La Calidad de los Suelos bajo Producción Lechera y Producción Agrícola en las Principales Regiones de Uruguay Alejandro Morón INIA La Estanzuela (hasta 02/2011) Resumen Durante las últimas décadas la producción lechera, y más recientemente la producción agrícola, han sufrido un proceso de intensificación productiva. La preocupación sobre los impactos ambientales y en especial sobre el recurso suelo ha sido una interrogante de relevancia. El presente trabajo se centra en conocer, en forma objetiva y cuantitativa, cual es el estado actual de la calidad de los suelos bajo producción lechera y agrícola en las principales regiones de Uruguay. Durante los años 2005 y 2006 se seleccionaron 166 potreros bajo producción lechera en los departamentos de Colonia, San José y Florida. En el área agrícola, durante 2009 y 2010, se seleccionaron 108 chacras agrícolas en los departamentos de Soriano y Río Negro. La evaluación de las diferentes propiedades físicas, químicas y biológicas del estado de los suelos en producción lechera y agrícola esta contrastada con las mismas propiedades en suelos de referencia. Introducción Durante los últimos 10 años Uruguay desarrollo un proceso de intensificación productiva en el sector agropecuario. Un componente importante de este proceso es la agricultura de granos. Algunas características de este proceso son (DIEA, 2010, 2011): incrementos de la cantidad de cultivos por unidad de superficie por año, aumento de los rendimientos de la mayoría de los cultivos, cambios de un sistema de rotación de cultivos y pasturas a un sistema de cultivos continuos, la mayoría del área sembrada es arrendada, presencia dominante del cultivo de soja, expansión del área agrícola y la adopción generalizada de la siembra directa. Los departamentos de Soriano y Río Negro son epicentro de la agricultura en Uruguay. La lechería en Uruguay es un sector productivo dinámico el cual viene aumentando su productividad en forma casi sistemática desde hace varias décadas. Esta se ha caracterizado por aumentos en: la producción total de leche, en los litros producidos por hectárea, en los litros producidos por vaca masa, en la cantidad de vacas en ordeñe, en la dotación animal y en la suplementación con concentrados y silos de grano húmedo (DIEA 2010, 2011). Paralelamente disminuyen: la cantidad de productores remitentes de leche para la industria y la superficie total dedicada a la producción lechera (DIEA 2010, 2011). Existen 3 departamentos principales que individualmente superan las 150.000 hectáreas destinadas a la producción lechera: San José, Colonia y Florida. La alimentación animal del rodeo lechero nacional está dada principalmente por pasturas mejoradas cosechadas directamente por los animales, por lo cual se puede afirmar que la producción lechera del Uruguay se basa en una agricultura forrajera Ambos procesos de intensificación han generado fuertes interrogantes sobre los impactos en el suelo, agua y atmosfera. No existían evaluaciones recientes, objetivas y cuantitativas, sobre el impacto de la intensificación productiva sobre la calidad de los suelos a nivel de las principales regiones productivas. Los objetivos específicos de este proyecto de investigación fueron: a) conocer en forma cuantitativa cual es el estado actual de los suelos agrícolas, b) generar valores de referencia para diagnosticar el estado de los suelos agrícolas, c) identificar las prácticas de uso y manejo que afectan significativamente la calidad de los suelos. En base a los puntos mencionados anteriormente generar una primera aproximación a un sistema de control de calidad y recomendaciones de uso y manejo. Este proyecto de investigación generó información que fue presentada y publicada en diferentes eventos (Morón, 2009; Morón & Quincke, 2010; Morón et al 2006, 2008a, 2008b, 2010, 2011, 2012). En el presente trabajo se muestran resultados relevantes sobre el estado actual de los suelos en carbono (C) orgánico, potencial de mineralización de nitrógeno (PMN) y potasio (K) intercambiable, tanto del área lechera como del área agrícola para la 1 profundidad 0-15 cm, que se fueron generando y que en parte se presentaron en las publicaciones antes