Propiedades químicas y productividad de soja - maíz en labranza cero con diferentes usos previos del suelo

En la producción de los cultivos, por ejemplo soja [Glycine max (L.) Merrill], se observan diferencias en sus rendimientos aún bajo condiciones edafoclimáticas homogéneas. En este marco, abundantes estudios muestran cambios en propiedades químicas de los suelos y en la producción de cultivos al establecerse sistemas agrícolas en labranza cero o siembra directa (SD) comparados con prácticas bajo laboreo (Díaz-Zorita et al., 2002; Pikul et al., 2009). No obstante, la mayoría de los estudios no son concluyentes en definir si los cambios observados bajo SD se atribuyen a modificaciones inducidas por este sistema o resultan de la interacción con el manejo previo del suelo. Rice et al. (1986) sostienen que cuando la SD es aplicada sobre suelos nativos, por ejemplo pastizales convertidos a cultivos anuales, existe una tendencia hacia una preservación del compartimento de nitrógeno lábil del suelo. Pero, cuando la SD es implementada en suelos con laboreo previo, la tendencia es hacia la reconstrucción de este comportamiento del nitrógeno lábil que era continuamente mineralizado durante el laboreo. Esto es ilustrado por Staley et al. (1988) quienes encontraron que el cambio de prácticas con laboreo a SD resultó en un ecosistema estratificado parecido a los pastizales. Por otra parte, Corbella et al. (2010) al comparar el uso continuo de SD durante 15 a 19 años sobre Haplustoles de la región del noroeste de Argentina sometidos a laboreos por 24 a 40 años y sobre suelos desmontados manualmente, no encontraron diferencias significativas en los contenidos de carbono orgánico total. Los estudios de larga duración son esenciales para analizar estos cambios en propiedades de suelos y en su productividad ya que las modificaciones en las propiedades edáficas de corto plazo son usualmente difíciles de detectar (Abril et al., 2005). Por ser la SD un sistema relativamente de reciente aplicación en Argentina, en comparación con el uso de sistemas agrícolas bajo laboreo, son limitadas las posibilidades de evaluar su impacto sobre los suelos después de un largo período (Schmidt et al., 2010). Además, son menos frecuentes las evaluaciones de los cambios asociados a la aplicación de prácticas en SD en sistemas con diferentes usos previos de los suelos.

Al reconocerse a los sistemas en SD dentro de planteos "conservacionistas", se supone que no se generarán cambios significativos en las propiedades químicas y productividad de los cultivos por sobre las diferencias atribuibles a las prácticas de uso previo a su instalación. El objetivo del estudio fue evaluar los efectos de 10 años de SD sobre las propiedades químicas y los rendimientos de soja y de maíz (Zea mays L.) en rotación, a partir de condiciones contrastantes de uso previo de Hapludoles Típicos en la región de la pampa arenosa.

 

El estudio se desarrolló en la Estación Experimental Agropecuaria del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria "Gral. Villegas" (Drabble, Buenos Aires, Argentina), en un suelo predominantemente clasificado como Hapludol Típico. En el 2001, se instalaron tres tratamientos de rotación continua de maíz-soja bajo SD, a partir de tres condiciones de uso previo de los suelos: i) Pastura de festuca (Festuca arundinacea L.) de 14 años de implantada y sin pastoreo, ii) Agricultura en labranza cero de 10 años de duración y iii) Agricultura con laboreo de 10 años de duración. Anualmente, los cultivos de soja son sembrados durante la primer quincena de noviembre, se emplea semilla inoculada con Bradyrhizobim japonicum utilizando inoculantes comerciales. Los cultivos de maíz se siembran durante la primer quincena de octubre y son fertilizados superficialmente con urea (0-46-0) a razón de 100 kg N ha^-1 en el estadio de v6. En ambos cultivos se utiliza fosfato monoamónico (9-52-0) por debajo y al costado de la línea de siembra aportando 11 kg P ha^-1 en soja y 17 kg P ha^-1 en maíz. En madurez fisiológica se realiza la cosecha manual sobre 10 m² de cada parcela experimental. En el período estudiado (2001 a 2010), sólo en la campaña 2002 no fueron cosechadas las parcelas de maíz por inundación y en el 2006 las de soja por daños de granizo. Además, se registraron las precipitaciones durante el ciclo de los cultivos en una estación meteorológica situada a unos 3000 m del sitio experimental. Las propiedades físicas y químicas en cada tratamiento se evaluaron en el 2003 y 2005 (Díaz- Zorita et al., 2006a y 2006b). En mayo del 2011 se tomaron muestras compuestas en las profundidades de 0 a 5, 5 a 10, 10 a 15 y 15 a 20 cm donde se determinó la concentración de materia orgánica (MO, Walkley y Black), el fósforo extractable (Pe, Bray Kurtz 1) y pH en agua (Potenciometría). El contenido total de MO se estimó considerando la densidad aparente (Método del cilindro) y la concentración de MO en cada capa.

