efecto .. en.la.fertilidad del suelo

INIA
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS
ESTACION EXPERIMENTAL REMEHUE
ISSN 0716-6001
····s.u2esi6fies··ae;~t11ti\18s. v
·efecto..en.la.fertilidad del suelo
•
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS
ESTACION EXPERIMENTAL REMEHUE
BOLETIN TECNICO Nº 141
Sucesiones de cultivos y
su efecto en la fertilidad del suelo
Autor:
Carlos Sierra B.,
lng. Agr., M.S.
Comí té Editor:
Sergio Gel is R., lng. Agr.
Claudio Sandoval B., lng. Agr.
Enrique Siebald Sch., lng. Agr.
Humberto Navarro D., lng. Agr., M.S.
Consultor Técnico:
René Bernier V., lng. Agr., M.S.
Editor:
Sergio Cel is R.,
OSORNO, CHILE, FEBRERO 1989
lng. Agr.
Foto portada:
Fotografía:
Rotación de cultivos, Pto. Varas, X Región
Sergio Celis R.
Valor Ejemplar: $ 350.Valor Suscripción anual:
$ 3.500.-
Autorizada su reproducción total o parcial, citando la fuente y autor.
La publicidad de productos no implica recomendación de la Estación.
Impreso en los Talleres Gráficos INIA.
SUCESIONES DE CULTIVOS Y SU EFECTO EN LA FERTILIDAD DEL SUELO
Carlos Sierra B.l
Gustavo Meneses c.2
l.
INTRODUCCION
En la Décima Región la principal actividad desde el punto de
vista de la superficie es la ganadería de tipo extensiva, con mantención
y manejo de praderas de mediana a baja productividad,
dominadas por
especies como pasto miel (Holcus lanatus), chépica (Agrostis tenui) y
pasto cebolla (Arrenaterium elatius), principalmente.
En los suelos trumaos la deficiencia de fósforo es un problema
permanente y los agricultores de la región tienen dos alternativas: o CQ
rrigen la deficiencia de fósforo lentamente, fertilizando anualmente
las praderas o corrigen la deficiencia en corto tiempo vía rotación de
cultivos.
El objetivo del presente boletín es entregar información experimental sobre el efecto de diferentes sucesiones de cultivos en la fer
tilidad del suelo.
2.
ANTECEDENTES GENERALES
El tipo de rotaciones más utilizadas y que permiten corregir la
grave deficiencia de fósforo (además de eliminar malezas) se presentan
en el Cuadro l.
1 Ing.Agr., M.Sc., Programa Suelos y Ecología y Manejo de la Producción
2 Ing.de Ejec.Agrícola, Programa Transferencia Tecnológica
Estación Experimental Reme~ue, INIA, Casilla 24-0, Osorno, Chile.
2 -
Cuadro l.
1)
2)
3)
Algunas rotaciones de cultivos más frecuentes empleada por
los agricultores de la Décima Región
Papa - trigo - pradera rotación corta y/o larga
Remolacha - trigo - pradera rotación corta y/o larga
Raps - trigo - pradera rotación corta y/o larga
Este tipo de rotaciones bastante conservadora se adapta a las
condiciones ecológicas de la zona, por ejemplo los cultivos de papa y
remolacha pueden alcanzar un alto potencial de rendimiento, principalmente el cultivo de la papa. Por otra parte el trigo puede lograr altos rendimientos si se realiza un adecuado control de malezas y se man~
ja adecuadamente la parte sanitaria del cultivo (Septoria y puccinias).
En general se puede señalar que la potencialidad productiva de
la región es alta y en cultivos anuales es posible alcanzar rendimientos de 15 a 20 tons de m.s./ha. En praderas de rotación corta con tr~
bol rosado se han reportado rendimientos de 15 tons de m.s./ha. Goié
(1968) y Teuber (1979).
