Rotaciones de cultivos y sus beneficios para la agricultura del sur

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p.


I.

INTRODUCCIÓN

II.

ZONAS AGROECOLÓGICAS DE PRODUCCIÓN AGRÍCOLA Paola Silva, Edmundo Acevedo, Juan Luis Rouanet 1. Zona del Secano Costero e Interior Central (ZSCIC) 2. Zona Central de Riego (ZCR) 3. Zona de la Precordillera Centro-Sur (ZPC) 4. Zona del Secano Interior Sur (ZSIS) 5. Zona Húmeda del Sur (ZHS)

III.

CONCEPTO DE ROTACIONES DE CULTIVOS ANUALES Juan Luis Rouanet 1. Modelos extensivos 2. Modelos semi-intensivos 3. Modelos intensivos

IV.

ROTACIONES EN LA AGRICULTURA Y SUSTENTABILIDAD AMBIENTAL Edmundo Acevedo, Juan Luis Rouanet, Mario Mera

V.

IMPACTOS AGRONOMICOS DE LAS ROTACIONES Mario Mera, Juan Luis Rouanet, Edmundo Acevedo, Paola Silva. 1. Control de Enfermedades y plagas 2. Control de malezas 3. Uso de nutrientes del suelo. 4. Aporte en fósforo y otros nutrientes

VI.

ROTACIONES Y SUS EFECTOS SOBRE LA PRODUCTIVIDAD DE LOS CULTIVOS Y SOBRE LA CALIDAD DEL SUELO Juan Luis Rouanet, Mario Mera, Edmundo Acevedo, Paola Silva 1. Productividad en modelos de rotación semi-intensiva 2. Productividad en modelos de rotación intensiva

VII.

ROTACIONES Y RASTROJOS Paola Silva, Edmundo Acevedo 1. Efectos de los rastrojos sobre el suelo. 2. Efecto de los rastrojos sobre los cultivos. a. Rotación trigo – avena b. Rotación trigo – raps c. Rotación trigo – lupino d. Rotación trigo – maíz

VIII.

ROTACIONES Y ECONOMIA DEL SISTEMA DE PRODUCCIÓN Selvin Ferrada, Juan Luis Rouanet 1. Resultado económico de los cultivos. 2. Resultado económico de rotaciones. a. Zona Precordillera Centro Sur (ZPC). b. Zona Secano Interior Sur (ZSIS)

IX. SUMARIO Y CONCLUSIONES X. LITERATURA CITADA ANEXO I GLOSARIO


I. INTRODUCCION El espíritu de esta publicación, proveniente en primera instancia del interés de MINAGRI, es reactivar la buena agricultura de cultivos anuales de las Zonas Central y Sur de Chile, a través del uso de la técnica de rotaciones de manera de rescatar y/o conservar la sustentabilidad de la producción agrícola. Esta publicación es parte del Convenio de Colaboración entre INIA Carillanca y la Fundación Chile, y está basada en los objetivos que se plantearon en el Convenio. El objetivo general es apoyar el mejoramiento de una oferta diversificada de materias primas agrícolas, que permita aumentar la competitividad del sector y satisfacer la exigente demanda de los mercados actuales y en particular de la industria elaboradora de alimentos acuícolas. Es sus alcances u objetivos específicos el Convenio plantea: apoyar el uso de rotaciones culturales en predios de productores de grano con el propósito de mejorar la productividad, el resultado económico y la conservación del recurso suelo y; difundir ampliamente los resultados obtenidos a través de la realización de actividades como formación de Grupo de Transferencia en rotaciones (GTT), días de campo y la elaboración de una publicación en el uso de rotaciones, proponiendo índices de reforzamiento a los productores agrícolas de la importancia de la práctica de las rotaciones.

La técnica de rotaciones de cultivos anuales fue presentada y discutida "en terreno" en el GTT en Rotaciones durante el año 2004, conformado en inicio por 18 productores, con una superficie en producción de cultivos anuales de 20.000 hectáreas. En las actividades grupales y durante el Día de Campo, realizado en el Centro Experimental Carillanca, de Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Temuco, se consideraron los aspectos generales positivos al utilizar secuencias de cultivo que la investigación nacional y extranjera señala como las mas apropiadas para producir trigo, lupino, avena, arveja, maíz, cebada entre otras especies anuales, de tal forma que al entregar productos o materias primas a las plantas elaboradores de alimentos principalmente para salmones, éstas, actores de la cadena agroalimentaria estuvieran seguras que compran un grano con trazabilidad, bajo normas de Buenas Prácticas Agrícolas (BPA's), características que las rotaciones ayudan a definir y conseguir.

Por lo anterior, durante 2004 se trabajó en la recopilación, sistematización y elaboración de información de investigación generada por el INIA y la Universidad de Chile sobre rotaciones en

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. diferentes zonas del país, y revisión de información emanada de instancias internacionales, su posterior análisis y presentación en este documento.

Es por tanto la misión de esta publicación orientar, informar a productores, empresarios, estudiantes de pre y postgrado en Ciencias Agrícolas y afines sobre el uso de las rotaciones, sus objetivos, alcances en la producción como técnica agronómica, y efectos en las proyecciones económicasfinancieras de la empresa agrícola. Con la información en esta publicación no se pretende “dar recetas” de cuando, como y donde practicar rotaciones, sino que se da a conocer los fundamentos, principios y reglas generales de la producción cultivos anuales a través del tiempo, aprovechando las diferencias entre las especies, lo que se traduce en resguardo de la calidad de la producción, del suelo, menores costos. Esta publicación se presenta en ocho capítulos, conclusiones y sumario, anexos y un glosario para la comprensión del público general.

Las especies y variedades de cultivos anuales que se incluyen en las rotaciones son diferentes según la zona en que se practiquen. Los principales factores que determinan la adaptación de las especies y de las variedades son el clima y el suelo. Para tipificar las rotaciones que se realizan en Chile, se han caracterizado en el capítulo II, macro ambientes o zonas agroecológicas según clima, tipo de suelo y topografía que apoya el principio de elección, diversidad y adaptación de especies en la producción agrícola . En el capítulo III, se explica el concepto y desarrollo de la rotación de cultivos desde inicios de la agricultura en el país, los modelos existentes esto es, su estructura de acuerdo a la intensidad de uso del suelo, tipo de clima de manera de combinar el potencial de los recursos naturales y el potencial productivo de las diferentes especies agrícolas. Se define además la terminología relacionada con la estructura de la rotación, la que se utiliza a través de los diferentes capítulos. El uso intensivo del suelo, los paquetes tecnológicos asociados y la ausencia de modelos de sucesión de cultivos o rotaciones adecuadas han afectado negativamente la calidad ambiental y en especial las propiedades del suelo disminuyendo su capacidad para conservar materia orgánica y entregar nutrientes a las plantas. Estos aspectos negativos de la carencia de las rotaciones en un sistema de producción agrícola y sus efectos ambientales generales son expuestos en el capítulo IV. Concurrentemente el capítulo V indica cuantitativamente los efectos positivos del uso de rotaciones en los aspectos fitosanitarios y nutricionales en un sistema de producción.

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. El capítulo VI trata sobre las respuestas en crecimiento, productivas y en eficiencias de uso de recursos de crecimiento por las especies agrícolas en los diferentes modelos de rotaciones considerando las variaciones del ambiente (clima y suelo), variaciones del manejo de suelo, de la fertilización agregada y de las interacciones entre las técnicas de manejo y los factores ambientales. Se enfatiza la información en el nitrógeno, nutriente de mayor demanda por las plantas y de mayor incidencia en los costos directos en un sistema de producción. Dado que la investigación en sistemas de producción agrícola en Chile recomienda en la actualidad un manejo conservacionista del suelo, en el capítulo VII se informa de los efectos del manejo de residuos sobre el suelo en modelos de rotaciones, enfatizando en aspectos de calidad de uso del suelo y agua. Al existir un escenario adecuado en el precio de mercado de los productos, la diversidad de producción y oferta de granos puede ser mayor. Por tanto en el capitulo VIII se presentan ejercicios de casos con el resultado económico de diferentes combinaciones o sucesiones de tres años de cultivos anuales, modelos intensivos de rotaciones de amplio uso actual, con manejo de suelo cero labranza eliminando el rastrojo mediante el uso del fuego. Los datos de rendimiento se han obtenido de ensayos de investigación en las zonas agroecológicas de Precordillera Centro Sur y Secano Interior Sur, áreas en las que se concentra el 70% de la producción de cultivos como Trigo, Avena, Raps y Lupino en Chile. El uso de rotaciones protege al sistema de producción de fenómenos no previsibles de clima, plagas, enfermedades, fluctuaciones de precio u otros que afectan el rendimiento reduciendo el beneficio neto de un cultivo. Por tanto el ingreso predial se afecta menos con la diversificación productiva en base a las rotaciones, siendo de especial importancia en predios con capital limitado o alto nivel de endeudamiento. Un aspecto de mayor riesgo de las rotaciones, no necesariamente negativo, lo representa la mayor dotación y tipo de maquinarias que debe manejarse como también el mayor conocimiento que debe poseer el productor, ya que cada especie tiene un manejo agronómico diferente. Esta publicación busca orientar en las decisiones de uso de la tierra, tales como el uso de las rotaciones de cultivo.

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. II. ZONAS AGROECOLÓGICAS Y DE PRODUCCIÓN AGRÍCOLA Las especies y variedades de cultivos anuales que se incluyen en las rotaciones son diferentes según la zona agroecológica en que se realicen. Los principales factores que determinan la adaptación de las especies y de las variedades son el clima y el suelo. Para tipificar las rotaciones que se realizan en Chile, se han caracterizado macro ambientes según clima, tipo de suelo, topografía y producción agrícola (Silva y Acevedo, no publicado). La actividad agropecuaria se realiza en Chile principalmente entre los paralelos 32° y 42° Latitud Sur. En esta área, de aproximadamente 1.000 Km de longitud, se distinguen cinco zonas agroecológicas (Figura 1): - Zona del Secano Costero e Interior Central (ZSCIC) - Zona Central de Riego (ZCR) - Zona de la Precordillera Centro-Sur (ZPC) - Zona del Secano Interior Sur (ZSIS) - Zona Húmeda del Sur (ZHS)


Figura 1. Zonas Agroecológicas y de producción agrícola

Zona Secano Costero e Interior Central (ZSCIC) Esta zona se ubica en la vertiente occidental y oriental de la Cordillera de la Costa de la V, VI, VII y VIII Región (latitudes 33 a 36º S). De Constitución al norte los suelos son predominantemente alfisoles, de origen granítico, ricos en cuarzo (Serie Lo Vasquez, Asociación Cauquenes). Al sur de Constitución los suelos son principalmente de origen metamórfico (Asociación Constitución). La topografía es escarpada y los suelos son muy susceptibles a la erosión, siendo éste uno de los principales problemas de la zona. El 63 % de la superficie se encuentra fuertemente erosionada (CONAMA, 1994). Estos suelos son pobres en materia orgánica (1 a 2%) y su pH es ácido (5,5 –

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. 6,0). Tienen textura franco arcillo arenosa a arcillosa en superficie, un subsuelo arcilloso de permeabilidad lenta y un substrato de roca descompuesta con escasa cohesión, características que favorecen el escurrimiento superficial de agua y la formación de cárcavas y canalículos activos de erosión. El clima de esta zona corresponde a mediterráneo semiárido (Agroclima Hidango y Cauquenes), que se caracteriza por recibir una precipitación anual media de 700 mm distribuida entre los meses de Mayo a Septiembre y 6 a 8 meses de sequía estival. La temperatura media anual fluctúa entre 13,6 y 15,2 °C. La temperatura media máxima del mes más cálido varia entre 24,7 y 31,3°C y la media mínima del mes más frío entre 5,4 y 4,6 °C. El período libre de heladas es de 7 a 9 meses (Novoa y Villaseca, 1989). La agricultura es de secano. Los cultivos principales son trigo harinero y avena. En menor cantidad se cultivan leguminosas como garbanzo, chícharo y lenteja. Destacan las rotaciones trigo-avena, trigo-garbanzo, trigo-chícharo y trigo-lenteja. El barbecho, como práctica de dejar una temporada o más el suelo sin cultivar es practicado en esta zona estimándose que existen 37.518 has bajo este manejo, siendo la rotación trigo-barbecho la más común. El rubro importante de la zona es la ovejería, que utiliza praderas naturales permanentes y en rotación con trigo.

Zona Central de Riego (ZCR) Esta zona se ubica principalmente en el valle central de la RM, VI, VII y VIII (latitudes, 33 a 37º 30' S). Los suelos predominantes son mollisoles e inceptisoles aluviales por el norte, y andisoles por el sur en topografía plana. Entre la RM y la VI Región dominan los suelos mollisoles (Serie Maipo, Santiago) con valores bajos de materia orgánica de 2,5%, pH ligeramente básicos (7,8 8,0), con una alta densidad aparente de 1,7 g/cm3 con texturas franco arenosas a franco arcillosas. Los inceptisoles aluviales de textura media y liviana (Serie Achibueno, Lontue) son suelos derivados de sedimentos aluviales recientes. El pH es 6,3 con altos niveles de materia orgánica (5,3%) y buena fertilidad. Los aluviales de textura liviana entre Chillán y los Angeles son suelos que tienen alto potencial productivo como la serie Bulnes, con pH 6,1, adecuado nivel de fertilidad aunque bajos contenidos de materia orgánica del orden de 3,8% (Del Pozo y del Canto, 1999). Los suelos aluviales de textura gruesa (suelos arenales) se ubican a orillas del río Itata y Laja (VIII Región), y se extienden hacia el sur hasta del río Renaico. La densidad aparente es de 1,4 g/cm3 y

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. tienen muy baja retención de agua, entre 2,5 y 5%. El agua aprovechable está entre 128 y 211 m3/ha en los primeros 30 cm de suelo, tienen bajos contenidos de materia orgánica (1,5%) y el pH es 6,2 a 6,5 (Del Pozo y del Canto, 1999). Los trumaos del valle central (Arrayán), se encuentran al oriente de Chillán y Los Angeles. Son suelos de origen volcánico, profundos, de textura media. La densidad aparente es baja, 0,8 g/cm3, tienen alrededor de un 23% de retención de agua en los primeros 30 cm. El agua aprovechable es de 552 m3/ha. El pH varía de 5,8 a 6,2, la materia orgánica es alta (13%). Tienen niveles bajos a medios de fósforo, altos en potasio y adecuados en calcio (Del Pozo y del Canto, 1999). El clima es mediterráneo marino (Agroclimas Santiago y Talca) y mediterráneo temperado (Agroclimas Rengo y Chillán), la precipitación varía de norte a sur, con 370 mm en Santiago y 1.300 mm en Los Angeles. La temperatura media anual fluctúa entre 13,7 y 14,9 °C. La temperatura media máxima del mes más cálido varia 30,8 y 28,1 °C y la media mínima del mes más frío entre 2,8 y 3,8 °C. El período libre de heladas es de 5 a 7 meses (Novoa y Villaseca, 1989). La zona Central de Riego es la zona que presenta el mayor potencial productivo para cultivos intensivos. Los principales cultivos anuales

son: trigo, maíz, remolacha, arroz, frejol, papa,

maravilla, cebada y avena. Destaca la rotación trigo-maíz y trigo-frejol (Novoa et al, 1991) en la RM y VI, mientras que para la VII y VIII destaca la rotación trigo-remolacha. Los cultivos anuales son intercalados con praderas mixtas (leguminosas-gramíneas) o con alfalfa Zona de la Precordillera Centro-Sur (ZPC) Esta área se ubica entre los 300 y 600 m de altitud, en las regiones VIII y IX (latitudes 35º 30' a 39º S). Los suelos predominantes en esta área son Andisoles, de origen volcánico, tipo trumaos (Serie Santa Bárbara, Mayulermo y la Asociación Caburga). Son suelos profundos, con alto contenido de materia orgánica (8 – 20 %), alta retención de fósforo, alta porosidad, baja densidad aparente (0,8 g/cm3), una CIC al norte del paralelo 38° de 23,1 a 50,7 meq/100 g y al sur de 47,0 a 77,5 meq/100 g, alta susceptibilidad a pérdida de los cationes del suelo, con el consecuente aumento del aluminio activo y acidificación. Su acidez natural es de 6,2 (Klee, 2002). Debido a que la mayoría son suelos ondulados, con pendientes variables, la erosión hídrica está permanentemente deteriorando la capa arable de los suelos trumao.

