Incorporación del doble cultivo trigo-soja en los sistemas de producción para incrementar la captura y la eficiencia de uso del agua y de la radiación

Postulante: Octavio P. Caviglia

Director: Victor O. Sadras Co-Director: Fernando H. Andrade Asesor: Pablo E. Abbate

Introducción

Las estimaciones realizadas para los próximos cincuenta años indican que la población mundial aumentará en forma importante, proyectándose una población global de 10000 millones de personas para las que será necesario satisfacer la demanda de alimentos (Andrade, 1998). Esta situación también lleva a proyectar que las demandas de agua se incrementarán tanto en cantidad como en calidad, a la vez que se aumentarán los desperdicios urbanos e industriales y en consecuencia las posibilidades de contaminación (Bouwer, 2000).

Debido a las escasas posibilidades de incorporación de nuevas tierras (Buringh and Dudal, 1987) es de suponer que los futuros incrementos en la producción de alimentos deberán ser logrados como producto de un mayor rendimiento por unidad de área. Para cumplir con este desafío sería útil cambiar el actual criterio de rendimiento, por el de producción por unidad de área y tiempo (Evans, 1993) e incrementar la captura y eficiencia de uso de los recursos que brinda el ambiente, en especial radiación solar y precipitaciones.

A nivel de un cultivo individual solo son posibles escasas mejoras en la captura y en la eficiencia de uso de agua (EUA) y radiación solar (EUR) por modificar practicas de manejo o el aspecto varietal. Incorporando el doble cultivo trigo-soja en la secuencia de cultivos se lograría incrementar la captura total de agua en el sistema (evapotranspiración del sistema, ETs) por el incremento en la transpiración en comparación con sólo uno de los cultivos en forma individual o con el promedio de los mismos en la misma unidad de tiempo y superficie. Las pérdidas por evaporación desde el suelo (Es) serían reducidas, aunque sin compensar el incremento en transpiración (T) en el doble cultivo, como consecuencia del sombreo del suelo por la canopia durante un periodo del año más prolongado. Además es de suponer que sobre un perfil de suelo menos recargado como consecuencia de la intensificación de la secuencia y con la presencia de un cultivo o sus residuos podrían reducirse las pérdidas por escurrimiento y drenaje profundo de manera importante.

En síntesis la incorporación del doble cultivo en los sistemas de producción del sudeste bonaerense permitiría mejorar la captura y la eficiencia de uso de agua y radiación y de esa manera aumentaría la producción por unidad de área y tiempo. Los mecanismos involucrados en esas mejoras estarían principalmente relacionados con las reducciones en algunos componentes del balance hídrico y con el incremento en la captura de radiación. Dentro del doble cultivo sería posible lograr mejoras adicionales en la EUA como resultado de algunas prácticas de manejo agronómico, tales como la reducción de la distancia entre hileras o la intersiembra de la soja dentro del trigo, que afecten a dichos mecanismos. La información disponible es muy escasa y son necesarios aportes que permitan evaluar en el largo plazo el impacto de la intensificación del sistema sobre la productividad y el uso eficiente de los recursos que brinda el ambiente.

Hipótesis

1) El incremento en el índice de intensificación (ISI=Nº cultivos. Nº años de la secuencia-1) por la incorporación del doble cultivo trigo-soja en los sistemas productivos del sudeste bonaerense aumenta la radiación interceptada por el sistema (Ris), la evapotranspiración del sistema (ETs) y la eficiencia en el uso del agua del sistema (EUAs)

2) El aumento en ETs al incrementar el ISI se explica por la mayor cantidad de agua transpirada

3) La mejora en la EUAs por el incremento en el ISI se explica por la reducción de las perdidas de agua "no productivas" del sistema (Es, escurrimiento y drenaje profundo)

4) El doble cultivo aumenta la eficiencia en el uso del agua (EUA) en comparación con los cultivos individuales o con su promedio por unidad de área y tiempo debido a:

  • mayor fracción de agua transpirada (T/ETs)
  • mayor fracción de radiación interceptada (Ri/radiación incidente base anual)

5) Dentro del doble cultivo las prácticas de manejo, como la reducción de la distancia entre hileras y la intersiembra de la soja dentro del trigo mejoran la EUAs porque reducen el tiempo hasta lograr la máxima cobertura y como consecuencia aumentan la cantidad de Ri y la fracción de agua transpirada.

Objetivos

  1. evaluar el efecto del doble cultivo trigo-soja sobre la captura y la eficiencia de uso del agua y la radiación solar en los sistemas de producción agrícolas del sudeste bonaerense.
  2. estimar a largo plazo, mediante el uso de modelos simples, las mejoras en la producción por unidad de área y tiempo por la incorporación del doble cultivo.
  3. estudiar los mecanismos involucrados en el balance de agua y en la captura de radiación en los cultivos individuales de trigo y soja y en el doble cultivo.
  4. evaluar los vínculos entre EUA y EUR desde el nivel de cultivo al de sistema de producción.
  5. cuantificar los cambios en la captura de agua y radiación en el doble cultivo por incorporar la siembra intercalada y las reducciones del distanciamiento entre hileras en el cultivo de soja de 1ra, 2da e intersembrada.

Materiales y Métodos

Sitio experimental, cultivo y manejo

Para probar las hipótesis 4 y 5 se realizará un experimento de campo en dos campañas agrícolas consecutivas en la la Unidad Integrada Balcarce. La siembra de la soja de 1ra se realizará en la primera quincena de Noviembre, la intersiembra se realizará a mediados del período de llenado de granos del trigo (fines de noviembre) y la soja de segunda en la ultima quincena de diciembre luego de la cosecha del trigo.

Tratamientos y Diseño experimental

Los tratamientos se dispondrán en parcelas divididas con tres repeticiones; a la parcela mayor se asignará una de cuatro alternativas

  1. soja de 1ra
  2. doble cultivo trigo-soja de 2da,
  3. doble cultivo trigo-soja intersembrada
  4. trigo como único cultivo.

