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“Latinoamérica unida protegiendo sus suelos” XIX CONGRESO LATINOAMERICANO DE LA CIENCIA DEL SUELO XXIII CONGRESO ARGENTINO DE LA CIENCIA DEL SUELO Mar del Plata, Argentina – 16 al 20 de abril de 2012 contribuciones@congresodesuelos.org.ar AGRICULTURA DE CONSERVACIÓN EN LA PRODUCCIÓN DE TRIGO BAJO RIEGO Herrera, J.M.1,* 1 Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT); Programa Global de Agricultura de Conservación *Autor de contacto: j.m.herrera@cgiar.org; km 45 Carretera Mex-Ver, CP56130, Edo. de México, México; +52 (55) 58042004 ext 2146 RESUMEN Las prácticas agronómicas conocidas como Agricultura de Conservación (AC) tienen como objetivo promover una alternativa sustentable para sustituir las prácticas tradicionales que incluyen la labranza del suelo. Las ventajas en cuanto a la reducción de costos y al uso más eficiente del agua permitieron que sistemas bajo AC fueran ampliamente adoptados en regiones donde se cultiva trigo bajo secano. Sin embargo, la adopción de AC no es común, aún hoy, en sistemas bajo riego. El objetivo del presente trabajo es realizar una síntesis de los resultados obtenidos por el Centro Internacional de Maíz y Trigo (CIMMYT) en ensayos realizados en el valle del Yaqui (México) sobre producción de trigo en AC bajo riego y establecidos por lo menos 5 años antes de la toma de datos. A través de una revisión literaria se analizaron los resultados obtenidos para rendimiento, eficiencia en el uso del nitrógeno y parámetros físicos, químicos y biológicos del suelo, en ensayos. Los resultados de los trabajos publicados indican que no existen razones para determinar que los principios de AC no sean adecuados para implementarse en zonas donde se utiliza riego por inundación. En general hay mejoras en los atributos de suelo estudiados en sistemas AC comparados con las prácticas tradicionales. Asimismo, trabajos complementarios permitieron identificar el nivel óptimo de recursos para implementar prácticas de AC en camas permanentes con riego por surcos y demostrar que el rendimiento de trigo es igual o mayor que con las prácticas tradicionales. PALABRAS CLAVE Labranza; Riego; Manejo Agronómico INTRODUCCIÓN La sustentabilidad es un concepto que se refiere a la capacidad de una sociedad de apoyar en su medio ambiente el mejoramiento continuo de la calidad de vida de sus miembros, no solamente en el corto plazo sino también en el largo plazo. Esta capacidad depende del uso adecuado de los recursos naturales. Las prácticas agronómicas conocidas con el nombre de Agricultura de Conservación (AC) tienen como objetivo promover una alternativa sustentable para sustituir las prácticas tradicionales que incluyen la labranza del suelo y conducen a su degradación. Las prácticas de AC tienen tres principios agronómicos: la mínima perturbación del suelo, la retención de niveles racionales de rastrojos, y el uso de rotaciones agrícolas adecuadas (Hobbs et al., 2008). Las ventajas en cuanto a la reducción de costos y al uso más eficiente del agua permitieron que sistemas de AC fueran ampliamente adoptados desde hace más de treinta años en países con grandes superficies de trigo bajo secano como Argentina, Australia, Brasil, Canadá y Uruguay. En contraposición, hace tan solo diez años la adopción de estas prácticas no era común para la producción de cereales con sistemas de riego. La mayor parte del trigo, en los países en vías de desarrollo, es producido por sistemas que reciben riego en alguna medida (Hobbs et al., 2008).Teniendo en cuenta las ventajas que la AC había demostrado en sistemas bajo secano y su potencial para aumentar la sustentabilidad de los sistemas agrícolas, el Centro Internacional de Maíz y Trigo (CIMMYT) junto con organismos mexicanos como el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) iniciaron una serie de proyectos de investigación para adaptar los principios de la AC a la producción de trigo con sistemas de riego. El objetivo de la presente comunicación