón 24 may 165 170 116 39 500 yeso,

Trigo 2001 Crak 5 may 225 197 149 63 300 cal

JR7 Raps 2000 Lysabeth 14 abr 8.5 187 173 0 400 yeso

Lupino 2000 Danya 17 may 140 9 77 0

Trigo 2001 Barredor 7 may 190 161 147 8

Trigo 2001 Barredor 7 may 190 161 147 8

JA8 Avena 2000 Plutón 20 may 160 160 90 30

Cuadro 2. Antecedentes sobre cultivo, variedad, fecha de siembra y fertili-zación efectuada en los sitios experimentales en la temporadasagrícolas 2000-1 y 2001-2.

Las cantidades de residuos que quedaron en cada sitio experimental y el modelode la máquina sembradora de cero labranza empleada, en ambas temporadasagrícolas se indican en los Cuadros 3 y 4.


Cuadro 3. Tipo y cantidad de residuos en cada unidad experimental en latemporada agrícolas 2000-2001 y maquinaria de cero labranzaempleada.

(1) Se consideraron sólo dos niveles de rastrojos.

Sitio Factor en Tipo Cultivo Máquina Tratamiento Cantidad

estudio rastrojo a sembrar siembra Rastrojo (T ha-1)

IM1 Manejo Avena Trigo John Deere Hilerado 2,5

752 Picado 6,7

Parado 6,7

JM2 Manejo Trigo Avena John Deere Hilerado 3,5

752 Picado 7,7

Parado 7,7

JH3 Manejo Trigo Raps Great Plane Hilerado 2,2

Picado 7,2

Parado 7,2

FC4 Manejo Trigo Avena Baldan SP Hilerado 1,6

F/A 2200 Picado 4,0

Parado 4,0

WS5 Niveles Avena Trigo Great Plane Bajo 3,0

Medio 2,1

Alto 0,7

OR6 Niveles Trigo Avena Great Plane Bajo 1,9

Medio 3,0

Alto 4,8

JR7 Niveles Trigo Raps Great Plane Bajo 3,0

Medio 4,4

Alto 8,2

Trigo Lupino Great Plane Bajo 3,0

Medio 4,4

Alto 8,2

JA8 Niveles Avena Trigo John Deere Bajo —(1)

752 Medio 3,0


Cuadro 4. Tipo y cantidad de residuos en cada unidad experimental en latemporada agrícola 2001-2002 y maquinaria de cero labranzaempleada. El sitio JA8 no fue sembrado y se incluyeron 3 sitiossatélites.

Sitio Factor en Tipo Cultivo Máquina Tratamiento Cantidad

estudio rastrojo(1) a sembrar siembra Rastrojo (T/ha)

IM1 Manejo Trigo+avena Avena John Deere Hilerado 3,3

752 Picado 9,3

Parado 12,6

JM2 Manejo Avena+trigo Trigo John Deere Hilerado 1,7

752 Picado 6,8

Parado 8,4

JH3 Manejo Raps+trigo Trigo Great Plane Hilerado(2) 8,0

Picado(2) 7,9

Parado(2) 9,1

FC4 Manejo Avena+trigo Trigo Baldan 2200 Hilerado 2,9

SP F/A Picado 3,9

Parado 5,8

WS5 Niveles Trigo+avena Avena Great Plane Bajo 3,8

Medio 4,6

Alto 6,9

OR6 Niveles Avena+trigo Trigo Great Plane Bajo 6,2

Medio 5,5

Alto 4,0

JR7 Niveles Raps+trigo Trigo Great Plane Bajo 2,5

Medio 2,9

Alto 4,6

Lupino+trigo Trigo Great Plane Bajo 1,7

Medio 2,2

Alto 4,0

P1(3) Trigo Avena John Deere

752

P2(3) Avena Trigo Baldan SP

F/A 2200

P3(3) Avena Trigo Great Plane

(1)El primer tipo de rastrojo indicado corresponde al cultivo del año anterior y el segundo tipo derastrojo corresponde al remanente del cultivo del primer año.

(2)En la segunda temporada se dejó la totalidad del rastrojo de raps sin alteración (parado), porlo tanto el tratamiento de manejo de residuos corresponde a lo que se hizo el 1º año.

(3)El año 2001 tres productores sembraron un potrero considerando el tratamiento de rastrojopicado.

EVALUACIONES

En los diferentes sitios experimentales se realizó una caracterización física yquímica del suelo, se llevó un registro climático con estaciones meteorológicasautomáticas, se realizó análisis químico de suelo antes de siembra y después de


cosecha, se registró la temperatura de suelo en un evento de quema de rastrojo(un solo sitio), se realizaron análisis de N disponible en el perfil de suelo (0 a 90cm) en el 2º año, análisis químico de plantas y rastrojo, determinación dehumedad en el perfil de suelo a través del ciclo de crecimiento, determinaciónde la temperatura del suelo a tres profundidades, porcentaje de germinacióndel cultivo, componentes de rendimiento y determinación de clorofila.Los datos fueron sometidos a análisis de varianza considerando los sitiosexperimentales como repeticiones, además se realizaron regresiones simples ymúltiples con las diferentes variables estudiadas.

INFORMACIÓN CLIMÁTICA DEL ÁREA DE ESTUDIO

En las Figuras 2 y 3 se presenta el registro de precipitación y temperatura mediamensual de las estaciones meteorológicas instaladas en la comuna de Mulchén(36º40´09´´ lat S y 72º08´18.6´´long.W) y El Carmen (36º54´39,2´´lat S y71º53´48´´long W). El régimen térmico de esta zona se caracteriza por unatemperatura media anual de l4ºC, la temperatura máxima media del mes máscálido (enero) es de 28,8ºC y la mínima media del mes más frío (julio) de 3,5ºC.El período libre de heladas es de 5 meses, noviembre a marzo. La suma anualde temperaturas, base 5ºC, es de 3.300 grados-días y base 10ºC, de 1.600 grados-días. Las horas de frío, de marzo a diciembre es de 1.400. La temperatura mediamensual se mantiene sobre 8ºC, excepto en julio que es de 7,9ºC.El régimenhídrico se caracteriza por una precipitación anual de 1025 mm, siendo el mesde junio el más lluvioso, con 217 mm. La lluvia de lixiviación alcanza a 644mm. La evaporación de bandeja llega a 1331 mm anuales, con un máximomensual en enero de 245 mm y un mínimo en junio, de 16 mm. La estación secaes de 4 meses, diciembre a marzo inclusive.

Figura 2. Precipitación mensual en la comuna de El Carmen y Mulchén,en el período junio 2000 a diciembre 2001.


Figura 3. Temperatura media en la comuna de El Carmen y Mulchén en elperíodo junio 2000 a diciembre 2001.

RASTROJOS

Los rastrojos se definen como las fracciones de las plantas que quedan en elcampo después que el cultivo ha sido cosechado. En el Cuadro 6, se presentanlas cantidades de nutrientes contenidos en este tipo de material después decosecha para los cultivos de trigo, avena, raps y lupino.El Cuadro 6 muestra que los rastrojos tienen un efecto importante en lacantidad total de nutrientes removidos desde el suelo. Los cereales sedestacan por poseer un alto contenido de elementos monovalentes comopotasio. Raps y lupino poseen mayor concentración de iones divalentes,como calcio y magnesio. Los principales elementos que contienen losdiferentes cultivos son potasio, nitrógeno y calcio, los que pueden significarun aporte importante a la rotación. Cabe señalar, que estos materiales muchasveces son considerados como desechos que se deben eliminar del potrero.No obstante, tomando en cuenta su aporte nutricional, deberían serreconocidos como un recurso natural.De acuerdo al Cuadro 6, una cantidad de rastrojos de trigo equivalentes a10 T ha

-1, que corresponde a un rendimiento de 7 T ha-1, aportaría 58 Kg de

N, 114 Kg de K, 12 Kg de S, 51 Kg de Ca y 9 Kg Mg. Al valorar solamente elprecio de estos macronutrientes, considerando los fertilizantes máseconómicos en el mercado, se llega a una cifra de US$ 90-100 ha

-1. Al dejar

este material en el suelo, se puede ahorrar una considerable cantidad defertilizantes y, adicionalmente, agregar alrededor de 400 Kg de carbono portonelada de rastrojos. En consecuencia, los rastrojos pueden ser usados paramejorar la calidad del suelo y su productividad, con el consiguiente ahorroen fertilizantes.


Cuadro 6. Cantidades de nutrientes presentes en una tonelada de rastrojosde algunos cultivos. Datos promedios de los sitios experimentales.

Nutriente Contenido (Kg T-1 rastrojos)

Trigo Avena Raps Lupino

Nitrógeno 5,8 5,5 7,2 7,8

Fósforo 0,4 0,3 0,5 0,4

Potasio 11,4 15,1 13,8 6,0

Azufre 1,2 1,0 1,6 2,4

Calcio 5,1 4.2 10,0 15,6

Magnesio 0,9 0,8 1,2 3,4

Zinc 0,005 0,004 0,008 0,015

Boro 0,007 0,004 0,013 0,041

Hierro 0,040 0,025 0,011 0,044

Manganeso 0,020 0,040 0,022 0,385

Cobre 0,009 0,010 0,018 0,014

DESCOMPOSICIÓN DEL RASTROJO

La Figura 4 muestra la cantidad de rastrojo presente al comienzo de la segundatemporada de cultivo en relación al manejo a que fue sometido el rastrojo elprimer año. Se observa que cuando los residuos están picados tienen una mayorvelocidad de descomposición. En algunos sitios, al segundo año, el tratamientocon rastrojo picado presentó hasta 3 T ha-1 menos de rastrojos comparado conel rastrojo parado. Ello puede ser consecuencia del aumento en el área superficialy mejor contacto con el suelo del material picado, lo que aumenta lasusceptibilidad del rastrojo al ataque microbiano por reducción de las barrerasde tejidos lignificados. Por otra parte, al quedar una fracción importante derastrojo parado, se dificulta la penetración de bacterias, hongos y fauna delsuelo. Cabe señalar, que aunque la fauna del suelo es responsable de unapequeña proporción (<10%) de la respiración del suelo (Juma y McGill, 1986),ellos juegan un importante rol en la tasa de descomposición por el picado yredistribución de la MO, haciéndola más accesible al ataque microbiano. Porejemplo, Curry y Byrne (1992) informaron un 26 a 47% de menor tasa dedescomposición de rastrojo cuando se excluyeron las lombrices del sistema porun período de descomposición de 8 a 10 meses.Algunos autores señalan que el picado puede conducir a un aumento en laexposición de los tejidos con alto contenido de carbohidratos insolubles, lo quepuede aumentar la inmobilización de N (Van Scherevan, 1964), e incrementarla presencia de sustancias fenólicas que se caracterizan por inhibir ladescomposición (Fox et al, 1990). Ambus y Jensen (1997) informaron que elpicado produce un contacto más íntimo entre el suelo y el rastrojo, lo queaumenta la actividad microbiana en la etapa inicial de la descomposición. Estosmismos autores comprobaron que a largo plazo el picado no tiene efectosignificativo sobre la dinámica del N. El efecto del tamaño del material sobre la


dinámica del N (inmovilización-mineralización) puede ser el efecto combinadode la interacción entre contenido de arcilla y limo del suelo, composición químicadel rastrojo, tiempo de descomposición y actividad de la fauna y micro-organismos del suelo.La tasa de descomposición de los residuos en el suelo es controlada por tresfactores principales: (i) tipo de residuos, (ii) características del suelo, y (iii) manejode los residuos. Los factores relacionados con el suelo son determinantes enáreas donde las condiciones climáticas son desfavorables, en tanto que el tipode residuos y su manejo presentan una participación importante en la regulaciónde la descomposición bajo condiciones climáticas más favorables. Muchos deestos factores no son independientes y el cambio en uno de ellos puede afectara los otros. Por ejemplo, un alto contenido de agua del suelo puede resultar enuna baja temperatura y aireación, en tanto, la presencia de residuos en lasuperficie del suelo puede afectar su contenido de humedad y temperatura,simultáneamente. Debido a estas fuertes interacciones, es que es muy difícilaislar el efecto de factores ambientales específicos sobre la tasa dedescomposición.La composición química de los cultivos cambia drásticamente durante sudesarrollo (Luna-Orea et al., 1996). En plantas maduras, el contenido de proteínay constituyentes solubles al agua decrece considerablemente, mientras que lacantidad de hemicelulosa, celulosa y lignina, aumenta. En general, la fracciónsoluble al agua (azúcares, ácidos orgánicos, proteínas y parte de carbohidratos)se degrada primero (Reber y Scharer, 1971, Knapp et al., 1983), seguido porpolisacáridos estructurales (celulosa y hemicelulosa) y, posteriormente, lignina(Collins et al., 1990). Consecuentemente, los residuos verdes de los cultivos sedescomponen más rápidamente que aquellas partes de plantas más maduras(Wise y Schaefer, 1994; Cortez et al., 1996) y como resultado liberan másnutrientes.La dureza física de las hojas y tallos también afecta la descomposición. Gallardoy Merino (1993) desarrollaron un índice de dureza de los residuos como índicede calidad de sustrato. El contenido de sílice es responsable de la dureza delmaterial y afecta su descomposición (Goering y Van Soest, 1970; Ma y Takahashi,1989). En general, se ha comprobado que un mayor contenido de sílice retardala descomposición.El cuadro 7 muestra el análisis de algunos componentes de los rastrojosprocedentes de sitios experimentales muestreados temporada 2000-01. Losrastrojos predominantes son de trigo y solamente una muestra corresponde arastrojo de avena. Este material presenta mayor relación C/N que el rastrojo detrigo no observándose mayores diferencias con respecto a los otros componentesentre estas dos especies. En general, las plantas contienen 15-60% de celulosa,10-30% hemicelulosa, 5-30% lignina, 2-15% proteínas, y las sustancias solublestales como azúcares, aminoácidos, amino azúcares y ácidos orgánicos puedencontribuir en un 10% del peso seco total (Paul y Clark, 1989). La tasa dedescomposición depende de la proporción relativa de celulosa, hemicelulosa ylignina. La vida media de los azúcares, hemicelulosa, celulosa y lignina son 0,6,6,7, 14,0 y 364 días, respectivamente (Hagin y Amberger, 1974). También, se ha


comprobado que la tasa de declinación de estas fracciones baja con el tiempo ypor lo tanto también baja la calidad del material remanente.

Cuadro 7. Composición de la rastrojos procedentes de algunos sitiosexperimentales. Promedio de tres repeticiones. Método Van Soest.

Componente Sitio, tipo rastrojo

IM1, JH3, FC4, OR6, JR7, JA8, PB(1),

avena trigo trigo trigo trigo trigo trigo

Agua, % 5,55 5,53 6,23 6,02 5,51 5,81 5,00

Carbono, % 46,2 44,0 47,0 46,3 47,6 45,9 45,3

Nitrógeno, % 0,40 0,51 0,53 0,46 0,48 0,67 0,53

Relación C/N 116/1 86/1 89/1 101/1 99/1 69/1 85/1

Proteína, % 2,5 3,2 3,3 2,9 3,0 4,2 3,3

NS(2), % 19,0 17,9 19,2 20,0 16,8 18,0 14,9

Hemicelulosa,% 28,2 30,1 30,0 31,8 29,4 30,1 28,7

Celulosa, % 44,5 41,6 41,8 40,9 44,8 42,3 47,4

Lignina, % 8,3 10,4 9,0 7,3 9,0 9,6 9,0

Indice HLQ(3) 0,90 0,87 0,89 0,91 0,89 0,88 0,89

(1) Predio P. Basterrica.(2) Componente no estructural(3) Indice HLQ = (Hemicelulosa + celulosa) / (hemicelulosa + celulosa + lignina)

El Cuadro 7 muestra que los rastrojos de avena y trigo contienen alrededor de44 a 47 % de carbono en base peso seco, pero el contenido de nitrógeno varía enun rango mucho más amplio (0,40 a 0,67%), produciendo una variaciónimportante en la relación C/N. Los residuos con alta relación C/N sedescomponen más lentamente que los residuos con relaciones más estrechas y,por consiguiente, aquellos con mayor contenido de nitrógeno muestran unamayor tasa de descomposición y liberación de nutrientes.Bargar y Patil (1980) comprobaron que la adición de N con el propósito debajar la relación C/N de un rastrojo de trigo (75/1) aumentó significativamentela actividad microbiana y su tasa de descomposición. Christensen (1986)informó que un 44% del rastrojo (0,92% N) se descompuso durante el primermes de incubación, comparado con sólo un 7% de un rastrojo con 0,40% N.Douglas y Rickman (1992), informaron de un 15% de pérdida de peso en 60días cuando el contenido de N del residuo de trigo era menor a 0,55% N y,cuando el residuo contenía más de 0,55% N, la pérdida de peso aumentó a un30% en el mismo período.La lignina es un inhibidor del proceso de descomposición (Hammel, 1997; Gillery Cadisch, 1997). Se sabe que la lignina es una sustancia recalcitrante, altamenteresistente al la descomposición microbiana (Melillo et al., 1982) y muy pocosmicroorganismos pueden degradarla siendo éstos exclusivamente aeróbicos(Jenkinson, 1988). Un aumento en la concentración de lignina reduce la


descomposición y la liberación de nutrientes desde los rastrojos aumentandola inmovilización de N (Aber et al., 1990; Tian et al., 1992). Muller et al. (1988) yRutigliano et al. (1996) encontraron que la concentración de lignina fue muchomejor indicador de la descomposición de residuos que la concentración de N.En relación a los factores de suelo que influyen sobre la descomposición, cabeseñalar al pH, temperatura, contenido de humedad, disponibilidad denutrientes, N disponible, textura y estructura del suelo y biomasa microbiana.El pH es uno de los factores más importantes que afectan la velocidad dedescomposición, pero todos los factores indicados influyen sobre el tipo ytamaño de la población de microorganismos y, por ende, en la velocidad dedescomposición del rastrojo.Respecto al manejo de los rastrojos, la cantidad agregada, el método de aplicacióny accesibilidad son factores que influencian la velocidad de descomposición.Existen experiencias de laboratorio y campo que muestran que la velocidad dedescomposición de los rastrojos es proporcional a la cantidad inicialmentepresente. También hay estudios que indican que la velocidad de descomposiciónes independiente de la cantidad agregada, siempre que ésta no exceda un 1,5%del peso seco del suelo. Sin embargo, muchos de estos estudios se han efectuadomezclando el suelo con el rastrojo, que no es el caso de la cero labranza con residuossobre el suelo. Para residuos sobre el suelo, Stott et al.(1990) estudiando tres nivelesde rastrojo (1.680, 3.360 y 6.720 Kg ha

-1)

informaron que el nivel más bajo presentó

una mayor velocidad de descomposición. Las diferencias que se puedenmanifestar respecto a la descomposición de diferentes cantidades de rastrojospueden estar relacionadas con la disponibilidad de N en el suelo. Si en ciertascondiciones el N es limitante, éste puede ser suficiente para la descomposiciónde sólo una pequeña cantidad de rastrojo, pero se puede retardar la descom-posición si la cantidad de residuos es muy alta.La accesibilidad de los residuos a la acción de los microorganismos es de primeraimportancia en la velocidad de descomposición. El método de depositasión delos residuos, tal como tamaño de la partícula y su localización, puedendeterminar diferente grado de accesibilidad, la cual afecta la velocidad dedestrucción y los procesos de inmovilización-mineralización. Muchos estudiosindican que la incorporación de los residuos en el suelo aumenta su velocidadde descomposición, en comparación con los residuos sobre la superficie delsuelo (Douglas y Rickman, 1992; Buchanan y King, 1993; Schomberg et al., 1994).La menor tasa de descomposición de los residuos sobre el suelo es consecuencia,probablemente, de las condiciones más desfavorables para la descomposición,particularmente fluctuaciones de temperatura y humedad que limitan laactividad microbiana. La incorporación del rastrojo permite a los micro-organismos tener mayor acceso a nutrientes y otros factores que favorecen suactividad.Factores climáticos como lluvia y temperatura, afectan considerablemente ladescomposición de los rastrojos (Schomberg et al., 1996). La pérdida de MO enregiones cálidas es conocida, por ejemplo, en Nigeria (trópico húmedo) seencontró una velocidad de descomposición cuatro veces mayor que Inglaterra(Templado húmedo) (Jenkinson y Ayanaba, 1977).


En la zona centro-sur de Chile, las bajas temperaturas en invierno y suelo secoen verano limitan la descomposición y acción de los microorganismos sobre losrastrojos. Por ello, en primavera y otoño, donde predominan mejores condicionesde humedad y temperatura, deberían producirse las mayores velocidades dedescomposición.

QUEMA DE RASTROJOS

Una de las principales ventajas de la quema es la rápida limpieza del sueloantes del establecimiento del próximo cultivo, facilitando la germinación yestablecimiento. La intensidad de la quema está determinada principalmentepor el contenido de humedad de los residuos. Cuando prevalecen condicionesfrías y húmedas, no se logra una buena quema si los residuos también estánhúmedos. Felton et al. (1987), recomiendan que en casos que la quema seainevitable, debería procederse después de un período de lluvia, para minimizarlas pérdidas por lixiviación de los nutrientes liberados.En la Figura 5 se presenta la temperatura alcanzada en el perfil de suelo con laquema de rastrojo (avena) de 6.5 T ha-1. Se puede observar que, la mayorvariación de la temperatura del suelo se produjo en el primer centímetro desuelo, alcanzando alrededor de 90ºC. Sin embargo, el período de ocurrencia deesta temperatura no superó los 2 minutos. El 2º centímetro de suelo alcanzó50ºC en este mismo período y bajo los tres centímetros de profundidadprácticamente no se produjo variación en la temperatura. Se puede inferir queel efecto directo de la quema de rastrojos, con este nivel de paja, no debieraafectar fundamentalmente la población de los microorganismos del suelo nisus propiedades físicas.

Figura 5. Temperatura registrada en el perfil de suelo (1 a 20 cm)después de una quema de 6.5 T ha

-de rastrojo de avena.

Contenido de agua del suelo 30% bps. Suelo Collipulli.


La quema puede resultar en pérdidas importantes de nutrientes como resultadodel flujo convectivo directo de las cenizas y como consecuencia de la acción dearrastre por agua y viento. Simultáneamente, se pierde prácticamente latotalidad del C, S y N en la combustión. No obstante, existe poca informaciónacerca del efecto de la intensidad y frecuencias de las quemas sobre las pérdidasde nutrientes y su dinámica.También, después de una quema pueden ocurrir pérdidas por volatilización deN a la forma de amonio, debido a la alcalinidad de las cenizas y al aumento dela actividad de la enzima ureasa (Bacon y Freney, 1989). En el Reino Unido, enel año 1981 se estimaron pérdidas por emisión de amonio desde los rastrojosquemados equivalentes a 20.000 toneladas N año-1 y en 1991 esta cantidad bajóa 3.300 T año-1 debido a la prohibición impuesta a esta práctica (Lee y Atkins,1994). Si la combustión de la paja es completa, la mayoría del C, H, O, N, S y Porgánico son transferidos al aire, y el resto de los cationes, solubles al aguaquedan disponibles para las plantas (Raison, 1979). Cuando la combustión esinhibida por alguna razón, las cenizas quedan ennegrecidas y contienen MOresidual (Jordan, 1965).El nivel de pérdidas depende de la temperatura que se alcanza en la quema.Pérdidas de P y K por volatilización ocurren sobre los 500ºC. Sin embargo, comose observa en la Figura 5, estas temperaturas no se alcanzan durante la quemade residuos de cereales y la mayoría de estos elementos quedan en las cenizas.Otra situación corresponde a la quema de residuos (ramas, madera) en sistemasforestales, donde pueden alcanzarse muy altas temperaturas y perderse unacantidad importante de nutrientes por volatilización. Los elementos que quedanen las cenizas son altamente solubles al agua y se producen pérdidas porescurrimiento y lixiviación.Se ha demostrado que quemas intensas reducen la población demicroorganismos y la permeabilidad del suelo. Pero el nivel de daño estádirectamente relacionado con la temperatura que alcanza el suelo en el procesoy la duración de la quema. Con la excepción de fuegos con gran cantidad dematerial combustible acumulado y donde se produce una alta generación decalor (quemas forestales), la situación más común es que solamente alrededordel 5% de la energía calórica liberada en el proceso sea absorbida por el suelo(Packman, 1969), y por consiguiente, las máximas temperatura normalmenteno ocurren en la superficie, sino que a una altura variable de la vegetaciónquemada. La temperatura bajo la superficie no puede exceder los 100ºC hastaque la totalidad del agua retenida se haya evaporado.

MANEJO DE RESIDUOS Y SU EFECTO SOBRE LA EMERGENCIA, POBLACIÓN FINAL

DE PLANTAS Y RENDIMIENTO DE TRIGO, AVENA Y RAPS

El Cuadro 8 muestra el efecto del manejo de residuos sobre el porcentaje degerminación, población final de plantas y rendimiento de grano para los cultivosde trigo, avena y raps. Se puede inferir que la germinación de las diferentesespecies estudiadas se afecta en forma significativa por la presencia de residuossobre el suelo. Sin embargo, al observar la población final de espigas,


especialmente para el caso del trigo, no se manifiestan diferencias significativasentre los diferentes casos. El trigo tiene una alta capacidad de compensación yal haber un menor número de plantas germinadas induce un mayor número demacollos. Estos resultados difieren con respecto al cultivo de raps que tienemayor susceptibilidad a la presencia de rastrojos. La germinación y la poblaciónfinal de este cultivo se redujo en los casos con residuos, lo que afectó negati-vamente el rendimiento final en relación al caso con quema. Cabe señalar, quelos resultados de raps corresponden a un solo sitio experimental.

Cuadro 8. Efecto del manejo de residuos sobre el porcentaje de germinación,población final de ejes y rendimiento de grano en los cultivos detrigo, avena y raps.

Trata- Trigo Avena Raps(*)

miento Germina-Población Rendi- Germina- Población Rendi- Germina- Población Rendi-

ción final miento ción final miento ción final miento

(plantas (ejes m-2) (T m-2) (plantas (ejes m-2) (T m-2) (plantas (ejes m-2) (T m-2)

m-2) m-2) m-2)

Quema 368 440 6,75 373 383 5,73 117 74 3,35

Hilerado 348 429 5,20 336 398 4,67 114 86 2,31

Picado 318 436 6,37 254 337 4,85 66 57 2,25

Parado 307 400 6,17 271 337 4.95 55 51 2,30

DMS 38 NS 0,70 91 NS 0,97 - - -

0.05

(*) A los resultados de raps no se les efectuó análisis estadístico, puesto que son datos queproceden de un solo sitio experimental y una temporada.

En los cultivos de trigo y avena, los menores rendimientos se obtuvieron en eltratamiento con el rastrojo hilerado. Ello fue principalmente consecuencia de lasuperficie que queda sin siembra, correspondiente a lo que ocupa la hilera derastrojo y que equivale a 8-13% de la superficie total. No hubo diferenciassignificativas entre los casos de rastrojos picados y parado.La quema tuvo los mayores rendimientos en todos los cultivos, pero para elcaso de trigo y avena, estadísticamente no hubo diferencia significativa conrastrojo picado y parado. Estos resultados son de dos años de experimentacióny en este tipo de investigación es recomendable hacer seguimientos a más largoplazo con el fin de observar los efectos de la adición de MO sobre los cultivos,lo que se manifiesta en un período de tiempo más prolongado.Desde el punto de vista mecánico-operativo existen aspectos de la siembra quees conveniente evaluar en futuras investigaciones. Con el propósito de mejorarla implantación de los cultivos y su tasa de germinación y emergencia, sepretende implementar una sembradora con cuchillos de corte turbo (VHBRepuesto Agrícolas S.R.L), los que permitirían cortar y remover los rastrojos enla línea de siembra. Además, se evaluará la acción de esparcidores de granza ypicadores de paja como aditamento de la máquina cosechadora automotriz.


En el Cuadro 9 se presentan los resultados de rendimiento en tres campos pilotoque se establecieron con cero labranza y retención de los residuos de latemporada anterior. Los resultados obtenidos fueron considerados satisfactoriospor parte de los productores que adoptaron esta práctica en parte de sus predios.

Cuadro 9. Resultados de rendimiento en campos piloto.

Productor Residuos (T ha-1) Cultivo Rendimiento (T ha-1)

J. Rodríguez 9,0 Trigo 5,99

F. Cruz 4,8 Trigo 4,70

P. Basterrica 5,2 Avena 5,35

CANTIDAD DE RESIDUOS Y RENDIMIENTO DE LOS CULTIVOS

Las Figuras 6 y 7 presentan el efecto de la cantidad de rastrojos sobre elrendimiento de los cultivos de trigo, avena, lupino y raps. No hubo un efectomarcado de la cantidad de rastrojos sobre rendimiento de trigo y avena. Sólo seobservó una leve tendencia a la disminución del rendimiento equivalente a 17-34 Kg de grano por tonelada de residuo. La dispersión de valores obtenidos(Figura 6) muestra que existen otros factores más determinantes en la producciónde estos cultivos que la cantidad de residuos sobre el suelo. Estos factores puedenser de índole físico-químicos del suelo y/o de manejo del cultivo.Respecto a los cultivos de lupino y raps, se dispone de poca información y losdatos de la Figuras 6 y 7 proceden de sólo un sitio experimental en el caso delupino y de dos para raps. Se observó un claro efecto depresivo del rastrojo sobreel rendimiento de ambos cultivos. Para el caso de lupino, la emergencia fueadecuada, pero posteriormente se produjo una gran caída de plantas y ataque dehongos (Rhizoctonia y Fusarium) que redujo la población. El grado de incidenciade esta enfermedad se acentuó con la mayor cantidad de residuos sobre el suelo.La tasa de reducción de rendimiento de lupino en relación a la cantidad derastrojos sobre el suelo fue de 265 Kg grano ha-1 por ton de residuos. El efectonegativo puede estar asociado a efecto alelopáticos de los rastrojos (Capítulo 5).


Figura 6. Relación entre el rendimiento de Trigo (a), Avena (b), Lupino (c) yRaps (d), obtenidos en los diferentes sitios experimentales ycantidad de rastrojos presentes sobre el suelo.

(a)

(b)

(c)

(d)


En el caso de raps, el rendimiento bajó 88 Kg ha-1 por cada tonelada de rastrojopresente. Estos resultados pueden estar asociados a problemas mecánicosobservados en la siembra que afectan la germinación de esta especie quetiene una semilla muy pequeña con bajo nivel de reservas. Además, el sueloSta. Bárbara (trumao) opone una baja resistencia a los discos que cortan elrastrojo, lo que dificulta el corte por parte de la máquina sembradora. Unaproporción de la paja se dobla en vez de cortarse por la acción del discocortador, quedando una cantidad de semillas sobre el rastrojo no incor-poradas al suelo. Estas semillas no germinan o se mueren al no tener unadecuado anclaje y suministro de agua y nutrientes. Es conveniente que afuturo se evalúen aditamentos que puedan mejorarar la acción de corte derastrojo en suelos de trumao de las máquinas sembrados de cero labranzacomo cuchillos cortadores turbo y/o barredores de paja.En la Figura 7, se presentan los rendimientos en términos relativos conrespecto al rendimiento del caso con quema. Se observan las mismastendencias señaladas anteriormente, siendo el cultivo de trigo y avena losmás resistentes a la presencia de rastrojos, en tanto raps y lupino son lasmás sensibles. El porcentaje de descenso en rendimiento con respecto a laquema, expresado en porcentaje por cada tonelada de rastrojo sobre elsuelo, fue de 0,3%, 1,5%, 2,6% y 6,9% para trigo, avena, raps y lupino,respectivamente.