Las subparcelas se asignarán a los dos espaciamientos entre hileras de la soja: amplios (0.66-0.70m) y angostos (0.35-0.44m)

Mediciones

  • Humedad volumétrica en el suelo hasta 1,6 m de profundidad con sonda de neutrones, semanalmente
  • Intercepción de la radiación, quincenalmente.
  • Biomasa aérea y su partición en los órganos presentes
  • Rendimiento en granos, y sus componentes numéricos
  • Área foliar sobre las muestras de biomasa

Estimaciones y variables derivadas

  • ET mediante balance entre: variación de almacenaje entre fechas y precipitación
  • EUAMS se estimará mediante la regresión lineal entre la materia seca y ET acumuladas
  • EUAg como la razón entre rendimiento en grano y ET.
  • Eficiencia transpiratoria (efT) se estimará en forma similar a EUAMS
  • La Es se estimara mediante:

a) el modelo de Cooper et al. (1983) como una función de la Ri y la evaporación de una parcela de suelo desnudo

b) la regresión entre ET y Ri (Caviglia and Sadras, 2001) y

c) el modelo propuesto por Eastham and Gregory (2000) como una función exponencial del índice de área foliar (IAF).

  • T por diferencia entre ET y Es.
  • La EUR se calculará de la regresión entre Ri y B.
  • La ETs será corregida por el déficit de presión de vapor diario
  • El rendimiento en granos será corregido por el costo energético
  • EUAs será calculada como rendimiento del sistema. ETs-1; en el caso de los cultivos individuales la ETs será evaluada en base anual (1/6 al 31/5)
  • IAF sobre las muestras de biomasa.

Estimación a largo plazo

Para probar las hipótesis 1 a 3 se realizará una estimación a largo plazo (25 años de la serie histórica de Balcarce) para evaluar el balance hídrico, la captura de radiación y la EUAs en diferentes sistemas de producción que diferirán en el ISI, utilizando modelos de un rango de complejidad. Se incluirán secuencias con diferentes niveles de intensificación del sistema variando la cantidad de cultivos por unidad de tiempo (ISI) empleando como herramienta la inclusión del doble cultivo.

El funcionamiento de los modelos para las condiciones locales será evaluado previamente empleando la información experimental.

Referencias

ANDRADE, F:H: 1998. ¿Es posible satisfacer la creciente demanda de alimentos de la humanidad? Interciencia 23 (5): 266-274

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BURINGH, P and DUDAL, R. 1987. Agricultural land use in space and time. In: Wollman, M.G. and Fournier, F.G.A. Land Agriculture. Willey, J. and Sons, New York

CAVIGLIA, O.P. and SADRAS, V.O. 2001. Effect of nitrogen supply on crop conductance, water- and radiation-use efficiency of wheat. Field Crops Research 69: 259-266

COOPER, P., KEATINGE, J., HUGHES, G., 1983. Crop evapotranspiration - a technique for calculation of its components by field measurements. Field Crops Res. 7, 299-312

EASTHAM, J. and GREGORY, P.J. 2000. Deriving empirical models of evaporation from soil beneath crops in a Mediterranean climate using microlisimetry. Aust. J., Agric. Res. 51: 1017-1022

EVANS, L.T. 1993. Crop evolutions, adaptations and yield. Cambridge University Press. Cambridge 500 pp


"Efecto de la fertilización en Setaria sphacelata cv. Narok"

Estudiante: Ing. Agr. Julia Susana Bitonto Director: Ing. Agr. Stella M. Altuve (EEA INTA Mercedes, Corrientes) Co-Director: Ing. Agr. Alejandra Marino (EEA INTA Balcarce – FCA, UNMdP)

Introducción

En la provincia de Corrientes la cría de vacunos en campo natural es la principal actividad ganadera. La producción animal con esta única alimentación es baja, porque se registran de regulares a aceptables ganancias de peso durante 7-8 meses y el resto del año se produce mantenimiento o pérdida de peso. Las pasturas introducidas "adaptadas" pueden ayudar a superar la baja productividad porque: 1. Suministran mayor cantidad de forraje por unidad de área y 2. Proveen una mejor calidad de alimento. Estos dos factores conducen a una mayor carga y mejor perfomance animal (Royo, O. 1996).

Las colecciones de forrajeras realizadas en diferentes regiones de Corrientes, dieron como resultado la identificación de varias gramíneas forrajeras subtropicales promisorias en cada región ecológica. Las evaluaciones de las mismas bajo producción animal demostraron que estas son persistentes, estables y que permiten incrementar la producción animal (Pizzio et al 1990). Entre estas gramíneas forrajeras una de las especies que se ha destacado por su producción, persistencia y capacidad de adaptación a los diferentes ambientes de Corrientes es Setaria sphacelata cv. NAROK.

La respuesta a la fertilización de Setaria ha sido investigada en diferentes ambientes y por varios investigadores. En Uganda, Olsen (1972) verificó respuestas lineales a la aplicación de N obteniendo una producción de 12000 kg de MS/Ha con 448 kg N/Ha. Por otro lado Topall et al (2000) evaluando el efecto del nitrógeno y el fósforo en el rendimiento de materia seca de forrajeras tropicales encontraron que ambos elementos eran necesarios para maximizar la producción. En E.E.A. Mercedes, Corrientes ensayos realizados con fertilización con nitrógeno y fósforo mostraron que existe una respuesta lineal al agregado de estos elementos (INTA, 1980).

En el área de trabajo de la E.E.A. Mercedes, Setaria sphacelata cv. Narok es la especie más sembrada y existe necesidad de contar con mayor información sobre la respuesta de la misma a la fertilización.

El objetivo de este trabajo fue evaluar los efectos de distintas dosis de nitrógeno y fósforo en la producción de materia seca, composición y calidad de Setaria sphacelata cv. Narok.

Materiales y métodos

El ensayo se llevará a cabo en la EEA INTA Mercedes (29º L. Sur, 58º L. Oeste, 100 m sobre nivel del mar), en la unidad fisiográfica denominada afloramientos rocosos. Durante el período diciembre 2000 - abril 2001, en una pastura de Setaria sphacelata cv. Narok implantada en 1999 se evaluarán 3 niveles de nitrógeno (0 - 50 - 100 kg/Ha) y 3 niveles de P2O5 (0 - 45 – 90 kg/Ha) en parcelas utilizando un diseño completamente aleatorizado con 3 repeticiones. Los fertilizantes a utilizar son urea y superfosfato triple de calcio. Se determinará en: a. suelo: composición química al inicio y finalización del ensayo y b. en pastura: rendimiento de materia seca por corte a 10 cm cada 28-30 días, composición del rendimiento de materia seca total (hoja, tallo, espiga, material muerto) por corte, composición química (N-P-K) de la materia seca y digestibilidad de la materia seca de los componentes.

