La biolabranza y sus beneficios en la construcción de una agricultura sustentable

Una práctica de manejo con gran potencial para mejorar las condiciones del suelo.

Por: Permingeat, H.

Los suelos son esenciales para la producción agrícola y proporcionan servicios ecológicos fundamentales para los seres humanos, como el secuestro de carbono, la regulación del ciclo del agua y los nutrientes, la eliminación de desechos y el mantenimiento de la biodiversidad.

La biolabranza es el uso de raíces de plantas como herramienta de labranza para manipular la estructura del suelo y obtener condiciones beneficiosas para el crecimiento de los cultivos. Zhang y Peng (2021) revisan varios estudios que han revelado que las plantas con raíces gruesas y profundas son muy efectivas para mejorar la estructura del suelo, creando canales durante el crecimiento y luego descomponiéndose para dejar bioporos abiertos. Estos bioporos podrían transportar aire y agua preferentemente, lo que mejora la aireación del suelo y reduce la escorrentía superficial y la erosión. Además, los bioporos pueden proporcionar vías preferenciales para la penetración de las raíces porque suministran espacios con baja resistencia mecánica y altas concentraciones de oxígeno en la fase gaseosa y contenidos nutricionales en la fase sólida (es decir, la pared del poro) (Zhang y Peng, 2021).

Wang y col. (2020) discuten la interacción del suelo y la raíz en ese ambiente edáfico denominado “rizosfera“, esa zona crítica en la que las raíces acceden al agua y a los nutrientes e interactúan íntimamente con los componentes físicos, químicos y bióticos del suelo. Los procesos de la rizosfera, como la movilización y el movimiento de nutrientes, además de la proliferación de raíces y las simbiosis, tienen un papel importante en el control de la adquisición eficiente de nutrientes por parte de los cultivos. El suelo estructurado ofrece anclaje físico y resistencia mecánica para la penetración de raíces. En los sistemas agrícolas, la resistencia mecánica del suelo al crecimiento de las raíces puede modificarse en gran medida mediante la compactación y el riego. Generalmente, el suelo tiende a ser mecánicamente más débil cuando se usa riego para aumentar la humedad, aunque el tamaño y la velocidad de las gotas de agua pueden inducir una compactación localizada en la superficie.

El manejo del suelo agrícola puede conducir a un perfil con una capa poco profunda suelta y una capa de subsuelo compacta más densa. En este sentido, se suele ignorar la variación vertical de la resistencia mecánica al alargamiento de las raíces, que aumenta con la profundidad debido a los efectos hidrostáticos que surgen del peso del suelo. Las raíces profundas pueden encontrar una resistencia mecánica más fuerte causada por una mayor presión hidrostática (o presión de sobrecarga), que aumenta con la profundidad. Esto implica que tanto la variación causada por el manejo en la estructura de la rizosfera y la impedancia mecánica en las tierras agrícolas pueden influir tanto en la distribución de raíces como en las redes de poros en el suelo. Las redes de poros podrían ser legados de la actividad de las lombrices de tierra y cultivos anuales o perennes que establecen raíces más profundas con el tiempo.

El papel de la rotación de cultivos en la estructura del suelo también merece una atención especial. Las diversas rotaciones dan como resultado una mayor porosidad, más agregados y una menor resistencia a la penetración en comparación con los monocultivos. En este aspecto, los cultivos de servicios juegan un rol muy importante.

Zhang y Peng (2021) sostienen que los cultivos de servicio son efectivos para la labranza biológica al mejorar las propiedades físicas del suelo, en particular las características de la porosidad, la conductividad hidráulica saturada y la permeabilidad del aire con la ayuda de sistemas de enraizamiento. Con CS se consiguen mayores tasas de infiltración hídrica que en suelos desnudos, se reduce el riesgo de anegamiento en terrenos planos y disminuye la escorrentía y el potencial de erosión en terrenos inclinados.

Otra observación descriptiva es que los CS aumentan la macroporosidad y mejoran la forma de los poros, aunque no mejoran la conductividad hidráulica saturada. Los investigadores identificaron que algunos cultivos de servicios con raíces pivotantes profundamente penetrantes fueron efectivos para aliviar la compactación del subsuelo causada por la labranza convencional mediante la creación de sistemas de bioporos (Zhang y Peng, 2021; Blanco-Canqui y Ruis, 2020). Otra observación relacionada es que los CS ofrecen una mayor tasa de infiltración en suelos sin labranzas comparada con la labranza convencional, por lo que integrar las prácticas de siembra directa y cultivos de servicios ofrece amplias ventajas en la sustentabilidad de los sistemas agrícolas (Zhang y Peng, 2021).

Las diversas rotaciones dan como resultado una mayor porosidad, más agregados y una menor resistencia a la penetración en comparación con los monocultivos.