El tipo de rotaciones más frecuentes corresponde al cultivo de
chacra (papa y/o remolacha) seguido del cereal (trigo) y el tipo de pr5!_
dera suele tener escasa identidad. Generalmente se roturan cuando su
producción es muy baja (cuatro a cinco tons/ha de materia seca). Este
tipo de rotación es de baja intensidad con dos años de cultivo durante
10 ó 12 años aproximadamente. Esta situación puede ser adecuada debido
a las condiciones de alta pluviosidad del otoño e invierno, asociado
además a suelos, en muchos casos, con fuertes pendientes. Sierra y Rodríguez (1985) estudiando el efecto de diferente manejo del suelo deter
minaron una intensa pérdida de carbono y nitrógeno debido al contínuo
cultivo del suelo como se aprecia en la Figura l, el cual se explica
3
-
A
15
l. 2
/).
J:i.
1.0
10
N
Carbono
•
otal
%e
%
Nitrógeno
0.5
o
Figura l.
50
100
130
Tiempo
5
Años
Variación del contenido de carbono y nitrógeno del suelo,
según diferente tiempo de desmonte del bosque en la zona
sur de Chile.
4 -
principalmente por erosión, es decir, que la labranza del suelo en nuestra región debe considerar adecuadas prácticas de conservación del suelo.
Además, no solo existen pérdidas de nutrientes, sino pérdidas de condiciones físicas como estructura del suelo, factor determinante de una ade
cuada aireación del sistema suelo-planta.
3.
ROTACIONES OE CULTIVO
La información sobre rotaciones de cultivo o sucesiones de culti
vo es escasa en nuestra región. Sin embargo, durante cuatro años, desde
1982 a 1986 se estudiaron secuencias de cultivos en un suelo Osorno (Andisol) de la Estación Experimental, utilizado con pradera permanente,
con un 12% de trébol blanco (Cuadro 2). El trigo sembrado después de la
pradera de producción media y sin fertilización, durante dos años, perm1
tió alcanzar 58 qqm/ha con trigo de primavera, fertilizado de acuerdo a
la recomendación comercial de la zona. Cuando el suelo se manejó con
una pradera de trébol rosado el rendimiento alcanzado por el trigo fue
similar al logrado con la pradera natural. En el caso del monocultivo
de trigo al cuarto año se observó daño por mal del pié (Gaeumannomyces
graminis), sin embargo, los mayores rendimientos del trigo se lograron
después de tres años de precultivo con chacra de papa y remolacha y con
cultivos intercalados de avena y trigo. Son reconocidas las propiedades
de buen cultivo de la avena para el trigo en la zona. Se estima que la
avena no es húesped de hongos causantes de enfermedades radiculares.
Después de tres chacras se logró un rendimiento alto debido al
efecto residual de fósforo en el suelo y al control de malezas logrado
con estos cultivos.
5 -
Cuadro 2.
Rendimiento de los diferentes cultivos en las distintas temporadas. qqm/ha
Temporada
Sucesión de cultivos
Años
1
2
3
4
5
82 - 83
P.Natural
12
Avena+ TR+B
40 + 44
Trigo
46
Papa
210
Avena
53
83 - 84
P.Natural
37
TB + B
45
Trigo
30*
Remolacha
590
Trigo
42
84 - 85
P.Natural
69
TR + B
80
Trigo
50
Papa
290
Avena
59
85 - 86
Trigo
58
Trigo
59
Trigo
40
Trigo
60
Trigo
64
TR = Trébol rosado
B = Ba 11 i ca
* Daño de pájaros
Nota
Rendimientos de praderas expresado como m.s.
Los rendimientos de cereales con 14% de humedad.
Papa y remolacha peso fresco.
Avena+ TR +Bel lº año, el grano esta expresado en m.s.
3.1.
Efecto de las sucesiones de cultivos sobre la fertilidad del
suelo
3.1.1.