Los resultados serán analizados utilizando el paquete estadístico SAS 6.12 (Stadistical Analisis System).

Referencias bibliogràficas

Olsen, F.J. (1972). Effect of large applications of nitrogen fertilizer on the productivity and protein content for four tropical grasses in Uganda. Tropical Agric., Trinidad, 49 (3): 251-60.

Pizzio, R.M.; Royo Pallarés, O.; Benítez, C.A.; Fernández, J.G; Delfino, D.; Laphitz, L.E.; Casco, J. Y Brooks, J.A. (1990). Evaluación bajo pastoreo de forrajeras promisorias en la provincia de Corrientes. Ministerio de Agricultura, Ganadería, Industria y Comercio de Corrientes. I. Ano 1, Nº 1.

Royo Pallarès, O. (1996). Pasturas introducidas en Corrientes: su inserción en los sistemas de producción. En: Ganadería subtropical 96. Asociación Argentina de Brangus. Jornadas internacionales de actualización. Pàg. 51.

Topall, O.; Jouani, C.; Duru, M.; Cruz, P. (2001). Assesing the effect of N and P supply dry matter yield of three tropical grasses. Proceedings of the XIX International Grassland Congress. Pàg. 189. Sao Pedro, Sao Pablo, Brazil.


"Efecto individual y combinado de labranzas, encalado y fertilización fosforada sobre algunas propiedades físicas del suelo y la producción de materia seca del cultivo de alfalfa"

Estudiante: Ing..Agr. Juan Martín Guecaimburu Director: Ing. Agr. Juan Carlos Ceriani (Universidad Nacional de Luján) Co-Director: Ing. Agr. Ángel Berardo (EEA INTA Balcarce – FCA, UNMdP)

El desarrollo de sistemas productivos sostenibles, agrícolas ganaderos, implica relacionar el medio ambiente, con las tecnologías disponibles, posibles y alternativas (Morello 1994). Las demandas ecotecnológicas de los cultivos para cada ambiente, en una relación paisaje suelo dada, deben compatibilizarse con un nivel mínimo de degradación y un rendimiento sustentable (Sttiner y House, 1989). En los últimos años, la agriculturización progresiva de las tierras condujo a demandas crecientes de laboreo, traduciéndose éstos en deterioros progresivos de las jerarquías de las estructuras del suelo, con frecuentes compactaciones, y pérdidas de la estabilidad de la estructura edáfica (Orellana y Pilatti, 1994). Lo mencionado se traduce en modificaciones de la relación sólidos espacios aéreos y su efecto sobre las formas activas del carbono y una modificación en la composición básica del complejo de cambio y en la dinámica de los nutrientes aniónicos (Ceriani,etal.1994ab). Entre las especies forrajeras utilizadas en el mundo la alfalfa es una de las más antiguas en uso. Estudios realizados en la región Pampeana muestran que los rendimientos obtenidos oscilan entre 748 y 1078 kg MS/ha bajo el régimen de corte. (Romero, 1988).Esta especie se adapta a ambientes bien a moderadamente bien drenados, con rangos de acidez moderada a neutra la que influye sobre la dinámica de nutrientes catiónicos y aniónicos. (Fagioli 1974). El empleo de cultivares tradicionales de bajo potencial rendimiento en cantidad y calidad de materia seca, unido al deterioro creciente del recurso suelo, condujo a la declinación de su cultivo como forrajera y a la superficie de áreas destinadas a tal fin (Jano,H,et al 1995). La aparición de genotipos de la especie con potenciales de altos rendimientos, genera crecientes demandas edáficas y de laboreo, resultando en procesos degradatorios físicos, químicos y biológicos respecto a compactaciones, modificaciones en la reacción del suelo (acidificación), actividad biótica y disponibilidad de agua y nutrientes del suelo. Las áreas positivas del paisaje, con potencialidad agrícola ganadera, en la cuenca media del Río Luján presentan estos tipos de degradación (Ceriani et al 1994a).Por lo descripto, respecto a requerimientos y potencialidades productivas de la especie unido al hecho de que en el área de la cuenca media del Río Luján no se cuenta con datos, ni información suficiente y confiable respecto al efecto parcial y/o combinado de las prácticas de labranzas, fertilización y encalado y vinculados estos efectos a su acción sobre el suelo y en la producción de materia seca de la especie alfalfa es que se plantea el siguiente estudio, cuyo objetivo es: Evaluar el efecto de tres sistemas de labranza, el encalado y la fertilización fosforada, sobre propiedades físicas y químicas de un suelo representativo de la Cuenca Media del Río Luján y determinar la producción de materia seca en el cultivo de alfalfa. El ensayo se desarrolla sobre un suelo Argiudol con horizonte E incipiente, ubicado en la unidad cartográfica loma plana con microdepresiones del campo experimental de la Universidad Nacional de Luján (Latitud Sur 34·32´, Longitud Oeste 59·57). Dicha unidad es representativa del 40% del área con aptitud agrícola en la cuenca media del Río Luján.El ensayo se instaló en septiembre de 1997, y presentó un diseño experimental de parcelas subdivididas de 5 m por 1,4 m, distribuidas en bloques al azar con cuatro repeticiones. Los tratamientos representaron tres sistemas de labranzas combinados con encalado para corregir la reacción del suelo y fertilización fosforada. Estos fueron: Subsolado (S),Subsolado + Encalado (SE),Subsolado + Fertilizado (SF), Subsolado + Encalado + Fertilizado (SEF),Arada Profunda (P),A. Profunda + Encalado (PE),A. Profunda + Fertilizado (PF),A. Profunda + Encalado + Fertilizado (PEF),Labranza Convencional (C),Lab. Convencional + Encalado (CE),Lab. Convencional + Fertilizado (CF),Lab. Convencional + Encalado + Fertilizado (CEF).