mencionadas. Materiales y Métodos Las metodologías utilizadas para ambas regiones, lechería y agricultura, fueron básicamente similares. Durante los años 2005 y 2006 se seleccionaron y visitaron 166 potreros (86 predios) dedicados a la producción lechera en los departamentos de Colonia, San José y Florida. Morón et al (2010) detallan los criterios utilizados para determinar los suelos más importantes involucrados en este trabajo. A partir de esta información se definieron Ambientes Edáficos (AE) entendiéndose como tales a asociaciones de suelos relativamente homogéneos respecto al material madre, al relieve y a características generales. Los criterios utilizados para la selección de los predios se realizó en base a los tipos de suelo dominantes y también considerando la productividad de los establecimientos y tipos de laboreo (convencional, siembra directa). Mayores detalles pueden ser consultados en: Molfino & Califra (2008) y Morón et al (2010). Para cada establecimiento se fijaron dos sitios de muestreo que representaban dos momentos de la rotación forrajera del establecimiento. Se seleccionaron praderas de tercer año y verdeos de invierno, ubicados en similares ambientes edáficos. Cabe acotar que el tipo de rotación dominante en los departamentos seleccionados incluye un año de verdeos (invierno y verano) y luego 3 años de pastura de leguminosas con o sin gramíneas. Por otra parte en cada predio se trató de obtener una referencia, para praderas y verdeos, de suelo imperturbado. En general ubicado debajo de un alambrado viejo próximo al sitio de muestreo. Se prestó especial atención en la selección del suelo de referencia para que el mismo no presentara alteraciones. Paralelamente, para cada situación de muestreo se elaboró un formulario de levantamiento de datos que contemplaba los principales aspectos de manejo de suelos y nutrientes del predio. En cada sitio de muestreo (pradera, verdeo de invierno y suelo imperturbado), se tomaron 3 muestras de suelo compuestas de no menos de 20 tomas a dos profundidades: 0-7.5 y 7.5-15 cm. Las muestras fueron almacenadas y se procedió a la realización de diferentes determinaciones de laboratorio. En este trabajo se presenta la información generada de los análisis de: * C orgánico (Tinsley, 1967) * Potencial de Mineralización de Nitrógeno, PMN (Morón & Sawchik, 2002) * Potasio intercambiable (Jackson, 1964) El diseño estadístico es un factorial con los siguientes factores y sus respectivos niveles entre paréntesis: departamento (3; Colonia, San José, Florida) x cultivo (2; pradera, verdeo) x ubicación (2; potrero, referencia) x profundidad (2; 0-7.5, 7.5-15). En parcelas al azar, donde las repeticiones están dadas por cada establecimiento. En la región agrícola durante los años 2009 y 2010 se seleccionaron 108 chacras agrícolas. Esto se realizó en el corazón de la región agrícola de Uruguay: en los departamentos de Soriano (2009) y Río Negro (2010). Morón et al (2012) detalla el procedimiento para seleccionar los suelos de interés. A partir de los suelos seleccionados se definieron los AE. Para seleccionar las 108 chacras agrícolas, se consideró los AE y los diferentes usos y manejos. Morón et al (2012) detalla las categorías de uso y manejo utilizadas. En cada chacra seleccionada se determinaron dos sitios para tomas de muestras: chacra y referencia con los mismos criterios mencionados anteriormente para el área lechera. Las metodologías analíticas fueron las mismas con variantes en el carbono orgánico. El C orgánico se determinó mediante combustión a 900°C y posterior detección de CO 2 por infrarrojo con equipo 2 LECO Truspec. Los valores obtenidos fueron corregidos por el factor 0.81 (Morón, 2009) para ser equivalentes a los obtenidos con la metodología tradicional de oxidación húmeda con bicromato de potasio (Tinsley, 1967) El diseño estadístico es un factorial incompleto con los siguientes factores y sus respectivos niveles entre paréntesis: departamentos (2; Río Negro, Soriano), AE (6; A, B1, B2, B3, C, D), ubicación (2; chacra, referencia), profundidad (2; 0-7.5, 7.5-15). Los análisis estadísticos se realizaron con el programa estadístico SAS (1996). La información a