En el mismo sentido, Blanco-Canqui y Ruis (2020) afirman que la biolabranza con CS puede favorecer indirectamente a las propiedades físicas del suelo. La entrada de biomasa aérea y subterránea de cultivos de servicios en el suelo conduce a un aumento del carbono orgánico en la capa superficial del mismo e incluso en el subsuelo, lo que podría ser una fuerza impulsora para mejorar sus propiedades físicas y la estabilidad de los agregados. En una revisión meta-analítica hecha por los mismos autores, se informa que el porcentaje de agregados estables en agua mejoró cuando se aumentó el porcentaje de cambio en el contenido de carbono orgánico después de la adopción de cultivos de servicios. Los CS y el aumento del carbono orgánico resultante del uso de los mismos son beneficiosos para la abundancia y las actividades de las lombrices de tierra, especialmente en los sistemas de siembra directa.

Se ha documentado ampliamente que las lombrices de tierra mejoran la estructura del suelo y las propiedades hidráulicas mediante excavación y fundición. Las madrigueras de las lombrices de tierra pueden contribuir considerablemente a la infiltración de agua en el subsuelo y al mantenimiento de la aireación. Las lombrices de tierra ingieren partículas orgánicas y minerales y producen agregados organominerales biogénicos llamados moldes, que son mucho más estables que los agregados no biogénicos. Los beneficios de las lombrices de tierra, a su vez, refuerzan el efecto de la labranza biológica.

El impacto de la labranza biológica en el rendimiento de los cultivos varía según las condiciones climáticas y las prácticas de manejo. En regiones con niveles de precipitación relativamente altos, donde el agua no es una limitación, la labranza biológica con CS puede aumentar el rendimiento de los cultivos. La respuesta del rendimiento de los cultivos a la labranza biológica depende también del número de años de plantación de CS. Durante el primer año, puede no dar como resultado un aumento en el rendimiento del cultivo y, a medida que pasa el tiempo, se puede esperar un efecto más positivo (Whang y Peng, 2021).

La elección del cultivo de servicio tiene implicancias en la eficiencia de la biolabranza, según sea la arquitectura de raíz este posea. Las especies con raíces pivotantes son mucho más efectivas para perforar suelos que aquellas con raíces fibrosas, ya que estas últimas se concentran con frecuencia cerca de la superficie del suelo. Además, las especies perennes tienen más probabilidades de tener éxito en la perforación biológica que las especies anuales. En general, hay cuatro características deseables para que una planta produzca una labranza biológica eficaz: 1) su adaptación a las limitaciones físicas y químicas del suelo, 2) la presencia de raíces gruesas y profundas, 3) un establecimiento fácil, con tasas de crecimiento rápidas y perennidad, y 4) la descomposición rápida de raíces remanentes.

Otro de los desafíos para maximizar el efecto de la labranza biológica de los CS incluye el momento de siembra, y el momento y método de terminación. La siembra oportuna es importante para lograr una alta biomasa de raíces que sea beneficiosa para penetrar en el suelo. Para extender la duración del crecimiento, los cultivos de servicios se pueden plantar al voleo o mediante siembra aérea un poco antes de la cosecha de los cultivos comerciales si la condición de humedad del suelo lo permite. Este enfoque permitirá que crezcan rápidamente después de la cosecha y se establezcan muy bien antes del invierno. El tiempo óptimo de terminación del CS es probablemente el compromiso entre el tiempo para los sistemas de enraizamiento máximo de los CS y el tiempo de siembra de los cultivos subsiguientes. Para los cultivos de servicios anuales, los sistemas de enraizamiento máximos generalmente ocurren en la etapa cercana a la antesis. Para las especies perennes, se ha revelado que el desarrollo de nuevas raíces ocurre cada año, aunque las tasas de muerte de las raíces aumentaron con el envejecimiento, y las poblaciones más grandes de raíces progresaron a mayores profundidades incluso en el quinto año, para el caso de alfalfa (Whang y Peng, 2021).

Las raíces de los cultivos de servicios se pueden utilizar como una herramienta de labranza para mejorar la estructura del suelo mediante la formación de bioporos. Estos bioporos pueden actuar como vías para el flujo de agua y aire, y el crecimiento de las raíces. Sin embargo, el beneficio de la labranza biológica en el rendimiento de los cultivos depende de las condiciones climáticas y las prácticas de manejo. Para optimizar este beneficio, se debe acompañar con prácticas de manejo favorables, como la selección de especies de cultivos de servicios, plantar y terminar CS en los momentos oportunos y con los métodos apropiados. La labranza biológica tiene un gran potencial para reemplazar la labranza convencional y mejorar las condiciones desfavorables del suelo en sistemas de siembra directa para construir una agricultura cada vez más sustentable.

La labranza biológica tiene un gran potencial para reemplazar la labranza convencional y mejorar las condiciones desfavorables del suelo en sistemas de siembra directa para construir una agricultura cada vez más sustentable.

REFERENCIAS

• Blanco-Canqui H and Ruis SJ (2020). Cover crop impacts on soil physical properties: a review. Soil Science Society of American Journal, 84: 1527-1576

• Wang X, Whalley WR, Miller AJ, White PJ, Zhang F, and Shen J. (2020).Sustainable Cropping Requires Adaptation to a Heterogeneous Rhizosphere. Trends in Plant Science, 25, 1194-1202

• Zhang Z, Peng X. (2021). Bio-tillage: A new perspective for sustainable agriculture. Soil & Tillage Research, 206: 104844.