PRODUCCIÓN
BOVINA DE CARNE
Director: Guillermo
Alejandro Bavera, Méd. Vet., Profesor Titular Efectivo de Producción Bovina de
Carne, Depto. Producción Animal,
Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Nacional de Río Cuarto,
Río Cuarto, provincia de Córdoba, República Argentina
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Efecto de las rotaciones
cultivos-pasturas sobre la fertilidad de los suelos en ensayos de larga
duración del INIA La Estanzuela (1963-2003)
Alejandro Morón .
2004. Sección
Suelos-INIA La Estanzuela, Colonia, Uruguay.
Introducción
La
agricultura de Uruguay, desde las etapas iniciales de desarrollo hasta fines de
la década de 1950, se caracterizó por la siembra continua de cultivos (trigo,
cebada, maíz, sorgo, girasol), con laboreos convencionales, sin técnicas para
el control de erosión y sin agregado de fertilizantes. Esto condujo a balances
negativos de carbono (C), nitrógeno (N) y fósforo (P) en el suelo y el
consiguiente deterioro de las propiedades físicas, químicas y biológicas del
suelo. A partir de 1960, comienza a cobrar importancia la aplicación de
fertilizantes (N, P) y posteriormente en la década de 1970 comienza la
inclusión de pasturas (gramíneas y leguminosas) sembradas en rotación con los
cultivos. Al principio de la década de 1980, comenzaron a implementarse
distintas practicas de conservación de suelos y se desarrollaron las primeras
experiencias en siembra directa de cultivos. En los comienzos de 1990, la
siembra directa cobra importancia a nivel de productores.
Actualmente,
la rotación de cultivos y pasturas forman parte de los sistemas
agrícolas-ganaderos y lecheros. En términos generales en los sistemas
agrícolas-ganaderos, las pasturas de 3-4 años de duración rotan con agricultura
por un periodo similar. En los sistemas lecheros, las pasturas tienden a
permanecer 2-3 años rotando con verdeos anuales de verano e invierno para
pastoreo directo o reservas forrajeras.
La Estación
Experimental INIA La Estanzuela posee un experimento de Rotaciones de Cultivos
y Pasturas que fue instalado en 1963, o sea que actualmente tiene 40 años, que
ha producido información valiosa sobre la dinámica de C, N, P y distintos
aspectos de la fertilidad del suelo. Esto fue reportado por: Díaz et al (1980),
Díaz Roselló (1992a), Díaz Roselló (1992b), Morón y Kiehl (1992); García y
Morón (1993), Baethgen et al (1994), Morón y Baethgen (1994), Morón y Baethgen
(1995), Morón (1995), Morón, (1996); Carriquiry et al (1999), Morón (2000);
Morón y Sawchik (2002).
Este
experimento fue pensado y diseñado por el Ing. L. Castro para contestar
interrogantes que surgían de la realidad productiva de la década de 1960. No
obstante, tiene marcados contrastes entre algunos tratamientos que aportan
elementos que trascienden notoriamente las realidades que le dieron origen.
Actualmente, existe un interés creciente en el mantenimiento y conservación de
los recursos naturales y lo referente a los indicadores del impacto ambiental
de las diferentes tecnologías agropecuarias (Doran y Parkin, 1994; Bezdicek et
al., 1996; Cameron et al., 1998; Sánchez, 2002).
El objetivo
del presente resumen expandido es presentar en las principales contribuciones
obtenidas de este experimento en el área de fertilidad de suelos.
Materiales y Métodos
El suelo
dominante en el área de estudio es un Brunosol Eutrico típico (Argiudol Típico)
de la unidad Ecilda Paullier-Las Brujas, con textura franco-arcillo-limosa y
con una pendiente suave a moderada de aproximadamente 2 a 4%. Este sitio tenia
previamente a la instalación del ensayo, 50-60 años de agricultura convencional
(no permanente). El experimento tiene 7 tratamientos (sistemas de rotación de
cultivos y pasturas) en bloques al azar con tres repeticiones. Todos los
cultivos y pasturas fueron realizados con laboreo convencional en parcelas de
25 m por 200 m. Los sistemas considerados en este trabajo son: Sistema 1 (S 1),
agricultura continua (Cebada - Girasol 2ª - Trigo - Sorgo) sin fertilizantes;
Sistema 2 (S 2), agricultura continua (secuencia idéntica a S 1) con
fertilizantes N y P; Sistema 5 ( S 5), agricultura en rotación con pasturas de
leguminosas y gramínea con 50 % del tiempo bajo cultivos y 50 % del tiempo con
pasturas; y por ultimo el Sistema 7 (S 7) de agricultura en rotación con trébol
rojo con 33% del tiempo con pasturas y el resto con cultivos. Las pasturas del
S 5 y el S 7 no tienen pastoreo animal, después de evaluadas son cortadas y
devueltas al suelo. Todas las muestras de suelo fueron tomadas a
aproximadamente 15-20 cm de profundidad, excepto cuando se indique lo
contrario. Una descripción completa de la metodología utilizada se encuentra en
los trabajos citados en cada caso.
