Rotación de cultivos para la rehabilitación de la fertilidad del

Rotación de cultivos para la rehabilitación de la fertilidad del suelo
en sistemas de agricultura mediterránea.
Carlos Ovalle M
Abril de 2011
El problema a resolver
En
sistemas
de
cultivo
altamente
intensificados, y en particular en cereales, la
fertilización constituye aproximadamente el
40% de los costos de producción y el N
representa más del 60% de dicho costo
(Mellado, 2007).
Utilización de Leguminosas en
la Rotación
• Una manera de minimizar las aplicaciones
de N en el sistema agrícola, es incluir
leguminosas en las rotaciones de cultivos
que puedan incrementar el nitrógeno a partir
de la fijación biológica de N atmosférico
Utilización de Leguminosas en la Rotación
Además, de favorecer aspectos fitosanitarios
debido al rompimiento del ciclo de enfermedades
(especialmente radiculares), un mejor control de
malezas y evitar la resistencia de éstas a los
herbicidas que son ocasionados por rotaciones
intensivas de monocultivos (cereales).
Objetivos
• Determinar la fijación biológica de nitrógeno
en cultivos de leguminosas anuales forrajeras
y de grano, en rotación con cereales.
• Evaluar la recuperación de N proveniente de
las leguminosas, en el cultivo de cereales bajo
diferentes intensidades de rotación.
Sitio de Estudio
Secano Interior
(Mediterráneo sudhúmedo)
(35o 56´ 38,23” S, 72o 16´ 51,97” O)
Serie de suelos Cauquenes, Alfisol
Serie de Suelos: Cauquenes
Fine, mixed, active, mesic Ultic Palexeralfs
Características química de los suelos
Analisis Qco
Unidad
Valor
MO
%
1,58
pH H2O
7,04
N disp.
mg/kg
2,28
P Olsen disp.
mg/kg
12,18
K disp.
mg/kg
185
K Int.
cmol+/kg
0,48
N total
%
0,10
C/N
9,32
Rotación 1: Leguminosas de Grano.
Monocultivo de cereal
con y sin N
L. Angustifolius
Wonga
Trigo (Pandora) : 180 k ha-1
L. Luteus
Motiv
120 k ha-1
P. sativum
Rocket
Avena sativa + Vicia
atropurpurea
220 k ha-1
50-60 k ha-1
Avena (Urano) : 120 k ha-1
Rotación Rotación de cultivo
1
2
3
4
5
6
Monocultivo de cereal (sin N)
Monocultivo de cereal (con N)
Leguminosa 1 (Ll))
Leguminosa 2 (Lan)
Leguminosa 3 (Arveja)
Leguminosa 4 (Avena-Vicia incorporada)
Año
1
A
A
Ll
Lan
Arv
V-A
2
Tr
Tr
Tr
Tr
Tr
Tr
3
A
A
Ll
Lan
Arv
V-A
4
Tr
Tr
Tr
Tr
Tr
Tr
Rotación 2: Proporción (%) de semillas en las diferentes mezclas de
leguminosas anuales.
Secano Interior
Mezcla
Especie
L1
L2
Proporción (%)
Trifolium subterraneum
Variedad
Seaton Park
Trifolium michelianum
Paradana
25
Medicago polymorpha
Santiago
Seaton Park
50
25
Casbah
37,5
Santorini
37,5
Trifolium subterraneum
Biserrula pelecinus
Ornithopus compressus
L1
Rotación Rotación de cultivo
1
2
L2
25
3
4
5
6
7
8
Testigo
Monocultivo de cereal
con N
L1
L1
L1
L2
L2
L2
1
B
A
Año
2
B
T
3
B
A
4
B
T
L1
T
L1
L2
T
L2
T
L1
L1
T
L2
L2
L1
L1
L1
L2
L2
L2
T
T
T
T
T
T
Resultados
Leguminosas de Grano
2007 (372mm)
400
2008 (768mm)
Rendimiento de granos, biomasa aérea y
radicular de los cultivos de leguminosas de
grano. (año 2008)
mm
350
300
2009 (536mm)
250
x 44 years (695 mm)
200
150
100
50
0
Jan Feb Mar Apr May Jun
Jul Aug Sept Oct Nov Dec
Month
Rendimientos (kg ha-1)
Tratamientos
Arveja
Lupinus angustifolius
Lupinus luteus
Avena-Vicia (MS)
Follaje
Raíz
Grano
Total
9257 a
161 b
1838 a
11255 a
4404 b
826 a
1429 b
6659 b
2656 b
620 a
565 c
3841 b
5437 b
799 a
-
6236 b
Porcentaje de N derivado del aire (%Ndfa) en relación a tres plantas no fijadoras de
N (referencia), N derivado de la atmósfera en las leguminosas (Ndfa) y N fijado por
unidad de materia seca.
% Ndfa
Leguminosa
s
R.a
rphanistrum
S.
arvensis
Media
R.
rugosum
A.
sativa
Ndfa
N Fijado
(kg N ha-1 año1)
(Kg N t MS-1)
L.
angustifolius
61
64
51
56
58
251
23
L. luteus
72
75
66
69
71
131
24
P. sativum
65
68
57
61
63
325
25
a
Plantas de referencia no fijadoras. b .
Año 2009
Avena c/N
L. angust.
Avena s/N
L. luteus
Avena - Vicia
Arveja
Biomasa en diferentes estados de desarrollo y rendimiento del
trigo (k ha-1), después de diferentes leguminosas de grano.
