Las técnicas de agricultura de conservación se presentan como herramientas para alcanzar la sostenibilidad de los sistemas agrícolas, si bien pueden representar algunos desafíos que desalienten su adopción. Este artículo presenta un sistema de cultivo de maíz regado sobre lomos permanentes, combinado con tráfico controlado, y desarrollado con éxito a escala comercial en el valle del Guadalquivir. Con este sistema se protege el suelo y se contribuye al secuestro de carbono sin reducir los rendimientos.
Patricio Cid (1,3), Inmaculada Carmona (1,3), Rafael Calleja (2) y Helena Gómez Macpherson (3).
1 Universidad de Córdoba.
2 Asociación Andaluza de Agricultura de Conservación
3 Instituto de Agricultura Sostenible, Consejo Superior de Investigaciones Científicas.
La agricultura implica interacciones entre el suelo, el cultivo, otros organismos vivos y las condiciones climáticas, y se afectará al medio ambiente positiva o negativamente dependiendo del modo en que se intervenga en el proceso productivo. En el Valle del Guadalquivir, los sistemas agrícolas basados en cultivos anuales manejados convencionalmente, es decir, con quema, venta o incorporación de los rastrojos, y la utilización de arados de reja o vertedera combinados con labranzas secundarias, exponen el suelo a la lluvia y la escorrentía, llevando en última instancia a la erosión del suelo. Este riesgo es alto no sólo en los cultivos de secano de la campiña, sino también en los regados que se han expandido a zonas con pendiente gracias al desarrollo de los sistemas de aspersión y goteo.
Dado que la agricultura de conservación (AC) implica la ausencia o reducción de labranzas, la permanencia de rastrojos sobre el suelo y la rotación de cultivos, su implementación es comúnmente vista como una forma de reducir al mínimo los riesgos de erosión del suelo en la producción de alimentos y fibras. Además, la AC puede responder al desafío permanente de aumentar la eficiencia en el uso de insumos y, al mismo tiempo, ofrecer externalidades positivas (también llamadas servicios ecosistémicos) como el secuestro de carbono y la mejora del paisaje.
Figura 1. Vías de impacto en elementos del rendimiento con la adopción del no-laboreo, mantenimiento de residuos y rotación de cultivos.
Las técnicas de AC se presentan como herramientas para alcanzar la sostenibilidad de los sistemas agrícolas. No obstante, la AC puede representar algunos desafíos que desalienten su adopción. La figura 1 resume las interacciones suelo-biota-agua que pueden influenciar la producción de cultivos anuales al suprimir la labranza, mantener los rastrojos y rotar los cultivos (Brouder y Gómez-Macpherson, 2014).
La primera preocupación es la posible compactación del suelo asociada al no laboreo, particularmente en cultivos regados debido al contenido relativamente alto de agua en el suelo durante las operaciones del cultivo. La compactación del suelo reduce la infiltración del agua y puede limitar el crecimiento de las raíces y el rendimiento del cultivo. El no laboreo implica también que los nutrientes poco movibles como el fósforo no sean incorporados al suelo con las labores o que las adventicias o la costra del suelo no sean controladas de forma mecánica. En algunas condiciones, también se puede promover la aparición de plagas y enfermedades del suelo.
Con todo, combinando el no laboreo con el mantenimiento de residuos y la rotación de cultivos, muchos de estos problemas pueden disminuir o desaparecer (figura 1).
Generalmente, el mantenimiento de residuos en no laboreo resulta en la protección del suelo frente a la lluvia y el viento, una mayor infiltración del agua en el suelo y menor pérdida por evaporación, una reducción de la competencia con adventicias y, con el tiempo, un incremento de la materia orgánica del suelo y de los beneficios que conlleva. Por otro lado, y especialmente en regadío, los rastrojos se pueden acumular sobre la superficie del suelo más allá de una cantidad manejable para regar por surcos o para un buen establecimiento del cultivo, incluso con una buena sembradora. Los residuos y la humedad pueden además favorecer la presencia de babosas y cochinillas. En cuanto a la rotación, el cultivo de especies distintas facilita el control de adventicias, plagas y enfermedades pero no es fácil encontrar alternativas viables agronómica y comercialmente.