Nitrógeno
En la Figura 2 se presenta la variación del contenido de nitrógeno mineral en el suelo (NH4 + N03) durante las diferentes sucesiones
de cultivo. Se aprecia una clara disminución del contenido de nitróg~
no en los suelos con rotaciones contínuas de cultivo como avena - trigo
- avena - trigo y también en la rotación papa - remolacha - papa- trigo.
6
Avena - trigo - avena - trigo
Papa - remolacha - papa - trigo
P. natural - P. natural - P. natural -trigo
Pradera T. rosddo + bal11ca 3 años - trigo
Trigo - trigo - tr190 - trigo
55
50
45
40
N
ppm
35
30
25
20
15
!O
o
Figura 2.
""
82
83
84
85
año
Variación del contenido de N mineral en el suelo (0-20 cm)
en las diferentes secuencias de cultivo.
Sin embargo, en el monocultivo del trigo se observa una disminución mayor del contenido de nitrógeno mineral del suelo. Una posible explicación para esta mayor pérdida de nitrógeno del suelo sería la inmoviliza
ción de nitrógeno por la paja de trigo incorporada después de la cosecha en cada temporada, sin embargo esta situación no es muy clara. Cabría esperar una mayor pérdida de nitrógeno en el suelo en la rotación
papa - remolacha - papa - trigo, debido al mayor indice de cosechal de
1 Indice de Cosecha :
Fracción cosechable y exportable de potrero, en
papa se estima el 70%, en trigo el grano representa el 42% de la masa total producida.
7
estos cultivos que implicarían una mayor extracción de nitrógeno y además por el hecho de ser cultivos escardados, permitirían una mayor probabilidad de lixiviación profunda del nitrógeno.
El suelo con la pradera de rotación corta y la pradera permane~
te mantiene un nivel más bajo de nitrógeno mineral disponible, siendo
constante en el tiempo, con tendencia a incrementarse. Se podría expli
car por el aporte de los residuos de la leguminosa. Esta disminución
de nitrógeno más acentuada en suelos con cultivo más intenso ha sido r~
portada por Voroney (1981) por otra parte Sierra (1985 estudiando el
efecto de diferente historial de manejo del suelo sobre la dinámica del
nitrógeno determinó una menor capacidad de mineralización de los suelos
con mayor número de años de cultivo.
3.1.2.
Fósforo
Las variaciones del contenido de fósforo disponible Olsen (extraído con bicarbonato de sodio), se presenta en la Figura 3 para tres
sucesiones de cultivo. Se observa claramente el incremento mayor de
fósforo en el suelo cuando se incluyen cultivos que se fertilizan con
altas dosis de anhídrido fosfórico. Cuando se aplicaron 300 kg/ha de
P205 anuales, el incremento de fósforo en el suelo, fue lineal desde 9
a 24 ppm lo que determinó una relación de 1 ppm de fósforo disponible
por cada 75 kg/ha de P205 aplicado. Sin embargo, esta relación aumenta a 100 kg/ha de P205 para aumentar 1 ppm cuando se aplican 150 kg/ha
de P205 anuales. Se estima como nivel adecuado para una pradera mixta
16 ppm de fósforo disponible, por lo tanto con dos o tres años de culti
vo en los cuales se apliquen 600 unidades de P205 se podría corregir la
deficiencia de fósforo y lograr establecer una pradera mixta de alta
producción. Sin embargo, este tipo de praderas debe recibir una ferti
lización anual de fósforo de mantención para mantener el nivel de fer
tilidad adecuado para leguminosas.
8
P disponible
ppm
24
/
/
300*
/
20
Pdpd- remo 1ac hd-pdpa- trigo
350
350
150
/
/
/
16
Avena-tr1go-avena-tr1go
150 * 150 150
150
12
-- -
8
-·-Prad. nat.-prad. nat.-prad. nad.-trigo
75 *
4
150
o
82
Figura 3.
83
84
85
Variación del contenido de P disponible en el suelo
(0-20 cm) en las diferentes secuencias de cultivos.