En forma
sintética, la determinación del C orgánico del suelo fue realizada con
dicromato de potasio y calor externo; el N total fue determinado mediante
digestión sulfúrica, destilación con micro Kjeldahl y titulación y la capacidad
de mineralización de nitrógeno de los suelos fue medida por incubación aeróbica
(Morón, 1995) y aneróbica (Morón y Sawchik, 2002).
Resultados y
Discusión
1)
Carbono
El
conocimiento del impacto de las diferentes rotaciones en el ciclo del carbono
(C) es de importancia tanto del punto de vista agronómico como del punto de
vista ambiental. El contenido de C orgánico del suelo esta fuertemente asociado
a las propiedades físicas, químicas y biológicas del mismo. La relación del C
orgánico del suelo con el CO2 atmosférico vía fotosíntesis y
mineralización lo vinculan con uno de los gases con “efecto invernadero”.
La Figura 1
presenta la evolución durante 40 años del contenido de C orgánico del suelo
para cuatro rotaciones. Actualmente se observan diferencias de más del 1% en C
orgánico entre los tratamientos extremos (S 1 y S 5). En una hectárea de suelo
a 20 cm de profundidad una diferencia de 1% puede significar entre 20.000 y
25.000 kg de C. El balance fuertemente negativo del S 1 se explica básicamente
por la erosión y un bajo ingreso de residuos orgánicos vegetales.
Figura 1. Evolución del contenido del carbono
orgánico del suelo en diferentes rotaciones
en INIA La Estanzuela (1963-2003), Uruguay.
Resultados
experimentales muestran que los suelos de las rotaciones de los S 5 y S 7 mineralizan
más carbono orgánico que los suelos de los S 1 y S 2 tanto en invierno como en
primavera (Morón y Baethgen, 1994) teniendo un alto impacto la temperatura
(Morón, 1995). Las rotaciones que incluyen pasturas en general mineralizan más
C debido a que tienen mayor contenido de C orgánico y a su vez en la
distribución interna del C en distintas formas presentan mayor cantidad
absoluta y relativa de C en las fracciones orgánicas menos descompuestas y más
susceptibles de ser mineralizadas (Morón y Sawchik, 2002).
2) Nitrógeno
El valor del
N total, básicamente N orgánico, en el suelo es el resultado de un balance de
entradas, fundamentalmente fertilización y fijación biológica de nitrógeno
(FBN) y salidas como la erosión de la materia orgánica, el lavado de nitratos,
la volatilización de amonio, la denitrificación y el retiro de productos
vegetales y/o animales. La Figura 2 presenta la evolución del contenido de N
total durante 40 años de las 4 rotaciones analizadas en este artículo. Las
tendencias son semejantes a las observadas en el C presentadas en la figura 1.
De igual forma podemos estimar, después de 40 años, que las diferencias
acumuladas en una hectárea a 20 cm de profundidad son entre 1800 y 2250 kg N
total entre el S 5 y el S 1. A partir de la evolución y los cambios cíclicos en
el contenido de N total, Díaz (1992a) estimó para el S 5: a) las entradas de N
vía FBN de las leguminosas en el orden de los 500 kg N / ha por ciclo de
pasturas; y b) una entrada de 1 kg N vía FBN por cada 25 kg de materia seca de
leguminosa producido en la parte aérea.
Figura 2. Evolución del contenido de nitrógeno
total del suelo en diferentes rotaciones en
INIA La Estanzuela (1963-2003), Uruguay.
La capacidad
de mineralización de nitrógeno de los suelos de las rotaciones, medidos por
incubación aeróbica (Morón, 1995) y aneróbica (Morón y Sawchik, 2002), es
notoriamente superior en las rotaciones que incluyen pasturas, teniendo un
fuerte impacto la temperatura (Morón, 1995). Los mayores valores de
mineralización de los suelos de las rotaciones con pasturas es explicado en
parte por los mayores valores de N total presente; así como por la mayor
cantidad de N presente en fracciones del N orgánico fácilmente mineralizables
(Morón y Sawchik, 2002).
