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EVALUACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE MATERIA SECA DE UNA PASTURA DE CORTA DURACIÓN

BAJO DIFERENTES TRATAMIENTOS DE INOCULACIÓN CON MICORRIZAS Y FERTILIZACIÓN FOSFORADA, EN UN

SUELO DE LA REGIÓN PAMPEANA. PARTE II: EFECTOS SOBRE LA EFICIENCIA DE IMPLANTACIÓN

Oyharçabal, E.1; Blanco, M. A.1 y G. Ramos1

1 Facultad de Agronomía y Ciencias Agroalimentarias. Universidad de Morón

Revista de la Facultad de Agronomía y Ciencias Agroalimentarias Vol. V, Nº 9 y 10, p. 13-27, 2014

ABSTRACT

“Effects of inoculation with mycorrhizal fungi and phosphorus fertilization on the achievement coeffient in a short cycle pasture in a soil of the Pampean region.”An experience of biofertilization with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and combined with diammonium phosphate (DAP) was achieved over a pasture. A binary forage mixture composed by Lolium multiflorum Lam. (annual ryegrass) and Trifolium pratense L. (red clover) was seeded with 4 treatments: control (without AMF or DAP), inoculated with AMF specific for grasses (200 g/50 kg seed), fertilized with DAP (0.5 kg/10 m2) and both fertilizers simultaneously. The effect was evaluated on efficiency of implantation (Ei%) and dried matter production, determined at different times during 2011 and 2012. The annual precipitation was 701 mm and 1470 mm respectively. The experience was performed on an Argialboll soil with 5 ppm of phosphorus contents. The samples were plots of 10 m2 distributed under a completely randomized design (n=3). The data obtained for each variable were

RESUMEN

Se realizó un experimento factorial de biofertilización a la siembra con hongos micorrízicos arbusculares (HMA), sobre una pastura binaria compuesta por Lolium multiflorum Lam. (raigrás anual) y Trifolium pratense L. (trébol rojo). Se aplicaron 4 tratamientos: testigo (sin fertilizar ni inocular), inoculado con HMA específicos para gramíneas (200 g/50 kg semilla), fertilizado con fosfato diamónico, DAP (0.5 kg/10 m2), e inoculado y fertilizado simultáneamente. El efecto se evaluó sobre la eficiencia de implantación (Ei%) y la producción de materia seca (kgMS.ha-1). El ensayo se realizó durante los años 2011 y 2012, con precipitación anual de 701 mm y 1470 mm respectivamente, sobre un suelo Argialbol con contenido de fósforo de 5 ppm. Las muestras fueron parcelas de 10 m2 distribuidas en un diseño completamente aleatorizado (n=3). Los datos obtenidos se analizaron estadísticamente a través de ANVA y una comparación de medias con prueba de Tukey (p≤0,05). Se evidenciaron diferencias estadísticamente significativas causadas por la interacción

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HMA*PDA, sobre el stand de plantas del raigrás anual (2012). Dicha interacción influyó directamente sobre la Ei % de la pastura compuesta. Se infiere que, bajo las condiciones de precipitación ocurridas, la interacción HMA*PDA afecta positivamente la sobrevivencia del raigrás anual.

Palabras Clave: Lolium multiflorum, Trifolium pratense, hongos micorrízicos arbusculares, fosfato diamónico, eficiencia de implantación, productividad.

statistically analyzed using analysis of variance and Tukey test (p≤0,05). Interactions between AMF*DAP caused statistically significant differences on the annual ryegrass % CL. On the other hand, responses on yield (kg DM.ha-1) were not observed. In conclusion, the interaction between AMF*DAP generates positive effects on the survival of the annual ryegrass specie, under the occurred precipitation. It follows that the use of AMF should be complemented with parameters of defoliation in grazing pastures forming an important management tool.

Key Words: Lolium multiflorum, Trifolium pratense, mycorrhizal fungi, diammonium phosphate, efficiency of implantation, productivity.

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INTRODUCCIÓN

Actualmente la actividad ganadera se encuentra limitada en superficie y obligada a su intensificación en ambientes con limitantes que imponen restricciones (Méndez, 2011). En la región Pampeana, cuestiones como los precios poco competitivos y el inevitable avance de la agricultura han llevado a concentrar una gran cantidad de hacienda, obligando a potenciar la productividad y la sustentabilidad de los recursos forrajeros (Sardiña et al., 2009).

Una de las grandes limitantes de los sistemas ganaderos es el bache de producción forrajera que se produce en el invierno (Zanoniani y Noëll, 2003; Amigone, 2004; Borrajo et al., 2011). Esta baja productividad es en parte, atribuible a la baja fertilidad de los suelos (Correa Urquiza, 1998; Romero y Ruiz, 2011), los cuales suelen presentar una baja disponibilidad de fósforo, que se debe tanto a sus características edáficas como también al prolongado uso agrícola sin la debida reposición del mismo (Berardo y Marino, 2011).

Con el propósito de aumentar la disponibilidad forrajera invernal, Méndez (2011) plantea el uso de verdeos de invierno o pasturas de corta duración de crecimiento otoño-inverno-primaveral, pudiendo proveer forraje de calidad mediante el pastoreo directo o por la factibilidad de su uso como reservas. Romero y Ruiz (2011) afirman que los verdeos de invierno desde el mes de mayo y hasta septiembre

(dependiendo de las precipitaciones), producen uno de los forrajes mejor balanceados en sus contenidos nutritivos para animales de altos requerimientos. Sin embargo la demanda de nutrientes para lograr buenos rendimientos y de buena calidad es muy alta (Ventimiglia et al ., 2005) y en la medida que la producción se intensifica, se hace necesaria la adición o reposición de algunos nutrientes (Scheneiter y Bertin, 1998), si se pretende lograr los objetivos de producción sin agotar el suelo.