Estos problemas, entre otros, contribuyen a la baja adopción de la AC en sistemas de cultivos anuales regados en el Valle del Guadalquivir. Este artículo tiene como objetivo presentar técnicas de conservación de suelo en maíz regado estudiadas a escala comercial y experimental, y su efecto en cultivos, suelo y secuestro de carbono.
Maíz regado en lomos permanentes
Buscando una forma de implementar técnicas de conservación de suelo compatibles con el manejo del rastrojo y la compactación del suelo, en la finca comercial La Parrilla (Fuente Palmera, Córdoba) se desarrolló un sistema de lomos permanentes (LP) combinado con laboreo esporádico y tráfico de maquinaria controlado para la rotación maíz-algodón-trigo. Los lomos se reutilizan año tras año hasta completar la rotación, momento en el cual se rehacen en el mismo sitio.
Anualmente se realiza una descompactación localizada en aquellos surcos por donde circula la maquinaria agrícola. El trigo se siembra a voleo y la semilla se entierra con un pase somero de grada que deja en pié los tallos del cultivo del algodón anterior. Tras la cosecha del trigo se labra someramente y se reforman los lomos. Aunque la parcela se riega por pivot, el suelo se aloma para facilitar el tráfico controlado y para favorecer el depósito de los residuos en los surcos. Si fuera necesario, la cima de los lomos se rastrilla justo antes de la siembra.
Entre 2004 y 2008 se alternaron cultivos de maíz y algodón, reformando los lomos justo antes de la siembra del maíz. El maíz es el cultivo principal de la rotación y se cultiva para máxima producción mientras que el algodón se cultiva con bajos insumos pues el objetivo es maximizar los ingresos según la Política Agraria Común Europea (PAC) previa.
En 2009, se incluyó trigo en la rotación por criterios económicos, por su menor consumo de agua de riego y, sobre todo, por su efecto protector del suelo al generar una cubierta de cultivo que resguarda el suelo de la acción de las lluvias durante el invierno. Esta función protectora del trigo se extiende también tras su cosecha cuando al llegar las lluvias de otoño las semillas perdidas durante la recolección germinan y cubren el suelo (trigo adventicio) hasta la siembra del siguiente cultivo de maíz en marzo. La parcela tiene 20 ha, y ocupa en parte una cuenca en la que se mide la escorrentía y cantidad de sedimentos en muestras de agua recogidas en una estación hidrológica ubicada en el punto de descarga de la cuenca (Cid et al., 2013a).
Figura 2. Representación del sistema de lomos permanentes.
Un sistema de AC similar al descrito anteriormente se estudió en detalle en el Instituto de Agricultura Sostenible (IAS-CSIC) en Córdoba. Entre 2007 y 2012 se cultivó maíz en rotación con algodón en un sistema LP con lomos formados en marzo de 2007 y que no se reformaron desde entonces. LP se mantuvo bajo un régimen de no-laboreo, quedando todos los rastrojos sobre la superficie del suelo tras la cosecha del cultivo. LP se comparó con un sistema de lomos convencionales (LC), en el cual el suelo se descompactó, labró y se formaron los lomos anualmente.
Tanto en LP como LC se siguió un tráfico controlado de maquinaria que permitió confinar el tránsito de ruedas siempre en los mismos surcos a lo largo de toda la campaña de cultivo, liberando así las zonas restantes del efecto compactador que el desplazamiento de vehículos rodados (tractor y aperos de arrastre) implica. La figura 2 representa los principales componentes del sistema LP estudiado en el IAS-CSIC. La parcela experimental ocupa 0,8 ha y se regó por aspersión. En este experimento se estudió el efecto en el cultivo, incluida la densidad de raíces al inicio del llenado de granos del maíz cultivado en 2012, y el efecto en características del suelo, incluido el secuestro de C.