El subsolado se realizó a 45cm de profundidad, en dos pasadas al sesgo, seguido de cincel. La arada profunda consistió en una doble arada con arado de reja y vertedera cruzadas, a 27 cm de profundidad, seguida de disco cada una de ellas. La labranza convencional fue hecha con arado de reja y vertedera a 15cm de profundidad, seguida de rastra de disco, rastra de diente y rolo. La dosis utilizada en el encalado del suelo (hidróxido de calcio 1000Kg/ha) surgió de trabajos realizados en ensayos preliminares (Ceriani, et al 1998), sobre determinación de necesidad de cal para llevar la reacción del suelo a pH 6,5, considerado este un valor óptimo en este tipo de suelos para el adecuado crecimiento de la mayoría de las especies de interés agrícola. La fertilización fosforada con super fosfato triple se realizó al voleo con la posterior incorporación, previo a la siembra y la dosis empleada fue de 150Kg/ha. El cultivar utilizado fue una población de Alfalfa Pampeana con latencia invernal. La cosecha del material se realizó con cortes manuales a través de muestreos al azar dentro de cada parcela, utilizando un aro de alambre de 1089cm2, según lo descripto por Ogden-Kehr (1968), con tres repeticiones en cada parcela. Se empleó la estufa de secado aproximadamente a 60ºC, hasta llevar a peso constante para su posterior evaluación como materia seca.

Se analizaran los siguientes parámetros: Kg Materia Seca/ha (MS) (Ogden et al. op.cit.),Resistencia a la penetración mecánica (RP) (O´Sullivan et al. 1987),Densidad Aparente (DA) (Black, 1965), pH Actual (PA) y potencial (PP), Fósforo Extractable. Kurtz y Bray l (Pext)(Black 1965),Estabilidad de Estructura. (Hennin,1971 modificado por Pillati,et al 1988). El análisis estadístico de los datos se efectuará por cuadrados mínimos, realizándose el análisis de varianza y test de Tukey al 5% de significación.


"Efecto de la remoción profunda en siembra directa sobre propiedades físicas del suelo y la nutrición nitrogenada y agua en maíz"

Estudiante: Ing. Agr. Rafael M. Introcaso Director: Dr. Eduardo Rienzi (Facultad de Agronomía, UBA) Co-Director: Dr. José Luis Costa (EEA INTA Balcarce – FCA, UNMdP)

Introducción

La técnica de siembra directa está sustentada en el control químico de las malezas y en la no-remoción del suelo, a excepción de la línea en el surco de siembra donde se deposita la semilla de cultivo. (Méndez Duhau et al, 1998). Se ha mencionado, además, que la siembra directa o labranza cero es una de las tecnologías disponibles que puede contribuir a sostener los recursos y, con ello, nuestra producción agropecuaria (Méndez Duhau et al, 1998). Sin embargo, en sistemas bajo siembra directa existen mayores perdidas de nitrógeno por denitrificación lixiviación e inmovilización biológica que en otros sistemas de labranza (Daniel et.al.1984). Por lo tanto, la disponibilidad de nitrógeno (nitratos) es menor que en sistemas de labranza convencional. Eghball, et.al (1994) también encontraron un mayor contenido de nitratos en sistemas de labranza convencional pero solo en los primeros 30 cm. de profundidad, a partir de la cual no se observan diferencias entre sistemas.

Por otra parte la siembra directa afecta propiedades físicas del suelo, provocando la densificación y la reducción del volumen de poros de conducción (Gil 1997). Esto afecta la acumulación de agua especialmente en suelos argiudoles con contenido de arcilla importantes. Esto ha hecho pensar en la necesidad de realizar una remoción profunda para mejorar acumulación de agua (Lal 1993) y una mayor exploración radicular. No está tan claro el efecto de esta técnica sobre el rendimiento en el cultivo de maíz. Smith y Yonts (1988) encontraron un mayor rendimiento en maíz bajo siembra directa, mientras que Ding, Qiu et.al (1986) observaron una disminución del rendimiento en el cultivo bajo esta técnica. Por otra parte, Kapusta, et.al (1996) no hallaron diferencias de rendimiento entre siembra directa y otros sistemas de labranzas. Por ello, el objetivo general de este trabajo es establecer el efecto del subsolado y la fertilización en siembra directa sobre propiedades físicas del suelo, nutrición nitrogenada y el rendimiento del maíz. Mientras que los objetivos específicos son (i) determinar los valores de materia orgánica, total y nitrógeno total , estabilidad de estructura, densidad aparente, porosidad, resistencia mecánica, contenido de nitratos y de humedad, así como la velocidad de infiltración, en momentos críticos para el cultivo en distintos sistemas de implantación resultantes de la aplicación o no del subsolado; (ii) Encontrar las relaciones existentes entre las propiedades estudiadas; y (iii) entre estas y el rendimiento del cultivo.

Materiales y métodos

Las mediciones de los distintos parámetros se realizará en establecimiento Don Antonio localidad de Lima partido de Baradero, provincia de Buenos Aires, sobre un Argiudol típico fase ligeramente erosionado, Clase IIe. de capacidad de uso, en el cual se realiza desde hace tres años una rotación Maíz – Trigo – Soja, implantada en forma continua mediante siembra directa. El ensayo se estableció según un diseño completamente aleatorizado con tres repeticiones por tratamiento. Cada repetición consiste en una parcela de 30 x 200 m. Los tratamientos son :Siembra directa SD, Siembra directa fertilizada,SDF, Siembra directa subsolada SDS, Siembra directa Subsolada y fertilizada SD

Se realizarán determinaciones de estabilidad de estructura (Henin), densidad aparente (método del cilindro, Blake, 1986), porosidad (semicuantitativo), residuos de cosecha (gravimétrico), materia orgánica total (Walkey Black, 1972),, contenido de agua (gravimétrico), velocidad de infiltración (Irurtia,...) y nitratos (Conway).

Al momento de implantación de cultivos, las determinaciones de estabilidad de estructura y fracciones de materia orgánica se realizarán en el horizonte superficial (0 – 20 cm) mientras que las correspondientes a contenido de humedad, velocidad de infiltración, densidad aparente, porosidad y nitratos se harán además entre los 20 y 40 cm de profundidad.

Al momento de implantación y prefloración del cultivo de maíz, se efectuarán los muestreos de contenido de humedad, velocidad de infiltración y nitratos. Dichos muestreos se realizarán en forma paralela y perpendicular a la dirección de siembra de las parcelas.