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. El clima del sector oeste de esta zona, situada entre 300 y 600 m.s.n.m. corresponde a mediterráneo temperado (Agroclima Precordillera baja) con una pluviometría anual promedio que varía entre 1100 a 1200 mm. La temperatura media anual es de 14 °C. La temperatura media máxima del mes más cálido de 28,8 °C y la media mínima del mes más frío de 3,5 °C. El período libre de heladas es de 5 meses. El clima del sector este de esta zona, situada a una altitud mayor a 600 m.s.n.m., inicios de precordillera, corresponde a un mediterráneo frío (Agroclima Carillanca) con pluviometría anual mayor a 1.200-1.300 mm. Las precipitaciones entre marzo y agosto constituyen entre el 69 y 79% del total anual, en los diferentes sitios. El déficit hídrico es de 3 a 4 meses. La temperatura media anual es de 12,5 a 13,9°C. La temperatura media máxima del mes más cálido varia entre 27 y 29°C y la media mínima del mes más frío entre 2,9 y 4,8 °C. El período libre de heladas es de 3 a 4 meses en los sitios sobre los 400 m.s.n.m. (Novoa y Villaseca, 1989). La agricultura es fundamentalmente de secano, siendo los cultivos principales: trigo, avena, lupino, raps, cebada y lenteja. Destaca la rotación trigo-avena, trigo-lupino y en menor magnitud trigo-raps. La ganadería está constituida por ovinos y bovinos, que utilizan praderas naturales permanentes y en rotación con trigo. También existen praderas sembradas de trébol subterráneo y ballica perenne, pero en menor superficie. Zona Secano Interior Sur (ZSIS) Esta zona se ubica en la vertiente oriental de la cordillera de la costa de la IX y X Región (latitudes 37º 50' a 41º S). Los suelos predominantes son los Ultisoles de origen volcánico tipo rojo arcillosos (Asociaciones Nahuelbuta y Correltué, Serie Huilma y Los Ulmos) y los Alfisoles cono la serie Collipulli. Son suelos formados a partir de cenizas antiguas, con más de 40% de arcillas mineralógicamente evolucionadas y fácilmente dispersables, lo que sumado a las características topográficas hacen que estos suelos sean muy susceptibles a la erosión. Tienen problemas físicos derivados de un alto contenido de arcilla a los 20 cm de profundidad. Son suelos de baja velocidad de infiltración, con una CIC que fluctúa entre 29,2 a 49,9 meq/100 g, poseen un alto contenido de aluminio intercambiable en su condición natural. Son suelos moderadamente profundos a profundos (100 y 170 cm), con niveles de materia orgánica de 6 a 8%. Poseen una capacidad de fijación de fósforo inferior a la de los suelos Trumaos. Tienen baja disponibilidad de fósforo, nitrógeno y azufre. El pH es fuertemente ácido (5,0 a 5,2). Dada su textura predominantemente arcillosa se dificulta la oportunidad y profundidad de la labranza. La humedad aprovechable de estos suelos es baja y varía entre 6 y 13% (Teuber, 1996, Balocchi, 1998).

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. El clima en el sector norte de esta zona corresponde a un mediterráneo marino (Agroclima Angol) con una precipitación anual de 800 a 1.100 mm, siendo el mes de junio el mas lluvioso con 225 mm. La temperatura media anual es de 13,3 ºC con una máxima media de enero de 28 ºC y una mínima media del mes mas frío (agosto) de 4 ºC. El período libre de heladas es de 6 meses, noviembre a abril, inclusive. El clima en el sector sur de esta zona es mediterráneo marino (Agroclima La Unión). La pluviometría anual es de 1.100 a 1.500 mm, que se concentran en otoño e invierno. El déficit hídrico es de 3 a 4 meses. La temperatura media anual fluctúa entre 11,4 y 12,3 °C. La temperatura media máxima del mes más cálido varia entre 19,0 y 23,8 °C y la media mínima del mes más frío entre 6,5 y 3,2 °C. El período libre de heladas en los sectores de menores altitudes, es de 5 a 6 meses (Novoa y Villaseca, 1989). La agricultura del Secano Interior Sur incluye los cultivos de trigo, papa, avena, lupino, destacando la rotación trigo-avena, trigo-papa y trigo-lupino. Existen alrededor de 227.000 ha de praderas naturales, siendo la rotación trigo-pradera la más utilizada. El barbecho en esta zona ocupa una superficie menor, de 13.890 ha. Zona Húmeda del Sur (ZHS) Esta zona se ubica en el sector poniente de la depresión intermedia ocupando una faja entre el río Bueno y la desembocadura del río Maullín en las provincias de Valdivia, Osorno y Llanquihue en la X Región (latitudes 39º a 41º S). Los suelos predominantes son andisoles de origen volcánico tipo trumaos (Serie Nueva Braunau). Tienen características

físicas y químicas similares a las

mencionadas para los trumaos ubicados al sur de la Zona Precordillera Centro Sur. El pH es más ácido

que el de las zonas anteriormente descritas (4,8- 5,0).

Son suelos profundos a muy

profundos, que descansan sobre toba de granulometria media. Ocupan una posición de lomaje ondulado con pendientes de 5 a 8% y de buen drenaje (INIA, 1985). El clima corresponde a marino fresco (Agroclima Loncoche y Purranque). Aún cuando existe lluvia todo el año, del orden de 1.500 a 2.100 mm, ésta disminuye en verano, determinando 3 a 4 meses sub-húmedos. La temperatura media anual fluctúa entre 12,5 y 10,9 °C. La temperatura máxima media del mes más cálido varia de 21,4 a 27,1ºC y una mínima media del mes más frío entre 3,0 y 3,3 ºC. El período libre de heladas es de 3 a 4 meses (Novoa y Villaseca, 1989). El principal rubro productivo en esta zona es la producción bovina destinada principalmente a la producción de leche y secundariamente a la producción de carne. El segundo rubro en importancia

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. en la zona es el agrícola destacando los cultivos de trigo harinero y papa en rotación con praderas o arveja.

III. CONCEPTO DE ROTACION DE CULTIVOS ANUALES La práctica de cultivar dos o mas especies vegetales en una misma superficie se denomina genéricamente policultivos (Kass, 1978). Este no es un concepto nuevo, sino una técnica de intensificar la agricultura desde hace siglos que busca maximizar la productividad por unidad de superficie en cada temporada agrícola (ASA, 1976). La forma o método de utilización agrícola del suelo en la forma mas eficiente donde se desarrolla un sistema de producción depende de las características y variaciones del suelo y del clima. En zonas donde el clima y el suelo son más favorables para la producción de cultivos, los sistemas son más complejos debido al mayor número de cultivos que se pueden elegir. Así en Argentina, Brasil, México y algunos estados de Norteamérica, ambientes en los cuales no existen problemas de heladas y hay agua suficiente se practica el cultivo intercalado o el cultivo de relevo, forma de policultivo que consiste en la siembra simultánea o de reemplazo de dos especies en una misma temporada agrícola, lo que significa que pueden realizarse dos cosechas al año, una de cada especie. Dadas las características del clima de la superficie dedicada a la producción de cultivos anuales en Chile, se practica “ la rotación” como otra forma de policultivo, que consiste en producir especies vegetales en secuencia en un mismo lugar (Yates, 1954). La sucesión de diferentes especies en el mismo suelo a través del tiempo, generalmente año a año, caracteriza la agricultura chilena, siendo común que se obtenga sólo una cosecha al año o temporada agrícola. En casos especiales se obtiene dos cosechas al año, en específico en la Zona Norte (IV Región, que en este trabajo no se incluye) a VI Región. Las rotaciones en Chile comenzaron a ser utilizadas tan pronto los colonos desmontaron el bosque y habilitaron suelo para la agricultura y ganadería, aproximadamente desde la segunda mitad del siglo XIX. Desde entonces el método de siembra preparación y manejo del suelo para cultivos de granos, papas y forrajes consistió en la eliminación de los residuos de la superficie con el uso de fuego y la posterior inversión de sus capas más superficiales. Se iniciaron así los procesos de erosión y acidificación que han afectado y comprometen la calidad del suelo.

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. 1. Modelos extensivos El primer tipo de rotación de cultivos practicado en Chile fue la sucesión barbecho-trigo, práctica común utilizada en la producción de cereales en zonas semiáridas y templadas con una pluviometría suficiente para satisfacer los requerimientos de agua del trigo. En la zona sur, el trigo se alternaba con la papa (Cuadro 1a) El barbecho consistía en dejar el suelo invertido, sin producción, desde la cosecha del trigo o papa por un período de un año o a veces hasta dos o más años. El suelo al cabo de un año de barbecho, si no era sembrado con otro cultivo, se cubría de vegetación natural y/o malezas que constituye lo que hoy reconoce como, pradera sucesional o natural (P. Natural), recurso que aún utiliza la agricultura campesina de la zona centro sur y sur del país. Este es el modelo extensivo de rotación, en el cual el suelo no estaba sometido a intervención continua o intensiva año tras año. Cuadro 1a. Algunas rotaciones extensivas practicadas en Chile en los inicios de la agricultura (1900-1940) por zona agroecológica y de producción. ZONA AGROECOLOGICA ZONA CENTRAL RIEGO

PRECORDILLERA Centro-Sur

"MODELOS" EXTENSIVOS (AÑOS) 1

3

4

5

P.Natural barbecho

trigo

barbecho

trigo

P.Natural barbecho

trigo

P.Natural P.Natural P.Natural P.Natural P.Natural

1

2

2

barbecho papas

3 trigo

4

5

6

7

.....n

barbecho P.Natural P.Natural

6

7

.....n

P.Natural P.Natural barbecho papas P.Natural

papas P.Natural P.Natural P.Natural P.Natural P.Natural

trigo

P.Natural

El barbecho disminuye su presencia y extensión de acuerdo se avanza en el tiempo desde inicios de la agricultura tecnificada. Así los modelos indicados en el Cuadro 1a se practicaron desde los inicios de la agricultura en Chile, no teniendo base técnica para su aplicación en la actualidad. 2. Modelos semi-intensivos La necesidad de intensificar y diversificar la producción agrícola para satisfacer los requerimientos de alimentos y fibras de la creciente población del país derivó en nuevas secuencias de distintos cultivos en el tiempo. La práctica del barbecho fue cambiando tanto en duración como en superficie y en estos modelos de rotaciones “mas tecnificadas”, la duración del barbecho disminuyó de uno a dos años a un período comprendido solo entre los meses de febrero a mayo para siembras de invierno.

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. En las décadas de 1970 y 1980, las Universidades e INIA definieron nuevas rotaciones, modelos semi-intensivos de uso del suelo, que comprenden una fase praderas y una fase cultivos anuales, aumentando la intensidad de uso del suelo a través del tiempo, optimizando el rendimiento del trigo y ajustándose en el tiempo a los cambios de precios y mercado de los granos (Cuadro 1b). Este tipo de rotación tiene una duración que varía entre dos o mas años de pradera y desde uno a tres años de cultivos anuales. Cuadro 1b. Algunas rotaciones practicadas en Chile desde los inicios de la intensificación de la agricultura (1960-1980) por zona agroecológica y de producción. ZONA AGROECOLOGICA ZONA CENTRAL RIEGO

PRECORDILLERA (Centro)

PRECORDILLERA (Sur)

1

MODELOS SEMI-INTENSIVOS (AÑOS) 2 3 4 5 6

7

....n

remolacha

trigo

maíz

alfalfa

Tr. rosado

Tr. rosado Tr. rosado Tr. rosado remolacha

trigo

maíz

Tr. rosado

Tr. rosado

Tr. rosado remolacha

trigo

Tr. rosado Tr. rosado remolacha

trigo

Tr. rosado

Tr. rosado

maíz

trigo

Tr. rosado Tr. rosado

trigo

Tr. rosado

Tr. rosado

frejoles

trigo

Tr. rosado Tr. rosado frejoles

1

2

3

4

P. Natural

P. Natural

Tr. Subt

Tr. Subt

Tr. Subt

Tr. Subt

trigo

P. Natural

P. Natural

P. Natural

avena

trigo

1

2

3

4

5

6

7

....n

P. Artif

P. Artif

P. Artif

P. Artif

Trigo

P. Artif

P. Artif

P. Artif

P. Artif

P. Artif

P. Artif

Avena

Trigo

P. Artif

P. Artif

P. Artif

P. Artif

Avena

Raps/Leg.

Trigo

P. Artif

P. Artif

Avena

alfalfa

(1)

P. Artif

alfalfa

alfalfa

alfalfa

P. Natural P. Natural

5 trigo

6

maíz

7

trigo ....n

P. Natural P. Natural P. Natural Tr. Subt

Tr. Subt

Tr. Subt

P. Natural P. Natural P. Natural

Un modelo semi-intensivo recomendado ampliamente por INIA desde los años ochenta consistió en una rotación con una duración o ciclo de la sucesión de cinco años. En este modelo, (1), en el cuadro 1b, la fase pradera tiene generalmente dos años de duración, dependiendo de la persistencia de la especies forrajeras utilizadas y una fase de cultivos anuales de tres años. Un ciclo de esta rotación contempla la sucesión: pradera dos años, avena seguida de leguminosa de grano o raps, luego trigo el quinto año. En este tipo de rotación el triticale y la cebada pueden ser incluidos en reemplazo del trigo. Al término del quinto año, se completa el ciclo de la rotación, sembrando una nueva pradera que marca el inicio de un nuevo ciclo. La especie que comienza la fase de cultivos anuales (después de la pradera), avena, se denomina cultivo “cabecera de rotación”. Teniendo al trigo como el cultivo principal del modelo, el cultivo sembrado el año anterior a éste (raps o

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. leguminosa) se denomina precultivo (pc) y el cultivo sembrado dos años antes (avena) es el preprecultivo (ppc), definición y nomenclatura adoptada por Universidades e INIA. La inclusión de nuevas especies en la rotación, como papas, remolacha, maíz, leguminosas de grano, raps de acuerdo a la zona agroecológica tuvo siempre como objetivo necesario proteger y maximizar la productividad del cultivo de trigo. Este tipo de rotación es recomendado para suelos de capacidad de uso I a IV en manejo de suelo con inversión (tradicional), las que pueden practicarse para la clase VI, de pendientes moderadas en cero labranza. 3. Modelos intensivos Debido al cambio paulatino en el valor de mercado de los granos y de la leche y carne desde fines de la década de los ochenta, los productores rediseñaron la rotación semi-intensiva (Cuadro 1b) en un modelo intensivo (Cuadro 1c). Cuadro 1c. Algunas rotaciones intensivas practicadas en Chile (1980-2005) por zona agroecológica y zona de producción. ZONA AGROECOLOGICA ZONA CENTRAL RIEGO, Centro Sur

PRECORDILLERA RIEGO, Sur (*)

PRECORDILLERA SECANO Centro Sur y Sur

SECANO INTERIOR Sur

MODELOS INTENSIVOS 1

2

3

4

remolacha maíz

trigo trigo

frejol frejol

cebada cebada

1

2

3

4

5

papas papas

remolacha remolacha

trigo trigo

avena avena

trigo raps

1

2

3

4

trigo trigo trigo avena avena

raps avena avena raps lupino

avena raps lupino trigo trigo

leguminosa trigo trigo

1

2

3

4

avena avena avena avena

lupino trigo lupino raps

trigo lupino trigo trigo

avena trigo cebada cebada

PRECORDILLERA 1 2 avena trigo Y SECANO INTERIOR Sur lupino trigo * Al existir riego se desarrollan estas rotaciones en las regiones VIII y IX.


El modelo intensivo se utiliza en predios orientados a la producción de granos, con solo la fase de cultivos anuales no contando con la fase de praderas. Los modelos intensivos para suelos con riego, capacidad de uso Clase Ir, IIr, y Clase III incluyen papas, remolacha, trigo, avena, trigo, maíz y frejoles. En suelos de secano incluyen raps, lupino, trigo, avena, cebada y triticale, todos en sistema de manejo de suelos con inversión. Para suelos bajo cero labranza pueden practicarse para la clase IV de moderada pendiente. En la década de los noventa, y en especial en la zonas Precordillera y Secano Interior de la zona Sur las rotaciones de cultivos anuales se acortan a tres años incluyendo trigo, lupino y avena, lo que ha derivado con mayor frecuencia a rotaciones muy cortas de dos años o a un monocultivo de trigo. La evolución de la intensificación de la agricultura chilena ha significado que las rotaciones tengan una duración menor en años de la fase praderas, salvo en los sistemas de producción de carne y leche, con una utilización del suelo predominante con cultivos anuales, en especial el trigo, modelo que se practica ampliamente desde hace cinco años a la fecha en el Centro Sur y Sur de Chile.