es realizar una síntesis de los resultados obtenidos por el CIMMYT en ensayos sobre la implementación de los principios de la agricultura de conservación en sistemas con riego en el noroeste de México. MATERIALES Y MÉTODOS Para el presente estudio se consideraron nueve publicaciones indexadas en Web of Science que se realizaron sobre ensayos en el centro experimental Norman E. Borlaug (27° N; 38 msnm) en el valle de Yaqui, estado de Sonora, México. El tipo de suelo es según World Reference Base System Haplic Vertisol (Calcaric, Chromic), bajo en materia orgánica (<1%) y ligeramente alcalino (pH 7.7). La temperatura media anual es de 24.9 °C (1981–2000) y la precipitación media anual es 384 mm (1981–2000). La precipitación es ampliamente superada por la evapotranspiración media potencial que es de 2235 mm estimada según Penman-Monteith para el mismo período. Trigo para panificación (Triticum aestivum L.) y para pasta y sémola (Triticum durum Desf.) son producidos en sistemas con aplicación de riego y alto nivel de insumos. De la superficie utilizada para cultivar trigo, el 85% se cultiva con trigo para pasta con un rendimiento medio de 5.7 t ha-1. Los sistemas de riego utilizados en la zona son dos: riego por inundación y riego por surcos. El primero era el sistema más utilizado hace veinte años pero fue reemplazado paulatinamente por el segundo. El riego por surcos está asociado al sistema conocido como “camas”; franjas de tierra de 70 a 80 cm de ancho separadas por surcos de 25 cm de ancho y 15 a 20 cm de profundidad. Por los surcos se aplica el agua de riego. Las investigaciones iniciadas por INIFAP permitieron identificar las características óptimas de las camas en cuanto a su ancho, condiciones de preparación, número de hileras del cultivo a sembrar y necesidades de nivelación para hacer un uso eficiente del agua de riego. Una ventaja adicional que se identificó fue la reducción en la compactación mediante el control de la circulación de maquinaria en el terreno y en la actualidad es el sistema utilizado en aproximadamente 90% de la superficie. Se siembran dos hileras de trigo en la superficie de las camas. Si bien la práctica de quemar el rastrojo está actualmente en pleno proceso de abandono, es considerada la práctica tradicional de manejo de los mismos. Cuando se utilizan camas sin labranza, sólo reformadas para mantener sus características, las “camas” se conocen como “camas permanentes” y cuando se hace labranza previa a la formación de las mismas se conocen como “camas convencionales” y requieren en promedio seis pasadas de maquinaria. En las camas permanentes con retención de rastrojo es donde se realiza AC con riego. El agua de riego proviene de presas ubicadas en montañas aledañas. El trigo se siembra como cultivo de invierno, de finales de noviembre a principios de diciembre, y se cosecha en mayo. El cultivo antecesor es generalmente maíz cultivado para la producción de forraje. Mayores detalles sobre los tratamientos, el manejo agronómico realizado y los métodos utilizados para medir los parámetros reportados en cada experimento pueden ser encontrados en los trabajos específicamente citados. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los resultados que se obtuvieron sobre parámetros físicos, químicos y biológicos del suelo permitieron verificar, para la producción de trigo en camas permanentes con retención de rastrojos, efectos similares a los obtenidos para sistemas de AC en plano. Limon-Ortega (2006) demostró que el índice de dispersión de suelo fue menor en camas permanentes que en camas con labranza convencional, mostrando que los agregados en las camas permanentes eran de mayor tamaño y más estables. También demostró la influencia del manejo de rastrojos en dichos parámetros. Los agregados de suelo en camas sin labranza, donde los rastrojos fueron quemados, presentaron un alto grado de fraccionamiento. El mayor grado de dispersión fue para lafracción de 1-2 mm. Mediciones sobre estructura e infiltración directa