Simplificación, intensificación y diversificación de la rotación de
cultivos
El aumento de la
diversidad de cultivos anuales en el tiempo debe ser considerado como una
importante estrategia de manejo para lograr sistemas de cultivos que
sincronizan los ciclos de los elementos mayores en el suelo.
AUTORES
PROYECTOS
La historia de los
impactos ambientales de la agricultura argentina no difiere de lo acontecido
mundialmente, a pesar de ser más joven y de tener algunas diferencias. Si nos
situamos en la zona núcleo argentina, en la Pampa ondulada, la agricultura
continua desacopló el ciclo del carbono (C) del de nitrógeno (N), fósforo (P) y
azufre (S) del suelo luego de 120 a 150 años, (Milesi Delaye et al., 2013;
Andriulo et al.,1996). Durante este tiempo, el suelo perdió un 40% de sus
reservas de materia orgánica originaria (MOS), principalmente, por
mineralización.
La fertilización
nitrogenada no fue habitual durante la primera centuria luego de la
introducción de la agricultura. A partir de 1990 comienza a implementarse,
junto a la fosforada, con tasas por debajo de la exportación de nutrientes en
una tendencia de simplificación del manejo (Milesi Delaye et al., 2015). Los
minerales producidos por oxidación de la MOS tuvieron varios destinos, como la
exportación en los productos de cosecha y la migración a ecosistemas adyacentes:
emisión a la atmósfera (CO2, NOX, NO2), lixiviación al agua subterránea
(Portela et al., 2006) y escurrimiento en agua y sedimentos (Torti, 2014;
Darder et al., 2014).
En los últimos 25
años y, especialmente, durante la última década, el suelo ha pasado a estar en
el foco de la discusión.
En este sentido, la
ONU declaró en el 2015 el “Año Internacional de los Suelos”2 , dándole un
cierre a la inmensa, certera y minuciosa etapa de diagnóstico de los impactos
de la agricultura sobre el ambiente y proponiendo un concepto como salida, no
una receta.
La idea es muy
simple, se trata de abandonar la (vieja) idea de que el suelo es un mero
soporte y/o sustrato y empezar a transformarlo en un reactor químico, físico y
biológico. De este modo, se apunta a potenciar sus funciones de filtrado,
reciclado y almacenamiento. A reemplazar lo mineral (superar las limitantes con
productos de síntesis) por lo orgánico (dar importancia a los ciclos
naturales).
Existen prácticas
de manejo con distinto grado de impacto sobre el acoplamiento de los ciclos de
los elementos y la retención de nitrógeno en el sistema que apuntan a revertir
la situación mencionada. Escalonándose de menor a mayor eficacia, se encuentran
las siguientes estrategias (Drinkwater y Snapp, 2007; Hufnagl-Eichiner et al.,
2011):
·
Las que tratan de evitar la fuga de elementos hacia ecosistemas
adyacentes sin evitar que el problema continúe (por ej., franjas vegetadas
ribereñas).
·
Las técnicas provenientes de la eco-eficiencia, que se focalizan sobre
el manejo de los fertilizantes (dosis, fuente y momento)
·
Las de mayor impacto, que se orientan a la re-concepción de los sistemas
de cultivos (perennización, diversificación e intensificación de la secuencia,
incorporación de leguminosas y cultivos de cobertura).
Varias investigaciones muestran el efecto de la perennización
(introducción de cultivos bioenergéticos perennes), de la incorporación de
leguminosas y cultivos de cobertura y de la intensificación de las secuencias
de cultivos (número de cultivos por año) en la Pampa ondulada sobre los ciclos
de C y N, principalmente (Irizar et al., 2016; Restovich et al., 2012). Sin
embargo, las rotaciones estudiadas normalmente solo consideran los cultivos de
soja (S), maíz (M), trigo (T) y en menor medida vicia y avena como cultivos de
cobertura (alta intensificación y diversidad media-alta).
El manejo de la diversidad de cultivos puede otorgar un mayor beneficio
basado en la teoría de vincular biodiversidad con funciones ecosistémicas. Está
demostrado, principalmente en pasturas (Figura 2), que a mayor diversidad
aumenta la productividad, la eficiencia de uso y la disponibilidad de
nutrientes, logrando una mayor estabilidad del sistema (Tiemann et al., 2015).
Sin embargo, cuando
se trata de cultivos anuales, lo común es que la diversidad se presente en el
tiempo y, en menor medida, en el espacio. La bibliografía muestra los
beneficios de las rotaciones diversificadas con el incremento de las reservas
de MOS (West y Post 2002; McDaniel et al. 2014) y de la biomasa microbiana del
suelo (Tiemann et al., 2015; D’Acunto et al., 2018).
De esta información
empiezan a surgir preguntas ¿Se puede mitigar la degradación del suelo
considerando únicamente cultivos anuales de grano? ¿El secuestro de carbono es
una cuestión de la cantidad y/o de la calidad del aporte de residuos?
¿Diversificar o intensificar?
Para responder a
estas preguntas se analizaron los resultados provenientes de un ensayo de largo
plazo de comparación de sistemas de producción ubicados INTA Pergamino. El
objetivo fue evaluar el efecto de tres sistemas de producción agrícola bajo
siembra directa (SD) sobre las reservas de carbono y nitrógeno orgánicos del
suelo (COS y NOS, respectivamente), de fósforo total y azufre total (Pt y St,
respectivamente), luego de nueve años y contra su punto de inicio.
