SUSTENTABILIDAD EN CULTIVOS ANUALES CERO LABRANZA MANEJO DE RASTROJOS

(1)

UNIVERSIDAD DE CHILE

SERIE CIENCIAS AGRONOMICAS Nº 8/2003

SUSTENTABILIDAD EN

CULTIVOS ANUALES

CERO LABRANZA

MANEJO DE RASTROJOS

Editor

E.Acevedo

Ing. Agr. MS. Ph. D.

Profesor Titular Universidad de Chile

Santiago - Chile, 2003

FONDEF

PROCEEDINGS DEL SEMINARIO

«SUSTENTABILIDAD EN CULTIVOS ANUALES.»

SANTIAGO, CHILE, 3 Y 4 DE DICIEMBRE, 2002

(2)

E. Acevedo

SUTENTABILIDAD EN CULTIVOS ANUALES: CERO LABRANZA, MANEJO DE RASTROJOS Santiago, Universidad de Chile

Facultad de Ciencias Agronómicas, 2003 Serie Ciencias Agronómicas Nº 8 184 pág.

Financiamiento:

FIA. Proyecto FIA-PR-V-2002-1A-026 FONDEF. Proyecto D99I1081 Sem Ameris

ISBN: 956 – 19 – 0396 – 2

Departamento de Producción Agrícola. Laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta. Facultad de Ciencias Agronómicas

Universidad de Chile

Casilla 1004, Santa Rosa 11315, La Pintana, Santiago e-mail: eacevedo@uchile.cl

Edición 200 ejemplares Diseño y Diagramación J&M diseño

(3)

Indice

LISTA DE PARTICIPANTES ... 7

1 Sustentibilidad en Cultivos Anuales

...

9

INTRODUCCIÓN ... 9

LITERATURA CITADA ... 12

2 Sistema de Labranza y Productividad de los Suelos

... 13

RESUMEN ... 13

ABSTRACT ... 13

INTRODUCCIÓN... 14

LABRANZAY EROSIÓN... 15

LABRANZAY PROPIEDADES FÍSICASDEL SUELO... 16

LABRANZAY PROPIEDADES QUÍMICASDEL SUELO... 18

PROPIEDADES BIOLÓGICAS... 19

LABRANZAY BALANCEDE C ENEL SUELO... 21

LABRANZAY CONSUMODE ENERGÍA... 22

CAMBIOSENLA PRODUCTIVIDADDEL SUELO ASOCIADOSALA LABRANZA... 23

CONSIDERACIONES FINALES... 24

AGRADECIMIENTOS... 24

LITERATURA CITADA... 25

3 Manejo Integrado Suelo - Planta y Desarrollo Sustentable de

la Agricultura del Sur de Chile

... 29

RESUMEN ... 29

ABSTRACT ... 30

INTRODUCCIÓN... 30

ANTECEDENTES EXPERIMENTALES... 31

CARACTERÍSTICAS FÍSICASDEL SUELO... 32

Contenido de humedad del suelo ... 32

Infiltración de agua en el perfil del suelo ... 34

Densidad aparente del suelo ... 35

Resistencia a la penetración ... 36

Erosión ... 37

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS-BIOLÓGICASDEL SUELO... 38

(4)

