Nivel de intensificación y secuencias de cultivos según el ambiente

Ensayos de larga duración para determinar qué nivel de intensificación y secuencias de cultivos se adaptan mejor en los ambientes.

Autores

Ruiz, A. Chacra Justiniano Posse, AAPRESID.

Accame, F. Sistema Chacras, AAPRESID.

Coyos, T. AER Justiniano Posse, INTA.

Introducción

En los últimos años, la región pampeana se vio afectada por excedentes hídricos y ascenso de las napas freáticas (Bertram y Chiacchiera, 2014). Esta problemática impulsó a productores del sudeste de Córdoba a unirse y convocar a Sistema Chacras de Aapresid con la finalidad encontrar una solución a la problemática bajo un sistema coordinado de trabajo.

El presente informe surge de los resultados experimentales de una de las líneas que actualmente integra el proyecto llamado Chacra Justiniano Posse. El mismo apunta a desarrollar tecnologías que tiendan a convertir la oferta hídrica en mejoras para el sistema productivo/empresa agropecuaria. El desafío es mejorar el sistema en su conjunto y disminuir riesgos de anegamientos temporarios y permanentes a través del aumento del consumo de agua y de la productividad. La problemática es abordada en dos niveles: a nivel rotacional (ajuste de intensidad y diversidad de cultivos) y a nivel de cultivo individual (ajuste de tecnologías específicas sobre cada cultivo).

Los sistemas productivos de la zona están basados en cultivos de maíz, soja y trigo, principalmente. Los sistemas poco intensificados pierden la oportunidad de convertir estos excedentes hídricos en producción y se generan brechas de rendimientos a nivel de sistema, siendo poco eficientes en el consumo y productividad del agua.

Los objetivos del presente trabajo son determinar qué nivel de intensificación y secuencias de cultivos agrícolas son más adecuados para los ambientes de la Chacra Justiniano Posse en cuanto a productividad, balance de carbono y uso del recurso hídrico. Para contestar esta pregunta se seleccionaron sitios representativos de estos ambientes.

Metodología

Con el fin de determinar qué nivel de intensificación y secuencias de cultivos se adaptan mejor en los ambientes con y sin napas, pertenecientes a lotes de productores de la Chacra, en la zona de Justiniano Posse, se seleccionaron dos sitios: el sitio Orazi, representando el ambiente con napa; y el sitio La Comarca, sin napa (Imagen 1). Dentro de cada sitio, se eligió un lote que se dividió en cuatro franjas de tamaño similar (3 y 5 has, respectivamente) y en los que se ubicaron cuatro rotaciones diferentes en cuanto a secuencia de cultivos y nivel de intensificación.

El sitio Orazi es un Argiudol Típico, serie Monte Buey, con napa cercana de buena calidad. Mientras que el sitio La Comarca no cuenta con napa y es un Haplustol údico serie Laborde. Orazi tiene mayor capacidad de almacenamiento de agua útil (AU) que La Comarca.

Las rotaciones evaluadas en ambos sitios se pueden observar en la Tabla 1. Las mis- mas se iniciaron en la campaña 2014/15 y se realizaron por 4 años. Tres de las rotaciones (1, 2 y 3) cumplieron dos ciclos completos de experimentación, mientras que la cuarta rotación (4), en la campaña 2016/17 cumplió su primer ciclo. A las rotaciones se las comparó con un monocultivo de soja, considerando las mediciones realizadas en los cultivos de soja de las rotaciones 3 y 4.

Imagen 1 Ubicación de los sitios experimentales.

El manejo agronómico de los cultivos fue a elección del productor, que siguió algunos lineamientos con el objetivo de obtener rendimientos cercanos a los potenciales para cada ambiente. Además, se hizo foco en la correcta fecha de siembra, genotipos de elevado potencial y adecuada fertilización, entre otros aspectos.

Las rotaciones se evaluaron en función de:

• Indicadores de producción: Rendimientos y ocupación del suelo.

• Indicadores ambientales: Aportes de carbono, uso del agua y dinámica de la napa.

• Indicadores económicos: Margen bruto.

Resultados y discusión

Indicadores de producción

Rendimientos De cada cultivo, en cada sitio, se obtuvo el rendimiento con cosechadora por pesaje y cálculo de la superficie. No hubo diferencias significativas en los rendimientos obtenidos en ambos sitios (Tabla 2). El maíz de 2da. fue el único que fue ligeramente superior en el sitio Orazi, obteniéndose 1000 kg/ha más que en La Comarca. Hay que aclarar que fueron cuatro campañas con abundantes precipitaciones, con excepción de enero y febrero 2018 que afectó los cultivos de 2da en los ambientes sin napa.