Figura 7. Relación entre el rendimiento relativo de Trigo (a), Avena (b),Lupino (c) y Raps (d) y cantidad de rastrojos sobre el suelo. Losdatos se expresan en relación a tratamiento con quema que seconsidera un 100%.

(a)

(b)

(c)

(d)



Los trabajos de manejo de residuos utilizados en la elaboración de este Capítuloseñalan algunas consideraciones de importancia.Al dejar los rastrojos sobre el suelo hay un aparente balance positivo en relacióna elementos nutritivos para las plantas, adicionalmente, hay un aporte de materiaorgánica. Los rastrojos pueden ser usados para mejorar la calidad del suelo ysu productividad. Por ello no deben ser considerados como desechos, sino comoun importante recurso natural que permite mayor sustentabilidad en el procesoproductivo.Los residuos picados tienen mayor velocidad de descomposición, lo cual puedeincidir favorablemente a largo plazo. Al cabo de dos años, en algunos sitiosestudiados, el picado del rastrojo presentó hasta 3 T ha-1 menos de rastrojos encomparación con el rastrojo parado sin picar.La temperatura alcanzada en el perfil de suelo con la quema de rastrojos decultivos no es considerable, y no debiera afectar la población de losmicroorganismos del suelo ni sus propiedades físicas. La mayor variación de latemperatura del suelo se produjo en el primer centímetro (90ºC) por un períodode ocurrencia que no superó los 2 minutos. El segundo centímetro de sueloalcanzó 50ºC en este mismo período y bajo los tres centímetros de profundidadprácticamente no se produjo mayor variación en la temperatura.La quema puede resultar en pérdidas importantes de nutrientes como resultadodel flujo convectivo directo de las cenizas y como consecuencia de la acción dearrastre por agua y viento. Simultáneamente, se pierde prácticamente latotalidad del C, S y N en la combustión.En los cultivos de trigo y avena, la quema de rastrojos no tuvo diferenciassignificativas en rendimiento con respecto a los tratamientos de rastrojo picadoy parado. El tratamiento hilerado fue el que presentó el menor rendimiento,como consecuencia de la superficie ocupada por la franja de rastrojo que quedasin siembra.La cantidad de rastrojos no afectó el rendimiento de trigo y avena, por lo que sepuede inferir que existen otros factores más determinantes en la producción deestos cultivos. Estos factores no estarían asociados a los rastrojos y pueden serde índole físico-químicos del suelo y/o de manejo del cultivo.Respecto a los cultivos de lupino y raps, hay un claro efecto depresivo del rastrojosobre el rendimiento de ambos cultivos, aún cuando los datos son procedentesde sólo un sitio experimental, en el caso de lupino, y de dos para raps.Con los antecedentes disponibles hasta el momento, se sugiere incorporargradualmente la práctica de manejo de rastrojos en los predios sembrados contrigo/avena, considerando en primer término aquellos suelos de mayorpotencial productivo y donde se hayan solucionado aspectos de deficienciasnutricionales y acidez. Los resultados utilizados en el análisis son de dos años de experimentación yen este tipo de investigación es recomendable hacer seguimientos a más largoplazo con el fin de observar los efectos de la adición de materia orgánica sobrelos cultivos.


En futuras investigaciones es necesario evaluar equipos que pueden mejorar laacción de las máquinas sembradoras de cero labranza. Por una parte, esconveniente incorporar esparcidores de granza y picadores de paja comoaditamento de la máquina cosechadora automotriz y, por otro lado, tratar demejorar la acción de los discos de siembra con la introducción implementosespeciales como cuchillos cortadores turbo y/o barredores de paja.

AGRADECIMIENTOS

Se agradece especialmente a los productores que facilitaron sus predios,maquinarias e insumos para llevar a cabo el presente trabajo: Sres. JaimeRodríguez, Juan Harismendy, Walter Solar, Ignacio Martínez, Juan GuillermoMartínez, Hernán Martínez, Juan Carlos Allende, Pablo Basterrica, Felipe Cruz,Jorge Rojas y Oscar Rojas. Al personal técnico del Departamento de Suelos,Sres. Pablo Ainardi y Juan Fuentes, por su importante colaboración en lainstalación de los ensayos y evaluaciones.

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83EFECTO ALELOPATICO DE LOS RASTROJOS

5

Efecto Aleopático de los Rastrojos

P. SILVA.Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas, Laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta.Casilla 1004, Santiago, Chile. [email protected]

RESUMEN

La cero labranza, dejando los rastrojos sobre el suelo, es una práctica agrícolaque tiene diversas ventajas, como disminución de la erosión hídrica y eólicay mejor balance hídrico y de nutrientes del suelo. Por otra parte, constituyeuno de los factores más importantes secuestrantes de carbono atmosférico.A pesar de sus numerosas ventajas, los rendimientos de los cultivos en estesistema son a menudo inferiores por una serie de factores negativos. Unode ellos es la presencia de rastrojos del cultivo anterior y su efecto alelopático.Los rastrojos de algunos cultivos han sido utilizados como efectivossupresores de malezas, sin embargo en cero labranza estos rastrojos tambiénpueden afectar el establecimiento e incluso el rendimiento del siguientecultivo en la rotación. La alelopatía de los rastrojos se genera durante losprimeros procesos de la descomposición, cuando comienzan las lluvias. Enestas condiciones su efecto puede ser mayor, afectando tanto a semillas enestado de germinación como a plántulas en desarrollo. Tanto la persistenciade la alelopatía como el tipo de aleloquímico cambia con la especie cultivada.Existe evidencia de variabilidad genética inter e intra-específica tanto en elpotencial alelopático como en la resistencia a la alelopatía. Por medio demanejo agronómico se pueden reducir los problemas generados por laalelopatía, entre éstos se puede destacar el riego, el picado del rastrojo, eluso de rotaciones y variedades adecuadas, entre otras.

ABSTRACT

Direct drilling leaving the crop residues on top of the soil has manyadvantages. It improves the water and nutrient balance of the soil anddecreases water and wind erosion. It also increases atmospheric carbon


sequestration by the soil. In spite of all the advantages it is common toobserve lower crop yields under this cropping practice. One of the negativefactors is the allelopathic effect that crop residues may have on the followingcrop. Some crop residues have been used as weed suppressors, but theymay also affect the establishment and yield of the following crop in therotation. The allelopathic effect of the straw and chaff generates at thebeginning of residue decomposition, at the start of rains. At this time theallelopathic effect may be at its highest level, affecting seed germinationas well as seedling growth. The allelopathic compound (s) as well as itspersistance in the soil change with crop species. There is evidence of interand intra specific genetic variability in allelopathic potential as well as inthe resistance to allelopathic damage. The problems induced by allelopathiceffects of crop residues can also be reduced by agronomic managementincluding irrigation, crop rotations, straw management as well as by theuse of appropiate species and varieties.

CERO LABRANZA Y LOS RASTROJOS SOBRE EL SUELO

La cero labranza dejando los rastrojos sobre el suelo es una práctica agrícolaque tiene diversas ventajas, tales como disminución de la erosión hídrica y eólica,mejor balance hídrico y de nutrientes del suelo (Crovetto, 1994). Por otra parte,constituye uno de los factores más importantes secuestrantes de dióxido decarbono atmosférico (Reicosky y Lindstrom, 1993). Además, desde el punto devista agronómico, los rastrojos de trigo, cebada, avena, centeno y sorgo sonefectivos supresores de malezas, especialmente malezas anuales de hoja ancha(Barnes y Putnam, 1983; Liebl y Worsham, 1983). Sin embargo, a pesar de susventajas, se ha observado menor tasa de germinación y largo de raíces cuandohay presencia de rastrojos de avena y trigo, lo que se atribuye a productosquímicos presentes en estos rastrojos, que afectan el establecimiento del siguientecultivo (Dias, 1991). Roth et al., (2000) mostraron evidencia de reducción delrendimiento en trigo debido a la presencia de rastrojos de sorgo sobre el suelo.Estudios realizados en Australia (Mc Calla y Amy, 1961; Purvis 1990) mostraronque los residuos de trigo reducen el rendimiento, mostrándose recientementeen Chile su efecto en el rendimiento de raps y lupino (Vidal y Troncoso, 2002).En un estudio realizado en la localidad de Oklahoma, con extractos de sueloprovenientes de parcelas con tratamientos de labranza tradicional y cero labranzacon rastrojos de trigo, se observó un efecto inhibitorio en el crecimiento del trigopor parte del extracto del suelo proveniente de cero labranza. Este efecto negativose presentó desde la cosecha del trigo y perduró por diez meses, en cambio, enlabranza tradicional se observó un efecto negativo sólo durante tres meses despuésde la cosecha. Ambos sistemas de labranza fueron muy similares durante el períodoen que el trigo fue cosechado y el rastrojo estuvo aún parado o recientementeenterrado con el arado, sin embargo, perduró por mayor tiempo la auto toxicidaden suelos con cero labranza que en los de labranza tradicional (Cast et al., 1990).Estos autores sugirieron la presencia de alelopatía en suelos trigueros,especialmente en los de cero labranza, debido probablemente a que los residuos


en cero labranza tienen una descomposición microbiana más lenta. Conclusiónque comparte Roth et al. (2000), al evidenciar un menor desarrollo en el cultivo detrigo después de sorgo, que en labranza tradicional no afecta el rendimiento, sinembargo en cero labranza se observa un efecto sobre el establecimiento ynormalmente una reducción en el rendimiento de trigo, posiblemente debido aque los compuestos alelopáticos se degradan más lentamente.

ALELOPATÍA

La alelopatía se define como el grado de inhibición del crecimiento de una plantasobre otra, entre especies diferentes (Kimber, 1973a) y entre cultivares de unamisma especie (Guenzi et al., 1967) debido a la liberación de compuestosquímicos (aleloquímicos). Los síntomas relacionados con estos compuestos enel campo son reducción de la germinación, menor vigor de la plántula, radículascon escaso desarrollo, muerte de plántulas y amarillamiento de hojas. Diversosautores señalan que el efecto de estos compuestos es más pronunciado en elcrecimiento de la radícula que sobre la germinación (Dias, 1991; Hedge y Miller,1990) o el crecimiento de brotes, lo que se evidencia en una reducción en larelación raíz:brote (Kimber, 1967; Kimber, 1973a; Lovett y Jessop; 1982).Los aleloquímicos están presentes en todos los tejidos de la planta, incluyendoflores, frutas, hojas, raíces, rizomas, semillas y polen. Estos compuestos sonsintetizados y almacenados en diferentes células de la planta en forma libre oconjugada con otras moléculas y son liberados en el entorno en respuesta adiferentes estreses bióticos y abióticos (Sampietro, 2002). Se desconoce si losaleloquímicos son liberados en forma activa o pasiva y el modo de liberaciónde un agente alelopático depende de su naturaleza química.Las plantas superiores liberan regularmente compuestos orgánicos porvolatilización desde la planta viva, por lixiviado de compuestos solubles enagua por acción de las lluvias, neblina o rocío, o por exudado de las raíces. Losresiduos del cultivo, como los rastrojos, liberan aleloquímicos al entorno a travésde procesos de descomposición (Rice, 1984). Durante el proceso dedescomposición se pierde la permeabilidad diferencial de las membranas, seactivan enzimas hidrolíticas que permiten la liberación de compuestosfitotóxicos al medio.Los compuestos alelopáticos pueden afectar directamente a otras plantas opueden ser utilizados por los microorganismos del suelo en el proceso dedescomposición, degradándolos o sintetizando nuevos aleloquímicos. Norstadty Mc Calla (1971) identificaron la presencia de una fitotóxina, patulina, comoagente tóxico sobre el crecimiento de plantas, la que es producida por el hongoPenicillum urticae Bainier. Patulina es un fuerte inhibidor de plántulas de maízy trigo (Rice, 1984). Ellis y Mc Calla (1973) señalaron que este hongo comprendela mayor parte (90%) de la población fúngica en los residuos de trigo.

ALELOQUÍMICOS ASOCIADOS AL RASTROJO

En el rastrojo se destacan una serie de metabolitos secundarios derivados de laruta del acetato-mevalonato como los terpenos y de la ruta del ácido shikímico


como fenoles, alcaloides, glicósidos (Sampietro, 2002). Cada especie poseedistinto tipo y cantidad de aleloquímicos en su rastrojo, siendo los compuestosmás comunes los ácidos fenólicos, los alcaloides y los ácidos hidroxámicos.Olofsdotter (2002), identificó a los ácidos fenólicos como los principalesresponsables de la alelopatía de arroz y sorgo y a los ácidos hidroxámicos encenteno y trigo (Cuadro 1).

Cuadro 1. Principales aleloquímicos de cereales.

Cultivo Aleloquímico

Avena Escopoletina

Cebada Hordenina

Arroz Ac. fenólicos

Sorgo Ac. fenólicos

Centeno Ac. hidroxámicos (DIBOA)

Trigo Ac. fenólicos/ Ac. hidroxámicos (DIMBOA)

Modificado de Olofsdotter (2002)

Acidos fenólicos

Se ha identificado una variedad de compuestos potencialmente alelopáticos delos rastrojos de cultivos de grano, los que incluyen ácidos fenólicos. Salomonssonet al., (1978) señalaron que los ácidos fenólicos, ácido trans-p-cumárico y el ácidotrans-ferúlico fueron los dominantes (510-3.100 y 440-3.100 mg/g de paja,respectivamente) en los rastrojos de cebada, avena, trigo, centeno y arroz. Rice(1984) consideró a estos ácidos fenólicos como los más comunes, no sólo en losresiduos de trigo, sino también en los de avena, sorgo y maíz, encontrando queestos compuestos afectan el crecimiento de las plántulas de trigo, siendo el ácidop-cumárico el observado en una mayor cantidad.Guenzi y Mc Calla (1966) señalaron a los ácidos fenólicos como los principalescomponentes de la alelopatía de los rastrojos de trigo sobre trigo, destacando elefecto negativo del ácido ferúlico sobre la elongación de la radícula de lasplántulas de trigo. Bruce y Christen (2001) al comparar el efecto alelopático delrastrojo de trigo sobre plantas de raps observaron un patrón similar al efectodel ácido ferúlico sobre la elongación de la radícula, no así en la germinación,indicando que el ácido ferúlico puede explicar una proporción del efectosupresivo de los lixiviados de trigo. Por otra parte, Lodhi et al., (1987)identificaron la presencia de los ácidos p-cumárico, vanilínico, siríngico, ferúlicoy p-hidroxibenzoico en suelos que tiene rastrojo de trigo, encontrando en elsuelo una mayor concentración de ácido ferúlico (941 Kg/ha) que de ácido p-cumárico (684 Kg/ha). Blum et al. (1991) encontraron una mayor concentraciónde ácido p-cumárico en los suelos (4µg/g suelo) que tienen presencia de estos


rastrojos. En arroz el efecto alelopático se asocia a ácidos fenólicos como elsalicílico, p-cumárico, vanilínico, siríngico, ferúlico y mandélico, aislados desdelos rastrojos en descomposición (Chou, 1980).Los compuestos fenólicos son solubles en agua, se lixivian rapidamente desdelos rastrojos, no se unen fuertemente a las partículas del suelo y se inactivanpor microorganismos ( Purvis, 1990).Los ácidos fenólicos pueden reducir o incrementar la concentración de ácidoindol acético (AIA). Los ácidos p-hidroxibenzoico, vanílinico, p-cumárico ysiríngico reducen la disponibilidad de AIA promoviendo su descarboxilación.Los ácidos ferúlico, p-cumárico, vanílinico y cumáricos inhiben el crecimientoinducido por las giberelinas (Sampietro, 2002).

Acidos Hidroxámicos (Hx)

Algunos cereales como trigo (Triticum aestivum L.), maíz (Zea mays L.), centeno(Secale cereale L.) y triticale producen Hx. Su presencia no se ha observado enarroz, cebada ni avena. Esta familia de metabolitos secundarios estárelacionada con la resistencia a un amplio rango de plagas y enfermedades,con la detoxificación de herbicidas, y con efectos alelopáticos (Niemeyer yPérez, 1995).Los Hx no están presentes en las semillas de los cereales, encontrándose queaparecen después de la germinación en maíz, trigo y centeno. Los niveles deHx aumentan con la edad de las plantas alcanzando un máximo pocos díasdespués de la germinación en maíz y trigo y a los 60 días después de la siembraen centeno. Los Hx se encuentran en todas partes de la planta. Los niveles deHx son mayores en tallos que en hojas, en hojas es mayor en hojas jóvenesque en viejas. Dentro de la hoja es mayor en los haces vasculares. Tambiénpueden estar presentes en raíces. Los Hx no son compuestos volátiles, no selixivian de las hojas, y no todas las variedades los exudan por las raíces(Niemeyer, 1988a). El contenido de Hx disminuye con la madurez de lasplantas (Zuñiga et al., 1983).Los Hx son los principales compuestos aleloquímicos involucrados en el efectoalelopático del centeno, este cultivo tiende a acumular Hx en su tejido por loque su rastrojo es altamente alelopático (Pérez y Ormeño, 1993; Barnes y Putnam,1986). El 2,4-dihydroxi-1,4-benzoxazin-3-one (DIBOA) y su producto dedescomposición benzoxazolin-2-one (BOA) se asocian con el efecto alelopáticode este cultivo (Barnes y Putman, 1987). Tanto BOA como DIBOA no persistenmás allá de 170 días en los residuos de centeno (Yenish et al., 1995).Algunos autores como Niemeyer (1988a) y Quader et al. (2001) responsabilizana los Hx del efecto alelopático del trigo y de accesiones de Triticum speltoides. El2,4-dihydroxi-7-metoxi-1,4-benzoxazin-3-one (DIMBOA) es el principal Hx detrigo y maíz (Niemeyer, 1988a). Tanto DIMBOA como su producto dedescomposición 6-metoxi- benzoxazolin –2-one (MBOA) inhiben el crecimientode las raíces de la avena silvestre (Avenua fatua), MBOA también inhibe lagerminación de A. fatua (Pérez, 1990). Blum et al., (1992) señala a MBOA comoun inhibidor más potente que su precursor (DIMBOA).


Los Hx inhiben el crecimiento y emergencia de varias especies mono ydicotiledóneas. Evaluaciones realizadas con cereales chilenos muestran que elcrecimiento de coleóptilos y raíces fue inhibido significativamente por 1mMDIMBOA (Pérez y Ormeño, citado por Niemeyer y Pérez, 1995). Por otra parte,los Hx no muestran efecto tóxico sobre los cereales que los producen.Para Olofsdotter (2002) compuestos diferentes serían los principalesresponsables del efecto alelopático de avena, trigo, centeno y cebada, siendoescopoletina el responsable del efecto alelopático de la avena, los ácidoshidroxámicos (DIMBOA) en trigo, ácidos hidroxámicos (DIBOA) en centeno yhordenina en cebada.Los ácidos hidroxámicos DIMBOA, MBOA modifican la afinidad de unión delas auxinas a sitios receptores de unión de éstas a las membrana. Esta actividadguarda correlación con la inhibición de crecimiento inducido por auxinas ensecciones de coleóptilo de avena. Por ello, se ha propuesto que la toxicidad delos ácidos hidroxámicos sería debida a la interferencia que provocan en laactividad normal de las auxinas.

Liberación de aleloquímicos desde los rastrojos

Los rastrojos de cereales de invierno y en especial el trigo están compuestos enun 75% por caña y capotillo, estas estructuras poseen mayor contenido de Cestructural y lignina por lo que su descomposición es más lenta (Collins et al.,1990). En arroz se ha determinado que el capotillo (glumas de las espiguillas)es el tejido con mayor efecto alelopático, por sobre las hojas y tallos (Chung etal., 1997), estas estructuras se acumulan a la salida de las cosechadoras, por loque se concentran en sectores del potrero. El sorgo posee en sus tallos, hojas yraíces componentes que reducen en un 75% la elongación de la radícula deplántulas de trigo (Ben-Hammouda et al., 1995).Existe una estrecha correlación entre la producción aleloquímicos y la biomasadel cultivo, es así como Sène et al. (2000a) encontraron una alta correlación(r=0,95) entre los ácidos fenólicos y la biomasa de sorgo. Purvis y Jones (1990)doblaron la fitotoxicidad de los rastrojos de maravilla cuando triplicaron sucantidad. Por lo que, altos rendimientos de los cultivos van a acrecentar losproblemas alelopáticos de sus rastrojos en condiciones de campo.Suelos con rastrojos concentran una mayor porcentaje de estos compuestos enlos primeros 2,5 cm de profundidad del suelo, observándose una mayorconcentración de estos en cero labranza que en labranza tradicional (Blum etal., 1991). Estos mismos autores han observado cambios cuantitativos y nocualitativos en los ácidos fenólicos con los sistemas de labranza.Los ácidos fenólicos se disuelven lentamente en agua a temperatura ambiente.Se puede acelerar su solubilización aumentando la temperatura y el pH (Blumet al., 1991). Mientras que los Hx se encuentran en forma estable como glucosidosen el tejido vegetal, y son liberados por la acción de enzimas hidrolíticas, lascuales son activadas por la muerte del tejido (Barnes et al., 1987).La producción de aleloquímicos desde el rastrojo depende de ciertas condicionesambientales como la presencia de humedad en el rastrojo y una temperatura


del aire sobre congelación y bajo 15 ºC, características que dan inicio al procesode descomposición del rastrojo (Cochran et al., 1977).En un trabajo realizado por Guenzi et al. (1967) observaron que el potencialalelopático de los rastrojos cambia durante la descomposición en el campo comocon la especie, es así como el rastrojo de trigo tiene un valor máximo a las cuatrosemanas, perdiendo su efecto después de ocho semanas de iniciada ladescomposición. La mayor toxicidad de los rastrojos de avena ocurre a la cosechay desaparece su actividad inhibitoria, al igual que el trigo, ocho semanas despuésde iniciada la descomposición. La toxicidad de los rastrojos de sorgo y maíz esmayor en el tiempo, siendo máxima a las 16 y 22 semanas después de iniciadala descomposición, respectivamente. Ambos pierden su efecto alelopáticodespués de 28 semanas (Cuadro 2). Purvis (1990) señala una relación positiva ylineal (r

2=0,94) entre el tiempo de descomposición de los rastrojos de sorgo y la

producción de materia seca del siguiente cultivo.

Cuadro 2. Persistencia de los aleloquímicos de rastrojos.

Rastrojos Tiempo desde que comienza la descomposición (semanas)

Máxima Fitotoxicidad Cero Fitotoxicidad

Trigo 4 8

Avena 0 8

Sorgo 16 28

Maíz 8 28

Modificado de Guenzi et al. (1967).

La interacción de aleloquímicos con las semillas y raíces de plántulas en el suelodepende de la tasa de liberación del compuesto alelopático desde los rastrojos,la acción de microorganismos, la fijación por el suelo y la tasa de lixiviación delos suelos (Blum et al., 1987).

VARIABILIDAD GENÉTICA EN EL POTENCIAL ALELOPÁTICO

Los rastrojos de cereales menores como centeno, cebada, trigo, triticale y avenageneran compuestos aleloquímicos, principalmente durante los primerosprocesos de descomposición de la materia orgánica (Kimber, 1973a; 1973b).Potencial alelopático. Se ha encontrado variación en el potencial alelopáticodel rastrojo de distintos cultivares de arroz (Ahn y Chung, 2000; Olofsdotter,2001) e híbridos de sorgo (Ben-Hammouda et al., 1995). En el caso de trigo existeevidencia de diferente potencial alelopático entre variedades para el control demalezas, destacando un estudio con exudados de raíces de plántulas de 92variedades de trigo y su efecto sobre ballica (Lolium rigidum) (Wu et al., 2000).También se ha observado diferencia entre el extracto acuoso del rastrojo de tres


variedades de trigo sobre la germinación y elongación de la radícula de 6variedades de raps (Bruce y Christen, 2001).Acidos fenólicos. En un cribado de 58 procedencias de trigo se encontródiferencias significativas en la producción de ácidos p-hidroxibenzoico,vanilínico, siríngico, trans-p-cumárico, cis-p-cumárico, trans-ferúlico y cis-ferúlico en los brotes de plántulas de trigo de 17 días. La concentración de ácidofenólicos totales varió de 93,2 a 453,8 mg/Kg de peso seco. Encontrando quelas procedencias de trigo con altos niveles de ácidos fenólicos en los brotes songeneralmente fuertemente alelopáticas al crecimiento de ballica. Se observó unadistribución normal de la población de los niveles de ácido p-hidroxibenzoico,vanilínico, cis-p cumárico y cis-ferúlico y una distribución binormal para losniveles de trans-ferúlico (Wu et al., 2001a)DIMBOA. En un screening de 52 variedades de trigos chilenos de T. aestivum yT. durum, Copaja et al. (1991) demostró diferencias en el contenido de DIMBOA,que variaron entre 1,4 y 10,9 mmol/Kg de peso fresco. En un cribado de 55procedencias de 17 progenitores de trigo, Niemeyer (1988b) encontró queDIMBOA fue mayor en Trtiticum speltoides (16,0 mmol/Kg de peso fresco) ymás bajo en Triticum tauschii (0,21 mmol/Kg de peso fresco), además, elcontenido de DIMBOA fue mayor en T. Speltoides que en los trigos comercialesde T. aestivum. Quader et al., (2001), al estudiar procedencias de T. speltoidesencontró en la mayoría de los casos que a mayor potencial alelopático de laprocedencia había mayor contenido de DIMBOA.Wu et al., (2001b), empleando técnicas analíticas de cromatografía de gas yespectrometría de masa en tandem (GC/MS/MS), analizó el contenido deDIMBOA, en brotes, raíces y exudado desde las raíces de plántulas de 17 díasde trigo, encontrando que sólo un 19% de las 58 procedencias estudiadas erancapaces de exudar DIMBOA desde las raíces vivas al medio, indicando que laexudación de DIMBOA es especifica de acuerdo a la procedencia. Laconcentración de DIMBOA de las raíces fue mayor que de los brotes.

VARIABILIDAD GENÉTICA EN LA SENSIBILIDAD A LA ALELOPATÍA DE LOS

RASTROJOS

Se ha encontrado variación en la sensibilidad a la alelopatía de los rastrojos esasí como Herrin et al., (1986) encontraron cultivares de soya que presentabanuna mayor o menor reducción de su biomasa ante la presencia de rastrojos detrigo, dejando de manifiesto la posibilidad de seleccionar cultivares de soyamás adaptados para una segunda siembra después de trigo (Cuadro 3). Tambiénse ha observado diferencias varietales en la germinación y elongación de laradícula en cultivares de raps ante la presencia de lixiviados de los rastrojos detrigo (Bruce y Christen, 2001).


Cuadro 3: Tolerancia de los cultivares de soya al rastrojo de trigo

Cultivar Materia Seca (g/maceta) Tolerancia (%)1

Tratamiento de rastrojo

Sin rastrojo Con rastrojo

Davis 3,83 3,17 82

Centennial 5,50 4,38 79

Tracy M 5,44 3,51 65

Forrest 4,40 2,77 62

1 La tolerancia fue calculada como el peso de soya en el estado de crecimiento V6 con rastrojodividido entre el peso de la soya que crece sin rastrojo por 100.

Modificado de Herrin et al. (1986).

Las especies de lupino cultivadas en Chile han mostrado diferente sensibilidada los extractos de rastrojos de trigo, observándose una interacción entre la especiey la cantidad de rastrojo de trigo en el largo de radícula (Figura 1). Lupinusalbus reduce el largo de su radícula en la medida que aumenta la concentracióndel extracto, mientras que en Lupinus angustifolius no cambia (Silva, P., datos nopublicados).

Figura 1. Interacción especie x cantidad de rastrojo de trigo en el largode radícula de Lupinus angustifolius y de Lupinos albus.

SOLUCIÓN AGRONÓMICA A LA ALELOPATÍA DE LOS RASTROJOS

La información recopilada sugiere que el efecto de los rastrojos sobre el suelodepende, en gran medida, del grado de descomposición que tengan éstos antesde sembrar el próximo cultivo. Manejos como el picado del rastrojo, el riego, laaplicación de nitrógeno pueden acelerar la descomposición de los rastrojos ycon ello pueden disminuir su efecto alelopático.


Para evitar la presencia de aleloquímicos de los rastrojos puede sembrarse unavez que ocurran lluvias que permitan el inicio de la descomposición de losrastrojos, la solubilización y lixiviado de estos compuestos (Purvis, 1990, Sèneet al., 2000b).Sène et al., (2000b) trabajando con maní sobre rastrojo de sorgo demostraronque un apropiado manejo agronómico pueden reducir la alelopatía. Conexperimentos realizados en campo estos autores mostraron que la siembra demaní hecha en la entre hilera del cultivo anterior tuvo una mayor germinacióny peso de plántulas que la siembra realizada sobre la hilera de dicho cultivo. Ladiferencia en la emergencia de maní fue correlacionada con la cantidad de fenolesproducida por descomposición de las raíces de sorgo.La edad de la semilla también tiene un efecto sobre la tolerancia del cultivo alos rastrojos, así lo demuestra Herrin et al., (1986), quienes observaron quesemillas de soya de tres años eran menos tolerantes que las semillas de uno ydos años. Encontraron interacción entre el cultivar y la edad de la semilla(Cuadro 4). Estos mismos autores señalan que el tamaño de la semilla no influyeen una mayor o menor tolerancia a los aleloquímicos.

Cuadro 4. Influencia de la edad de la semilla de soya sobre la tolerancia alrastrojo de trigo (Herrin et al., 1986).

Edad de la semilla Tolerancia (%) 1

(años) Cultivar

Davis Lee74 Tracy M Promedio

3 51 a2 67 a 44 a 54 a

2 77 b 71 a 72 b 73 b

1 72 b 75 a 75 b 74 b

1 La tolerancia fue calculada como el peso de soya en el estado de crecimiento V6 con rastrojo

dividido entre el peso de la soya que crece sin rastrojo por 100.2 Duncan (P≤ 0,05)

Las rotaciones que se realizan en cero labranza deben considerar el efectoalelopático de los rastrojos y la sensibilidad del siguiente cultivo. En trabajosrealizados en invernadero se observó que rastrojos de cereales de inviernocomo trigo, triticale y avena no afectaron el establecimiento de estos mismoscereales, sin embargo, estos rastrojos afectaron el establecimiento deleguminosas como garbanzo, lenteja y lupino (Silva, P., datos no publicados).En Australia, en un trabajo realizado bajo condiciones de campo, Purvis(1990), encontró que el establecimiento y el rendimiento de trigo era menorcuando existía presencia de rastrojos. Este autor, observó reduccionessignificativas del rendimiento de trigo en la presencia de rastrojo de sorgo,


trigo y raps. De éstos, el rastrojo de mayor toxicidad fue el de sorgo, que provocó20% de reducción en el rendimiento de trigo (Figura 2).