* Fertilización fosfatada aplicada al cultivo (kg/ha de P205)
Finalmente, es interesante señalar que el suelo con pradera natural que recibió fertilización solamente el primer año y el último,
disminuyó su disponibilidad de fósforo en el suelo. Sin embargo, cabe
indicar que la pradera se manejó con corte y sin devolución de nutrie~
tes. Es probable que con pastoreo la disminución del contenido de fós
foro del suelo sea menor debido al reciclaje de nutrientes por el gan~
do.
9
3.1.3.
Potasio
La variación del contenido de potasio de intercambio del suelo
se muestra en la Figura 4. Este varió desde 280 ppm al inicio del ensayo y decreció ostensiblemente en la rotación con papa - remolacha papa - trigo, debido a la mayor extracción que realizan los cultivos de
papa y remolacha. Por otra parte, la rotación en la cual se presentan
los niveles más altos corresponde a la pradera natural durante tres años
y finalmente trigo. En las otras rotaciones los niveles tienden a ser
más estables en el tiempo. En general, se puede señalar que al intensificar el uso del suelo con cultivos de alto índice de cosecha (papa,
remolacha) y exigentes en potasio, el nivel del suelo puede decrecer
rápidamente. Sin embargo, esta situación es poco frecuente en la reali
dad agrícola de la región.
- 10 -
Avena - trigo - avena - trigo
Papa - remolacha - papa - trigo
P.natural - P.natural - P.natural - trigo
___ Pradera T. rosado + ba 11 i ca 3 años - trigo
Trigo - trigo - trigo - trigo
400
350
K intercamb.
ppm
300 -
250
200
82
Figura 4.
83
ano
Variación del contenido de K intercambiable en el
suelo en las diferentes sucesiones de cultivo.
11
3.1.4.
pH
La actividad del ión hidrógeno en el suelo, expresada como el PQ
tencial hidrógeno se observa en la Figura 5. Este varió en las diferentes rotaciones de cultivos, desde 5,3 a 5,8. En la rotación con pradera
natural tres años y trigo, varió desde 5,3 a 5,7 y luego tendió a decrecer hasta 5,3. En general, se observa un incremento de los valores desde
el primer año al segundo año para luego decrecer. La segunda etapa de
disminución del pH se podría explicar por la acidificación generada por
la mineralización de la materia orgánica lábil. Por otra parte, se observa una leve variación del pH en la sucesión de avena-trigo-avena-trigo
y una tendencia similar se aprecia en el monocultivo del trigo.
El incremento del pH al segundo año se explicaría por la incorpQ
ración de los residuos orgánicos de la pradera al suelo, aumentando de
esta forma la biomasa heterotrófica la que incrementa el nivel de NH4 Y
como consecuencia el pH. El aumento de la acidez posteriormente se explicaría por la contínua nitrificación desde NH! a NOj en los años sucesivos, como se señaló anteriormente.
12
Avena - trigo - avena - trigo
Papa - remo 1a cha - papa - trigo
P. natural - P. natural - P. natural - trigo
Pradera T. rosado •balllc• 3 a~os - trigo
Trigo - trigo - trigo - trigo
5,8 5,7
5,6
5,5
pH
5,4
''
~
5,3
5,2
5,1
5,0
---,----1----,82
Figura 5.
83
84
85
ano
Variación del pH del suelo en diferentes sucesiones
de cultivo.
13
3.1.5.