IV ROTACIONES EN LA AGRICULTURA Y SUSTENTABILIDAD AMBIENTAL La aplicación por más de un siglo de sistemas intensivos de producción de alimentos en Chile, agravado últimamente con el monocultivo del trigo, en especial en la zona Sur, ha provocado erosión y disminución de la fertilidad de los suelos con pérdidas crecientes de materia orgánica del suelo. Ha sido necesario aumentar el uso de fertilizantes para lograr altos rendimientos. Esta intensificación ha significado una reducción paulatina en la rentabilidad del sector y una intensificación de los procesos de degradación del suelo, sintomático de una carencia de sustentabilidad (ECAF, 2000). La intensificación de la producción agrícola ha implicado la utilización de variedades de alto potencial de rendimiento con altos requerimientos nutritivos, sistemas de monocultivo, bajos en biodiversidad y altas cantidades de agroquímicos. Esta tecnología fue creada para satisfacer los requerimientos de una población humana en expansión, a veces incluso sin la debida consideración a las capacidades de uso natural de los suelos (Lal, 1995). El uso intensivo del suelo, los paquetes

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. tecnológicos asociados y la ausencia de modelos de sucesión de cultivos o rotaciones adecuadas ha afectado negativamente las propiedades físicas del suelo y ha disminuido su capacidad para entregar nutrientes, especialmente nitrógeno (N) y fósforo (P). Una de las causas directas de estos problemas ha sido la disminución de la materia orgânica, en particular del carbono y de los elementos mayores asociados (Doran and Smith, 1987, Mc Kenney et al., 1993). La reposición de materia orgánica al suelo, proviene, en parte del crecimiento de las raíces, pero fundamentalmente de la biomasa aérea, ya sea de vegetación natural o de residuos de cultivos. Los suelos pierden materia orgánica a través de procesos de oxidación, los que se ven incrementados al romper e invertir (arar, rastrear) continuamente su capa superior, práctica común en la agricultura intensiva. La intensificación de los sistemas de producción ha provocado una alteración de los ciclos naturales de nutrientes (Doran, 1980, Doran et al 1984, Scott et al, 1987), lo que significa una menor entrega de éstos desde la fracción orgánica limitando su fertilidad, aumentando la compactación del suelo lo que coadyuda a un aumento del escurrimiento superficial de agua, afectando negativamente la capacidad de retención de agua por el suelo y el uso eficiente del agua (Linn and Doran, 1984). Por otra parte, el enfoque agronómico de las últimas décadas no ha demandado mayor eficiencia en el uso de insumos como nutrientes, agua y otros recursos. Por ejemplo, no ha considerado con suficiente énfasis la residualidad de las formas inorgánicas de los nutrientes en el suelo provenientes de diferentes fuentes: fertilizantes; fijación biológica y de residuos vegetales. La elimiminación de residuos postcosecha como práctica agronómica ha sido particularmente negativa provocando un aumento del escurrimiento superficial, lo que ha agravado el problema de erosión de los suelos (Linn and Doran, 1984). En Chile la pérdida de suelos por erosión hídrica y eólica es uno de los problemas más graves, estimándose un significativo número de hectáreas (27 millones) con un proceso de erosión de severa a leve intensidad (ODEPA, 1995). Desde la década de 1980 ha aumentado el uso de fertilizantes comerciales en la producción agrícola del país. Es así , por ejemplo, que el uso de nitrógeno (N) ha aumentado en 183%, el uso de fósforo (P2O5) en 100%, y el uso de potasio (K2O) sobre 83%. La fertilización NPK representa un 46,3% de los costos directos de producción, tanto para las siembras de invierno como para las de primavera; y de éste aproximadamente el 50% corresponde al fertilizante nitrogenado (Urquiaga y Zapata, 2000). Esto, está provocando un aumento de los costos de producción y disminución del retorno marginal.

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. El recurso suelo es frágil y vulnerable, a veces dañado irreversiblemente cuando ha sido utilizado a un grado de intensidad mayor que su capacidad de uso. De esta manera, su capacidad productiva está limitada por su manejo, por lo se necesita cada vez un mayor aporte energético y químico para lograr un nivel de producción acorde a las necesidades de alimentos, siempre crecientes. Como consecuencia la relación insumo/producto de los suelos dañados o degradados tiene un valor más alto que el promedio (Natl. Res. Counc., 1991). Es así que la producción de cultivos anuales en Chile como en la generalidad de los países con actividad agrícola y exportadora de alimentos, se caracteriza por (i) existir productos de precios fluctuantes y bajos; conjuntamente con (ii) altos costos de producción, (iii) ejercer una presión creciente y amenazante sobre la calidad ambiental, en especial del recurso suelo. La intensificación del uso del suelo, aun cuando es “no sustentable” en el largo plazo, ha derivado en una agricultura exitosa en aumentar el rendimiento de los cultivos anuales. Los rendimientos medios alcanzados en Chile con estos cultivos están dentro de los más altos del mundo: trigo 45,7 qq/ha, maíz 110,7 qq/ha, avena 43,9 qq/ha, lupino 27,2 qq/ha, raps 36,5 qq/ha, cebada 48 qq/ha (ODEPA, 2004). Existe, sin embargo, un costo ambiental asociado a la intensificación del uso del suelo, a la falta de rotaciones adecuadas y a malas prácticas de labranza. Esto se ha manifestado en erosión y aumento del CO2 ambiental como producto del uso indiscriminado de la quema de rastrojos y de inversión de la capa superficial del suelo (aradura) y consecuente oxidación de la materia orgánica, pérdidas de carbono del suelo, acidez del suelo asociada al uso de fertilizantes amoniacales y contaminación de suelos y aguas por uso excesivo de fertilizantes y pesticidas.

V. IMPACTOS AGRONOMICOS DE LAS ROTACIONES La rotación es una práctica agronómica que busca la optimización del uso de los recursos agua y nutrientes por parte de los cultivos. La alternancia de especies con diferente hábito de crecimiento, precocidad, sistema radical (profundidad, masa, longitud, capacidad exploratoria), uso de agua y nutrientes, resistencia a enfermedades, diferentes habilidades de competencia y asociación con malezas produce un mayor equilibrio de la biodiversidad (microorganismos, banco de semillas, insectos) y de las características químico-físicas del suelo. Esto conduce a una combinación de factores abióticos (suelo y clima) y bióticos (enfermedades, plagas de insectos y malezas) que

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. favorece el crecimiento y desarrollo de las plantas de interés económico (Karleen et al, 1991, Karleen et al, 1994). 1. Control de enfermedades y plagas La rotación de cultivos reduce la incidencia de plagas y enfermedades, especialmente del suelo. Cuando se incluye un cultivo no susceptible a una determinada plaga o enfermedad, o se practica barbecho en la rotación, se reduce el inóculo presente en el suelo por carencia de alimento, depredación o deterioro natural. La mayor parte de los patógenos de las plantas son débiles como saprófitos y no compiten bien con otros organismos del suelo si la planta que actúa como hospedera no está presente. El hongo Gaeumannomyces graminis var. tritici, causante del “mal del pie” en algunos cereales de invierno, particularmente trigo y cebada, es un patógeno peligroso que se acentúa en trigos de invierno que siguen a un cultivo de cereal. En el noroeste de los Estados Unidos, la inclusión de arveja o lenteja por sólo un año en la secuencia de cultivos, es generalmente suficiente para reducir el inóculo del hongo a niveles seguros para el cultivo de trigo que sucede (Cook, 1986). La experiencia es similar en Australia, donde el rendimiento de trigo cultivado después de lupino ha superado notablemente el rendimiento de trigo después de trigo en ambientes donde la incidencia del mal del pie es importante (Nelson and Delane, 1991). En consecuencia, en Australia se recomienda la rotación con lupino o arveja para el control de esta enfermedad radical, enfatizándose la necesidad de que la leguminosa crezca libre de gramíneas para ser efectiva como cultivo que rompa el ciclo. Así como hay experiencias respecto de que la inclusión de leguminosas en las rotaciones disminuye la incidencia del mal del pie en cereales, también hay evidencia que respalda que este efecto también se observa con otras enfermedades. Es así como Cook (1986) señala que las leguminosas en la rotación también pueden disminuir la incidencia de Cephalosporium, otro patógeno radical importante en monocultivo de trigo invernal en el noroeste de los Estados Unidos. Asimismo, en New South Wales, Australia, Felton et al. (1998) observaron una drástica disminución de la incidencia de pudrición de la corona ocasionada por Fusarium graminearum Schwabe Group 1, aún bajo condiciones de mayor disponibilidad de agua, cuando el trigo seguía a un cultivo de garbanzo. Esta es una de las enfermedades más importantes en la región cerealera del

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. norte de NSW y Queensland, y ha aumentado su importancia económica con la mayor retención de rastrojos que se está adoptando como medida conservacionista. Igualmente, Wilson and Hamblin (1990) observaron que el lupino previo al trigo, produce un efecto “limpiador” de la pudrición radical común causada por el hongo Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem. Esta enfermedad es de ocurrencia mundial, pero particularmente importante en Queensland, Australia, y en Canadá La rotación lupino-trigo beneficia a ambos cultivos, ya que no sólo mejora la sanidad del trigo, sino que también ayuda al control de enfermedades del lupino como la pudrición radical y “mancha café” causados por el hongo Pleiochaeta setosa. La rotación con lupino, arveja o haba es efectiva en reducir la incidencia de Pratilenchus spp. (Loughman et al., 1998). Las lesiones de raíces provocadas por éste y otros nematodos son un problema recurrente en cultivos de trigo y cebada en Australia.

2. Control de malezas El número total de especies de malezas presentes en un suelo depende en gran medida del sistema de cultivo, siendo usualmente menor (10 a 15 especies) en sistemas intensivos y altamente productivos con una baja diversidad de cultivos en la rotación. El número de especies aumenta (llegando a 50 o más especies) en suelos cultivados en forma extensiva en que usualmente se practican rotaciones altamente diversificadas o que incluyen un mayor número de cultivos. Sin embargo, las rotaciones de cultivo disminuyen la incidencia de algunas especies de malezas nocivas. Por ejemplo, en la zona Central de Riego de Chile, el trigo al igual que otros cereales de invierno disminuye la presencia de maicillo, correhuela u otras malezas altamente competitivas a los cultivos de primavera-verano. Este tipo de malezas disminuye su incidencia debido a que en septiembre-octubre, meses en que comienzan su crecimiento, el trigo cubre totalmente el suelo, interceptando el paso de la luz. Su disminución favorece a los cultivos de primavera como frejol, maravilla o maíz. La presencia de leguminosas de grano en rotación con cereales podría ayudar, además, a retardar la aparición y aumento de biotipos de gramíneas como avenilla y ballica resistentes a herbicidas, si

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. durante el cultivo de la leguminosa se utiliza un graminicida de un grupo químico diferente al del graminicida empleado durante el cultivo del cereal (N Espinoza, INIA-Carillanca, comunicación personal). La posibilidad de utilizar triazinas (simazina, metribuzina, por ejemplo) en cultivos de leguminosas ofrece la oportunidad para controlar Vulpia spp., maleza que constituye un problema en cereales establecidos con cero labranza. 3. Uso de nutrientes residuales del suelo. En Australia occidental, The Department of Agriculture (2005) informa que el trigo alcanzó un rendimiento de 2720 kg/ha con 14% de proteína, cuando el cultivo precedente fue lupino, manejado con aplicación de herbicida para latifoliadas y herbicida para gramíneas, en comparación a 1970 kg/ha con 11.4% de proteína cuando el cultivo precedente fue trigo. Evidentemente que, además del control de malezas, este resultado está influenciado por el aporte de nitrógeno residual del lupino y por una reducción de la incidencia del hongo causante del mal del pie. Las especies vegetales difieren en su requerimiento de nutrientes, en cantidad y en dinámica de absorción. Durante el ciclo de crecimiento y desarrollo, la planta extrae nutrientes provenientes del fertilizante. Al término del ciclo de crecimiento, parte de estos nutrientes, los denominados nutrientes residuales (Baksh et al, 2001), permanecer permanecen en el perfil del suelo, pudiendo quedar disponibles para el próximo cultivo de la rotación. El Cuadro 2 muestra la cantidad de nitrógeno y fósforo en los primeros 20 cm de profundidad del suelo, al inicio de la estación de crecimiento y al momento de cosecha (residualidad), en diferentes especies de cultivos anuales. Cuadro 2.

Efecto residual de N y P en cultivo de lenteja, trigo, raps y avena, sobre la fertilidad de suelos Andisoles, Ultisoles y Alfisoles (estrata suelo 0-20 cm) en sistema tradicional con quema de rastrojo (Rouanet, datos no publicados).

Lenteja Trigo Raps Avena Lupino

Inicio estación de crecimiento Término estación de crecimiento (a cosecha) N inorgánico P N inorgánico P (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) Ultisol-Alfisol 14.7 8.8 21.8 11.5 12.5 8.6 8.2 11.8 11.2 10.2 9.0 12.2 15.2 10.2 12.3 12.9 13.5 13 34.7 23.2 Andisol

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. Lenteja Trigo Raps Avena La diferencia en

25.9 13.0 45.4 12.7 31.8 11.4 16.5 13.3 29.1 11.8 7.3 14.1 29.5 10.3 23.4 13.7 nutrientes residuales en el suelo para cada especie depende de la fertilización, la

morfología del sistema radicular, la tasa de absorción de nutrientes, la tasa de desarrollo de la planta y el período de máxima demanda, factores que no coinciden entre especies. En general, los cereales dejan una menor cantidad de nitrógeno residual que las leguminosas. El Cuadro 2 muestra, además, el beneficio de la fijación simbiótica de nitrógeno, lo que resulta en un aumento en el suelo de este nutriente al término de la estación de crecimiento. La asociación con bacterias, principalmente de los géneros Rhizobium o Bradyrhizobium, le confiere a las leguminosas la capacidad para fijar nitrógeno atmosférico. Estas bacterias se establecen en las raíces, formando nódulos característicos en las diferentes especies de leguminosas. La fijación simbiótica consiste en la reducción de N2 atmósferico a NH3, forma absorbible por las raíces, gracias a la enzima nitrogenasa presente en microorganismos aeróbicos. La simbiosis Rhizobium-leguminosa se caracteriza por su especificidad, es decir, la bacteria que hace simbiosis con soya, no lo hace con la alfalfa, y la bacteria capaz de una simbiosis con plantas de lupino, no fija N en asociación con arveja. El efecto residual de N aplicado como fertilizante al cultivo anterior puede ser sustancial. En un experimento de largo plazo con cebada en Rothamsted, Inglaterra, se encontró que entre un 28 y un 39% del N aplicado (como

15

N) permanecía en el suelo (entre los 0 y 70 cm) como N mineral,

mientras que en el rastrojo se encontró en la forma orgánica. Una pequeña cantidad (8%) de

15

N

residual mineral se recuperó en la primavera siguiente y una menor aún (3%) en la subsiguiente. (Glendining et al., 2001). Por otra parte un 25 a 29% del

15

N aplicado a arroz permaneció en el

suelo después de la cosecha principalmente en el estrato 0-5 cm. El 15N no contabilizado a cosecha, probablemente se perdió como emisiones de N en forma gaseosa alcanzando un 53 y 55% del N aplicado, sin ser afectado por el manejo del residuo postcosecha (sin residuos, residuos quemados). Solo un 3% del N proveniente del fertilizante, urea, aplicado al cultivo de arroz, fue absorbido por el cultivo siguiente de arroz al cual no se aplicó fertilizante (Phongpan and Dossier, 2003). El Cuadro 3 muestra estimaciones de las cantidades de N fijadas por algunas leguminosas de grano y forrajeras (Adaptado de Mulongoy et al., 1992, citados por Jiménez Zacarías y Peña Cabriales, 2000). Si bien las cifras del Cuadro 3 son promedios, los rangos de fijación simbiótica por las

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. especies leguminosas son extremadamente amplios. Por ejemplo, en la literatura se encuentran rangos de 65-180 kg/ha/año para soja, 100-250 para lupino, y 60-300 para haba.