Figura 2. Rendimiento de trigo (qq/ha) sin rastrojo y en la presencia de 5T/ha de distintos rastrojos (Purvis, 1990).

Los agricultores australianos a menudo han señalado un aumento derendimiento de trigo en una rotación con raps. Ambos cultivos no se realizanen una misma temporada, por lo que existe tiempo suficiente para ladescomposición de los rastrojos de raps previo a la siembra de trigo. Si el trigose siembra después de un cultivo de verano como sorgo o maravilla, el tiempopara el lixiviado y descomposición de los rastrojos sería insuficiente (Purvis,1990; Purvis y Jones, 1990). En estos casos, la elección de cultivares y el manejoadecuado de la cantidad de rastrojos, especialmente en las colas de lascosechadoras, tienen importantes implicaciones para minimizar el efecto delos aleloquímicos.Finalmente, como se mencionó anteriormente, existe diversidad genética tantopara el potencial alelopático de los rastrojos, como para la sensibilidad de loscultivos a estos compuestos por lo que el mejoramiento genético para estoscaracteres es una interesante posibilidad.


La alelopatía de los rastrojos dejados sobre el suelo ha sido poco estudiada enChile. Este problema es una realidad para amplias zonas en que se deseepracticar la cero labranza, particularmente en condiciones de clima mediterráneoy altos niveles de producción. El clima mediterráneo que impera en Chile, conlluvias que se concentran en invierno, provoca que la descomposición del


rastrojo comience con el período de lluvias, al mismo tiempo ocurre la liberaciónde compuestos alelopáticos y la siembra de los cultivos, dejando a la semilla ya la plántula expuestas al período de mayor concentración de estos compuestosen el suelo. Al realizar dos cultivos en la temporada aumenta este problema,debido al escaso tiempo que existe para la descomposición del rastrojo antes dela próxima siembra. A diferencia de otros países, en Chile generalmente seobtienen altos rendimientos, por lo que la cantidad de rastrojos que quedan enel suelo es alta, como el nivel de compuestos alelopáticos esta estrechamenterelacionado a la biomasa producida, el problema de la alelopatía de los rastrojosse agudiza en el caso chileno.Dada la gran superficie que se cultiva con trigo en el país, este rastrojo es el demayor importancia. Existe la posibilidad de reducir el problema de la alelopatíade estos rastrojos, sin embargo, se requiere mayor conocimiento sobre el tema.En particular, sobre la cinética de liberación de los compuestos alelopáticos enfunción de la precipitación y la temperatura para optimizar así el manejo, sobrela posibilidad de selección de genotipos con bajo potencial alelopático, y sobrela identificación de cultivos y variedades menos sensibles a estos compuestos.

AGRADECIMIENTOS

La autora agradece la lectura del manuscrito y sugerencias hechas por el Dr. E.Acevedo. Los alumnos del curso de «Agronomía de Cultivos Anuales: Cerolabranza y Manejo de Rastrojos» de la Universidad de Chile participaronrealizando experimentos preliminares en este tema. Los proyectos FONDEFD99I1081 y DID 2002 código I-02/5-2 han financiado parte de la investigaciónen alelopatía del laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta de la Facultad deCiencias Agronómicas de la Universidad de Chile.


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99SIMULACIÓN DE LA DINÁMICA DE LOS RASTROJOS SOBRE EL SUELO EN CERO LABRANZA

6

Simulación de la dinámica de los rastrojos sobre elsuelo en cero labranza

V. GARCÍA DE CORTÁZAR G.Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas, Departamento de Ingeniería y Suelos.Casilla 1004, Santiago, Chile. [email protected]

RESUMEN

El cultivo bajo cero labranza se caracteriza por dejar los rastrojos del cultivoanterior sobre la superficie del suelo, mejorando el balance hídrico ynutricional de los cultivos en la rotación. A la vez, se pueden produciralgunos problemas si la acumulación de residuos es excesiva. Este trabajopresenta un análisis de la evolución en el tiempo de rastrojos sobre elterreno, en rotaciones cereal-leguminosa a lo largo de 20 años, y del impactoque tiene sobre balance hídrico y de nitrógeno en la rotación. Es un análisisteórico basado en el uso del modelo computacional, CropSyst que permite,entre otras cosas, simular el comportamiento de rotaciones de cultivos cono sin rastrojos sobre el terreno. Las simulaciones se hicieron paracondiciones meteorológicas y de suelo de Santiago y Temuco, con cultivosde trigo y lupino, con fertilización nitrogenada para el cereal y sinfertilización para la leguminosa. Las simulaciones indicaron que es pocoprobable una acumulación de residuos superior a 8 T ha

-1 estabilizándose

a partir del cuarto año (al término del segundo ciclo de rotación). El dejarlos rastrojos sobre el suelo produce aumentos en la disponibilidad de aguay nitrógeno para los cultivos siguientes en la rotación. Sin embargo, lasmagnitudes observadas no producen aumentos importantes en losrendimientos. El efecto benéfico de los residuos en conservar agua porreducción de la evaporación, es contrarrestado en parte, por un aumentoen percolación profunda y lixiviación de nitrógeno.


ABSTRACT

Zero-till agriculture leaves the crop residues of the previous crop on top ofthe soil, improving the water and nutritional balance of the following cropsin the rotation. Problems can occur if the amount of residues is excessive.This paper presents the results of an analysis of the evolution ofaboveground residue accumulation over 20 years in a cereal-legumerotation, and its impact on the water and nitrogen balance of the rotation.This is a theoretical analysis based on the use of a crop modeling software,CropSyst, that allows simulation of different crop rotations with andwithout aboveground residues. Simulations were done for meteorologicaland soil conditions of Santiago and Temuco. The rotation was wheat-lupinin two consecutive years. Wheat was fertilized with nitrogen and lupinreceived no fertilizer.The results showed that the residues did notaccumulate beyond 8 T ha.

-1 The residue values stabilized around the fourth

year, at the end of the second rotation cycle. The presence of residuesincreased the water and nitrogen availability for the following crops inthe rotation, but the yields did not increase significantly. The reduction insoil evaporation increased the soil water content but it also increased soilwater percolation and nitrate leaching.

INTRODUCCIÓN

Los sistemas agrícolas se caracterizan por la gran cantidad de procesos queinteractúan entre sí para determinar el rendimiento de los cultivos. Una formade poder analizar la importancia de distintos procesos en la determinación delrendimiento de los cultivos es utilizar simuladores de cultivos. Estos sonprogramas computacionales en los que se simulan los principales procesos quedeterminan el rendimiento mediante ecuaciones diferenciales (Thornley yJohnson, 2000). Existen numerosos simuladores que han sido desarrollados paraestudiar sistemas agrícolas. En este trabajo se utilizó el modelo CropSyst (Stöckleet al., 1994) que incluye simulación de crecimiento de cultivos, bajo diferentesmanejos (entre ellos cero labranza).Uno de los principales problemas de los sistemas de cero labranza es el manejode rastrojos que quedan sobre el suelo después de la cosecha. Si éstos no seeliminan o se manejan de forma de reducir su cantidad, pueden constituir unproblema para el cultivo siguiente, ya sea por alelopatía o bien por reducciónde la calidad de la siembra por exceso de material sobre el suelo. Por otra parte,la presencia de rastrojos sobre el suelo tiene efectos deseables mejorando elbalance hídrico y nutricional del suelo.En 1999 se inició un estudio conjunto entre la Universidad de Concepción y laUniversidad de Chile, con el fin de identificar manejos de rastrojos y rotacionesculturales que permitan aumentar la productividad y sustentabilidad delsecano de la precordillera de la VIII región. Una de las actividades de esteproyecto fue el uso de modelación como complemento a la actividad deinvestigación, demostrándose que el modelo CropSyst podía utilizarse para


describir la dinámica de los rastrojos sobre el suelo (García de Cortázar etal., 2002).Este trabajo presenta resultados y discusión de simulaciones de 20 años conrotaciones que incluyen trigo y lupino en dos situaciones climáticas contrastantes(Santiago y Temuco) y bajo dos situaciones de manejo de residuos (quema ypicado). El objetivo es evaluar, mediante simulación, el impacto que tiene sobrerendimiento el dejar los rastrojos sobre el terreno en lugar de quemarlos. Seesperaba un mayor rendimiento bajo condiciones de picado por una mejora enel estado hídrico del suelo y por aportes nitrogenados de los residuos. Por otraparte interesaba evaluar la acumulación de residuos a través de los años, lo quepodría dificultar las labores de siembra.

DATOS CLIMÁTICOS

Se utilizaron datos meteorológicos diarios de 10 años obtenidos en CentrosRegionales de Investigación (CRI) del INIA de La Platina (R.M.) y en el CRICarillanca (IX Región). Los datos incluyen temperatura mínima y máxima diaria,radiación global y precipitación. En ambas localidades los datos incluyeronaños secos y años húmedos de modo de generar un amplio espectro desituaciones meteorológicas. Los Cuadros 1 y 2 muestran los valores mediosanuales de los parámetros utilizados en la simulación.

Cuadro 1 Datos meteorológicos de 10 años para CRI La Platina que fueronutilizados en las simulaciones. En la primera columna apareceidentificado el año original de medición.

Año Precipitación Temperatura Temperatura Radiación global

anual (mm) mínima (ºC) máxima (ºC) (MJ m-2 día-1)

1976 246 5,8 21,4 17,6

1980 432 7,2 21,5 15,8

1989 392 6,5 21,7 18,5

1990 224 6,1 21,7 17,8

1993 346 7,1 21,4 15,0

1995 241 7,4 21,7 16,2

1997 757 8,3 21,6 15,7

1998 115 7,7 21,7 16,3

1999 404 7,5 20,9 16,0

2000 556 7,4 21,1 15,9

Promedio 371 7,1 21,5 16,5

mínimo 115 5,8 20,9 15,0

máximo 757 8,3 21,7 18,5


Cuadro 2 Datos meteorológicos de 10 años para CRI Carillanca que fueronutilizados en las simulaciones. En la primera columna apareceidentificado el año original de medición.


Anual (mm) (ºC) (ºC) (MJ m-2 día-1)

1988 1163 5,2 17,5 12,6

1989 1195 5,3 18,0 11,7

1990 1264 5,5 17,4 11,0

1992 1775 5,7 16,4 9,6

1993 1569 5,8 17,0 10,6

1994 1226 6,2 17,5 11,1

1995 1371 5,2 17,3 11,2

1996 907 5,4 17,3 9,6

1997 1570 6,3 17,6 9,0

1998 619 5,1 18,3 10,3

Promedio 1266 5,6 17,4 10,7

SUELOS

Para las simulaciones se usaron suelos genéricos basados en información real(Comisión Nacional de Riego, 1981, Beinroth et al., 1985 y Oscar Seguel 2002comunicación personal). En Santiago, se utilizó un suelo franco arenoso de 0,70m de profundidad (Suelo1). Para las simulaciones en la IX Región se utilizó dossuelos de diferente profundidad, un trumao franco arenoso de 0,70 m deprofundidad (Suelo2) y un trumao franco arenoso de 1,4 m de profundidad(Suelo3). Las características de los perfiles que se utilizaron en las simulacionesaparecen en el Cuadro 3.

Cuadro 3. Características de los perfiles de suelo utilizados en lassimulaciones

Suelo Profundidad Textura Densidad Capacidad Punto de %MO

(cm) aparente de campo marchitez

(g cm-3) (m3m-3) permanente

(m3 m-3)

1 0-70 Franco 1,46 0,226 0,121 2%

arenosa

2 0-70 Franco 0,70 0,490 0,260 8%

arenosa

3 0-140 Franco 0,70 0,490 0,260 8%

arenosa


CULTIVOS

Se hicieron simulaciones de crecimiento de trigo y lupino. Los archivos decaracterísticas de cada especie se construyeron, en el caso del trigo, a partir deinformación de del Pozo (1988) y de ensayos de variedades en la EstaciónExperimental Antumapu de la Universidad de Chile (E. Acevedo, comunicaciónpersonal). Para el caso del lupino se utilizó como base las características decrecimiento de lupino blanco (Lupinus albus L.) del modelo APSIM (APSRU,2001) y trabajos de López-Bellido et al., 2000. En el Cuadro 4 aparecen lasprincipales características de los cultivos utilizados en las simulaciones.

MANEJO SIMULADO

En las dos localidades se simularon rotaciones de dos años trigo-lupino, consiembra de trigo el 15 de mayo del primer año y de lupino el 1 de agosto delsegundo año de la rotación. El trigo fue fertilizado con 200 Kg N ha-1 en formade úrea aplicado a la siembra para las simulaciones en Santiago y aplicado untercio a la siembra y 2 tercios a la macolla para el caso de Temuco. El lupino nofue fertilizado.

Cuadro 4. Características de los cultivos usados en las simulaciones

Propiedad Trigo1 Trigo2 Lupino

Localidad R.M. IX R.M. y IX

Temperatura base 4,5ºC 4,5 ºC 0,0 ºC

∑días-grado Emergencia 85 112 200

∑días-grado Máximo IAF 643 849 1225

∑días-grado Inicio floración 686 906 1050

∑días-grado Inicio llenado 729 938 1550

de grano

∑días-grado Madurez 1188 1274 2500

Coeficiente extinción 0,5 0,5 0,45

para radiación global

Eficiencia de conversión de 3,0 3,0 1,4

la radiación solar, g MJ-1

kc a floración 1,05 1,05 1,0

Partición hoja-tallo 0,75 0,75 3,0

Área específica de hoja,

m2 kg-1 19 19 28

Máximo IAF esperado 9,0 9,0 7,0

Índice de cosecha 0,35 0,35 0,4

Constante de tiempo para 120 días 120 días 60 días

descomposición de residuos


En Santiago se hicieron simulaciones para condiciones de secano y de riego. Elmomento de riego fue definido por el momento en que se consumía el 50% dela humedad aprovechable a una profundidad de 0,6 m. En Temuco se simulósólo condición de secano.Para el manejo de residuos se simularon dos condiciones: quema en el mes demarzo de cada año y picado de rastrojo después de la cosecha .

VARIABLES ANALIZADAS

Se analizó la variación en el tiempo de la biomasa de residuos presente sobre elsuelo, balance hídrico del suelo, balance de nitrógeno del suelo, acumulaciónde materia seca de los cultivos y rendimientos.

RESULTADOS

Los residuos producidos por trigo y lupino fueron diferentes en cantidad y envelocidad de descomposición. La Figura 1 muestra la variación en el tiempo dela materia seca de residuos en función de los día desde la cosecha. Se aprecia enla Fig. 1a que el trigo a la cosecha deja el doble de residuos por unidad desuperficie de suelo que lupino. Al cabo de 1 año, todavía la cantidad de residuosde trigo es superior a la cantidad inicial de residuos de lupino. Por otra parte,debido a su menor relación C:N los residuos de lupino se descomponen muchomás rápido que los de trigo (Fig. 1b). Al cabo de 1 año queda aproximadamenteun 20% de los residuos originales, mientras que en trigo, para el mismo períodoaún queda un 50%.

a b

Figura 1. Variación de la cantidad de residuos que quedan sobre el terrenoen función de tiempo sometido a procesos de descomposición.Simulación para Temuco. a) Materia seca total en función de díasdesde la cosecha. b) Valores relativos a la materia seca deresiduos inicial en función de días desde la cosecha.


La Figura 2 muestra la cantidad de residuos presentes al momento de la siembrade cada cultivo bajo dos situaciones de riego en Santiago. Como los residuosno se descomponen totalmente en un año, la cantidad de rastrojos presentes almomento de la siembra del cultivo siguiente es una combinación de residuosde más de una temporada. Bajo condiciones de riego, la cantidad media deresiduos para el trigo (años impares) fue de 7,8 T ha

--1, mientras que para lupino

(años pares) fue de 8,8 T ha-1. En condiciones de secano, los valores fueron 5,3 y6,5 T ha-1 respectivamente. Se aprecia que la cantidad de residuos tiende aestabilizarse a partir del cuarto año en ambas condiciones. Para las simulacionesen Temuco la acumulación de residuo al momento de la siembra fue similarpara los dos suelos utilizados: 5,7 T ha-1 para trigo y 7,6 T ha-1 para lupino. Enpromedio de todas las situaciones, la cantidad media de residuos a la siembraes de 6,3 T ha-1. Considerando que cada año se produce un aporte de residuosde aproximadamente 7 T ha-1, lo que en 20 años equivale a un aporte total alsistema de 140 T ha-1, se puede apreciar que los procesos de descomposiciónson lo suficientemente intensos para evitar que se produzca una acumulaciónexcesiva de residuos.

Figura 2 Cantidad de residuos al momento de siembra de cada cultivo enlos 20 años de la simulación para Santiago y dos tratamientos deriego. Los años impares corresponden a presiembra trigo y lospares a presiembra lupino. (P= residuos picados, Q=residuosquemados).


La presencia de residuos asegura una conservación del agua del suelo durante elperíodo de barbecho, mejorando las características hídricas de la cama de semillapara el cultivo siguiente en la rotación. Para Santiago, la presencia de residuosaumentó el contenido de agua al momento de la siembra en 54% de 0,13 a 0,20 m3

m-3 en los primeros 5 cm de suelo. Para Temuco las diferencias fueron de sólo un8% de 0,47 a 0,51 m3 m-3. Esta menor diferencia se explica por la mayor frecuenciade lluvias en la zona, que disminuye las diferencias entre condiciones de manejo.Al considerar el total de perfil de suelo, la presencia de residuos aumentó en 10% elcontenido de agua al momento de la siembra en Santiago y 3% en Temuco.Con respecto al balance hídrico del suelo en toda la temporada de los cultivos,el efecto de la presencia de rastrojo picado es en primer término reducir laevaporación de agua desde la superficie del suelo. El Cuadro 5 muestra quebajo condiciones de residuo quemado un 53% de la evapotranspiracióncorresponde a evaporación, mientras que en condiciones de suelo cubierto deresiduos este valor baja a 33% promedio para todas las situaciones. Ademásbajo condiciones de riego, la presencia de residuos permite reducir en 32% lacantidad de agua a aplicar.La reducción de evaporación produce un mejor estado hídrico del suelo y de lasplantas, lo que aumenta en un 32% la transpiración para Santiago en secano. Sinembargo para riego y para Temuco donde la posibilidad de déficit hídrico esmenor, no se observaron aumentos importantes en la transpiración. Un efectonegativo de la presencia de residuos con respecto al balance hídrico es que produceaumentos en la percolación profunda. En efecto, el aumento del contenido hídricodel suelo, producto de la menor evaporación, facilita la posibilidad de percolaciónen cada lluvia. El Cuadro 5 muestra un aumento medio de 66 mm en la percolaciónprofunda en Santiago y de 137 mm en Temuco al comparar las simulaciones conresiduos picado con respecto a las simulaciones con residuo quemado.

Cuadro 5. Componentes de balance hídrico anual (mm). Promedio de 20 años.

Lugar Condición Manejo Lluvia Riego Transpiración Evaporación Percolación

de riego/ de profunda

suelo residuos

Santiago Riego Quema 372 275 284 253 104

Picado 372 187 292 71 187

Secano Quema 372 0 115 175 78

Picado 372 0 152 89 126

Temuco Trumao Quema 1279 0 286 318 643

delgado

Picado 1279 0 291 175 778

Trumao Quema 1279 0 293 318 627

profundo

Picado 1279 0 294 175 765


La presencia de residuos sobre el suelo aumentó la mineralización de nitróge-no, aportando en promedio 36 Kg ha-1 año-1 para todas las simulaciones (Cua-dro 6). La cantidad total de N mineralizada fue mayor en Temuco por el mayorcontenido de materia orgánica del suelo (Cuadro 3). La fijación simbiótica (aso-ciada al lupino) aportó en promedio 74 Kg ha-1 año-1. Sumando los aportes denitrógeno de fertilización, mineralización y fijación simbiótica, la oferta anualde N en Santiago en condición de quema es de 209 Kg ha-1 año-1 y de 253 Kg ha-1

año-1 para cobertura con residuos. En el caso de Temuco, los valores correspon-dientes son 404 y 443 Kg ha-1 año-1 .

Cuadro 6. Componentes de balance de nitrógeno anual en Kg de nitrógenopor hectárea. Promedio de 20 años.

Lugar Condición Manejo Fertili- Minerali- Lixiviación Absorción Fijación

de riego/ de zación zación simbió-

suelo residuos tica


Picado 100 86 19 127 99

Secano Quema 100 36 8 93 27

Picado 100 69 15 117 52


delgado

Picado 100 265 122 214 78


profundo

Picado 100 267 103 226 75

Debido a la mayor percolación profunda en los cultivos con residuo picado, seproduce también una mayor lixiviación de nitrógeno, especialmente con suelodelgado (Cuadro 6). En la situación más extrema (Temuco, suelo delgado) laspérdidas representan 122 Kg ha-1 año-1 equivalente a 27% de la oferta.En términos de absorción de N por los cultivos (incluyendo N fijado), lapresencia de residuos se asocia a un aumento de 19 Kg ha-1 año-1 con respecto ala situación con quema.Finalmente, el Cuadro 7 muestra los rendimientos obtenidos en las simulaciones.Existe un efecto positivo del picado de residuos que en promedio es de 1,5 qqha-1 año-1

tanto para trigo como para el lupino.


Cuadro 7. Rendimientos (qq ha-1) simulados promedio de 20 años de rotacióntrigo - lupino en dos localidades y con dos sistemas de manejode residuos.

Lugar Condición de riego Suelo Trigo Lupino

Quema Picado Quema Picado

Santiago Riego 47 49 27 28

Secano 31 35 4 8

Temuco Secano Trumao 62 62 29 30

delgado

Trumao 63 63 30 30

profundo

DISCUSIÓN

A pesar de no disponer de información detallada como para validar laspredicciones del modelo, los resultados son razonables. Los valores derendimiento obtenidos en las simulaciones están cercanos a los valores obtenidospor del Pozo, 1988, López-Bellido et al., 2000, e información colectada en losensayos del proyecto que dio origen a este trabajo.Un análisis de sensibilidad realizado sobre los parámetros detallados en elCuadro 4, indicó que el modelo era muy sensible al parámetro ‘partición tallo-hoja’ y ‘área específica de hojas’. Estos dos parámetros controlan la tasa decrecimiento del índice de área foliar, con fuerte impacto en los valores predichos.Los valores asignados para trigo en el archivo genérico de CropSyst eran muygrandes y generaban trigos que no superaban IAF de 4 en las mejorescondiciones. Analizando curvas de crecimiento de trigo (García de Cortázar yAcevedo, 1979) se definieron los valores presentados en el Cuadro 4. Esto mejoróla calidad de las predicciones de IAF, aunque con tendencia a generar valoresmuy altos de IAF para las siembras en Temuco (valores no mostrados). Sinembargo, para un coeficiente de extinción de 0,5 (Cuadro 4) valores superioresa 6,0 no cambian la tasa fotosintética en más de 5%, por lo que estasobreestimación no tendría un efecto importante.El efecto más importante de la presencia de residuos sobre el terreno fue dereducir la proporción de agua que es evaporada desde la superficie del suelo(Cuadro 5). Sin embargo, este aspecto beneficioso fue contrarrestado en partepor una mayor percolación profunda y lixiviación de nitrógeno (Cuadros 5 y6). La mayor parte de la percolación ocurrió en otoño e invierno cuando elsuelo se encontraba cerca de capacidad de campo en cada evento de lluvia loque produjo una alta probabilidad de percolación. Los valores de lixiviación deN en promedio equivalen a 0,12 Kg de N mm-1 percolado. Valores medidos encultivos de maíz con labranza tradicional, altas dosis de fertilizante y altas tasas


de riego muestran valores entre 0,16 a 0,51 Kg de N mm-1 (Rao et al., 1981; Tanji,et al., 1981). Por otra parte Meek et al., 1995 en rotaciones cereal-leguminosa condiferentes métodos de labranza determinaron pérdidas de N por lixiviaciónque oscilaron entre 0,07 KgN mm-1 para cero labranza a 0,22 KgN mm-1 paralabranza tradicional. Por lo tanto el orden de magnitud de la lixiviación denitrógeno aparece como razonable.Las diferencias de rendimiento de trigo entre tratamiento con quema y residuopicado (Cuadro 7), fueron similares a las obtenidas por Pannkuk et al., (1998)cuando compararon la producción de trigo bajo cero labranza con similar manejode residuos en secano del Noroeste de USA. Los mismos autores encontraronpara esa situación un buen ajuste entre las predicciones de CropSyst y losrendimientos reales.Para el caso del lupino, Heenan et al., (2000) encontraron que los rendimientosde lupino eran 7% mayores en tratamientos de quema con respecto a dejar losresiduos en el terreno. Esto es opuesto a lo obtenido en este trabajo (Cuadro 7),pero se puede explicar porque CropSyst no simula la posibilidad de ataque porla mancha café, que aumenta en los casos de presencia de residuos sobre elterreno (Heenan et al., (2000) y resultados en publicación del proyecto que dioorigen a este trabajo).


No existe riesgo de acumulación excesiva de rastrojos con los manejos simuladosen este trabajo.El dejar los rastrojos sobre el suelo produce aumentos en la disponibilidad deagua y nitrógeno para los cultivos siguientes en la rotación. Sin embargo, lasmagnitudes observadas no producen aumentos importantes en losrendimientos.El efecto beneficioso de los residuos en conservar agua por reducción de laevaporación, es contrarrestado en parte, por el aumento en percolación profunday lixiviación de nitrógeno.

AGRADECIMIENTOS

El autor agradece muy especialmente la contribución de los investigadores Dr.Edmundo Acevedo y Sra. Paola Silva.

LITERATURA CITADA

APSRU. 2001. The APSIM Lupin Model. s/modu les/lu pin_pseudo.html» http://apsim-help.tag.csiro.au/APSIM_docs/modules/lupin_pseudo.html. (26 demarzo 2001).

BEINROTH, F.H., LUZIO, W., MALDONADO, F., SWARAN, H. 1985. Proceedingsof the Sixth International Soil Classification Workshop, Chile and Ecuador. PartII: Tourguide for Chile. Sociedad Chilena de la Ciencia del Suelo, Santiago, Chile.


COMISIÓN NACIONAL DE RIEGO. 1981. Estudio Agrológico del Proyecto Maipo.Agrolog Chile Ltda., Santiago. 4v. 802p.

DEL POZO, A. 1988. El rol de la temperatura y radiación solar en el crecimiento y laproducción del trigo primaveral, con diferentes épocas de siembra. AgriculturaTécnica (Chile) 48:242-251

GARCIA DE CORTAZAR, V. y ACEVEDO, E. 1979. Aspectos de fisiología de cultivosen trigo. Boletín Técnico Facultad de Agronomía, Universidad de Chile 44:27–34.

GARCÍA DE CORTÁZAR, V., SILVA, P., ACEVEDO, E. 2002. Evaluación de modelopredictivo sobre el efecto de la temperatura y humedad en la descomposiciónde rastrojo de trigo. Agricultura Técnica (Chile). En prensa.

HEENAN, D.P., TAYLOR, A.C., CHAN, K.Y., MCGHIE,W.J., COLLINS, D. and LILlW.J. 2000. The impact of long-term rotation, tillage and stubble management onlupin (Lupinus angustifolius) productivity. Field Crops Research 67:11-23.

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MEEK, B.D., CARTER D.L., WESTERMANN D.T., WRIGHT J.L. andPECKENPAUGH, R.E. 1995. Nitrate leaching under furrow irrigation as affectedby crop sequence and tillage. Soil Science Society of America Journal 59:204-210

PANNKUK, C.D, STÖCKLE, C.O. and PAPENDICK, R.I. 1998. Evaluating CropsystSimulations of wheat management in a wheat-fallow region of the US PacificNorthwest. Agricultural Systems 57:121-134.

RAO, P.S.C., DAVIDSON, J.M. and JESSUP, R.E., 1981. Simulation of nitrogenbehaviour in the root zone of cropped land areas receiving organic wastes. In‘Simulation of nitrogen behaviour of soil-plant systems’. M.J. Frissel, J.A. vanVeen (eds). PUDOC, Wageningen. p. 81-95.

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TANJI, K.K., MEHRAN, M. and GUPTA, S.K. 1981. Water and nitrogen fluxes in theroot zone of irrigated maize. In. ‘Simulation of nitrogen behaviour of soil-plantsystems’. M.J. Frissel, J.A. van Veen (eds). PUDOC, Wageningen. p. 51-66

THORNLEY, J.M. and JOHNSON, I.R. 2000. Plant and crop modelling. Amathematical approach to plant and crop physiology. The Blackburn Press,Caldwell, New Jersey, USA. 669p.