3) Fósforo
El estudio
más detallado de la dinámica del fósforo en este experimento abarca el período
de 1964 a 1989 (Morón y Kiehl, 1992; Morón, 1996) e incluyó los tratamientos S
1, S 2 y S 5. Las rotaciones S 2 y S 5 para el periodo en estudio recibieron en
promedio aproximadamente 40 kg P2O5 /ha / año como
superfosfato. La dinámica del P se vio fuertemente afectada por los distintos
sistemas de rotación cultivo-pastura (Tabla 1). Los cambios anuales de las
concentraciones del P total y sus distintas fracciones son el coeficiente
angular de las ecuaciones de regresión lineal ajustadas para el período en
cuestión.
Tabla 1. Cambios anuales en el balance de P
total (0-40 cm) y en las concentraciones de P total y sus distintas
fracciones (0-20 cm) en el Experimento de
Rotaciones de INIA La Estanzuela (1964-1987), Uruguay.
|
|
Rotación
|
|
Fracción
|
S 1
|
S 2
|
S 5
|
|
Balance P total, kg/ P2O5/ha
|
- 25.6
|
- 0.8
|
+ 14.9
|
|
P total, µg P / g
|
- 2.25 ***
|
+ 1.56 ***
|
+ 2.83 ***
|
|
P orgánico, µg P / g
|
- 1.51 ***
|
- 1.41 ***
|
- 0.22 ns
|
|
P inorgánico total, µg P / g
|
- 0.53 ***
|
+ 2.97 ***
|
+ 3.04 ***
|
|
P-Aluminio, µg P / g
|
- 0.42 ***
|
+ 0.37 ***
|
+ 0.37 ***
|
|
P-Hierro, µg P / g
|
- 0.43 ***
|
+ 0.74 ***
|
+ 0.57 ***
|
|
P-Calcio, µg P / g
|
- 0.14 ***
|
+ 0.44 ***
|
+ 0.25 ***
|
|
P-Ocluido, µg P / g
|
+ 0.16 ns
|
+ 1.42 ***
|
+ 1.85 ***
|
|
P-Bray 1, µg P / g
|
- 0.21 ***
|
+ 0.21 **
|
+ 0.28 ***
|
|
P-Resinas, µg P / g
|
- 0.37 ***
|
+ 0.13 ns
|
+ 0.10 ns
|
|
• * significativo 10 %, ** significativo 5 %, ***
significativo 1 %
• ns = no significativo
|
En los tres
tratamientos, el balance de P total del suelo reveló que la erosión fue la principal
vía de pérdida. En el S 1, el balance fue claramente negativo; en el S 2 fue
próximo al equilibrio y en el S 5 fue positivo. En el S 1 el P orgánico fue la
fracción que presentó mayor disminución. Los resultados del S 2 revelan que la
aplicación de P no detuvo esa disminución, mientras que en el S 5 la inclusión
de pasturas permitió mantener el contenido de P orgánico.
En el S 1 el
P inorgánico total (P-Al + P-Fe + P-Ca + P-ocluido) presentó una moderada
disminución durante el periodo de estudio. Todos sus componentes disminuyeron
excepto el P-ocluido que se mantuvo estable y por tanto aumentó porcentualmente
su participación en el P inorgánico total. En el S 2, el P inorgánico total
aumenta y todas sus fracciones evolucionan en el mismo sentido. El P ocluido es
48% del P inorgánico total. En el S 5 aumenta el P inorgánico total y todas sus
fracciones quedando la fracción P-ocluido en torno de 61%. El P disponible
(Bray I, Resinas) presenta una marcada disminución a través de los años en el S
1 y en el mismo período presenta valores superiores a 12 µg P / g en el S 2.
Mientras que en el S 5, la mayoría de los años presentó valores inferiores al S
2. En un análisis conjunto de los distintos años y sistemas, la fracción
P-Aluminio fue la que mejor se correlacionó con las medidas de P disponible
(Bray I, Resinas). Para mantener una concentración de 0.1 µg P / ml en la
solución del suelo, el S 1 (años 1986-87) requirió 48% más de P en la fase
sólida que los otros dos sistemas. La rotación de cultivos con pasturas aumenta
la cantidad de P presente en la biomasa microbiana (año 1989).
4) Acidificación
La
utilización de fertilizantes nitrogenados amoniacales o que generan amonio,
combinado con la utilización de leguminosas que principalmente obtienen su nitrógeno
de la FBN pueden hacer disminuir el pH del suelo en el mediano y largo plazo.
Morón y Pérez (1994) reportan diferencias significativas de pH en las
rotaciones: S 1 > S 2 > S 5.