Efecto en el cultivo
El cuadro I muestra los rendimientos medios del maíz y algodón cultivados en LP y LC a lo largo de cinco años de estudio en el IAS-CSIC, así como el rendimiento medio de los cultivos en la finca La Parrilla. En la finca experimental, los rendimientos medios del maíz fueron 12,1 y 13,5 t/ha en LP y LC pero las diferencias no fueron significativas. De hecho, en 2012, después de seis años desde el establecimiento del ensayo, se obtuvieron 12,4 y 12,7 t/ha de grano de maíz en LP y LC respectivamente, y 14,7 y 13,2 t/ha de paja, indicando que no hubo un efecto negativo con el tiempo. Por otro lado, la cantidad de residuos producidos por el maíz nos hace imaginar mejor las dificultades de manejo a las que se enfrentan los agricultores que deciden mantenerlos en la parcela. Respecto al algodón, los rendimientos medios (fibra+semilla) fueron 1,7 y 1,5 t/ha en LP y LC, no significativamente distintos.
Cuadro I. Rendimientos medios (número de años entre paréntesis) de los distintos cultivos en sistemas de lomos permanentes (LP) y convencionales (LC) evaluados en la parcela experimental del IAS-CSIC y en el sistema de lomos permanentes de la parcela comercial La Parrilla (Fuente Palmera, Córdoba).
| Lugar | Cultivo | Sistema | Rendimiento | Nº de años |
| IAS-CSIC | Maíz | LP | 12.144 | (3) |
| LC | 13.527 | |||
| Algodón | LP | 1.684 | (2) | |
| LC | 1.495 | |||
| Finca La Parrilla | Maíz | 12.875 | (4) | |
| Algodón | 2.500 | (4) | ||
| Trigo | 4.933 | (3) |
En la finca comercial, los rendimientos de maíz y trigo corresponden a los esperados para la zona para buenas condiciones. El rendimiento del algodón se ajustó a los requerimientos de la PAC; además, se siguió un manejo de bajos insumos para reducir costes en lo posible y maximizar los ingresos. El algodón es un cultivo que deja pocos residuos y tiene por tanto un papel regulador de la cantidad total de residuos del sistema al producir pocos comparado con el maíz. La mayor parte de los residuos del algodón quedan como tallos en pie (unas 2 t/ha) y sirven de tutor al trigo siguiente reduciendo el riesgo de encamado con riegos tardíos.
Figura 3. Distribución de raíces de maíz en el perfil de suelo en los sistemas de lomos permanentes (LP, izda) y convencionales (LC, drcha) al inicio del llenado de granos (IAS-CISC).
El tráfico controlado permitió la obtención en LP de rendimientos equiparables a los obtenidos en LC al confinar la compactación del suelo y su efecto en las raíces. El cultivo de maíz en LC presentó un 20% más de raíces que el LP en el horizonte 0-60 cm, si bien en LP las raíces tendieron a concentrarse en la zona no afectada por el tráfico de maquinaria (figura 3). Es más, el sistema de LP presentó una mayor densidad radicular (14%) que el LC en el horizonte de 60 a 100 cm de profundidad, en particular en la zona sin influencia del tráfico.
Es posible que este mayor crecimiento de las raíces en profundidad en LP haya sido facilitado por la existencia de macroporos creados por las raíces de los cultivos previos.
Secuestro de carbono
En general, y en comparación con los sistemas convencionales de laboreo, los sistemas de no laboreo o laboreo reducido incrementan el carbono orgánico del suelo principalmente en las capas más superficiales (West and Post, 2002) pues, al no disturbar el suelo, se restringe la degradación de la materia orgánica y la emisión de CO2 (Cid et al., 2013b; Panettieri et al., 2013).
En el ensayo establecido en el IAS-CSIC, tras seis años de no laboreo y de mantener los residuos en LP, este tratamiento había almacenado 5,7 t/ha más carbono orgánico en los primeros 50 cm del perfil del suelo que el sistema convencional LC. Las diferencias continuaron creciendo conforme se consideraba una mayor profundidad del horizonte pero no resultaron significativas para perfiles de más de 50 cm.
Comparado con sistemas de cultivos anuales de secano en el Valle del Guadalquivir (Ordóñez-Fernández et al., 2007), la tasa de acumulación de carbono orgánico en el suelo es más alta en regadío por la mayor cantidad de residuos producidos en éste y la combinación de humedad y temperatura. La tasa y el valor de saturación también dependen de la textura. Por ejemplo, en la parcela comercial, el carbono almacenado en LP para los primeros 30 cm se comparó frente a una parcela vecina cultivada de forma convencional (Boulal and Gómez-Macpherson, 2010) y se encontró que LP almacenó 13 t/ha más de carbono en este horizonte que en el sistema convencional, casi el doble que en el ensayo experimental del IAS-CSIC, probablemente por ocupar el anterior un suelo mucho más arcilloso.