El diseño experimental fue en bloques completos aleatorizados en parcelas de 400 m² con tres repeticiones por cultivo para analizar los rendimientos de maíz y de soja y con seis repeticiones para analizar las propiedades químicas. Se aplicó análisis de la varianza según un diseño en parcelas divididas, considerando al uso previo del suelo como factor principal dividido por campaña de producción (para productividad) o profundidades de muestreo (para propiedades químicas). Cuando se observaron interacciones entre los factores evaluados se plantearon los análisis independientes para cada campaña o profundidad de muestreo. Los promedios de los tratamientos se compararon según la prueba de Tukey (p<0,05). Además se realizaron análisis de regresión. En todos los casos los análisis se realizaron con el programa Statistix ver 8.0 (Analytical Software, 2000).

 

Las concentraciones de MO de las dos capas analizadas variaron entre 18,2 y 38 g kg^-1. (Tabla 1). Se observaron interacciones entre los usos previos de los suelos y las profundidades de muestreo (p<0,01). En general, las concentraciones fueron superiores en suelos con antecedentes de SD o bajo pasturas, que con laboreo (p<0,01). Se observaron mayores valores en la capa de 0 a 5 cm de profundidad que en capas más profundas del horizonte A (p<0,01). El índice de estratificación (cociente entre concentraciones de MO en la capa de 0 a 5 cm con respecto a la de 15 a 20 cm de profundidad) fue 1,93 en las parcelas con historia de pastura, 1,88 en las de SD y 1,73 en las de laboreo.

El contenido total de MO varió entre 12 en la capa inferior y 23 Mg ha^-1 en la superior (Tabla 1), sin interacciones entre los usos previos y las profundidades de muestreo. Considerando el espesor de suelo evaluado (0-20 cm), se observó que el contenido de MO bajo usos previos de de pastura y SD fue un 12 % mayor que con antecedentes de laboreo. La superioridad bajo pastura se debe a una mayor concentración de MO, mientras que bajo SD además incide una mayor densidad aparente (datos no presentados).

Los valores de pH en agua variaron entre 5,8 y 6,1 (Tabla 1), mostrando interacción entre sistemas de uso previo de suelos y profundidad de muestreo (p<0,01). No se detectaron diferencias relevantes entre los distintos usos previos (p = 0,73), pero si entre las diferentes profundidades (p<0,01). En general, las capas superficiales fueron más ácidas, probablemente debido al mayor contenido de MO.

Los contenidos de Pe variaron entre 8 y 28 mg kg-1 entre las capas inferiores y las superiores, respectivamente (Tabla 1). No se observaron interacciones entre los usos previos de los suelos y las profundidades de muestreo (p = 0,96). Los contenidos de Pe no fueron diferentes entre usos previos (p = 0,93), mientras que lo contrario sucedió entre profundidades de muestreo (p<0,01), siendo en promedio superior en la capa superficial con respecto a la más profunda.

Los rendimientos de soja variaron entre 2449 y 5592 kg ha-1. Cuando se analizaron todas las campañas en conjunto se observaron interacciones significativas entre el uso previo de los suelos y las campañas (p = 0,03). Por otro lado, se observaron diferencias en los rendimientos medios de 10 años en SD según condiciones de uso previo (p = 0,02) y entre campañas (p<0,01) (Tabla 2). En promedio para todas las campañas, los rendimientos bajo uso previo agrícola con laboreo fueron entre un 5 y un 10 % superiores que bajo pastura de festuca o SD. En todos los tratamientos los rendimientos decrecieron cada año, lo que es parcialmente explicado por reducciones anuales en las precipitaciones, principalmente durante el mes de enero.