6



RESUMEN


-1 estabilizándose



ABSTRACT




INTRODUCCIÓN




DATOS CLIMÁTICOS





1976 246 5,8 21,4 17,6

1980 432 7,2 21,5 15,8

1989 392 6,5 21,7 18,5

1990 224 6,1 21,7 17,8

1993 346 7,1 21,4 15,0

1995 241 7,4 21,7 16,2

1997 757 8,3 21,6 15,7

1998 115 7,7 21,7 16,3

1999 404 7,5 20,9 16,0

2000 556 7,4 21,1 15,9

Promedio 371 7,1 21,5 16,5

mínimo 115 5,8 20,9 15,0

máximo 757 8,3 21,7 18,5





1988 1163 5,2 17,5 12,6

1989 1195 5,3 18,0 11,7

1990 1264 5,5 17,4 11,0

1992 1775 5,7 16,4 9,6

1993 1569 5,8 17,0 10,6

1994 1226 6,2 17,5 11,1

1995 1371 5,2 17,3 11,2

1996 907 5,4 17,3 9,6

1997 1570 6,3 17,6 9,0

1998 619 5,1 18,3 10,3

Promedio 1266 5,6 17,4 10,7

SUELOS






(m3 m-3)

1 0-70 Franco 1,46 0,226 0,121 2%

arenosa

2 0-70 Franco 0,70 0,490 0,260 8%

arenosa

3 0-140 Franco 0,70 0,490 0,260 8%

arenosa


CULTIVOS


MANEJO SIMULADO










de grano









m2 kg-1 19 19 28









RESULTADOS


a b








suelo residuos


Picado 372 187 292 71 187

Secano Quema 372 0 115 175 78

Picado 372 0 152 89 126


delgado

Picado 1279 0 291 175 778

Trumao Quema 1279 0 293 318 627

profundo

Picado 1279 0 294 175 765







suelo residuos tica


Picado 100 86 19 127 99


Picado 100 69 15 117 52


delgado

Picado 100 265 122 214 78


profundo

Picado 100 267 103 226 75








Secano 31 35 4 8


delgado

Trumao 63 63 30 30

profundo

DISCUSIÓN






AGRADECIMIENTOS


LITERATURA CITADA




6



RESUMEN


-1 estabilizándose



ABSTRACT




INTRODUCCIÓN




DATOS CLIMÁTICOS





1976 246 5,8 21,4 17,6

1980 432 7,2 21,5 15,8

1989 392 6,5 21,7 18,5

1990 224 6,1 21,7 17,8

1993 346 7,1 21,4 15,0

1995 241 7,4 21,7 16,2

1997 757 8,3 21,6 15,7

1998 115 7,7 21,7 16,3

1999 404 7,5 20,9 16,0

2000 556 7,4 21,1 15,9

Promedio 371 7,1 21,5 16,5

mínimo 115 5,8 20,9 15,0

máximo 757 8,3 21,7 18,5





1988 1163 5,2 17,5 12,6

1989 1195 5,3 18,0 11,7

1990 1264 5,5 17,4 11,0

1992 1775 5,7 16,4 9,6

1993 1569 5,8 17,0 10,6

1994 1226 6,2 17,5 11,1

1995 1371 5,2 17,3 11,2

1996 907 5,4 17,3 9,6

1997 1570 6,3 17,6 9,0

1998 619 5,1 18,3 10,3

Promedio 1266 5,6 17,4 10,7

SUELOS






(m3 m-3)

1 0-70 Franco 1,46 0,226 0,121 2%

arenosa

2 0-70 Franco 0,70 0,490 0,260 8%

arenosa

3 0-140 Franco 0,70 0,490 0,260 8%

arenosa


CULTIVOS


MANEJO SIMULADO










de grano









m2 kg-1 19 19 28









RESULTADOS


a b








suelo residuos


Picado 372 187 292 71 187

Secano Quema 372 0 115 175 78

Picado 372 0 152 89 126


delgado

Picado 1279 0 291 175 778

Trumao Quema 1279 0 293 318 627

profundo

Picado 1279 0 294 175 765







suelo residuos tica


Picado 100 86 19 127 99


Picado 100 69 15 117 52


delgado

Picado 100 265 122 214 78


profundo

Picado 100 267 103 226 75








Secano 31 35 4 8


delgado

Trumao 63 63 30 30

profundo

DISCUSIÓN






AGRADECIMIENTOS


LITERATURA CITADA



111MECANIZACIÓN AGRÍCOLA EN CERO LABRANZA

7

Mecanización Agrícola en Cero Labranza

J. RIQUELMEInstituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de InvestigacionesRaihuén. Departamento de Recursos Naturales y Medio Ambiente. Avenida Esperanza s/n.Estación Villa Alegre. Villa Alegre. VII Región. Chile. [email protected]

RESUMEN

En este Capítulo se analizan los requerimientos y disponibilidad demaquinaria para cero labranza. Se consideran los casos de pequeñosagricultores y medianos - grandes empresarios agrícolas. Se pone especialénfasis en la selección del tractor, sembradora y maquinaria depulverización y manejo del rastrojo.

ABSTRACT

This Chapter analyzes the requirements and availability of no tillmachinery. Two cases are considered: small farmers and middle size tobig size agricultural entrepreneurs. Special emphasys in the selection ofthe tractor, planter, spraying machinery and straw management.

INTRODUCCIÓN

El sistema tradicional de preparación de suelos involucra la utilización de unaserie de máquinas y consumo de energía, que permite el establecimiento decultivos con millonarias pérdidas de suelo. Se estima que en Estados Unidos,debido a la labranza tradicional, se depositan 100 millones de T/año desedimentos en los cauces de los ríos. Las técnicas tradicionales de conservaciónde suelo basada en curvas en contorno no han dado resultado productivo y lasuperficie ocupada por ellas ha disminuido. En cambio, la cero-labranza es laúnica técnica que ha experimentado un incremento notable en la última década.En el Cono Sur de América, la técnica de la cero-labranza, con costos


competitivos en la implantación de los cultivos, se difunde aceleradamente.Actualmente se siembran sin laboreo, cerca de 25 millones de hectáreas decultivos de granos, lo que representa más de un tercio de la superficie totalcultivada (Díaz, 2001).El objetivo de este capítulo es presentar dos tipos de sistemas mecanizadospara la aplicación de la cero labranza, uno para predios de agricultores mediosy grandes empresarios y el otro para predios de pequeños agricultores.

SISTEMA MECANIZADO PARA MEDIANOS Y GRANDES EMPRESARIOS

AGRÍCOLAS

Este se basa en la utilización del tractor agrícola como fuente de energía principal.Los puntos que se deben tener en cuenta en este sistema se detallan acontinuación.

Selección del tractor para la Cero Labranza

En primer término se debe considerar que la condición de trabajo para lostractores en cero labranza es diferente al sistema convencional, ya que se trabajasobre un suelo no labrado en el que un parámetro importante es la cohesión delsuelo. De acuerdo con Coulomb y Mickletwaite (Ashburner y Sims, 1984), lafuerza máxima de tracción que puede ejecutar un tractor sobre el suelo dependede la siguiente relación:

Hmax

= c*A + Q* Tang

Donde: Hmax

= Fuerza de corte máxima

c = Cohesión del suelo

A = Área de la superficie de apoyo de la rueda del tractor

Q = Peso sobre la superficie de apoyo de la rueda del tractor

Tang = Tangente del ángulo de fricción interna suelo/suelo

La cohesión del suelo es una propiedad dinámica, que depende del contenidode arcilla del suelo y su contenido de humedad. Suelos con mayor contenidode arcilla y de consistencia friable presentan una mayor cohesión; un sueloarenoso o labrado presenta valores mínimos de cohesión.La fricción es otra propiedad dinámica del suelo y está relacionada con elcontenido de arena del suelo, sus valores son más bajos a medida que el sueloes más arcilloso. En suelos labrados es prácticamente la única propiedad queinterviene, por lo que en estas condiciones es necesario aumentar el peso deltractor para aumentar su capacidad de tracción.En el caso de la cero labranza, el tractor trabaja sobre un suelo firme, dondeinterviene principalmente la cohesión, de esta manera es factible aumentar lacapacidad de ejecutar tracción aumentando la pisada del neumático, con ruedasmás anchas o de mayor diámetro. Además, el tractor con tracción asistida o doble


tracción, incrementa la capacidad para conseguir más tracción, distribuyendosu peso en una mayor área de contacto efectiva. La mayor distribución depeso por área de contacto disminuye, además, el efecto de compactación.Asimismo, la cohesión del suelo esta relacionada con la resistencia a lacompactación del suelo, de esta manera, suelos que llevan muchos añosmanejados con cero labranza presentan valores más altos de cohesión, a unmismo contenido de humedad, lo que representa una ventaja, para laboresque necesariamente deben realizarse con contenido de humedad más alto,como aplicación de biocidas y fertilizantes.La potencia que un tractor puede suministrar en la barra de tiro varíadependiendo de varios factores, incluyendo la superficie del suelo y tipo deenganche. De las distintas formas de potencia, se toma como patrón la Potenciaen el Toma de Fuerza (PTF), ya que evita las variables relacionadas con elesfuerzo de tracción entre las ruedas y la superficie del terreno. Mientras menosfirme es el suelo, más Potencia se pierde en la barra de tiro. En el Cuadro 1 serelaciona la potencia en la barra de tiro requerida en la toma de potencia,según condición del suelo y tipo de tracción:

CUADRO 1. COEFICIENTE DE EFICIENCIA TRACTIVA

Condición Tipo de tracción

del suelo Simple Delantera asistida Doble

Labrado 0,45 0,60 0,68

Firme 0,50 0,65 0,75

Donato, (1999).

Se requiere saber cual será la Potencia necesaria de un tractor con traccióndelantera asistida para trabajar con una sembradora de cereales de Cerolabranza de 15 hileras, con un requerimiento de tracción de 150 Kg/hilera desiembra y a una velocidad de trabajo de 6 Km/h.La potencia requerida en la barra de tiro del tractor, se obtiene mediante lasiguiente relación:

PBDT = EDT * NH * V 273

Donde: PBDT = Potencia a la barra de tiro del tractor (HP)

ED = Esfuerzo de tracción por hilera (Kg)

NH = Número de hileras de la sembradora

V = Velocidad de trabajo (Km/h)


De esta manera,

PBDT = 150 * 15 * 6 = 49,5 HP 273Si el tractor es de tracción asistida y trabaja sobre suelo firme, que es el casode cero labranza, la demanda de potencia equivalente al Toma de Fuerza

Potencia TDF (HP) = 49,5 HP = 76,2 HP 0,65Si se desea mover la misma sembradora con un tractor de tracción simple,entonces la demanda de potencia equivalente al TDF, sería

Potencia TDF (HP) = 49,5 HP = 99 HP 0,50De esta manera sería necesario un tractor con un 30% más de potencia en elmotor. Por lo tanto, se explica la conveniencia de utilizar tractores de tracciónasistida en cero labranza, ya que la mayor demanda de potencia no sólo estárelacionada con el costo más alto de un motor más grande sino que además conel consumo de combustible. Se considera que el consumo horario de petroleo(l/h) por HP de Potencia del tractor es del orden de 0,19 l/HP* h. De estamanera para la misma labor el consumo de combustible para el tractor detracción asistida sería de 14,5 l/h y para el tractor de tracción simple de 18,8 l/h, lo que indica un 30% más de ahorro en combustible.

Sembradora

Las sembradoras se clasifican en dos grandes grupos, sembradoras en líneas achorrillo y sembradoras a golpes y monograno (Ortiz-Cañavate y Hernanz,1989). De acuerdo al tamaño de grano que se quiere sembrar pueden sersembradoras de grano fino o de grano grueso (Baumer, 1999). En Chile, lamayoría de las siembras de cero labranza corresponde a siembras en líneas ode grano fino, como trigo, avena y praderas. En Chile no se ha producido unadifusión de las sembradoras de precisión neumáticas ni en siembras en el valleregado, aunque esta última temporada se han introducido máquinas en la VIIIregión. Crovetto (2002) menciona algunas excepciones. Por razones de espaciose analizará a continuación solo la sembradora en línea o de grano fino.En la actualidad existe una gran diversidad de sembradoras atendiendo a lascaracterísticas técnicas de los abresurcos. Se pueden encontrar cuatro grandesgrupos bien diferenciados:Sembradoras de triple disco; Sembradoras de dobledisco desencontrados; Sembradoras de mono disco; Sembradoras con cinceles.Las sembradoras de triple disco se caracterizan por una mayor relación pesopor ancho de trabajo, 1.100 Kg/m, pero ejerce menor presión por disco, ya quedebe distribuir su peso prácticamente en tres discos por unidad. Este pesoaumenta el requerimiento de tracción y potencia, llegando a requerir 38 HP/m. Este tipo de abresurco evolucionó al triple disco con doble discodesencontrado, con el objeto de facilitar el corte y penetración. Esta mejoraposibilitó trabajar sin el disco delantero, reduciendo el número de órganosactivos con lo que se aumentó el peso por unidad de siembra, mejorando lapenetración y ganando espacio.


El doble disco desencontrado consta de dos discos que pueden ser de 38 cm dediámetro con el centro desplazado de modo tal que uno queda por delante delotro enfrentando al suelo con un solo filo, semejando la acción del disco decorte delantero del triple disco. Otra posibilidad es utilizar discos de diferentediámetro, 38 y 35,5 cm, desencontrados.Las sembradoras de monodisco, poseen una relación peso por ancho de trabajomenor que en el caso anterior (800 Kg/m) pero una mayor presión por disco,ya que el peso se distribuye en un disco por unidad, también los requerimientosde potencia son menores (27 HP/m). Estas sembradoras se adaptan mejor acondiciones de excesivo rastrojo, pero en condiciones de suelo muy saturado,se tiende a compactar el surco y dejar la semilla descubierta, además presentaproblemas en condiciones de excesiva pedregosidad.Las sembradoras con cincel no requieren de peso para que el cincel corte elsuelo, son más livianas (200 Kg/m) y requieren menos potencia (20 HP/m), nose adaptan bien a condiciones de exceso de residuo, son las mas adecuadas enterrenos muy pedregosos. Debido a que el cincel aumenta su capacidad deestallamiento del suelo a medida que aumenta la velocidad de avance. Esnecesario trabajar con estas maquinas a baja velocidad.Cualquiera sea la máquina utilizada se deben seguir los mismos procedimientospara lograr una adecuada dosificación tanto de la semilla como el fertilizante:1. Vigilar los abresurcos de la sembradora. Para una germinación adecuada lamayoría de las semillas deben colocarse bajo la superficie del suelo. Existen distintostipos de dispositivos los que deben estar en buen estado, debidamente lubricadosy fijos en su soporte. Los reguladores de profundidad de siembra deben ajustarsede acuerdo al tipo de semilla. El chasis principal de la sembradora debe trabajarnivelado respecto al suelo para que los abresurcos funcionen adecuadamente.2. Dosificación de la semilla. Para obtener un rendimiento óptimo durante lacosecha hay que tener una cantidad de semilla controlada, la que puedeexpresarse en kilos por hectárea. Todas las sembradoras cuentan con unmecanismo dosificador de semilla, los que de acuerdo al manual de operacionesde la máquina indican la dosis esperada para una determinada posición delmecanismo regulador. El resultado de la dosificación puede ser evaluado consencillas prácticas, como una regulación estática: levantar la rueda de lasembradora, ubicar una pequeña bolsa plástica en cada tubo sembrador, haceruna señal en la rueda y dar veinte vueltas utilizando la marca como referencia.Una vez terminada esta operación, retirar y pesar cada bolsa. El peso de cadauna de ellas deberá coincidir con el calculo teórico de la siguiente expresión:

PE = 0,01257 * DS * RD * DEHDonde : PE : Peso esperado (Kg.)

DS : Dosis de semilla (Kg./ha)RD : Radio dinámico de la rueda (m)

DEH : Distancia entre las hileras de siembra (m)

El Radio dinámico de la rueda de la sembradora se obtiene, midiendo la distanciaque existe desde el eje de la rueda hasta la superficie del suelo a sembrar con la


máquina cargada. El comparar el peso de todas las bolsas permitirá saber si elmecanismo es uniforme para todas las hileras, si no es así, hay que revisar eldosificador correspondiente y efectuar los ajustes mecánicos necesarios. En elcaso de la semilla se acepta una desviación + 7% en torno a la media de todaslas hileras (Coelho, 1996). Se debe observar el estado de la semilla recogida en las bolsas. Si existensemillas partidas, conviene revisar el o los dosificadores correspondientes parahacer los ajustes necesarios. Por ejemplo, en el caso de dosificadores tipo rodilloacanalado existe una pequeña palanca que permite modificar la abertura delregulador de semilla dependiendo del tamaño de esta.3. Dosificación del fertilizante. Los pasos de regulación son similares a los de lasemilla. En este caso también conviene revisar el estanque antes de llenarlo conel fertilizante. Para el caso de dosificadores tipo estrella conviene controlar siéstos giran, al hacer girar la rueda ya que pudiera estar roto el mecanismo deenganche y de esta manera no arrastrar fertilizante durante la siembra. Ademáseste sistema cuenta con un regulador individual que se abre o cierra dependiendode la posición de una palanca general asociada a una escala de regulación. Unamanera sencilla de ajustar la ubicación de estos reguladores individuales, es ubicarla palanca general en cero, ubicar una moneda de $10 en cada estrella y ajustarcada regulador de manera que todos sujeten la moneda en esa posición, estoasegura que todos lo reguladores en cualquier posición de la palanca generalmantienen la misma altura. En el caso del fertilizantes se acepta una desviación +12,5% en torno a la media de todas las hileras (Coelho, 1996).4. Debido a sus sistemas de dosificación, algunas sembradoras son muy sensiblesal movimiento sobre el terreno de siembra y presentan diferencias con respecto ala regulación estática. En este caso se puede efectuar una regulación dinámica,para ello se ubican bolsas en los tubos de salida de semilla y fertilizante y se hacetrabajar la sembradora en el mismo terreno de siembra, se avanza una distanciade 50 m y luego se pesan las bolsas, las que también deberán llevar un numeropara identificar el dosificador que corresponde. El peso de cada bolsa deberácoincidir con el calculo teórico de la siguiente expresión:

PE = 0.005 * DS * DEH

5. La sembradora debe colocar uniformemente las semillas en condiciones desuelo disparejo. Este proceso debe ser aún más cuidadoso en siembras de mínimao cero-labranza, para lo cual debe escogerse adecuadamente la tensión delresorte sobre el abresurco.6. Cuidar la colocación de la semilla con respecto al fertilizante. No todas lassembradoras tienen un abresurco independiente para la semilla y el fertilizante.Si se utilizan fertilizantes amoniacales y las semillas son muy sensibles a éste, yambos pasan por un mismo abresurco, retirar el tubo del fertilizante y ubicarlodelante del abresurco para que se incorpore primero en el suelo. Nunca utilizarmás de 40 unidades de nitrógeno, como fertilizante amoniacal.7. Revisar los dispositivos compactadores de semilla. En cero-labranza elcubrimiento de la semilla depende del contenido de humedad del suelo. En unsuelo saturado (muy húmedo), el surco quedará abierto. Si el suelo está seco se


formarán terrones encima de la semilla. Por ello la mejor condición es la intermedia,denominada friable, en la que el suelo se cierra por su propiedad cohesivainmediatamente después de abierto el surco. Un rodillo compactador cóncavo sóloasegura una compresión lateral, dejando el suelo suelto sobre la semilla, con ello seevitan problemas de encostramiento que pudieran afectar a la semilla.8. Al finalizar cada jornada revisar pernos y tuercas de la máquina sembradora.Un perno quebrado puede soltar una pieza de alto costo. Lubricar y engrasarla máquina todos los días que trabaje. Con ello alargará la vida útil de susembradora.

Pulverizador

En cero labranza las labores de preparación de suelo que permiten controlar lasmalezas de presiembra son reemplazadas por un barbecho químico. Estadiferencia da el argumento para acusar injustamente a esta técnica decontaminante. Se olvida que la labranza convencional recurre a una serie deherbicidas de postemergencia y a otros que son incorporados en el suelo mediantela labranza, así como una serie de fungicidas e insecticidas. La cero labranza almantener un suelo en las condiciones más similares a lo natural, estimula la vidade micro y macrorganismos, los que actúan como tampón, degradandocompuestos químicos nocivos. Se favorece también el control biológico,disminuyendo la utilización de biocidas. La utilización de rotaciones de cultivosmás intensivas en la cero-labranza disminuye la incidencia de malezas.Al trabajar con cero-labranza se debe tener un mayor cuidado con la regulacióny utilización del pulverizador, ya que muchos fracasos no se deben a la calidadde los herbicidas sino a una mala aplicación, la que además puede afectar elmedio ambiente.Como una manera de lograr mayor precisión y reducción de los efectos nocivosde una mala aplicación, se sugiere las siguientes medidas:1. Comprobar el funcionamiento del pulverizador con agua limpia. Si el equipoha sido utilizado en la pulverización de un pesticida, llenar el depósito hasta lamitad con agua, y agregar 1,5 Kg de soda por cada 100 litros de agua o 1 litro deamoníaco de uso domestico diluido en 250 litros de agua. Poner en marcha labomba y lavar todo el equipo, incluyendo brazos y boquillas. Tirar el agua enun lugar no cultivado, pero no siempre en el mismo sitio. Nunca realizar estalabor en o cerca de cursos de agua.2. Una vez limpio, comprobar con agua que el caudal de las boquillas no sedesvíe +5% del promedio. Estas desviaciones pueden deberse a filtros o boquillastapadas o gastadas. Si las boquillas presentan un caudal superior al 10% deloriginal deben reemplazarse.3. Para evitar la deriva por el viento no efectuar aplicaciones cuando la velocidaddel viento supera los 6,5 Km/h (observar las hojas y ramillas de los árboles, síestas se mueven, suspender la aplicación). En la actualidad se ofrecenpulverizadores con asistencia de aire que aseguran una aplicación sin derivahasta velocidades de viento de 8 Km/h, también mejora la penetración en elcultivo en aplicaciones de fungicidas o insecticidas.


4. Al utilizar boquillas de chorro de abanico, espaciadas a 50 cm, se debe ajustarla altura de la barra a 50 cm del punto de aplicación. Si la altura es mayor omenor la distribución será muy irregular.5. La presión de trabajo de boquillas tipo abanico no debe superar 3 bares, si lapresión es superior se producen gotas muy finas lo que aumenta el riesgo dederiva. Para disminuir la deriva se puede trabajar con menos presión hasta 1,5bar, efectuando las correcciones respectivas, ya que a menor presión se entregamenor caudal.6. Para obtener una distribución óptima y asegurar una mejor penetración delproducto, no trabajar a velocidades superiores a 8 Km/h. A mayor velocidadtambién se aumenta el riesgo de deriva. En base a estos criterios se puedeseleccionar las boquillas de caudal más apropiado para el volumen requerido.7. Si al terminar el trabajo aún queda un resto de la mezcla en el estanque,conviene diluir el resto en 10 partes de agua y volver a repetir el tratamientosobre el mismo campo.

Seguridad del operador

Los pesticidas, al igual que las medicinas y otras sustancias químicas, debenguardarse de acuerdo a las instrucciones, de manera que la primerarecomendación para todos los usuarios de pesticida es “leer la etiqueta”.Un pesticida puede ser introducido en el cuerpo por la boca (vía oral), a travésde la piel (vía dérmica) o por los pulmones (inhalación). Durante la aplicaciónde pesticidas la ingestión oral es mínima, a menos que el operadordescuidadamente coma, beba o fume antes de lavarse la cara y las manos. Se hapresentado envenenamiento por ingestión de pesticidas cuando éstos se hanguardado inapropiadamente en recipientes para alimentos, en particular, enbotellas de refresco o cerveza.La contaminación del cuerpo se hace principalmente mediante absorción porla piel, la que es en especial vulnerable cuando existe alguna cortadura o raspón.El dorso de las manos y las muñecas absorben más que las palmas. De manerasimilar, la parte trasera del cuello, los pies, las axilas y las ingles son áreas quenecesitan protección y debe tenerse gran cuidado para evitar la contaminaciónde los ojos. El riesgo de absorción por la piel aumenta en tiempo cálido, cuandose suda aún con esfuerzos mínimos y las condiciones no son conducentes aluso de ropa protectora.Un pesticida puede entrar en los pulmones inhalando gotitas o partículas, enespecial las de menos de 10 µ de diámetro o los vapores, pero comunmente lacantidad absorbida es menos del 1% de la que se absorbe por la piel.Cualquiera sea la forma en que penetre al cuerpo un pesticida, el envene-namiento agudo puede ocurrir después de una aplicación o exposición, mien-tras que el envenenamiento crónico es causado por dosis pequeñas repetidas yabsorbidas durante un período más largo. Este último tiene especial importan-cia cuando los operarios realizan aspersiones con frecuencia, pero tambiénpueden correr riesgos personas que inspeccionan la existencia de plagas o co-sechan en áreas tratadas. La toxicidad aguda es mucho más fácil de evaluar, en


cambio una toxicidad crónica requiere un período de 1 o más años.Siempre que se aplique pesticidas o cuando se repare un equipo contaminadocon esos pesticidas, se debe usar ropa protectora. Cualquiera sea la toxicidaddel producto debe prestarse atención especial cuando el período de exposiciónes prolongado o la concentración del producto químico pasa del 10%. A menudolas condiciones climáticas no favorecen el empleo de ropa de protección, enparticular en primavera y verano, pero de manera ideal, un overol de tela dealgodón durable es la ropa de protección mínima que debe usarse, aún conpesticidas clasificados como menos peligrosos. Esta ropa debe lavarse conregularidad, usando jabón o detergente, de preferencia al final de cada día detrabajo, después de haber limpiado el equipo de aspersión. Si no se puedencomprar overoles, se debe utilizar ropa asignada para este trabajo,la que deberálavarse inmediatamente después de terminar la aspersión del día. La camisadebe ser de manga larga y los pantalones largos, sin un doblez inferior en quepuedan juntarse gránulos o partículas. También resulta útil el uso de un sombrerode ala ancha, impermeable, no sólo para reducir la contaminación procedentedel producto químico, sino también como protección contra efectos del sol.Los guantes deben revisarse previamente para comprobar que no estén dañadosllenándolos con agua, apretándolo con suavidad y luego secándolos antes deusarlos. Los guantes deben ser de largo suficiente como para cubrir las muñecas;los puños del overol deben quedar encima de la parte superior de los guantespara reducir la infiltración al interior de ellos. Los pesticidas que se adhieran alexterior de los guantes deben lavarse con agua y detergente antes de quitárselospara evitar la contaminación de las manos.Se deben usar zapatos y no sandalias, a menos que se indique otra cosa,llevarbotas de caucho. Las piernas de los overoles o de los pantalones deben quedarfuera de las botas para reducir la posibilidad de que entren gránulos o líquidosen ellas.Existen dos tipos de respiradores; el respirador de filtros que cubre la nariz yboca, y la mascara de gas que, además cubre los ojos y que puede incluir uncasco completo. Ambos tipos tienen uno o dos filtros que absorben los humos yvapores tóxicos. Ambos tipos deben usarse muy ajustados, de manera quesellen bien alrededor de la cara para impedir filtraciones por los bordes y, porlo general, su uso resulta incómodo en tiempo cálido. Los filtros especiales delos respiradores deben cambiarse de acuerdo con las instrucciones del fabricante.Uno de los peligros que se presenta es que el operador usa la máscara cuandorealiza las formulaciones pero luego se la quita, de manera que existe laposibilidad de que se contamine su interior y el operador quede expuesto ainhalar el veneno cuando mezcle otro lote de productos químicos. En ocasioneslas máscaras desechables simples resultan de uso más eficiente para reducir lainhalación de gotitas de los productos químicos menos peligrosos y tambiénreducen los depósitos de sustancias químicas alrededor de la boca.Los síntomas generales de envenenamiento agudo o crónico causado porpesticidas son dolor de cabeza, fatiga, vértigo, debilidad, ansiedad, sudor,náuseas y vómito, diarrea y pérdida de apetito. Un aumento de la intensidadde los síntomas conduce a una salivación y sudación excesivos, calambres de


estómago, temblor con mala coordinación muscular y contorsiones. Por lo tantosi no se desea experimentar estos síntomas y arriesgar la vida, haga caso a lasrecomendaciones.

Manejo de rastrojos

Los residuos de cosecha sobre la superficie del suelo reducen la erosión.Investigaciones realizadas en Nebraska y otros Estados del Medio-Oestenorteamericano (NebGuide, 1981), indican que con cantidades de residuos tanpequeñas como un 20% de cobertura se puede reducir a la mitad la erosiónprovocada por el impacto de la gota de lluvia y escurrimiento del agua,comparando con un suelo libre de residuos. En Brasil, la investigación conducidapor Lopes et al., (1987), concluyó que un nivel de cobertura de 40% es suficientepara reducir la erosión en forma significativa. Se determinó, además, que a unmismo nivel de cobertura los rastrojos de trigo ofrecían una mejor proteccióndel suelo que los rastrojos de maíz.Algunos investigadores consideran imprescindible el manejo de los rastrojosdurante la cosecha a través de la regulación de la altura de corte de la automotrizy la utilización de algunos aditamentos, tanto en la salida de los sacapajas comode los harneros. Operaciones adicionales realizadas entre cosecha y siembrason costosas e implican pérdida de tiempo (Agdex, 1996). Así por ejemplo, paraesparcir la paja a la salida del sacapajas se puede utilizar un picador de mayales,el cual pica y esparce la paja. Su funcionamiento es similar al de una segadorarotativa “rana”, e incrementa en un 5 a un 8% la potencia total requerida de laautomotriz. También se puede utilizar un esparcidor de molinete el que, adiferencia del anterior, sólo distribuye la paja sin picarla. En este caso la potenciarequerida es sólo 1 a 1,5% del total, (Ortiz-Cañavate y Hernanz, 1989).Es importante mencionar que el capotillo que sale de las zarandas de limpiezadebe quedar bien distribuido para evitar efectos alelopáticos. Crovetto (1992)señala que aunque los fabricantes no suministran estos equipos, con un bajocosto es posible accionar dos sopladores que entreguen aire a presión a travésde toberas dispuestas en forma de cruz a la salida de los harneros.La cantidad de residuos que pueden quedar sobre el suelo después de la cosechadepende del tipo de cultivo y de su rendimiento en grano. En el cultivo de trigose espera una producción de residuos de 1,6 T por cada tonelada de granoproducida, en cambio para la cebada las toneladas de residuos son equivalentea las toneladas de grano producidas (Agdex, 1996). En Chile, Mellado et al.,(1998), indican producciones de 9 T/ha de paja para un trigo que produzca 60qq/ha.Mediante el Proyecto Mejores Prácticas de Manejo (MPM) para los cultivostradicionales, financiado por la Fundación para la Innovación Agraria (FIA) yejecutado por el Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA) se pudoevaluar el manejo de rastrojos de trigo para el establecimiento de dos cultivosen el valle regado de Ñuble, VIII región. Se presenta a continuación resultadosde las experiencias realizadas previo a la siembra del cultivo de avena, y en elestablecimiento de una pradera de alfalfa.


Alfalfa

El potrero manejado en este caso presentaba un rastrojo de trigo, en el que sólohabía sido enfardado el cordón proveniente de la cosecha mecanizada. Seprocedió a cortar y picar el rastrojo con una segadora rotativa (Foto 1), aplicandocuatro tipos de manejo, que se detallan a continuación, en función de la cantidadde rastrojo que se pretendía dejar sobre el suelo:T1: 0% de rastrojo. Se trabajó con la máquina lo más bajo posible, tratando decortar todo el rastrojo que existía sobre el suelo.T2: 50% de rastrojo. Se trabajó con la segadora de modo de cortar a mediaaltura el rastrojo.T3: 75% de rastrojo, se trabajó con la máquina de modo de cortar el 25% de laaltura del rastrojo.T4: 100% de residuos. En este caso no se cortó el rastrojo y se dejó tal comoestaba después de enfardar el cordón de paja que dejó la cosechadora.Posterior al trabajo de la segadora rotativa, tanto en los tratamientos 1, 2 y 3, seutilizó un rastrillo hilerador de soles (Foto 2) para formar un cordón en el potrerocon la paja picada del manejo anterior.

Foto 1. Segadora rotativa “rana”


Foto 2. Rastrillo hilerador de soles.

El Cuadro 2 muestra los niveles de rastrojos que quedaron sobre el suelo despuésdel manejo respectivo.

Cuadro 2. Niveles medidos de rastrojos sobre el suelo, Quiriquina, 1999.

Tratamiento Nivel de residuo

(T MS/ha) (%)

0% de rastrojo 0,985 19,4

50% de rastrojo 2,638 52

75% de rastrojo 3,947 77,8

100% de rastrojo 5,073 100

La Alfalfa se estableció el 22 de septiembre, con una sembradora de cero labranzacon abresurco tipo cincel, y utilizando la variedad Pionner 54Q53, en dosis de22 Kg/ha de semilla. Previamente se realizó un barbecho químico, aplicandoGlifosato en dosis de 3 l /ha, en un volumen de 200 l de agua.La Figura 1 muestra los resultados de la producción acumulada del primeraño (T/ha) de la pradera de alfalfa. No se encontraron respuestas al manejo derastrojo, incluso el tratamiento con menor cantidad de residuo tuvo unaproducción significativamente menor a la del tratamiento donde se sembrócon todo el rastrojo en pie.


