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3 43 Sistemas de producción agrícola Patricia L. Fernández 1. Introducción La Argentina posee una excelente posición en lo que respecta a su gran competitividad en la producción de alimentos, obteniendo una gran variedad de productos en diferentes regiones del país. Las distintas regiones difieren por clima y suelo, y determinan las áreas agroclimáticas aptas para el desarrollo de los diferentes sistemas productivos. La región pampeana es la más relevante desde el punto de vista productivo, ya que cerca del 80% de los granos se obtienen de dicha región. La misma se caracteriza por tener un clima templado con temperaturas que promedian anualmente los 15 ºC en el sur y 18 ºC en el norte y precipitaciones que decrecen de nordeste a suroeste (1100 a 600 mm). La agricultura argentina se caracterizada por ser principalmente extensiva y en secano, es decir, sin riego. El trigo, maíz, soja y girasol son los cuatro cultivos anuales que representan alrededor del 90% de la producción total de granos. Por ello, la Argentina es considerada un país de exportaciones primarias, donde el 75% de lo exportado por las 31 cadenas agroalimentarias son “commodities”. Dentro del sector agrícola, a escala mundial, la Argentina es el décimo productor y el quinto expor- tador mundial de trigo, el sexto productor y el segundo exportador mundial de maíz, el tercer pro- ductor mundial de aceite y harinas de soja, y el primer exportador de aceite y harinas de girasol y soja (PNUD, 2011). 2. Cultivos y rotaciones Los sistemas de producción agrícola tienen por objetivo la cosecha de granos. La cantidad de gra- nos cosechados se relaciona positivamente con la biomasa generada por el cultivo. Esto se debe a que la acumulación de biomasa está asociada a la capacidad del cultivo de captar recursos y traslocarlos a los granos. La cantidad de producto cosechado por unidad de superficie es el rendimiento, que es lo que se busca maximizar interviniendo en el ambiente en el cual crece el cultivo de interés, y tomando decisiones de manejo sobre el mismo (fertilización, control de adversidades, etc.). Las interacciones que existen entre el cultivo y los individuos de otras especies se denominan interespecíficas, mientras que las que ocurren entre individuos de la misma especie se llaman intraespecíficas son numerosas. Algunas de estas interacciones ejercen mucho control sobre el cultivo y su rendimiento, y otras muy poco. En un sistema de producción agrícola se necesita tomar decisiones para optimizar estas interac- ciones. Las cuestiones que son clave para el éxito de un cultivo son la selección del material genético, la fecha de siembra, la densidad de plantas, la condición del suelo, la fertilización, el control de plagas y la eficiencia de cosecha. Las decisiones de manejo se van tomando a lo largo del ciclo agrícola, el cual consta de varias etapas (Figura 3.1). Comenzando por el barbecho, que es el período comprendido entre la cosecha de un cultivo y la siembra del próximo. Luego continúa la siembra del cultivo de interés, su germinación y emergencia y el crecimiento y desarrollo del mismo. El cultivo cumple diferentes estadios desde la Sistemas de producción agrícola 44 3 emergencia hasta su madurez, las cuales se denomi- nan etapas fenológicas y generalmente se subdividen en etapa vegetativa y reproductiva. Finalmente, se realiza la cosecha, que para los cultivos extensivos es totalmente mecanizada (Figura 3.1). Durante el barbecho puede realizarse algún cultivo que no tiene objetivo económico-comercial, sino contribuir al control de la erosión del suelo, la acumulación y la retención de materia orgánica (MO) y del nitrógeno (N) para la posterior liberación durante el período de cultivo siguiente y el con- trol de las malezas (al reducir el establecimiento). Estos cultivos se denominan cultivos de cobertura y abono verde. Es importante, sin embargo, hacer un manejo cuidadoso respecto del contenido de agua en el suelo para la siembra del próximo cultivo de interés productivo. Cuando el barbecho se realiza sin ningún cultivo, el objetivo es acumular agua y nitrógeno dis- ponible para el cultivo subsiguiente. El control de malezas se puede realizar en forma mecánica o química (i.e. con herbicidas). Cuando el control es mecánico, el laboreo del suelo favorece el proceso de mineralización del N orgánico y se liberan formas disponibles como nitratos (NO3 -). En condiciones agroclimáticas favorables se pueden realizar dos cultivos agrícolas en un mismo año. Por ejemplo, en la región pampeana es usual encontrar una sucesión de cultivos como trigo/soja de segunda-maíz (Figura 3.2) o trigo/soja de segunda-soja de primera. En estos casos, el cultivo de trigo y soja de segunda se realizarían en el primer año y el cultivo de maíz o el de soja de primera se Figura 3.2. Ciclos agrícolas: durante el primer año se realiza trigo y soja de segunda (2°), mientras el cultivo de maíz se realiza en el segundo año. Figura 3.1. Ciclo agrícola: siembra del cultivo, emergencia del cultivo, crecimiento y desarrollo del cultivo, cosecha de granos, barbecho y siembra del cultivo siguiente. Sistemas de producción agrícola 45 3 realizarían en el segundo año. La posibilidad de realizar dos cultivos en un año se debe principalmente a la adopción de la siembra directa, debido a que presenta una ventaja relacionada a la conservación del agua en el suelo y a la oportunidad de siembra. Los cultivos de trigo, maíz, soja y girasol tienen períodos de ocupación durante el año diferentes de acuerdo con la ecofisiología del cultivo y a las condiciones climáticas de la región (precipitaciones, temperatura, período libre de heladas). Por ello, existen momentos óptimos para el desarrollo del cul- tivo para las latitudes dentro de las que se encuentra la región pampeana (Figura 3.3). Figura 3.3. Meses ocupados por los cultivos de trigo, maíz, soja y girasol en la región pampeana. Barras negras: período de ocupación; barras rayadas: posibles