Los rendimientos de maíz variaron entre 8090 y 14820 kg ha-1. Al evaluar en conjunto las campañas se observó interacción entre el uso previo de los suelos y las campañas de producción (p < 0,01) (Tabla 3). Además, se describieron diferencias en la producción de granos entre campañas (p<0,01), atribuidas en parte a variaciones en las precipitaciones durante el mes de enero [Rendimiento (kg ha-1) = 9,8 x Lluvias (mm) + 9065, r2 = 0,31]. A diferencia de lo descripto para soja, en maíz no se observaron diferencias medias en producción atribuibles a los diferentes usos previos del suelo (p = 0,24). Sólo en 4 de los 9 años analizados, los rendimientos fueron menores en los tratamientos con uso previo en SD que en el resto de los casos (Tabla 3).

Tabla 1: Concentración y contenidos absolutos de materia orgánica (MO), valores de pH y contenidos de fósforo extractable (Pe) de un Hapludol Típico sometido a distintos usos previos (AL = agricultura con laboreo, SD = agricultura en siembra directa y PF = pastura de festuca) y diferentes profundidades de muestreo. Letras minúsculas muestran diferencias entre profundidades de muestreo. Letras mayúsculas muestran diferencias entre usos previos.

Tabla 2: Rendimientos de soja en siembra directa en un Hapludol Típico según usos previos del suelo (Uso). AL = agricultura con laboreo, SD = agricultura en siembra directa y PF = pastura de festuca. s/d = sin datos. Letras diferentes en sentido vertical indican diferencias significativas entre usos previos del suelo (p<0,05).

Tabla 3: Rendimientos de maíz en siembra directa en un Hapludol Típico según usos previos del suelo (Uso). AL = agricultura con laboreo, SD = agricultura en siembra directa y PF = pastura de festuca. s/d = sin datos. Letras diferentes en sentido vertical indican diferencias significativas entre usos previos del suelo (p<0,05).

Con diferencias en su magnitud, los rendimientos tanto de soja como de maíz en el ciclo continuo en SD tendieron a ser inferiores en los casos con antecedentes de manejo bajo prácticas "conservacionistas" de SD que en los tratamientos con degradación por laboreo. Sin embargo, los rendimientos de soja mostraron una menor productividad media en SD o bajo pasturas (7 %) que en el caso de los de maíz (1 %). Este comportamiento sugiere que las condiciones de manejo previo de los suelos afectaron en mayor magnitud a las variaciones en la producción actual de soja bajo SD que la de maíz.

Las brechas de rendimientos de soja y de maíz entre campañas con diferentes precipitaciones durante el ciclo productivo variaron dependiendo del cultivo analizado. En promedio para los tres tipos de uso previo de los suelos fueron del 19 % en soja y del 12 % en maíz. En soja, las diferencias en la respuesta entre campañas con oferta hídrica contrastante según prácticas de uso previo de los suelos fueron de mayor magnitud que en el caso de maíz (Tabla 4). Este comportamiento sugiere que en las condiciones experimentales estudiadas, los cultivos de soja serian más sensibles a variaciones en la oferta hídrica independientemente de las condiciones previas de uso del suelo, mientras que los cultivos de maíz responden diferencialmente al mismo cambio en la oferta de agua. En condiciones previas bajo agricultura con laboreo la respuesta a aumentos en las precipitaciones son de menor proporción que en agricultura en SD o bajo pasturas (Tabla 4).

Las relaciones entre los rendimientos de maíz y de soja fueron en promedio de 2,80 mostrando diferencias entre campañas según su oferta hídrica y las prácticas de uso previo de los suelos, principalmente en años con abundantes precipitaciones (Tabla 5). En los sistemas provenientes de prácticas agrícolas con laboreo la proporción del rendimiento alcanzable de soja con respecto al de maíz en años con lluvias superiores a los 500 mm en el ciclo fue un 8 % menor que en sistemas proveniente de sistemas "conservacionistas" de uso del suelo.

Tabla 4: Promedios y diferencias (Dif.) de rendimientos (Rto) de soja y de maíz en siembra directa en un Hapludol Típico de la pampa arenosa según lluvias en el ciclo productivo y usos previos del suelo (AL = agricultura con laboreo, SD = agricultura en siembra directa y PF = pastura de festuca).

Tabla 5: Relación media entre los rendimientos de maíz y de soja en siembra directa en un Hapludol Típico de la pampa arenosa según lluvias en el ciclo productivo y usos previos del suelo (AL = agricultura con laboreo, SD = agricultura en siembra directa y PF = pastura de festuca).