La implantación de pasturas es una de las labores de mayor dificultad y como se nombró anteriormente, sigue siendo una limitante en nuestros sistemas de producción a pasto (Ponce, 2011). Dichas dificultades se relacionan directamente con las condiciones que impone la productividad forrajera, semillas en su mayoría pequeñas con escasa energía germinativa, con alta exigencia de la calidad de la cama de siembra y con un crecimiento inicial lento que las vuelve malas competidoras con las malezas (Ferrari y Ferrari, 2010). Implantar correctamente una pastura es el primer paso para que esta persista el tiempo necesario y cumpla con el rol establecido (Bruno, 2006), que la misma provea del forraje adecuado, en cantidad y en el momento oportuno (Borrajo, 2010). Es decir, que los errores que se cometen durante la implantación permanecerán e incidirán en la producción de forraje durante los años en que se mantenga la pastura (Ferrari y Ferrari, 2010). La implantación tiene en cuenta tres procesos: germinación, emergencia y establecimiento (Bruno,

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2006). Este último se refiere a la eficiencia de implantación, cuyo valor es un indicador de la evolución de los componentes de la pastura y su asociación. La eficiencia de implantación (Ei%) es la relación porcentual entre la densidad de plantas y la densidad de siembra expresada en número de semillas (Tesouro et al., 2009). Así mismo, se encuentra condicionada en parte, por los siguientes aspectos: uso de los recursos disponibles (luz, agua, nutrientes), ritmo de crecimiento durante el primer año, logro de buena cobertura (libre de malezas y suelo desnudo) y alcanzar un correcto número de plantas que afecten la persistencia (Bruno, 2006; Borrajo, 2010).

Hoy en día se presenta una alternativa de biofertilización a través de la utilización de microorganismos capaces de promover el crecimiento de las plantas (Parodi y Pezzani, 2010). No solo con el objetivo de incrementar los rendimientos sino que también permita mejorar la fertilidad del suelo (Azcón Aguilar et al., 1979; Frontera, 2010) apuntando hacia la sustentabilidad de los sistemas actuales de producción.

Entre las diversas opciones de biofertilización, se encuentra la inoculación con “micorrizas”, denominadas también como hongos vesículo-arbusculares u hongos micorrízicos arbusculares, HMA (Azcón Aguilar y col. 1979; Quilambo, 2003). La micorrización es una verdadera transformación de la raíz, desde el punto de vista morfológico y fisiológico (Tello, 2010).

La simbiosis micorrízica es un fenómeno ampliamente fundamentado y reconocido

por la comunidad científica internacional (Noda, 2009; Crespo Flores et al., 2010). Los HMA contribuyen a la nutrición de las plantas (Frontera, 2003; Ohel y col., 2004; Labrador, 2008; Nelson y Mikkelsen, 2008; Mikkelsen, 2010; Parodi y Pezzani, 2010; Pedraza et al., 2010; Tello, 2010; Grümberg et al., 2012) y a la resistencia a las sequías logrando explorar un mayor volumen de suelo (Frontera, 2003; Ohel y col., 2004; Parodi y Pezzani, 2010), respecto al accesible por el sistema radical no micorrizado. Es por ello que los HMA pueden influir notablemente en el crecimiento de las plantas y el rendimiento (Azcón Aguilar y col., 1982; Stürmer, 1998).

Algunos autores sugieren que la actividad de los HMA es mejor en sitios de bajo contenido de fósforo disponible en el suelo (Bolan et al., 1987; Parodi y Pezzani, 2010); ya que las respuestas positivas son de esperar principalmente en suelos de baja fertilidad (Azcón Aguiar y col., 1979). Nelson y Mikkelsen (2008) también afirman que en la mayoría de los casos, las plantas que crecen en tierras con bajas concentraciones de fósforo tienen mayor asociación micorrízica que las plantas en condiciones de altas o medias concentraciones de fósforo. Trabajos de Bethenfalvay y col. (1983) y Bethenfalvay y Dakessian (1984) citados por Parodi y Pezzani (2010) demuestran de forma experimental que los mayores beneficios para las gramíneas micorrizadas se observaron en un rango de concentración de fósforo de 4 a 12 ppm. Por lo tanto, el valor de hongos micorrízicos es mayor en suelos sin un suministro adecuado de P

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(Nelson y Mikkelsen, 2008).

En este trabajo se planteó la hipótesis de que es posible incrementar la productividad de una pastura compuesta por raigrás anual (Lolium multiflorum Lam.) y trébol rojo (Trifolium pratense L.) a través de la inoculación con HMA y la fertilización fosforada. El ensayo se realizó en un suelo Argialbol de la región pampeana, con bajo contenido de fósforo disponible. El mismo consistió en cuatro tratamientos de fertilización biológica individual y conjunta a una fertilización mineral con fosfato diamónico (PDA). El objetivo fue evaluar

el efecto sobre la producción de materia seca aérea (kgMS.ha-1) y la eficiencia de implantación (Ei%).

2. MATERIALES y MÉTODOS

2.1. Sitio de ensayo y características:El ensayo se realizó en el establecimiento “La Nacional”, situado en los 35°10’33.18’’ de latitud sur y 59°09’10.78’’ de longitud oeste, ubicado en el cuartel IV del partido de Lobos, Provincia de Buenos Aires. El suelo es un Argialbol (Visor GeoINTA, 2013); el análisis de suelo arrojó los siguientes resultados (Laboratorio Agrícola Solum, Lobos).

La temperatura media anual es de 15.9 °C, la máxima anual es de 22.0 °C y la mínima anual es de 9.7 °C (Visor GeoINTA, 2013). La precipitación media anual correspondiente a los últimos 32 años es de 1062 mm (AER INTA Lobos).

Durante el período de ensayo se registró, en el año 2011 un total anual de 701 mm (AER INTA Lobos, 2013) y en el 2012, un total de 1470 mm (AER INTA Lobos, 2013).

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La composición botánica de la pastura implantada fue en un 40 % trébol rojo (Trifolium pratense L.) cultivar Redland II y 60 % de raigrás anual (Lolium multiflorum Lam.) cultivar Winter Star. La siembra se realizó manualmente y a chorrillo en surcos de 5 m de largo y distanciados a 0.16 m. La densidad de siembra fue de 800 semillas/m2 para el raigrás anual (equivalente a 16 kg/ha) y de 200 semillas/m2 para el trébol rojo (equivalente a 5.5 kg/ha). Las especies fueron sembradas en líneas separadas. La fecha de siembra se ubicó a fin de otoño del año 2011.

Figura 2: Imagen de las parcelas de ensayo. Fecha de captura: septiembre de 2012, luego del primer corte.