meses de ocupación de acuerdo con decisiones de manejo; barras blancas: período de barbecho. Fuente: http://www.siia.gov.ar/index.php/series-por-tema/agricultura. La época del año que ocupa cada cultivo es importante para poder diseñar las rotaciones y determinar los tiempos de ocupación de los suelos. La presencia de cultivos en el campo es im- portante, ya que conlleva numerosos beneficios en la estructura del suelo a través de la presencia de raíces generando bioporos, en el ciclado de nutrientes, y en la incorporación carbono orgáni- co al suelo. El tiempo de ocupación de los suelos se refleja mediante un coeficiente denominado índice de intensificación de la secuencia, en el que se relaciona el número de meses ocupados por los cultivos en el año con el número total de meses del año (Caviglia et al., 2010; Sasal et al., 2010). Por ejemplo, el monocultivo de soja ocupa cinco meses aproximadamente y el doble cultivo trigo/soja de segunda ocupa cinco meses del cultivo de trigo y cuatro meses del cultivo de soja de segunda, sumando nueve meses en el año, de modo que el índice de intensificación de la secuencia es de 0,42 y 0,75, respectivamente. 3. Sistemas de labranza Las labranzas son formas de manejo del suelo y pueden clasificarse de acuerdo con la intensidad o can- tidad de labores para la preparación de la cama de siembra. La labranza con mayor número de pasadas de implementos es la labranza convencional (LC), con menor cantidad de labores están la labranza reducida o labranza mínima, y cuando sólo se produce un pequeño laboreo en la línea de siembra durante la ope- ración de siembra es lo que se denomina labranza cero o siembra directa (SD). Los sistemas de labranzas son diversos, pero su objetivo es generar las condiciones adecuadas de suelo para colocar la semilla, que germine y pueda emerger, y propiciar un ambiente adecuado para el crecimiento y anclaje de las raíces. La LC es una práctica que incluye una sucesión de pasadasde diferentes implementos con el fin de romper agregados y refinar el suelo. Este laboreo incorpora los residuos de cosecha, dejando el suelo http://www.siia.gov.ar/index.php/series-por-tema/agricultura Sistemas de producción agrícola 46 3 descubierto. El laboreo es una herramienta para el manejo del suelo y tiene un efecto importante sobre la fertilidad y el control de malezas. En la labranza primaria se pasa algún tipo de arado para roturar el suelo y, en la labranza secundaria, se pasan implementos más livianos con el objetivo de refinar y nivelar el suelo. Un ejemplo de sucesión de pasadas podría ser: arado de reja-vertedera → rastra de discos → rastra de dientes → rolos. La labranza mínima o labranza reducida implica remover y aflojar el suelo sin rebatirlo, para con- servar su estructura y evitar procesos de compactación. En la labranza mínima se reduce el número de laboreos en comparación con los sistemas convencionales de labranza. Dependiendo de los im- plementos utilizados y el número de pasadas puede ser clasificada como un sistema conservacionista o no conservacionista de acuerdo con la cobertura de rastrojos (residuos de cosecha), que queda al momento de la siembra. Esta labranza puede resultar más económica que la labranza convencional, ya que se realizan menos pasajes de maquinaria y operaciones de nivelación. La labranza conservacio- nista es todo sistema de manejo del suelo que deja al menos un 30% del rastrojo del cultivo anterior sobre la superficie del suelo. Al mantener el residuo de cosecha en superficie se crea una cobertura, que disminuye la tasa de evaporación agua del suelo, aislando el suelo de temperaturas extremas y lo protege de factores externos que pueden afectar su condición física, como las lluvias intensas. La siembra directa (SD) o labranza cero (del inglés, “zero tillage”) o no labranza (del inglés “no tillage”) son sistemas en los que el suelo no se laborea antes de la siembra. Las ventajas incluyen: (i) el menor tránsito de maquinaria; (ii) menores costos de preparación del suelo; (iii) menores tiempos operativos para la siembra; (iv) suelo cubierto con rastrojo. En este sistema, las dobles cuchillas cortan los rastrojos y el suelo para la colocación de la semilla directamente en el surco. El suelo puede ser laboreado y el cultivo sembrado en una sola operación. Fue implementada con el objetivo de prevenir procesos de erosión hídrica y eólica, y de mejorar la condición física de suelos degradados con larga historia de uso agrícola. Deja al suelo cubierto con rastrojos, ya que sólo la sembradora corta el suelo en torno a la línea de siembra durante dicha operación. Con el objetivo de poder cortar el residuo de cosecha y poder depositar la semilla en la línea de siembra, las sembradoras utilizadas en la SD se tornaron más pesadas. Esto pudo llevar a situaciones de mayor compactación del suelo. Por ello, se desarrollaron diferentes estrategias relacionadas a la presión y al ancho de los neumáticos utilizados en estos equipos. El barbecho en la LC es mecánico, ya que durante el mismo se pasan diferentes implementos traccio- nados por un tractor con el objetivo de controlar las malezas que consumen el agua y los nutrientes, favo- reciendo el proceso de mineralización. En los sistemas bajo SD, el barbecho se denomina químico debido a la ausencia de pasaje de implementos y a que el control de malezas se realiza mediante la aplicación de herbicidas (Cuadro 3.1). Cuando se comparan los barbechos químico y mecánico, se puede señalar una Sistemas de producción agrícola 47 3 reducción en la aplicación de herbicidas en el barbecho mecánico respecto del barbecho químico. Sin embargo, el barbecho mecánico presenta un claro incremento en el consumo de combustible. En SD la presencia de rastrojo en la superficie genera reducciones de temperatura del suelo, de- bido a la mayor reflectancia de los mismos comparada con la del suelo desnudo en LC. Esto lleva a menores tasas de mineralización de la MO del suelo. La tasa de descomposición de los residuos que