Referencias

Daniel, P., Hansen, O., Zeiljkovich, V., Marban, L., 1984. Sistemas de labranza en la rotación trigo/soja-maíz. Efecto de diferentes labranzas y de la fertilización nitrogenada sobre la evolución del contenido de nitratos en un suelo cultivado con maíz. Actas III Congreso de maíz. Pergamino: 201-210.

Ding, Q. T., Qiu, F. Q., Wang, Y. B., 1986. Effect of various tillage systems on meadow black soil fertility. Journal of Soil Science, 17:7 (supplement), 61-64.

Eghball, B., Mielke, L.N., McCallister, D.L., Doran, J.W., 1994. Distribution of organic carbon and inorganic nitrogen in a soil under various tillage and crop sequences. Journal of Soil and Water Conservation, 49:2, 201-205.

Gil R 1997 La siembra directa como sistema de producción ..Resúmenes de seminario de Siembra directa :19-24.

Kapusta, G., Krausz, R. F., Matthews J. L., 1996. Corn yield is equal in conventional, reduced, and no tillage after 20 years. Agronomy Journal, 88: 812-817.

Lal,.R, 1994 Water managementin various crop production systems related to soil tillage. Soil & TillageResearch 30:169-185

Méndez Duhau, C. y Satorre, E., 1998. Introducción a la siembra directa. Cuaderno de actualización técnica de los C.R.E.A., Nº 59, 6-9

Smith, J. A. y Yonts, C. D., 1988. Crop yields from reduced tillage systems of corn, edible beans, and sugarbeets. American Society of Agricultural Engineers, Nº. 88-2011, 14 pp.; 11 ref.


"LA DEGRADACION DE LOS SUELOS Y LA NUTRICION NITROGENADA EN EL CULTIVO DE TRIGO"

Estudiante: Ing. Agr. Ezequiel A. Tecco Director: Dr. Jorge González Montaner (Facultad de Agronomía. UBA) Co-Director: Ing. Agr. Hernán Echeverría (EEA INTA Balcarce – FCA, UNMdP)

Justificación:

En nuestro país, la proporción del área triguera fertilizada pasó durante la última década de un 25 a un 60% de la superficie sembrada (SAGyP) como consecuencia, entre otros factores, de una disminución en los niveles de fertilidad edáfica en los sistemas de producción. Este incremento de uso de fertilizantes está sustentado en parte, en avances en la tecnología de fertilización aplicada al cultivo. Los modelos para la toma de decisiones son una herramienta cada vez más importante para el uso racional de los fertilizantes.

En la actualidad, existen modelos adecuados de fertilización nitrogenada desarrollados en las regiones trigueras del norte y sur de la Pcia de Buenos Aires (González Montaner y col. 1991, 1997; Berardo 1994; Maddonni G, 1997; García y col. 1998). En todos ellos, la disponibilidad inicial de N-NO3 es uno de los parámetros principales de diagnóstico. Sin embargo, en la región centro-sur de la Pcia de Santa Fe, la calibración de modelos en base a esta aproximación ha dado resultados contradictorios, siendo más importante para el diagnóstico la evaluación del N bajo formas orgánicas (Gambaudo y Fontanetto. 1994). En la misma región, González Montaner y col. trabajando en suelos con alto contenido de limo y bajo un amplio rango de estados estructurales inducidos por distintos tratamientos de labranza, calibraron un modelo de respuestas a N que toma en cuenta el potencial de mineralización y el estado estructural del sitio a través de las variables Carbono total (Ct) y densidad aparente (Dap).

Probablemente, en condiciones de escasa remoción y perfiles densificados, el potencial de crecimiento radicular esté limitado, disminuyendo la capacidad de absorción de N edáfico e incrementando en consecuencia la respuesta a la fertilización. Este trabajo tiene como objetivo verificar la validez de esta hipótesis bajo situaciones de densificación variables originadas naturalmente por diferentes historias agrícolas bajo siembra directa.

Metodología propuesta:

Se seleccionarán lotes de producción con antecedentes variables tanto en secuencia de cultivos como en duración del ciclo agrícola bajo siembra directa. En cada uno de ellos, se impondrán distintos tratamientos de fertilización en franjas. Los niveles de fertilización nitrogenada serán: 0; 30 y 60 kg N/ha. En espigazón del cultivo, y dentro de cada tratamiento, se delimitarán sectores de cultivo con condiciones de crecimiento diferenciales. En esas áreas, se harán mediciones de profundidad de horizonte A y evaluación de estados estructurales desfavorables (Manichon 1987). Además se tomarán muestras de suelo para analizar los siguientes parámetros de fertilidad:

Ct y Nt (0-20cm y 20-40cm de profundidad); Análisis textural; Capacidad de intercambio catiónico (CIC); pH; Densidad aparente (0-7cm y 7-15cm)

Las situaciones se calificarán en dos categorías de estado estructural: Favorable y Desfavorable. A madurez del cultivo se realizarán mediciones de biomasa total, rendimiento y componentes (peso y número de granos) y se analizará la concentración de Nt en material vegetal para el cálculo de la absorción de N.

Se analizarán comparativamente las condiciones de crecimiento y respuestas a N en ambas categorías de estructuración detectadas con anterioridad.

Referencias Bibliográficas

Informe SAGyP. 1999

Gambaudo y Fontanetto Jornada técnica 1994

Manichon, H. 1987. Influence des systémes de culture sur le profil cultural: élaboration d'une méthode de diagnostic basée sur l'observation morphologique. These DDI, INA-PG, París.

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"Evolución de carbono orgánico edáfico en las series Hansen y General Baldissera bajo agricultura continua. Aplicación de un modelo de simulación"

Estudiante: Ing. Agr. Alejandro Thomas Director: Dr. Adrián Andriulo (EEA INTA Pergamino) Co-Director: Ing. Agr. Guillermo Studdert (EEA INTA Balcarce – FCA, UNMdP)

Finalidad:

Predecir las consecuencias de diferentes estrategias de manejo de MOS en suelos pertenecientes a las series Hansen y Baldissera.