de agua en camas permanentes con retención de rastrojos mostraron consistentemente valores más altos en comparación a camas convencionales (Verhulst et al., 2011a; Verhulst et al., 2011b). También se encontraron diferencias en parámetros químicos: las camas permanentes presentaron mayor concentración de K (+60%) y menor concentración de Na (-69 a -36%) en los primeros 5 cm del perfil. Dados los altos niveles de producción de biomasa, un tema fundamental a determinar fue el manejo óptimo del rastrojo. Altas cantidades de rastrojo dificultan, no sólo la siembra, sino la aplicación del riego. En ambientes de alto rendimiento potencial los rendimientos de trigo fueron mayores en camas permanentes con retención de rastrojos que con quema y si bien en ambientes de bajo rendimiento potencial se obtuvieron mayores rendimientos con quema que sin ella (Limon- Ortega et al., 2000a). A pesar de los mayores rendimientos se comprobó a través de parámetros edáficos que la quema no es una práctica sustentable en el largo plazo. La eliminación de la quema supone además un ahorro importante de tiempo en una época en la que el tiempo medio entre la cosecha del maíz y la siembra del trigo es de aproximadamente 30 días. El hecho de retener los rastrojos en las camas también determinó la necesidad de modificar el manejo de la fertilización nitrogenada ya que se encontraron interacciones significativas entre sistema de cultivo y dosis de nitrógeno (N) en el efecto de estos dos factores sobre el rendimiento de trigo (Limon-Ortega et al., 2000a). La respuesta, evaluada también sobre el rendimiento, a tratamientos con diferentes momentos de aplicación (pre-siembra y primer nudo) y dosis (0, 150 and 300 kg N ha-1) de urea, mostró dosis óptimas de fertilización superiores a 150 kg N ha-1. Con esta dosis se obtuvieron rendimientos promedio de 5.55 Mg ha-1 en camas permanentes con retención de rastrojos y fueron mayores con la aplicación distribuida que con la aplicación concentrada en una sola aplicación. La eficiencia en el uso de N, definida como el rendimiento por unidad de N aplicada, resultó un 3% mayor como consecuencia de la aplicación dividida y el mismo manejo también aumentó la absorción total de N en un 10% (Limon-Ortega et al., 2000b). La mayor eficiencia en el uso del N y la mayor absorción total de N entre todos los tratamientos se obtuvieron siempre en camas permanentes con retención de rastrojos. También se consideraron distintas fuentes nitrogenadas (urea, estiércol proveniente de la producción apícola y una mezcla del mismo estiércol y urea). La fertilización con urea o la mezcla de urea y estiércol resultó en mayores rendimientos y una mayor eficiencia en el uso del N que la aplicación únicamente de estiércol (Limon-Ortega et al., 2008). Los incrementos como consecuencia del tratamiento anterior resultaron mayores cuando el trigo, al que se le aplicó el fertilizante, se cultivó en una rotación con la leguminosa forrajera sesbania (Sesbania spp.) que cuando se cultivó en una rotación con maíz. Ambas rotaciones mostraron un aumento en el contenido de materia orgánica en comparación al monocultivo de trigo. Esto fue evaluado durante 3 años a partir del cuarto año de utilizar el mismo manejo (Limon-Ortega et al., 2009). Las diferencias en la dinámica del carbono (C) y N entre camas convencionales y camas permanentes fueron demostradas por diferencias en la cantidad de C y N en la biomasa microbiana que fue mayor en las camas permanentes con retención de rastrojos (Limon-Ortega et al., 2006). El contenido de C orgánico y N total en camas permanentes fueron 15% (con retención parcial de rastrojos) y 17% (con retención total de rastrojos) mayores que en camas convencionales. La tasa de mineralización de N fue significativamente mayor (25%) en camas permanentes con retención parcial de rastrojos que en camas convencionales con incorporación de rastrojos. Por otro lado fue mayor también la cantidad de dióxido de carbono producido en las camas permanentes que en