El fertilizante biológico utilizado fue un producto comercial de Crinigan®, inoculante para gramíneas compuesto por hongos micorrízicos pertenecientes a la familia Endogonaceae y un soporte inorgánico (Crinigan S.A., 2011). Se aplicó en seco, manualmente al momento de la siembra a razón de 200 g/50 kg de semilla (equivalente a 0.002 g/surco). El fertilizante químico utilizado fue fosfato diamónico (PDA 18-46-0), aplicado al voleo al momento de la siembra con una dosis de 0.5 kg/parcela (equivalente a 500 kg/ha).

Se realizó labranza convencional para la preparación de la cama de siembra (arado, rastra y motocultivador). Para el control de malezas se realizaron tratamientos de desmalezado manual y químico. Previo a la siembra se aplicó Glifosato (0.5 l/ha). A comienzos del segundo año se aplicó 2-4DB (0.5 l/ha) y Flumetsulam (0.25 l/ha), las malezas predominantes fueron Avena sp., Brassica sp. y Carduus sp.

Figura 1: Variabilidad interanual de la precipitación correspondiente a los años 2011 (barras blancas) y 2012 (barras negras). Datos proporcionados por la Agencia de Extensión Rural INTA Lobos (2013).

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2.2. Diseño experimental y análisis estadísticos:

El experimento se realizó utilizando un Diseño Completamente Aleatorizado con un arreglo factorial de 2 x 2 de los tratamientos obtenidos por la combinación de 2 niveles de inoculación con HMA y 2 niveles de fertilización con PDA, cada tratamiento contó con tres repeticiones. La superficie de cada parcela fue de 10 m2.

Figura 3: Diagrama de la distribución de las parcelas de ensayo en el terreno (s/E).Dentro de cada parcela se realizaron determinaciones de la densidad de plantas de raigrás anual y trébol rojo (número de plantas por metro lineal) al año de realizada la siembra. Las mediciones fueron tomadas al azar para ambas especies en tres submuestras de 1 metro lineal por cada parcela muestral e indistintamente en cada toma de datos.

La densidad de plantas determinada se utilizó para el cálculo de la eficiencia de implantación, expresado a través de su coeficiente (Ei%):

Ei % = (N° plantas logradas.ml-1 / N° semillas.ml-1). 100

Por otra parte se determinó la Producción de materia seca en dos fechas: septiembre y noviembre de 2012, para ello se realizó la defoliación total de la superficie de cada parcela cuando la altura promedio del cultivo alcanzaba los 30 cm. Se

dejó un remanente al corte de 10 cm, estableciéndose la eficiencia de cosecha en un 66.6 %. Se pesó el forraje obtenido en verde y posteriormente se secó en estufa a 65°C hasta peso constante para determinar materia seca (MS). Finalmente los datos fueron expresados en kilos de materia seca por hectárea (kg MS.ha-1).

El análisis estadístico para evaluar la eficiencia de implantación se realizó mediante comparación de medias de los valores obtenidos entre los tratamientos utilizando la prueba de Tukey (p≤0,005) con el programa InfoStat (2007). La Producción de materia seca (Kg Ms.ha-1) se analizó estadísticamente empleando ANVA para la variable kilos de materia seca (kg MS.ha-1) producidos utilizando el programa InfoStat (2007). Se verificaron los supuestos de homogeneidad de varianzas aplicando el Test de Levene y de normalidad, sin encontrar evidencias de incumplimiento.

RESULTADOS

3.1. Eficiencia de implantación:En la tabla 1 se presentan los coeficientes de Ei (%) de cada componente de la pastura (raigrás anual y trébol rojo) y de la asociación, alcanzados al año de la siembra (otoño 2012).

Tabla 1: Comparación de medias (+desvío estándar) de los coeficientes de Ei (%) de la pastura (RG + TR) y de cada especie, raigrás anual (RG) y trébol rojo (TR), obtenidos en cada tratamiento al año de la implantación. Medias con una letra común no son significativamente diferentes, Tukey (p≤0,05).

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Se observó un comportamiento similar entre el raigrás anual y la asociación, manifestándose diferencias estadísticamente significativas sobre el tratamiento con ambos fertilizantes (HMA*PDA) respecto a la situación testigo. Entre fertilizantes no se manifestaron cambios significativos y, tampoco, entre el testigo y los fertilizantes aplicados individualmente. El % Ei del trébol rojo no

evidenció diferencias significativas sobre ninguno de los tratamientos.

Las figuras 4 y 5 representan gráficamente la evolución de cada componente de la pastura (raigrás anual y trébol rojo) bajo los 4 tratamientos aplicados, durante el período de ensayo (desde septiembre de 2011 a noviembre de 2012).

Figura 4: Evolución de la densidad de plantas de raigrás anual bajo los 4 tratamientos aplicados (testigo, HMA, HMA, HMA*PDA) durante el período de evaluación.

Figura 5: Evolución de la densidad de plantas de trébol rojo bajo los 4 tratamientos aplicados (testigo, HMA, PDA, HMA*PDA) durante el período de evaluación.

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3.2. Análisis de la variable de rendimiento: En el cuadro de ANVA (tabla 2) se presentan los resultados obtenidos sobre

Tabla 2: Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III) para la variable kg MS.ha-1 (p≤0,05).

Las respuestas de los tratamientos sobre la producción de MS no presentaron diferencias estadísticamente significativas. No obstante se puede apreciar una

tendencia (*p-valor = 0,0603, cercano a 0,05) a un posible efecto por la aplicación de fósforo sobre esta variable de rendimiento.

Tabla 3. Valores medios (+ desvío estándar) de rendimiento de la pastura obtenidos en cada tratamiento.

Sin embargo, entre los rendimientos promedios obtenidos (tabla 3), se contrastan los valores logrados en el tratamiento con HMA y PDA aplicados conjuntamente (2553 kg MS.ha-1) respecto al tratamiento sin fertilizantes (1823 kg MS.ha-1). Se destacan estas diferencias con un sentido de importancia agronómica aunque no se manifiesten diferencias estadísticamente significativas.

el rendimiento de la pastura sometida a la fertilización con HMA, PDA y ambos fertilizantes juntos.