Objetivos específicos:

  • Estimar los aportes de Carbono orgánico de los últimos veinte años en distintas secuencias de cultivo para una misma serie de suelo.
  • Establecer las relaciones existentes entre la masa de C anualmente aportada por las diferentes secuencias mencionadas y los niveles actuales de C del suelo.
  • Comparar la evolución de C del suelo bajo diferentes sistemas de labranza en el mediano plazo.
  • Validar el modelo de evolución de carbono propuesto por....para diferentes secuencias de cultivo y sistemas de labranza en el mediano plazo en suelos pertenecientes a la serie Hansen.
  • Predecir la evolución del C orgánico del suelo bajo diferentes escenarios tecnológicos.

Introducción

La materia orgánica del suelo (MO) es ampliamente reconocida como reservorio de nutrientes para las plantas y el mayor factor de estabilización de la estructura edáfica. Es el componente clave del suelo que afecta sus propiedades químicas, físicas y biológicas, siendo un prerequisito para la obtención de cultivos con niveles de producción elevados y estables (Allison, 1965). Recientemente, la MO ha recibido una atención adicional debido a su potencial de secuestrar el carbono disminuyendo los incrementos de CO2 atmosféricos (Rasmussen y Collins, 1991).

Si hacemos referencia al concepto de calidad de suelos (Gregorich et al., 1994), los Argiudoles de la Pampa Ondulada son originariamente suelos de "gran calidad". Cuando se utilizan los criterios de la clasificación norteamericana para el potencial agronómico de sus reservas nutritivas, estos suelos presentan un nivel muy elevado de fertilidad natural (moscatelli, 1991). Esto se debe a: 1) una constitución mineralógica del material originario con especies fácilmente meteorizables y a 2) un nivel muy elevado de MO. Como esa calidad natural puede ser modificada por la agricultura, resulta de interés saber si la misma permite la obtención de rendimientos sostenibles o no.

La disminución de MO se manifiesta en toda la región bajo agricultura continua (Casas, 1985). Esta disminución produjo modificaciones en las propiedades del suelo (Pecorari et al., 1989; Marelli, 1989; Sanigagliesi y Ferrari, 1993; De Battista et al., 1994) e incrementó los riesgos y los costos de los cultivos. Michelena et al., (1989), trabajando en Argiudoles de la Pampa Ondulada, mostraron que la agricultura continua provocó pérdidas del 47 % de MO, 56 % de N total, del 10 al 84 % del P asimilable y una disminución en el pH de media unidad. La estabilidad de agregados disminuyó un 40-60 % y la velocidad de infiltración del 54 al 73 %. Esta evolución es generalmente considerada como la responsable de la aparición de fenómenos de erosión hídrica y más recientemente, eólica. En las zonas con más años de agricultura continuada la fase de implantación de los cultivos es cada vez más difícil de manejar. Ello se atribuye al acrecentamiento de los fenómenos de encostramiento superficial que se correlacionan con la disminución de MO (Montico et al., 1993).

Si bien sabemos que la agricultura pampeana ha empobrecido el contenido de MO, resulta mucho más difícil predecir la evolución del estado orgánico de los suelos según el sistema de cultivo practicado y responder hasta cuando continuará asegurando la nutrición de los cultivos bajo el mismo contexto. Debido al interés creciente por la preservación de la calidad del suelo y del ambiente, los manejos de tierras que acrecienten el nivel y la calidad de la MO serán explorados con mayor profundidad en el futuro.

Para estimar y predecir la evolución de la fertilidad del suelo hay que tomar un modelo de evolución de MO a largo plazo. Para esto es necesario abandonar la parte explícita de los procesos elementales y reemplazarlos por simulaciones groseras que indiquen las tendencias medias (Guerif, 1986). El modelo simple de Henin-Dupuis (1945) estuvo entre los primeros para describir matemáticamente la descomposición de la MO. El ajustó estrechamente los cambios de MO en un período entre 10 y 100 años (Morel, 1968; Janssen, 1984; Guerif, 1986; Jenkinson, 1990). Boiffin y Fleury (1974) encontraron que la evolución de MO después de los primeros años de agricultura siguiendo la roturación de praderas no podía ser explicado por una ley exponencial. Esto se opone a las hipótesis de Henin-Dupuis el cual supone que la velocidad de mineralización global de la MO es constante en el tiempo y que la naturaleza de los productos orgánicos es relativamente definida y constante. Mary y Guerif (1994) modificaron el clásico modelo de Henin-Dupuis en uno de 2 compartimentos para simular precisamente la evolución de MO en los ensayos de largo plazo del Norte de Francia y de los clásicos experimentos de Rothamsted. Andriulo et al. (1996) propusieron un modelo descriptivo de la evolución de la MO de los suelos de la Pampa ondulada como herramienta para juzgar la evolución de la fertilidad del suelo en el contexto de utilización agrícola actual. Para llevar a cabo este objetivo utilizaron tres tipos de ensayos: un estudio a largo plazo (encuesta), ensayos de mediana duración de rotación de cultivos existentes en dos EEA del INTA (Pergamino y Oliveros) y un ensayo de incubación de residuos de cosecha conducido en la EEA Pergamino. La determinación de los contenidos de carbono orgánico permitió probar el modelo Hénin-Dupuis a un compartimiento y luego un modelo derivado, pero a dos compartimientos, utilizando técnicas de ajuste estadístico y las metodologías de abundancia natural 13C y 14C.

El trabajo de modelización comenzó con la aplicación del modelo bicompartimental de Hénin-Dupuis (1945) en ensayos de mediano plazo (13 años) (figura 1). Como el coeficiente anual de mineralización, teóricamente constante en el modelo, depende de las cantidades de residuos orgánicos incorporados en el suelo, el modelo resultó cuestionable. Seguidamente, se propuso un modelo simple de 3 fracciones de C (residuos de cosecha, fracción activa y fracción estable, figura 2). Este fue capaz de simular correctamente los cambios en las reservas orgánicas edáficas. Sin embargo, el simple ajuste estadístico de los 3 parámetros del modelo dio como resultado un número infinito de soluciones. El uso del método de la abundancia natural en 13C permitió la separación y el seguimiento de las fracciones de C joven y viejo, que hicieron posible la determinación de los 3 parámetros del modelo sin ambigüedad (figuras 3 y 4). Los resultados mostraron que la fracción estable representa la mayor parte de la reserva inicial de C. El parámetro de humificación se incrementa en proporción al contenido de lignina de los residuos. La intensificación del trabajo del suelo acelera la mineralización de la MOS (figura 5).