quedan en superficie también es menor que cuando se los incorpora en el suelo (menor contacto con el suelo). Por lo tanto, se libera una menor cantidad de nitrógeno durante el barbecho, y así hay menor cantidad del nutriente disponible a la siembra del cultivo siguiente. Esto conduce a incrementos en las dosis de fertilizantes nitrogenados de las que se aplican en sistemas bajo LC. Cuadro 3.1. Comparación entre labranza convencional y siembra directa en el uso de maquinarias e insumos para cada una de las etapas de los ciclos agrícolas. Labranza convencional Siembra directa Barbecho Pasaje de maquinaria: arado de reja vertedera, rastra de disco, etc. Pasaje de pulverizadora: aplicación de herbicida Siembra del cultivo Aplicación de fertilizantes Aplicación de agroquímicos (*) Emergencia del cultivo Pasaje de maquinaria (superficial)Aplicación de agroquímicos (*) Aplicación de agroquímicos (*) Crecimiento y desarrollo del cultivo Aplicación de agroquímicos (*) Aplicación de agroquímicos (*) Cosecha del cultivo Pasaje de maquinaria: cosechadora Pasaje de maquinaria: cosechadora (*) Agroquímico: fertilizantes y plaguicidas (herbicidas, insecticidas, bactericidas, fungicidas, etc.). 4. Agroquímicos Los agroquímicos son productos químicos utilizados para mejorar la calidad y la cantidad de los bienes de la actividad agropecuaria y su conservación. Entre ellos se encuentran los fertilizantes, her- bicidas, insecticidas, fungicidas, etc. 4.1. Fertilizantes Se considera fertilizante a todo producto que incorporado al suelo o aplicado a los vegetales o sus partes tiene la capacidad de suministrar en forma directa o indirecta sustancias requeridas por aque- llos para su nutrición, estimular su crecimiento, aumentar su productividad o mejorar la calidad de la producción (Ley 20.466/73, Art. 3). Los fertilizantes pueden clasificarse según la naturaleza de la fuente (orgánico, inorgánico y bioló- gico) y el nutriente principal (nitrogenados, fosforados, potásicos, etc.). Los fertilizantes de naturaleza orgánica son, en general, denominados abonos, y se los clasifica de acuerdo con su origen. Los fertili- zantes inorgánicos en su mayoría son de síntesis industrial, y se incluyen compuestos y elementos de origen mineral. Los fertilizantes biológicos hacen referencia a los organismos que suministran directa o indirectamente nutrientes a las plantas o ejercen una acción beneficiosa para su desarrollo. Sistemas de producción agrícola 48 3 El consumo de fertilizantes a escala mundial ha tenido un crecimiento sostenido desde 1960. Sin embargo, en los países desarrollados el consumo histórico respecto de los países en desarrollo fue muy diferente (Figura 3.4). Los países desarrollados presentaron un crecimiento de consumo cons- tante entre 1960 y 1980, desacelerando esta tendencia debido a problemas de contaminación por las altas dosis de fertilizantes aplicadas. En la actualidad, en los países en desarrollo el consumo sigue en aumento. El incremento a lo largo de estos últimos 20 años responde a un modelo de crecimiento en el rendimiento de los cultivos debido al mejoramiento genético de la semilla y, por lo tanto, el incre- mento de requerimientos para sostener dicho crecimiento. Figura 3.4. Evolución del consumo de nutrientes en países desarrollados y países en desarrollo entre los años 1960 y 2008. Adaptado de Álvarez et al. (2012). En la Argentina, hasta la década de los 90, la agricultura se realizó prácticamente sin la utiliza- ción de fertilizantes. Esta situación se atribuye a la alta fertilidad natural de los suelos de la región pampeana y a las rotaciones agrícolas con pasturas destinadas a la actividad ganadera, en las cuales se utilizaron especies leguminosas. La decisión de aplicar fertilizantes depende de la relación de precios insumo/producto, el conocimiento alcanzado para la tecnología de aplicación (fuente, dosis, momen- to, ubicación)(Cuadro 3.2) y la situación climática. Cuadro 3.2. Conceptos e implicancias de la tecnología de aplicación de fertilizantes Fuente Dosis Momento Ubicación Fertilizante utilizado Cantidad de fertilizante En relación con el ciclo del cultivo: - Pre-siembra - Siembra - En determinada etapa fenológica - Línea de siembra - Voleo - En banda Sistemas de producción agrícola 49 3 El nitrógeno y el fósforo son aplicados a los cereales y oleaginosas, mientras que los fertilizantes potásicos son utilizados en mayor medida en la producción de cultivos frutales y hortícolas. En la Argentina, las fuentes de fertilizantes nitrogenados más usados en los cultivos extensivos son la urea, el UAN. Otra fuente de nitrógeno son algunos fertilizantes fosforados (e.g. fosfato diamónico, PDA). La Argentina cuenta con dos plantas de producción de urea, en Bahía Blanca y en Campana, mientras que el fósforo se importa, ya que en el país los yacimientos de roca fosfórica son de baja ley. La principal salida de nutrientes de los agroecosistemas es a través de la exportación por cosecha y la entrada en estos sistemas es por los fertilizantes. En la Argentina la relación aplicación/remoción de N y P en grano para los cuatro cultivos principales (trigo, maíz, soja y girasol) ha mejorado a lo largo del tiempo. Sin embargo, la reposición no se realiza en igual magnitud que la extracción. Estos balan- ces negativos conducen a un proceso de deterioro en la fertilidad de los suelos (Figura 3.5) (García y González Sanjuan, 2010; Cruzate y Casas, 2012). Figura 3.5. Evolución de la relación aplicación/extracción de N, P, S y K para soja, trigo, maíz y girasol en la Argentina entre 1993 y 2011. Fuente: García y González Sanjuan (2010) y Cruzate y Casas (2012). Es importante considerar que no siempre el balance neutro o positivo es una práctica que deba realizarse. Por ejemplo, en el caso del potasio (K) nuestros suelos de la zona núcleo son ricos en este nutriente, además de que el índice de cosecha de K (kg K en grano kg-1 K en biomasa aérea) es bajo, por lo que aún no es necesario fertilizar con este nutriente a los cultivos