Intensificación agrícola: un enfoque a nivel de sistema para mejorar la eficiencia en el uso de recursos y nutrientes y la sustentabilidad ambiental

Transcripción

1 Intensificación agrícola: un enfoque a nivel de sistema para mejorar la eficiencia en el uso de recursos y nutrientes y la sustentabilidad ambiental Octavio Caviglia INTA EEA Paraná- FCA (UNER) - CONICET

2 Resumen Contexto actual de los sistemas agrícolas Principales problemas Alternativas agronómicas para mitigar los actuales problemas Intensificación Definiciones de intensificación Impacto de la intensificación en la eficiencia en el uso de los recursos Consecuencias de la intensificación sobre el retorno de residuos y su impacto sobre el suelo Nuevo escenario que define la intensificación para el manejo de los nutrientes

3 Que es la intensificación?

4 70 60 Cultivos de invierno Soja Area cultivada (%) Año Caviglia and Andrade, 2010

5 Secuencia promedio de la región pampeana Alternativa propuesta: Disponibilidad de recursos Agua: mm año -1 Mejorar aprovechamiento Maíz-otro de Radiación Solar: 3000 MJ m -2 Bajo retorno de residuos de cosecha baja C/N Trigo recursos e incrementar Soja Soja Soja Soja cantidad y calidad de residuos Barbecho Barbecho Barbecho Barbecho de cosecha a través de la 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año INTENSIFICACION

6 Intensificación Terminología económica Uso más intenso de los factores de la producción Tierra Trabajo Capital Conocimientos y tecnología

7 Diferentes interpretaciones Interpretación tradicional Insumos de Intensificación (agua, radiación, nutrientes) Tierras aptas Recursos del ambiente Insumos Conocimientos Intensificación sustentable AGRICULTURA y tecnología >Producción de granos

8 De que manera se puede intensificar el uso de los recursos? Capturando una mayor fracción a través de realizar cultivos más frecuentemente MJ m -2 MJ m Soja Abr 12-Abr 01-Jun 01-Jun 21-Jul 21-Jul 09-Sep 09-Sep 29-Oct 29-Oct 18-Dic 18-Dic 06-Feb 06-Feb 28-Mar 28-Mar 17-May 17-May 06-Jul 06-Jul

9 Opciones de intensificación Cultivos Múltiples (CM) Cultivos de cobertura (CC) Maíz-otro Trigo Soja Soja Soja Soja Barbecho Barbecho Barbecho Barbecho 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año

10 Cultivos Múltiples: Dos o más cultivos en una misma superficie y estación de crecimiento Secuenciales: El cultivo en secuencia es sembrado luego de la cosecha del primer componente Doble: Dos cultivos en secuencia Triple: Tres cultivos en secuencia Siembra simultanea Intersiembra Intercultivos: Dos o más cultivos que superponen todo o parte de su ciclo. Hay interacción entre cultivos componentes Mixto: Dos o más cultivos en mezcla, sin arreglo especial de los surcos de siembra En surcos: Dos o más cultivos en surcos de siembra separados En franjas: Dos o más cultivos en franjas con un ancho suficiente como para poder manejarlas independientemente pero haciendo posible la interacción entre componentes De relevo: Un cultivo de relevo es sembrado antes de que el primer cultivo sea cosechado. Puede ser mixto, en surcos o en franjas Adaptado de Andrews and Kassam (1976)

11 Alternativas de intensificación al doble cultivo trigo/soja que pueden ser promisorias CI trigo/soja o maíz de segunda CC/Soja de primera CC/maíz o sorgo de segunda CC/maíz de primera Maíz precoz/soja de segunda Soja primavera/maíz de segunda (Maíz zafrinha) Soja primavera/trigo de verano Usan el invierno

12 Marco Conceptual de la INTENSIFICACION

13 Indicadores útiles de intensificación Índice de intensificación de la secuencia ISI Productividad de los recursos (Agua, Rad, Nut) PR (PA, PRad, PN)

14 Indice de Intensificación (ISI)

15 Duración Secuencia = 3 años 3 cultivos en 3 años ISI= 1 Maíz Soja Soja Barbecho Barbecho Barbecho 1 año 2 año 3 año

16 Duración Secuencia = 2 años 3 cultivos en 2 años ISI= 1.5 Maíz Trigo Soja Barbecho 1 año 2 año Secuencia Intensificada!!