Rotación 1 Rotación 2 Rotación 3 Rotación 4Año 1 Trigo/Soja Trigo/Soja Trigo/Maíz Trigo/SojaAño 2 Trigo/Maíz Maíz Soja MaízAño 3 Igual que año 1 Soja

Tabla 1 Rotaciones evaluadas en ambientes con y sin napa.

Tabla 2 Número de lotes por sitio, rendimientos medios (Rto, kg/ha), coeficiente de variación (CV, %) para el sitio Orazi, La Comarca y el promedio de ambos sitios.

Figura 1 Productividad promedio anual de cada rotación en ambos sitios en conjunto, discriminada por cultivo. El valor porcentual indica cuánto corresponde a cada cultivo en relación a la producción total.

En cuanto a la estabilidad de los rendimientos (coeficiente de variación), fueron más estables en el sitio Orazi, probablemente por la presencia de napa y menor dependencia de la distribución de las precipitaciones. Al comparar la estabilidad entre cultivos, el maíz de 1ra fue el más estable seguido por soja de 1ra. El trigo probablemente sea inestable no solo por la variabilidad de las lluvias sino también de las temperaturas. Los cultivos de segunda se ven afectados no solo por las precipitaciones sino también por el rendimiento y consumo de agua y nutrientes del trigo antecesor y la fecha de siembra.

Cuando se analizó la base de datos de lotes de producción de la Chacra Justiniano Posse (Ruiz et al., 2016) se observó una mayor estabilidad en los rendimientos entre lotes y entre campañas en ambientes con napa. Rizzo et al. (2018) evaluaron el efecto que tiene la napa en los rendimientos de maíz en el cinturón maicero de Estados Unidos y encontraron que aumenta los rendimientos y la estabilidad, especialmente en años secos: los rendimientos fueron un 6% y 24% mayores en los ambientes que contaban con napa en campañas húmedas y secas, respectivamente.

Al considerar los rendimientos de los cultivos que se realizan en cada rotación, se estimó la producción anual promedio para cada secuencia (Figura 1). La producción de las diferentes rotaciones se encontró asociada al nivel de intensificación: las rotaciones de 4 cultivos en 2 años y la de tres cultivos, realizando soja de segunda, obtuvieron los mayores rendimientos (11300 kg/ ha), valor que duplica a lo que se hubiese producido con monocultivo de soja.

Tabla 3 Rotaciones evaluadas en ambientes con y sin napa.

Ocupación del suelo e intercepción de la radiación

Se calculó la duración promedio del ciclo de cada cultivo promediando las fechas de siembra, cosecha y madurez fisiológica de cada cultivo (Tabla 3). Luego, se sumaron los ciclos y se dividió por el número de años que dura cada una de las rotaciones. Así se obtuvo el número de días que cada rotación hace uso del suelo (Tabla 4) y la radiación que es interceptada en dicho período. Al realizar un solo cultivo al año, se intercepta un 60% de la radiación; mientras que al intensificar, se puede llegar a interceptar más del 80%.

Indicadores ambientales

Aportes de carbono y balance de la materia orgánica Para estimar los aportes de carbono humificable de cada cultivo, se siguió la metodología propuesta por Andriulo et al. (1999). La misma se basa en el rendimiento de cada cultivo e índice de cosecha (Cárcova et al., 2013) para estimar la biomasa aérea total y a lo que se le suma las raíces (30% o 15% de la biomasa aérea, según sea cereal u oleaginosa). Luego se considera que, de la biomasa total, el 40% es C y se humifica un 17% en soja y un 13% en trigo y maíz. Una vez estimados los aportes de cada cultivo, se estimó el C aportado en promedio anual en cada una de las rotaciones.

El cultivo de maíz, ya sea de primera o de segunda, es por excelencia el cultivo que tiene los mayores aportes de carbono y llega casi duplicar los 470 kg/ha aportados por la soja (Tabla 3). En una posición intermedia se encuentra el trigo, con aportes que rondan los 580 kg/ha.

Al comparar el aporte de carbono de las diferentes rotaciones, al igual que el rendimiento, éste depende del nivel de intensificación (Figura 2). También se encuentra asociado al porcentaje de gramíneas que tiene la rotación, ya que los aportes de éstas son mayores en relación a los aportes de leguminosas como soja.

La mineralización se estimó en función del modelo AMG de balance de carbono (Andriulo et al., 1999), que tiene en cuenta el contenido de materia orgánica y un coeficiente que varía según el contenido de arcilla del suelo y las temperaturas medias anual. Dependiendo del sitio, la mineralización varió entre 962 kg/ha y 1286 kg/ha de carbono por año. Con las rotaciones más intensivas de dos cultivos por año estaríamos, en el mejor de los casos, en un balance neutro.