extensivos. La respuesta del cultivo al agregado de fertilizantes depende, entre otros factores, del nivel de nutrientes presentes en el suelo. Por lo tanto, es fundamental realizar un buen muestreo y un correcto diagnóstico previo a la siembra para decidir la fertilización. La dosis de fertilizante que se aplicará dependerá del modelo correspondiente a la zona. Por otro lado, existen microorganismos que facilitan o aumentan la disponibilidad de nutrientes que son aprovechados para mejorar las condiciones de los cultivos. En general, se trata de bacterias, con las cuales se elaboran productos biológicos que son aplicados al suelo o a la semilla. Ejemplo de ello es Bradyrhyzobium japonicum que fija nitrógeno atmosférico y que se asocia simbióticamente con la planta de soja. Estas relaciones de simbiosis son más o menos específicas. Sistemas de producción agrícola 50 3 4.2. Plaguicidas La Organización Mundial de la Salud (OMS) define al plaguicida como una sustancia o mezcla de sustancias pensadas para prevenir, controlar, repeler o mitigar la acción de una plaga (Cuadro 3.3). Estas plagas pueden ser: insectos, ácaros, nematodos, moluscos, roedores, hongos, bacterias, malezas y otras formas de vida animal o vegetal perjudiciales a la salud pública, a la agricultura, al sector pe- cuario, a sus productos y a otras materias primas alimenticias. Se incluye en este ítem a los defoliantes, desecantes y las sustancias reguladoras del crecimiento vegetal o fitorreguladores. La acción de estos agentes se ejerce durante todas las etapas de la producción: simiente, cultivo, y también durante el transporte y almacenaje de los productos obtenidos. Cuadro 3.3. Nombre técnico de los plaguicidas más comunes, efecto y plagas sobre las que actúan. Nombre técnico Efecto y plagas sobre las que actúa Insecticidas Control de insectos y otros artrópodos Acaricidas Control de ácaros, arañuelas Nematicidas Control de nematodos Fungicidas Control de hongos Molusquicidas Control de caracoles y babosas Rodenticidas Control de ratones y control de otros roedores Antibióticos o Bactericidas Control de bacterias Herbicidas Control de malezas Alguicidas Control de algas en lagos, canales, tanques de agua y otros sitios. Defoliantes Provocan la caída de hojas, para facilitar la cosecha Desecantes Promueven el secado de tejidos vivos Atractivos Atraen diferentes tipos de plagas animales Repelentes Repelen diferentes tipos de plagas animales Feromonas Alteran el comportamiento de diferentes plagas animales Reguladores de crecimiento Alteran el desarrollo de las plagas animales En la Figura 3.6 se presentan los plaguicidas de relevancia y su volumen de comercialización durante el 2011. Figura 3.6. Representatividad (%) del volumen de las distintas categorías de plaguicidas de relevancia comercial en la Argentina en 2011. Fuente: elaboración propia a partir de la información de la Cámara de Sanidad Agropecuaria (CASAFE, 2011). Sistemas de producción agrícola 51 3 Los herbicidas son los plaguicidas con mayor volumen de venta. Los herbicidas, se pueden clasifi- car de acuerdo con su selectividad y modo de acción. Los herbicidas selectivos controlan un determi- nado tipo de maleza, por ejemplo, el 2,4-D controla malezas de hoja ancha. Los no selectivos controlan todo tipo de malezas, e inclusive las plantas de interés agronómico, por lo que se aplican previo a la siembra. Los herbicidas más utilizados en la Argentina son el glifosato, 2,4-D, atrazina y acetoclor. El glifosato es un herbicida de amplio espectro, cuya comercialización aumentó debido a la aparición en 1996 del evento transgénico en el cultivo de soja (soja RR), con la incorporación de genes de Agrobac- terium tornando a la planta resistente a este principio activo. Por lo tanto, el glifosato es un herbicida no selectivo que actúa sobre toda la vegetación, excepto sobre los cultivos transgénicos resistentes al glifosato. El modo de acción puede ser por contacto o sistémicos (absorción). Por ejemplo, el glifosato es sistémico, ya que opera ingresando en el sistema de las plantas por las hojas. Los insecticidas son productos que se utilizan para controlar o eliminar insectos. Los principios activos fueron cambiando con el tiempo en la búsqueda del menor daño colateral. Actúan de distintas maneras sobre los organismos, a partir de ello se los puede clasificar de acuerdo con la manera que in- tervienen en el vegetal (sistémico o de contacto) o en relación con la plaga (ingestión, contacto, inhala- ción, cebo tóxico). Otra manera de controlar los insectos que afectan al cultivo es mediante el control biológico. Un ejemplo de ello es el empleo de una especie que permite reducir la población de otra que es perjudicial para el cultivo. Así, hay arañas y parásitos depredadores de las chinches que causan daño en el cultivo de soja. También el gusano blanco, que afecta significativamente al cultivo de maíz, tiene como enemigos naturales a ciertos hongos, avispas parásitas y larvas de moscas predadoras. Además, existen otras formas de control biológico que serán abordadas con detalle en el Capítulo 12. Las plantas pueden sufrir alteraciones por la acción de hongos, bacterias y virus. La presencia de los mismos puede conllevar a una enfermedad que se puede reconocer mediante síntomas y signos. Los síntomas la manifestación del ataque de un patógeno por parte de la planta y, el signo, es la expre- sión visible del patógeno. La forma de control de las enfermedades con productos químicos debe ser la última opción. Existen otras formas de manejo que permiten una estrategia de control de las mismas, como las rotaciones, eliminación de otras plantas que funcionan como hospedantes, cambios en la fecha de siembra y en la densidad del cultivo, uso de variedades tolerantes o resistentes. Por otro lado, es importanteque en el manipuleo de plaguicidas se reconozcan de manera sencilla sus características y los peligros que éstos pueden presentar. Para ello, los envases de los productos se identifican con bandas de colores (roja, amarilla, verde y azul) para indicar los grados de toxicidad que presentan para las personas. En el marbete se indica, además, los períodos de carencia, es decir, el tiempo que debe transcurrir entre la aplicación del producto y el consumo del vegetal. 