INTA Pergamino está
ubicado en la zona agrícola núcleo (Pampa ondulada alta < Pampa ondulada
< Pampa húmeda < Región Pampeana). El clima es templado húmedo sin
estación seca, con temperatura y precipitación media anual de
16,5ºC y 990 mm, respectivamente. El área se encuentra cubierta por Argiudoles
típicos de textura fina, ilíticos, de régimen térmico, Luvic Phaezom (WRB) de
la Serie Pergamino, la cual no presenta fases por erosión (pendiente <
0,5%). En su horizonte A presenta textura franco limosa con un contenido de 23%
y 64% de arcilla y limo, respectivamente.
El ensayo se inició
en la campaña 2006/2007 en un lote de 9 ha con una historia de, al menos, senta
un diseño en bloques completamente aleatorizados con 3 repeticiones. Las
parcelas tienen una superficie de 1400 m2, que le permiten utilizar maquinaria
de producción comercial. En el mismo se comparan cuatro sistemas de producción:
monocultivo de soja (SS); rotación (Rot), producción de cultivos specialities
(Sp) y producción orgánica. Los sistemas se diferencian por la estrategia de
producción de granos, el manejo de los cultivos y por la diversidad de
cultivos. En este trabajo solo se analizaron los sistemas SS, Rot y Sp debido a
que se encuentran bajo SD (representativa de la Pampa ondulada), los cuales se
describen en la Tabla 1.
Durante el mes de
mayo entre 2005 y 2015 se tomaron muestras de suelo compuestas a dos
profundidades (0-5 y 5-20 cm) a las que se les determinó COS, NOS, Pt y
St. A su vez, se tomaron muestras para determinar densidad aparente con la
finalidad de expresar los contenidos de elementos en reservas a una masa de
suelo equivalente. Además, se estimó la masa media de C anualmente aportado por
cada sistema.
Algunos Resultados
En la Tabla 2 se
presentan los rendimientos alcanzados por los cultivos en cada sistema y la
precipitación acumulada para cada una de las campañas agrícola (de junio a
mayo). Respecto a las precipitaciones, se pueden observar una elevada
variabilidad entre campañas, con un mínimo histórico en la segunda y tercera
campaña. Sin embargo, a pesar de que en otras campañas la precipitación
acumulada estuvo por encima de la media, su distribución en la campaña no
acompañó a los períodos críticos de los cultivos, que terminaron teniendo
rendimientos bajos en algunos casos.
Al cabo de nueve años, SS, Rot y Sp tuvieron 1, 3 y 7 cultivos
diferentes en 9 años, con un índice de ocupación (tiempo con cultivos
–emergencia a madurez fisiológica- sobre tiempo total) de 0,40, 0,56 y 0,45,
respectivamente.
En la Tabla 3 se
muestran los resultados expresados para una masa de suelo equivalente de 2110
Mg ha-1.
El sistema partió
de una situación moderadamente provista de COS y NOS. En 2015, Rot y Sp
presentaron mayores reservas de COS y NOS que SS (Irizar, 2010), con una tasa
promedio de secuestro de COS de 0,17 Mg COS ha-1 año-1. Sin embargo, Sp fue el
único tratamiento que mostró secuestro de COS (p=0,05) y NOS (p=0,01) con
respecto al origen mientras que Rot manifestó tendencia en el secuestro de COS
(p<0,10) y SS perdió NOS (p<0.05).
Estimaciones
utilizando el modelo AMG (Andriulo et al., 1999) muestran que Rot y Sp
realizaron aportes mayores al necesario para mantener las reservas iniciales de
COS (aporte para mantener ~3,23 Mg C ha-1 año-1) mientras que en el caso de SS
fue similar. Posiblemente, la mayor producción de biomasa (en relación directa
con el aporte de C) en Rot y Sp favorece la generación y protección de
agregados superficiales estables (datos no mostrados) mientras que en SS la
baja cobertura no es suficiente para protegerlos del impacto de la gota de
lluvia que sumado a sus residuos de baja relación C/N favorezcan la mineralización
de la MOS.
Además, Sp y SS
presentaron mayores reservas de St que Rot (p=0.09) en 2015 mientras que Sp fue
el único que se diferenció con respecto al origen. Los sistemas no mostraron
diferencias entre sí ni con respecto al inicio para Pt. En cuando al aporte
medio anual de C, los tres sistemas se diferenciaron entre sí, Rot > Sp >
SS.
En general, a pesar
que Rot y Sp se separan de SS, excepto para St, puede observarse que en los
primeros dos las reservas finales de COS, NOS y St en Rot y Sp no estuvieron
asociadas al aporte anual de C, N y S (considerando el aporte mineral
para N y S, datos no mostrados), la cual fue un 22, 40 y 72% mayor en Rot,
respectivamente (West y Post 2002; McDaniel et al. 2014).
A pesar de que Rot
y Sp presentaron un manejo de la nutrición aplicando herramientas de la
eco-eficiencia, Sp mostró que con un índice de ocupación similar a SS y con
menos insumos y aportes de C que Rot, la diversidad de cultivos, la calidad
(química y física) de la biomasa aérea y radical producidas, la cinética de
crecimiento y de acumulación de nutrientes de las diferentes coberturas
vegetales, evidentemente, generaron múltiples y beneficiosas interacciones
suelo-planta. Estos resultados se correspondieron con cambios en la diversidad
de la estructura microbiana que favorecieron la sincronización de los ciclos de
los elementos mayores en el suelo (Recous et al., 2017).
Consideración Final
Si bien se
analizaron sistemas bajo agricultura continua en donde la diversificación es
más importante en el tiempo que en el espacio, se demostró que incrementar la
diversidad de cultivos en la rotación debe ser considerado como una importante
estrategia de manejo para lograr de sistemas de cultivos más sustentables. Aún
se debe avanzar en el estudio referido al impacto sobre las comunidades
microbiológicas del suelo.