las camas convencionales, independientemente del manejo del rastrojo (Govaerts et al., 2006). Los estudios a campo sobre emisiones de gases con efecto invernadero fueron complementados con estudios de laboratorio utilizando suelo de las mismas parcelas. Estos estudios mostraron que si bien la diferencia en la emisión de dióxido de carbono fue de un 20% cuando se quemaron los rastrojos de las camas permanentes respecto de cuando se los retuvieron, las emisiones de N2 se incrementaron 4 veces asociado a una mayor tasa de mineralización de N (Montoya-Gonzalez et al., 2009). Uno de los pocos parámetros donde se encontraron desventajas en las camas permanentes con retención de rastrojos fue en la tasa de crecimiento en los estadíos tempranos del cultivo que fue menor en camas permanentes (Verhulst et al., 2011a). Esta desventaja sugirió como líneas actuales de investigación sobre camas permanentes con retención de rastrojos, el desarrollo de variedades de trigo específicamente adaptadas a las mismas, y el aumento del vigor inicial del trigo mediante el uso de productos para tratar semillas y de sembradoras que aumentan el contacto entre la semilla y el suelo. CONCLUSIÓN Los resultados sobre parámetros físicos, químicos y biológicos del suelo indican que el uso de camas permanentes con retención de rastrojos aumenta respecto a prácticas tradicionales, atributos edáficos asociados a una mayor sustentabilidad en zonas donde actualmente se practica el riego por inundación. Trabajos complementarios permitieron identificar el nivel óptimo de recursos para implementar prácticas de AC en camas permanentes con riego por surcos y demostrar que el rendimiento de trigo es igual o mayor que con las prácticas tradicionales. AGRADECIMIENTOS A los estudiantes de la Universidad Autónoma de Chapingo, el Instituto Tecnológico de Sonora y el Instituto Tecnológico del Valle del Yaqui y a los agricultores del valle del Yaqui. BIBLIOGRAFÍA Govaerts, B; Sayre, KD; Ceballos-Ramirez, JM; Luna-Guido, ML; Limon-Ortega, A; Deckers, J & L Dendooven. 2006. Conventionally tilled and permanent raised beds with different crop residue management: Effects on soil C and N dynamics. Plant Soil 280:143-155. Hobbs, PR; Sayre, K & R Gupta. 2008. The role of conservation agriculture in sustainable agriculture. Philos. T. R. Soc. B. 363:543-555. Limon-Ortega, A; Sayre, KD & Francis, CA. 2000a. Wheat and maize yields in response to straw management and nitrogen under a bed planting system. Agron. J. 92:295-302. Limon-Ortega, A; Sayre, KD & Francis, CA. 2000b. Wheat nitrogen use efficiency in a bed planting system in northwest Mexico. Agron. J. 92:303-308. Limon-Ortega, A; Govaerts, B & KD Sayre. 2008. Straw management, crop rotation, and nitrogen source effect on wheat grain yield and nitrogen use efficiency. Eur. J. Agron. 29:21-28. Limon-Ortega, A; Govaerts, B & KD Sayre. 2009. Crop Rotation, Wheat Straw Management, and Chicken Manure effects on Soil Quality. Agron. J. 101:600-606. Limon-Ortega, A; Govaerts, B; Deckers, J & KD Sayre. 2006. Soil aggregate and microbial biomass in a permanent bed wheat-maize planting system after 12 years. Field Crop. Res. 97:302-309. Montoya-Gonzalez, A; Gonzalez-Navarro, OE; Govaerts, B; Sayre, KD; Estrada, I; Luna-Guido, M; Ceja-Navarro, JA; Patino-Zuniga, L; Marsch, R & L Dendooven. 2009. Straw management, crop rotation and nitrogen source effect on carbon and nitrogen dynamics: A laboratory study. Plant Soil 325:243-253. Verhulst, N; Carrillo-Garcia, A; Moeller, C; Trethowan, R; Sayre, KD & B Govaerts. 2011a. Conservation agriculture for wheat-based cropping systems under gravity irrigation: increasing resilience through improved soil quality. Plant Soil 340:467-479. Verhulst, N; Kienle, F; Sayre, KD; Deckers, J; Raes, D; Limon-Ortega, A; Tijerina-Chavez, L & B Govaerts. 2011b. Soilquality as affected by tillage-residue management in a wheat-maize irrigated bed planting system. Plant Soil 340:453- 466.
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