Protección del suelo y reducción de la erosión
Figura 4. Tasa de escorrentía (mm/h) y concentración de sedimentos (g/litro) en suspensión durante los eventos de escorrentía causada por la lluvia y el riego durante las campañas agrícolas de 2008 y 2011.
El efecto protector de los rastrojos, crucial para la reducción de la erosión, puede apreciarse al comparar la emergencia de un cultivo de maíz en la finca La Parrilla antes de incluir el trigo en la rotación (2008), y una vez que dicho cereal se incluyó (2011). El trigo adventicio llegó a cubrir casi todo el suelo mientras que tras el algodón el suelo estaba en parte desprotegido (figura 4).
El potencial de reducción de la erosión dado por el trigo adventicio también se apreció al estudiar la pérdida de suelo estimada a partir de muestras de agua de escorrentía recogidas en la estación hidrológica (Cid et al., 2013a). En general, la concentración de sedimentos durante los eventos de escorrentía fue más elevada en 2008 que en 2011 (figura 5), siendo esta diferencia más evidente en las tasas de escorrentía de más de 1 mm/h, todas generadas por la lluvia, ya que la escorrentía originada por el riego fue mucho menor debido al buen manejo de éste.
Figura 5. Vista general y detalle de una de las parcelas de producción comercial de la finca La Parrilla en la que se practica agricultura de conservación usando el sistema de lomos permanentes y tráfico controlado. Años 2008 y 2011.
Aún así, en la escorrentía generada por el riego también se observa una concentración de sedimentos notablemente superior en 2008 que en 2011 a pesar de la mayor escorrentía durante ese último año. La efectividad del sistema de lomos permanentes para aumentar la infiltración del agua en el suelo y reducir la escorrentía y la erosión del suelo en comparación con el sistema de lomos convencionales también se observó en la parcela experimental del IAS-CSIC (Boulal et al., 2011). La mayor infiltración puede resultar en un mejor manejo del riego y un ahorro de agua aplicada del 20% comparado con un sistema convencional (Calleja y Gómez-Macpherson, 2009).
Conclusiones
La adopción de la agricultura de conservación en sistemas de cultivos anuales regados no es fácil pero es viable, incluso a escala comercial. No existen unas reglas universales que puedan solucionar tanto los problemas de compactación como el manejo de residuos o los que van surgiendo en el proceso de adaptación, sin embargo, algunos agricultores han conseguido ser innovadores y desarrollar soluciones propias, como es el caso de la finca La Parrilla.
Los problemas de compactación encontrados en los sistemas de LP no han limitado el rendimiento del cultivo, a pesar de que, en el caso del cultivo de maíz, se redujo el crecimiento de las raíces. La combinación con el tráfico controlado permitió la colonización por parte de las raíces de una gran parte del suelo.
Buen establecimiento del cultivo de algodón sobre rastrojo de maíz.
La conservación de una cubierta de rastrojos sobre el suelo o la presencia de trigo adventicio redujo significativamente la erosión del suelo durante la época de lluvias o de riegos y ha favorecido un mayor secuestro de carbono tanto a escala comercial como experimental.
El cultivo sobre suelo alomado favoreció el depósito de residuos en los surcos, facilitando la siembra en los lomos. La selección de la rotación es otro elemento que facilita el manejo de residuos al combinar cultivos como el maíz con otros que dejan pocos residuos como el algodón. El trigo protege el suelo tras el algodón al coincidir su cultivo con la época de lluvias; además, el adventicio del siguiente invierno protegerá el suelo hasta la siembra del maíz. Si las lluvias se retrasaran en otoño, el agricultor tendría que decidir si dar un riego de apoyo para favorecer la germinación del trigo adventicio.
Agradecimientos
Patricio Cid recibió una beca JAE-Predoc del CSIC para realizar su tesis doctoral en el IAS-CSIC.
Los autores agradecen a R. Luque, R.Gutierrez, E. Favreliere y M. Salmoral su asistencia técnica durante el estudio y la financiación concedida en el marco de los proyectos P08-AGR-03925-2013 y AGL2010-22050-C03.