Cuadro 3. Cantidad promedio de N fijado por leguminosas en diferentes países. Leguminosa

Cultivo

Fijación de N anual (kg/ha)

Arachis hypogaea

Maní

109

Cajanus cajan

Guandú, gandul, cayán (arbusto)

224

Cicer arietinum

Garbanzo

104

Cyamopsis tretragonoloba

guar

130

Glycine max

Soja

88

Lens culinaris

Lenteja

83

Lupinus angustifolius

Lupino de hoja angosta

160

Phaseolus vulgaris

Poroto común

49

Pisum sativum

Arveja

75

Vicia faba

Haba

114

Vigna unguiculata

Caupí

198

Rees (1986) observó en Australia y USSR, aumentos en rendimiento de cereales de 30 y sobre 100% cuando los cereales se cultivaron después de lupino a diferencia de cereales cultivados sucesivamente. En Australia occidental, The Department of Agriculture (2005) informa que el trigo alcanzó un rendimiento de 2720 kg/ha con 14% de proteína, cuando el cultivo precedente fue lupino, manejado con aplicación de herbicida para latifoliadas y herbicida para gramíneas, en comparación a 1970 kg/ha con 11.4% de proteína cuando el cultivo precedente fue trigo 4. Uso de fósforo y otros nutrientes En el 40% de los suelos del mundo, el crecimiento de los cultivos está limitado por la escasez de fósforo disponible para las plantas, situación que puede agravarse ya que las reservas mundiales de este elemento, para ser utilizadas en la fabricación de fertilizantes fosfatados, serán limitadas dentro de 60-80 años (Miller et al. 2001). El lupino blanco (Lupinus albus) es reconocido por crecer en suelos con muy bajo fósforo disponible, capacidad asociada a la presencia de aglomerados de raíces

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. en forma de cepillo redondo, cubiertos por gran densidad de pelos radicales, que crecen en respuesta al estrés por fósforo (Keerthisinghe et al., 1998). Estas raíces proteoídeas tienen la particularidad de exudar ácidos orgánicos de cadena corta, particularmente cítrico (Gardner et al., 1983), y algunas enzimas, especialmente fosfatasa ácida (Miller et al. 2001), que solubilizanfosfatos del suelo normalmente no disponibles para las plantas, aumentando la disponibilidad de P y ciertos micronutrientes (Borie, 1991). Gracias a ello, se ha encontrado que el lupino puede utilizar fosfatos inaccesibles para otros cultivos, como por ejemplo, la soya (Braum and Helmke, 1995). Estudios realizados en rotaciones que incluyen lupino, muestran también un aumento del fósforo residual en estratas más superficiales del suelo. De acuerdo a Borie (1991) y Astorga et al. (2003) L. albus favorece también una alta disponibilidad de fósforo para el cultivo siguiente en la rotación, la que puede derivarse del efecto extractor de fósforo desde estratas más profundas del suelo, dejándolo disponible para el cultivo siguiente en la rotación. Aunque Lupinus albus se destaca dentro de su género , la capacidad de mejorar la disponibilidad de P parece no ser privativa de esta especie. Tanto L. albus como L. angustifolius tienen abundantes pelos radicales y ambos pueden liberar grandes cantidades de protones a la rizósfera, adaptaciones que probablemente contribuyen a una mejor absorción de nutrientes (Perry et al., 1998). Efectos positivos se observan con leguminosas aún cuando no dispongan de las adaptaciones antes descritas para el lupino. Los agricultores del Reino Unido consideran que la fertilización fosfatada y potásica para cereales puede reducirse en 25 a 30 kg/ha, en ambos elementos, después de un cultivo de arveja para grano (Davies et al., 1985). Esto se atribuye a la baja relación C/N de los residuos que deja la leguminosa, que fomentan la actividad microbiana y eventualmente aumentan la disponibilidad de nutrientes (Doran et al., 1987). También, las leguminosas que logran desarrollar una raíz profunda pueden reciclar calcio y otros elementos desde el subsuelo (Power, 1990).

VI. ROTACIONES Y SUS EFECTOS SOBRE LA PRODUCTIVIDAD DE LOS CULTIVOS Y SOBRE LA CALIDAD DEL SUELO La información presentada en este capítulo deriva principalmente de investigación realizada en la zona Central de Riego, Precordillera Centro-Sur y Secano Interior Sur, área en la que se concentra el 80% de la producción nacional de las principales especies anuales.


1. Productividad en modelos de rotación semi-intensiva La rotación semi-intensiva comprende una fase de praderas y otra fase de cultivos anuales, en una secuencia de cultivos anuales de grano pequeño (trigo, avena, cebada, triticale, raps), leguminosas de grano (lupino, arvejas, lentejas) y praderas. Este tipo de rotación es recomendado para suelos de capacidad de uso I a IV en manejo de suelo con inversión (tradicional), las que pueden practicarse para la clase VI, de pendientes moderadas en cero labranza. El ciclo de duración es de 3 a 5 años, comprendiendo 2 a 3 años de cultivos anuales y 2 a 3 años de pradera, dependiendo de la persistencia de las especies pratenses. Este tipo de rotación se recomienda en predios destinados a producción de cultivos anuales y a producción de leche y/o carne. En él dominan las praderas y avena, y se incluyen en menor proporción el trigo, raps, maíz y lupino, de acuerdo a la zona y al valor de mercado de las materias primas de las últimas cuatro especies. La pradera puede estar constituida solo por especies pratenses leguminosas, tréboles, alfalfa, o mezclas de éstas con especies gramíneas, Generalmente en este modelo se incluye la avena para producción de grano o forraje o para ambos propósitos, de acuerdo a su época de siembra. La alternancia de especies con diferente hábito de crecimiento, precocidad, sistema radical , uso de agua y nutrientes, resistencia a enfermedades, diferentes habilidades de competencia y asociación con malezas produce un equilibrio de la biodiversidad y de las características químico-físicas del suelo. Esto combinación específica de factores abióticos (suelo y clima) y bióticos (enfermedades, plagas de insectos y malezas) tienen un efecto en el crecimiento, desarrollo y rendimiento de las plantas de interés económico (Karleen et al, 1991, Karleen et al, 1994). En rotaciones semi-intensivas con dos a tres años de praderas se ha observado que el rendimiento de las especies cabecera de rotación es menor al obtenido sembrado después de otras especies anuales (Cuadro 4).


Cuadro 4. Rendimiento de tres especies (“C”) en rotaciones semi-intensivas en suelos Andisoles, Alfisoles y Ultisoles de la Precordillera Centro-Sur y Secano Interior Sur Suelo Andisol

Suelo Alfisol y Ultisol.

PPC PArtif R A

PC PArtif P R

“C” T T T

Rdto “C” qq/ha 54 67 84

PPC PArtif L A

PC PArtif P R

“C” T T T

Rdto “C” qq/ha 40 41 65

PArtif T T

PArtif P L

A A A

47 52 68

PArtif T R

PArtif P L

A A A

35 41 62

PArtif PArtif R PArtif PArtif R 24 16 A P R A P R 25 20 L A R L A R 34 34 PPC, pre-precultivo; PC, precultivo, “C”. cultivo; PArtif, pradera artificial (mezclas de especies pratenses leguminosas y gramíneas); P, pradera de un año como trébol encarnado; A, avena; L, Leguminosa (lupino, arveja, lenteja); R, raps; T, trigo.

En suelos Andisoles, Ultisoles y Alfisoles el rendimiento del trigo, avena y raps antecedidos por praderas artificiales de dos años (PArtif) es menor al obtenido si estas mismas especies tienen como precultivo otras especies anuales. Los mayores rendimientos se obtienen en ambos suelos con los mismos precultivos. Por ejemplo, en el caso del trigo, su rendimiento es mas alto se obtiene cuando es antecedido por raps (pc) y avena (ppc) (rotación ART). En el caso del trigo el precultivo que tiene un mayor efecto positivo sobre el rendimiento es raps, en avena son las leguminosas y para el raps es la avena. También en estas rotaciones se puede utilizar una especie pratense por un año (P), como el trébol encarnado, subterráneo o hualputra u otra (Cuadro 4), generalmente para producción de semillas. En este caso, aun cuando se observa un efecto positivo de la leguminosa pratense de un año sobre el rendimiento de trigo y avena en todos los tipos de suelo, éste es inferior al efecto del raps y leguminosa de grano respectivamente El diseño y uso de rotaciones semi-intensivas en agricultura es importante en términos de la conservación de las propiedades biológicas del suelo. Es importante destacar que la pérdida de la materia orgánica del suelo (MO) es menor cuándo se incluye pradera en la rotación (Cuadro 5.)


Cuadro 5. Pérdida de materia orgánica del suelo (MO) en la estrata 0-20 cm al cabo de 10 años de aplicación de diferentes rotaciones semi-intensivas (Suelos Andisoles) (Rodríguez, N., datos no publicados). Rotación Re-T-Tr-Tr Re-T-L-C M-T-Tr-Tr M-T-L-C Re-T-M-Al (5 años) Re-T-M-Tb (5 años)

Materia Orgánica (%) 1992 2001 10,5 9,2 11,1 8,6 11,6 9,9 11,6 9,8 11,1 10,1 11,3 10,9

% Pérdida de MO Pérdida kg/ha 1,3 23.000 2,5 50.000 1,7 34.000 1,8 36.000 1,0 20.000 0,4 8.000

Re, remolacha; T, trigo; Tr, trébol rosado; L, leguminosa (frejol); M, maíz; Al, alfalfa; Tb, trébol blanco; C, cebada.

Se observa en el Cuadro 5 que la rotación con inclusión de sólo cultivos anuales remolacha, (Re)trigo (T), leguminosa de grano (frejol) (L) y cebada (C), con ausencia de pradera, mostró una mayor disminución de la materia orgánica al cabo de dos ciclos, (ocho años de cultivo) en relación a la observada en aquella en que se incluyeron dos años de trébol rosado (Tr) en cada ciclo de la rotación. Igualmente, la rotación que incluyó cinco años de trébol blanco (Tb) fue

la que

experimentó la menor pérdida de MO del suelo, corroborando el valor de las praderas en la mantención de la fertilidad del suelo (Jenkinson and Rayner, 1977). Además, la inclusión de praderas en la rotación disminuyó la densidad aparente del suelo, aumentando su porosidad (Cuadro 6). Cuadro 6. Efecto de la inclusión de praderas en la rotación sobre algunas propiedades físicas de un suelo Andisol (Rodríguez, N., datos no publicados). Rotación Re-T-L-C M-T-L-C Re-T-M-Al (5) Re-T-M-Tb (5)

Da(1) 0,96 0,99 0,91 0,92

% Poros 63 61 65 65

% sólidos 37 39 35 35

(1) Da, Densidad aparente (gr/cc); Re, remolacha; T,trigo; L, leguminosa (frejol); C, cebada; M, maíz; Al, alfalfa; Tb, trébol blanco

En el Cuadro 6 se desprende que la inclusión de praderas disminuyó la densidad aparente del suelo en la estrata superficial (0-20 cm) del suelo. Por otra parte, la inclusión de pradera mantiene en el

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. suelo una mayor porosidad y un menor espacio ocupado por sólidos, lo que implica una mejor infiltración del agua, que disminuye el escurrimiento y la erosión del suelo (Lal, 1995). La alfalfa (Al) por tener una raíz pivotante, con mayor volumen y densidad penetra en el suelo y ejerce un mayor efecto en la disminución de la densidad aparente del suelo (Rodríguez, N., comunicación personal). Los suelos con rotaciones que incluyen sólo cultivos anuales, como remolacha (Re), Trigo (T), leguminosas de grano (L) y Maíz (M) presentan mayor densidad aparente, menor espacio poroso y un mayor volumen del suelo ocupado con sólidos, lo que implica que son mas propensos a la compactación (Rodríguez N, comunicación personal). Aunque la fase praderas en las rotaciones semi-intensivas tiene efectos beneficiosos sobre la conservación de la materia orgánica y densidad aparente del suelo, suele aumentar la presencia de malezas y/o de enfermedades radiculares que pueden disminuir el rendimiento y aumentar los costos de producción del cultivo cabecera de rotación. Lo anterior origina que la avena se utilice preferentemente como cabecera de rotación, ya que no presenta enfermedades radiculares, tiene un rápido crecimiento y su uso es múltiple en el sistema de producción (heno, grano, soiling, pastoreo). 2. Productividad en modelos de rotaciones intensivas. Las rotaciones intensivas incluyen sólo cultivos anuales como papas, remolacha, trigo, avena y maíz en suelos con riego y capacidad de uso Clase Ir, IIr, y Clase III., y raps, trigo, avena, cebada y triticale en suelos de secano con inversión. Bajo cero labranza pueden practicarse en suelos de clase IV. La duración de las rotaciones puede ser de 2 a 4 años en función del número de especies a cultivar, que depende principalmente del valor que los productos tengan en el mercado. En estos modelos de rotaciones intensivas la diversificación es menor ya que se incluye solo trigo, lupino y avena, siendo el objetivo principal la optimización del rendimiento de trigo. Al no incluir praderas en la sucesión, las enfermedades radiculares del trigo disminuyen. Actualmente se ha hecho común bajo condiciones de secano una rotación corta de dos años, lupino-trigo y avena-trigo, modelo muy intensivo que ha derivado cada vez con mayor frecuencia en un monocultivo de trigo, el que se practica intensamente desde el 2000 en la Zona de la Precordillera Centro-Sur y Secano Interior Sur de Chile

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. Al igual que en las rotaciones semi intensivas, en la proyección de las rotaciones intensivas es importante considerar el efecto del precultivo (pc), en la elección del cultivo a sembrar la temporada siguiente, situación que se presenta comúnmente debido a las variaciones en cada temporada agrícola de los precios y mercado de los granos. En el cuadro 7 se observa el efecto del precultivo (pc) en la productividad de las principales especies cultivadas en diferentes zonas agroecológicas, expresado como el rendimiento relativo (%) obtenido en diferentes combinaciones de precultivo en relación al máximo rendimiento obtenido en investigación realizada en situación de agricultor. Cuadro 7. Variación del rendimiento en grano (%) respecto al máximo obtenido(1) de especies anuales según precultivo en diferentes zonas agroecológicas

R.M (qq/ha) (1) Precultivo Avena Trigo Raps Lenteja, arveja, frejol Lupino Remolacha Pradera

R.M (qq/ha) Precultivo Avena Trigo Raps Lenteja Lupino Pradera

(1)

Precordillera Centro-Sur (Suelo Andisol) Cultivo Avena Trigo Raps Lenteja 70 95 45 20 Rendimiento relativo (% de R.M.) 68 100 82 80 96 87 100 42 97 80 95 70 100 100 98 88 100 100 --------------100 100 ---------------80 75 60 60 Secano Interior Sur (Suelo Alfisol y Ultisol) Cultivo Avena Trigo Raps Lenteja 67 85 38 15 Rendimiento relativo (% de R.M.) 91 85 67 77 89 100 44 57 100 98 100 57 85 100 84 40 99 100 --------------80 75 70 70

Lupino 40 95 100 --------------68 -------60

Lupino 36 98 100 --------------87 70

(1) RM = rendimiento máximo en situación agricultor. En negritas monocultivo

El efecto del pc sobre el rendimiento del cultivo siguiente se debe a las características morfológicas y fisiológicas de las diferentes especies, señaladas previamente en los Cápitulos III, V y VI. El Cuadro 7 muestra que todas las especies tiene un rendimiento menor si se siembran después de pradera (como cabecera de rotación) que al ser sembradas después de cualquiera de las otras especies anuales. Sin embargo, el monocultivo en general disminuye el rendimiento, efecto también probado en algunas especies por Novoa et al. (1995), lo que está asociado a la presencia de

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. enfermedades en el suelo, aumento de la incidencia de malezas y disminución de la residualidad de nutrientes del suelo. En las zonas Central de Riego y Precordillera Centro-Sur el precultivo remolacha es el mejor para el trigo ya que la residualidad de fósforo es muy alta, lo que favorece la expresión potencial del rendimiento. Las leguminosas, también son adecuadas como precultivo para el trigo ya que tienen una alta residualidad de nitrógeno y fósforo en todos los sistemas productivos considerados. Russell and Fillery (1996) informaron la fijación de 321 kg/ha de N, de los cuales 91 kg/ha (28%), provinieron de la biomasa subterránea de un cultivo de lupino de hoja angosta. Según estos autores, la cantidad y la tasa neta de mineralización del N de la biomasa subterránea del lupino sugieren que esta es una fuente importante de N para el cereal cultivado a continuación. En ensayos realizados en la zona del secano interior sur (ZSIS) suelo Alfisol y en la zona de precordillera centro sur (ZPCCS) suelo Andisol, ambas en el Sur de Chile, el rendimiento de trigo después de trigo y lenteja fue 2200 y 5200 kg/ha, respectivamente, en la primera zona y 2600 y 6000 kg/ha, respectivamente en la segunda zona (Rouanet, 1989). En ambas localidades, la diferencia en rendimiento se atribuyó, en parte, a la presencia de plantas afectadas por “mal del pie” en el trigo sembrado después de trigo. En rotaciones intensivas en suelos Andisoles, Alfisoles y Ultisoles de tres años de duración (Figuras 2a,b; 3a,b y 4a,b), en las que se incluyó sólo cultivos anuales, el rendimiento del cultivo del tercer año de la rotación varió significativamente en función de las diferencias del sistema radicular, el patrón de absorción de nutrientes y la residualidad de nutrientes que presentaron tanto el precultivo (pc) como el pre-precultivo (ppc). Lo anterior influyó en la presencia de malezas, enfermedades e insectos específicos, que incidieron en el rendimiento y costo de producción del cultivo del tercer año de la rotación. Tanto en suelos Andisoles como Alfisoles y Ultisoles, el precultivo de trigo tuvo un efecto depresivo sobre el rendimiento de trigo al mantener un monocultivo de tres e incluso de dos años (Figuras 2a y 2b). En estos mismos suelos el rendimiento de trigo puede aumentar sobre el 100% al utilizar como precultivos raps, avena o leguminosa de grano debido a la disminución en la expresión de enfermedades radiculares (mal del pie) y disminución de infestaciones intensas de malezas gramíneas (Roget, 2003; Huber y McCay-Buls, 1993). El trigo en monocultivo o sembrado después de pradera disminuyó su rendimiento hasta en 50% (Hornby, 2003).


Rendimiento (qq/ha, 0 % Humedad)

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

TTT

LTT

ALT

TLT

RAT

ART

RRT

Figura 2a. Rendimiento de trigo (cultivo tercer año) en distintas rotaciones intensivas, Suelo Andisol (Ej rotación ALT; ppc avena (A), pc Lupino (L), cultivo trigo (T).


70 60 50 40 30 20 10 0 TTT

LTT

RAT

LAT

LRT

RLT

ART

Figura 2b. Rendimiento de trigo (cultivo tercer año) en distintas rotaciones intensivas, Suelo Alfisol, Ultisol (Ej rotación RAT; ppc raps (R), pc avena (A), cultivo trigo (T).

La avena presenta generalmente mayores rendimientos en suelos Andisoles (Figura 3a), correspondientes a la Precordillera Centro-Sur que en suelos Ultisoles (figura 3b) del Secano Interior Sur.

Rendimiento(qq/ha, 0 % Humedad)


80 70 60 50 40 30 20 10 0 AT A

LLA

RLA

T RA

LRA

LT A


Figura 3a. Rendimiento de avena (cultivo tercer año) en rotaciones intensivas, Suelo Andisol (Ej rotación RLA; ppc raps (R), pc lupino (L), c avena (A).

70 60 50 40 30 20 10 0 TTA

LTA

TLA

ALA

LRA

TRA

RLA

Figura 3b. Rendimiento de avena (cultivo tercer año) en rotaciones intensivas, Suelo Alfisol, Ultisol. (Ej rotación LRA; ppc lupino (L), pc raps (R), c avena (A).

Sin embargo en ambos suelos su rendimiento disminuye al ser cabeza de rotación y en rotaciones que sólo incluyen cereales como avena y trigo, como en la rotación ATA (Fig 3a) y rotación TTA (Fig 3b). Este menor rendimiento se debe a la dificultad de realizar un adecuado control de malezas

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. gramíneas comunes a cereales de grano pequeño. Por otra parte, la avena y el trigo son especies de alto consumo de nitrógeno y por tanto, el contenido de nitrógeno residual en el suelo, al final de la estación de crecimiento es bajo para el cultivo siguiente en la rotación. La fertilización con nitrógeno en rotaciones que incluyen sólo cereales (trigo, avena, cebada, triticale) debe ser manejada de acuerdo a la recomendación de un análisis de suelo, restituyendo el N utilizado por el cultivo anterior para evitar bajos rendimientos por deficiencia de este nutriente y obtener una adecuada calidad. Agronómicamente, todo cereal puede beneficiarse al ser cultivado después de una leguminosa, sin embargo, la mayor disponibilidad de nitrógeno puede ser indeseable desde el punto de vista de su utilización. Es el caso de la cebada cervecera, es un cultivo que debe incluírse con especial cuidado en las rotaciones por las exigencias de la industria respecto a su nivel del proteína en el grano. En Australia, resultados en 60 sitios a través de siete temporadas han llevado a concluir que la cebada es más rentable cuando sigue a un cultivo no-leguminosa (canola o incluso trigo) en la rotación (Paynter, 2001). Esto se debe a que el productor de cebada maltera debe obtener un grano con proteína entre 9.5 y 11.5%, castigándose el exceso. Los resultados australianos indican que la cebada siguiendo a lupino produce un grano con 12.3% de proteína como promedio, en tanto que la misma variedad produce un grano con el tenor requerido cuando sigue a un cultivo no-leguminosa. Al utilizar el raps (R) y leguminosas de grano (L), lupino, arvejas o lentejas como precultivo de la avena se obtiene un aumento de rendimiento de 15 a 20% tanto en suelos Andisoles como Alfisoles y Ultisoles. Lo anterior obedece al control más eficaz de malezas gramíneas durante la estación de crecimiento de la leguminosa y el raps, y a la residualidad de nitrógeno y fósforo disponible para los cultivos que siguen en la rotación. Cuando en la sucesión la leguminosa es el lupino, se favorece también una mayor disponibilidad de fósforo para el cultivo siguiente en la rotación (Astorga et al.,2003). En todas las secuencias de cultivos anuales, el rendimiento de avena y trigo está estrechamente relacionado con la extracción de nitrógeno en el grano. Este aspecto tiene cada vez más importancia en el diseño de rotaciones debido a que los nutrientes tienen alta incidencia en los costos de producción de cultivos anuales (Rouanet, 1999; Rouanet et al., 2000). En lo referente a raps, su rendimiento disminuye en monocultivo o al incluirlo en la rotación después de un corto período, uno o dos años (Figuras 4a y 4b).

Rendimiento(qq/ha, 0 % Humeda)


40 35 30 25 20 15 10 5 0 RRR

ATR

TLR

AAR

TAR

LTR

LAR

Rendimiento (qq/ha, 0 %Humedad)

Figura 4a. Rendimiento de raps (cultivo tercer año) en rotaciones intensivas, Suelo Andisol (Ej rotación TAR; ppc trigo (T), pc avena (A), c raps (R).

35 30 25 20 15 10 5 0 LRR

RTR

RRR

TTR

LAR

TLR

Figura 4b. Rendimiento de raps (cultivo tercer año) en distintas rotaciones intensivas, Suelo Alfisol, Ultisol (Ej rotación LAR; ppc lupino (L), pc avena (A), c raps (R).

Los cereales como precultivo aumentan el rendimiento de raps en 10-15% al asegurar un control de malezas de hoja ancha más eficaz ya que este tipo de malezas disminuyen notoriamente el rendimiento de raps, en especial en los estados tempranos de desarrollo. Además, el raps y los

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. cereales no tienen enfermedades en común. El maíz cuyo control de malezas es en base a atrazina, herbicida de mayor residualidad, es recomendado incluirlo al menos dos años antes que el raps. Las leguminosas como precultivo de raps, aun cuando pueden tener efecto de residualidad de herbicidas y la probabilidad de persistencia de esclerotinia favorecen su rendimiento al proporcionar una mayor residualidad de fósforo, nutriente esencial para el raps, en especial en suelos Andisoles. Como se mencionó anteriormente, las rotaciones semi-intensivas e intensivas, sin inclusión de pradera, inducen una disminución de la calidad química, física y biológica del suelo, lo que se expresa a través de la disminución de materia orgánica del suelo, que afecta negativamente el

Pérdida de Materia Orgánica (ton/ha)

contenido y residualidad de nitrógeno y por tanto el nivel de fertilidad del suelo (Figura 5).

60 50 40 30 20 y = -5.0714x + 44.214 R2 = 0.6885

10 0 0

1

2

3

4

5

6

Años de pradera en una rotación

Figura 5. Pérdida de materia orgánica del suelo en rotaciones semi-intensivas con diferentes años de pradera (Suelos Andisoles) (Rodríguez, N., datos no publicados La disminución de materia orgánica y nitrógeno disponible en el suelo están también relacionadas con el período que la pradera se incluye en una rotación, con efectos finales en la economía del nitrógeno en un sistema de producción, ya que varía la respuesta a aplicación de nitrógeno fertilizante en los cultivos integrantes de la rotación (Figura 6)

Rendimiento (qq/ha)


90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

100% 70%

1993

1997

2001

1993

Re-T-Tr-Tr

1997

2001

M-T-L-C

Temporadas y rotaciones Re, remolacha; T, trigo; Tr, trébol rosado, M. Maíz, L; leguminosa (frejol); C, cebada

Figura 6. Efecto de la rotación en la respuesta del rendimiento de trigo a aplicaciones de nitrógeno (100% de la dosis recomendada y 70% de la dosis recomendada) en un suelo Andisol. (Rodríguez, N., datos no publicados) La figura 6 muestra la variación de la respuesta del trigo a la aplicación de nitrógeno por efecto de la inclusión de años de praderas en la rotación. En los primeros años (1993) de la rotación maíztrigo-frejol-cebada (M-T-L-C), solo cultivos anuales, se observa una respuesta en rendimiento de trigo a mayores aplicaciones de N. Desde el segundo ciclo de la rotación, 1997 en adelante, dado que el maíz tiene baja residualidad de N en el suelo como precultivo, la respuesta en rendimiento del trigo a altas aplicaciones de N disminuye paulatinamente hasta niveles mínimos al cabo de 8 años de esta rotación (2001). En la rotación con remolacha y dos años de trébol rosado (Re-T-TrTr) la respuesta del rendimiento a aplicaciones mas altas de nitrógeno es menor desde el inicio de la rotación, ya que el suelo ha aumentado su nitrógeno disponible debido a que la remolacha es un cultivo que deja un alto nitrógeno residual en el suelo y al aporte de este nutriente al suelo por la fijación simbiótica del trébol rosado por un período de dos años en la sucesión. A fines del tercer ciclo de rotación con remolacha y la inclusión cada dos años de trébol rosado la respuesta en rendimiento del trigo a la aplicación de nitrógeno es nula, debido a la alta entrega de nitrógeno por el suelo. Contrario a lo que se observa en la rotación con la inclusión de solo cultivos anuales, la mayor entrega de nitrógeno desde el suelo puede conducir a una disminución en las dosis de nitrógeno a aplicar para lograr altos rendimientos, alterando positivamente la economía de este nutriente en la rotación.

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. De mayor relevancia son los cambios que se observan en la eficiencia de uso de N de las plantas por la inclusión de especies leguminosas en la rotación. En modelos intensivos de rotación, de ciclo corto (dos años), muy utilizados en la actualidad, el trigo hace mayor uso o absorbe una mayor cantidad de nitrógeno derivado del suelo (Ndds), proveniente de la mineralización de la materia orgánica, que del fertilizante (Nddf) al tener de precultivo una leguminosa, como lupino (L) que al tener otro cereal, como avena (A) de precultivo (Figura 7).

250

N kg/ha

200 150

N total Nddf Ndds

100 50 0 CL T-L

CL T-A

TR T-L

TR T-A

Manejo suelo y rotación

CL, cero labranza; TR, labranza tradicional; T, trigo; L, lupino, A, avena

Figura 7. Efecto del precultivo en rotaciones intensivas cortas en la eficiencia de uso del nitrógeno en el trigo, Suelo Ultisol ( Rouanet J.L, datos no publicados). De la absorción total promedio de nitrógeno, 190 kg/ha, en el cultivo de trigo, el 64% deriva del suelo (Ndds) y solo el 36% deriva del fertilizante (Nddf) (Figura 7). Al usar precultivo el lupino, la planta de trigo absorbe un 69% de Ndds, superior al utilizarse la avena como precultivo, alcanzando un 60% de Ndds en la planta. Esta diferencia de uso de nitrógeno tiene implicancias también en la economía del nitrógeno fertilizante en el sistema de producción. Este efecto del precultivo en rotaciones intensivas cortas sobre la eficiencia de uso de N se observa tanto en manejo de suelo con cero labranza (CL) como con labranza tradicional (TR) (Figura 7). Al comparar los rendimientos de trigo siguiendo a un cereal (avena), a una oleaginosa (lino) o a una leguminosa (garbanzo, haba, arveja, chícharo, lenteja, lupino, vicia), Strong et al. (1986) encontraron que la absorción de N por el trigo fue mayor en la secuencia leguminosa-trigo que en las secuencias cereal-trigo u oleaginosatrigo. Sin embargo, los incrementos relativos en rendimiento fueron en general menores que los

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. incrementos relativos en rendimiento de N, sugiriendo que existieron otros factores limitantes del rendimiento. El mayor contenido de nitrógeno residual que deja el cultivo de lupino en el suelo, derivado de la fijación simbiótica, en comparación a la residualidad de nitrógeno después del cultivo de avena, tiene importante connotación económica ya que la elección de una rotación adecuada puede disminuir la necesidad de aplicación de nitrógeno en forma de fertilizante (Nddf). El impacto de la rotación con leguminosas en la disponibilidad de nitrógeno para el cultivo de trigo se ha documentado en numerosas oportunidades. Luego de seis años de observaciones, Gooding and Davies (1997), informan niveles promedio de 85 kg/ha de N en los 90 cm superiores de suelo luego de un cultivo de haba invernal, en comparación a sólo 45 kg/ha de N luego de un cultivo de trigo invernal. Los agricultores del Reino Unido estiman que la fertilización para cereales puede reducise entre 19-75 kg/ha de N luego de un cultivo de arveja para grano (Davies et al., 1985). En Francia, se estima que un cultivo de arveja retorna al suelo alrededor de 50 kg/ha de N (Plancquaert, 1978), aunque se advierte que el la absorción de este N de la arveja al cultivo siguiente puede ser extremadamente variable (Doré et Meynard, 1992; Carrouée et LeSouder, 1992). En 130 experimentos sobre rotación conducidos en Australia se observó que el rendimiento de trigo después de lupino superaba en 45% el rendimiento de trigo sobre trigo (Rowland et al. 1986). Se afirma que gran parte de este aumento en rendimiento de trigo en Australia entre 1960 y 1980 se debió al uso de mejores rotaciones, que permitieron un mayor aprovechamiento del nitrógeno proveniente de la fijación simbiótica de las leguminosas (Gooding and Davies, 1997). Peoples and Herridge (1990) señalan aumentos de 2000 a 3680 kg/ha en el rendimiento de cereales cuando éstos siguieron a leguminosas de grano tropicales, los que corresponden a aumentos relativos de 16 a 353% en comparación a los rendimientos del monocultivo cereal-cereal. La acidificación del suelo, medido con el valor del pH, es un fenómeno de degradación de la calidad química del suelo, con una intensificación a través de los años de uso de los suelos. El diseño de rotaciones semi-intensivas, con diferencias en años en la inclusión de cultivos anuales o praderas, significa un uso diferente en nitrógeno fertilizante, de importancia en la acidificación del suelo, ya que en la actualidad se utiliza preferentemente urea, de reacción ácida en el suelo. Sin embargo cualquier tipo de rotaciones con aplicación de cal, reducen menos el pH del suelo.


6,6 1. Re-T-L-C (4000 kgha CaCO3)

6,4

2. M-T-Tr-Tr (sin cal)

pH del suelo

3. Re-T-M-Al 5 (4000 kg/ha CaCO3)

6,2 6,0 5,8 5,6 5,4 1992

1996

1999

Años de manejo

2001

Re, remolacha; T, trigo, L, leguminosa (frejol); C, cebada; M, maíz; Al, alfalfa; Tr , trébol rosado

Figura 8. Efecto de distintas rotaciones en el cambio del pH (acidificación) del suelo, con y sin CaCO3 aplicada (4000 kg /ha), Suelo Andisol (Rodríguez, N, datos no publicados) En la figura 8 se observa que la rotaciones (1) y (3) acidifican menos el suelo. Estas aunque tienen una duración de la fase praderas diferente entre sí, en ambas se utilizan 4000 kg/ha de cal (CaCO3). Sin adición de cal la acidificación es más marcada, aún cuando se incluya una pradera , como en la rotación (2) (Figura 8). La rotación y la aplicación de cal inciden en conjunto tanto en el pH como en el contenido de bases y la capacidad de intercambio catiónico (CIC), indicadores de calidad del suelo (Cuadro 8) Cuadro 8. Efectos del manejo de rotaciones y de aplicación de cal en los índices de pH, contenido de bases (Cmol+) y CIC de suelos Andisoles (Rodríguez y Rouanet, datos no publicados) Cal Ca Mg K CIC pH aplicada Cmol+ (H2O) Rotación kg/ha 1992 2001 1992 2001 1992 2001 1992 2001 1992 2001 (1) M-T-Tr-Tr 0 4,8 2,1 0,55 0,22 0,17 0,28 5,70 2,77 6,3 5,4 (2) M-T-L-C 0 4,8 3,8 0,44 0,32 0,16 0,34 5,52 4,61 6,2 5,6 (3) R-T-L-C 4000 5,2 5,8 0,54 0,55 0,16 0,28 6,08 6,84 6,3 6,2 (4) R-T-Tr-Tr 4000 5,6 5,8 0,59 0,46 0,17 0,22 6,51 6,68 6,4 6,0 Re, remolacha; T, trigo; Tr, trébol rosado, C, cebada; M, maíz; L. leguminosa (frejol)

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. El contenido de bases y la CIC disminuye tanto en rotaciones semi-intensivas como intensivas sin aplicación de cal en suelos andisoles. Así, como es el caso de las rotaciones (3) y (4) con aplicación de cal, se mantienen las propiedades químicas del suelo por un período de tiempo considerable, (Cuadro 8). En un suelo acidificado, bajo pH y contenido de bases de intercambio como es el caso de los Andisoles de la precordillera, es necesario mantener la productividad en los cultivos con adiciones de cal, en cualquier tipo de rotación. Ya que las rotaciones intensivas han derivado en la actualidad una rotación corta (Cuadro 1c), de dos años, como lupino-trigo y avena-trigo, la elección de los cultivos en la sucesión tiene en la actualidad efectos más marcados en la calidad del suelo y en la eficiencia de uso de nutrientes y agua. El objetivo principal es siempre la optimización del rendimiento de trigo, lo que es posible, ya la incidencia de enfermedades radiculares disminuye al no incluir praderas en la sucesión. Sin embargo y como lo indican los cuadros Nº 5 y 6 y las figuras 5, 6 y 8 la ausencia de una fase de praderas acompañado con una mayor uso de urea, intensifica la pérdida de fertilidad del suelo, debido a una disminución del pH y de la CIC (Figura 7, Cuadro 8) La contaminación provocada por la excesiva utilización de fertilizantes nitrogenados es uno de los problemas asociados la agricultura intensiva, por lo cual es deseable maximizar el aprovechamiento del nitrógeno fijado simbióticamente para una agricultura mas sustentable (Graham and Vance, 2000). Como el nitrógeno fijado por la leguminosa puede reemplazar parte o todo el N del fertilizante en un sistema de rotación, la cantidad de nitrógeno percolado generalmente disminuye (Power, 1990). Sin embargo, pueden haber excepciones, ya que la baja relación C / N en el rastrojo de leguminosas promueve una rápida mineralización del nitrógeno y consecuentemente una acumulación transitoria de nitrato en el suelo. Por ejemplo, en Nueva Zelanda se encontró que luego de incorporar residuos de arveja al suelo percolaban 90 kg/ha de N (Damas and Pattinson, 1985). No obstante, Nicolardot et al. (1996) observaron que el comportamiento del rastrojo de leguminosas no difiere del de los rastrojos de cereales. En ambos casos, a fin de reducir el riesgo de precolación de N, debe tomarse en cuenta el tipo de suelo y el ambiente, que regulan la tasa de mineralización del N, para decidir el momento de incorporación de los rastrojos al suelo. Davies et al. (1985) señalan que debido a la percolación de N, los cereales sembrados en otoño pueden aprovechar mejor el nitrógeno residual de una leguminosa que los cereales sembrados en primavera, particularmente luego de leguminosas cuyo residuo se descompone rápidamente, como es el caso de la arveja.