la profundidad 0-15 cm surge de promediar los resultados obtenidos a 0-7.5 y 7.515 cm. La significación estadística es ns= no significativo, * = p<0.10, ** = p< 0.05 y *** = p< 0.01. Resultados en la región de producción lechera En la figura 1 se presenta el valor promedio de C orgánico en los potreros en producción así como en los respectivos suelos de referencia. No existieron diferencias significativas entre las fases de la rotación forrajera. Existe una disminución significativa (p<0.0001) del promedio de los potreros en producción respecto del promedio de los respectivos suelos de referencia. Esta diferencia promedio puede catalogarse como moderada, pero esconde una importante variabilidad de situaciones. En la figura 2 puede observarse como se distribuyen las diferencias entre los valores de los potreros y sus respectivos suelos de referencia. Se observa que el 80 % de los predios tienen valores de C orgánico inferiores a la referencia. Existen aproximadamente un 30 % de los potreros en producción que presentan disminuciones o pérdidas de C orgánico, en los 0-15 cm superiores del suelo, entre 30 y 60 %. Esto afecta negativamente propiedades químicas, biológicas y físicas del suelo que pueden traducirse en menores productividades de las pasturas y cultivos. El potencial de mineralización de nitrógeno es un indicador biológico de la capacidad de aporte de nitrógeno mineral del suelo que generalmente presenta alta sensibilidad para detectar cambios en el uso y manejo de los suelos. En la figura 3 se observa pérdidas significativas en la capacidad de aportar N de los suelos en producción lechera cuando se compara con el promedio de los valores de referencia. No obstante, debe señalarse que el valor promedio de los potreros en producción es un valor que expresa una capacidad de aporte de N interesante (García Lamothe et al, 2010). Esto, en parte estaría explicado por el hecho que la amplia mayoría de los productores utiliza leguminosas forrajeras que aportan N vía fijación biológica con cantidades significativas (García et al, 1994). Por otra parte debe considerarse que, aproximadamente, un 40 % de los potreros (figura 4) sumando el aporte del suelo más las dosis comúnmente utilizadas a nivel productivo de fertilizantes nitrogenados difícilmente puedan producir verdeos de altos rendimientos. En promedio el K disponible, medido como K intercambiable, presenta en los potreros en producción una pérdida importante y significativa respecto de los valores de referencia (figura 5). En general, a nivel productivo, no se utilizan fertilizantes potásicos y por tanto la única entrada posible de K seria vía concentrados y reservas forrajeras de origen extra predial o por vía de transferencias dentro del predio. Si bien en promedio la perdida de K es importante caben las siguientes observaciones: a) el 40 % de los potreros en producción tiene perdidas que varían entre el 47% y el 78 % respecto de sus valores de referencia, y b) el valor promedio de los potreros en producción es bastante más elevado que los valores considerados críticos o limitantes para la producción (Barbazan et al, 2011). En la figura 6 se observa la distribución de los valores de K en los potreros en producción y el K no sería limitante productiva en la amplia mayoría de los casos. No obstante, de mantenerse el balance negativo de potasio, es altamente probable que los valores de K intercambiable en los suelos en producción continúen disminuyendo y en muchas situaciones comiencen a llegar a valores deficitarios. 3 4 45 % *** 5 Resultados en la región agrícola Los suelos de las chacras en producción agrícola son claramente diferentes de sus respectivos suelos de referencias tanto en C orgánico como en PMN. En promedio el C orgánico de los suelos de las chacras disminuyo un 20.2 % frente al promedio de los respectivos suelos de referencia (figura 7). Paralelamente el PMN disminuye más del doble (41.5 %) que el C orgánico (figura 8). Esta mayor sensibilidad del PMN frente a los cambios comparado con el C orgánico fue reportada anteriormente por Morón & Sawchik (2002). Este es un resultado esperable en la medida que mientras que el C orgánico determinado abarca