I. INTRODUCCIÓN II. III. IV. 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) CONCEPTO DE ROTACIONES DE CULTIVOS ANUALES Juan Luis Rouanet 1. Modelos extensivos 2. Modelos semi-intensivos 3. Modelos intensivos 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. VII. VIII. 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 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 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
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.
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.
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
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/cm 3 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/cm 3 y
tienen muy baja retención de agua, entre 2,5 y 5%. El agua aprovechable está entre 128 y 211 m 3 /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/cm 3, tienen alrededor de un 23% de retención de agua en los primeros 30 cm. El agua aprovechable es de 552 m 3 /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/cm 3 ), 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.
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).
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
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.
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 "MODELOS" EXTENSIVOS (AÑOS) ZONA CENTRAL 1 2 3 4 5 6 7...n RIEGO P.Natural barbecho trigo barbecho trigo barbecho P.Natural P.Natural P.Natural barbecho trigo P.Natural P.Natural P.Natural P.Natural P.Natural PRECORDILLERA 1 2 3 4 5 6 7...n Centro-Sur barbecho papas trigo 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.
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 MODELOS SEMI-INTENSIVOS (AÑOS) ZONA CENTRAL 1 2 3 4 5 6 7...n RIEGO alfalfa alfalfa alfalfa alfalfa 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 maíz trigo Tr. rosado Tr. rosado frejoles trigo Tr. rosado Tr. rosado frejoles trigo PRECORDILLERA 1 2 3 4 5 6 7...n (Centro) P. Natural P. Natural P. Natural P. Natural trigo P. Natural P. Natural P. Natural Tr. Subt Tr. Subt Tr. Subt Tr. Subt trigo Tr. Subt Tr. Subt Tr. Subt P. Natural P. Natural P. Natural avena trigo P. Natural P. Natural P. Natural PRECORDILLERA 1 2 3 4 5 6 7...n (Sur) 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 (1) P. Artif P. Artif Avena Raps/Leg. Trigo P. Artif P. Artif Avena 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
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 MODELOS INTENSIVOS ZONA CENTRAL 1 2 3 4 RIEGO, Centro Sur remolacha trigo frejol cebada maíz trigo frejol cebada PRECORDILLERA 1 2 3 4 5 RIEGO, Sur (*) papas remolacha trigo avena trigo papas remolacha trigo avena raps PRECORDILLERA 1 2 3 4 SECANO Centro Sur y Sur trigo raps avena leguminosa trigo avena raps trigo trigo avena lupino trigo avena raps trigo avena lupino trigo SECANO INTERIOR 1 2 3 4 Sur avena lupino trigo avena avena trigo lupino trigo avena lupino trigo cebada avena raps trigo cebada PRECORDILLERA 1 2 Y SECANO INTERIOR avena trigo 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
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 (P 2 O 5 ) en 100%, y el uso de potasio (K 2 O) 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.
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 CO 2 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
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
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
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). Inicio estación de crecimiento Término estación de crecimiento (a cosecha) N inorgánico P N inorgánico P (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) Ultisol-Alfisol Lenteja 14.7 8.8 21.8 11.5 Trigo 12.5 8.6 8.2 11.8 Raps 11.2 10.2 9.0 12.2 Avena 15.2 10.2 12.3 12.9 Lupino 13.5 13 34.7 23.2 Andisol
Lenteja 25.9 13.0 45.4 12.7 Trigo 31.8 11.4 16.5 13.3 Raps 29.1 11.8 7.3 14.1 Avena 29.5 10.3 23.4 13.7 La diferencia en 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 N 2 atmósferico a NH 3, 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 15 N 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
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
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.