Para la zona de Corral de Bustos, Gudelj et al., (2017) encontraron que cuando se parte de una situación con un suelo bajo en materia orgánica (2,4%), con una rotación de 3 cultivos en dos años y reposición de nutrientes, sería posible mantener un balance neutro de carbono. Pero en ambientes con elevados niveles iniciales de carbono (3,1%), no alcanzaría con lo anterior para mantener estable el contenido de materia orgánica.

Tabla 4 Cultivos, índice de intensificación, días del año ocupados con cultivo, intercepción de la radiación y % de gramíneas de cada rotación.

Figura 2 Aporte de carbono promedio anual por rotación en ambos sitios en conjunto discriminada por cultivo; el valor porcentual indica del aporte total de carbono de cada rotación, cuánto corresponde a cada cultivo.

Figura 3 Consumos de agua anuales promedio de las rotaciones en el sitio La Comarca; el valor porcentual indicado del consumo total cada rotación, cuanto corresponde a cada cultivo.

Por otro lado, la Chacra Pergamino (Agosti, 2017), que se encuentra trabajando con rotaciones agrícolas y pasturas en ambientes con mayores contenidos de carbono que los del sudeste de Córdoba, arribaron a que las rotaciones agrícolas presentan balances negativos de carbono; pero también afirman que se pueden alcanzar balances positivos a través de la inclusión de pasturas consociadas a la rotación.

Consumo de agua y balance hídrico En el sitio sin napa (La Comarca) se realizaron mediciones del contenido de humedad gravimétrica del suelo a la emergencia, floración y madurez fisiológica de los cultivos. Se estimó el uso consuntivo de agua por parte de los cultivos en el sitio La Comarca. El mismo se estima considerando la diferencia entre la humedad del suelo que había al momento de madurez del cultivo y a la siembra del cultivo, y a lo que se le suman las precipitaciones diarias.

H° Inicial + Precipitaciones = Consumo + H° Final Consumo = H° Final - (H° Inicial + Precipitaciones)

Los cultivos estivales consumieron más agua que los invernales; a su vez los de primera, al tener un ciclo más largo y cumplir su ciclo en un periodo de gran demanda ambiental, necesitan más agua que los cultivos de segunda (Tabla 3). El cultivo con mayor consumo fue el maíz de primera, que llegó a los 570 mm, mientras que el trigo fue el de menor consumo. Hay que tener en cuenta que al considerar el doble cultivo trigo/soja o trigo/maíz, el consumo de agua superó los 800 mm. El consumo de agua de soja de primera fue bajo en relación al rendimiento obtenido, resultando en una productividad del agua elevada. Las variedades de soja utilizadas para las siembras de primera son ciclo corto con elevado potencial de rendimiento. Para un rendimiento de 5800 kg/ha se hubieran esperado consumos de agua superiores a los 500 mm si se consideran los valores de productividad de agua promedio reportada para el cultivo.

Figura 4 (debajo) Dinámica de la napa en el sitio Orazi de la campaña desde octubre 2014 a febrero 2018. Los puntos negros representan los momentos en que la misma se encontró en superficie o cercano a ella.

Fotografía 1 Miembros de la Chacra Justiniano Posse.

Al comparar el consumo anual promedio de las rotaciones (Figura 3), la de mayor nivel de intensificación tuvo el mayor consumo, que llegó a 836 mm anuales, la de menor consumo, Tg/Sj-Mz-Sj, sólo 626 mm. Si se la compara con el consumo de un cultivo de soja de primera, las cuatro rotaciones consumen entre 150- 340 mm más.

Las precipitaciones promedio en ambos sitios para las 4 campañas analizadas fue de 880 mm. Al realizar dos cultivos por año, solo 60 mm (6%) se perdieron por evaporación, escurrimiento o percolación hacia la napa. En el caso de realizar un solo cultivo anual, se pierden alrededor de 440 mm (50%) por campaña, que parte se evapora, pero en gran medida escurre a sectores más bajos colmando lagunas y canales o percolando a la napa, provocando un ascenso de la misma.

En Justiniano Posse llueven en promedio 928 mm por año (últimos 30 años) y en menos del 37% de los años las precipitaciones no superaron los 850 mm, valor necesario para realizar un doble cultivo.

Dinámica de la napa

En el sitio Orazi (con napa) se instalaron 4 freatímetros, ubicando uno en cada rotación. Se hizo un seguimiento del nivel de la napa cada 15-30 días durante los 4 años con el objetivo de estudiar su dinámica a lo largo del tiempo y relacionarlo con el balance hídrico y las rotaciones.

Figura 5 Relación entre el balance hídrico y el movimiento de la napa entre momentos de medición de nivel de napa.