Rotación cultivo
Inicio
macolla
Final
macolla
Espigadura
------------------------------- k ha-1
Llenado de
grano
Rendimiento de
grano
----------------------------
Monocultivo
cereal sin N
274 b
908 c
2.158 b
8.735 c
1.533 (100%)
L. luteus - Trigo
437 a
1.933 ab
3.674 a
9.947 b
2.483 (162%)
L. angustifolius Trigo
470 a
2.145 ab
4.734 a
9.334 b
2.623 (171%)
Arveja- Trigo
463 a
1.470 bc
4.146 a
9.965 b
2.398 (156%)
Avena Vicia Trigo
285 b
1.071 c
2.081 b
8.275 c
1.950 (127%)
1Valores
con diferente letra en columnas presentan diferencias entre sí (P ≤ 0,05) según diferencia
mínima significativa.
Biomasa en diferentes estados de desarrollo y rendimiento del
trigo (k ha-1), después de diferentes leguminosas de grano.
Rotación cultivo
Inicio
macolla
Final
macolla
Espigadura
------------------------------- k ha-1
Llenado de
grano
Rendimiento de
grano
----------------------------
Monocultivo
cereal con N
488 a1
2.469 a
4.177 a
12.970 a
3.328 a (100%)
Monocultivo
cereal sin N
274 b
908 c
2.158 b
8.735 c
1.533 c (46%)
L. luteus - Trigo
437 a
1.933 ab
3.674 a
9.947 b
2.483 b (75%)
L. angustifolius Trigo
470 a
2.145 ab
4.734 a
9.334 b
2.623 b (79%)
Arveja- Trigo
463 a
1.470 bc
4.146 a
9.965 b
2.398 b (72%)
Avena Vicia Trigo
285 b
1.071 c
2.081 b
8.275 c
1.950 c (59%)
1Valores
con diferente letra en columnas presentan diferencias entre sí (P ≤ 0,05) según diferencia
mínima significativa.
Implicancia de la fijación biológica de N de las leguminosas en el
cultivo siguiente.
Rotación de cultivo
FBN
leguminosas
(año 2008)
Trigo después de leguminosas
(año 2009)
Rend.
grano
Rend.
superior al
testigo
Ingreso ad
venta de
grano2
k N ha-1
k ha-1
qq ha-1
$ ha-1
0
1.533 b1
0
0
L. luteus - Trigo
139
2.483 a
10
110.000
L. angustifolius - Trigo
157
2.623 a
11
121.000
Arveja- Trigo
184
2.398 a
8
88.000
Avena Vicia - Trigo
87
1.950 b
4
44.000
Monocultivo cereal sin
N
1Valores
con diferente letra en columnas presentan diferencias entre sí (P ≤ 0,05) según diferencia mínima
significativa.
2 Ganancia con respecto al testigo sin N, valor del quintal de trigo (100 k) es 11.000 mil pesos.
Resultados
Leguminosas
forrajeras anuales
2007 (372mm)
400
2008 (768mm)
Rendimiento de fitomasa aérea de las praderas
de leguminosas forrajeras anuales. (año 2008)
mm
350
300
2009 (536mm)
250
x 44 years (695 mm)
200
150
100
50
0
Jan Feb Mar Apr May Jun
Jul Aug Sept Oct Nov Dec
Month
Especies
Rendimiento
(t MS ha-1)
L1
T. subterraneum + Medicago polymorpha + T. michelianum
1,6 a*
L2
T.subterraneum
compressus
Tratamientos
1Existe
+
Biserrula
penicilius
+
Ornithopus
diferencia mínima significativa (DMS) entre tratamientos (P≤0,05).
1,4 b
Porcentaje de N derivado del aire (Ndfa) en relación a tres plantas no
fijadoras
de
N
(referencia),
N
derivado
de
la
atmósfera
en
las
leguminosas (Ndfa) y N fijado por unidad de materia seca. Abundancia
natural de
15N.
Leguminosa
s
% Ndfa
R.a
rphanistru
m
S.
arvensis
Medi
a
R.
rugosu
m
A.
sativa
Ndfa
N Fijado
(kg N ha-1
año-1)
(Kg N t MS1)
L1
89
90
87
88
89
46
28
L2
89
90
87
88
89
28
21
a
Plantas de referencia no fijadoras. b L1: T. subterraneum var Seaton Park + Medicago polymorpha var
Santiago + T. michelianum var Paradana); L2: T.subterraneum var Seaton Park + Biserrula penicilius
var Casbah + Ornithopus compressus var Santorini.
Implicancia de la fijación biológica de N de las leguminosas en el
cultivo siguiente (un año de rotación).
Rotación de cultivo
FBN
leguminosas
(año 2008)
Trigo después de leguminosas
(año 2009)
Rend.
grano
Rend.
superior al
testigo
Ingresoventa
de grano2
k N ha-1
k ha-1
qq ha-1
$ ha-1
Monocultivo cereal sin
N
0
1.533 b1
0
0
L1 - Trigo
46
2.193 a
7
77.000
L2 - Trigo
28
2.312 a
8
88.000
1Valores
con diferente letra en columnas presentan diferencias entre sí (P ≤ 0,05) según diferencia mínima
significativa.
2 Ganancia con respecto al testigo sin N, valor del quintal de trigo (100 k) es 11.000 mil pesos.