Figura 1: Producción acumulada (T/ha) de la pradera de alfalfa.Quiriquina 2000.

Se observó durante la siembra que sólo el rastrojo que estaba suelto sobre elsuelo, provocaba problemas en la sembradora, enredándose en los abresurcosde la máquina. El rastrojo en pie del tratamiento T4 no generó ese problema. Deesta manera, se requiere de una adecuada selección de los abresurcos de lamáquina, los que deben contar con discos cortadores de rastrojos, de esta manerase podrían establecer los cultivos sobre terrenos con elevados niveles de rastrojos.

Avena

La avena se sembró sobre un rastrojo de trigo, en el que se aplicaron los siguientestratamientos:T1: 0% de residuos. Se cortó el rastrojo de trigo con una segadora rotativa, lomás bajo posible.T2: 30% de residuos. Se ajustó la máquina, para cortar 2/3 de la altura delrastrojo.T3: 60% de residuos. Se modifico el enganche de la segadora para cortar lamitad de la altura del rastrojo.T4: 100% del rastrojo. En este caso no se cortó el rastrojo.Al igual que en el caso de la Alfalfa, con posterioridad al trabajo de la segadorarotativa se utilizó un rastrillo hilerador de soles en los tratamientos 1, 2 y 3,para formar un cordón con la paja picada dentro del potrero.La avena se estableció el 3 de julio, con una sembradora de cero labranza marcaSemeato, modelo TD 220, con sistema abresurco de triple disco, se utilizó lavariedad Nehuen INIA y la dosis de semilla fue de 140 Kg/ha, utilizando unamezcla de fertilizante de 35% de fósforo y 14% de Potasio. La dosis de nitrógenorecomendada correspondió a 150 Kg N/ha aplicada en dos parcialidades, 1/3a la emergencia y 2/3 a la macolla. Previamente se realizó un barbecho químico,aplicando Glifosato en dosis de 3 l/ ha, en un volumen de 200 l de agua. ElCuadro 3 se muestran los resultados obtenidos para los distintos tratamientosde rastrojos.

-1


Cuadro 3 Efecto del nivel de residuos sobre la altura y rendimiento de laAvena. Quiriquina, 2000.

Tratamiento de residuos Altura Rendimiento

(cm) (qq/ha)

T1 95,2 b 38,2 b

T2 99,7 ab 48,2 ab

T3 102,5 a 50,7 a

T4 104,6 a 46,8 ab

El rendimiento mostró una diferencia estadísticamente significativa entre eltratamiento en que se trató de eliminar todo el residuo y en el que sólo se retiróel 40% del rastrojo, mejorando el rendimiento del cultivo en este último caso.En siembra de avena después de trigo, sería conveniente realizar un manejo deresiduo, disminuyendo en un 40% el rastrojo sobre el suelo. Para ello basta conajustar la altura de corte de la segadora rotativa, al 50% de la altura del rastrojoque queda después de la cosecha.Generalmente el ajuste de la barra de corte de las cosechadoras se hace cortandoel tercio superior de la caña. Sobre la base de los resultados obtenidos seríarecomendable cortar 2/3 de la altura superior de la caña, con lo cual se ahorraríanlabores posteriores de manejo de rastrojo. El uso de variedades enanas de trigotambién favorece el manejo del residuo.

Adecuación del suelo

En algunos casos, dependiendo de la condición en que se encuentren los potreros,pueden existir problemas de microrelieve debido a erosión y/o compactación desuelo provocada por las labores tradicionales. Será necesario efectuar un manejode suelo tendiente a mejorar el microrelieve y eliminar la compactación de lasestratas producida por las herramientas de labranza tradicionales.De modo de impedir la pérdida por microrelieve en el manejo de suelo, se debeconsiderar siempre el aprovechar los rastrojos que queden del cultivo anterior,evitando quemarlos, deben picarse adecuadamente utilizando unadesmalezadora rotativa o un equipo apropiado como las trituradoras de rastrojos(Foto 3), que se ofrecen actualmente, seleccionando aquellas que cuenten conun distribuidor de rastrojos en la cubierta superior de estas maquinas. Luego,de preferencia se deben utilizar herramientas que efectúen una labranza vertical,como el arado cincel de vástago rígido, las que deben usarse con el suelorelativamente seco de modo de favorecer el rompimiento de las estratascompactadas superficiales. La necesidad de utilizar subsolador dependerá deuna evaluación técnica apropiada.Para medir la compactación se utiliza el penetrómetro, éste es un instrumentoque mide la resistencia a la penetración, expresada por la presión (fuerza porunidad de superficie) necesaria para introducir una punta cónica del equipo demedida hasta una cierta profundidad en el suelo.


La compactación del suelo es provocada generalmente por el hombre, y seproduce por la acción individual o conjunta del peso de la maquinaria,trasmitido al suelo a través de las ruedas u otros elementos de apoyo, siendo elfactor más importante el número de veces que la maquinaria pasa por el terreno.También el pastoreo de los animales efectuado sobre suelos con alta humedadfavorece la compactación del suelo (Carrasco, 1998).

Foto 3. Máquina trituradora de rastrojos accionada por el TDF del Tractor.

La presión de contacto rueda-suelo se puede mantener constante si al aumentarel peso en la rueda también aumenta el tamaño del neumático, ya que así secompensa el aumento de peso con una mayor superficie de contacto entre larueda y el suelo, por lo que eligiendo los neumáticos apropiados se evita unaumento de la compactación del suelo. Pesos en las ruedas superiores a 2500Kg, producen niveles apreciables de compactación profunda. La siguienterelación, propuesta por Raghavan et al., (1977), permite predecir la densidadaparente en el suelo tras haber pasado sobre el mismo una rueda:

gd

= A + B log (NP) + C log H

Donde: g = densidad aparente seca del suelo (T/m3)A, B, C = constantes del suelo (T/m3)

N = número de pasadas de la rueda sobre el terrenoP = presión de contacto en la interfase rueda-suelo (KPa)H = contenido de humedad del suelo en peso (%).

De acuerdo a esta relación la compactación del suelo depende del contenido dehumedad del suelo, del numero de pasadas del vehículo sobre el terreno y de


su peso. Otros factores que influyen son la presión de inflado de los neumáticosy sus características constructivas. También el patinaje de la rueda influye, unarueda arrastrada sin patinaje puede elevar la densidad aparente de un suelodesde 1580 Kg/m3 hasta 1700 Kg/m3

,. La misma rueda con un patinaje de un

50% eleva dicho valor hasta 1900 Kg/m3 (Sánchez-Girón, 1996).Las labores convencionales de preparación de suelo compactan el suelo, porejemplo la reja del arado de vertedera crea una zona compactada en el fondodel surco, las rastras de disco y fresadoras rotativas de eje horizontal creancapas compactadas más superficiales.En cero-labranza en cambio tras una década de experiencias en diversascondiciones de clima y con distintos tipos de suelo, se ha observado que, trasun período de al menos tres años, el nivel de compactación de un suelo nolabrado adquiere un equilibrio en el que alcanza la suficiente resistencia parasoportar el paso de la maquinaria agrícola sin que su compactación aumente(Ellis et al., 1979; Cannell et al., 1980; Sanchez-Girón, 1986).Es importante evitar el paso de la maquinaria cuando el suelo se encuentra acapacidad de campo, ya que en este caso la compactación puede llegar a ser 5veces mayor a la producida en el suelo seco (Sánchez-Girón ,1996). Tambiénconviene mejorar la estructura del suelo superficial dejando sobre el suelo losrestos de cosechas en vez de quemarlos y estableciendo cultivos con sistemasradicular superficial y vigoroso.La decisión de subsolar un suelo debe provenir de un estudio técnico apropiado,donde se debe tener presente el tipo de suelo. Por ejemplo, los efectos delsubsolado duran menos de un año cuando se realizan sobre un suelo de texturamedia o gruesa (Sánchez-Girón, 1996).

SISTEMA MECANIZADO PARA PEQUEÑOS AGRICULTORES

La información sobre áreas sembradas con siembra directa en pequeñaspropiedades en diferentes partes del mundo es escasa (Wall,1998). El Cuadro 4indica el estado de la adopción de la siembra directa en el mundo.

Cuadro 4. Superficie estimada de siembra directa con manejo de residuosen las pequeñas propiedades de algunas regiones del mundo.

Región Superficie (ha)

Cono Sur de Sudamérica 25.000

India, Bangladesh, Nepal 10.000

México y América Central menos de 10.000

Africa del Sur Poco

Africa Occidental Poco

Africa Oriental Muy poco

Región Andina Muy poco

Wall (1998).


Si se comparan estas cifras con el nivel de adopción de los medianos y grandesproductores se concluye que el grado de adopción por parte de los pequeñosagricultores del mundo es muy limitado.Existen varias razones para ello, entrelas que se incluyen las siguientes (Wall,1998):

• Falta de capital para cambiar de maquinaria y tecnología• Aversión al riesgo• Sistema de producción de subsistencia• Utilización de rastrojos para otros fines.

En Chile, de acuerdo con el último censo nacional agropecuario (INE 1997),existen aproximadamente 150.000 productores que trabajan con implementosde tracción animal y sólo 23.000 poseen implementos accionados por tractor.El 13% de los productores, que tienen predios mayores de 50 hectáreas, esdueño de casi el 90% de la superficie agrícola de Chile. En cambio, lospropietarios con predios menores de 50 hectáreas y que sólo pueden accedera implementos manuales o de tracción animal, corresponde al 87% de losproductores agrícolas, que en total son 312.000. Los propietarios del 90% dela superficie agrícola sólo producen el 38% de las “Chacras”, (alimentosbásicos de la dieta de los chilenos). Los pequeños agricultores, con sólo el10% de la superficie agrícola, son los responsables del 62% de la producciónde alimentos básicos (papas; choclos; porotos; etc.) de la dieta de loshabitantes de Chile.Por otro lado,los pequeños agricultores se ubican en sitios marginales, con altaspendientes, no aptos para el desarrollo de una agricultura tradicional, lo queha traído como consecuencia una alta degradación del suelo, llegando asituaciones en las que actualmente el 70% de los suelos presentan erosión grave.Actualmente se aplican en algunas de las comunas del país, programas deayudas estatales, orientados a la reconversión de los pequeños agricultoresapoyando mediante subsidios la instalación de equipos de riego donde existanfuentes de aguas disponibles, así como el manejo de pequeños huertos devides o frutales que les genere ingresos suficientes, con los cuales puedancomprar alimentos, y de esa manera no tengan que cultivar los suelos y sedetengan así los procesos erosivos. Pero la sustentabilidad de este sistemadepende del manejo adecuado de la cobertura del suelo de las microcuencas,las que debido a su manejo tradicional no tienen la capacidad de permitir lainfiltración del agua en el suelo durante la época de lluvia generando un rápidoescurrimiento de las aguas con arrastre de sedimentos que pueden colmarrápidamente las estructuras de almacenaje y cosecha de agua. Por ello, dentrodel sistema apropiado de manejo de estos sistemas, la cero labranza juega unrol importante en conseguir una cobertura permanente así como permitir quelos agricultores puedan continuar produciendo sus cultivos tradicionales defuerte arraigo cultural para ellos.Se presentan a continuación algunas tecnologías desarrolladas en Chile y otrasrecogidas en el Cono Sur a través de los programas de capacitación emprendidosgracias al Proyecto Siembra Directa del PROCISUR (Díaz, 2001).


Adecuación de suelo

Una de las principales labores a ejecutar, es revisar el potrero donde se efectuarála cero labranza eliminando los obstáculos que puedan impedir el correctofuncionamiento de la sembradora: piedras, troncos, restos de raíces. Si el sueloproviene de un sistema de labranza tradicional y presenta muchos surcos deerosión que afectan su microrrelieve, es conveniente efectuar primero unamínima labranza.La mínima labranza se efectúa con un arado cincel de tracción animal (Figura2), el que no invierte suelo y posibilita mejorar el microrrelieve del suelo parafacilitar el paso de la sembradora. El arado cincel de tiro animal efectúa unalabor primaria de suelo identificada como labranza vertical, cuya principalcaracterística es soltar el suelo, sin invertir ni mezclar las distintas capas delperfil.El sistema permite una mejor protección del suelo contra la erosión, dadoque el rastrojo queda cerca o en la superficie, se evita la formación de una estrataimpermeable o pie de arado, y se mejora la infiltración de agua en el suelo.Desde el punto de vista de la rapidez de la labor, el arado cincel ocupa menosde la mitad del tiempo en arar una hectárea de suelo que el arado de vertedera,dado el mayor ancho de trabajo que se consigue con la labranza vertical. Elarado cincel cuenta con unos vástagos vibrocultores, los que contribuyen amejorar el tiro de los animales, ya que la vibración absorbe las variaciones delesfuerzo de tracción que se producen durante la labor de estallamiento de suelo,las que en un equipo rígido, mediante los aperos, se trasmiten directamente alos animales.Mediciones de tracción realizadas, durante la labor de un arado cincel de 5vástagos, trabajando a 12 cm de profundidad, con un ancho de trabajo de 47cm, en un suelo de origen granítico en condiciones friables, indicaron unanecesidad de tracción de 136 Kg, por lo que una pareja de animales resuelve enforma apropiada estos requerimientos.La mayor capacidad de trabajo del arado cincel, permite eliminar la prácticatradicional del barbecho, uno de los principales factores causante de la erosiónde suelo, ya que el suelo queda sin una cubierta protectora que aminore elimpacto de la gota de lluvia.La profundidad de trabajo del arado cincel no llega a más de 10 cm, por lo tanto,en suelos compactados por el pastoreo animal en invierno o en aquellos que hansido arados durante muchos años con arado de vertedera, y se ha formado unaestrata compactada denominada “pie de arado”, es necesario utilizar unaherramienta denominada “subsolador de tracción animal” (Figura 3).Para utilizar correctamente el implemento es conveniente, en primer lugar,efectuar calicatas en el suelo para determinar la existencia y profundidad de laestrata compactada. Luego se regula el equipo para conseguir que la punta delsubsolador pase justo por el centro de la estrata compactada. Se efectúa unaprimera pasada y se mide el ancho de las grietas formadas.El promedio de losanchos medidos indica la distancia de pasada para el equipo. Esta labor esconveniente efectuarla a comienzos de invierno con las primeras lluvias, o asalida de invierno en una condición tal que el suelo no tenga excesiva humedad.


Si hay mucha humedad el suelo no se agrieta, y si está muy seco se incrementael requerimiento de tracción para los animales.

Figura 2. Arado cincel de tracción animal.

Figura 3. Arado subsolador de tracción animal.

Mediciones de tracción realizadas con este equipo trabajando a una profundidadde 20 cm, indicaron un requerimiento de tracción de 200 Kg de tiro, demandade fuerza que sólo puede ser satisfecha utilizando animales pesados y bienalimentados.La capacidad de trabajo del implemento depende del ancho de trabajo requeridopara la labor. De este modo para un ancho de trabajo de 30 cm, podrían requerirse15 horas de trabajo para subsolar una hectárea de suelo.

Manejo de rastrojos

Los potreros más adecuados para la cero labranza, son aquellos que provienende una pradera natural y que no presentan problemas de compactación. En elcaso que se trate de rastrojos de cultivos como trigo o avena es convenienteefectuar una labor de manejo de rastrojos. Los rastrojos se pueden picar conuna rastra de disco de tiro animal, trabajando en el verano con el suelo seco.También una barra segadora de tracción animal puede ser útil en el corte de los


rastrojos. Después de picar los rastrojos, éstos se pueden rastrillar con un rastrillode tracción animal o una rastra de clavo formando cordones. Es conviene dejarestos cordones en forma transversal a la pendiente a una distancia de 8 a 10 m,los que pueden servir de marcadores naturales para el paso de un pulverizador.Los cordones de un ancho promedio de 1 metro no ocupan más de un 9 a un10% del potrero, contribuyendo al mejoramiento de la nutrición del suelo yfrenando además el escurrimiento superficial del agua durante las lluvias.

Control de malezas

Previo a la siembra es necesario controlar las malezas con un herbicida total.En los sectores de secano se debe esperar que las primeras lluvias estimulen laemergencia de las malezas. Las aplicaciones pueden realizarse en prediospequeños con pulverizadores manuales tipo mochila o con una pulverizadorade tracción animal que dado su mayor ancho de trabajo, tarda sólo una hora enpulverizar una hectárea.

Siembra

Después de transcurridos 4 días de la aplicación del herbicida, se puede efectuarla siembra. Lo ideal es trabajar con humedad adecuada en el suelo, ni muy secoen que se corre el riesgo de dejar la semilla destapada, ni demasiado húmedoen que el surco de siembra se compacta y la semilla queda descubierta.Para siembra de grano fino y semillas de praderas se puede utilizar unasembradora de tracción animal (Figura 4), la que corresponde a una sembradoracon dosificadores de flujo continúo.Cuenta con un depósito para semilla degrano fino (trigo, avena, cebada, arroz, lenteja, porotos, arvejas, lupino), otropara empastadas (tréboles, alfalfa, hualputras) y uno para fertilizante. El sistemaabridor de surco permite la siembra directa sobre un suelo no labradopreviamente, mediante la utilización de un vástago tipo “S” con una herramientacincel. En la parte posterior de la herramienta lleva una zapata especial quepermite depositar la semilla y el fertilizante en el surco abierto por el cincel,antes de que éste se cierre por la propiedades cohesivas de un suelo sin labrar.En cuanto a la aplicación de fertilizante, en el caso del trigo se recomiendaaplicar sólo el fósforo durante la siembra y parcializar en tres tercios la aplicacióndel nitrógeno, el primer tercio cuando el trigo ha emergido y tiene tres hojas, elsegundo tercio a la macolla y el último tercio cuando el trigo se encuentra en elestado fenológico de encañado. De esta manera las plantas hacen un uso máseficiente de los nutrientes y se disminuyen las pérdidas por lixiviación las quepodrían contaminar las aguas.En el Estado de Parana, Brasil, se ha dado un fuerte impulso a la siembra directade cultivos mediante la introducción de una sembradora mateadora, condéposito para el abono denominada “Gralha Azul” desarrollada por el IAPAR(Merten, 1994). Esta sembradora es capaz de sembrar en condiciones de grancantidad de paja, sembrando principalmente maíz y soja. Consta de un discocortador de rastrojo, que también funciona como rueda de transporte y


transmisión mecánica, para conseguir una adecuada distribución de semilla ydosificación del fertilizante.En Paraguay la siembra directa se realiza con sembradoras manuales, las quetambién se originaron en Brasil. Estas sembradoras se denominan “matraca”(Figura 5) (Bragagnolo, 1995). La matraca siembra y aplica fertilizante al mismotiempo, sirve para sembrar maíz, soja y frejol. Se puede usar terrenos de altapendiente y la siembra es rápida y pareja.


En la actualidad se cuenta con el conocimiento y las maquinarias adecuadaspara la aplicación de la cero labranza en los predios de medianos y grandesagricultores de Chile. El ahorro de energía, la conservación del suelo, ladisminución de costos en la producción son los mejores beneficios que losempresarios agrícolas pueden obtener de la incorporación de estas tecnologíasen sus predios.Las prácticas de manejo de residuos que se recomiendan, que pueden tener unmayor costo de producción para los agricultores, al ser aplicadas generan efectospositivos tanto para ellos mismos como para la población del país.

Figura 4. Sembradora de cero labranza de tracción animal con abresurcocincel.

Figura 5. Sembradora manual “matraca”.


Aunque existe una oferta tecnológica, de máquinas y equipos que permitiría laincorporación de pequeños agricultores a la cero labranza, se debe tener presente,que su baja capacidad de inversión es una de las principales limitantes paraque puedan acceder a la tecnología. Por ello es importante que se establezcanlas estrategias de apoyo financiero y capacitación que faciliten la adopción delas tecnologías.

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135CONTRIBUCION DE LAS LEGUMINOSAS DE GRANO EN ROTACION CON CEREALES

8

Contribución de las Leguminosas de Grano enRotación con Cereales: Una Revisión

M. MERA Y J. L. ROUANETInstituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de InvestigacionesCarillanca. Casilla 58-D, Temuco, Chile. [email protected]

RESUMEN

La contribución de las leguminosas en la rotación con cereales puedematerializarse en diferentes formas: aporte en nitrógeno, aporte en fós-foro, oportunidad de controlar malezas gramíneas, interrupción del ci-clo de enfermedades, mejoramiento de las condiciones físicas del suelo.Las tres últimas pueden provenir también de otras especies, pero las dosprimeras se asocian particularmente a leguminosas. En términos gene-rales, la rotación de cultivos se fundamenta en la alternancia de especiescon características diferentes en profundidad y desarrollo de raíces, ha-bilidad para absorber nutrientes, susceptibilidad a enfermedades y pla-gas, malezas asociadas, y épocas de requerimiento de labores. La evi-dencia acumulada sobre el efecto beneficioso de una leguminosa previoal cereal es abundante. Una compilación de más de 130 experimentossobre rotaciones conducidos en Australia mostró que el rendimiento deltrigo después de lupino superaba en 45% el rendimiento de trigo sobretrigo. Se afirma que gran parte del 50% de aumento en rendimiento detrigo en Australia entre 1960 y 1980 se debió al uso de mejores rotacio-nes, con mejor aprovechamiento del nitrógeno proveniente de legumi-nosas. Resultados igualmente favorables han sido informados para larotación arveja-trigo en Canadá. Un cultivo previo de leguminosa pue-de influir no sólo en el rendimiento, sino también en la calidad del cerealsubsiguiente, habiéndose constatado aumentos de 1 a 2% en la proteínadel grano. Por lo mismo, una leguminosa puede no ser el cultivo previoapropiado para cebada maltera. Científicos europeos consideran que unamayor proporción de leguminosas en la rotación puede reducir el efectoambiental negativo asociado a la producción, transporte y aplicación defertilizantes nitrogenados, contribuyendo a reducir la emisión de gases


y el efecto invernadero. Pese a todo lo anterior, es preciso que una legu-minosa gane su espacio en la rotación per se, sobre la base de una renta-bilidad mínima y, sin duda, la investigación es crucial para hacer estoscultivos más rentables y competitivos.

ABSTRACT

The contribution of grain legumes in rotation with cereals may takedifferent forms: improved N availability, improved P availability, improvedcontrol of grass weeds, interruption of the cycle of some diseases, improvedsoil physical conditions. The latter three ones may come from various othercrops as well, but the first two are particularly associated with legumespecies. Crop rotation is based on alternating species that differ in rootdepth and pattern of development, nutrient absorption ability,susceptibility to diseases and pests, crop-associated weeds, and labor-demanding periods. Evidence of the benefitial effects of a preceding legumeon the behavior of cereals is already abundant. A compilation of over 130field experiments conducted in Australia showed that yields were 45%higher for wheat following lupins than for wheat following wheat.Similarly, favorable results have been reported for the pea-wheat rotationin Canada. A major part of the 50% increase of wheat yield in Australiabetween 1960 and 1980 has been attributed to the use of improved rotations,with enhanced utilization of the nitrogen from legumes. A previous legumecrop can favor not only the yield but also the quality of the succeedingcereal, as 1 to 2% increases in grain protein have been demonstrated. Dueto this, a legume may not be a proper preceding crop for malting barley.European scientists consider that an increased proportion of legumes inthe rotation may reduce the negative effect associated to the production,transport and application of nitrogen fertilizers, hence contributing toreduce gas emissions and the greenhouse effect. Nevertheless, it is requiredthat a grain legume crop be able to gain a place per se in the rotation, on thebasis of having a minimum profitability. An increased effort in researchappears as a crucial factor to make these crops more competitive.

INTRODUCCIÓN

El uso de leguminosas en rotación con cereales es de antigua data y semenciona ya en antiguos escritos chinos, egipcios y griegos (MacRae yMehuys, 1985). En términos generales, la rotación de cultivos se fundamentaen la alternancia de especies con características diferentes: diferenteprofundidad de raíces, diferente habilidad para absorber nutrientes y agua,diferente susceptibilidad a enfermedades y plagas, diferente asociación conmalezas, diferentes épocas de requerimiento de labores. González y Ruz(1994) enfatizan la necesidad de lograr en Chile sistemas agrícolas másequilibrados y para ello plantean el uso de rotaciones adecuadas. En variadossistemas agrícolas se ha encontrado que el efecto global de una leguminosaen rotación es beneficioso, particularmente en el largo plazo. Varios estudios


(Rowland et al., 1988; Evans et al., 1991; Chalk et al., 1993) han verificadoque la respuesta de los cereales a un pre cultivo de leguminosa tiene comobase una mayor disponibilidad de nitrógeno. Sin embargo, se ha sumadoevidencia de que varios otros factores pueden influir, entre ellos, mejorasen la estructura del suelo, quiebre del ciclo de enfermedades e inclusoplagas, hasta efectos alelopáticos de algunos rastrojos (Peoples andHerridge, 1990). La suma de estos factores explica la presencia de especiesleguminosas alternando con cereales en varios países líderes en laproducción de cereales, entre los que destacan, arveja en Francia; lupino,arveja, garbanzo y haba en Australia; arveja, lenteja y garbanzo en Canadá;soya en los Estados Unidos y Argentina.

LA ROTACIÓN DE CULTIVOS

Con o sin leguminosas, hay evidencia de un beneficio de la rotación paralos cultivos que la integran. La eficiencia del uso del nitrógeno por partedel trigo es mayor cuando éste sigue a un cultivo no cereal en la rotación,probablemente debido al desarrollo de un sistema radical más efectivo(Gooding and Davies, 1997). Según estimaciones del Reino Unido, cultivosde quiebre como raps o papas aportan alrededor de 50 kg ha-1 de N al trigosubsiguiente (Gooding and Davies, 1997). Tal aporte puede superar al deuna leguminosa de grano, sin embargo, a diferencia de las leguminosas,cultivos de quiebre como raps o papas requieren fertilización nitrogenada,de manera que el requerimiento global de nitrógeno de la rotacióngeneralmente es menor cuando el cultivo de quiebre es una leguminosa.Como se aprecia en el Cuadro 1, incluso contando con suficiente nitrógeno,es frecuente que los cultivos rindan 10-40% más integrando una rotaciónque en monocultivo (Hesterman et al., 1986). Desgraciadamente, laagricultura del sur de Chile, basada en cultivos anuales, no cuenta conrotaciones adecuadas (Rouanet, 1989) por falta de acompañantes rentablespara los cereales. Desde el punto de vista agronómico, no obstante, lasleguminosas de grano son reconocidas como buenos acompañantes de loscereales, lo que es avalado tanto por la experiencia de los agricultores comopor los resultados de investigación. En Chile, donde una proporciónimportante del trigo se siembra en invierno, las leguminosas de grano sonconvenientes como acompañantes porque, entre otros factores que serevisan más adelante en este capítulo, sus residuos se descomponenrelativamente rápido y permiten el acondicionamiento del suelo con tiemposuficiente para una siembra temprana de cereal.


Cuadro 1. Rendimiento en grano de maíz según cultivo previo y aplicaciónde N fertilizante (Adaptado de Hesterman et al., 1986).

N aplicado Rendimiento de maíz (T ha-1)

(Kg ha-1) Cultivo previo

Maíz Soya Alfalfa Alfalfa Trigo

(3 cortes) (1 corte)

0 3,1 3,6 4,1 6,8 3,6

55 4,1 5,6 7,0 8,7 6,2

110 6,3 7,6 7,7 8,9 8,0

165 6,5 8,6 7,9 8,6 8,0

220 6,3 8,8 8,4 8,8 9,0

Es ampliamente conocido que las leguminosas pueden aportar nitrógeno acultivos subsiguientes gracias a la fijación simbiótica de N2. No obstante, hayevidencia en Australia occidental de que una leguminosa como cultivo previocontribuye al rendimiento del cereal a través de otros factores, además de suaporte en N (Rowland et al. (1988). La Figura 1 muestra 16 de 26 casos donde secomparó la rotación trigo-trigo con la rotación lupino-trigo. El patrón derespuesta de curvas paralelas indica que otros factores, aparte del nitrógeno,están jugando un rol en el beneficio de la leguminosa al cereal que le sigue.Curvas convergentes que no intersectan indican respuesta al N y a otros factores.Curvas convergentes que intersectan indican una respuesta enteramenteatribuible al N.

Figura 1. Rendimiento de grano de trigo en respuesta a la aplicación deN en rotaciones trigo-trigo (círculos) o lupino-trigo (triángulos)en Australia occidental. El patrón de respuesta paralelo de (a)fue observado en 12 casos, el de convergencia incompleta de(b) en 4 casos, y el de intersección de (c) en 5 casos. Otros 5casos no se ajustaron a ninguno de estos patrones. (Adaptadode Rowland et al., 1988).


En Chile, Novoa et al. (1995) encontraron que los rendimientos de trigo sonseriamente afectados por el monocultivo. En un ensayo de cinco años, elrendimiento promedio de trigo sobre trigo fue de aproximadamente 3.800 Kgha-1, en comparación a trigo siguiendo a otros cultivos (raps, poroto, soya,maravilla, maíz y papa), donde el promedio superó los 5.900 Kg ha-1. El rangode variación para estos seis precultivos fue muy estrecho (aproximadamente5.800-6.100 Kg ha-1). En un ensayo de monocultivo de trigo llevado por 28 añosen INIA La Platina, el rendimiento más bajo se produjo al tercer año, subiendoal mismo nivel de rendimiento del primer año a partir del quinto año. Seconcluyó que el monocultivo del trigo es posible siempre que se logre reducirla incidencia de enfermedades, recurriendo a la desinfección del suelo y a unabuena fertilización, si se mantiene por más de cinco temporadas, pero ensayosen la precordillera andina de la Octava región indican que se requerirían almenos 14 años (Novoa et al., 1995).