Figura 1. Diagrama del modelo Hénin-Dupuis, con 2 compartimentos. k1 = coeficiente de humificación de los residuos de cultivo, k2 = coeficiente de mineralización de la MOS.

Figura 2. Diagrama del modelo a 3 compartimentos. k1 = coeficiente de humificación de los residuos, k = coeficiente de mineralización de fracción activa de MOS, Cs = fracción estable de C.

Figura 3. Seguimiento de la incorporación de C joven completamente C3 o C4 en el ensayo de rotaciones de Oliveros. Aplicación del modelo a 3 compartimentos.

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Figura 4. Ejemplo de la aplicación del modelo a 3 compartimentos en la rotación trigo/soja (ensayo Oliveros) a partir de la utilización de la técnica del 13C.

Valores medios de los parámetros en el ensayo de rotaciones de Oliveros.

En el equilibrio (para 1900 t suelo):

Masa = 4 t C/ha año k = 0.23/año k1 = 0.4 TRM = 4 años

----------> m.k1

Ca activo 22%

-----------> k.Ca

Cs estable 78 %

Para comparar los resultados de Oliveros, calculados para el horizonte Ap, con los del experimento de Pergamino (datos no mostrados), calculados sobre la base de 2500 t/ha de suelo, se utilizaron los datos de Oliveros que permitían obtener el C viejo a una masa equivalente de 2500 t/ha de suelo. Luego de 8 o 9 años las rotaciones estaban casi en el equilibrio; por lo tanto se consideró que la reserva de C viejo (34 tC/ha) se correspondía con el C estable. Esto quiere decir que el tamaño de la fracción estable de C (Cs) en Oliveros representaría el 51 % de la reserva de C virgen.

Este modelo fue validado en los ensayos de labranzas de la EEA INTA Pergamino (Andriulo et al., 2000).

A continuación se presenta un ejemplo de evolución de MOS aplicando el modelo en un sitio con 80 años de agricultura continua (1910-1990) desde el inicio de la roturación de la pradera nativa (Figura 6). El sitio es representativo de la región. El suelo (Argiudol típico) presenta erosión mínima y sin mezcla de horizontes, si se lo compara con el suelo de la misma serie sin antecedentes de laboreo. Por medio de una encuesta, se pudo reconstruir la historia de secuencia, rendimiento y manejo de los cultivos utilizados. A partir de 1948 se registró anualmente la información. Durante el período 1910-1947 se utilizaron los rendimientos promedio de la rotación típica maíz/lino. Se incluyó la quema de rastrojos hasta la aparición de la cosecha mecánica, la quema de rastrojos de trigo en la rotación trigo/soja de segunda cosecha durante los 70 y 80, los ataques de plaga, cuando los hubo y la biomasa aportada por malezas. Para mas detalles de esta información, ver Andriulo et al., (1996).

En la figura 6 puede observarse, en los últimos 20 años, que el pasaje a un sistema de cultivo con mayor aporte de carbono en combinación con el abandono del arado de reja y vertedera y de operaciones innecesarias de laboreo, condujo a una reducción de las pérdidas de MOS en comparación con el período 1950-1970. Esto indica que la subregión está aumentando significativamente la MOS. El resultado de las dos fuentes de emisiones de CO2 a la atmósfera (las provenientes de la quema de los rastrojos y las provenientes de la oxidación biológica de la MOS) puede resumirse así:

- emisiones provenientes de la quema de rastrojos (1910-1947=142t/ha + 1973-1983=15t/ha, total = 191t/ha)

- emisiones provenientes de la oxidación biológica de la MOS (34 t/ha)

La emisión por quema fue 5 veces mayor a la emisión proveniente del suelo.

La eliminación de las quemas de residuos de cultivo y la limitación en el número de operaciones de cultivo representan un impacto agrícola positivo para la región porque permiten incrementar las reservas de C orgánico del suelo.

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Figura 6. Simulación del C del suelo en Pergamino (1910-1990) utilizando el modelo propuesto por Andriulo et al. (1999b). Los resultados son válidos para una masa de suelo de 2500 t/ha.

La aplicación del modelo en diferentes sitios de la subregión, en lo que se pudo reconstituir la historia agrícola por medio de encuestas durante todo el período a partir del comienzo de la agricultura, indican que el stock de MOS después de 100 años resultaría de una disminución muy importante de la fracción lábil de la pradera nativa que no fue compensada por los aportes que provinieron de los cultivos. En el equilibrio, la fracción activa representaría alrededor del 25 % del stock total.

Los autores enfatizaron, la ventaja del uso de la metodología de abundancia natural en 13C en los ensayos de mediano plazo, debido a su precisión para separar el C anciano (aquel que existía antes del comienzo de la rotación o sistema de labranza) del C joven (el introducido por la rotación o sistema de labranza que se está ensayando). Esta técnica permite les permitió parametrar sin ambigüedad modelos de pocos parámetros que, además, son fáciles de medir. Prever la evolución de C edáfico a mediano y largo plazo implica abandonar la inclusión de procesos elementales en forma explícita para poder beneficiarse con la modelización de la tendencia media. La modelización con fines predictivos es posible e indispensable sobre todo en el dominio de la evolución a mediano y a largo plazo (Guerif, 1986).

Materiales y métodos

Recopilación de las series históricas de rendimientos de cultivo y variables de suelo en lotes pertenecientes a las series Hansen y Gral Baldissera.

Recopilación de las series históricas de rendimientos de cultivo y variables de suelo en lotes pertenecientes a las series Hansen bajo dos sistemas de labranza.

Utilización y validación del modelo de evolución de carbono orgánico del suelo propuesto por Andriulo et al., (1996).

Ajuste estadístico de los datos utilizando técnicas clásicas de regresión no lineal (mínimos cuadrados, algortimo de mardquardt a partir de Excel para estimar los parámetros del modelo.

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MOMENTO DE FERTILIZACION NITROGENADA, SOBRE RENDIMIENTO Y CALIDAD PANADERA EN CULTIVARES DE TRIGO PAN (Triticum aestivum L.)