VII. LABRANZA DEL SUELO Y EL EFECTO DEL RASTROJO EN LAS ROTACIONES. La cero labranza (CL) constituye una forma diferente de hacer agricultura si se le compara con la labranza tradicional (LT). El hecho de no labrar el suelo y dejar los rastrojos sobre él determina una serie de consecuencias agronómicas sobre las rotaciones. La primera, y tal vez más evidente, es que los residuos de cosecha no son incorporados al suelo produciéndose una acumulación y estratificación de materia orgánica sobre éste (Rouanet et al, 1995, Valle et al, 2004), la que se descompone lentamente. 1. Efectos de los rastrojos sobre el suelo. En la interfase suelo-rastrojo se producen fenómenos que son determinantes para el crecimiento de los cultivos, como son el balance del agua y carbono del suelo, el balance de radiación y el balance de energía asociado. Los rastrojos actúan como una barrera física alterando los intercambios de masa y energía. El proceso de evaporación de agua desde la superficie del suelo depende primariamente de la energía aportada por la radiación solar directa. Al no incidir la radiación sobre el suelo sino que sobre el rastrojo, baja la evaporación de agua desde el suelo. Además, las gotas de lluvia en un suelo con CL chocan con el rastrojo, por lo que disipan su energía cinética e infiltran lentamente sin producir sellamiento superficial ni erosión hídrica en el suelo. Esto implica una disminución del escurrimiento superficial y un mejor balance hídrico del suelo, lo que se expresa generalmente en una mayor disponibilidad de agua para las plantas (Reyes et al, 2002) (Figura 9), aspecto observado

Contenido de humedad (%)

también por Uribe y Rouanet (2002). 12

A

B

10

D

8

D

C

D CL

6

LT

4 2 0 0-2

2-5

Profundidad (cm)

5-15

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. Figura 9. Valores de humedad para un suelo de la Zona Central de Riego en labranza tradicional (LT) y después de cuatro años de cero labranza (CL). Letras distintas representan diferencias significativas (P ≤ 0,05) según prueba de comparaciones múltiples de Duncan (Reyes et al, 2002). Cabe señalar que cantidades de residuo relativamente bajas, suficientes para cubrir el 40% del suelo, ya permiten reducir en forma significativa la erosión provocada por el impacto de la gota de lluvia. A un mismo nivel de cobertura, los rastrojos más finos de algunos cultivos como trigo protegen mejor el suelo que los rastrojos más gruesos como los de maíz y lupino (Acevedo y Silva, 2003). El rastrojo de lupino no cubre totalmente la superficie del suelo, incluso a cosecha (Rouanet, J.L, Libro Avena, en prensa). La menor radiación recibida por la superficie del suelo en cero labranza junto al mayor contenido de agua del suelo hace que su temperatura media sea más baja y, en consecuencia, los procesos biológicos sean más lentos. La Figura 10 muestra que existe una menor temperatura máxima y menor amplitud térmica en un suelo no labrado (CL) que en LT.

Temperatura (ºC)

35 30 25

CL mín

20

LT mín CL máx

15

LT máx

10 5 Ago

Sep

Oct

Nov

Tiempo Figura 10. Temperatura mínima y máxima a 2 cm de profundidad en un suelo con trigo en cero labranza (CL) y labranza tradicional (LT), en Santiago (Valle et al, datos no publicados).

El principal efecto de la cero labranza sobre las propiedades químicas del suelo está vinculado al aumento de la materia orgánica de éste. La importancia de la materia orgánica radica en el aporte directo de nutrientes esenciales como N, P y S y micronutrientes, además de coloides orgánicos que aumentan substancialmente la CIC .


La microflora y/o microfauna del suelo aumentan con el aporte de materia orgánica a través de los rastrojos, especialmente en los primeros 5 cm de suelo. Así, suelos en CL aumentan la población microbiana en un 30 a 40%. La función más importante la realiza la acción combinada e integrada de hongos, actinomycetes, bacterias e individuos pertenecientes a la mesofauna, que transforman la materia orgánica proveniente de rastrojos en humus. Por lo anteriormente expuesto, los rastrojos de los cultivos sobre el suelo pueden utilizarse dentro de las rotaciones con el fin de: -

Proteger el suelo de la erosión hídrica y eólica.

-

Disminuir el escurrimiento superficial del agua.

-

Favorecer la infiltración del agua.

-

Disminuir la evaporación directa del agua desde la superficie del suelo.

-

Incorporar materia orgánica (y por lo tanto C,N,P,S y otros) al suelo.

-

Generar coloides orgánicos por descomposición.

-

Mejorar la estructura y estabilidad de los agregados del suelo.

-

Evitar el encostramiento superficial de los suelos.

-

Mejorar la aireación del suelo.

-

Evitar las temperaturas muy altas y muy bajas en el suelo.

-

Aportar elementos nutritivos a las plantas y mejorar la fertilidad del suelo.

-

Mejorar la actividad biológica del suelo.

2. Efecto de los rastrojos sobre los cultivos. Dependiendo de la cantidad de rastrojo dejado por el cultivo anterior, éste puede generar problemas operativos a la siembra del cultivo siguiente. Los cultivos de alto rendimiento dejan elevados niveles de rastrojos en el campo: un cultivo de trigo que tenga un rendimiento de 70 qq/ha puede dejar 10 ton de rastrojo/ha y un cultivo de maíz con un rendimiento de 180 qq/ha puede dejar en el campo 18 ton de rastrojo/ha. El agua del rastrojo, su temperatura y sus características químicas, especialmente la relación C/N, influyen sobre la velocidad de descomposición de éste y, por lo tanto, en su tiempo de permanencia sobre el suelo. El Cuadro 9 muestra distintos valores de relación C/N para los rastrojos de distintos cultivos. Los cultivos que tienen una relación C/N alta, como el trigo y otros cereales de invierno, tienen una menor velocidad de descomposición, ya que el poco N disponible limita el crecimiento de la flora microbiana, comparados con cultivos de menor relación C/N, como las leguminosas.


Cuadro 9. Relación Carbono / Nitrógeno (C/N) de los rastrojos de los principales cultivos anuales. Cultivo

C/N

Trigo

60-90

Arroz

80-90

Cebada

80-90

Maíz

50-60

Raps

40-50

Lupino

30-40

Lenteja

30-40

Suelo

10-12

Microorganismos del suelo

6-7

Una parte importante de la superficie agrícola de Chile posee clima mediterráneo, con veranos secos y lluvias concentradas en invierno. Esto hace que los rastrojos comiencen a descomponerse sólo una vez que se inician las lluvias en otoño, cuando las temperaturas bajas determinan una descomposición más lenta, persistiendo por un mayor tiempo el rastrojo en el suelo. Pese a que en CL se produce un aumento de nutrientes, la disponibilidad de algunos (como por ejemplo los nitratos) es inicialmente menor que en LT debido a que los residuos dejados sobre la superficie del suelo persisten por más tiempo que los enterrados y, por lo tanto, la mineralización que permite que estos elementos se tornen disponibles es más lenta. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, la disponibilidad total en el tiempo es mayor en suelos en cero labranza que en labranza tradicional, por lo que la necesidad de fertilización en los primeros debiera tender a disminuir (Acevedo y Silva, 2003). Asociada a la descomposición de los residuos se produce generación y/o liberación de sustancias químicas (aleloquímicos), que pueden influir negativamente sobre el establecimiento de cultivos que sigan en la rotación, siendo especialmente alelopáticos los rastrojos que provienen de cereales. Asimismo, la cero labranza con presencia de grandes cantidades de rastrojos sobre el suelo dificulta el control de malezas debido a una menor eficiencia de los herbicidas suelo-activos, especialmente usados en leguminosas, y a cambios en el tipo de malezas. Desde el punto de vista fitosanitario,

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. cambian las enfermedades y plagas dominantes. Se acentúa la presión de microorganismos patógenos que completan su ciclo de desarrollo en los rastrojos, y de plagas como las babosas que requieren de un nicho más húmedo, sin movimiento de suelo y protegido por los residuos. Debido a las condiciones y dificultades mencionadas, el resultado de una rotación con cultivos en cero labranza con rastrojos sobre el suelo depende de las especies involucradas en la rotación, de la variedad elegida, del manejo de los residuos según sus características y cantidad, de los agroquímicos utilizados, y de modificaciones en la fecha de siembra y fertilización, entre otros aspectos. El trigo es el cultivo más ampliamente sembrado en las cinco zonas agroecológicas del país descritas en este documento y es el que deja rastrojos de más lenta descomposición por su alta relación C/N. Por ello, a continuación se describirán en forma específica cuatro rotaciones en cero labranza con rastrojos sobre el suelo que incluyen a este cultivo: trigo-avena, trigo-raps, trigolupino y trigo-maíz. En cada una de estas rotaciones se analizará el efecto de los rastrojos sobre el establecimiento y rendimiento del cultivo siguiente, el control de malezas, y la incidencia de enfermedades y plagas, especialmente las babosas. a. Rotación trigo –avena El Cuadro 10 muestra el efecto de la cantidad de rastrojos de trigo y avena sobre el establecimiento de ambos cultivos en rotación, en la precordillera de la VIII Región. La diferencia mínima significativa (DMS) es de 38 y 91 plantas/m2 para los cultivos de trigo y avena respectivamente, con 5 % de probabilidad de error, por lo que el establecimiento en los casos de rastrojo picado y parado es menor que en rastrojo quemado para ambas situaciones. Aunque se ha observado un menor número de plantas establecidas en estos cultivos cuando se usa cero labranza con rastrojos sobre el suelo, la población final de espigas y el rendimiento no se ve afectado (Figura 11a y 11b). La alta capacidad compensatoria de los cereales de invierno a través de la macolla hace que se produzca un mayor número de macollos fértiles ante un bajo número de plantas establecidas. Por ello el rendimiento de estos cereales no se ve afectado aún con altas cantidades de rastrojo. Cuadro 10. Efecto del manejo de residuos sobre el establecimiento (plantas/m2) de trigo y avena (adaptado de Vidal y Troncoso, 2003). Manejo de rastrojos

Cantidad de

Establecimiento (plantas/m2)

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. Rastrojos (ton/ha)

Trigo

Avena

Quemado

0,1

368

373

Hilerado

3,0

348

336

Picado

6,4

318

254

Parado

7,5

307

271

DMS (0,05)

2,6

38

91

(b)

140

140

120

120 Rendimiento Relativo (%

Rendimiento Relativo (%)

(a)

100 80 60 y = -0.3493x + 100 R2 = 0.0314

40

100 80 60 40

y = -1.4785x + 100 R2 = 0.2444

20

20

0

0 0

2

4

6

8

10

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Rastrojos (ton ha-1)


Figura 11. Efecto de la cantidad de rastrojos de avena sobre el rendimiento en cultivos de trigo (a) y del rastrojo de trigo sobre el cultivo de la avena (b). Los valores de rendimiento se expresan en relación al rendimiento de un tratamiento en que se han quemado los rastrojos y que se le ha dado un valor de 100% (Vidal y Troncoso, 2003). Como consecuencia de lo anterior, la eliminación de rastrojos en esta rotación es poco efectiva para aumentar el rendimiento (Cuadro 11), por lo que se recomienda el manejo de rastrojos de menor costo, es decir, dejar el rastrojo parado. Este manejo se realiza al momento de la cosecha del cultivo anterior, cosechando con la automotriz lo más cercano a la espiga posible, y utilizando picadores y esparcidores para distribuir el rastrojo y capotillo (que produce el mayor efecto alelopático). Cuadro 11. Efecto del manejo de rastrojos sobre el rendimiento de cultivos de trigo y avena (adaptado de Vidal y Troncoso, 2003). Manejo de rastrojos Quema

Cantidad de

Rendimiento (qq/ha)

Rastrojos (ton/ha)

Trigo

Avena

0,1

67,5

57,3

10

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. Hilerado

3,0

52,0

46,7

Picado

6,4

63,7

48,5

Parado

7,5

61,7

49,5

DMS (0,05)

2,6

7,0

9,7

La Figura 12 muestra valores simulados de rastrojos sobre el suelo de la rotación trigo-avena, estimados según las relaciones de García de Cortázar et al. (2003), para las zonas de Santiago y Temuco en condiciones de secano (350 y 1.100 mm de precipitación anual, respectivamente). Se puede apreciar que a partir del cuarto año hay una estabilización de la cantidad de rastrojos de la

Residuos al momento de la siembra (Ton/ha)

rotación trigo-avena cultivada en alrededor de 8,5 ton/ha en Santiago y 10 ton/ha en Temuco.

14 12 10 8 6 Santiago

4

Temuco

2 0 0

5

10

15

20

25

Tiempo (años de simulación)

Figura 12. Valores simulados de rastrojos sobre el suelo de la rotación trigo-avena para la zona de Santiago y Temuco (García de Cortázar, datos no publicados). En esta rotación las principales malezas son gramíneas, destacando en el sistema de cero labranza las malezas de semilla pequeña como la ballica (Lolium multiflorum), la vulpia (Vulpia spp.) y el pasto del perro (Bromus spp.). En trigo se ha observado un aumento de enfermedades asociadas a la presencia de rastrojos, tales como Fusariosis de la raíz, Septoriosis de la hoja, Mancha ocular, Mancha parda

y Oidio

(Madariaga, 2003). Pese a que las babosas son polífagas, su agresividad varía dependiendo de la pluviometría y el cultivo involucrado. Los cereales pueden soportar una mayor presión de babosas antes de disminuir

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. su rendimiento que las leguminosas. Se considera daño severo de D. reticulatum cuando se detecta la presencia de 5 babosas/ m2 , lo que es común en cultivos de la X región, haciendo que la cero labranza con residuos sea imposible de realizar si no se manejan los rastrojos (Aguilera, 2001). b. Rotación trigo –raps. En el caso de raps se ha observado un efecto depresivo del rastrojo de trigo sobre el rendimiento. En la Figura 13 se observa una disminución de rendimiento en grano de 88 kg/ha por cada tonelada de rastrojo presente sobre el suelo al momento de la siembra. Esta situación se puede deber a problemas mecánicos en la siembra, que pueden afectar la germinación y establecimiento de una

Rendimiento relativo (%)

especie cuya semilla es muy pequeña y con un bajo nivel de reservas. Raps

120 100 80 60 40

y = -2.6352x + 100 R2 = 0.4672

20 0 0

2

4

6

8

10


Figura 13. Efecto de la cantidad rastrojos de trigo sobre rendimiento de raps. Los datos se expresan en relación a tratamiento con quema que se considera un 100% (Vidal y Troncoso, 2003). La rotación trigo-raps facilita el control de malezas de hoja ancha en trigo y de gramíneas en raps. Recientemente se han producido variedades primaverales de raps con resistencia a herbicidas de la familia de las imidazolinonas, que facilitan el control de malezas en el raps y pueden ser usadas en los casos que el control de malezas sea complejo. En relación a las enfermedades, se ha observado aumento de pie negro (Lepthosphaeria maculans = Phoma lingam) en raps cuando se dejan los rastrojos de raps sobre el suelo. En presencia de rastrojos el cultivo de raps es fuertemente atacado por babosas considerando daño severo de D. reticulatum cuando se encuentran 2 babosas/m2 (Acevedo y Silva, 2003). c. Rotación trigo –lupino Hay un efecto notablemente depresivo del rastrojo de trigo sobre el rendimiento de lupino. En la Figura 14 se observa una disminución del rendimiento en grano de 265 Kg/ha por cada tonelada de

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. rastrojo. Esto se debe a una importante pérdida de plántulas en la emergencia o poco después Lupino Rendimiento Relativo (%)

120 y = -6.9503x + 100

100

2

R = 0.6587

80 60 40 20 0 0

2

4

6

8

10


debido al ataque de hongos (Rhizoctonia y Fusarium) y a problemas alelopáticos de los rastrojos sobre este cultivo. Figura 14. Efecto de la cantidad rastrojos de trigo sobre rendimiento de lupino. Los datos se expresan en relación a tratamiento con quema que se considera un 100% (Vidal y Troncoso, 2003). Existe diferencia en el establecimiento de Lupinus angustifolius y Lupinus albus bajo rastrojos de trigo. En el Cuadro 12 se observa una mayor sensibilidad de L. angustifolius var. Danja con respecto a L. albus var. Rumbo. En la medida que hay menos residuo de trigo, el establecimiento de L. albus es mayor que en L. angustifolius. Cuadro 12. Establecimiento relativo (%) de L. angustifolius var. Danja y L. albus var. Rumbo bajo 5 y 1 tonelada de rastrojo de trigo/ha, respecto al control establecido sin trigo que se considera 100% (Silva y Acevedo, datos no publicados). Especie

Rastrojo de trigo 5 ton /ha

1 ton/ha

L. angustifolius var. Danja

30,9 % (d)

62,3 % (b)

L. albus var. Rumbo

35,4 % (c)

85,9 % (a)

DMS (0,05)

4,2 %

La cantidad de rastrojos del cereal no debiera sobrepasar 2 ton/ ha al momento de la siembra de la leguminosa mientras no se disponga de variedades de cereales con bajo nivel alelopático, o bien de

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. leguminosas resistentes a este efecto. La Figura 15 muestra una simulación de la acumulación de rastrojos de una rotación trigo-lupino en la zona de Santiago y Temuco en condiciones de secano. La acumulación de rastrojos (esencialmente trigo) es evidentemente mayor a 2 ton/ha. A partir del cuarto año se observa una estabilización de la cantidad de rastrojos en esta rotación en

Residuos al momento d ela siembra (Ton/ha)

aproximadamente 6,5 ton/ha en Santiago y 7,6 ton/ha en Temuco.