FIJACIÓN SIMBIÓTICA DE NITRÓGENO

La asociación con bacterias de los géneros Rhizobium o Bradyrhizobium le confierea las leguminosas la capacidad para fijar nitrógeno atmosférico. La fijación deN por leguminosas fluctúa comúnmente entre 25 y 150 Kg ha-1 dependiendo delas condiciones ambientales y la capacidad inherente de la especie o el genotipopara producir biomasa (Pala et al., 2000). LaRue y Patterson (1981), destacancomo fijadores de N2 el haba y el lupino, con estimaciones de 121-171 y 121-157Kg ha-1 de N, respectivamente, mediante el método de la diferencia, con respectoa cebada como cultivo no fijador. Para garbanzo y lenteja, las estimaciones porel mismo método, son de 67-141 y 62-103 Kg ha-1 de N, respectivamente.Palmason et al., (1992) estimaron la acumulación de N por lupino de hoja angostaen Islandia, entre 70 y 213 Kg ha-1, en tanto que Smith et al., (1987) reportaronsólo 19-60 Kg ha-1 de N acumulados por este cultivo en el estado de Washington.Para la soya, las estimaciones también pueden ser sorprendentemente variables,pese a utilizar el mismo método, desde 15-84 Kg ha-1 de N en Iowa, hasta 263Kg ha-1 de N en Washington. Heichel (1987), reportó estimaciones por el métodode dilución isotópica, de 24-84 kg ha-1 de N fijado por garbanzo, 12-121 porfréjol, 167-189 por lenteja, 174-196 por arveja, y 178-251 por haba, en Alberta,Canadá. El mismo autor presenta mediciones para soya, por el método dediferencia, en seis estados norteamericanos, desde un mínimo de 13-75 Kg ha-1

en Iowa, a un máximo de 262-310 Kg ha-1 en Washington.Aunque las cantidades de dinitrógeno fijadas son muy variables, se estima queel lupino puede obtener 70% (Gataulina, 1990), 80% (Dolling, 1997), y hasta90% (Uncovich et al., 1994) de su nitrógeno vía fijación simbiótica. La cantidadpromedio de N en la biomasa aérea de Lupinus angustifolius, obtenida de 48mediciones, fue 201 Kg ha-1, y en Lupinus albus fue 333 Kg ha-1, como media de21 mediciones (Howieson et al., 1998). De acuerdo a lo anterior, estas especiesde lupino habrían fijado alrededor de 150 y 250 Kg ha-1 de N, respectivamente.En general, los datos indican que 50-80% del N de la biomasa de la leguminosaproviene de la fijación biológica. Según Hamblin et al. (1993), un cultivo de lupino


Figura 2. Cantidades de N2 fijadas por cultivos comerciales de haba, donde

las estimaciones de N fijado asociado a las raíces nodulantesfueron omitidas (a) o incluidas (b) en los cálculos (adaptado deRochester et al., 1998 y Peoples, 2001).

fija más nitrógeno del que finalmente exporta en el grano. La mayoría del nitrógenoremanente permanece en los residuos, y otra fracción del nitrógeno fijado puedequedar en el pool de suelo. Hay escasas estimaciones de su magnitud (Chalk, 1998),pero en ciertos estudios se han encontrado grandes cantidades de N mineral despuésde la cosecha de lupino (Howieson et al., 1998). El origen de este N no es claro;puede provenir de la fijación de N2 o puede ser consecuencia de la menor utilizacióndel N mineral derivado del suelo por parte del lupino (Howieson et al., 1998). Paraalgunos, la mayor concentración de nitratos en la zona radical de leguminosas,comparada con la zona radical de no-leguminosas, es claro indicio de la exudaciónde N por las raíces de las primeras (French et al., 1998). Según Russell and Fillery(1996), alrededor de 27% del nitrógeno que deja el lupino se mineraliza anualmente,y un 74% del nitrógeno mineralizado es absorbido por cada cultivo subsiguientede trigo.

LA BIOMASA RADICAL

Algunas estimaciones de fijación se basan en un balance simple de N, donde elN extraído en el grano se descuenta del N total producido por la biomasa aérea,subestimando o ignorando el aporte de las raíces de la leguminosa. SegúnPeoples (2001), esto explica la discrepancia entre el beneficio pronosticado deuna leguminosa en el cereal subsiguiente, de acuerdo a su aporte de nitrógeno,y el beneficio real observado, que generalmente es mayor. El N en la biomasabajo el suelo constituye generalmente entre 15-20% del N en la biomasa total,pero ocasionalmente llega a ser hasta 42% (Jensen and Haugaard-Nielsen, 2002).Con datos de haba, leguminosa que se caracteriza por una alta capacidad defijación de N2, Rochester et al., (1998) han determinado que la biomasa bajo elsuelo contribuye, en promedio, 105 Kg ha-1 de N adicionales, a la cantidadestimada por mediciones de la biomasa aérea. Los resultados se presentangráficamente en las Figuras 2 y 3.


Figura 3. N fijado residual después de la cosecha de grano de cultivoscomerciales de haba, donde las estimaciones de N fijado asociadoa las raíces nodulantes fueron omitidas (a) o incluidas (b) en loscálculos (adaptado de Rochester et al., 1998 y Peoples, 2001).

Russell y Fillery (1996) reportaron para un cultivo de lupino de hoja angostamaduro una cantidad total de 321 Kg ha-1 de N, de los cuales 91 Kg ha-1, esto es,un 28%, provinieron de la biomasa subterránea. Según estos autores, la cantidady la tasa neta de mineralización del N de la biomasa subterránea del lupinosugieren que esta es una fuente importante de N para el cereal cultivadosubsiguientemente.

APORTE DE NITRÓGENO

El impacto de la rotación con leguminosas en la disponibilidad de nitrógeno paralos cultivos de trigo se ha documentado en numerosas oportunidades. Luego deseis años de determinaciones, (Gooding y Davies, 1997), se observan nivelespromedio de 85 Kg ha-1 de N en los 90 cm superiores de suelo luego de un cultivode haba invernal, en comparación a sólo 45 Kg ha-1 de N luego de un cultivo detrigo invernal. Los agricultores del Reino Unido estiman que en la fertilizaciónpara cereales puede hacerse una reducción de 19-75 Kg ha-1 de N luego de uncultivo de arveja para grano (Davies et al., 1985). En Francia, se estima que uncultivo de arveja retorna al suelo alrededor de 50 Kg ha-1 de N (Plancquaert, 1978),aunque se advierte que el aporte de N de la arveja al cultivo subsiguiente puedeser extremadamente variable (Doré y Meynard, 1992; Carrouée y LeSouder, 1992).De acuerdo a experiencias en New South Wales, un buen cultivo de haba contribuyeal menos con 30-50 Kg ha-1 de N para el cultivo siguiente (Whitworth, 2001). En elmismo suelo se ha encontrado que el nitrógeno disponible a 60 cm de profundidadaumenta en 70 Kg ha-1 luego de un cultivo de haba. También en New South Wales,Herridge (1982) reporta que en un suelo arcilloso el cultivo de trigo recibió delcultivo de lupino un aporte equivalente a 80 Kg ha-1 de N en un año húmedo paraesta región (723 mm), pero sólo 40 Kg ha-1 de N en un año considerado seco (421mm). Esto no es extraño, ya que se ha reportado que el estrés por falta de humedaddurante la floración del lupino reduce la tasa de fijación de N2 (Farrington et al.,


1977), lo mismo que el exceso de humedad. En un estudio a largo plazo, Evans etal., (1989, 1991) mostraron que el N2 fijado total y las contribuciones de N de laarveja y el lupino de hoja angosta correspondían, en promedio, a las cantidadesrequeridas para mantener la fertilidad de N en rotaciones leguminosa-cereal deNew South Wales y Victoria, Australia oriental. De acuerdo a la revisión deHowieson et al., (1998), el aporte neto promedio de N de Lupinus angustifolius en elsudeste de Australia ha sido 67 Kg ha-1, y en Australia occidental, de 65 Kg ha-1. Enel sudeste de Australia ha habido casos de balance negativo, en tanto que en Australiaoccidental (donde se concentra la gran mayoría de la superficie con lupino) hansido siempre positivos. Unkovich et al., (1994), reportaron 231 Kg ha-1 de Nacumulados durante la máxima biomasa de lupino de hoja angosta, de los cuales13% estaba en la biomasa radical. En la biomasa recuperable a la cosecha seencontraban 164 Kg ha-1 de N, de los cuales 44% correspondían a N en el grano,49% a N en residuos aéreos y 7% a N en residuos radicales. En consecuencia, 92 Kgha-1 de N retornaron al suelo luego de la cosecha. Como parte del mismo trabajo,en seis predios de Australia occidental se encontró un rango de 199 a 372 Kg ha-1 deN acumulados durante la máxima biomasa aérea de cultivos de lupino de hojaangosta, de los cuales, en promedio, 222 Kg ha-1 de N (86%) fueron fijados. En basea los resultados previos, Unkovich et al., (1994) predijeron una adición neta promediode 65 Kg ha-1 de N, con un rango de 32-96 Kg ha-1 por parte de lupinos de hojaangosta cultivados en el sudoeste de Australia. Otras estimaciones para lupino dehoja angosta son más elevadas. Evans et al., (1987) reportaron 251-258 Kg ha-1 de Nfijados, de los cuales 120 (47%) fueron exportados en el grano, dejando en el sueloun remanente de 131-138 Kg ha-1 de N.Mahler et al., (1979) estimaron que un cultivo de arveja para grano seco en elnoroeste de los Estados Unidos (Palouse), fija entre 20 y 60 Kg ha-1 de N. Esevidente que esta cantidad no explica el beneficio observado de la arveja alcereal subsiguiente, ya que sólo en el grano de un cultivo de arveja en la regióndel Palouse, que rinde en promedio 2.216 Kg ha-1, se exportan 82 Kg ha-1 de N.Sin embargo, como el N del grano corresponde a 60-70% del N total de la planta(Pate, 1977), el cultivo acumularía un total de aproximadamente 126 Kg ha-1 deN, de los cuales alrededor de 44 Kg ha-1 de N retornarían al suelo con los residuos(Muehlbauer et al., 1983). Esta cifra se acerca a la estimación de Picard et al.,(1988), quienes señalan que el aporte real de la arveja al cultivo subsiguiente detrigo en Europa equivale a unos 50 Kg ha-1 de N.En el sureste de Australia, donde gran parte del N para el cultivo de trigo provienede la descomposición de residuos previos y de la fijación simbiótica deleguminosas, Angus et al., (1998) han encontrado que, para cultivos que rindieronmenos de 3.000 kg ha-1, el N provino principalmente de la mineralización duranteel crecimiento del cereal, con una participación menor del N acumulado previo ala siembra. Por el contrario, para cultivos que rindieron más de 4.000 Kg ha-1, elN provino mayoritariamente del N presente en el suelo al momento de sembrar.Este resultado sugiere la conveniencia de un mejoramiento del N mineral previoal establecimiento de un cereal donde se invierte para un alto rendimiento.

CONTAMINACIÓN CON N PERCOLADO

La polución provocada por la excesiva utilización de fertilizantes nitrogenados es


uno de los problemas asociados a la agricultura intensiva, por lo cual el mejoraprovechamiento del nitrógeno fijado simbióticamente se considera crucial parauna agricultura sustentable (Graham and Vance, 2000). Como el nitrógeno fijadopor la leguminosa puede reemplazar parte o todo el N fertilizante en un sistema derotación, usualmente la cantidad de nitrógeno percolado disminuye (Power, 1990).Sin embargo, pueden haber excepciones, ya que la baja relación C:N en el rastrojode leguminosas promueve una rápida mineralización del nitrógeno yconsecuentemente una acumulación transitoria de nitrato. Por ejemplo, en NuevaZelanda se encontró que 90 Kg ha-1 de N percolaban luego de incorporar residuosde arveja al suelo (Adams and Pattinson, 1985). No obstante, Nicolardot et al., (1996)han encontrado que el comportamiento del rastrojo de leguminosas no difiere delde los rastrojos de cereales. En ambos casos, a fin de reducir el riesgo de precolaciónde N, debe tomarse en cuenta el tipo de suelo y el ambiente, que regulan la tasa demineralización del N, para decidir el momento de incorporación de los rastrojos alsuelo. Davies et al., (1985) consideran que los cereales sembrados en otoño puedenaprovechar mejor que los cereales sembrados en primavera el nitrógeno residualde una leguminosa, debido a la percolación de N, particularmente luego deleguminosas cuyo residuo es rápidamente descompuesto, como la arveja.

RENDIMIENTO Y PROTEÍNA DEL CEREAL

Una compilación de más de 130 experimentos sobre rotación conducidos enAustralia mostró que el rendimiento del trigo después de lupino superaba en45% el rendimiento de trigo sobre trigo (Rowland et al., 1986). Se afirma que granparte del 50% de aumento en rendimiento de trigo en Australia entre 1960 y 1980se debió al uso de mejores rotaciones, con mejor aprovechamiento del nitrógenoproveniente de leguminosas (Gooding y Davies, 1997). Peoples y Herridge (1990)reportaron aumentos en el rendimiento de cereales de 2.000 a 3.680 kg ha-1 cuandoéstos siguieron a leguminosas de grano tropicales, que correspondieron aaumentos relativos de 16 a 353% en comparación a los rendimientos delmonocultivo cereal-cereal. Al comparar los rendimientos de trigo siguiendo a uncereal (avena), a una oleaginosa (lino) o a una leguminosa (garbanzo, haba, arveja,chícharo, lenteja, lupino, vicia), Strong et al., (1986) encontraron que la absorciónde N por el trigo fue mayor en la secuencia leguminosa-trigo que en las secuenciascereal-trigo u oleaginosa-trigo. Sin embargo, los aumentos relativos enrendimiento fueron en general menores que los aumentos relativos en rendimientode N, sugiriendo que existieron otros factores limitantes del rendimiento.Se ha observado que leguminosas de grano o forrajeras, cultivadas previo a uncultivo de trigo, frecuentemente aumentan no sólo el rendimiento sino tambiénel contenido de proteína del trigo, en comparación a cultivos sucesivos de cereal.Al comparar la rotación arveja-trigo 1:1 con trigo sucesivo, en cinco ensayos enAustralia durante tres temporadas, se constató que la presencia de la arvejaaumentó el rendimiento y la proteína del trigo en 500 Kg ha-1 y 2,1%,respectivamente (Gartrell, 1990). Se ha observado una situación similar con lupino.La rotación lupino-trigo 1:1 mejoró el rendimiento y la proteína del trigo en 630Kg ha-1 y 1,1%, respectivamente, con respecto a trigo sucesivo (Rowland andMason, 1994). El aumento de proteína es importante ya que los productores de


trigo australianos reciben mejor precio por este aspecto (Gartrell, 1990). Un cultivode haba previo al de trigo aumentó el rendimiento del cereal en 82%, desde 1930a 3.510 Kg ha-1 y la proteína de 7,2 a 8,1%, en comparación a trigo sobre trigo, ensuelos alcalinos de Australia occidental (Bolt, s/f). En el norte de New SouthWales, Australia, el rendimiento de trigo siguiendo a habas aumentó en más de30% y el rendimiento en nitrógeno del grano en 60%, como consecuencia delmayor tenor de proteína (Whitworth, 2001). En el centro-oeste de NSW, Pala etal., (2000) obtuvieron rendimientos 50-55% superiores con trigo siguiendo acultivos de lupino, arveja o haba, que con trigo sobre trigo, aún habiendo recibidoel cereal 40 y 80 Kg ha-1 de N fertilizante (Figura 4). El ingreso bruto de lasrotaciones con leguminosas fue 137-153% superior al de la rotación trigo-trigo.Se han reportado aumentos de 5 y 10% en el rendimiento de trigo después dehaba, en comparación a trigo continuo (Picard et al., 1988).

Figura 4. Rendimientos (A) y margen bruto (B) de trigo a continuación decultivos de trigo, lupino, arveja y haba. Los ensayos se condujeronen cinco sitios de New South Wales, Australia, 1984-86 y losresultados presentados son medias de los sitios. Las parcelascon trigo fueron divididas en tres tratamientos de nitrógeno(Adaptado de Pala et al., 2000).


El manejo del lupino, que evidentemente puede incidir en el rendimiento delmismo, aparentemente también puede afectar el comportamiento del cerealque le sigue. En un ensayo en suelos arenosos de Australia occidental sur (Amjadet al., 1998), el rendimiento del trigo respondió a la dosis de siembra del lupinode hoja angosta establecido la temporada previa. Comparada con 70 Kg ha-1,una dosis de 140 kg ha

-1 de semilla de lupino aumentó el rendimiento del trigo

subsiguiente en 6%, tanto aplicando nitrógeno fertilizante al trigo como nohaciéndolo. Makasheva (1983) cita trabajos rusos que indican que la arveja esuno de los mejores predecesores para el trigo primaveral y que el grano detrigo proveniente de una rotación con arveja acumuló más proteína y más gluten,incrementando también el volumen y la porosidad del pan.En Chile, en un ultisol de Collipulli, La Araucanía, Rouanet (1989) obtuvo unrendimiento de 1.780 Kg ha-1 con trigo después de trigo, 4.166 kg ha-1 con trigodespués de raps y 4.280 Kg ha-1 con trigo después de lenteja. La mismatemporada, en un andisol de Vilcún, La Araucanía, los rendimientos del trigofueron 3.440, 4.770 y 6.010 Kg ha-1, para los mismos tratamientos. El trigo fuefertilizado con dosis normalmente recomendadas, de 150 y 120 Kg ha-1 de Npara el ultisol y el andisol, respectivamente. Al comparar avena y lenteja comoprecultivos en el andisol de Vilcún, el rendimiento del trigo fue de 4.093 y 6.007Kg ha-1, respectivamente (Rouanet, 1989). La avena como precultivo, con adiciónde nitrógeno fertilizante (150 Kg ha-1), disminuyó el N del suelo en 48 Kg ha-1,en tanto que la lenteja como precultivo, sin adición de N fertilizante, aumentóen 51 Kg ha-1 el N inorgánico en los primeros 20 cm de profundidad de suelo, alcompararse los valores de inicio y término de la temporada de cultivo.Baer (1989) encontró aumentos significativos de trigo al final de una rotaciónde nueve años, cuando en ella intercaló lupino, en comparación al monocultivode trigo (Cuadro 2).

Cuadro 2. Efecto de la rotación con lupino en el rendimiento del trigo enLa Araucanía. T = trigo, L = lupino (Adaptado de Baer, 1989).

Rotación 1975-1983 Rendimiento de trigo en 1983 (Kg ha-1)

T – T – T – T – T – T – T – T – T 2.870

T – L – T – L – T – L – T – L – T 4.050

L – T – T – L – T – L – T – L – T 4.300

L – L – T – L – T – L – T – L – T 4.450

CEBADA, UN CASO ESPECIAL

Agronómicamente, todo cereal puede beneficiarse luego de una leguminosa,sin embargo, la mayor disponibilidad de nitrógeno puede ser indeseable desdeel punto de vista de su utilización. En Australia, resultados en 60 sitios a travésde siete temporadas han llevado a concluir que la cebada es más rentable cuando


sigue a un cultivo no-leguminosa (canola o incluso trigo) en la rotación (Paynter,2001). Esto se debe a que el productor de cebada maltera debe obtener un granocon proteína entre 9,5 y 11,5%, castigándose el exceso. Los resultados australianosindican que, siguiendo a lupino, la cebada produce un grano con 12,3% deproteína como promedio, en tanto que la misma variedad produce un granocon el tenor requerido cuando sigue a un cultivo no-leguminosa.

APORTE DE FÓSFORO Y OTROS NUTRIENTES

En 40% de los suelos del mundo, el crecimiento de los cultivos es limitado porescasez del fósforo disponible para las plantas, y, se proyecta que las reservasmundiales de este elemento serán limitadas dentro de 60-80 años (Miller et al.,2001). El lupino blanco (Lupinus albus) es reconocido por crecer en suelos conmuy bajo fósforo disponible, capacidad asociada a la presencia de aglomeradosde raíces en forma de cepillo redondo, cubiertos por gran densidad de pelosradicales, que se desarrollan en respuesta al estrés por fósforo (Keerthisinghe etal., 1998). Estas raíces proteoídeas tienen la particularidad de exudar ácidosorgánicos de cadena corta, particularmente citratos (Gardner et al., 1983), yalgunas enzimas, especialmente fosfatasa ácida (Miller et al., 2001), cuya acciónsolubiliza fosfatos del suelo normalmente no disponibles para las plantas,incrementando la disponibilidad de P y ciertos micronutrientes (Borie, 1990).Gracias a ello, se ha encontrado que el lupino puede utilizar fosfatos inaccesiblespara la soya (Braum and Helmke, 1995). Aunque Lupinus albus se destaca entreotras leguminosas, la capacidad de mejorar la disponibilidad de P parece noser privativa de esta especie. Tanto L. albus como L. angustifolius tienenabundantes pelos radicales y ambos pueden liberar grandes cantidades deprotones a la rizosfera, adaptaciones que probablemente contribuyen a unamejor absorción de nutrientes (Perry et al., 1998). Los agricultores del ReinoUnido consideran que la fertilización fosfatada y potásica para cereales puedereducirse en 25-30 Kg ha-1 de ambos, P y K, luego de un cultivo de arveja paragrano (Davies et al.,1985). Esto se atribuye a los residuos con baja relación C:Nque deja la leguminosa, que fomentan la actividad microbiana y eventualmenteaumentan la disponibilidad de nutrientes (Power, 1990). Las leguminosas quelogran desarrollar una raíz profunda pueden reciclar calcio y otros nutrientesdesde el subsuelo (Power, 1990).Las leguminosas en rotaciones pueden aumentar no sólo el N sino también el Pdel suelo, en comparación a rotaciones de cereales o barbechos. Se piensa queesto es el resultado del estímulo que las leguminosas ejercen sobre el número yla actividad de microorganismos del suelo que participan en la solubilizacióndel fósforo (Muehlbauer et al., 1983). Según Trinick (1977) y Robson (1986), ellupino blanco no forma asociaciones con micorrizas vesículo-arbusculares; sinembargo, trabajos en Chile indican que el lupino es infectado por micorrizas,aunque en un bajo porcentaje (Borie, 1990). Las micorrizas se reconocen comoorganismos que, en simbiosis con raíces de muchas plantas vasculares,establecen un nexo complementario entre el medio edáfico y el sistemaabsorbente de la planta, extendiendo la acción del sistema radical. Tal acción


favorece la captación de fósforo y otros nutrientes por las plantas con las que seasocian, ejerciendo un efecto significativo sobre el desarrollo de estas últimas.La medida en que las micorrizas pueden contribuir a la captación de nutrientesdel lupino, como un sistema complementario a la exudación de citratos por lasraíces proteoídeas, es materia aún no concluida.

OPORTUNIDAD PARA CONTROLAR MALEZAS GRAMÍNEAS

La presencia de una leguminosa en la rotación ofrece la posibilidad de utilizargraminicidas más eficaces que los utilizados en cereales, posiblemente de ungrupo químico diferente, particularmente en el control de malezas de difícilcontrol como pasto cebolla o avenilla. Rees (1986) considera que uno de losbeneficios del lupino como integrante de una rotación en Australia, es lareducción de las malezas presentes en el sistema. En un ensayo en Avonadale,Australia occidental (Gartrell, 1990), cuando el cultivo precedente fue lupinocon aplicación de herbicida para latifoliadas y herbicida para gramíneas, el trigoalcanzó un rendimiento de 2.720 Kg ha-1 con un tenor de proteína de 14,0%, encomparación a 1.970 Kg ha-1 con 11,4% de proteína, cuando el cultivo precedentefue trigo. Naturalmente, además del control de malezas este resultado puedehaber sido influenciado por el aporte de nitrógeno del lupino y por una reducciónde la incidencia del hongo causante del mal del pie.Además, la presencia de leguminosas de grano en rotación con cereales podríaayudar a retardar la aparición y el aumento de biotipos de gramíneas comoavenilla y ballica resistentes herbicidas, como es el caso de los inhibidores de laacetil coenzima-A carboxilasa, si se aprovecha la oportunidad de utilizar duranteel cultivo de la leguminosa, un graminicida de un grupo químico diferente aldel graminicida empleado durante el cultivo del cereal (N Espinoza, INIA-Carillanca, comunicación personal). Esto, debido a la mayor dificultad quepresenta la aparición de resistencia cruzada.En otro plano, la posibilidad de utilizar triazinas (simazina, metribuzina, porejemplo) en cultivos de leguminosas ofrece la oportunidad para controlarVulpia spp., maleza que constituye un problema en cereales establecidos concero labranza.

INTERRUPCIÓN DEL CICLO DE ENFERMEDADES

En condiciones de Australia occidental donde la ocurrencia de enfermedadescomo mal del pie es importante, el rendimiento de trigo sobre lupino hasuperado largamente el rendimiento de trigo sobre trigo (Nelson and Delane,1991). La rotación con lupino o arveja es recomendada en Australia para elcontrol de esta enfermedad radical, enfatizando la necesidad de que laleguminosa crezca libre de gramíneas para ser efectiva como cultivo de quiebre.En el noroeste de los Estados Unidos, donde Gaeumannomyces graminis var. tritici,causante del “mal del pie”, es un patógeno peligroso en trigos de invierno quesiguen a un cultivo de cereal, sólo un año de arveja o lenteja como cultivos dequiebre es generalmente suficiente para reducir el inóculo del hongo a niveles


seguros para el cultivo de trigo (Cook, 1986). En ensayos realizados en un ultisolde Collipulli y un andisol de Vilcún, ambos en La Araucanía, Chile, elrendimiento de trigo después de trigo y lenteja, fue 2.200 y 5.200 Kg ha-1,respectivamente, en la primera localidad y 2.600 y 6.000 Kg ha-1, respectivamente,en la segunda localidad (Rouanet, 1989). En ambas localidades, la diferencia enrendimiento se atribuyó, en parte, a la presencia de plantas afectadas por “maldel pie” en el trigo sembrado después de trigo.En forma similar, Cook (1986) señala que las leguminosas disminuyen laincidencia de Cephalosporium, un patógeno radical importante en monocultivosde trigo invernal en el noroeste de los Estados Unidos. En New South Wales,Australia, Felton et al., (1998) observaron una drástica disminución de laincidencia de pudrición de la corona, ocasionada por Fusarium graminearumSchwabe Grupo 1, bajo condiciones de mayor disponibilidad de agua, cuandoel trigo seguía a un cultivo de garbanzo. Esta es una de las enfermedades másimportantes en la región cerealera del norte de NSW y Queensland, y ha cobradomás importancia económica desde la adopción de mayor retención de rastrojoscomo medida conservacionista. Wilson and Hamblin (1990) atribuyeron allupino, como cultivo previo al trigo, un efecto “limpiador” de la pudriciónradical común causada por el hongo Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem., deocurrencia mundial y pero particularmente en Queensland y en Canadá,reconociendo, sin embargo, que el mayor beneficio del lupino sobre el trigoprovino del aporte de N residual.

INTERRUPCIÓN DEL DESARROLLO DE NEMÁTODOS

Las lesiones de raíces provocadas por nematodos son un problema recurrenteen cultivos de trigo y cebada en Australia. Se ha encontrado que la rotación conlupino, arveja o haba es efectiva en reducir la incidencia de Pratilenchus spp.(Loughman et al., 1999).

MEJORAMIENTO DE LAS CONDICIONES FÍSICAS DEL SUELO

La presencia de una leguminosa en la rotación contribuye a reducir la relaciónC:N de los residuos del suelo y, como consecuencia, a un aumento temporal dela biomasa microbiana, la cual mejora la estructuración del suelo por la acciónaglutinante de las hifas (Power, 1990). Mackay and Kladivko (1985) encontra-ron que leguminosas como soya o trébol aumentan notablemente la poblaciónde lombrices, organismos de conocida eficiencia en la descomposición de resi-duos. Los mismos autores determinaron que una mayor presencia de lombri-ces está asociada a un aumento de agregados estables al agua en la superficiedel suelo. La mayor agregación del suelo mejora la absorción de agua y aumen-ta la resistencia del suelo al arrastre, reduciendo el proceso erosivo. La descom-posición de una raíz pivotante como la del lupino blanco crea espacios quepropician la aireación y mayor retención de humedad en el suelo (E. von Baer,comunicación personal). Hay evidencia de que la acción de la raíz pivotantedel lupino en suelos con horizontes compactados facilita la penetración de la


raíz del cereal que le sigue. Henderson (1989) observó que gracias a la excep-cional profundidad que alcanzan las raíces del lupino en Australia, el cultivoque le sigue tiene mejor acceso al agua almacenada en capas profundas. Esto leha valido el apodo de “arado biológico”. Baer (1989), ha encontrado que lasraíces del lupino blanco pueden profundizar hasta 2,3 m en un andisol de Ca-jón, cerca de Temuco, Chile. Sin embargo, en suelos pesados como los ultisolesde La Araucanía, Chile, se ha observado que la raíz de Lupinus albus es incapazde penetrar la zona de suelo compactada conocida como “pié de arado”, situa-ción que limita la capacidad del lupino de captar nutrientes y frenadrásticamente el desarrollo de su parte aérea (Mera et al., 1999).

EFECTOS NEGATIVOS

Si bien las leguminosas pueden proporcionar una serie de beneficios al sistemaagrícola, también pueden ejercer algunos efectos negativos. Prácticamentetodas las leguminosas contribuyen a aumentar la acción repelente al agua dealgunos tipos de suelos agrícolas, particularmente de suelos arenosos (Nelsonand Delane, 1991). También se ha ido sumando evidencia de que leguminosascuyas raíces exudan ácidos orgánicos, como el lupino, pueden acidificar elsuelo a cierta profundidad. Según Nelson y Delane (1991) esto podría estarocurriendo en suelos de Australia sometidos a una rotación intensiva cereal-lupino, con diez a doce años de lupino en un periodo de veinte años. Sinembargo, este proceso tendría una lenta evolución en rotaciones donde lasleguminosas participan una vez cada tres o cuatro años. Tal sería la situaciónen Chile, donde la mayor humedad favorece el desarrollo de enfermedadesque afectan a las leguminosas, haciendo necesario el espaciamiento de suparticipación en la rotación.

FITOMEJORAMIENTO

El mejoramiento genético se ha concentrado en aumentar el rendimiento y enlograr resistencia a enfermedades, pero una agricultura moderna sustentablerequiere una visión más holística. Los avances de la Revolución Verde se basaronen gran medida en el uso de altas dosis de fertilización nitrogenada, pero cadavez son más frecuentes las opiniones en el sentido de que ha llegado el momentode intentar sacar más provecho del potencial beneficio de las leguminosas en larotación. Según Gresshoff (1990), muy poco esfuerzo se ha destinado almejoramiento genético de la capacidad de fijación de nitrógeno de lasleguminosas o a entender las complejidades de la simbiosis. Los esfuerzospodrían orientarse a obtener plantas con un mayor potencial de aporte denitrógeno. Ya que parte del nitrógeno obtenido por la leguminosa a través de lafijación simbiótica permanece en el rastrojo, puede suponerse que unaleguminosa productora de abundante biomasa, a expensas de una menorproducción de grano, tendría la capacidad de aportar más nitrógeno al sistema.Sin embargo, Hamblin et al., (1993) encontraron que, pese a existir notablesdiferencias en la cantidad de nitrógeno residual dejado por Lupinus angustifolius,


la relación entre esta cantidad y el rendimiento del trigo subsiguiente era pobre.Esto significaría que elevar el bajo índice de cosecha del lupino a través demejoramiento genético no tendría mayor impacto en el efecto residual de estaleguminosa. No obstante, para varios autores (Evans et al., 1989; Beck et al.,1991; Armstrong et al., 1994; Unkovich et al., 1997; Pala et al., 2000), la fijación deN en leguminosas generalmente es proporcional a la producción de biomasa.