5) Cadmio
El cadmio (Cd)
es un metal pesado con efectos tóxicos y acumulativos para los humanos. Una de
las formas de contaminación con Cd en los suelos es vía fertilizantes
fosfatados. Estos son portadores de Cd en concentraciones variables según el
origen del yacimiento de P. Morón (2000) reporta el efecto de diferentes
rotaciones cultivo-pastura en los niveles de Cd total y Cd disponibles en el
suelo. Los niveles de Cd total y Cd disponibles encontrados en S 5 y S 2 fueron
significativamente más elevados que en S 1. No obstante, todos lo valores
registrados, independientemente del tratamiento considerado, fueron bajos y
lejanos de poder considerarse al Cd como un contaminante problema después de
utilizar durante 36 años dosis moderadas de fertilizantes fosfatados.
6) Oxido Nitroso y Metano
El óxido
nitroso (N20) y el metano (CH4), junto con el CO2,
son gases que en parte son producidos por las diferentes actividades
agropecuarias y que a su vez tienen relación con el denominado “efecto invernadero”
de la atmósfera. Determinados microorganismos del suelo en condiciones de
reducción (excesos hídricos), para realizar su metabolismo energético en
ausencia de oxigeno (O2), pueden utilizar otros aceptores finales de
electrones diferentes del O2 y producir N20 y CH4. Es
notable la diferencia en la intensidad y velocidad de reducción del suelo,
medido por el potencial redox (Eh), que existe entre el S 1 y el S 5 (Morón,
información no publicada). El Eh fue determinado por electrodo combinado de platino
y plata/cloruro de plata. El S 5 (fase pastura) en ausencia de O2,
puede rápidamente disminuir los valores de Eh hasta los cuales se produce N20.
La diferencia se explica fundamentalmente por la mayor cantidad y calidad de la
materia orgánica presente en el S 5, lo cual le otorga un alto poder reductor.
En la agricultura de secano y en nuestras condiciones de suelos y clima,
ninguna de las dos rotaciones utilizadas podría alcanzar ni la intensidad ni la
velocidad de reducción para obtener valores de Eh suficientemente bajos para
producir CH4.
7) Indicadores de Calidad del Suelo
Internacionalmente
existe un interés creciente en los problemas ambientales. Seriamente, se
presume que la comercialización de determinados productos en un futuro mediato
estará condicionada a la existencia de controles o certificaciones ambientales
del o los procesos productivos en cuestión.
El
conocimiento de la evolución de la calidad del suelo con determinadas prácticas
agrícolas es necesario para planificar un uso y manejo sustentable del recurso
suelo. El o los indicadores a utilizar deben tener sensibilidad para detectar
cambios, capacidad de integrar objetivos, facilidad de medir e interpretar y
ser accesible a muchos usuarios.
En el
Experimento de Rotaciones de INIA La Estanzuela, se reportaron avances en la
selección de nuevos indicadores que directa e indirectamente están relacionados
con la materia orgánica del suelo y sus dos componentes principales C y N
(Morón y Sawchik, 2002). Los nuevos indicadores evaluados fueron: a) potencial
de mineralización de nitrógeno (PMN) por incubación anaeróbica; b) C-POM
212-2000: carbono en la materia orgánica particulada (POM) entre 212 y 2000
micras; c) C-POM 53-212: carbono en la POM entre 53 y 212 micras; d) N-POM
212-2000: nitrógeno en la POM entre 212 y 2000 micras; y e) N-POM 53-212:
nitrógeno en la POM entre 53 y 212 micras. Dentro de los nuevos indicadores
evaluados, se destacaron por su mayor sensibilidad frente a indicadores
tradicionales (C orgánico, N total) para detectar los diferentes efectos del
uso y manejo del suelo, los siguientes: PMN, C-POM 212-2000 y N-POM 212-2000.
Esto fue detectado especialmente para la profundidad 0-7.5 cm (Figura 3).
Figura 3.
Sensibilidad relativa de diferentes indicadores de uso y manejo de suelos de
0-7.5 cm
en dos
rotaciones de INIA La Estancuela, Uruguay.
También
fueron logrados buenos resultados, pero no de mayor sensibilidad que los
mencionados anteriormente, con la determinación del grupo de enzimas
deshidrogenasas y del HWC (hot water extractable carbon) para las profundidades
0 – 7.5 cm en las cuatro rotaciones mencionadas anteriormente (Morón, no
publicado). Las deshidrogenasas fueron determinadas según Dick et al., (1996) y
el HWC según A. Ghani (com. per.).
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