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Santiago Temuco

0

5

10

15

20

25

Tiempo (años de simulación)

Figura 15. Valores simulados de rastrojos sobre el suelo de la rotación trigo-lupino para la zona de Santiago y Temuco (García de Cortázar, datos no publicados). Por lo tanto, en las rotaciones con cultivos cuyo establecimiento se afecta fuertemente por rastrojos (ej. leguminosas en la rotación cereal-leguminosa) se recomienda hilerar el rastrojo o reducir su volumen por medio de animales, enfardado u otro sistema. El hilerado se realiza mediante el uso de rastrillo de descarga lateral. Con el hilerado una fracción del rastrojo se pone en filas paralelas de aproximadamente 1,5 metros de ancho que se ubican a 10 o 12 metros de distancia. En estas franjas libres de rastojo se logra un adecuado establecimiento de lupino. Otra opción es retardar la fecha de siembra hacia fines de invierno y sembrar el lupino sobre el rastrojo del cereal con mayor grado de descomposición. Si bien no se cuenta con estudios específicos, en la VIII Región de Chile se ha observado que en el lupino establecido en cero labranza aumenta el ataque de rizoctonia (Rhizoctonia spp.) y de antracnosis (Colletotichum gloesporoides), mientras que la presencia de rastrojos reduce el ataque de mancha café (Pleiochaeta setosa). En presencia de rastrojos el cultivo de lupino, al igual que el

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. de raps, es fuertemente atacado por babosas, considerando daño severo de D. reticulatum cuando se encuentran 2 babosas/m2 (Acevedo y Silva, 2003). d. Rotación trigo –maíz A diferencia de las otras rotaciones, el maíz generalmente se siembra después de ocho a nueve meses de cosechado el trigo, por lo que el rastrojo se ha reducido en forma importante, no provocando problemas ni en la siembra ni en el establecimiento de maíz. En el maíz como “segunda siembra”, es decir, a menos de 15 días de cosechado el trigo, tampoco se han observado reducciones en el establecimiento. Sin embargo, el rendimiento se ve reducido en cero labranza (Cuadro 13), probablemente debido a la falta de nitrógeno (nitratos) que se produce en este sistema, acentuada en esta rotación debido a la alta extracción de estos cultivos y a la alta relación C/N de sus rastrojos (Figura 16). Cuadro 13. Rendimiento de maíz de grano (qq/ha) en labranza tradicional (LT) y cero labranza (CL) (Acevedo y Silva, datos no publicados). Año

Labranza tradicional

Cero labranza

2000-2001

150

132

2001-2002

153

122

2002-2003

179

114

2003-2004

190

184

168 a

138 b

Promedio (P≤ 0,05)


Figura 16. Cambios en el contenido de nitratos en un suelo con rotación trigo-maíz cultivado por seis años en cero labranza, en comparación con un suelo en que se mantuvo la labranza tradicional ( Martínez et al., 2003). Al igual que en raps, han aparecido híbridos de maíz con resistencia a herbicidas de la familia de las imidazolinonas, que permiten un buen control de malezas. Maíces clearfield o IMI (resistentes a imidazolinonas), tratados con adecuados agroquímicos y dosis, muestran importantes variaciones en la producción y rendimiento en grano cuando son sembrados sobre rastrojo de trigo (Cuadro 14). Cuadro 14. Biomasa y rendimiento del híbrido México IMI (M. IMI) tratado con dos dosis de imidazolinona en cero labranza (Acevedo y Silva, datos no publicados). Tratamientos

Biomasa

Rendimiento

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. (qq/ ha)

(qq/ha)

223

111

M. IMI sin control de malezas 1

M. IMI (D )

1 2

282

135

2

M. IMI (DD )

309

164

DMS

(P≤ 0,05)

57

41

Dosis A de imidazolinona (euro-lightning) Dosis B de imidazolinona (euro-lightning)

VIII. ROTACIONES Y ECONOMIA DEL SISTEMA DE PRODUCCIÓN Dado al actual escenario de mercado y precios de los productos agrícolas, y basado en los antecedentes entregados en los capítulos II al VII, que afirman la existencia de efectos ambientales en el país y agronómicos de los modelos de rotaciones intensivas en el rendimiento, se presenta el resultado económico de diferentes combinaciones o sucesiones de tres años de cultivos anuales, con manejo de suelo cero labranza eliminado el rastrojo mediante el uso del fuego. Los datos de rendimiento se han obtenido para las diferentes combinaciones de ensayos de investigación en las zonas de Precordillera, suelo Andisol (Trumao) y Secano Interior, suelos Alfisol y Ultisol (Rojo arcillosos), del Sur de Chile, IX Región. Los cultivos en sucesión en los diferentes modelos son cuatro: Trigo (T); Avena (A); Raps (R); y Lupino (L). Para determinar el resultado económico se elaboró una ficha técnica para cada cultivo, con tecnología cero labranza, representativa de productores de tamaño medio, para las condiciones de precordillera y secano interior de la zona Centro Sur y Sur. Para determinar el valor de las ventas se consideraron los precios de los granos a productor (puesto fundo) de las últimas cuatro temporadas, es decir, 2004/2005, 2003/2004; 2002/2003 y 2001/2002, para los meses de enero a marzo. El resultado económico que se presenta para cada cultivo así como para la rotación corresponde al Margen Bruto por hectárea, promedio de los tres años de la rotación. Este se ha determinado restando al valor de la producción los costos directos. Es decir, no se ha considerado los costos indirectos ni los gastos generales de la empresa. Los costos directos de un cultivo anual corresponden a maquinaria, mano de obra, semilla, fertilizantes, herbicidas y funguicidas. Para maquinaria se consideró que esta era propia del productor, excepto la cosechadora.


Resultado económico de los cultivos. En el Cuadro 15 se presenta el resultado económico de cada uno de los cultivos que componen la rotación para la zona de precordillera, para el nivel de precios y rendimientos que se indican. El mayor margen bruto sería aportado por el trigo, del orden de los $180.000 por hectárea. El lupino y la avena alcanzarían márgenes brutos del orden de los $100.000 por hectárea, y el raps valores menores. El resultado económico comentado corresponde a un rendimiento normal para cada uno de los cultivos, equivalente a los que logran los medianos productores en la zona. En el caso del trigo el resultado económico se ha visto fuertemente afectado en la temporada 2004/2005 por la caída en el precio del cereal en el mercado interno. El precio del trigo utilizado en el estudio corresponde al promedio de las ultimas cuatro temporadas, lo que atenúa la caída de precio de la ultima temporada y además aminora la caída del resultado económico.

Cuadro 15. Resultado económico cultivos de rotación. Zona Precordillera (PC).

CULTIVO TRIGO AVENA RAPS LUPINO

Valor de la Producción

Costos Directos

540.000,0 250.000,0 372.000,0 225.000,0

356.940,5 156.075,0 288.170,0 121.578,0

Margen Bruto ($ / ha) 183.059,5 93.925,0 83.830,0 103.422,0

Precio($/qq)

Rendimiento (qq/ha)

9.000,0 5.000,0 12.400,0 9.000,0

60,0 50,0 30,0 25,0

En el Cuadro 16 se presenta el resultado económico de cada uno de los cultivos que componen la rotación para el secano interior, para el nivel de precios y rendimientos que se indican. Para el secano interior, como en el caso de la zona de precordillera, el mayor margen bruto sería aportado por el trigo, con valores sobre los $200.000 por hectárea, para el precio considerado en el estudio. El lupino alcanzaría un margen bruto del orden de los $100.000 por hectárea, y la avena y el raps valores de $85.000 por hectárea. Cuadro 16. Resultado económico cultivos de rotación. Zona Secano Interior (SI). CULTIVO

Valor de la Producción

Costos Directos

Margen Bruto

Precio($/qq)

Rendimiento (qq/ha)

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. TRIGO AVENA RAPS LUPINO

540.000,0 275.000,0 434.000,0 225.000,0

344.140,5 164.275,0 289.780,0 121.578,0

($ / ha) 195.859,5 85.725,0 82.220,0 103.422,0

9.000,0 5.000,0 12.400,0 9.000,0

60,0 50,0 30,0 25,0

Resultado económico de rotaciones. Se presenta el resultado económico de las diferentes rotaciones, para las zonas precordillera y secano interior de la Novena Región. Los antecedentes del efecto del precultivo y del pre-precultivo en el rendimiento para cada especie han sido obtenidos de ensayos de investigación realizados por INIA Carillanca. El dato considerado para obtener el resultado económico de una rotación corresponde al costo directo de producción (Cuadros 15 y 16) para los sectores precordillera y secano interior, respectivamente. El valor de la producción se ha obtenido a partir del rendimiento de cada uno de los cultivos que componen la rotación. De un total de 48 modelos de combinaciones o sucesiones (rotaciones) para cada zona, producto de las diferentes combinaciones de los cuatro cultivos empleados, y con el propósito de hacer mas fácil la toma de decisiones de los productores, se han seleccionado las diez rotaciones con resultado económico (margen bruto) mayor y las diez con el resultado económico (margen bruto) menor. En las figuras IA y IB (Anexo I) se presenta el resultado de las 48 combinaciones de sucesiones o rotaciones, para las zonas de precordillera y secano interior respectivamente. A) Zona Precordillera (PC). En el Cuadro 17 se presenta el resultado económico de los diez mejores modelos de rotaciones de cultivos anuales para el sector de precordillera, para una sucesión de tres cultivos. Cuadro 17. Modelos de rotaciones con mayor margen bruto. Zona Precordillera (PC). Nº

Rotación ppc-pc-c(1)

Margen bruto ($/ha)

1 2 3 4 5

TLT TAT ART TRT TLA

280.234 255.215 238.858 238.623 234.389

Rendimiento de los cultivos en la rotación (qq/ha) ppc pc c 78,0 32,6 75,6 78,0 52,8 74,4 72,0 32,4 84,0 78,0 28,8 73,2 78,0 32,6 68,4

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. 6 7 8 9 10

LTA RTT LLT TRA TLR

218.269 200.863 198.128 190.378 185.477

30,6 33,6 30,6 76,8 78,0

72,0 57,6 26,5 28,8 32,6

73,2 74,4 75,6 64,8 26,4

(1) Las letras indican la secuencia de cultivos en la rotación, en el orden: ppc = preprecultivo, pc = precultivo, c =cultivo

El resultado económico se expresa en términos del margen bruto por hectárea y el rendimiento que se presenta corresponde al obtenido por cada cultivo en la sucesión de tres años, originando distintos modelos de rotación. En primer lugar se observa que los cuatro cultivos, es decir, trigo, lupino, avena y raps, están presentes en las rotaciones con mejor resultado económico. Debido a que el raps es el cultivo que presenta el menor resultado económico de los cuatro para esta zona (Cuadro 15), se esperaría que la rotación en que participa entregue un bajo resultado económico, pero no resulta ser así. Esto sería debido al aporte que hace como precultivo al rendimiento de los otros cultivos, especialmente a los cereales avena y trigo. Otro punto a observar es que el trigo está presente en cada una de las diez mejores rotaciones, lo que se explica por el mayor margen bruto que entrega con relación a los otros cultivos. Si se busca un patrón de la mejor sucesión de cultivos en la rotación desde el punto de vista de margen bruto, se tiene que las mejores rotaciones de entre las diez, son aquellas en que el lupino, avena o raps son los precultivos para el trigo, sin que exista una repetición de alguno de los cuatro cultivos en años sucesivos, aunque el trigo sea el cultivo que inicie la rotación. Si bien algunas rotaciones en que se repite en años sucesivos un cultivo, como RTT y LLT están entre las diez mejores, estas se encuentran en la parte baja de la tabla. La sucesión RRT, que expresa el rendimiento mas alto para trigo (Figura 2a), no presenta el margen bruto mayor ya que el cultivo del raps, sembrado en años sucesivos, disminuye su rendimiento y por consecuencia el resultado económico de este modelo de rotación. Se observa que las sucesiones LTA y TRA, aun cuándo representan el mejor rendimiento para la avena (Figura 3a), no presentan un mayor margen bruto para la zona de precordillera (Cuadro 17), dado que están utilizando raps y lupino en la sucesión que tienen un ingreso menor al que presenta el trigo para esta zona (Cuadro 15).

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. En el Cuadro 18 se presentan las diez rotaciones con el menor resultado económico, para el sector de precordillera (PC) en suelos Andisoles. En términos generales estas se caracterizan por presentar una repetición de un mismo cultivo en años sucesivos – TTT- (Figuras 2a y 2b) y además por no integrar el trigo entre ellos – RRR- (Figura 4a). Esto se explica por el efecto en el rendimiento que tiene la repetición en años sucesivos de un cultivo como sucede en RRA o LRR y también porque el trigo es el cultivo con el mayor resultado económico de los cuatro y que al no estar presente en la rotación se afecta el resultado económico de la misma. Cuadro 18. Modelos de rotaciones con menor margen bruto. Zona Precordillera (PC). Nº


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

RRR TTT RRA LRR RLR RAR LLR AAR RAA RLA(1)

Margen bruto Rendimiento de los cultivos en la rotación ($/ha) (qq/ha) ppc pc c 34.230,0 33,6 22,8 21,6 78,0 40,8 25,2 75.059,5 33,6 22,8 58,8 86.981,7 30,6 32,4 24,0 92.280,7 33,6 28,6 26,4 101.040,7 33,6 54,0 28,8 103.781,7 30,6 26,5 30,0 118.251,3 72,0 48,0 28,8 118.933,3 33,6 54,0 64,8 136.773,3 33,6 28,6 61,2 137.952,3

(1) Las letras indican la secuencia de cultivos en la rotación, en el orden: ppc = pre-precultivo, pc = precultivo, c =cultivo

B) Sector secano interior. En el Cuadro 19 se observa que el rendimiento de los diferentes cultivos de la rotación es considerablemente menor en el sector de secano interior que en precordillera, aspecto discutido en el capítulo IV. También se observa que los cuatro cultivos, es decir, trigo, lupino, avena y raps, están presentes en las rotaciones con mejor resultado económico. Si bien el lupino es el cultivo que presenta el menor resultado económico de los cuatro para el sector de secano interior, está presente en las rotaciones con mejor resultado económico. Esto se debería a las propiedades del lupino y los aportes al suelo que presenta como precultivo al rendimiento de los otros cultivos, especialmente a los cereales avena y trigo, como se observa en las sucesiones RLT, RLA y TLR, figuras 2b, 3b y 4b, respectivamente.