DISCUSIÓN

En primera instancia y como un factor muy importante que moderó el resultado del experimento, se menciona al régimen de precipitación ocurrido durante los dos años de ensayo (figura 1 en Materiales y Métodos). El período de implantación estuvo ligado a la ocurrencia de precipitaciones que ocasionaron la saturación periódica

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del suelo justamente durante la etapa de emergencia y establecimiento de las plantas, el cual fue seguido por un período de déficit hídrico que afectaría la sobrevivencia de las plántulas alcanzadas en el período anterior.

Las lluvias fueron poco frecuentes y acumuladas en pocos días (no se dispone de registro diario de precipitación). El registro de precipitación en 2011 fue de 701 mm (AER INTA Lobos, 2013) y del segundo año (2012) de 1470 mm (AER INTA Lobos, 2013) durante el cual se evidenciaron algunos cambios sobre las variables estructurales y la cobertura basal.

Es posible relacionar también el déficit hídrico ocurrido durante el 2011, con la disminución del stand de plantas de trébol rojo (encontrado al segundo año) y la consecuente respuesta sobre el rendimiento. En este punto el rol de los HMA sería decisivo sobre la sobrevivencia de los individuos del raigrás anual, al facilitar el agua a las plantas (Frontera, 2003; Ohel y col., 2004; Parodi y Pezzani, 2010), al observarse un efecto dado por los HMA y también por la interacción de estos con el PDA, directamente sobre la eficiencia de implantación. Sin embargo, Samra y Sharma (2009) afirman que según el disturbio que provocaría la sequía (dado por su amplitud) podría haber un efecto de interrupción en la relación micorriza-raíz. Como se nombró anteriormente, la densidad de plantas de raigrás anual inoculadas con HMA no declinó después de la sequía, por lo que se puede inferir que el disturbio provocado por el déficit de humedad

no fue lo suficientemente fuerte como para interrumpir relaciones simbióticas existentes. Es de destacar la influencia de los HMA sobre el logro de plantas del raigrás anual, siendo evidente además a través de la falta de respuesta sobre el trébol rojo (lo cual era de esperar). Aunque tampoco hubo efectos significativos por la aplicación del PDA sobre este parámetro.

Sobre la Producción de materia seca no se mostraron respuestas positivas. La misma fue similar en todos los tratamientos y en general baja (entre 1800 y 2500 kg MS.ha-1) respecto de la esperada, lo que se podría atribuir nuevamente a efectos causados por la disponibilidad de humedad en el suelo. Passioura, citado por Colabelli y col. (1998) afirma que las plantas responden al déficit hídrico con cambios morfológicos y fisiológicos que le permiten disminuir la pérdida de agua y mejorar su consumo. El déficit hídrico afecta negativamente la expansión del área foliar (Colabelli y col., 1998), repercutiendo sobre el rendimiento de materia seca (Duru y Ducrocq, 2000). Por otra parte, algunos autores señalan que los HMA generan incrementos en la productividad (Azcón Aguilar y col., 1979; Hall et al., 1984; Labrador, 2008; Frontera, 2010; Parodi y Pezzani, 2010). Sin embargo, en este ensayo no se observaron efectos de los HMA sobre esta variable.

Las respuestas sobre la cobertura basal y las variables estructurales (Parte I) sugieren una dependencia de la Producción de materia seca de la frecuencia de defoliación, lo cual estaría íntimamente relacionado a efectos sobre las variables

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morfogenéticas y estructurales de la pastura. Varios autores (Briske y col., 1991; Scheneiter y Bertin, 1995; Lamaire y Chapman, 1996; Colabelli y col., 1998), sostienen que el régimen de defoliación afecta directamente la producción de la pastura.

Un ajuste en la frecuencia de la defoliación genera aumento en la eficiencia de cosecha (Colabelli y col., 1998), impacta sobre el crecimiento de una planta, reduciendo la capacidad fotosintética, asociado a una disminución del área foliar (Briske y col., 1991). En una pastura con alta área foliar, el crecimiento y la fotosíntesis se mantienen en niveles muy cercanos al máximo (Gallarino, 2010) pero, como se mencionó anteriormente, se genera una pérdida de producción potencial implicando grandes pérdidas por senescencia (Sheneiter y Bertin, 1995; Lemaire y Chapman, 1996) resultando una eficiencia de utilización muy baja (Gallarino, 2010). La duración del periodo de descanso deberá ser lo suficientemente larga para permitir la recuperación de las plantas pero no demasiado larga como para que disminuya significativamente la calidad del forraje (Sheneiter y Bertin, 1995). Durante el ensayo realizado no se modificaron las pautas de defoliación propuestas; un ajuste en el régimen de la defoliación que acompañara los cambios estructurales ocurridos seguramente hubiera generado cambios sobre la productividad con valores superiores a los obtenidos.

De acuerdo con lo expuesto anteriormente, se sugiere que si la frecuencia de defoliación

hubiera sido mayor, se habrían notado respuestas superiores sobre la producción de materia seca, evitando altas pérdidas de material por senescencia, y además, habría un potencial efecto sobre las variables morfogenéticas que promoverían la productividad de la pastura al aplicar los HMA o el PDA (Parte I). Colabelli y col., (1998) encuentran que el sincronismo entre los procesos de producción y defoliación tenderá a optimizar la utilización del forraje controlando las pérdidas por senescencia y favoreciendo el desarrollo de pasturas productivas y persistentes.

Gran parte de la bibliografía consultada sostiene que los efectos de los HMA son claramente superiores en aquellos suelos con bajo contenido de fósforo disponible (Azcón Aguiar y col., 1979; Bolan et al., 1987; Nelson y Mikkelsen, 2008; Parodi y Pezzani, 2010). Contradictoriamente, Noda (2009) afirma que en aquellos suelos con presencia de fósforo se logra una exitosa asociación mutualista entre los HMA y las plantas. Con relación a lo expuesto anteriormente, en este ensayo se observaron interacciones de ambos factores (HMA*PDA) sobre la sobrevivencia del raigrás anual. De acuerdo con Noda (2009), de alguna manera los HMA podrían jugar un rol complementario con fertilizantes ricos en fósforo con respuestas favorables sobre las variables estructurales que afectan la cobertura (Parte I) y la eficiencia de implantación.

CONCLUSIONES

Aunque la hipótesis básica no pudo

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ser confirmada bajo las condiciones de precipitación dadas en este ensayo, el análisis sobre la eficiencia de Implantación y la Producción de materia seca, permitió concluir que habría resultados positivos en la utilización de HMA y PDA:

Los HMA favorecieron la sobrevivencia de plantas de raigrás anual en momentos de déficit hídrico, afectando positivamente la eficiencia de implantación.La interacción (HMA*PDA) influyó directamente sobre la Ei% del raigrás anual.Dicha interacción afectó directamente la Ei% de la pastura compuesta.La aplicación de PDA tiende a favorecer el rendimiento de la pastura compuesta.

Finalmente, se concluye que el uso de los HMA podría ser una herramienta complementaria de manejo que afecta los procesos de producción de las pasturas en ciertos momentos dentro del ciclo, combinado además con un régimen de defoliación que optimice la eficiencia de utilización del recurso forrajero. Por otra parte, se infiere sobre la importancia de la utilización de fertilizantes conjunta a la aplicación de HMA a fin de mejorar la eficiencia de implantación, provocando un alto impacto en la confección de pasturas.Asimismo, se cita a Nelson y Mikkelsen (2008), quienes afirman que los HMA no proporcionan ninguna fuente de fósforo al suelo, sino que permiten una mejor utilización del recurso suelo existente. La búsqueda de la sostenibilidad en el tiempo de los sistemas productivos, debería analizar este argumento cuidadosamente

a fin de evitar el agotamiento del suelo, por lo menos con el objetivo de mantener los niveles de nutrientes adecuados para el buen funcionamiento de los agroecosistemas.

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GRADIENTES TÉRMICOS DEL SUELO SUPERFICIAL CULTIVADO CON MAÍZ EN

LABRANZA CONVENCIONAL Y EN SIEMBRA DIRECTA

Blasón, A.D.1,2, Fernández, N.R.1,4, Barrios, M.B.3, Makar, D. 1,

Molla Kralj, A.1 y R.O. Rodríguez1,4

1Cátedra de Agrometeorología, Facultad de Ciencias Agrarias, UNLZ 2Cátedra de Climatología Agrícola, Facultad de Agronomía y Ciencias Agroalimentarias, UM

3Cátedra de Edafología, Facultad de Ciencias Agrarias, UNLZ4Instituto de Clima y Agua, CIRN-INTA, Castelar

Revista de la Facultad de Agronomía y Ciencias Agroalimentarias Vol. V, Nº 9 y 10, p. 29-46, 2014

RESUMEN

La siembra directa produce impactos en el suelo en relación con su potencial capacidad de producción de los cultivos. Los residuos de cosecha esparcidos sobre el suelo ejercen una significativa influencia en la temperatura del mismo, disminuyendo su radiación absorbida al favorecer la reflectancia de la misma. La relación entre el calentamiento del suelo y los contenidos de humedad edáfica actúa en forma inversa a su contenido, ya que la energía radiativa incidente en el suelo será absorbida en parte, por la mayor capacidad calórica del agua disponible.El calentamiento del suelo dependerá de la cantidad de radiación neta que se encuentre en la superficie terrestre resultado de considerar el balance de radiación de onda corta y de onda larga.El presente trabajo tiene como objetivo indagar sobre las modificaciones que produce el tipo de labranza sobre los gradientes térmicos en el suelo cercano a superficie.

ABSTRACT

No-tillage agriculture impacts on soil rela-tive to its potential production capacity of the crops. The stubble scattered on the ground, have a significant influence on its temperature, decreasing radiation ab-sorbed by favoring its reflectance.The relationship between the soil´s warm-ing and the soil moisture content acts in-versely to its quantity, as the radiative inci-dent energy on the ground will be absorbed in part by the higher calorific capacity of water available.Soil´s warming will depend on the amount of net radiation that is on the earth’s sur-face, as a result of considering the balance of shortwave and longwave radiation.This paper aims to investigate the changes that produce the different types of tillage on soil thermal gradients in the near sur-face.The effects produced by different tillage, type and degree of residue cover on soil physical properties and performance of the corn, soybean, sorghum and wheat,

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Los efectos producidos por clase de labranza, tipo y grado de cobertura de rastrojos sobre las propiedades físicas del suelo y desempeño de maíz, soja, sorgo y trigo están siendo evaluados en un experimento en curso sobre rotación de cultivos, localizado en el Campo Experimental de la CNEA - Ezeiza, Provincia de Buenos Aires, incluido en la subregión de Pampa Ondulada (34° 49’ 01’’ LS, 58° 34’ 16’’ LW).Para el análisis se consideró el periodo de estudio en dos. El primer período abarcó desde el día de la siembra hasta el cultivo en estadíos entre V6 y V8, procurando evitar que el efecto de sombreado del entresurco provocado por la canopia del maíz, donde se hallaban instalados los sensores de temperatura del suelo, extinga diferencias presumibles al tipo de labranza. El segundo período abarcó el ciclo completo para este cultivo buscando de esta manera, mediante variables acumuladas a lo largo del mismo, maximizar posibles diferencias térmicas entre labranzas.Las temperaturas en el suelo fueron registradas en parcelas de labranza convencional (LC) y siembra directa (SD) a 25 y 50 mm de profundidad cada 10 minutos. Paso seguido se calcularon los gradientes correspondientes dividiendo las diferencias térmicas establecidas por la distancia vertical entre sensores en cada labranza.Otra información meteorológica utilizada complementariamente corresponde a los registros horarios de la estación Ezeiza (aero) del S.M.N., próxima al ensayo.En concordancia con otros autores, las diferencias térmicas entre la SD y la LC se

is being evaluated on an ongoing experi-ment on crops rotation located in the ex-perimental field of CNEA (Ezeiza, Buenos Aires, subregión of La Pampa Ondulada; 34°49´01´´SL, 58°34´16´´WL).For this study, the analysis was divided into two periods. The first period lasted from the seeding day up to v6 and v8 stages, trying to avoid the effect of the row spac-ing shading caused by corn canopy where soil temperature sensors were installed, extinct presumed difference between the types of tillage. The second period covered the entire cycle for this crop and looked for maximize potential thermal differences between tillage through accumulated vari-ables.The soil temperatures were recorded in conventional tillage (CT) and no-tillage (NT) plots at 25 and 50 mm depth every 10 minutes. Then the respective gradients were calculated by dividing the tempera-ture differences established by the vertical distance between sensors in each tillage.Other meteorological complementary in-formation used corresponds to the hourly records of Ezeiza station near the essay.According to other authors, the thermal dif-ferences between CT and NT due to lower shortwave radiation absorbed in NT, pro-ducing that soil temperature under stubble were colder at least during daytime. In rainy days that the soil is wet, due to the low temperature of the precipitated water, its high caloric capacity and its high latent heat of evaporation, the soil water man-age to extinguish the thermal differences between soil under both kind of tillages. This phenomena happens during the pre-cipitation and it remains proportional on

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deben a la menor radiación de onda corta absorbida en la SD produciendo que, al menos en las horas diurnas, el suelo bajo ella permanezca más frío que en la LC. Días con lluvia que mojan el perfil, dada la baja temperatura del agua precipitada, a su alta capacidad calórica y alto calor latente de evaporación logran extinguir las diferencias térmicas en el suelo bajo ambas labranzas durante su ocurrencia y perduran proporcionalmente a su cantidad.El suelo comienza a calentarse en ambas labranzas aproximadamente dos horas después de la salida del sol, no mostrando diferencias entre ellas. En cambio comienza a enfriarse junto con la puesta del sol en LC y hasta una hora antes en SD. Las duraciones de las recargas de energía (gradiente positivo) fueron mayores en LC que en SD. Mientras que complementario a esto las duraciones de las descargas de energía (gradiente negativo) fueron mayores en SD que en LC. La suma de aspectos favorables para una mayor carga en LC, reflejados en la diferencia de los gradientes térmicos positivos, resulta evidente; se debe a la diferente absorción de radiación solar y a las duraciones de recarga a favor de la LC respecto de SD.

Palabras clave: Temperatura del suelo, gradiente térmico, cultivo de maíz, labranza convencional, siembra directa.

its quantity. The soil begins to warm up in both tillages about two hours after sunrise, showing no differences between them. Instead it be-gins to cool with sunset in CT and up to one hour before in NT. Energy charging periods (positive gradient) were longer in CT and the energy download durations (negative gradient) were longer in NT.The higher energy charge on CT observed in the difference of the positive thermal gra-dients and it is related with the absorbed radiation and the recharge time duration.

Key words: Soil temperature, thermal gra-dient, corn crop, plows tillage, non till.

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INTRODUCCIÓN

La siembra directa produce impactos sobre el suelo en relación con su potencial capacidad de producción de los cultivos. El efecto de la siembra directa sobre el ambiente del suelo y las modificaciones que esta causa en las respuestas de los cultivos, está sin duda ligada a dos aspectos que identifican a este sistema y que regulan el funcionamiento del suelo, la acumulación de residuos de cosecha en la superficie y la no-remoción del suelo (Barrios, 2011). Los residuos superficiales actuarían como pequeños diques que demoran el escurrimiento de agua y prolongan el tiempo para su entrada en el suelo mejorando el almacenaje al disminuir las pérdidas superficiales (Reicosky, 2005). La no remoción del suelo contribuye a la conservación de la bioporosidad del suelo, los canales de lombrices y raíces resultan continuos, más estables y menos tortuosos que los macro poros creados por las labranzas, resultando los primeros más efectivos para el ingreso de agua en el perfil.

La temperatura del suelo es un elemento importante cuando se usan labranzas con coberturas, ya que los rastrojos impiden que los rayos del sol caigan directamente sobre la superficie, lo cual reduce la evaporación, pues el suelo permanece un poco más frío que el suelo descubierto (Schneider and Gupta, 1985).

El calentamiento del suelo dependerá de la cantidad de radiación neta que se encuentre en la superficie terrestre resultado de considerar el balance de radiación de onda

corta y de onda larga, considerando los siguientes factores: la radiación global, el albedo y el balance resultante de radiación infrarroja que dependerá de la temperatura y de las emisividades de la atmósfera y la superficie considerada. La radiación absorbida en la superficie es el resultado de restar a la radiación global el porcentaje que es reflejado, esto es, el albedo (Wierenga et al., 1982).

La presencia de una importante cubierta vegetal disminuye la cantidad de radiación absorbida, por efecto de la sombra que hace disminuir la radiación directa. Los residuos más claros reducen la temperatura del suelo en los primeros centímetros del perfil, lo cual puede impedir la emergencia y crecimiento. (Morandini et al., 2005, 2009; Digonzelli et al., 2011).

El albedo depende de la naturaleza de la superficie y, entre otros factores, del color y la humedad. Un suelo oscuro rico en materia orgánica puede tener un albedo del 0,2; esto significa que absorbe hasta el 80 % de la radiación recibida, mientras que en un suelo blanquecino puede llegar a absorber un 30 %. Así, cuanto más oscuro sea el suelo mayor es la absorción pero también lo es la emisión nocturna, por el contrario los colores blanquecinos actúan de forma contraria. En relación con el contenido en humedad, es fácil comprobar que un suelo seco se oscurece al ser humedecido disminuyendo el albedo.

Según Van Doren y Allmaras (1978), los residuos de cosecha esparcidos en el suelo ejercen una significativa influencia sobre

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la temperatura del mismo, disminuyendo la radiación absorbida sobre el suelo al favorecer la reflectancia de la misma. Estos autores señalan que la diferencia de temperatura entre un suelo con y sin cobertura, es función del porcentaje de área cubierta, y que cuando este supera el 80%, la diferencia se incrementa notablemente.

Respecto de la relación entre el calentamiento del suelo y los contenidos de humedad edáfica, Van Doren y Allmaras (1978) señalan que la misma actúa en forma inversa a su contenido, ya que la energía radiativa incidente en el suelo será absorbida en parte, por la mayor capacidad calórica del agua disponible.

El presente trabajo tiene como objetivo indagar sobre las modificaciones que produce el tipo de labranza sobre los gradientes térmicos en el suelo cercano a superficie.

MATERIALES Y MÉTODOS

Los efectos producidos por clase de labranza, tipo y grado de cobertura de rastrojos sobre las propiedades físicas del suelo y desempeño de maíz, soja, sorgo y trigo están siendo evaluados sobre un experimento en curso sobre rotación de cultivos localizado en el campo Experimental de la CNEA - Ezeiza, Provincia de Buenos Aires, incluido en la subregión de Pampa Ondulada (34° 49’ 01’’ LS, 58° 34’ 16’’ LW). En particular, el presente trabajo presenta detalle de las temperaturas ocurridas en el suelo cultivado con maíz durante la campaña 2010/11, procediendo

según labranza convencional (LC) y en siembra directa (SD) (Blasón, et al. 2011). Para el análisis de la información se consideró el periodo de estudio en dos.

El primer período abarcó desde el día de la siembra (26/10/2010) al mediodía como lo muestra la figura 1, hasta el día 30/11/2010, encontrándose el cultivo en estadíos entre V6 y V8 como se observa en la figura 2, procurando evitar que el efecto de sombreado del entresurco, provocado por la canopia del maíz donde se hallaban instalados los sensores de temperatura del suelo, extinga diferencias presumibles al tipo de labranza. El segundo período abarcó el ciclo completo para este cultivo, desde la mencionada siembra hasta el día 27/02/2011 en que fue cosechado (figura 3), buscando de esta manera, mediante variables acumuladas a lo largo del mismo, maximizar posibles diferencias térmicas entre labranzas.

Como lo muestra la figura 1, las temperaturas en el suelo fueron registradas en las parcelas de LC y SD a 25 y 50 mm de profundidad (Blasón y col., 2002/03) cada 10 minutos mediante un sistema adquisidor de temperaturas (Moltoni, y col., 2008), y corregidas según ecuaciones particulares de calibración para cada sensor (Blasón, y col., 2007) asegurando errores no mayores a 0,2 ºC. Toda otra información meteorológica utilizada complementariamente corresponde a los registros horarios de la estación Ezeiza (aero) del S.M.N., próxima al ensayo.

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Figura 1: Instalación de los sensores inmediatamente después de la siembra, el 26/10/2010 a las 14:30; izquierda SD y derecha LC.

Figura 2: Estado del cultivo al 30/11/2010, izquierda SD en V6 y derecha LC en V8.

Figura 3: estado del cultivo a la cosecha el 27/02/2011, izquierda del panel solar SD, derecha LC y recuadro con zoom mostrando el estado de una mazorca.

Con las temperaturas corregidas se procedió a calcular las diferencias registradas entre los 2,5 y los 5 cm de profundidad en ambas labranzas para cada período de 10 minutos observado a lo largo de todo el lapso de ensayo. Paso seguido, se calcularon los gradientes correspondientes dividiendo las diferencias térmicas establecidas por la distancia de 2,5 cm entre sensores en cada labranza.

A modo de ejemplo, la figura 4 presenta las temperaturas del suelo, la precipitación y la radiación global; la figura 5, las diferencias térmicas producidas entre los 2,5 y 5 cm de profundidad en ambas labranzas a lo largo del tiempo, y la figura 6, los gradientes establecidos y su diferencia neta entre labranzas durante la primera semana del ensayo, para clarificar su procesamiento y posterior análisis.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Como enunciara Angot (1890) en sus leyes de física térmica del suelo se aprecia claramente en la figura 4, cómo con el aumento proporcional de la profundidad se produce una disminución más que proporcional en las amplitudes térmicas en este caso diarias, tanto para la LC como para la SD comparando las correspondientes series de temperaturas del suelo medidas a 2,5 con las medidas a 5 centímetros de profundidad. También se observa aunque con mayor sutileza dada la poca diferencia de profundidad, el efecto del desfasaje de las ondas térmicas con el aumento de la profundidad debido a la

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lentitud del transporte de calor en el suelo por conducción. Comparando lo enunciado anteriormente entre labranzas realizadas simultáneamente y en el mismo sitio geográfico, lo que garantiza haber transcurrido bajo las mismas condiciones meteorológicas, se observa claramente sobre la SD una merma en la amplitud térmica tanto a 2,5 como a 5 cm de profundidad (aunque ya en menor grado) respecto a sus equivalentes en LC, pero sobre todo producida sobre los registros de temperaturas máximas diarias y en días mayormente despejados y con alta radiación solar incidente; mientras que no se registra el mismo efecto sobre las temperaturas mínimas diarias resultando muy parecidas, en donde el flujo de energía preponderante es la radiación terrestre de onda larga perdida por la tierra hacia el espacio. Esto permite suponer, reafirmando en concordancia con lo expuesto por otros autores, que las diferencias térmicas entre la SD y la LC son producidas por una menor radiación de onda corta absorbida en la SD o, complementariamente, una mayor radiación de onda corta reflejada, provocada presumiblemente por el mayor coeficiente de reflexión o albedo de onda corta de la cobertura de rastrojo sobre la misma, produciendo que, al menos en las horas diurnas, el suelo bajo ella permanezca un poco mas frío que en la LC.Digonzelli y col. (2011) Encontraron en su análisis de paso diario, que las diferencias de temperaturas entre tratamientos no siempre fueron significativas, sin embargo, tuvieron significancia biológica permitiendo alcanzar el umbral térmico para una

brotación más temprana o tardía; esto explica los diferentes porcentajes y tasas de emergencia obtenidos con cada tratamiento y variedad.Respecto al retardo por conducción en profundidad afecta de manera semejante en ambas labranzas, aunque observando los registros desde la siembra hasta maíz en V6, pareciera ocurrir un mayor retardo poco apreciable en la SD respecto la LC, presumiblemente por la capa límite de aire de mayor espesor (muy aislante al paso de calor) presente en la SD. Para mayor conocimiento debería plantearse un experimento específico para poder determinar si estas diferencias en el retardo resultan verdaderamente significativas.Por otra parte, los días cubiertos con nubosidad de importante espesor y permanencia impiden sensiblemente la llegada de radiación solar limitando el calentamiento en ambas labranzas, extinguiendo así notablemente sus diferencias. Párrafo aparte merecen los días de lluvia con láminas de agua que mojan el perfil, que por la baja temperatura del agua precipitada, sumados su alta capacidad calórica y alto calor latente de evaporación, logran extinguir completamente las diferencias térmicas en el suelo bajo ambas labranzas al menos en el tiempo que dure su ocurrencia y perdurando proporcionalmente a su cantidad. Resulta necesario en nuestro caso particular relevar mayor cantidad de información detallada de este tipo de evento como para poder mensurar si realmente se extinguen completamente las diferencias o no siempre resulta así.

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Figura 4: Temperaturas registradas en LC y SD durante la primera semana de ensayo, acompañadas de la precipitación y la radiación global registradas en el período.

la evapotranspiración de los días anteriores manifestándose en el aumento de la amplitud térmica y en las diferencias entre SD y LC especialmente en el suelo más superficial.

Morandini y col. (2009) reportaron que desde la emergencia hasta el entrecruce de la canopia, la temperatura media del suelo fue 1,8 ºC menor en tratamientos bajo rastrojos que en los de suelo desnudo. Estos autores también informaron en coincidencia, que el riego como la lluvia reduce las diferencias de temperaturas en el suelo entre ambos tipos de tratamientos.

Como se observa en la figura 4, en el día 29 las diferencias se extinguen debido a la acción conjunta de la lluvia, la humedad en el suelo y la baja radiación debida a la nubosidad.

Sin embargo, en los días 30 y 31, la radiación aumenta (cielo despejado) pero las temperaturas a diferentes profundidades y tratamientos se mantienen similares debido al alto contenido hídrico del suelo disminuyendo las amplitudes térmicas en esos días.

En el día 1 de noviembre el contenido de agua disminuyó marcadamente merced a

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Figura 5: Gradientes térmicos entre los 2,5 y 5 centímetros de profundidad en LC y SD durante la primera semana del ensayo y su diferencia neta entre ambas labranzas.

Como lo presenta la figura 5 (durante la primera semana) pero considerando los períodos del ensayo antes descritos (imposibilidad de presentar gráficamente períodos largos y de tal detalle por la compresión de la escala temporal que hace inentendibles los mismos) se procedió a analizar el comportamiento de los gradientes de temperatura del suelo entre los 2,5 y 5 cm de profundidad en ambas labranzas considerando dos aspectos relevantes. En primer lugar, el horario local toda vez que los gradientes en ambas labranzas se hacen cero (temperaturas igualadas en las profundidades medidas, lo que indica prácticamente radiación neta igual a cero), la duración de los gradientes positivos (temperaturas a 2,5 mayor que 5 cm), suelo superficial calentándose y la duración de los gradientes negativos, suelo superficial enfriándose.

En segundo término, se evaluaron los gradientes por su valor absoluto en cada labranza, para los períodos diurnos de calentamiento y nocturnos de enfriamiento, tanto en su secuencia temporal, como en su acumulado para establecer cuantitativamente las diferencias observadas.

A simple vista resulta claro que la carencia de cobertura y de su efecto reflectivo de onda corta y aislante térmico o de onda larga en la LC provoca gradientes más intensos cercanos a 1º C/cm que los correspondientes a SD durante los períodos diurnos, en especial correspondientes a días despejados, lo que provoca un mayor calentamiento del suelo a favor de la LC en dichos períodos. Mientras que en los períodos nocturnos la cobertura de

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la SD solo actúa como aislante térmico provocando que los gradientes negativos de pérdida o enfriamiento del suelo no resulten tan intensos como los de LC, en especial en las noches despejadas y de alta emisividad terrestre en las cuales la LC alcanza gradientes mayores que pueden superar 1º C/cm para su enfriamiento; mientras que en la SD resultaron menores.

En el caso de noches cubiertas de nubosidad y en especial si se registró precipitación que mojara el suelo, los gradientes en ambas labranzas tienden a hacerse menores tanto los positivos como los negativos por la gran capacidad calórica que aporta al medio el agua, provocando que las diferencias netas de los gradientes entre la LC y la SD se acerquen notablemente a cero.

Figura 6: Gráfica temporal de los horarios de cambio de sentido de los gradientes térmicos (balance de energía neto igual a cero) entre 2,5 y 5 cm de profundidad en el suelo en contraste con el respectivo horario local de salida y puesta del sol, precipitación y heliofanía efectiva registradas. (Espacios en la gráfica por pérdida de datos).

La figura 6 presenta la gráfica correspondiente a los momentos del día en que los gradientes se hacen nulos o sea, cambian su sentido de flujo de calor desde la siembra y hasta el cultivo de maíz en V6 a V8. Se observa que el cambio de gradiente de negativo hacia positivo (suelo comenzando a calentarse, temperaturas a 2.5cm mayores que a 5cm) ocurre

en ambas labranzas aproximadamente dos horas después de la salida del sol. En cambio el paso hacia un gradiente negativo (suelo comenzando a enfriarse, temperaturas a 2.5cm menores que a 5cm) ocurre junto con la puesta del sol o incluso antes de la misma. En el caso del inicio de gradiente positivo parecen no existir diferencias en los horarios

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entre ambos tipos de labranzas más allá de las diferencias mínimas producidas probablemente por las condiciones meteorológicas reinantes. Por el contrario, cuando los gradientes comienzan a ser negativos se nota una marcada diferencia entre las mismas, resultando en general el inicio de la pérdida en SD hasta una hora antes que en LC, coincidiendo además esta última prácticamente con el horario de la puesta del sol. Esto es una causa probable acerca de por qué la duración de la carga resulta mayor en LC que en SD. Cabe aclarar que los picos notables sobre las series de hora de entrada y de salida de calor en el suelo sobre la gráfica se corresponden con condiciones meteorológicas de cielo completamente cubierto por nubosidad e incluso eventos de precipitación que

mojaron suficientemente el suelo a la profundidad de medición, lo que evidencia en forma clara como este tipo de evento altera marcadamente la evolución normal e incluso es capaz de extinguir completamente diferencias de este tipo entre labranzas.

La diferencia en duración de los gradientes entre las labranzas indica que son mayores en la LC en la recarga de energía y de valores similares o algo menores la SD durante la descarga (de noche), esto se debe a que durante el día la carga es mayor dado el menor albedo del suelo desnudo, que su contrapartida en la SD donde el rastrojo aumenta su albedo en onda corta.La descarga es debida principalmente a la irradiación terrestre, lo que parecería que es aproximadamente igual o levemente inferior en la SD.

Figura 7: Duraciones de los ciclos diarios de entrada y salida de energía en los primeros centímetros de suelo, evaluadas a través del gradiente térmico entre 2,5 y 5 cm de profundidad para la LC y la SD en función de la duración del día, y acompañados de la precipitación y heliofanía efectiva registradas. (Espacios en la gráfica por pérdida de datos).