5. Producción de cultivos Los cultivos que participan de la producción agrícola en la Argentina variaron a lo largo del tiem- po y la superficie destinada a cada uno de ellos cambió en magnitud e incidencia en los agroecosiste- mas en cada momento. En consecuencia, la expansión agrícola fue acompañada de un cambio en la importancia relativa de los distintos cultivos. Se destaca, principalmente, el crecimiento del área sem- brada con soja, un cultivo muy poco relevante durante la década de los 70, y que hoy ocupa el 52,3% del área bajo cultivo (SIIA, 2013). Sistemas de producción agrícola 52 3 En particular, en términos de producción de granos, los cultivos de trigo, maíz, soja y girasol han au- mentado durante los últimos 30 años y contribuyeron de manera significativa al producto bruto interno argentino (Figura 3.7). Dentro de los factores que contribuyeron al aumento de la producción de granos en la Argentina a partir de mediados de los 90, no debe dejar de mencionarse la mejora genética, el incre- mento de la superficie bajo producción y el desarrollo e implementación de nuevas tecnologías de manejo. El mejoramiento genético fue tanto de manera tradicional (selección, cruzamiento y reproducción) como también debido a la aparición de cultivos transgénicos. El aumento de la superficie destinada a la produc- ción de granos se debe a varias causas, entre las que se encuentran la mayor rentabilidad de la actividad agrícola respecto de otras actividades posibles, la oportunidad de realizar doble cultivo trigo/soja de segun- da, la aparición de nuevas tecnologías como la siembra directa y la aplicación de fertilizantes y el aumento de precipitaciones en el oeste de la región pampeana. Consecuencia de este proceso fue el desplazamiento del ganado bovino a regiones con suelos menos productivos y el corrimiento de la frontera agrícola. Figura 3.7. Producción de granos de los cultivos de soja, maíz, trigo y girasol. Fuente: elaboración propia a partir de SIIA (2013). Los cuatro cultivos principales que se destacan en la producción de la Argentina encuentran una buena zona agroclimáticas en la región pampeana (Figura 3.8). Esta región produce el 87, 93, 88 y 88% de los cultivos de girasol, trigo, maíz y soja, respectivamente en relación con la producción total del país. Figura 3.8. Producción de granos promedio del quinquenio 2007-2008 a 2011-2012 de las provincias de la región pampeana (Buenos Aires, Córdoba, Santa Fe, La Pampa y Entre Ríos) y el resto del país para los cuatro cultivos más importantes de la Argentina (trigo, maíz, soja, girasol). Fuente: elaboración propia a partir de SIIA (2013). Sistemas de producción agrícola 53 3 6. Características de los cultivos de mayor difusión Los cultivos más importantes en la región pampeana son el trigo, maíz, soja y girasol. Se los puede clasificar de distintas maneras, por ejemplo, de acuerdo con la época del año en la que se desarrollan (verano, invierno), o ser clasificados como cereales (trigo, maíz) y oleaginosas (soja, girasol). A me- dida que el cultivo crece y se desarrolla cumple diferentes estadios fenológicos, los cuales están com- prendidos dentro de la etapa de germinación-emergencia, la etapa vegetativa, la etapa reproductiva, llenado de granos y madurez fisiológica. Cada cultivo tiene un período crítico para la definición del rendimiento, en la que se debe evitar cualquier tipo de estrés a las plantas. En la operación de cosecha, la cosechadora separa los granos del resto de la planta. El remanente de la planta se llama residuo de cosecha o rastrojo, y la cantidad de residuos depende de la relación residuos/granos (Cuadro 3.4). De acuerdo con el sistema de labranza, el rastrojo puede ser incorpo- rado al suelo o dejado en la superficie. Los residuos de cosecha se descomponen y en parte pasan a constituir MO. Luego, mediante el proceso de mineralización, el nitrógeno de la MO pasa a la solución del suelo y queda disponible para la planta. De tal modo, una parte del carbono (C) de los residuos pasa a la MO lábil del suelo y otra llega a la atmósfera en forma de dióxido de carbono (CO2) por la respiración de los microorganismos. Cuadro 3.4. Relación residuos/granos (granos con 0 ó 14% de humedad) y porcentaje de raíces, para los cultivos de trigo, maíz y soja. Fuente: Álvarez y Steinbach (2012). Trigo Maíz Soja Relación residuos/granos 0% 1,9 1 1,33 Relación residuos/granos 14% 1,63 0,86 1,13 Raíces (% del residuo del cultivo) 20 20 20 Los cultivos requieren de una determinada cantidad de nutrientes para producir una tonelada de grano (Cuadro 3.5). Del total de nutrientes de la solución del suelo que son absorbidos por el cultivo se exporta del agroecosistema una determinada proporción según el cultivo. Esta proporción se de- nomina Índice de cosecha -IC- y es particular para cada nutriente, cultivo y ambiente (Cuadro 3.5). Cuadro 3.5. Requerimiento de los nutrientes, índice de cosecha (IC) de nutrientes para los cultivos de trigo, maíz, soja y girasol. Fuente: Álvarez y Steinbach (2012) y Gutiérrez Boem (2012a; b). Requerimiento (kg nutriente t-1 grano) Trigo Maíz Soja Girasol N 30-35 20-25 70-80 45-50 P 5 4 8 5 K 19 19 39 29 S 3,2 4 6 5 IC de nutriente (nutriente grano / nutriente parte aérea) N 0,70 0,75 0,75 0,60 P 0,80 0,76 0,88 0,80 K 0,21 0,21 0,48 0,21 S 0,35 0,45 0,55 0,38 Sistemas de producción agrícola 54 3 La utilización de la información presente en los Cuadros 3.4 y 3.5 permite estimar el residuo orgá- nico que queda como sustrato para los microorganismos, la cantidad necesaria de algunos nutrientes para poder producir una tonelada de grano y la cantidad de nutrientes que salen del agroecosistema. Suponiendo un rendimiento del cultivo de maíz de 10 t ha-1 (0% de humedad), la