-
Materia orgánica
En la Figura 6 se observa el contenido de materia orgánica del
suelo. Con excepción del aumento del primero al segundo año, en general,
no se observa variación significativa entre las diferentes rotaciones,
fluctuando entre 15,5 y 18,5% de materia orgánica. Cabe señalar que la
pendiente del suelo no supera el 1,5% y además el número de años de cul
tivo no permite establecer una tendencia clara. Por otra parte, en todas las sucesiones de cultivos se incorporaron los residuos de cosecha,
lo que permitiría mantener el tenor de materia orgánica del suelo. Sin
embargo, es interesante señalar que a pesar de que no se observa disminución del contenido de carbono orgánico del suelo, sí se produce un m~
nor aporte de nitrógeno mineral por el suelo (Figura 2). Esto explica
el hecho de que generalmente, el contenido de materia orgánica del suelo no es un buen índice de disponibilidad de nitrógeno debido a que
existen diferentes estados de la materia orgánica en el suelo, Paul y
Juma (1981). El aumento del contenido de materia orgánica del primero
al segundo año se explicaría por la incorporación de la pradera al su~
lo que corresponde a 2,5 tons/ha de materia seca incluyendo raíces y
pradera, talada con residuos de 5 cm de altura aproximadamente. Sierra
y Rodríguez (1985).
En términos generales, se puede concluir que después de cuatro
años de diferentes sucesiones de cultivos se producen algunas variacio
nes en la fertilidad química del suelo como :
Disminución del contenido de nitrógeno mineral del suelo.
-
Aumento del contenido de fósforo disponible por efecto residual de
la fertilización aplicada a los cultivos.
Se logra corregir la deficiencia.de fósforo del suelo en mejor forma cuando se aplican 1150 kg/ha de P205 durante cuatro años. Sin
embargo, con 150 unidades anuales de P205 durante el mismo período
permite también corregir la baja disponibilidad de fósforo para lo-
14
grar un adecuado establecimiento del trébol blanco y trébol rosado
(Trifolium repens y Trifolium pratense respectivamente).
Se produce un incremento del pH del suelo del primer a segundo año
de cultivo por incorporación de los residuos de la pradera al suelo
por un incremento de la biomasa heterotrófica del suelo increméntan
dose el nivel del NH4 , con el consiguiente aumento del pH.
El contenido del K de intercambio disminuye ligeramente cuando se
cultiva papa y remolacha. En el suelo con pradera natural, el nivel
de potasio se mantiene más alto, y en general, en las rotaciones
con cereales el nivel de potasio del suelo no decrece.
En general, se puede concluir que el trigo después de pradera, de
avena y de papas logra un rendimiento moderadamente alto. Sin embargo, el monocultivo del trigo presenta los rendimientos más bajos.
15
Avena - trigo - •vend - trigo
Papa - remolacha - papa - trigo
P. natural - P. natural - P. natural - trigo
Pradera T. rosado + ba 11 i ca 3 años - trigo
Trigo - trigo - trigo - trigo
19
18
17
i m.o.
16
15
1
82
Figura 6.
83
84
85
dOO
Variación del contenido de materia orgánica (%) en las
diferentes secuencias del cultivo.
16 -
LITERATURA CITADA
CAMPILLO, R. R. (1982). Efecto acidificante de las transformaciones de la urea en dos andisoles de la región de Los Lagos. Tesis Universidad Católica de Chile. M.Sc. P. 138.
GOIC, M. L. (1968). Fertilización en establecimiento de praderas
en cinco series de suelos de Osorno. Agr.Técnica Vol.28 Nº l.
PAPADAKIS, J. (1970). Climas del Mundo .
1970. República Argentina.
Editorial Buenos Aires
PAUL, E. A. y JUMA, N. G. (1981). Mineralization and inmovilization of soil Nitrogen by microorganisms Terrestrial Nitrogen
Cycles Ecol Bull (Stoch
SIERRA, B. C. (1985). Efecto del manejo de los suelos en la mineralización de nitrógeno. Tesis Universidad Católica de Chile
M. Se. P. 48.
TEUBER, K. N. (1979). Informe Técnico Anual, Estación Experimental
Remehue, Osorno, Chile.
VORONEY, R. P.; J.A. VAN VEEN y E.A. PAUL (1981). Organic C dynamics in grassland soils. 2 Model validation and simulation of
the long-term effects of cultivations and rainfall erosion .
Canadian Journal of Soil Science 61:211-224.