Tesista: Ing. Agr. Ariel Quattrocchio. Consejero Principal: Ing. Agr. Hernán Echeverría. Comité Consejero: Ing. Agr. Lisardo Gonzalez.

Actualmente los mercados mundiales demandan en forma creciente productos de calidad diferenciada según sus usos y comienza a notarse en la Argentina las exigencias de los compradores por trigos que cumplan ciertos requisitos, para que el producto final a elaborar satisfaga las necesidades del consumidor, bonificando la mercadería por calidad (condiciones de concentración de proteína en grano, porcentaje de gluten y estabilidad farinográfica). Pero existe la posibilidad de encontrar niveles de calidad muy erráticos a través de los años, debido a la influencia de las variables climáticas de cada campaña triguera, como también de otros factores que hacen al ambiente de producción del cultivo de trigo. (1), (3), (6), (12),(13).

La producción de trigos de calidad diferenciada, plantea un interesante desafío: cómo obtener buenos rendimientos con altos contenidos de proteína en grano a través de los años, siendo que el contenido de proteína baja en años de altos rindes y sube cuando se obtienen bajos rendimientos (1), (13). Cabe aclarar que la calidad panadera de las harinas depende de las características de las proteínas del gluten, lo cual tiene dependencia genética y su manifestación está influenciada por el ambiente productivo (clima más manejo) (1), (4), (10), (13)

Dentro de los factores de manejo, la nutrición del cultivo, dada por la fertilidad del lote y por la fertilización, juega un papel preponderante en la determinación de rendimiento y calidad (6). Con muy altas ofertas de Nitrógeno, en ausencia de otros factores limitantes, pueden aumentar paralelamente el rendimiento y la concentración de proteína en grano hasta un punto a partir del cual el rendimiento se mantiene estable y sólo crece el porcentaje de proteína (pero a muy baja eficiencia de utilización de Nitrógeno) (1),(6),(7).

La fertilización nitrogenada en forma dividida a través del ciclo del cultivo, siembra y macollaje, ha resultado eficiente para incrementar el rendimiento, pero no tanto para elevar la proteína en el grano, con efectos variables asociados principalmente a la disponibilidad hídrica para el cultivo. Algunos trabajos, realizados en distintos países y también en Argentina, indican que la fertilización nitrogenada en el período cercano a la antesis (Zadoks 60) (15) incrementa proteína y mejora otros rubros (porcentaje de panza blanca y porcentaje de vitriocidad), como también los índices de calidad panadera de las harinas, en forma variable según características genéticas de cada variedad (2),(3),(5),(8),(9),(11),(14).

Respecto a la magnitud del incremento en proteína, logrado con fertilizaciones nitrogenadas en el período de antesis, se ha encontrado que este es mayor, para una misma dosis de N, cuando el cultivo presenta un bajo nivel de nutrición nitrogenada y tiende a cero en la medida que posee un mejor estado nutricional (3),(5),(14).

Las fuentes nitrogenadas utilizadas al momento de antesis, han sido en algunos trabajos Urea granulada aplicada al voleo incorporada con 15 a 20 mm de riego; otros han utilizado Urea diluida en agua y pulverizada sobre el cultivo para su aprovechamiento en forma foliar y también se han comparado otras fuentes como nitrato de amonio calcareo (CAN), sulfonitrato de amonio (SNA), aplicadas al voleo y solución de urea más nitrato de amonio (UAN), aplicado como foliar ,(2),(3),(5),(8),(11),(14).

Para nuestras condiciones no se han reportado trabajos que comparen el efecto de distintos momentos de fertilizaciones nitrogenadas sobre la concentración de proteína en grano y la calidad de las harinas en cultivares que por condiciones genéticas presentan distintas propiedades y que han sido recientemente clasificados por Secretaría de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentación de la Nación (SAGPyA).

HIPOTESIS:

El manejo adecuado de la fertilización nitrogenada permitirá expresar el potencial de proteína y calidad panadera de las harinas de variedades de trigo clasificadas según la SAGPyA.

OBJETIVOS:

  • Evaluar el momento de aplicación de nitrógeno, sobre rendimiento y calidad panadera en cultivares de distintos Grupos de calidad panadera (según SAGPyA, 2000).
  • Evaluar la forma de aplicación de urea en espigazón, sobre rendimiento y calidad panadera en cultivares de Grupos de calidad panadera (según SAGPyA, 2000).

MATERIALES Y METODOS:

TRATAMIENTOS:

  • FERTILIZACIONES TEMPRANAS: 0N (Testigo, sin nitrógeno); NS (dosis de N, según Balance, aplicada a la Siembra): N S+M (dosis de N según balance, dividida entre Siembra y Macollaje).
  • FERTILIZACIONES EN ANTESIS: 0 N (Testigo sin nitrógeno) y 20 N (20 kg N/ha), se probarán dos fuentes (Urea sólida y Urea líquida en aplicación Foliar).

SITIOS EXPERIMENTALES: (ambos en siembra directa)

Necochea, Zona La Dulce y Tandil (Campo Experimenta de Buck Semillas S.A.).

FECHAS DE SIEMBRA: 2 fechas en cada sitio. (correspondientes a cultivares de ciclo intermedio a largo e intermedio a corto respectivamente)

CULTIVARES: Cuatro variedades de distinto Grupo de calidad panadera (según clasificación de la SAGPyA, 2000) en cada fecha de siembra.

REFERENCIA PRIMER FECHA SEGUNDA FECHA

C1

Buck Guapo (1) Buck Pronto (1)

C2

Buck Sureño (1) Buck Brasil (1)

C3

Buck Farol (2) Buck Raudal (2)

C4

Bagette 10 (3) Buck Chambergo (3)

(*) Grupo de Calidad panadera (según SAGPyAL).

DISEÑO ESTADISTICO: BCA con arreglo en parcelas sub-sub-divididas, con 4 réplicas. La unidad experimental (parcela) será de 7 surcos por 3 m de longitud.

VARIABLES A EVALUAR:

  • Fertilidad inicial del lote; rendimiento; proteína en grano; PMG; PH; gluten, alveograma, estabilidad farinográfica.

PRESUPUESTO y FINANCIACION: El costo total de la experiencia será financiado por las empresas Buck Semillas S.A., Alea y Cia. S.A. y Profertil S.A.

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