Cultivos de cobertura en suelos bajo siembra directa : Su efecto sobre las propiedades físicas y la materia orgánica del suelo

En las últimas décadas se produjo una fuerte transformación de los sistemas agrícolas extensivos de la Región Pampeana, caracterizada por la adopción masiva de un paquete tecnológico que incluye la siembra directa (SD), cultivos transgénicos resistentes a herbicidas y el uso de fertilizantes y herbicidas más eficientes, lo que permitió un rápido crecimiento de la producción y el área cultivada. La adopción de este nuevo modelo sin una adecuada evaluación acarreó, en algunos casos, un deterioro acelerado de la calidad física y química de los suelos, debido a una extremada simplificación de los sistemas agrícolas, con escasas rotaciones, predominio de cultivos de verano con largos barbechos desnudos, inadecuada cobertura y reposición de nutrientes, y la virtual desaparición de las rotaciones agrícola-ganaderas. Este deterioro en la calidad de los suelos puede impactar en su productividad, así como en su capacidad de proveer distintos servicios ecosistémicos entre los que se incluyen filtrar y purificar el agua de lluvia y mitigar inundaciones. Los cultivos de cobertura (CC) se posicionan como una práctica interesante en la transición hacia sistemas productivos más sustentables. Los CC se siembran entre períodos de cultivos de renta con distintos objetivos entre los que se destacan: mantener el suelo protegido, aportar materia orgánica (MO) y competir con las malezas permitiendo reducir el uso de agroquímicos. Sin embargo, existe poca información sobre el efecto de los CC en la composición de la MO del suelo y la calidad física del suelo (CFS), así como sobre su efecto sobre el contenido y disponibilidad de agua para el siguiente cultivo de renta. En este sentido, resulta de interés conocer el efecto de los CC sobre la dinámica de la MO, que comúnmente se estima a partir del contenido de carbono orgánico del suelo (COS), así como sobre su composición. Por otra parte, hace falta estudiar el efecto de esta práctica sobre indicadores estáticos y dinámicos de CFS, que nos dan información de la capacidad de un suelo para captar, almacenar y transmitir agua. Más aún, un estudio detallado de la curva de retención hídrica (CRH) y de la curva de conductividad hidráulica (K(h)) y de su variabilidad temporal, pueden resultar útiles para una mejor comprensión del efecto de los CC sobre el comportamiento hidráulico del suelo, así como aportar información necesaria para un adecuado modelado de la dinámica hídrica. Los principales objetivos de la presente tesis fueron: i) evaluar el efecto de los CC sobre el contenido, composición y variabilidad temporal de la MO; ii) evaluar el efecto de los CC sobre la CFS y su variabilidad temporal; iii) evaluar la variabilidad temporal a lo largo del ciclo de cultivo de la curva de K(h) y de la configuración del sistema poroso, en relación a la inclusión de CC; y iv) evaluar el efecto de los CC sobre el contenido y la disponibilidad de agua durante el ciclo de cultivo, en todos los casos en comparación con un barbecho desnudo y en suelos de la Región Pampeana bajo SD. Para cumplir estos objetivos, se muestrearon cuatro sitios con suelos, rotaciones y sistemas de manejo característicos de la Región Pampeana (Villegas, Hapludol típico; Pergamino, Argiudol típico; Bellocq, Hapludol éntico; y Chascomús, Argiudol abrúptico), todos ellos en SD y en tratamientos que permitieron evaluar el efecto de los CC en comparación con un barbecho desnudo. Además, estos sitios permitieron evaluar el efecto de los CC en el mediano-largo plazo (entre 9 y 15 años, Pergamino y Villegas), y en el corto plazo (dentro de los dos años de iniciada la práctica, Bellocq y Chascomús). Se determinó el COS y distintas fracciones obtenidas por métodos físicos (carbono orgánico particulado grueso, fino, y carbono orgánico asociado a minerales) y químicos (ácidos húmicos, fúlvicos y huminas). A partir de la CRH determinada en laboratorio se calculó la distribución de tamaño de poros (DTPo), el contenido de agua a capacidad de campo y el agua disponible para la planta. La conductividad hidráulica (K) saturada y a 3 y 6 cm de tensión se determinaron a partir de medidas de infiltración a campo. Se calculó también la conectividad de las distintas familias de poros. Por otra parte, para el sitio Chascomús se determinaron la CRH y de K(h) en laboratorio a partir del método de evaporación simplificado (MES), con el fin de evaluar la variabilidad temporal del sistema poroso y su bi-modalidad. En Chascomús se midió también humedad a campo durante un ciclo de cultivo y se exploró la simulación de la dinámica hídrica mediante el software Hydrus-1D, usando como parámetros de entrada datos obtenidos mediante el MES y estimados mediante el método BEST, siendo este último un procedimiento sencillo para estimar las funciones hidráulicas a partir de la distribución de tamaño de partículas y las curvas de infiltración a campo. Entre los principales resultados obtenidos, se observó que los CC afectaron el contenido, composición y distribución vertical del COS. En el largo plazo, los CC generaron un aumento en el COS, mientras que en el corto plazo los CC tendieron a acelerar su dinámica, incluyendo su formación y su descomposición. Todas las fracciones estudiadas presentaron una variabilidad temporal y fueron susceptibles a las transformaciones biológicas, siendo las fracciones obtenidas por métodos físicos más sensibles para detectar el efecto de la inclusión de CC que las fracciones obtenidas por métodos químicos. El efecto de los CC sobre la CFS fue complejo y dependió de la secuencia de cultivos en la que fueron incluidos, el tipo de suelo y los años desde iniciada la práctica. Al estudiar las CRH y de K(h) obtenidas por el MES se observó que los CC modificaron la DTPo, generando un desplazamiento de poros de la matriz a poros estructurales e incrementando la forma bimodal de las curvas, en comparación con un barbecho desnudo. Por último, al estudiar el contenido de agua en el suelo se observó que, si bien los CC consumen agua durante su crecimiento, también pueden incrementar la capacidad del suelo para captar y transmitir agua, lo que llevó a un mayor contenido de humedad durante el período de crecimiento y de máximo requerimiento de agua del cultivo principal en lotes con CC. La simulación del contenido de humedad con Hydrus-1D resultó adecuada, tanto empleando parámetros del MES como del BEST. Los CC resultan una práctica interesante para incrementar el contenido de COS en el largo plazo en sistemas bajo SD de la Región Pampeana, siendo necesario un período de tiempo mayor a 2 años para observar beneficios. En años de precipitaciones normales, los CC no generan un déficit de agua para el siguiente cultivo de renta; por el contrario, son capaces de incrementar la capacidad de almacenaje de agua en el suelo. En cuanto a la CFS, la adopción de CC en rotaciones simplificadas bajo SD en Molisoles de la Región Pampeana genera mejoras temporales en la capacidad del suelo para captar y transmitir agua, aunque puede no ser suficiente para revertir la degradación física ocasionada por años de un manejo inadecuado. En este sentido, los CC deberían acompañarse con otras prácticas de conservación, como ser la inclusión de pasturas o rotaciones más balanceadas, incluyendo mayor diversidad de cultivos y un balance adecuado entre gramíaneas y leguminosas, en la transición hacia sistemas de producción más sustentables, que premitan conservar la calidad física y química de los suelos.

Doctor de la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales

Universidad Nacional de La Plata

Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales