Cultivos de cobertura: Efecto sobre la porosidad y el rendimiento de soja

Publicado el: 16/11/2014
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Introducción

Los suelos de la Región Pampa Arenosa se caracterizan por presentar texturas superficiales arenosas a franco arenosas con moderada capacidad de retención hídrica (Taboada y Micucci, 2002; Álvarez et al., 2006). La cantidad de agua almacenada en el perfil de suelo depende, de la textura, la capacidad de retención hídrica, la profundidad efectiva para el desarrollo de raíces (Kruger et al., 2005), el relieve, las precipitaciones y del sistema de labranza. En estos suelos, caracterizados por baja presencia de arcillas, los procesos biológicos de agregación (entramado de raíces finas, exudados radicales y la actividad microbiana) son fundamentales para mejorar la calidad física de los suelos y aumentar la materia orgánica particulada.

En este sentido, Rubio et al. (2012) concluyeron que la inclusión de cultivos de cobertura (CC) aporta biomasa aérea y radical, en el monocultivo de soja (Glicine max. L) y en suelos arenosos es una práctica adecuada para mejorar la calidad estructural. Asimismo, los residuos generados por los CC que quedan sobre la superficie del suelo favorecen a disipar la energía de las gotas de lluvia, evitando la destrucción de los macroporos y aumentan la acumulación de agua en el suelo por disminución del escurrimiento (Michelena et al., 2000).

Respecto al efecto de los CC invernales sobre el rendimiento del próximo cultivo de verano la información es opuesta. Williams y Weil (2004) observaron rendimientos mayores en soja con CC antecesores, aproximadamente obtuvieron 200 Kg ha-1 más de soja al incluir centeno (Secale cereale L.) a la rotación. En este sentido, Wagner-Riddle et al. (1994) y Ruffo et al. (2004) no encontraron efectos negativos sobre el rendimiento de soja.

En ambos estudios el CC fue secado por lo menos, una semana antes de sembrar la soja. En contraposición, algunos autores consideran que la inclusión de CC, en ambientes áridos y semiáridos, reduce la disponibilidad de agua del suelo y en consecuencia el rendimiento del siguiente cultivo de grano (Salako y Tian, 2003; Nielsen y Vigil, 2005). Así lo afirmó Singer et al. (2007), quienes en un estudio en suelos limosos de EE.UU., observaron una disminución del 20 % en el rendimiento de soja que lo atribuyeron al consumo de agua por los CC antecesores. En este estudio, el secado de los CC, se realizó en diferentes estadios de la soja, provocando la superposición de usos consuntivo de ambos cultivos. De forma contraria, Wanger-Riddle et al. (1997) y Carfagno et al (2013), demostraron con relación al agua disponible para el cultivo de grano, que los CC reducen la evaporación, práctica que permitiría disponer de un mayor contenido de agua edáfica a la siembra del cultivo siguiente.

El objetivo del presente trabajo es estudiar el efecto de la inclusión de cultivos de cobertura sobre la porosidad y el rendimiento de soja en un Hapludol de la Región Pampa Arenosa.

Materiales y métodos

En 2007 se instaló sobre un Hapludol de textura franco arenoso, en la localidad de 30 de Agosto (oeste de la provincia de Buenos Aires) un ensayo de estructura factorial 4 x 3 con cuatro niveles (CC): 1) Centeno (Secale cereale L. var. Quehué), 2) Avena (Avena sativa L. var. Aurora), 3) Raigrás (Lolium multiflorum L. var. Estanzuela), implantados todos bajo siembra directa, inmediatamente después de la cosecha de la soja y 4) un barbecho tradicional invernal (testigo); y tres niveles (momentos de secado): 1) secado temprano (julio), 2) secado intermedio (agosto) y 3) secado tardío (septiembre), empleando herbicida (glifosato). Las densidades de siembra fueron de 50, 55 y 25 Kg ha-1, para centeno, avena y raigrás respectivamente. Se empleó un diseño experimental de bloques divididos con 3 repeticiones. En otoño de 2009, luego de la cosecha de soja se tomaron cinco muestras sin disturbar representativas al azar de cada unidad experimental, correspondiente al secado tardío (septiembre) para la determinación de la porosidad.

La porosidad se determinó con un equipo extractor de presión (Richards, 1948) del Laboratorio de Física de Suelos, del Instituto de Suelos del INTA Castelar. Las presiones a las que se sometieron las muestras fueron de 1, 2, 3, 6, 10 y 33 KPa. Se seleccionaron dichas presiones tomando de referencia al estudio realizado por Bollero et al. (2006). Para lograr mayor precisión en las mediciones de presiones bajas (1, 2, 3 y 6 KPa) se acopló al equipo de ollas de presión una columna de agua, a fin de generar presiones equivalentes de 10, 20, 30 y 60 cm de columna de agua, respectivamente. Se calculó la humedad gravimétrica (Hg) (%) para cada punto de presión:

Para calcular el diámetro de poros (D, ?m) correspondiente a cada presión (P, KPa) a la que fue sometida la muestra, se utilizó la ecuación 2. En la Tabla 1 se muestran la equivalencia de diámetro de poros con su correspondiente valor de presión.

Tabla 1. Equivalencia entre diámetro de poros y presiones

Se determinó la densidad aparente (DAP) para cada tratamiento mediante el método del cilindro y con dichos datos se estimó la porosidad total (PT).

Se realizaron cortes (0.25 m2) para evaluar biomasa aérea en cada unidad experimental. Mediante secado en estufa a 60ºC se determinó el contenido de materia seca de los CC.

Para determinar el rendimiento de soja se cosechó manualmente 0,75 m2. El material cosechado se procesó con trilladora estática. Los granos fueron pesados y se registró la humedad con un higrómetro portátil. Se contaron y pesaron cien granos a fin de estimar el peso de mil. El rendimiento se calculó corrigiendo el peso de parcela por la humedad de cosecha. Los resultados fueron analizados estadísticamente (SAS Institute, 1997).

Resultados y discusión

Efecto de los CC sobre la porosidad superficial

En la Tabla 2 se presenta la DAP (Mg m-3) y la PT (%) para los tratamientos Raigrás, Avena, Centeno y Testigo en los primeros 5 cm de profundidad. El análisis de varianza indicó que la introducción de CC en la secuencia soja-soja no produjo cambios significativos (P>0,05) en la PT para los diferentes tratamientos de CC y Testigo. Estos resultados coinciden con los reportados por Taboada et al. (2009), quienes afirmaron que la inclusión de los CC no causó cambios en la PT ni en la DAP en un Hapludol franco arenoso perteneciente a la serie Lincoln. La falta de efecto de los CC sobre estas propiedades físicas del suelo podría atribuirse al momento de la rotación en la que se realizó el muestreo (siembra del CC). En este sentido, el cultivo de soja que antecedió al muestreo podría haber conducido a homogeneizar las variables evaluadas, enmascarando el efecto de los CC sobre las mismas (Taboada et al., 2003).

Tabla 2. Densidad aparente (DAP) (Mg m-3) y Porosidad total (PT) (%) de Raigrás, Avena, Centeno y Testigo. EE: error estándar de la media. Letras diferentes muestran diferencias (P>0,05) entre tratamientos.

En la Figura 1 se presenta la proporción de macroporos (> 100 ?m), mesoporos (100 a 9,1 ?m) y microporos (< 9,1 ?m) para los tratamientos Raigrás, Avena, Centeno y Testigo. En la macroporosidad no se encontraron diferencias significativas (P>0,05) entre los diferentes tratamientos (Figura 1). Estos resultados son coincidentes con los presentados por Sasal et al. (2005) y Restovich et al. (2011), quienes trabajaron en Argiudoles Típicos y afirmaron que la inclusión de CC no generó cambios en el volumen de macroporos a 5 cm de profundidad.

En cuanto a los mesoporos, se encontraron diferencias significativas (P<0,05) entre los diferentes tratamientos (Figura 1). La cantidad de mesoporos del suelo bajo Centeno fue significativamente mayor (P>0,05) a aquellos del suelo bajo Testigo y Avena. Por último se observó que la Avena fue el CC que generó menor volumen de mesoporos. La mayor proporción de mesoporos del suelo bajo dos años de inclusión de centeno como CC en un monocultivo de soja, no se debió a la ruptura de los poros de mayor tamaño, ya que la proporción de macroporos no se alteró. La proporción de microporos del suelo bajo los tratamientos Avena y Testigo fue estadísticamente mayor (P<0,05) a los tratamientos Raigrás y Centeno.

Figura 1. Distribución de macroporos, mesoporos y microporos en los primeros 5 cm de suelo, para los tratamientos de CC y testigo. Letras distintas indican diferencias significativas (P<0,05) entre tratamientos.

En la Figura 2 se presentan los kg de materia seca aérea producida por los CC en los dos años de ensayo anteriores (2007-2008) a la toma de muestras de porosidad (2009). El centeno fue el CC que mayor biomasa aérea produjo (P<0,05) en 2007, y en 2008 si bien no diferenció de la avena superó a este cultivo por 2500 kg ha-1. Por lo cual podría inferirse que el centeno logró aumentar la proporción de mesoporos en detrimento de los microporos debido a la alta producción de biomasa aérea. Campos et al. (1999), atribuyeron el aumento en la mesoporosidad al mayor aporte de MO, proveniente de la producción de biomasa aérea y radical de los CC, que estimula la actividad biológica. En cuanto a raigrás mostró una baja producción de biomasa aérea, por lo cual se infiere que el aumento de la mesoporosidad se debió a la producción de raíces que no fueron medidas en este estudio.

Figura 2. Materia seca aérea producida por los CC en los dos años de ensayo anteriores (2007-2008)

A fin de explicar la manera en que se relacionan los mesoporos y los microporos, en la Figura 3, se muestra la correlación entre los contenidos de estas variables a 5 cm de profundidad para todos los tratamientos analizados en conjunto. Se estimó el coeficiente de correlación (r) y la función que representa el comportamiento de los CC y el testigo. Las variables se correlacionaron de manera negativa (-1 < r < 0). Esta relación entre variables indica que Centeno y Raigrás aumentaron el volumen de mesoporos en detrimento de la proporción de microporos (Figura 3).

Figura 3. Correlación lineal simple entre los contenidos (%) de mesoporos y microporos para los tratamientos Raigrás, Centeno, Avena y Testigo analizados en conjunto.

Rendimiento de soja

En la Figura 4 se observa el rendimiento de soja (a, c y e); y el peso de mil granos de soja (b, d y f), con CC antecesor secado temprano, intermedio y tardío. Cabe aclarar que la campaña (2007- 2008) fue afectada en enero del 2008 por el granizo, el cual causó la pérdida del 90% del cultivo y en consecuencia no se pudieron evaluar los rendimientos.

En la campaña 2008-2009 el rendimiento de soja no mostró diferencias estadísticas entre el sistema de cultivo soja-CC-soja y el monocultivo de soja para ninguno de los momentos de secado (temprano, intermedio y tardío) (Figuras 4 a, c y e). El peso de mil granos de soja cosechado en el monocultivo de soja fue significativamente mayor al peso de mil granos de soja en el SC que incluyó avena y centeno secado tardío (Figura 4f).

Los resultados obtenidos al término de dos años de ensayo, indicaron falta de efectos positivos o negativos sobre el rendimiento de soja. Estos resultados coinciden con lo reportado por Scianca et al., (2010), para un ensayo de larga duración ubicado en la Pampa Arenosa, quienes mostraron que para los primeros cinco años de ensayo los rendimientos de soja no disminuyeron por la inclusión de CC respecto al monocultivo.

Figura 4. Rendimiento de soja (kg ha-1) (a, c y e) y peso de mil granos (g) (b, d y f) en el secado temprano, intermedio y tardío. Las líneas verticales indican el error estándar de la media. Letras diferentes indican diferencias estadísticas significativas (P>0,05) entre tratamientos.


Conclusiones

El Centeno y el Raigrás incluidos como cultivos de cobertura, produjeron una modificación en la distribución del tamaño de poros. Se concluye para las condiciones de este ensayo que, la inclusión de estos cultivos de cobertura, incrementa la mesoporosidad del suelo y esta práctica no afecta negativamente al rendimiento de soja.
 

Agradecimientos

Este trabajo fue financiado con fondos del proyecto INTA AERN 5654. Los autores agradecen por su colaboración a los encargados del establecimiento “El Correntino”.


Bibliografía

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