BENEFICIO PARA LA AGRICULTURA Y LA ECONOMÍA CHILENA

Phillips y DeJong (1984) estimaron que las leguminosas de grano cultivadas enlos Estados Unidos fijaban más de 2,4 millones de toneladas de N anuales, mien-tras que el país consumía anualmente 10 millones de toneladas de N fertilizan-te. Esta última cifra se consideró alarmante (Power y Follett, 1987) porque ainicios de los 60 era inferior a 3 millones de toneladas. Lamentablemente, lamenor dependencia del nitrógeno fijado simbióticamente y de los inoculantescon rizobios en la agricultura ha continuado (Graham and Vance, 2000). Chiledebe tratar de evitar el uso desmedido de fertilizantes nitrogenados sacandoel máximo provecho del proceso de fijación biológica de N2. Rouanet (1989)ha calculado que para producir un kilo de N en el grano cosechado (ya seatrigo o lenteja), se requieren 3,9 Kg de N fertilizante para la secuencia trigo-trigo, y sólo 1,5 Kg de N fertilizante para la secuencia trigo-lenteja.La contribución de una leguminosa, en términos de aporte neto de N al suelo,está sujeta a un amplio rango de variación e incluso, en casos donde se retiranlos residuos, puede ser negativa. Sin embargo, cuando se consideran promedios,el balance es positivo y cercano o superior a 50 Kg ha-1, particularmente si seconsidera el aporte de la biomasa radical. No obstante, es claro que unaleguminosa difícilmente pasará a forma parte de la rotación sin mantener unmínimo de rentabilidad per se. Como puntualiza Power (1990), más allá delaporte de nitrógeno, los otros beneficios de las leguminosas, pese a sersignificativos y generalmente reconocidos, son frecuentemente subjetivos yvariables. Sin embargo, en términos globales, su contribución es reconocida.Por ello, Panell (1998) hace notar que sin los beneficios que el lupino entrega ala producción de cereales, su área de cultivo en Australia occidental sería muchomás baja de lo que es. Actualmente, el lupino se está constituyendo en unaopción de rotación rentable en Chile, producto de la demanda de la industriade alimento para peces, particularmente salmones. La arveja constituye unexcelente alimento para animales, particularmente valioso para monogástricos,y sería valorada por la industria avícola y porcina de existir un volumen deoferta importante, pero probablemente a un precio que exigiría rendimientossuperiores a 4.000 Kg ha-1 para mantener este cultivo rentable. El mejor nivel deproteína y aceite del lupino, lo posiciona como una opción competitiva parasustituir la importación chilena de concentrados proteicos, principalmenteharina de soya, que ya en 1998 sumaba cerca de cien millones de dólares anuales(Mera et al., 2000). La investigación y el mejoramiento genético pueden aumentarla competitividad de las leguminosas, como ha sido demostrado en el caso de


la soya. En nuestro país, leguminosas de grano como el lupino tendrán mayoroportunidad de incrementar su participación como acompañantes de loscereales, si cuentan con tal apoyo. Lo mismo puede llegar a ocurrir conleguminosas como el garbanzo y el haba minor, comercializadas comocommodities para consumo humano.

LITERATURA CITADA

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157RASTROJOS E INCIDENCIAS DE ENFERMEDADES EN CULTIVOS ANUALES

9

Vida después de la muerte: Rastrojos e incidenciasde enfermedades en cultivos anuales.

R. MADARIAGAInstituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de InvestigacionesQuilamapu.Departamento de Producción Vegetal, Laboratorio de Fitopatología de Cereales.Casilla 426, Chillán, Chile. [email protected]

RESUMEN

El uso del fuego en la agricultura ha sido una herramienta milenaria paracremar los rastrojos y con ello mejorar la higiene de los potreros y buscarla sanidad de los cultivos. Los practicantes dogmáticos de la protección dela cubierta de suelo agrícola afirman que sin suelo no hay vida y sin vidano hay agricultura. Combaten la utilización del fuego, el cual remueve lacubierta de residuos protectores y descansan en variedades genéticamenteresistentes y en agroquímicos específicos para el control de plagas. Losresiduos vegetales son desechos para la actividad del ser humano paragran cantidad de especies, benéficas y perjudiciales, son el sustrato, el ali-mento y la vida desde el cual nacen sus nuevas generaciones. Es el caso,de hongos ascomicetes que agrupan a patógenos tan importantes comoGiberella zeae; Mycosphaerella graminicola, Lepthosphaeria maculans y Glomerellacingulata, agentes causales de la Fusariosis del trigo; Septoriosis del trigo;Pie Negro del Raps y Antracnosis del lupino, respectivamente. Cada unode ellos capaces de dejar en la ruina a un productor agrícola. Del ascostromaque es un cuerpo de resistencia, son expulsadas las ascosporas comoinóculo primario, las que tienen la ventaja de ser movidas por el viento, loque las desplaza a grandes distancias y llevan además nuevos recom-binantes genéticos de virulencias que buscan el mejor ajuste con las varie-dades utilizadas por los agricultores.

ABSTRACT

The burning of crop residues has been an efficient way to improve thesanitary conditions of annual crops. Soil protectionists, however, rejectthe use of fire to remove crop residues arguing that the residues protectthe soil against erosion and increase soil organic carbon.They advocate


the use of pest and disease resistant varieties and chemical means to controlplant pests and diseases. Crop residues and debris, however, provide anexcellent environment for many species, including plant diseases, forgrowth and sexual reproduction. This is the case for many fungal species,particularly within the ascomycete group.Giberella zeae, Mycosphaerellagraminicola, Lepthosphaeria maculans and Gomerella Cingulata are fungalpathogens for important diseases such as wheat Fusarium and Septoria;canola black foot and lupin anthracnose. All of them have their sexualphase in the crop residues. The ascospores are produced in the ascostroma(resistance body that grows in the crop residues) as primary inoculum. Assexual entities they have new genetic recombinants which are dispersedby the wind infecting crop varieties

INTRODUCCIÓN

De acuerdo a cifras del Instituto Nacional de Estadísticas ( INE ), en el cicloagrícola 2001/2002 se sembró un total de 812.460 ha de cultivos anuales enChile, destacando las especies trigo con 426.100 ha, avena 93.250 ha y maíz87.270 ha. El rendimiento unitario del ciclo en trigo fue de 43,21 qqm/ha (INE.2001), lo que unido a un índice de cosecha de 0,40 hace estimar que en latemporada se produjeron 2,7 x 106 toneladas de paja. En las últimas décadas seha consolidado en Chile la utilización de la practica de la Cero Labranza,estimándose que actualmente un 30 % de la superficie del trigo que se siembraen el país se realiza con Cero Labranza. La mayor parte de sus adeptos, sinembargo, aún se muestran reacios a su ejecución en la modalidad de CeroLabranza sin quema, prefiriendo la incineración de los residuos. De lasenfermedades que atacan el trigo, la mayor parte son causadas por hongos ydentro de éstos, varios de los económicamente mas importantes son ascomicetes.Estos agentes causales, completan su ciclo de vida en el rastrojo, de ahí que esposible postular que a mayor cantidad de rastrojos y paja que se mantengasobre el suelo sin perturbar, mayor será la probabilidad de que estos organismoscompleten su ciclo biológico, aumentando la presión de inóculo sobre las nuevassementeras de trigo. Así mismo, resulta de importancia establecer las conexionesprecisas entre las diferentes fases (Sexuada – Asexuada: Telomorfo – Anamorfo)de estos organismos pleiomorficos con el fin de elaborar sus estrategias decontrol específicas.Los ascomicetes se caracterizan porque parte de su ciclo de vida lo realizan enel rastrojo del cultivo vegetal que utilizaron en su fase patogénica. Comocolonizadores primarios de vegetales sanos (patógenos) llevan la ventaja deencontrarse insertos en los tejidos donde se encuentran protegidos y dondepueden sobrevivir mientras el rastrojo se mantenga intacto. De las ventajasepidemiológicas que les confiere contar con esta fase teleomorfica, se puedenmencionar la sobre vivencia, ya que el peritecio o pseudotecio es, al menosparcialmente, una estructura fungosa de resistencia, diseminación, dado que laascopora es llevada a grandes distancias por viento y variabilidad, puesto quela recombinación genética realizada en el intercambio de material nuclear de lafase sexuada les permite, eventualmente, generar nuevas virulencias capaces


de atacar variedades de especies cultivadas inicialmente resistentes.El objetivo de este trabajo es proporcionar antecedentes micológicos, de algunosagentes causales (Cuadro 1) de enfermedades de cultivos anuales, que utilizanel rastrojo para completar su ciclo de vida.

Cuadro 1. Algunas especies de hongos ascomicetes detectables en elrastrojo de cultivos anuales, nombres que reciben sus fasessexuada y asexuada y enfermedades que causan en plantascultivadas.

1.-Algunos autores discuten a Phialophora como anamorpho de Gaeumannomyces spp. Walker1972.2.-No se ha detectado en Chile

GAEUMANNOMYCES GRAMINIS VAR. TRITICI

Corresponde al agente causal de la enfermedad conocida como Mal del Pie, lacual es endémica de los suelos cultivados con trigo en Chile. Si bien se puedeencontrar en todo tipo de suelos, su daño se acentúa en los trumaosprecordilleranos ricos en materia orgánica. El hongo sobrevive en residuosvegetales de especies cultivadas suceptibles (trigo, cebada, triticale) y en especies

Lewia infectoria


forrajeras o malezas gramíneas. En raíces y cuellos de plantas enfermas sepueden encontrar placas necrosadas donde se mezclan células del huésped conhifas del hongo de color verde oscuro a café, las cuales constituyen el principalmecanismo de diseminación del patógeno. Estudios realizados con diferentesprácticas de rotaciones de cultivo y quema de rastrojos, claramente demostraronque los violentos aumentos de temperatura inducidos, en el momento de lacremación de los rastrojos, no resultan suficientes para la completa destrucciónde los propágulos del hongo mientras que los beneficios de la rotación conespecies no susceptibles como raps y lenteja fueron evidentes (Madariaga yMellado, 1988). El rol epidemiológico del peritecio [Gaeumannomycescorresponde a un verdadero Pyremomycetes , produce peritecio no loculado yasco de túnica simple, razón por la que fue sacado del género Ophiobolus ] y susascoporas, es discutido por la poca movilidad que muestra el patógeno enausencia de labranza del suelo. Efectivamente, en plantas de trigo en macollaes posible detectar peritecios maduros formados, y con su hidratación se inducela descarga de ascosporas, sin embargo, trabajos realizados con inoculaciónartificial demostraron que la enfermedad no se moviliza durante el ciclo agrícola,causando daño solamente en el surco de siembra, donde el patógeno fueoriginalmente introducido. Esta observación respalda lo ocurrido en Chile conla Cero Labranza ya que la reducción en el movimiento lateral del suelo resultóen una reducción de la enfermedad, al extremo que, varios agricultores despuésde identificar el fenómeno, iniciaron la práctica de repetir trigo, o realizarmonocultivo, incluso en suelo donde anteriormente sufrieron severas pérdidaspor Mal del Pié.No obstante, en temporadas agrícolas de pluviometría anormalmente alta, laseveridad de la enfermedad se intensifica, creciendo los manchones ensementeras con plantas con espigas blancas, vanas y enfermas situación quepodría asociarse a un peritecio y ascoporas epidemiologicamente funcionales,especialmente bajo condiciones de monocultivo, donde el rastrojo del trigoanterior se mantuvo sin destruir.

MYCOSPHAERELLA GRAMINICOLA

Una de las enfermedades del trigo que tomó caracteres de endémica en Chile, apartir de la década de 1980 fue septoriosis de la hoja. Esta situación se asocia almayor uso de fertilización nitrogenada, a la popularización de cultivares detrigo portadores de los genes de enanismo y también al efectivo control medianteresistencia genética de las royas, inicialmente los patógenos de mayorimportancia. El hongo se limita a su fase asexuada (picnidio - picnidiosporas)mientras los tejidos se encuentran verdes aprovechando las condiciones de lluviay follaje mojado para realizar tantos ciclos secundarios de infección como elmedio ambiente favorable se lo permita. La presencia de la fase sexuada delorganismo causal, en Chile, fue reportada en 1986 (Madariaga, 1986) y mástarde se comprobó tanto los períodos de descarga, como el rol de las ascosporasen el inicio del desarrollo de la epifitia. Los pseudotecios solamente se forman,y sus ascos y ascoporas maduran, en rastrojos de trigos que sufrieron la


enfermedad y que permanecen intactos en la superficie del suelo. El rolesencial de las ascoporas en el inicio de la epifitia ha sido demostrado tantoen Chile como en otras áreas del mundo donde la enfermedad es importante(Madariaga, 1995).

TAPESIA YALLUNDAE

Esta enfermedad fue observada en 1994 por primera vez en la Novena Región(Andrade O, Agricultura Técnica en prensa). Se cree que ingresó con semillasintroducidas desde Europa donde la enfermedad figura entre los principalesproblemas de origen biótico del trigo. Se caracteriza por manchas iniciales en labase de la planta, que toman la forma de ojo, de ahí su nombre de Manchaocular, debilitando la base de la planta la que termina por volcar. La fase sexuada,la cual se forma en los rastrojos de las plantas infectadas, con la formación deapotecios, ha sido reportada en Chile (O. Andrade comunicación personal) ydadas las características de extrema virulencia que se le ha observado ensementeras de trigo de la IX Región a la enfermedad, si bien tiene controlmediante genes de resistencia en Europa, se requerirán varios años antes decontar con un control genético adecuado en variedades adaptadas a Chile.

PYRENOPHORA TRITICI REPENTIS

La enfermedad causada por el ascomiceto Pyrenophora se le conoce como ManchaParda o Mancha amarilla, por la pérdida de áreas foliares fotosintéticas verdesproducto del avance del patógeno. Tiene requerimientos de humedad ytemperatura más altos que Septoriosis de la hoja por lo que es más importanteque este patógeno en Argentina, Brasil y Uruguay. En el año 1992, en Chillán,se detectó pseudotecios ornamentados de 267 x 293 µm con dictiosporas 40 x 16µm maduras las cuales iniciaban su descarga desde el mes de Julio en adelante.Este pseudotecio corresponde a la fase sexuada del patógeno, el cual sobreviveen los rastrojos que permanecen intactos sobre el suelo (Madariaga yBustamante, 1992). Estudios realizados sobre la descarga de las ascoporaspermitieron concluir que este hongo, si bien tiene los peritecios de mayor tamañoque los ascostromas detectables en el rastrojo, también es el último en madurar,lo cual resulta coincidente con la aparición de sintomatología de la enfermedaden condiciones de campo de agricultores, donde se le identifica comoHelmintosporiosis, o bien Septoriosis sin picnidios (Madariaga, 1995).

GIBERELLA ZEAE

De las enfermedades que atacan el trigo, asociadas al rastrojo, tal vez la fusariosis,scab, giberelosis o golpe blanco como se le llama en Argentina, constituye elmayor peligro con la preservación de rastrojos intactos sobre el suelo, dada lacapacidad de su agente causal, de producir micotoxinas (Dexoxynivalenol,tricotecenos, etc) altamente perjudiciales para aquellos que consumen los granoscontaminados. En Estados Unidos (U.S. Wheat and Barley Scab Initiative 2002)y Canada (Dill – Macky, 1999) se le atribuye a la adopción de la Cero Labranza


una alta responsabilidad en el aumento explosivo que tuvo esta enfermedad enlos años 1994 - 2002. Sin embargo, los trabajos realizados en granos de maíz,trigo y arroz durante tres ciclos agrícolas demostraron la baja contaminaciónde especies de Fusarium spp. en los granos cosechados en Chile, como también,con la excepción de fumonisinas, la casi inexistencia de micotoxinas (Vega etal., 1998). Los estudios de las especies de Fusarium existentes en granos de trigo,arroz y maíz en Chile apuntaron a una abundante flora de especies de Fusarium(Morales y Madariaga, 1996), no obstante, no fue posible encontrar periteciosde Giberella en rastrojos y tampoco inducirlos en condiciones de laboratorio apartir de aislamientos caracterizados morfológicamente en medio de cultivo ymediante partidores moleculares como F. graminearum (Mellado y Madariaga,1999; Muñoz et al., 1999), situación que llevó a proponer la existencia en Chilede la especie Fusarium pseudograminearum, caracterizado como un patógenoanamorficamente similar pero restringido a comportarse como patógenoradicular, incapaz de inducir la fase teleomorfica y que se ha denominado GrupoI de la especie Fusarium graminearum (Burgess et al., 1994).

LEWIA INFECTORIA

Las referencias en la etiología de la enfermedad Punta negra de los granos detrigo y otros cultivos, la cual se caracteriza por un oscurecimiento de losembriones de los granos, menciona entre otros, al hongo deuteromicete Alternariaalternata como el agente causal. Trabajos realizados en California (Madariaga yGilchrist, 1990 y en Chile (Madariaga, 1995; Arévalo y Madariaga, 1997), sinembargo, postulan que al menos parte del síndrome es atribuibles a un agentecausal que difiere de la especie descrita y corresponde al teleomorfo del hongoAlternaria infectoria, el ascomicete Lewia infectoria (Simmons, 1986) el cual esdescargado desde el rastrojo de trigo y constituye un habitante común de losrastrojos de trigo, que con las primeras lluvias y el paso del tiempo cambia decoloración, dorado posterior a cosecha hasta un color gris oscuro, dondeproliferan conidias de especies de Alternaria spp. y también de Cladosporium sp.Al respecto, referente a este último, la asociación Anamorfo:Teleomorfo =Cladosporium herbarum: Mycosphaerella tassiana se encuentra establecida ( Madariagay Gilchrist, 1990) y en un ciclo agrícola cualquiera, antes de que sea posibledetectar la presencia de ascosporas de Mycosphaerella graminicola, aparecen otrasascoporas bicelulares hialinas similares, del hongo Mycosphaerella tassiana,situación que se presta a confusión dado que se puede atribuir, erróneamente,a la presencia de este hongo el inicio de la epifitia de septoriosis de la hoja.


Es evidente que, una vez que la planta cultivada anual entra en su senectudnatural y sus granos se encuentran en madurez de cosecha, aquellos organismospatógenos inician modificaciones en sus estructuras que le permitieron parasitarlos tejidos sanos del huésped, hacia otras de resistencia, dado que sus ventajassobre los organismos saprófitos con los que compartía el phylloplano y la


rhizosfera en la planta viva, se pierden aceleradamente después de la muertedel huésped. De tal manera, la conservación de los rastrojos destinados aproteger la cubierta del suelo de las capacidades erosivas de las precipitacioneso del viento, protegen también las fases primarias de agentes causales(Mycosphaerella; Phaeosphaeria; Lepthospaheria; Pyrenophora; Gaeumannomyces;Blumeria; Lewia; Tapesia entre otros por identificar ) de enfermedades de loscultivos. El grupo de trabajo (Task Force) en Estados Unidos y Canadá, destinadoa enfrentar el grave problema que ellos tienen con la Fusariosis de la espiga(FHB Fusarium Head Blight) ha sido capaz de recopilar gran cantidad deinformación sobre esta enfermedad, sin embargo, las pérdidas y contaminaciónmico toxicológica siguen siendo cuantiosas. Curiosamente, un mayor esfuerzoparece haberse puesto en estudios de genética y biotecnología del hongo queen otros destinados a entender el rol que juegan las prácticas conservacionistasy limitaciones impuestas a la quema del rastrojo, en la sobrevivencia del agentecausal. Mientras no se cuente en Chile con ofertas tecnológicas prácticas,racionales y efectivas para simultáneamente conservar rastrojos sobre el sueloy controlar enfermedades de los cultivos anuales, los agricultores tenderán aseguir utilizando el fuego como higienizador de sus potreros.“En el fuego es particularmente evidente la dualidad de los opuestos, cuyacontraposición permite nuestro entendimiento del universo. Por una parte, escondición para la vida y el bienestar, por otra es destrucción y dolor. Purifica yaniquila, puede ser el bien y el mal” (Folch, 2002).

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165ASPECTOS ECONOMICOS DE LA CERO LABRANZA

10

Aspectos Económicos de la Cero Labranza

B. SOLAR.Centro de Gestión Los Angeles, Departamento Técnico. Casilla 219 Santa Bárbara, [email protected]

RESUMEN

La tecnología de la Cero Labranza, estrategia de desarrollo de los sistemasproductivos con un claro énfasis conservacionista, ha sido una de lasprácticas masivas incorporadas en los últimos 15 años a la producciónde cultivos anuales como trigo, avena, triticale, cebada, lupino, raps, maíz,semilleros y diferentes especies forrajeras. Los mayores rendimientos enzonas con riesgo de pérdida de suelo por erosión y la posibilidad deaumentar las superficies de siembra en los sistemas extensivos por elmenor laboreo agrícola y la mejor oportunidad de siembra, han sido losprincipales beneficios económicos de esta práctica en el corto plazo. Elefecto económico de esta práctica en el largo plazo, considerando ladisminución de pérdidas de suelo (en zonas pre-cordilleranas existenpérdidas mayores de 10 toneladas de suelo por hectárea anual consistemas tradicionales de siembra, versus 0,5 toneladas con CeroLabranza), la reducción de mano de obra, la disminución de laevaporación directa de agua desde la superficie del suelo, la mayorretención de humedad en el suelo, la mayor infiltración del agua, la menorcompactación del suelo, el aumento de la fertilidad del suelo, elmejoramiento de la estructura del suelo que se manifiestan en unsostenido aumento de la productividad de los cultivos, son los mayoresbeneficios, que en forma individual y en conjunto, se traducen en unatecnología considerada de alto impacto económico. Sin embargo, su usoestá inserto en otras prácticas que hacen de esta tecnología un sistemaacadémicamente más amplio, que debe incluir la no quema de rastrojos,la rotación de cultivos, y el uso criterioso de fertilizantes y agroquímicos.


ABSTRACT

The No-Tillage technology is one of the massive practices incorporated inthe last 15 years in the production of annual crops such as wheat, oats,barley, lupin, raps, maize, and various forage species. Increased yields inzones at risk of soil erosion and and the possibility of increasing the plantedarea of extensive cropping systems due to decreased agricultural workand increased planting opportunity have been the major economic benefitsof this technology in the short term. The economic effect of this practice inthe long term are much wider, considering the decrease of soil losses (inareas of steep slopes there are soil losses of 10 Tons per year per hectarewith traditional planting systems, versus 0,5 Tons per ha per year withNo-Tillage), decreased labor, decrease of direct soil water evaporation,increased soil water retention, increased soil water infiltration, lower soilcompaction, increased soil fertility, the improvement of soil structure, alleffects resulting in increased crop productivity. This technology has wideracademic importance, since it avoids the burning of stubbles, improvescrop rotation, as well as the use of mineral fertilizers and agrochemicals.

INTRODUCCIÓN

La Cero Labranza o Siembra Directa es una de las tecnologías disponibles que,a través del manejo de la forma de cómo establecer un cultivo, puede contribuira sostener los recursos productivos y, con ello, la producción agropecuaria.El origen de esta tecnología se encuentra en la búsqueda de soluciones técnico-económicas que permitiesen desarrollar la producción de cultivos en zonas conpendientes. Es así que, cuando los investigadores de la Universidad de Kentucky,en el año 1974, comenzaron las primeras investigaciones para el diseño demaquinaria especializada, comenzó un proceso de desarrollo económico quese puede cuantificar de distintos puntos de vista. Tecnológicamente estametodología de cultivo estaba dirigida a zonas que eran marginales para laagricultura. Desde un punto de vista empresarial el problema era grave, lasconstantes labranzas habían generado una caída de rendimientos de importanciay una disminución de la rentabilidad de los sistemas norteamericanos deagricultura permanente, sin rotaciones con ganadería (Méndez y Satorre, 1998).Por otra parte, toda actividad agrícola moderna debe ser sustentable y con elaumento de la productividad y lucro se exije que se proteja el ecosistema.El sistema de Cero Labranza puede ser considerado como uno de los modelosmás representativos de la sustentabilidad. Las principales razones por las quela Cero Labranza se ha desarrollado masivamente, responden a necesidadesesencialmente económicas, además de conservación de suelos y de eficienciade uso de los recursos.En el análisis que se presenta en este capítulo se parte de la base que cada unode los componentes y aspectos que involucran a la Cero Labranza comometodología de establecimiento de cultivos persigue un fin primordial de


rentabilidad económica. Los aumentos de rendimientos, la disminución depérdidas de suelo, la reducción de mano de obra, la disminución de laevaporación directa de agua, la mayor retención de humedad en el suelo, lamayor infiltración del agua, la menor compactación del suelo, el aumento de lafertilidad del suelo, el mejoramiento de la estructura del suelo, la oportunidadde siembra, el desarrollo de agricultura en escala y todos los demás aspectosque se ven favorecidos con esta técnica, tienen un fin eminentemente económico:aumentar los márgenes netos por unidad productiva, ya sea en una estrategiade corto o de largo plazo.

SIEMBRA TRADICIONAL Y CERO LABRANZA

En zonas con alta pluviometría, los sistemas tradicionales de uso agrícola conlaboreo intensivo tienen como resultado la degradación y la pérdida deproductividad de los suelos con consecuencias de pobreza, éxodo rural, aumentode poblaciones marginales y conflictos sociales. Con el fin de ofrecer a losagricultores y sus familias una posibilidad de permanencia en el campo y si seprocura practicar una agricultura sostenible, deberían existir cambios de enfoquedel uso y manejo del suelo. Se puede analizar con un enfoque paradigmático elsistema tradicional de preparación de suelos y la Cero Labranza, con suscorrespondientes consecuencias (Derpsch et al., 2000):Siembra tradicional (punto de vista antiguo). Establece que la preparación delsuelo es indispensable para la producción agrícola , con incorporación derastrojos con maquinaria de laboreo. El suelo podía permanecer desnudodurante semanas y meses con calentamiento del suelo por radiación directa.Por otro lado, la quema de rastrojos fue siempre permitida. Hay un claro énfasisen procesos químicos del suelo con un control de plagas preferentementequímico y abonos verdes y rotación como opción. La erosión del suelo esaceptada como un fenómeno inevitable asociado a la agricultura en terrenoscon pendiente.Las consecuencias que implica la preparación de suelo y el mantener suelosdesnudos son erosión hídrica y eólica inevitable, menor humedad e infiltraciónde agua en el suelo, reducción inevitable del contenido de materia orgánica delsuelo. El carbono del suelo se escapa en forma de dióxido de carbono a laatmósfera y contribuye al calentamiento global del planeta. Hay degradacióndel suelo (química, física y biológica). Por otro lado, hay un mayor uso defertilizantes y disminución de la productividad de los cultivos con la consecuenteamenaza a la permanencia de agricultores en el campo (menores rendimientos,producción sin rentabilidad, etc.).Cero Labranza (punto de vista moderno): La siembra es directa, la preparacióndel suelo no es necesaria para la producción vegetal. Los rastrojos de cultivosse mantienen en la superficie (mulch) con una cobertura permanente del suelo.Esto implica una reducción de la temperatura del suelo. Por otro lado, la quemade rastrojos está prohibida. Hay un énfasis en procesos biológicos del suelo,control de plagas preferentemente biológico, uso de abonos verdes sobre elsuelo y rotación obligatoria. La erosión del suelo no es más que un síntoma de


que para esa área y su ecosistema se han utilizado métodos inadecuados decultivo.Las consecuencias de la Cero Labranza y de la cobertura permanente del sueloson erosión hídrica y eólica controlada con mayor humedad e infiltración deagua en el suelo. Hay un aumento o mantenimiento del contenido de materiaorgánica (mejora la calidad del suelo). El carbono es secuestrado en el suelomejorando su calidad, contrarrestando al mismo tiempo el calentamiento globaldel planeta. Hay un mejoramiento de la calidad del suelo (química, física ybiológica). Aumenta la producción de los cultivos, con menor uso de fertilizantesy menores costos de producción. Esto implica mejorar el ingreso de losagricultores y campesinos a través de una buena rentabilidad y de unaproducción sostenible.