todas las formas orgánicas del mismo, el nitrógeno del PMN es solo la fracción biológicamente más activa del nitrógeno. Esta caída del C orgánico es similar a la observada para la región de producción lechera (20.4%, figura 1). El PMN de los potreros en producción lechera disminuyeron 26.2 % respecto del promedio de sus referencias (figura 3), cifra bastante inferior a la observada en la región agrícola (41.5%, figura 9). Esta diferencia podría estar en parte explicada por: a) mayores ingresos de nitrógeno proveniente de la fijación biológica de las leguminosas forrajeras en predios lecheros, y b) mayores extracciones de N en granos en los sistemas agrícolas que la extracción de N en leche y carne de los predios lecheros. Para conocer más en profundidad la situación de las chacras agrícolas respecto de sus pérdidas o ganancias respecto de sus referencias en C orgánico y PMN se presenta su distribución en las figuras 8 y 10. En ambas figuras se presentan marcados contrastes. En la figura 8 se observa que aproximadamente el 80% de las chacras tienen valores inferiores a sus respectivas referencias. Por otra parte se constata que por una parte hay aproximadamente un 20 % de las chacras que tiene ganancias entre 0 y 28 % de C orgánico en los primeros 15 cm de suelo, mientras que en el otro extremo hay 30 % de chacras con pérdidas de C orgánico entre el 30 y 66 %. En la figura 10 se visualizan mayores contrastes. Si bien el 80 % de las chacras presentan valores inferiores a sus respectivas referencias, se destaca que un 10 % de las chacras tienen ganancias de PMN entre 6 y 73 % pero por otro lado hay 30% de chacras con pérdidas de PMN entre 36 y 76 %. 6 - 44 % *** En la figura 11 se observa una fuerte caída (44%) del nivel de K intercambiable en el promedio de los potreros en producción respecto del promedio de los suelos de referencia. Este valor es muy similar al observado en la región lechera (figura 5). El 90% de las chacras agrícolas está por debajo de los niveles de referencia y se destacan un 40 % de las chacras que presentan las perdidas más importantes (entre 49% y 78%). Como ya fue comentado anteriormente para la región lechera, aquí también la mayoría de los valores observados en las chacras (figura 12) están por encima de los considerados críticos o limitantes para la producción. Cabe mencionar que en diversas situaciones en la región agrícola ya fueron detectados y reportados déficits de K en varios cultivos (Barbazan et al, 2011). Consideraciones Finales Tanto en la región de producción lechera como en la región agrícola, en la amplia mayoría de los potreros y chacras, existe un deterioro de los niveles de Carbono orgánico, PMN y K intercambiable respecto de sus respectivos valores de referencia. Este deterioro es similar en ambas regiones para el carbono orgánico y K intercambiable. En promedio el deterioro del C orgánico es moderado (20%) y para el K es medio a alto (45%). En promedio el PMN presenta mayor deterioro en el área agrícola (45%) que en el área lechera (26%). En C orgánico, PMN y K intercambiable, en ambas regiones, existe una variabilidad de situaciones importante. Debe señalarse que entre un 30 y 40 % de los potreros y chacras presentan degradaciones muy acentuadas en las tres variables mencionadas. 7 La información generada por estos trabajos presenta el estado de situación actual pero es difícil sacar conclusiones respecto de evolución o tendencias. Futuros trabajos similares permitirán tener distintas observaciones en el tiempo y sacar conclusiones sobre la evolución de la calidad de los suelos en las regiones lechera y agrícola. No es sencillo determinar cuantitativamente las causas de los deterioros registrados (Morón et al, 2012) que también deberán abordar, con más precisión, futuros trabajos. El conocimiento, objetivo y cuantitativo, del nivel de degradación a nivel productivo y sus causas son los cimientos para construir políticas que tiendan a usos y manejos sustentables de los suelos del Uruguay. Bibliografía citada Barbazán, M.; Bautes, C.; Beux, L.; Bordoli, M.; Cano, J.D.; Ernst, O.; García, A.; García, F.; Quincke, A. 2011. 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