La napa oscilo entre los 50 y 250cm de profundidad (Figura 4). En las cuatro campañas que transcurrió el ensayo, la misma se encontró cercana a la superficie anegándose el suelo en marzo y abril 2015, agosto 2015, diciembre 2015, abril y mayo 2016 y julio 2016 (puntos negros en el gráfico). En enero 2019 la misma volvió a ascender y afectar los cultivos por lo que podemos concluir que la misma podría traer complicaciones a lo largo de toda la campaña.

La relación entre el balance hídrico (diferencia entre precipitaciones y evapotranspiración potencial) y el movimiento de la napa comprendido para el mismo período (Figura 5), es muy estrecha, explicándose en un 79% el movimiento de la napa. La relación entre ambas variables fue de 0,7, indicando que ante un balance positivo de 10mm, la napa asciende 7cm, mientras que si el balance es -10mm, la misma desciende 7cm. Para Marcos Juárez, Cisneros et al. (2014) calibraron un modelo encontrando una relación de 0,6.

De observaciones a campo se vio una tendencia a que cuando existe un cultivo activo, ante balances hídricos negativos la napa tiende a descender en mayor medida que cuando no hay cultivo. Por otro lado, cuando ocurre una lluvia, el ascenso freático es menor ya que el cultivo se encontró consumiendo agua, el suelo tiene un menor contenido de humedad disminuyendo el exceso de agua que percola hacia la napa.

Indicadores económicos: análisis económico

En función de los rendimientos obtenidos, el manejo promedio realizado a cada cultivo y los precios actuales (Revista Márgenes Agropecuarios, diciembre 2018) se calculó el margen bruto por rotación en campo arrendado. Los precios actuales favorecen al cultivo de soja y el mayor margen se obtiene cuando se realiza trigo/soja. Al analizar el margen bruto por rotación, la de tercios es la de mayor margen anual con los precios actuales (Figura 6). De todas formas, son reducidas las diferencias entre rotaciones.

Figura 6 Margen bruto anual promedio de las rotaciones; el valor porcentual indicado del margen total de cada rotación, cuanto corresponde a cada cultivo.

Comentarios finales

Las cuatro campañas analizadas fueron benignas para los cultivos y los rendimientos obtenidos alcanzaron los potenciales determinados para la zona. El análisis permitió establecer diferencias en cuanto a la producción entre niveles de intensificación, pero no se detectaron diferencias entre los sitios con y sin napa. La presencia de napa sí se tradujo en una mayor estabilidad de los rendimientos entre campañas.

En ambientes con y sin napa se pueden realizar rotaciones de cultivos más intensas que Tg/Sj-Mz-Sj (1,3 cultivos anuales) que tienen mayor captura de radiación, consumo de agua, productividad y aportes de carbono. Al intensificar, aumentamos la producción y aportes de carbono al sistema. Además, aumenta la productividad del agua, no solo por una mayor eficiencia sino también por un mayor consumo y disminuye la generación de excedentes hídricos.

La intensificación contribuiría con la problemática de los excedentes hídricos. Localmente, la intensificación modela la dinámica de la napa: si bien la napa depende de la oferta de lluvias y la demanda ambiental, la misma está afectada en el corto plazo por la presencia o no de un cultivo.

Las rotaciones más intensificadas tuvieron márgenes brutos similares a la de tercios, pero éstas presentan mayores costos de inversión. Por lo que si consideramos la actual política de arrendamientos y también los márgenes pequeños respecto a los costos, muchas veces el productor termina optando por rotaciones de menor inversión, y prioriza la seguridad de continuar produciendo a expensas de los beneficios que trae la intensificación en el mediano y largo plazo.

REFERENCIAS

• Agosti, B. 2017. Intensificación agrícola: claves para una adopción exitosa. Actas Congreso AAPRESID 2017.

• Andriulo, A, B. Mary y J. Guerif. 1999. Modelling soil carbon dynamics with various cropping sequences on the Rolling pampas. Agronomie 19: 365-377.

• Bertram, N. y S. Chiacchiera. 2014. Ascenso de napas en la Región Pampeana: ¿Consecuencia de los cambios en el uso de la tierra? INTA EEA Marcos Juárez.

• Cárcova, J., L.G. Abeledo y M. López Pereira. 2013. Análisis del rendimiento: crecimiento, partición y componentes. En: Producción de granos. Bases funcionales para su manejo. Ed. Facultad de Agronomía. 783 pp.

• Cisneros, J., H.A. Gil, J.D. De Prada, A. Degioanni, G.A. Cantero, O. Giayetto, J.P. Ioele, O.A. Madoery, A. Masino y J. Rosa. 2014. Estado actual, pronósticos y propuestas de control de inundaciones en el centro-este de la provincia de Córdoba. Río Cuarto, Argentina.

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