cantidad de rastrojo remanente en el suelo son 8,6 t ha-1, si consideramos las raíces el valor asciende a 10,3 t ha-1. El residuo comienza a ser degradado por los microorganismos que emiten una parte del carbono del mismo a la atmósfera en forma de CO2 (proceso de descomposición) y otra parte pasa a estar en los tejidos microbianos y más tarde en la MO del suelo (proceso de humificación) (ver Anexo). Por otro lado, para poder alcanzar un rendimiento de 10 t ha-1 de granos de maíz se requiere agua, energía solar, nutrientes y control de plagas. ¿Cuántos nutrientes se requieren para alcanzar ese rendimiento en el cultivo de maíz? De N se requiere entre 200 y 250 kg ha-1, de P 40 kg ha-1; y 190 y 40 kg ha-1 de K y S, respectivamente. Solamente una proporción del total de nutrientes absorbidos sale del sistema, en este caso se iría con el grano entre 150 a 188 kg N ha-1, 30 kg P ha-1, 40 kg K ha-1 y 18 kg S ha-1. 6.1. Cultivos de invierno 6.1.2. Trigo El trigo es un cereal que constituye una de las bases de la alimentación de la población. Este cereal contribuye en la dieta con hidratos de carbono y aporta proteínas, que están en una proporción de 70- 80% y 8-18% en el grano, respectivamente (Passarella y Savin, 2003). Mediante el mejoramiento gené- tico, en particular el efectuado en los años 70 de la mano de Norman Borlaug (“Revolución Verde”), se redujo la altura de este cultivo, evitando de esta manera su vuelco e incrementando la producción de grano. Las variedades modernas de trigo que se utilizan son de las especies Triticum aestivum L. (trigo blando o pan) y T. durum L. (trigo duro, candeal o fideo). Los trigos sembrados en la Argentina son losllamados “trigos primavera”, y corresponden a aque- llos que no necesitan de un período de vernalización (horas de frío) para florecer, es decir, temperatu- ras por debajo de ciertos valores umbrales durante un determinado número de horas. Existen varie- dades de trigo de ciclo corto o de ciclo largo. La elección del ciclo está determinada por la región en la que se va a sembrar y por las adversidades climáticas (sequía, helada, golpe de calor). Las fechas de siembra se adaptan de acuerdo con las características anteriormente mencionadas, con el objetivo de obtener un buen rendimiento e intentando no transitar condiciones climáticas que afecten al período crítico que corresponde al momento en el que se define el rendimiento. Cuando se presenta alguna falla durante la siembra, el trigo puede compensar la falta de plantas mediante el macollaje. Los maco- llos son vástagos secundarios brotan del vástago principal, que son capaces de desarrollar espigas que permiten compensar, en algunos casos, mermas en el rendimiento. Es decir que, ante cambios en la densidad de plantas logradas, cambia el número de macollos fértiles por planta, lo que determina que en un amplio rango de densidades el número de vástagos fértiles por unidad de superficie permanezca relativamente constante. Las malezas que con más frecuencia afectan a este cultivo pertenecen a la familia de las gramíneas, como el sorgo de Alepo (Sorghum halepense (L.)), el raigrás (Lolium multiflorum L.), la avena guacha (Avena fatua L.); aunque también existen plantas latifoliadas que pueden afectar al cultivo, como el nabo (Brassica campestres L.), la quinoa (Chenopodium album L.), la mostacilla (Rapistrum rugosum Sistemas de producción agrícola 55 3 L.), el cardo negro (Cirsum vulgare (Savi) Ten.), el capiquí (Stellaria media (L.)), la sanguinaria (Po- lygonum aviculare L.). Las malezas de la misma familia que el trigo limitan la utilización de herbicidas debido a que puede afectar a las plantas de interés. Las plagas con más relevancia, que tienen como principal fuente de alimentación al cultivo de trigo, poseen diferentes estrategias de ataque de acuerdo con el aparato bucal que posean. En general, son tipo masticadores como la tucura, los gorgojos y las orugas. Las chinches y los pulgones también atacan al trigo, pero estos poseen un aparato bucal tipo succionador. En particular, el pulgón verde (Schizaphis graminum) es vector de un virus que afecta a la planta. Por otra parte, entre las enfermedades que disminuyen el rendimiento de manera más relevante se pueden encontrar a las manchas foliares y fusariosis (organismos necrotróficos), las royas, los car- bones y los oídios (biotróficos). 6.2. Cultivos de verano 6.2.1. Maíz El maíz (Zea mays L.) pertenece a la familia de las Poáceas y es originario de América, pero se cul- tiva actualmente en casi todos los países del mundo. La composición química del grano es de 67-74% de hidratos de carbono, 3-11% de aceite y 8-12% de proteínas (Passarella y Savin, 2003). La dureza del endosperma es una de las características genéticas que determina la elección del material a sembrar. Esta dureza está determinada por la relación entre el endosperma córneo o vítreo y el harinoso. Así surgen los maíces harinosos, dentados, semidentados y duros, en orden creciente de dureza del endos- perma. A diferencia del trigo, el maíz tiene una menor capacidad de compensar mermas en el número de plantas, ya que los macollos son estériles. Las malezas de la familia de las gramíneas que aparecen frecuentemente son el pasto cuaresma (Digitaria sanguinalis (L.) Scop.), el sorgo de Alepo (Sorghum halepense) y el gramón (Cynodon dac- tylon (L.) Pers.); y, entre las malezas latifoliadas las que causan perjuicios considerables, se encuentran el yuyo colorado (Amaranthus spp.), el chamico (Datura ferox L.), la quinoa (Chenopodium album) y la malva (Anoda cristata (L.) Schltdl.). La resistencia o tolerancia de algunos maíces al grupo de las imi- dazolinonas es una característica que surgió como producto de su evolución natural, también existen maíces resistentes al herbicida glifosato. Las plagas son un factor de pérdidas importantes en el cultivo de maíz, por lo general, se trata de insectos con aparato bucal masticador. Entre los más relevantes se encuentran los gusanos blancos (es- tado larval de