17 Duración Secuencia = 3 años Alternativamente 6 cultivos en 3 años El ISI presenta ISI promedio de la ISI= 2 Maíz calculamos el ISI Trigo dificultades Trigo para región pampeana CC Soja como: Soja cuantificar el aporte de <1.20 los Meses CC, pasturas con cultivoy de 1 año 2 año 3 año los intercultivos Meses de la secuencia Secuencia Intensificada!! Mínimo 0 (barbecho); Máximo 1 (pastura)

18 PRODUCTIVIDAD DEL RECURSO Concepto de eficiencia para sistemas Productividad anual del agua (PA) PA en promedio Australia de 5-8 la región Rto [kg/ha] = Rto pampeana [kg/ha] x ET [mm] pp anual [mm] ET [mm] pp anual [mm] kg/ha/mm ~3 kg/ha/mm kg/ha EUA x Ef. Captura o aprovechamiento con sólo mm/año Caviglia et al, 2004

19 Será que la intensificación mejora el aprovechamiento de recursos en nuestros sistemas agrícolas?

20 Aprovechamiento del agua Aprovechamiento del agua de lluvia (%) Balcarce Promedio 2000/ /02 Trigo Soja T/S Caviglia et al., 2004

21 Aprovechamiento del agua Aprovechamiento del agua de lluvia (%) Paraná 2007/08 Trigo Colza Soja T/S C/S Van Opstal et al., 2011

22 Aprovechamiento de agua y radiación Intercultivos de relevo - Balcarce 100 Promedio 2006/07 y 2007/08 Captura (%) Radiacion Agua 0 Maíz Girasol Soja Int Mz/S Int Gi/S Coll et al., 2007

23 Consumo anual (mm) Sist. forestado Pastizal natural Relación 1:1 Suelo desnudo T/S-M ISI=1,5 T-S-M ISI=1 Exceso de agua Lluvia anual (mm) Caviglia et al, 2011

24 Escurrimiento e intensificación Escurrimiento total (mm) y = -361,33x + 445,9 R 2 = 0,8995 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Indice de intensificación (ISI) Indice de ocupación Sasal, Castiglioni, Wilson, 2010

25 Se incrementa la productividad del sistema!!!! Por mayor eficiencia para usar los recursos? Por mayor captura de recursos?

26 Productividad del agua en la Prov. de Santa Fe 7 T/S-M T/S-CC/M Productividad del agua (kg ha -1 mm -1 ) Efecto sobre la eficiencia de uso por incluir maíz S-M S-S Efecto sobre la eficiencia de captura o aprovechamiento del agua por intensificar la secuencia Indice de intensificación (ISI) Caviglia et al, 2011 Rtos medios Santa Fé Periodo 2000/10

27 Entonces, hay un aumento en los aportes de residuos!!

28 Aporte de residuos en la Prov. de Santa Fe T/S-CC/M Aporte de residuos (kg ha -1 año -1 ) Efecto sobre la eficiencia de uso por incluir maíz S-M S-S T/S-M Efecto sobre la eficiencia de captura o aprovechamiento del agua por intensificar la secuencia Indice de intensificación (ISI) Caviglia et al, 2011 Rtos medios Santa Fé Periodo 2000/10

29 Biomasa aérea total aportada en 2 años Paraná 2007/09 Biomasa total aportada (Mg ha -1 ) 40 CC T /S-CC T /S 35 CC T /S-M Efecto captura 30 S-M de recursos 25 CC T /S-CC T /S Efecto CC T /S-M Efecto captura 20 eficiencia en de recursos S-M uso de recursos 15 S-S Efecto 10 S-S eficiencia en uso de recursos Indice de intensificación Molisol Vertisol

30 Si intensificamos exigimos mucho al sistema y comprometemos el balance de agua!!!!

31 Agua total en el suelo al momento del quemado de cultivos de cobertura Agua Total (mm) Agua Total (mm) Agua Total (mm) a a a b bc c Barbecho Trigo Canola Vicia Avena Arveja a a a a a Barbecho Ryegrass Vicia Trigo Avena a a a b bc c 2006 Otoño. 175mm Invierno 111mm 2007 Otoño. 640mm Invierno 47mm 2008 Otoño. 175mm Invierno 20mm Barbecho Trigo Canola Vicia Avena Arveja