Cuadro 19. Modelos de rotaciones con mayor margen bruto. Zona Secano Interior (SI). Nº


Margen bruto ($/ha)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TRT TRA RLT LAA LTA RTT LRA RAT RLA ART

167.020 165.375 160.674 140.117 136.962 135.446 132.282 131.402 130.229 125.055

Rendimiento de los cultivos en la rotación (qq/ha) ppc pc c 61 35 55 61 35 62 35 24 65 37 58 50 37 58 38 35 55 50 37 30 54 35 59 52 35 24 62 50 26 66

(1) Las letras indican la secuencia de cultivos en la rotación, en el orden: ppc = pre-precultivo, pc = precultivo, c =cultivo

La sucesión ART para el trigo es adecuada desde el punto de vista agronómico, presentando consecuentemente el mayor rendimiento para trigo de las diez rotaciones con mayor resultado económico para la zona secano interior. Sin embargo su margen bruto es el menor de los presentados en el Cuadro 19, lo que se explica por el bajo rendimiento relativo que se obtuvo en avena y especialmente en raps, que es el mas bajo observado en el mismo cuadro. Otro punto a observar, al igual que en el sector de precordillera, es que el trigo está presente en la mayoría de las diez mejores rotaciones, lo que se explica por el mayor margen bruto que entrega con relación a los otros cultivos. Para este sector no existe un patrón claro de la mejor sucesión de cultivos en la rotación. En general se puede decir que las mejores rotaciones no tienen repetición de un cultivo de un año a otro, con excepción de LAA y RTT. También se puede observar que en las tres rotaciones con mejor

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. resultado económico está presente la combinación trigo-raps, dentro de la secuencia de tres años, como son TRT, TRA y RLT. Un resultado relevante que surge de la investigación es que las mejores rotaciones para el sector de precordillera no son las mismas para el sector de secano interior, aunque hay algunas rotaciones que se repiten entre las diez mejores en ambos sectores. Estas son TRT, TRA, LTA, RTT y ART. Sin embargo la ubicación de estas rotaciones en la escala de resultado económico es diferente entre ambos sectores. Así por ejemplo, la rotación TRT se ubica en primer lugar para el sector secano interior, pero en cuarto lugar en precordillera. La rotación TRA se ubica en segundo lugar en el secano interior y en décimo lugar en precordillera. Por otra parte, la mejor rotación del sector precordillera, que es TLT, no se encuentra entre las diez mejores para el sector secano interior. En el Cuadro 20 se presentan las diez rotaciones con el menor resultado económico para el sector de secano interior. Estas se caracterizan por presentar repetición de un mismo cultivo en años sucesivos, especialmente el trigo, como son TTT, TTA y TTR. Las dos primeras secuencias presentan también los menores rendimientos para el trigo y la avena respectivamente, dada las condiciones y efectos como precultivos que tienen estas especies, en las que solo incluyen cereales, aspectos discutidos en el capítulo III y V. Por otra parte la repetición de raps sobre raps, RRR, al igual que en el sector de precordillera, se encuentra entre las rotaciones con menor resultado económico, lo que se debe a la fuerte caída del rendimiento cuando este cultivo se repite en el mismo suelo a través de años. Cuadro 20. Modelos de rotaciones con menor margen bruto. Zona Secano Interior (SI). Nº


Margen bruto ($/ha)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TTT TTA TTR RRR ARR ALR AAR ALA LLR RRA

5.059 16.215 21.580 28.487 44.375 56.322 66.050 67.037 68.435 69.042

Rendimiento de los cultivos en la rotación (qq/ha) pcc pc c 61 22 34 61 22 31 35 20 22 35 20 22 50 26 24 50 18 26 50 50 25 50 18 47 37 12 24 35 20 53

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. (1) Las letras indican la secuencia de cultivos en la rotación, en el orden: ppc = pre-precultivo, pc = precultivo, c =cultivo

Asimismo las rotaciones con menor resultado económico para el secano interior tampoco incorporan el trigo entre los cultivos, con excepción de aquellas rotaciones en que el cultivo se repite (rotaciones 1, 2 y 3), dando origen al monocultivo. El trigo es el cultivo que presenta el mayor margen bruto por hectárea, por lo que al estar ausente en la rotación se afecta el resultado global de la misma. En el Anexo I se presentan las figuras IA y IB con el margen bruto de todas las combinaciones o sucesiones de cultivos anuales, considerando Trigo (T); Avena (A); Raps (R) y Lupino (L), para las zonas de precordillera Centro-Sur y secano interior Sur respectivamente.

IX. SUMARIO Y CONCLUSIONES Las consideraciones económicas han tenido y tendrán influencia en las decisiones de uso de la tierra, y por consecuencia en el uso de la práctica de las rotaciones. Se han identificado tanto en el país como en el extranjero beneficios en la producción de cultivos utilizando secuencias de diferentes especies en el tiempo, los que se pueden explicar en parte en esta publicación. Existe aún necesidad de investigación básica y aplicada para entender mejor los beneficios de las rotaciones acompañada de políticas públicas que también influencian el uso agrícola de la tierra. Ambos factores reforzarán el uso y adopción amplia de esta técnica agronómica que es económicamente viable, ambientalmente sustentable y socialmente aceptable. Se espera que esta publicación apoye el mejoramiento de una oferta diversificada de materias primas agrícolas, que permita aumentar la competitividad del sector y satisfacer la exigente demanda de los mercados actuales, en especial para el sector industrial elaborador de alimentos para humanos y distintas especies animales. A través de los capítulos de esta publicación se señala que existen efectos positivos generales de la práctica de las rotaciones, tales como: •

Aumento del rendimiento de los cultivos en comparación al monocultivo.

•

Ruptura del ciclo de muchas especies de enfermedades, malezas, e insectos.

•

Aumento de la disponibilidad de nutrientes en los primeros 20 cm del suelo conservando la calidad química del suelo y protegiendo al medio ambiente al disminuir la recarga de las aguas subterráneas con exceso de elementos químicos.

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. •

Mantención de la calidad del suelo, lo que permite un mejor enraízamiento de las plantas.

A partir del trabajo de investigación en el país se puede agregar lo siguiente: •

Para todas las zonas agroecológicas y de producción agrícola del país, las rotaciones con mejor resultado económico son aquellas en que hay una combinación de diferentes especies de cultivos anuales, preferentemente gramíneas y leguminosas, sin que se repita un mismo cultivo en el periodo de tres años.

•

Las leguminosas son adecuadas como precultivo para el trigo ya que tienen una alta residualidad de nitrógeno y fósforo en todos los sistemas productivos.

•

Las rotaciones con menor resultado económico serían aquellas en que los cultivos se repiten en la sucesión, dando origen al monocultivo

•

El trigo es el cultivo que presenta el mayor margen bruto por hectárea de los cuatro que se han incluido en investigaciones recientes, y en los que se utiliza el precio promedio de las ultimas cuatro temporadas agrícolas. Por esta razón las mejores rotaciones en términos del resultado económico incluyen el trigo, tanto en la zona de Precordillera Centro-Sur como en el Secano Interior Sur.

•

El diseño y uso de rotaciones semi-intensivas en agricultura es importante en términos de la conservación de las propiedades biológicas del suelo. La pérdida de la materia orgánica del suelo es menor cuándo se incluye pradera en la rotación.

•

Por otra parte, la inclusión de pradera en las rotaciones mantiene en el suelo una mayor porosidad y un menor espacio ocupado por sólidos, lo que implica una mejor infiltración del agua, que disminuye el escurrimiento y la erosión del suelo.

•

Aunque la fase praderas en las rotaciones semi-intensivas tiene efectos beneficiosos sobre la conservación del suelo, suele aumentar la presencia de malezas y/o de enfermedades radiculares que pueden disminuir el rendimiento y aumentar los costos de producción del cultivo cabecera de rotación.

•

El uso de rastrojos en la rotación tienen numerosos efectos positivos en la calidad química-física-biológica del suelo.

•

Un mayor resultado en rendimiento del cultivo del tercer año en una rotación de cultivos anuales de tres años no necesariamente representa un mayor resultado económico que otra rotación con un menor rendimiento del cultivo del tercer año. El resultado económico de la rotación está en función del resultado económico de cada cultivos que componen la rotación.

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. •

Al existir un escenario adecuado en el precio de mercado de los productos, la diversidad de producción y oferta de granos debe ser mayor, por lo que los productores deberán recurrir necesariamente a información de la practica de secuencias de cultivo en sus predios.

•

Por lo anterior es necesario que el productor seleccione los cultivos, los precultivos y la sucesión de estos en la rotación, tanto por la sustentabilidad del sistema como por el resultado económico, ambos proyectados en el mediano y largo plazo.

VIII

LITERATURA CITADA

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Rouanet, J.L. 1999. (ed). Agricultura conservacionista en cultivos anuales, agricultura de futuro. 42 p. Serie Acta Nº 3. Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Centro Experimental Carillanca, Temuco, Chile. Rouanet, J.L., I. Pino, A.M.,Parada, A. Nario, A. Godoy, X. Videla, L. Barrientos, M. Mera, H. Pauchard, y M. Acuña. 2000. Cero labranza con quema y sin quema de residuos y sus implicancias en la economía del fertilizante nitrogenado. 2 p. Informativo INIA Carillanca Nº 10. Instituto de investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación Carillanca, Temuco, Chile. Scott T.W ., J. Mt. Pleasant, R.F. Burt and D.J. Otis. 1987. Contributions of ground cover, dry matter, and nitrogen from intercrops and cover crops in a corn polyculture. Agron. J. 70(5)792798. Strong WM, J Harbison, RGH Nielsen, BD Hall and EK Best 1986 Nitrogen availability in a Darling Downs soil following cereal, oilseed and grain legume crops. 2. Effects of residual soil nitrogen and fertiliser nitrogen on subsequent wheat crops. Aust. J. Exp. Agric. 26:353-359. Teuber, N. 1996. La pradera en la costa de la X región (Valdivia- Llanquihue) In: Ruiz, I. (ed.) Praderas para Chile. INIA. Ministerio de Agricultura. Santiago, Chile. pp:579-589. Uribe, H, y J. L. Rouanet. 2002. Efecto de tres tipos de labranza sobre el nivel de humedad en el perfil del suelo. Agricultura Técnica 62(4): 555-564. Urquiaga, S y F.Zapata. 2000. Manejo eficiente de la fertilización nitrogenada de cultivos anuales en América Latina y el Caribe. 110 p. Porto Alegre: Génesis: Rio de Janeiro: EMBRAPA Agrobiología. Seropédica, Brasil. Velasco, R., Del Canto, Riquelme, J. y Mella, J. 1991. Evaluación económica de diferentes sistemas de labranza de suelos: Tradicional, mínima y cero. Cultivo de trigo, 1987-1990. Proyecto de Investigación : Cero labranza en suelo de la VIII Región. FISA- Instituto de Investigaciones Agropecuarias. p 94-105. Valle, S., Martines, E., Silva, P. y Acevedo, E. 2004. Efecto de la cero labranza en el crecimiento radical del trigo (Triticum turgidum L.) y propiedades físicas del suelo. Sociedad Chilena de la Ciencia del Suelo Boletín N°20:151-162. Vidal, I. y Troncoso. H. 2003. Manejo de rastrojos en cultivos bajo cero labranza. In: Sustentabilidad en Cultivos Anuales: Cero Labranza, Manejo de Rastrojos. Acevedo, E. (ed.). Santiago, Universidad de Chile. Fac. de Cs. Agronómicas, serie Ciencias Agronómicas N°8. 57-

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ANEXO I. Resultado económico de diferentes rotaciones de cultivos anuales para las Zonas de Precordillera Centro-Sur (Suelo Andisol) y Secano Interior Sur (Suelo Ultisol y Alfisol).

200.000 150.000 100.000 50.000 0 TL R LT R TA R TT R AL R LA R AT R TR R AR R R TR AA R LL R R AR R LR LR R R R R

Margen bruto ($/ha)

Modelos de rotación para raps (PC)

Margen bruto

Margen bruto ($/ha)

LL A R LA R AA R R A

AR A AL A TT A AT A LR A R TA LA A AA A

250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0 TL A LT A TR A TA A

Margen bruto ($/ha)

Modelos de rotación para avena (PC)


300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0 TL T TA T TR T AR T R TT LL T AL T LT T R AT AA T AT T R R T R LT LA T LR T TT T

Margen bruto ($/ha)

Modelos de rotación para trigo (PC)

Margen bruto ($/ha)

Figura IA. Resultado económico de rotaciones para raps, lupino o trigo. Zona Precordillera Centro-Sur, suelo Andisol. Ej rotación ART; ppc avena (A), pc raps (R), c trigo (T).


140.000 120.000 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0

LT R TR R LA R TL R R AR R LR AT R TA R R TR LR R LL R AA R AL R AR R R R R TT R

Margen bruto ($/ha)

Modelos de rotación para raps (SI)

Margen bruto ($/ha)

A

R A AL A TT A

R

AR

AA A

TR

LL A

180.000 160.000 140.000 120.000 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0 A LA A LT A LR A R LA TA A R TA R AA AT A TL A

Margen bruto ($/ha)

Modelos de rotación para avena (SI)

Margen bruto ($/ha)

180.000 160.000 140.000 120.000 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0

TR T R LT R TT R AT AR T AT T TA T AA T R R T LA T LT T TL T AL T LR T LL T TT T

Margen bruto ($/ha)

Modelos de rotación para trigo (SI)

Margen bruto ($/ha)

Figura IB. Resultado económico de rotaciones para raps, lupino o trigo. Zona Secano Interior Sur), suelos Ultisol u Alfisol Ej rotación LAT; ppc lupino (L), pc avena (A), c trigo (T)

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. GLOSARIO Alelopatía. Efectos perjudiciales o benéficos que son ya sea directa o indirectamente el resultado de la acción de compuestos bioquímicos que, liberados por una planta ejercen su acción en otra. Aluminio intercambiable Ión Aluminio, soluble en condiciones de suelo muy ácido (pH menor a 5,0). Este está fuertemente unido a la material orgánica del suelo o está presente en la forma de aluminio (Al3+) o cationes de hidróxido de aluminio. Estos iones de aluminio intercambiable son adsorbidos preferentemente a otros cationes por las cargas negativas de los coloides del suelo. El aluminio adsorbido está en equilibrio con los iones aluminio en la solución del suelo, y los iones aluminio contribuyen a la acidez del suelo por su tendencia a hidrolizarse, produciendo iones H+ que disminuyen el pH de la solución del suelo Arcillas (dispersables) Constituyentes esenciales de gran parte de lo suelos y sedimentos, en su mayor parte, productos finales de la meteorización de los silicatos que, formados a mayores presiones y temperaturas, en el medio exógeno se hidrolizan. El tipo 2:1 como la montmorrilonita o esmectita que aceptan agua (y cationes) dentro de su matriz, son arcillas dispersables. Atrazina Herbicida que no ocurre en forma natural, soluble al agua. Su molecula es 2.Cloro-4-etilamino-6isopropilamino-1,3,5-triazina. Una vez aplicada al suelo es absorbida por las plantas, raíces y en parte por las hojas o degradada durante un período de dias a meses. Es de gran eficiencia sobre las malezas gramíneas y numerosas latifoliadas, La duración de su acción es de 26 meses. Es estable en condiciones neutras y levemente ácidas o alcalinas. CIC Capacidad de Intercambio Catiónico. La suma de todos los cationes de cambio que un mineral del suelo puede absorber a un determinado pH. Es equivalente a la medida total de cargas negativas del mineral. Se mide en cmol+/kg de suelo. Densidad aparente La masa de suelo seco por unidad de volumen total del mismo incluyendo el espacio con aire. El volumen total se determina antes del secado a 105 ºC hasta peso constante. Inóculo Es la parte del agente causal de una enfermedad (patógeno, insecto) que entra en contacto con la planta hospedera.

Rotaciones de Cultivos y sus Beneficios para la Agricultura del Sur. Rouanet, J.L. (Ed.). Fundación Chile. Santiago, Chile 91 p. Esclerotinia Enfermedad inducida por Sclerotinia sclerotium, un hongo que ouede infectar numerosos cultivos, entre ellos el raps. El cuerpo que conserva el hongo es el esclerocio que puede sobrevivir en el suelo durante 5 a 10 años. Infecta a las plantas por las raíces y sus síntomas aparecen en primavera como necrosis de pétalos florares, hojas que interrumpen la alimentación de los granos en desarrollo, diminuyendo el rendimiento. m.s.n.m. Altitud de un lugar expresado en Metros Sobre el Nivel del Mar. Ej, 200 m.s.n.m., indica que el lugar está ubicado a una altitud de 200 m sobre el nivel del mar. 15

N Isótopo estable del nitrógeno de ocurrencia natural en el medio ambiente. Se utiliza como traceador en estudios del sistema suelo-planta Planta hospedera. Organismo vegetal que permite el desarrollo y subsistencia de patógenos o insectos parásitos o comensalistico. Dependiendo del tipo de organismo, la planta huésped puede experimentar o nó daño a su crecimiento, desarrollo y productividad. Raíz proteoídea Raíz en forma de cepillo desarrollada por lupino blanco en respuesta a deficiencia de fósforo Rizósfera Región del suelo sujeto a la influencia de las raíces de las plantas, caracterizada por una zona de mayor actividad microbiológica. Saprofitos Organismos como hongos que se nutren de materia orgánica muerta Sustancias aleloquímicas Sustancias químicas producidas por plantas con efectos inhibidores o promotores en el crecimiento de otras plantas o insectos

Rotaciones de cultivos y sus beneficios para la agricultura del sur

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