Actividad de la biomasa microbiana del suelo ... 39

N y C biomásico y relación C/N del suelo ... 39

Manejo de suelo y sistemas enzimáticos ... 40

Biomasa microbiana y nutrientes del suelo ... 41

EFICIENCIA AGRONÓMICO-PRODUCTIVA... 44

RELACIÓN COSTO/BENEFICIODELA PRODUCCIÓN... 47

CONSECUENCIAS AMBIENTALES... 49

4 Manejo de Rastrojos en Cultivos Bajo Cero Labranza

... 57

RESUMEN ... 57

ABSTRACT ... 58

INTRODUCCIÓN... 58

SITIOS EXPERIMENTALESY TRATAMIENTOS... 59

MANEJODE CULTIVOSY CANTIDADDE RASTROJOS... 62

EVALUACIONES... 65

INFORMACIÓNCLIMÁTICADELÁREADEESTUDIO... 66

RASTROJOS... 67

DESCOMPOSICIÓNDELRASTROJO... 68

QUEMADERASTROJOS... 72

MANEJODERESIDUOSYSUEFECTOSOBRELAEMERGENCIA, POBLACIÓN FINALDEPLANTASYRENDIMIENTODETRIGO, AVENAYRAPS... 73

CANTIDADDERESIDUOSYRENDIMIENTODELOSCULTIVOS... 75

5 Efecto Aleopático de los Rastrojos

... 83

RESUMEN ... 83

ABSTRACT ... 83

CERO LABRANZAYLOS RASTROJOSSOBREEL SUELO... 84

ALELOPATÍA... 85

ALELOQUÍMICOSASOCIADOSALRASTROJO... 85

Acidos fenólicos ... 86

Acidos Hidroxámicos (Hx) ... 87

Liberación de aleloquímicos desde los rastrojos ... 88

VARIABILIDADGENÉTICAENELPOTENCIALALELOPÁTICO... 89

VARIABILIDADGENÉTICAENLASENSIBILIDADALAALELOPATÍADELOSRASTROJOS... 90

SOLUCIÓNAGRONÓMICAALAALELOPATÍADELOSRASTROJOS... 91

(5)

6 Simulación de la dinámica de los rastrojos sobre el suelo en

cero labranza

... 99

RESUMEN ... 99 ABSTRACT ... 100 INTRODUCCIÓN... 100 DATOSCLIMÁTICOS... 101 SUELOS... 102 CULTIVOS... 103 MANEJOSIMULADO... 103 VARIABLESANALIZADAS... 104 RESULTADOS... 104 DISCUSIÓN... 108 CONSIDERACIONES FINALES... 109 AGRADECIMIENTOS... 109 LITERATURACITADA... 109

7 Mecanización Agrícola en Cero Labranza

... 111

RESUMEN ... 111

ABSTRACT ... 111

INTRODUCCIÓN... 111

SISTEMA MECANIZADOPARA MEDIANOSY GRANDES EMPRESARIOS AGRÍCOLAS... 112

Selección del tractor para la Cero Labranza ... 112

Sembradora ... 114

Pulverizador ... 117

Seguridad del operador ... 118

Manejo de rastrojos ... 120

Alfalfa ... 121

Avena ... 123

Adecuación del suelo ... 124

SISTEMA MECANIZADO PARA PEQUEÑOS AGRICULTORES... 126

Adecuación de suelo ... 128 Manejo de rastrojos ... 129 Control de malezas ... 130 Siembra ... 130 CONSIDERACIONES FINALES... 131 LITERATURA CITADA... 132

8 Contribución de las Leguminisas de Grano en

Rotación con Cereales: Una Revisión

... 135

RESUMEN ... 135

ABSTRACT ... 136

LAROTACIÓNDECULTIVOS... 137

FIJACIÓNSIMBIÓTICADENITRÓGENO... 139

(6)

APORTEDENITRÓGENO... 141

CONTAMINACIÓNCON N PERCOLADO... 142

RENDIMIENTOYPROTEÍNADELCEREAL... 143

CEBADA, UNCASOESPECIAL... 145

APORTEDEFÓSFOROYOTROSNUTRIENTES... 146

OPORTUNIDADPARACONTROLARMALEZASGRAMÍNEAS... 147

INTERRUPCIÓNDELCICLODEENFERMEDADES... 147

INTERRUPCIÓNDELDESARROLLODENEMÁTODOS... 148

MEJORAMIENTODELASCONDICIONESFÍSICASDELSUELO... 148

EFECTOSNEGATIVOS... 149

FITOMEJORAMIENTO... 149

BENEFICIOPARALAAGRICULTURAYLAECONOMÍACHILENA... 150

9 Vida después de la muerte: Rastrojos e incidencias de

enfermedades en cultivos anuales

... 157

RESUMEN ... 157

ABSTRACT ... 157

GAEUMANNOMYCESGRAMINISVAR. TRITICI... 159

MYCOSPHAERELLAGRAMINICOLA... 160

TAPESIAYALLUNDAE... 161

PYRENOPHORATRITICIREPENTIS... 161

GIBERELLAZEAE... 161

LEWIAINFECTORIA... 162

10 Aspectos Económicos de la Cero Labranza

... 165

RESUMEN ... 165

ABSTRACT ... 166

SIEMBRA TRADICIONALY CERO LABRANZA... 167

SUSTENTABILIDAD ECONÓMICAY CERO LABRANZA... 168

ECONOMÍADELA CERO LABRANZA... 173

ANÁLISIS ECONÓMICODELA CERO LABRANZA... 173

(7)

7

CABEZAL DE ARTÍCULO

LISTA DE PARTICIPANTES

E.Acevedo.

Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas,

Laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta. Casilla 1004, Santiago,Chile.

eacevedo@uchile.cl

M. Alvear.

Universidad de La Frontera, Facultad de Ingeniería, Departamento

de Ciencias Químicas.Casilla 54-D. Temuco, Chile. malvear@ufro.cl

L. Barrientos.

Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, Centro

Regional de Investigaciones Carillanca. Casilla 58-D, Temuco, Chile.

jrouanet@carillanca.inia.cl

F. Borie.

Universidad de La Frontera, Facultad de Ingeniería, Departamento de

Ciencias Químicas.Casilla 54-D. Temuco, Chile. fborie@ufro.cl

V.García de Cortazar G.

Universidad de Chile, Facultad de Ciencias

Agronómicas, Departamento de Ingeniería y Suelos. Casilla 1004, Santiago,

Chile. vgarcia@uchile.cl

R.Madariaga.

Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de

Investigaciones Quilamapu, Departamento de Producción Vegetal, Laboratorio de

Fitopatología de Cereales. Casilla 426, Chillan, Chile. rmadaria@quilamapu.inia.cl

E.Martinez.

Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas,

Laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta. Casilla 1004, Santiago, Chile.

eacevedo@uchile.cl

M. Mera.

Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional

de Investigaciones Carillanca. Casilla 58-D, Temuco, Chile. mmera@carillanca.inia.cl

A. Nario.

Comisión Chilena de Energía Nuclear. Unidad de Agricultura. Casilla

188-D. LaReina, Santiago, Chile. anario@cchen.cl

A.M. Parada.

Comisión Chilena de Energía Nuclear. Unidad de Agricultura.

Casilla 188-D. La Reina, Santiago, Chile. ipino@cchen.cl

I. Pino.

Comisión Chilena de Energía Nuclear. Unidad de Agricultura. Casilla

188-D. La Reina, Santiago, Chile. ipino@cchen.cl

J. Riquelme.

Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, Centro

Regional de Investigaciones Raihuén, Departamento de Recursos Naturales y

Medio Ambiente. Avenida Esperanza s/n. Estación Villa Alegre. Villa Alegre.

VII Región. Chile. jriquelm@quilamapu.inia.cl

J.L. Rouanet.

Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, Centro

Regional de Investigaciones Carillanca, Departamento de Recursos Naturales

y Medio Ambiente. Casilla 58-D, Temuco, Chile. jrouanet@carillanca.inia.cl

(8)

8 SERIE CIENCIAS AGRONÓMICAS

P. Schuller.

Universidad Austral de Chile, Facultad de Ciencias, Instituto de

Física. Casilla 567.Valdivia, Chile. pschuller@uach.cl

P.Silva.

Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas, Laboratorio

de Relación Suelo-Agua-Planta. Casilla 1004,Santiago,Chile. psilva@uchile.cl

B. Solar.

Centro de Gestión Los Angeles, Departamento Técnico. Casilla 219

Santa Bárbara, Chile. bsolar@chilesat.net

H.Troncoso.

Universidad de Concepcion, Departamento de Suelos. Casilla 537,

Chillán, Chile. htroncos@udec.cl

H. Uribe.

Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional

de Investigaciones Carillanca, Departamento de Recursos Naturales y Medio

Ambiente. Casilla 58-D. Temuco, Chile. jrouanet@carillanca.inia.cl

I. Vidal.

Universidad de Concepcion, Departamento de Suelos. Casilla 537,

Chillán, Chile. ividal@udec.cl

(9)

9

SUSTENTABILIDAD EN CULTIVOS ANUALES

1 Sustentabilidad en Cultivos Anuales

E. ACEVEDO.

Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas, Laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta. Casilla 1004, Santiago, Chile. eacevedo@uchile.cl

INTRODUCCIÓN

La producción de cultivos anuales, entre los que se encuentra la base alimenticia

de la humanidad (trigo, arroz, maíz, cebada), aumentó notablemente durante

la segunda mitad del siglo XX. La conjunción de dos acontecimientos

científico-tecnológico hicieron esto posible: a) la producción de nuevas variedades con

alto potencial de rendimiento a través de mejoramiento genético y b) el desarrollo

de prácticas agronómicas que permitieron que el potencial genético se expresara.