Diloboderus abderus) que tienen entre sus enemigos naturales a los hongos, las avispas parásitas y las larvas de moscas predadoras. También existen orugas que afectan al cultivo en diferen- tes momentos (semillas durante la germinación, plantas jóvenes y espigas). En particular, existe una plaga denominada barrenador del tallo (larvas del Diatraea saccharalis) que se tornó muy importante por los daños que genera y la dificultad que atañe su control. Para controlarla se desarrolló un híbrido transgénico llamado Bt, basado en la incorporación de una serie de genes del Bacillus turingiensis. Entre las enfermedades se destaca una enfermedad virósica, el mal de Río IV, cuyo vector es una chicharrita (Delphacodes kuscheli); pero también se encuentran la podredumbre del tallo y la raíz cau- sada por un complejo de hongos necrotróficos, la roya, el tizón y el carbón. Sistemas de producción agrícola 56 3 6.2.2. Soja La soja (Glycine max L.) es una planta proveniente de Asia, oleaginosa de la familia de las Fabáceas (ex Leguminosas). Del procesamiento de la soja se obtiene aceite (13-24% del peso de grano seco) y proteínas (37-50% del peso de grano seco) (Passarella y Savin, 2003). El aceite está formado en un 50% por ácido linoleico (poliinsaturado) y en un 25% por ácido oleico (monoinsaturado); las proteínas son de alto valor biológico. En 1962 se realizó la primera exportación de soja con destino a Alemania. Recién en la dé- cada del 80 comenzó la expansión del cultivo de soja en la Argentina. A partir de la aparición de cultivares transgénicos RR, en 1996, se extendió su cultivo y aumentó su rendimiento. Por medio de transgénesis, a partir de genes de la bacteria del suelo Agrobacterium, se obtuvieron plantas resistentes al glifosato. Además, debido a la forma de floración escalonada de la planta y su plasticidad se pudo extender el cultivo a zonas que antes resultaban limitantes por agua y económicamente no viables. De los cuatro cultivos principales de la región pampeana, el cultivo de soja es el que requiere mayor cantidad de nitrógeno para producir una tonelada de grano (Cuadro 3.5). La planta de soja puede fijar nitrógeno atmosférico debido a la asociación simbiótica con la bacteria Bradyrhizobium japonicum. En la región pampeana se estima que aproximadamente la mitad del nitrógeno requerido proviene de la fijación simbiótica y, el nitrógeno restante se absorbe desde la solución del suelo como nitrógeno mineral, el cual proviene del proceso de mineralización. Las malezas que afectan el rendimiento del cultivo de soja pertenecen a la familia de las gramí- neas, ciperáceas y algunas latifoliadas. En particular, se puede mencionar a una maleza que tiene mayor incidencia en años secos, como la rama negra (Conyza bonariensis L.), y es difícil de controlar, distintas amarantáceas ( e.g. Amaranthus hybridus L.), y especies perennes como el sorgo de Alepo (S. halepense) y el gramón (C. dactylon). El manejo de las malezas en este cultivo difiere si se trata de una variedad transgénica o no. Cuando la variedad no es transgénica es necesario integrar el control cultural y el uso de productos químicos. La variedad transgénica permite el uso de glifosato inclusive en post-emergencia del cultivo. Las principales plagas que afectan el rendimiento del cultivo de soja son las orugas cortadoras (Agrotis malefida, Porosagrotis gypaetina, Agrotis ipsilon) y defoliadoras (Anticarsia gemmatalis, Rachiplusia nu, Spodoptera frugiperda), los barrenadores (Epinotia aporema) y las chinches (Ne- zara viridula). Entre los agentes patógenos, los que cobran mayor importancia porlas numerosas enfermeda- des que causan al cultivo de soja son los hongos. Los hongos ocasionan podredumbre húmeda del tallo (Sclerotinia sclerotiorum), podredumbre de la raíz y de la base del tallo (Phytophthora sojae). Los hongos necrotróficos (Fusarium solani) causan lo que se denomina, vulgarmente, muerte súbita. Numerosos hongos atacan desde el período de floración en adelante, denominando a las afecciones causadas como “enfermedades de fin de ciclo”. Los agentes que producen estas enfermedades son Sep- toria glycines, Phomopsis sojae, Cercospora kikuchii, Colletorichum spp., Cercospora sojina, etc. En los últimos años, entre las enfermedades que atacan al cultivo de soja, tomó relevancia la mancha ojo de rana cuyo patógeno es la C. sojina. Sistemas de producción agrícola 57 3 6.2.3. Girasol Los granos del cultivo de girasol (Helianthus annuus L.) están conformados por 23-27% de hi- dratos de carbono, 9-20% de proteínas y 42-55% de aceite (Passarella y Savin, 2003), por lo que son utilizados principalmente para la obtención de este último, para consumo humano. El aceite de girasol es de alta calidad dado por la composición de ácidos grasos presentes. Mientras los genotipos tradicio- nales de girasol poseen 20% de oleico, 70% de linoleico y 10% de ácidos grasos saturados, los medios oleicos poseen entre 60-65% de oleico, 25-30 de linoleico y entre 8-11%; y los de alto oleico poseen cerca del 80% de ácido oleico (Passarella y Savin, 2003). Las harinas que se obtienen como subproduc- tos de la obtención de aceites son comercializadas. Las malezas que más afectan el rendimiento del cultivo de girasol son los de hoja ancha, como el nabo (Brassica campestres) o la quínoa (Chenopodium album), entre otras. Las principales plagas en el cultivo de girasol son las orugas cortadoras (A. malefida, P. gypaetina) y defoliadoras (R. nu), las chin- ches (Nezara sp.) y los gorgojos. Entre los agentes patógenos se puede resaltar las enfermedades causa- das por hongos: hoja abigarrada (Verticilium dahliae), roya negra (Puccinia helianthi), podredumbre basal del tallo (Macrophonia phaeseolina, Sclerotinium baticola), podredumbre blanda del capítulo (S. sclerotorium). 