32 Momento de aplicación del herbicida mm acumulados May 20-Jun 09-Ago 28-Sep 17-Nov 06-Ene Balance mm Lámina potencial consumida por un cultivo para grano Lluvias Ventana de aplicación

33 Tamaño de lluvia por evento Lluvia (mm evento -1 ) Ene Mar May Jul Sep Nov Tres arroyos 9 de julio Peuhajo Tandil Rio Cuarto Marcos Juarez Pilar (Cba) Gchu Concordia Paraná Reconquista Rosario

34 Pérdidas por evaporación durante el periodo 1/5 al 30/9 en Paraná Evaporación de suelo acumulada (mm) Vertisol M olisol 50mm 1:1 Agua almacenada en el suelo Precipitación efectiva acumulada (mm)

35 La INTENSIFICACIÓN puede tener algún impacto REAL y beneficioso sobre el suelo??

36 Balance de C en un sistema agrícola Erosión Mineralización Aporte de residuos Pérdidas Ganancias

37 Porque nos preocupa el contenido de C en el suelo? Productividad Materia Orgánica (MO) Nutrientes y estabilidad de las Asociada a partículas minerales secuencias Fuente de energía y C para microorganismos Funcionamiento químico Funcionamiento hídrico Funcionamiento físico Funcionamiento biológico

38 200 Rendimiento Relativo (%) ISI=2 ISI=1,5 ISI=1 ISI=1 Intensificación Intensificación Rotación Disponibilidad de N (kg ha -1 ) Mz-Mz Sj-Mz T/S-Mz T/S-CC/Mz

39 Porque pensar que existe un efecto INTENSIFICACION?

40 Carbono Orgánico y aporte de rastrojos Stock C (Mg ha -1 ) a a 97 % 74 % 53 % b b ab b b Inalterado C aportado por residuos (Mg ha -1 ) Dosis de N (kg ha -1 ) Novelli et al., 2009

41 Distribución de tamaños de agregados en suelo inalterado y en monocultivo de maíz 60 Distribución agregados (%) a b b b b a a a a a b a a ab a b ab abab a 0 > 2000 µm µm µm <53 µm Inalterado Dosis N Novelli et al., 2009

42

43 Actividad biológica en dos secuencias con diferente intensificación 90 Actividad biológica (raíces + microorg) Barbecho Trigo Soja CC Maíz Maíz Barbecho Soja Barbecho may ago nov feb may ago nov feb may ago M - S (ISI:1) T/S-CC/M (ISI:2)

44 Como se conectan los efectos de la INTENSIFICACIÓN con el manejo de NUTRIENTES?

45 Marco global para las mejores prácticas de manejo (MPM) para el uso de los fertilizantes (Bruuselma et al., 2008). IPNI

46 García, 2010

47 Nuevo escenario que define la intensificación para el manejo de los nutrientes Menores pérdidas de agua por escurrimiento, drenaje y evaporación del suelo, asociadas a una mayor transpiración de los cultivos. Una reducción de las pérdidas de nutrientes del sistema vinculada a los componentes del balance hídrico. Un aporte más frecuente de residuos vegetales, lo que incrementaría la actividad biológica y la estabilidad de los agregados del suelo. Mayor proporción de nutrientes presentes en fracciones orgánicas del suelo, lo que aumentaría la biodisponibilidad con una liberación más ajustada a los requerimientos de los cultivos.

48 Nuevo escenario que define la intensificación para el manejo de los nutrientes Eventual aporte de N vía fijación biológica si se incluyen cultivos de cobertura leguminosos. Una mayor productividad de granos por unidad de recurso disponible durante el año. Una mejora en los rendimientos de los cultivos si es que se verifica la existencia de un efecto intensificación sobre el suelo. Una mayor extracción de nutrientes relacionada con la mayor productividad por unidad de área y tiempo. Mayores requerimientos de reposición de nutrientes.

49 Muchas Gracias

50 Octavio Caviglia EEA PARANÁ