Estudios realizados muestran que el aporte de cada una de estas contribuciones

es de aproximadamente 50% (Acevedo et al.,1999). El afán inicial fue producir

más alimentos para alimentar a una población mundial creciente. Luego el

énfasis ha ido cambiando a producir mejor, de tal manera de minimizar el daño

por contaminación, destrucción u otro que se pueda hacer a los recursos

naturales que se utilizan en el proceso productivo agrícola (suelo, agua, aire).

Los resultados han sido extraordinariamente buenos desde el punto de vista

de producción de alimentos, llevando a aumentos en la disponibilidad de

alimentos per capita a nivel global por sobre el aumento de la población. La

única región del mundo en que persiste un déficit alimentario es el Africa sub

Sahara. No se puede decir lo mismo con relación a la sustentabilidad de los

sistemas de producción agrícola, área en que aún persisten falencias importantes,

particularmente en relación a la erosión y a la mantención de un balance de

carbono positivo en el suelo.

Los aumentos en producción agrícola han estado asociados a una

intensi-ficación del uso del suelo. Como resultado de la intensiintensi-ficación en el uso del

recurso se han generado varios problemas ambientales: a) acidez del suelo

(10)

asociada al uso de fertilizantes amoniacales, b) salinidad y sodicidad asociada

a regadío con aguas salinas o que dejan carbonato de sodio residual, c) pérdidas

de carbono del suelo, d) erosión asociada a malas prácticas de labranza, e)

aumento del CO

2

ambiental como producto de la quema de rastrojos y de

inversión de la capa superficial del suelo (aradura) y consecuente oxidación

de la materia orgánica del suelo y e) contaminación de suelos y aguas por uso

excesivo de fertilizantes y pesticidas. La consecuencia es un deterioro de la

calidad de los recursos naturales que ha llegado incluso a expresarse como

disminución de productividad de los suelos (Vlek et al., 1981) con el

consecuente efecto en la relación costo/beneficio de algunas actividades

productivas agrícolas.

Desde un punto de vista científico agronómico, la sustentabilidad de los sistemas

agrícolas actuales ha sido cuestionada y la conveniencia de algunas prácticas

está siendo seriamente investigada. La labranza y la quema de residuos vegetales

están en esta última categoría.

En Chile, en forma tradicional se ha realizado quema de los rastrojos del

cultivo anterior, labranza con inversión de suelo y rastrajes incluso en suelos

con alta pendiente. Esta práctica de labranza, ha provocado pérdidas de

suelo por erosión hídrica y eólica, encontrándose actualmente unas 11,5

millones de hectáreas con grado de erosión grave y muy grave (CONAMA,

1994). El secano de la Cordillera de la Costa de la zona central del país fue

el granero de Chile durante el siglo XIX y en la actualidad es una de las

zonas más afectadas por la erosión, en particular el tramo comprendido

entre la V y VIII Regiones. En este sector, alrededor de un 63 % de la

superficie (2 millones de hectáreas) está fuertemente erosionada

(CONAMA, 1994). Un simple balance de carbono en el suelo muestra, por

otra parte, el importante efecto de las prácticas agrícola tradicionales en el

CO

2

ambiental (Cuadro 1).

Cuadro Nº1. Balance de carbono del suelo. Producción de 3T/ha de trigo.

(Acevedo, E. no publicado)

Arado vertedera

Cero labranza

(T C / ha)

Ingresos

+ 1,49

Egresos

Quema

- 1,64

0,0

Oxidación M.O.

- 2,36

- 0,54

Erosión (10 T/ha)

- 0,11

0,0

TOTAL

- 2,17

+ 0,95

(11)

11

SUSTENTABILIDAD EN CULTIVOS ANUALES

La ciencia agronómica ha tenido múltiples respuestas a los problemas

mencionados, desde la introducción de técnicas de manejo integrado acopladas

al uso de químicos más inocuos y específicos, con menor efecto ambiental, al

desarrollo de sistemas más eficientes en el uso de insumos para control de

malezas, manejo del agua y fertilizantes, incluyendo las técnicas de agricultura

de presición.

Una de las respuestas agronómicas a los problemas ambientales originados en

la intensificación de la producción agrícola ha sido el desarrollo de la cero

labranza. Dos méritos esenciales de la cero labranza hacen que sea el tópico

central de discusión de este libro: a) minimiza la erosión y b) reduce

substancialmente la emisión de CO

2

a la atmósfera junto con reciclar los

nutrientes presentes en los residuos de los cultivos. A nivel mundial se ha

observado un alto crecimiento de la superficie cultivada con cero labranza.