7. Sistemas de producción que incluyen a la agricultura En lo relacionado a la adopción de diferentes tecnologías, la agricultura en la Argentina tuvo con- siderables cambios desde la década del 80 (Figura 3.9). Por ejemplo, la adhesión de los productores a l uso de herbicidas y organismos genéticamente modificados (OGM) aumentó casi a 100% desde 1980 hasta 2010 (Figura 3.9). Otras tecnologías tuvieron una tasa de incremento menor, como el uso de fertilizantes, y más tardía, como el uso de silo bolsa y la agricultura de precisión. Figura 3.9. Adopción de los agricultores de las diferentes tecnologías. Adaptado de INTA y Ministerio de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentación (MAGyP, 2011). Sistemas de producción agrícola 58 3 A mediados de la década del 90, el mejoramiento genético de los cultivos tiene un hito en su histo- ria con la aparición del primer evento transgénico con el cultivo de soja, el cual fue adoptado de forma masiva. Esto trajo aparejado la adopción de herbicidas, en particular del glifosato. La implementación de los fertilizantes es reciente en términos mundiales y muestran un crecimiento sostenido hasta la actualidad. Nuevas tecnologías continúan apareciendo y cada una de ellas presenta su complejidad, para lo cual se requiere tiempo de estudio y aprendizaje para hacer un uso adecuado y eficiente de las mismas. Este es el caso de la agricultura de precisión que es una herramienta que permite utilizar los insumos agrícolas (i.e. fertilizantes, herbicidas) de una manera más eficiente (ver Capítulo 17). Los sistemas que han ganado superficie desde fines de la década de los 90, son los sistemas agrí- colas con rotación de cultivos o con monocultivos. Estos sistemas de producción agrícola se destacan por el uso generalizado de sistemas bajo SD. Dentro de la producción agrícola, las rotaciones pueden incluir la implantación de pasturas que son utilizadas para la producción ganadera. En general, el manejo que se realiza es de cuatro años de pasturas y 4-6 años de agricultura. Estas rotaciones presentan la ventaja de cortar ciclos de plagas, diversificar la producción, además de mejorar la fertilidad tanto física como química del suelo. La mejora física se debe a la acumulación de MO debido a la permanencia de un cultivo perenne como la pastura, contribuyendo a la mejora estructural y la estabilidad de un sistema poroso funcional. Por otro lado, las pasturas consociadas al incluir en su composición especies leguminosas mediante la asociación simbiótica pueden fijar el nitrógeno atmosférico el cual mediante descomposición resulta en una ganancia neta del nutriente en el agroecosistema. Sin embargo, hay otras alternativas productivas como los sistemas agroforestales, la intersiem- bra y la producción orgánica. Los sistemas agroforestales combinan especies arbóreas con especies arbustivas o herbáceas, generalmente cultivadas. Este término es muy amplio pues incluye desde la simple presencia de algunos árboles (e.g. frutales) en combinación con cultivos de vegetales o cereales, hasta sistemas complejos con múltiples especies en varios estratos. Los sistemas agroforestales están orientados a obtener una mejor producción mediante la asociación de especies vegetales (árboles con cultivos agrícolas), tratando que la productividad sea permanente y sostenible a través del tiempo de todos los recursos que conforman el sistema (ver Capítulo 4). La intersiembra se define como el crecimiento de dos o más especies de cultivos. Es más frecuente en sistemas con especies arbóreas, sin embargo, existen líneas de investigación que buscan optimizar la realización de esta práctica con dos cultivos anuales. Este diseño de siembra permite un uso de los recursos sea más eficiente y que exista una reducción en la incidencia de plagas (malezas, insectos, enfermedades), mejorando el rendimiento de cada cultivo intersembrado, respecto de los sembrados separadamente (Caviglia et al., 2004; Coll et al., 2012). El uso más eficiente de los recursos en la inter- siembra de cultivos puede deberse a que el uso de un mismo recurso por parte de los componentes es diferente en cantidad y calidad en un mismo momento, de esta manera no habría una competencia por los mismos. La agricultura orgánica es un sistema que fomenta el empleo de prácticas de gestión más que el uso de insumos externos al establecimiento, con el doble objetivo de, por un lado, cerrar el ciclo de nutrientes y, por otro, garantizar que los insumos también sean orgánicos. En países en los que la agri- Sistemas de producción agrícola 59 3 cultura orgánica se encuentra más difundida es frecuente la compra de insumos de tipo biológicos o compost. En la Argentina este sistema ocupa apenas el 5% (2,95 M ha de 60 M ha) de la superficie total de la región pampeana (SENASA, 2012). Las prácticas de gestión adecuadas a estos sistemas se consiguen empleando métodos culturales, biológicos o mecánicos, en contraposición con el uso de materiales sintéticos, para cumplir cada función específica dentro del sistema. La agricultura orgánica es una práctica que está normada en la Argentina por el Servicio Nacional de Sanidad y Calidad Agroalimentaria (SENASA). Para producir de forma orgánica certificada se debe cumplir con los requisitos de la legislación, en la cual se brindan normas que rigen la producción. La auto- ridad de aplicación de la ley es el Ministerio de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentación de la Nación, a través del SENASA. A su vez, es el SENASA el que delega el proceso de certificación a empresas certificadoras privadas. Bibliografía Álvarez, R. y Steinbach, H. S. (2012). Balance de carbono en agrosistemas. En: Álvarez, R., Rubio, G., Álvarez, C. R. y Lavado, R. S. (Eds.). Fertilidad de suelos, caracterizacióny manejo en la Región Pampeana. (pp. 203- 216). Buenos Aires, Argentina: Editorial Facultad de Agronomía. Álvarez, R. y Steinbach, H. S. (2012). Ciclado de nitrógeno en agrosistemas. En: Álvarez, R., Rubio, G., Álvarez, C. R. y Lavado, R. S. (Eds.). Fertilidad de suelos, caracterización y manejo en la Región Pampeana. (pp. 259- 300). Buenos Aires, Argentina: Editorial Facultad de Agronomía. 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