SUSTENTABILIDAD ECONÓMICA Y CERO LABRANZA

El desarrollo sustentable de cualquier sistema productivo hace referencia alusufructo económico de un recurso en el presente, sin alterar su productividaden el futuro. El resultado económico final, sólo podría ser modificado por elmercado y por la eficiencia tecnológica, pero no por la ausencia del recursoproductivo.Uno de los principales factores a ser considerados en relación a la sustentabilidadagro-ecológica es el suelo. En su concepción más ecológica, éste debierapermanecer intacto, y no ser transportado por la escorrentía hacia arroyos, ríos,embalses o hacia el mar. Al mismo tiempo, debería mantener su capacidadproductiva a través del tiempo. Así, la agricultura sustentable es aquella queprocura establecer una productividad alta del suelo permanentemente, demanera de conservar o restablecer un medio ambiente ecológico equilibrado(Adelhelm y Kotschi, 1985). Sin embargo, definiciones de la sustentabilidadque consideran apenas una dimensión (como por ejemplo la fertilidad del suelo),son insuficientes, debiendo siempre estar implícitas las dimensiones medioambiente, sociales y económicas.Stenholm y Waggoner (1990) establecen que el término sustentable tienedimensiones agronómicas, medioambientales, sociales, económicas y políticas.No se trata meramente del conjunto de las mejores prácticas de manejo delsuelo, o simplemente de la reducción del uso de agroquímicos. Es un sistemaespecífico para cada lugar, que requiere un manejo intensivo y eficiente, queconserva los recursos naturales, y considera aspectos económicos a largo y acorto plazo.En el secano costero e interior del centro sur de Chile, se han producido dañospor erosión en la Cordillera de la Costa que hace 40 o 50 años fue una zonaagrícolamente muy productiva. Algunas áreas tienen cárcavas tan abundantesy profundas que las tierras no se pueden utilizar ni siquiera para lareforestación.La gran mayoría de los suelos pueden recuperarse transformándolos en suelosaltamente fértiles aplicando los siguientes 5 principios: maximizar la producción


de materia orgánica, mantener el suelo cubierto, realizar Cero Labranza,mantener la biodiversidad y uso de mulch.Es sabido que la sustentabilidad agrícola es afectada por una diversidad defactores químicos, físicos y biológicos, y que la degradación de los suelos nopuede ser atribuida a un solo factor. Analizando los factores de degradación,los dos que seguramente tienen una importancia sobresaliente sobre ladegradación son la erosión y la disminución de la materia orgánica en el suelo.En Chile, en determinadas zonas, es evidente que la agricultura tradicional noreune los requisitos necesarios para una agricultura sostenible y sería necesariocambiar el modelo agrícola para evitar los daños que estan ocurriendo al medioambiente. Se debe tener claro que el suelo es un recurso natural no renovable acorto plazo y que se encuentra disponible sólo en cantidades limitadas. Lapreparación del suelo por métodos tradicionales que deja la superficie del suelodesnuda, se cuenta entre las principales causas del proceso de erosión.Por otro lado, en la búsqueda de una agricultura alternativa, se ha mencionadoa la agricultura orgánica como una solución. Sin embargo, en general, se puedeafirmar que la agricultura orgánica practicada en forma extensiva tiene lalimitante que rechaza la utilización de herbicidas, lo que obliga a la preparaciónmecánica del suelo para eliminar las malezas teniendo las consecuenciasmencionadas anteriormente.Los avances en genética, fertilización, protección vegetal y técnicas de cultivoenmascaran muchas veces las pérdidas de suelo que ocurren a través de losaños, ya que muchas veces no se observa claramente la disminución derendimientos, debido a otras mejoras tecnológicas que han permitidoincrementar la producción por unidad de superficie.La degradación del suelo tiene como consecuencia no solamente que áreasagrícolas tengan que salir del proceso productivo, sino que son necesariasinversiones cada vez mayores para mantener los niveles de producción. EnEstados Unidos, por ejemplo, el 50% de las necesidades de fertilizantes sonaplicadas para compensar las pérdidas de fertilidad del suelo por degradación.La ocurrencia de la erosión del suelo puede ser considerada el factor másimportante en relación a la degradación de los suelos. Dentro del concepto desustentabilidad, el primer factor negativo de la productividad, de la rentabilidady el mayor agresor del ambiente es la erosión del suelo. Consecuentemente, lasustentabilidad, solamente se puede alcanzar con el control total de la erosión.Cuando la agricultura se practica en suelos con pendiente y con lluvias de ciertaintensidad, la preparación, y la consecuente exposición del suelo desnudo, tienecomo resultado la erosión hídrica y en regiones con fuertes vientos la erosióneólica. Se estima que en Europa y los Estados Unidos se pierden anualmente 17T de suelo por hectárea debido a la erosión. En Asia y Africa los valores alcanzanhasta 40 a 50 T/ha. Igualmente, las pérdidas de suelos en América Latina seestiman entre 20 y 60 T/ha. Europa, el continente menos afectado por la erosiónpierde mil millones de toneladas de suelo cada año, mientras que Asia, elcontinente más afectado estaría perdiendo 25 mil millones de toneladas poraño. También en los Estados Unidos se pierden más de 1 millón de toneladasde suelo por año (Banco Mundial,1995). En ensayos en que se han evaluado


pérdidas medias por erosión, en parcelas de 4.000 m sobre suelo rojo arcilloso,con 6 y 8% de pendiente, se observaron pérdidas de 22.940 Kg/ha en el sistemade preparación convencional y de 33.190 Kg/ha cuando se mantuvo el sueloen barbecho (desnudo), mientras que en Cero Labranza se perdieron solamente530 Kg/ha de suelo (Derpsch et al., 1986). Las pérdidas de suelos agrícolasdeben compararse con la tasa anual de regeneración natural de suelo, que secalcula en 250 a 500 Kg/ha/año. Cuando las pérdidas de suelo por erosiónson mayores que la tasa natural de regeneración, no es posible obtener unaagricultura sostenible.La erosión y la pérdida del suelo producto de ésta, es difícil de cuantificareconómicamente, debido a que está interactuando con múltiples factores. Sinembargo, al mantener todos los factores constantes, se podría estudiar lavariación de la producción y su menor rendimiento en una temporada dada.Al analizar económicamente la materia orgánica del suelo, ésta es probablementeuna de las características más importantes relacionadas con la calidad del suelo,debido a su influencia sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas delsuelo (Cannell y Hawes, 1994). La preparación del suelo tiene como consecuenciala rápida mineralización de la materia orgánica de la reserva del suelo, liberandonitrógeno que queda a disposición de las plantas. Esto puede llevar durantepocos años a un aumento del rendimiento de los cultivos. Sin embargo, si serealiza la preparación del suelo en condiciones favorables para la mineralizaciónde la materia orgánica (temperatura, humedad, aireación), y se lo deja enbarbecho (desnudo), se pierden valiosas reservas de nitrógeno por lixiviación,sin que los cultivos puedan utilizarlas. Una vez que se ha consumido la materiaorgánica, no se puede liberar más nitrógeno. Esto implica simplemente, sinconsiderar los demás factores involucrados, evaluar el nitrógeno según su preciocomercial más bajo y extrapolarlo a la superficie de análisis. Por ejemplo, si pordisminución de materia orgánica anual del suelo se han perdido 50 Kg/ha denitrógeno disponible, equivale a un pérdida de US$ 20/ha anual (valor de juliode 2002, con urea de fertilizante de reemplazo)La preparación del suelo como factor de degradación no tiene cuestionamientoen la actualidad en relación al daño que provoca en suelos con pendientes. Sonmuchas las experiencias que muestran que la preparación convencional delsuelo con arado y otros implementos de labranza intensiva inevitablementeprovoca erosión, disminuye la materia orgánica y genera pérdida de la fertilidaddel suelo. La Cero Labranza, en comparación con la preparación convencionalde los suelos, tiene efectos positivos en las propiedades químicas másimportantes del suelo. Bajo el sistema de Cero Labranza se registran mayoresvalores de materia orgánica, nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, comotambién mayores valores de pH y mayor capacidad de intercambio catiónico,pero menores tenores de Al (Crovetto, 1992).Además de las ventajas antes mencionadas, la Cero Labranza tiene un efectoen las propiedades físicas del suelo, donde se registran mayores tasas deinfiltración, lo que lleva a una reducción de la erosión, así como también enlas propiedades biológicas del suelo (Derpsch et al., 2000). Estas son lascaracterísticas que indirectamente influyen en mejores rendimientos, con el


consiguiente beneficio económico. Sin embargo, algunas enfermedadesaumentan con la Cero Labranza (Reis et al., 1988). Por ello, este sistema nodebe practicarse en forma de monocultivo. Generalmente, una rotación decultivos equilibrada con uso de abonos verdes sobre el suelo es suficientepara neutralizar este aspecto negativo de la Cero Labranza. Con respecto alas plagas, dicho sistema puede tener efectos positivos como negativos, locual depende del insecto dañino específico como de las condiciones climáticasen los diversos años. Generalmente aumenta la diversidad de insectos,moluscos, etc., porque en las capas de mulch orgánico encuentran mejorescondiciones para su reproducción. Esto tiene la ventaja de que también sedesarrollan muchos insectos útiles (bio-controladores), con lo que surge unequilibrio y consecuentemente en muchos casos se puede disminuir el uso deproductos fitosanitarios. La Cero Labranza potencia el control biológico eintegrado de plagas.Los aspectos referidos a enfermedades fungosas constituyen uno de los mayoresriesgos económicos de esta práctica, ya que encarece, en muchos casos, el usode productos fitosanitarios. Esto, condicionado al efecto que pueda implicaren la disminución de rendimientos. De igual manera, la Cero Labranza hacenecesario un mayor uso de herbicidas, lo que en términos económicosincrementa los costos y, por ende, disminuye las utilidades por unidad desuperficie. Sin embargo, el mercado y la industria de agroquímicos muestraun creciente dinamismo lo que hace difícil evaluar con certeza las implicanciaseconómicas del uso de herbicidas. El principal aspecto a considerar dicerelación con el efecto económico que resultaría del posible no efecto de losherbicidas por los crecientes grados de resistencias que muestran algunasmalezas en pocos años, lo que significaría mayor competitividad de las malezasy menores rendimientos.Al considerar los aspectos relacionados con el laboreo agrícola, se elimina lapreparación del suelo, lo cual significa economía de tiempo y energía.Dependiendo del tamaño predial, se requieren menos HP / ha y los tractorestienen más años de vida útil. Por otro lado, disminuyen los requerimientos demano de obra. El Cuadro 1 presenta una comparación cualitativa entre la siembradirecta y la preparación tradicional de los suelos.


Cuadro 1. Comparación cualitativa entre preparación de suelos tradicionaly Cero Labranza sobre algunas características del suelo y loscultivos (> 4 años de Cero Labranza continua).

Convencional Cero Labranza

Aspectos Químicos

Materia Orgánica Menor Mayor

Nitrógeno Menor Mayor

Fósforo Menor Mayor

Potasio Menor Mayor

Calcio y Magnesio Menor Mayor

pH Menor Mayor

Saturación de Al Mayor Menor

CIC Menor Mayor

Aspectos físicos:

Erosión Mayor Menor

Infiltración Menor Mayor

Temperatura Mayor Menor

Humedad Menor Mayor

Estabil. de Agregados Menor Mayor

Densidad Menor Mayor

Aspectos biológicos:

Lombrices Menor Mayor

Artrópodos Menor Mayor

Degrad. celulosa Menor Mayor

Nódulos de soja Menor Mayor

Micorrizas Menor Mayor

Aspectos sanitarios:

Control biológico Menor Mayor

Plagas Menor/ Mayor Menor/ Mayor

Enfermedades Menor Mayor

Malezas Menor/ Mayor Menor/ Mayor

Otros:

Mecanización Hp/ ha Mayor Menor

Mano de obra Mayor Menor

Rendimiento Menor Mayor

Rentabilidad Menor Mayor

Medio Ambiente:

Herbicidas Mayor/ Menor Menor/ Mayor

Emisiones de CO2

Mayor Menor

Calidad del agua Menor Mayor

Sustentabilidad No Si


ECONOMÍA DE LA CERO LABRANZA

En todo el mundo los agricultores adoptan tecnologías porque son rentables yporque se muestran positivas a sus presupuestos y, rara vez, porque sonambientalmente deseables. Por ello una evaluación económica del sistema enlas diferentes regiones agroecológicas y condiciones socio-económicas esindispensable para facilitar su adopción. La evaluación económica debe estardirigida a todo el sistema con todos sus componentes, dando valores a laoportunidad de poder sembrar antes que en el sistema convencional, a laeconomía de tiempo, a la mayor vida de los tractores y menores costos dereparación, a la mejoría de la calidad del suelo, a la reducción de los costos defertilizantes, así como a los beneficios ambientales del sistema en el largo plazo,tanto para los productores individuales como para la comunidad.Estudios económicos realizados con enfoque sistémico han presentadoevaluaciones que consideran los beneficios económicos totales que resultan dela adopción de la Cero Labranza. En países como Paraguay en 480.000 ha, losbeneficios han sido calculados en US$ 941 millones (Sorrenson et al., 1998). Elautor describe que «ninguna otra tecnología por él analizada ha mostrado tenerun impacto tan grande sobre los ingresos de los agricultores, reducir sus costosde producción y riesgos, al mismo tiempo ser ambientalmente sostenible ygenerar considerables ganancias netas para la sociedad».Frecuentemente algunos agricultores luego de escuchar las bondades de la CeroLabranza compran una máquina especializada. Esto ha llevado en muchos casosal fracaso en la aplicación de la tecnología. En general los agricultores solamentedeberían comprar una sembradora para la Cero Labranza después de adquirirlos conocimientos necesarios sobre todos los componentes del sistema.Hay premisas básicas que deberían considerarse antes de adoptar estatecnología. Se debería mejorar el nivel de conocimientos, principalmente encontrol de malezas; analizar el suelo, incorporando cal si es necesario y corregireventuales deficiencias de nutrientes; evitar suelos con mal drenaje; nivelar lossuelos; eliminar las compactaciones del suelo; producir paja o cobertura muerta;iniciar una parte del predio con Cero Labranza; practicar rotación de cultivos ymantenerse actualizado.

ANÁLISIS ECONÓMICO DE LA CERO LABRANZA

Son diversas las interpretaciones y los enfoques para establecer que la CeroLabranza es una técnica de producción con implicancias de desarrollo económicosostenibles, tanto en el corto como en el largo plazo, tanto a nivel de una pequeñasuperficie, como a nivel país. Cuantificar en términos monetarios los aspectosanteriormente señalados implica crear una base de supuestos y análisis desensibilidades que, a la larga, concluirían que los beneficios económicos a nivelpaís son indudables, pero que por el momento son evaluados cualitativamente(erodabilidad, humedad, materia orgánica, infiltración, temperatura, etc.).La base de cualquier análisis debe recaer en quienes son los partícipes y


gestores de los cambios tecnológicos de la agricultura: los agricultores. Sonellos los que están insertos en un sistema de libre mercado y son quienesbuscan maximizar sus utilidades. La Cero Labranza, en su concepción másconservacionista, que en el mediano y largo plazo genera sustentabilidadmedioambiental, no es lo que está en mente de los agricultores en un primerenfoque, sin embargo, en el largo plazo, todas las prácticas agrícolas queincluyen tópicos de la Cero Labranza, terminan por incorporar los principiosbásicos de ésta.Como una manera de interpretar y analizar la Cero Labranza en términoseconómicos, a continuación se presentan 4 enfoques básicos que permitenevaluar esta técnica en el corto y largo plazo. No son enfoques excluyentesentre si, por lo cual pueden existir interacciones de éstos.1. Enfoque económico de corto plazo. Dice relación con el manejo de cultivosque utiliza la Cero Labranza en términos de rentabilidad por unidad desuperficie, ya sea por reducción de costos directos o por aumento derendimientos. Para su análisis se debe considerar un manejo anual de cultivoscon valores de arriendo y asignación de costos comparativos, modificando lapauta sólo en aquellos costos inherentes a la labranza tradicional y a la cerolabranza por separado. El corto plazo implica que no hay un análisis deinversiones, lo que necesariamente constituye a agricultores arrendatariosprincipalmente.El Cuadro 2 proporciona un estándar de producción del cultivo de trigo en elsecano de la pre-cordillera de la provincia de Bio-Bío. Hay variaciones de costosprincipalmente en maquinaria, en que el sistema de labranza tradicional implicala utilización de $ 18.000 / ha más que Cero Labranza, debido principalmenteal laboreo de preparación de suelo. Por otro lado, la Cero Labranza incluye unautilización más de pulverización de barra para la aplicación de herbicida parabarbecho químico, con un aumento de insumos en $ 5.960/ha. Al comparar los2 sistemas de siembra, en el supuesto de igualdad de condiciones del resto delos componentes productivos, la Cero Labranza representa, para este caso, un4% menos en costos que la Siembra Tradicional.El siguiente componente a considerar es el rendimiento esperado bajo estas 2metodologías de trabajo, lo que mostrará en definitiva la Utilidad EconómicaFinal por hectárea, que es el fin último que persigue este enfoque. Cabe suponerque la Cero Labranza y la Labranza Tradicional generan impactos cualitativosdistintos que pueden conducir a diferentes rendimientos, a pesar de laigualdad de condiciones ambientales, ya que los principales componentesdiferenciadores dicen relación con el impacto en el suelo y la forma en cómola variedad cumple en mejor forma su ciclo vegetativo, pudiendo tenerdesarrollos fenológicos disímiles.El enfoque de corto plazo presenta una pauta fácil y rápida para realizar unprograma de planificación económica anual. Sin embargo, no representa el fondobásico de la Cero Labranza como técnica conservacionista y de largo plazo,debido a que maximiza el uso de los costos de un cultivo pero no incorpora un


programa de rotaciones de mediano plazo. Por ello es para una agricultura dearrendamiento, para una o dos especies productivas y de agricultoresocasionales o especuladores.

Cuadro 2. Comparación de costos anuales entre Labranza Tradicional y CeroLabranza, en el cultivo de trigo de secano de la pre-cordillera deBio-Bío.

2.-Enfoque económico de largo plazo. Este enfoque representa la esencia de laCero Labranza. Persigue obtener beneficios económico a través del tiempoprincipalmente por los 2 siguientes aspectos:


• Reducción de costos (aumento Materia Orgánica, aumento fertilizaciónnatural y otros).• Aumento de rendimiento (mejoras de suelo, oportunidad de siembra yotros).

Hay estudios que demuestran en el largo plazo los beneficios económicos de laCero Labranza por sobre la Labranza Tradicional. Sorrenson (1997) describeque la efectividad de la Cero Labranza en limitar la erosión de suelos es conocida.Además se reducen sustancialmente las pérdidas por erosión de suelos, semejoran las propiedades químicas, físicas y biológicas, se eleva el contenido demateria orgánica con los consecuentes impactos benéficos en la productividadde cultivos y la estación de cultivo se extiende considerablemente. Lapreparación convencional del suelo depende sensiblemente del clima ynormalmente toma entre 30-75 días de preparación de suelo desde la cosechahasta la siembra del cultivo siguiente. Utilizando Cero Labranza, este períodode tiempo se reduce a menos de 15 días ( la cosechadora puede ser inclusoseguida inmediatamente por la sembradora) extendiendo, por lo tanto,significativamente la estación de cultivo y generando una oportunidad paraintroducir otros cultivos durante el año (cultivos tropicales). Este autor analizólos impactos económicos de la Cero Labranza y la rotación de cultivos. Siguióel desempeño financiero de 2 predios de 2 regiones diferentes (135 ha cadauno) durante un período de 10 años. Como se puede observar en la Cuadro 3,se comparan los ingresos anuales con sus respectivos costos ( divididos envariables y fijos) y la utilidad económica. Consideró rotaciones de siembras deavena – soja – trigo – soja – maravilla – maíz.

Cuadro 3. Evolución económica de los sistemas de Labranza Tradicional yCero Labranza durante 10 años (US$). Caso 1.

Año 1 Año 10

Labranza Cero Labranza Cero

Tradicional Labranza Tradicional Labranza

Ingresos 77.031 75.010 68.632 97.762

Costos Variables 53.484 51.467 53.026 48.166

Costos Fijos 18.618 14.974 18.712 14.454

Utilidad 4.929 8.569 -3.013 31.142


Cuadro 4. Evolución económica de los sistemas de Labranza Tradicionaly Cero Labranza durante 10 años (US$). Caso 2.

Año 1 Año 10

Labranza Cero Labranza Cero

Tradicional Labranza Tradicional Labranza

Ingresos 64.688 63.675 61.454 102.856

Costos Variables 38.818 36.674 41.792 56.077

Costos Fijos 18.567 17.229 18.567 13.075

Utilidad 7.364 9.771 1.095 33.703

Los cambios en ingreso y costos variables bajo Cero Labranza, entre elprimero y el décimo año, reflejaron aumento en rendimientos, una mayorintensidad de producción y ahorros de insumos, en ambos casos.Por otro lado, al analizar los retornos sobre el capital, calculados para los 2predios, se estableció para el décimo año un 10,2% para el caso de CeroLabranza y un 0,2% en Labranza Tradicional.Sorrenson (1997) indica además que el promedio de horas anuales de tractorpara el Caso 1 en Labranza Tradicional pasó de 1.228 HT el año 1 a 1.219HT el año 10, siendo para Cero Labranza de 1.177 HT el año 1 y 776 HT elaño 10.Los tres criterios de evaluación exhiben mejoras significativas bajo CeroLabranza comparadas con Labranza Tradicional en ambos casos. Los cuadrosdel ingreso neto del predio para Cero Labranza no incluyen los costos deadquisición de una sembradora y equipamiento auxiliar. Estos costos puedenvariar grandemente dependiendo del tipo de maquinaria adquirida y si elagricultor opta por la compra de un equipo nuevo o usado. Si se compramaquinaria nueva, los costos promedian, en este caso, aproximadamenteUS$ 15.000 por predio. Los incrementos en ingreso neto del predio en ambasregiones se esperan que sean suficientes para pagar el equipamiento de CeroLabranza en el plazo de 2 años.El enfoque de largo plazo se atribuye principalmente a agricultorespropietarios e inversionistas, ya que enfocan sus esfuerzos, mediante estatécnica, a reducir costos y aumentar los rendimientos. Por otro lado, elanálisis de inversiones permite solventar, ya sea con capital propio o deterceros, la adquisición de una máquina sembradora de Cero Labranza, lacual, además, tiene exigencia de potencia de tractor superior a lassembradoras convencionales. El nivel de retorno del capital invertido estadirectamente correlacionado con la superficie a sembrar, lo que permite hacerun sencillo cálculo de utilización anual de siembra:


1. Enfoque económico de costo de oportunidad. Este enfoque, al igual queel de corto plazo, persigue obtener beneficios económicos por la posibilidadmecánica de realizar labores de siembra en la época óptima de cada cultivo.A diferencia del principio conservacionista desarrollado a partir de zonascon pendientes (principalmente de secano), este enfoque persigue solucionarlos problemas de preparación de suelos de difícil laboreo invernal en laszonas de riego, lo que permitiría maximizar el potencial de rendimiento delas especies, debido a que la época de siembra en los cultivos de primaveraes uno de los componentes culturales más importantes.Para el caso del cultivo del maíz en la zona sur, las lluvias primaverales dealgunos años impiden preparar suelo en el momento óptimo, lo quecondicionaría a sembrar más tarde con el consiguiente perjuicio económico,debido a que se deben rezagar los potreros varios días para poder usar arado,rastra y máquinas sembradoras tradicionales. El uso de Cero Labranza enestos casos permite reducir el costo de oportunidad.2. Enfoque económico de desarrollo de economías de escala. Una de lasprincipales virtudes económicas de la técnica de la Cero Labranza está dadapor la posibilidad de disponer de más Horas Tractor en el predio, con elmismo nivel de inversión en maquinaria.Un ejemplo claro se presenta en la agricultura de secano de la pre-cordilleradel sur de Chile donde, en un sistema tradicional, con siembras tempranasy laboreo otoñal, que requiere un promedio de 60 días libres de lluviaaproximadamente, un tractor de 80 HP para preparar suelo con 1 aradura, 1rastraje off-set , 1 vibrocultivador y 1 siembra, tiene capacidad potencialpara 140 ha de siembra. En una siembra de Cero Labranza tiene capacidadpotencial, en ese mismo plazo para más de 400 ha. Esto, traducido a unesquema de retornos sobre el capital, grafica la mayor eficiencia de la cerolabranza (Cuadro 6).Es así que, para sembrar el potencial cultivable, deberíahaber un aumento de capital en maquinarias en el sistema de siembratradicional o, por otro lado, buscar la contratación de servicios de terceros,con la consiguiente posibilidad de pérdida de oportunidad en la realizaciónde labores.Se puede observar que bajo Cero Labranza hay un mayor aprovechamientodel potencial de la maquinaria predial, por tratarse de un sistema que reduceel laboreo agrícola, en consideración al potencial de siembras del predio.Esto es económicamente relevante en aquellos predios que desarrollanagricultura extensiva.


Cuadro 6. Comparación de la relación utilidad operacional con inversión enmaquinarias.


Las perspectivas que resultan en la adopción de la tecnología de Cero Labranzaen el manejo de cultivos estarían dadas por el conocimiento y la información,que son la principal limitación a la adopción de la Cero Labranza en la mayoríade los países. La información debe ser relevante, actual, apropiada al sitio,verdadera y útil si es que se pretende generar impacto entre los agricultores. Elprimer paso antes de cambiar el sistema de producción e iniciar la Cero Labranzadebería ser que agricultores, investigadores, técnicos y extensionistas mejorensus conocimientos sobre todos los aspectos del sistema. La superioridad delsistema de Cero Labranza sobre la preparación convencional ha sido probadabajo una gran variedad de condiciones en todo el mundo. Ahora es necesariodesarrollar y adaptar el sistema localmente y asegurarse de que la tecnologíafuncione bien bajo las condiciones ambientales y socio-económicas de cada lugar.

SIEMBRA CERO LABRANZA

TRADICIONAL

Maquinaria 2 tractores $ 26.000.000 1 tractor $ 13.000.000

1 arado cincel $ 1.500.000 1 sembradora cero lab. $ 12.000.000

1 rastra off-set $ 2.000.000 1 Pulverizador $ 1.000.000

1 vibrocultivador $ 1.600.000 1 Trompo $ 600.000

1 sembradora

cerealera $ 3.000.000

1 Pulverizador $ 1.000.000

1 Trompo $ 600.000

Total $ 35.700.000 Total $ 26.600.000

Costos

Operacionales 300 ha siembra $ 120.000.000 300 ha siembra $ 120.000.000

Ingresos 50 qq/ha x $ 9.500 $ 142.500.000 50 qq/ha x $ 9.500 $ 142.500.000

Utilidad

Operacional $ 22.000.000 $ 22.000.000

RELACION RELACION

UTILIDAD/ MAQUINARIA 0,62 UTILIDAD / MAQUINARIA 0,83


Se necesita aprender cuales suelos no son apropiados o tienen limitaciones paraaplicar el sistema y cómo poder sobreponerse a esas limitaciones. También hayque saber que otras limitaciones existen para la adopción bajo condiciones locales(máquinas, herbicidas abonos verdes adecuados, rotaciones adecuadas,conocimiento, etc.) y también estar conscientes de eventuales limitaciones socio-económicas. No habría que preocuparse por rendimientos menores en el sistemade Cero Labranza, mientras se tenga retornos económicos mayores. El controlde la erosión, la mejoría de las condiciones químicas, físicas y biológicas delsuelo, los menores costos de maquinaria, la reducción en los costos de la manode obra y horas tractor, el poder realizar los trabajos en el momento oportuno,los retornos económicos más altos y otros beneficios del sistema, deberángarantizar un crecimiento continuo de la Cero Labranza permanente en lamayoría de los predios agrícolas.No hay que olvidar que,a pesar del romanticismo que genera la preservacióndel medio ambiente a través de la técnica de la Cero Labranza, los agricultoresde alguna u otra forma son empresarios agrícolas y las señales del mercado soncada vez más relevantes al momento de tomar decisiones. Es así que de algunamanera, en zonas donde la Cero Labranza juega un rol importante, las razonesprincipales de por qué los agricultores cambian a este nuevo sistema deproducción son: menos trabajo, más dinero y control de la erosión,ambientalmente deseable.Las principales economías que resultan de la Cero Labranza, cuantificables enforma simple o no, son: necesidades menores de mano de obra, economía detiempo, menor desgaste de la maquinaria, economía de combustible, aumentode la productividad a largo plazo, aumento de la fertilidad natural del suelo,mejoramiento de la calidad del agua superficial, disminución de la erosión,mayor retención de humedad, aumento de la infiltración de agua en el suelo,disminución de la compactación del suelo, mejoramiento de la estructura delsuelo, aumento de la vida silvestre, menor emisión de gas carbónico a laatmósfera, reducción de la polución del aire.

LITERATURA CITADA

ADELHELM, R. and KOTSCHI, J., 1985. Development and introduction of self-sustaining agricultural practices in tropical smallholder farms. Entwicklung andLändlicher (Eds.). Frankfurt. pp 17-20.

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STENHOLM, C.W. and WAGGONER, D. B., 1990. Low-input, sustainable agriculture:Myth or method?. Journal Soil and Water Cons. 45: 1

183CONSIDERACIONES FINALES

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Consideraciones Finales

El Seminario “Sustentabilidad en Cultivos Anuales” estuvo orientado a conocerlos avances realizados en Chile en relación a la cero labranza y manejo derastrojos. Con este fin se invitaron representantes de grupos de trabajo de INIARemehue, INIA Quilamapu, INIA Carillanca, INIA Raihuén, Universidad deChile, Universidad de Concepción, Universidad de la Frontera y UniversidadAustral de Chile, que representan las instituciones más activas en investigaciónen estas materias.Los cultivos anuales hacen un uso muy intensivo del suelo, en particular enChile en que las producciones son muy altas. Por ello se puede caer con facilidaden problemas de sustentabilidad. Con el fin de estimular la investigación ydiscusión sobre el tópico de sustentabilidad en los cultivos anuales losparticipantes al SEMINARIO crearon la Sociedad Chilena de Cultivos Anuales( SOCHICA ).Mejorar la sustentabilidad y competitividad de los cultivos anuales en Chile esimprescindible, tanto por la necesidad de mantención y mejoramiento de lacalidad de vida de la gente que trabaja nuestros campos, como por la necesariadefensa de la mantención de la calidad de los recursos naturales renovables(suelo, agua y aire) para las futuras generaciones. Es necesario desarrollar unnuevo tipo de agronomía que incluya estos conceptos y técnicas. Además, esmuy probable que las normas internacionales sobre el particular, conviertan aeste tema en una de las principales limitaciones a la exportación de productosagrícolas.Los cultivos anuales abarcan una superficie de 817.790 ha, un 44% de la superficiearable del país. En la actualidad alrededor de 200.000 ha se cultivan en cerolabranza, no sólo por sus ventajas agronómicas y ambientales ampliamentediscutidas en este libro, sino también por sus ventajas económicas (Capítulo10) que le dan una mayor competitividad a estos cultivos. Sin embargo, adiferencia de otras partes del mundo, la quema de los rastrojos del cultivoanterior es una práctica habitual en Chile. Esto se debe a las característicasparticulares de clima mediterráneo, con verano seco, y los altos rendimientosque se logran en estos cultivos, que dejan al agricultor enfrentado a un complejoproblema con los rastrojos.Un elemento necesario para mejorar la sustentabilidad y competitividad de loscultivos anuales es la mantención de una cubierta del suelo, en especial durante


el período de barbecho, lo que se puede lograr dejando y manejando los rastrojossobre el suelo. La información generada en el país sobre esta práctica es escasay fragmentaria, debido a que este tipo de investigación no sólo requiere deensayos a largo plazo que permitan generar suelos en cero labranza (laestabilización del suelo en este sistema toma alrededor de 7 años), sino tambiénde adaptación a las diversas zonas que presenta el país. La adopción ymasificación por parte de los agricultores, no será simple y requiere deldesarrollo de conocimiento en diferentes áreas.Como la mayoría de los conocimientos agronómicos, el desarrollo de la cerolabranza tiene interación con el medio ambiente, lo que que hace muy complejala aplicación de paquetes tecnológicos creados bajo ambientes (suelo-clima)diferentes a los encontrados en las zonas productoras.En este SEMINARIO se identificaron tópicos que es necesario desarrollar, enforma prioritaria: 1) Normas de fertilización asociadas al mayor reciclaje denutrientes. 2) Adaptación y mejora de máquinas sembradoras. 3) Establecimientode normas de manejo de rastrojos. 4) Generación de prácticas agronómicas decontrol de malezas plagas y enfermedades en cero labranza, rotaciones, ycompactación del suelo. 5) Estudio de técnicas que aceleren el proceso dedescomposición de rastrojos. 6) Identificación de genotipos mejor adaptados alas prácticas de cero labranza tanto desde el punto de vista de plagas como deenfermedades, fertilización y de alelopatía. 7) Control de malezas en cerolabranza. 8) Manejo de restricciones físicas del suelo para el establecimiento dela Cero Labranza. 9) Estudio de cultivos adecuados a la rotación.Se requiere financiamiento en un tipo de investigación que es de largo plazo.Hay que crear fondos nacionales que permitan abordar problemas de estanaturaleza (actualmente las investigaciones se realizan con proyectos de 2-3años) y facilitar el acceso a fondos internacionales (Mundial Del MedioAmbiente, PROCISUR, OIEA). Para alcanzar el desarrollo, el país requiererealizar una agricultura sustentable. Sin duda debe apoyar los rubros deexportación agrícola, pero no debe descuidar la necesidad de dar sustentabilidada una agricultura que abarca la mayor superficie agrícola del país, como es laagricultura de cultivos anuales.Se debe crear conciencia acerca del valor de los alimentos producidos bajonormas de sustentabilidad, que le otorgan un valor agregado al preservar elambiente y mejorar la calidad de la producción primaria.

185CONSIDERACIONES FINALES

sustentabilidad en cultivos anuales

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