Chile no ha sido la excepción, estimándose que alrededor del 50% de la

superficie triguera nacional se cultiva con esta práctica, principalmente en la

VIII y IX Regiones (Vidal y Troncoso, 2002). Los agricultores chilenos están

adoptando la cero labranza fundamentalmente porque mejoran su oportunidad

de siembra y bajan sus costos (Acevedo et al.,1998). Sin embargo, dadas las

condiciones climáticas mediterráneas, de baja pluviometría estival, que dificulta

la descomposición del rastrojo del cultivo anterior, y la condición de alto

rendimiento de los cultivos, en Chile, a diferencia de otras partes del mundo,

se acumulan cantidades de rastrojos sobre el suelo por lo que los agricultores

realizan cero labranza con quema. Las altas cantidades de rastrojos sobre el

suelo generan problemas de mal establecimiento de plantas, cambios e

intensificación de los problemas de plagas y enfermedades y dificultad en el

control de malezas. Estos problemas bajan el rendimiento de los cultivos, en

particular de leguminosas como el lupino y oleaginosas como el raps. Por ello

deben ser resueltos agronómica y localmente previo a esperar una adopción

masiva de los agricultores en relación a estas prácticas.

Esta publicación presenta los trabajos presentados al Seminario “Sustentabilidad

en Cultivos Anuales”, organizado por la Cátedra de Agronomía de Cultivos

Anuales y el Laboratorio de Relación Suelo-Agua-Planta de la Facultad de

Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile. El Seminario se realizó en el

contexto del 53 Congreso Agronómico y fue auspiciado por la Sociedad

Agronómica de Chile (SACH), el Fondo de Innovación Agraria (FIA), la empresa

SemAmeris y el Proyecto FONDEF D99I1081. Cabe destacar además, la

participación de la empresa Sargent Agrícola, que realizó una valiosa

demostración de maquinaria especializada.

Los problemas de establecimiento de los cultivos llevan a revisar las

nece-sidades de maquinaria agrícola (Capítulo 7), los problemas de alelopatía

(Capítulo 5) y la acumulación de rastrojos en el tiempo (Capítulo 6) además

de su manejo (Capítulo 4). El problema de plagas y enfermedades se presenta

en el Capítulo 9 junto a las necesidades de rotación de los cultivos anuales

(Capítulo 8). Un ejemplo del nivel de desarrollo agronómico local de la

cero labranza en la IX Región se presenta en el Capítulo 3 junto a los efectos

(12)

que se espera de esta práctica sobre el recurso suelo y la productividad de

los cultivos (Capitulo 2).

Existe la hipótesis que hay un efecto sinérgico entre las prácticas agronómicas

de cero labranza, manejo de rastrojos, crecimiento económico, (equidad social)

y conservación ambiental ya que al no laborar el suelo y mantener los rastrojos

sobre éste se evita la erosión y aumenta la productividad del suelo,

dismi-nuyendo al mismo tiempo la tasa de contaminación ambiental, particularmente

con CO

2

(Acevedo y Silva, 2003). En estado de régimen, los sistemas con cero

labranza y manejo de rastrojos son económicamente más atractivos que aquellos

con labranza tradicional y quema (Acevedo et al., 1998), aspecto que parece

corroborarse con antecedentes recientes (Capítulo 10).

L

ITERATURA

C

ITADA

ACEVEDO, E. y SILVA, P. 2003. Sistema de labranza y sustentabilidad agrícola en cultivos anuales. Simiente (En prensa).

ACEVEDO, E., VIOLIC, A. y SILVA, P.1999. La Agricultura del siglo XX y sus desafíos al comenzar el nuevo milenio: el caso de Chile. Simiente 69 (3-4) : 1-20. ACEVEDO, E., SEPULVEDA, N., CAZANGA, R., Y ARIAS, J. 1998. Evaluación

técnico-económica del uso de cero labranza y manejo de residuos en cultivos tradicionales, en condiciones de secano, para la 8ª Región de Chile: Una solución ambientalmente sustentable en la producción de cultivos anuales. En: III Encuentro de Economistas Agrarios. Santiago de Chile, 29 y 30 de Octubre de 1998.

CONAMA, 1994. Perfil Ambiental de Chile. Comisión Nacional del Medio Ambiente. 569 p.

VLEK,P.,FILLERY,R. and BURFORD,J. 1981.Fate of nitrogen in arid soils. Plant and Soil 58:133-175.