Congreso de Aapresid. Planteos agrícolas frente a excesos hídricos

Rotaciones: la llave de paso de la agricultura

En el actual ciclo húmedo, un manejo adecuado del sistema agrícola es una herramienta para administrar el agua

Rodolfo Gil (*)

Tal vez resulte más sencillo comenzar este relato rescatando los conceptos simples que sostienen los principios de las estrategias de manejo más convenientes, que entrar en el análisis de la complejidad que significa el comportamiento funcional de los suelos y su relación con el uso del agua y la producción de los cultivos. Sin embargo, intentar comprender los mecanismos que regulan dicho comportamiento puede constituirse en la base para explicar la simpleza de las soluciones.

Cabe recordar que en un sistema de cultivo, el balance de agua en el suelo resulta de las diferencias entre:

Ingresos: precipitaciones, riego, capa freática y los aportes por escurrimiento desde las áreas mas elevadas.

Egresos: dados por la transpiración de los cultivos y la evaporación desde la superficie del suelo (evapotranspiración), el escurrimiento hacia zonas más bajas y la percolación por debajo de la zona explorada por las raíces

En este balance, la transpiración es el componente que está directamente ligado con la fotosíntesis y por consiguiente con el crecimiento del cultivo y los rendimientos. Es decir, que los cultivos pueden aprovechar la mayor parte del agua del suelo, y utilizar este recurso, intercambiándolo por el CO2 a nivel de los estomas de las hojas para la producción de fotoasimilados, convirtiendo estos productos en una forma cosechable (biomasa y grano).

En otras palabras, podríamos plantear que la mejor manera de sacar el agua del campo es convirtiéndola en material vegetal.

Este planteo constituye la base de la sustentabilidad del sistema de producción por:

a) El impacto directo que tiene sobre los niveles de rendimiento de los cultivos.

b) Porque una mayor transformación del agua en material vegetal significa mayores aportes de carbono orgánico, y porque estos aportes inciden sobre las características estructurales del suelo que gobiernan la dinámica del agua, y el mantenimiento de la calidad del suelo.


Uso eficiente del agua
Nos proponemos identificar y analizar aquellos factores y sus interacciones, que pueden impactar en el uso del agua a nivel del suelo y del cultivo, y cómo las prácticas culturales, en particular las vegetativas y el manejo en su conjunto, pueden condicionar las eficiencias hídricas de un sistema de producción.

En un cultivo, la biomasa producida por unidad de agua consumida expresa la eficiencia con la cual dicho cultivo fija carbono en relación con el agua que pierde. Sin embargo, el concepto de Uso Eficiente del Agua (UEA) que se logra a nivel del sistema de producción es mucho más amplio ya que engloba además a la eficiencia del uso de agua almacenada en el suelo y a la capacidad de disponer la mayor parte del agua almacenada que ingresa por vía de las precipitaciones, riego o capas friáticas con relación a las posibles pérdidas por escurrimiento, evaporación y percolación.

Un mejor entendimiento parte de poder contestar las siguientes preguntas:

¿De qué depende que la mayor parte del agua evapotranspirada sea convertida en biomasa vegetal?.

¿De qué depende que la mayor parte del agua almacenada sea utilizada en el proceso de evapotranspiración?.

¿De qué depende que la mayor parte del agua incorporada al sistema sea almacenada en el suelo para ser transpirada y utilizada en la conversión a biomasa vegetal?.


Antena de energía
Cuando el agua no es limitante, la cantidad transpirada por el cultivo depende fundamentalmente de la cantidad de radiación interceptada por su canopeo. La radiación solar es la fuente de energía utilizada tanto en el proceso transpiratorio como en el de fijación de CO2. Por lo tanto, cuanto más energía absorba un canopeo, más agua podrá transpirar y más CO2 podrá fijar para la generación de hojas, tallos, raíces y grano. En Paraná, Caviglia y Sadras (2001) observaron un aumento en la eficiencia del uso del agua por efecto de la fertilización nitrogenada, siendo el 60% explicada por un aumento en la eficiencia en el uso de la radiación solar.



La relación biomasa/evapotranspiración varía entre especies (tipo de metabolismo C3 o C4) y la composición de la biomasa, a la vez que es afectada por el clima que define la demanda atmosférica. El maíz (C4) capta más carbono por unidad de agua transpirada, resultando más eficiente que la soja y el girasol en la producción de grano por unidad de agua utilizada.

Por otro lado, el desarrollo fenológico y el crecimiento máximo para cada estado de desarrollo de un cultivo bien provisto de agua resultará de la interacción entre factores climáticos (fotoperíodo y termoperíodo), las características del cultivo (área foliar, estructura, cobertura) y factores edáficos (disponibilidad de agua y nutrientes). Por lo tanto, aspectos como la elección de la especie, selección de los cultivares, duración del ciclo, fecha de siembra, densidad de la siembra, nutrición y sanidad del cultivo jugarán un rol importante a la hora de establecer las estrategias de manejo para optimizar la evapotranspiración.

Del mismo modo, una buena cobertura del suelo, con suficientes rastrojos y bien distribuidos, es también un aspecto a tener en cuenta si el objetivo es tratar que la mayor proporción del agua sea utilizada en la transpiración del cultivo y no perdida en el proceso de evaporación.

Los requerimientos totales de agua de un cultivo durante el período de crecimiento generalmente superan la cantidad de agua que un suelo puede almacenar. Esto nos está indicando que la acción de "bombeo" ejercida por el cultivo a través de sus raíces, puede contribuir de manera muy efectiva a la eliminación de excesos hídricos. Se puede estimar que para un rendimiento de 4.000 kg de soja ó 10.000 kg de maíz se necesitarían entre 450 y 600 mm de agua para satisfacer los requerimientos de evapotranspiración, mientras que la cantidad de agua disponible que un suelo puede almacenar en un metro de profundidad está muy por debajo de esos valores. Es necesario entonces reabastecer el perfil, es decir sacar el agua por transpiración para que más agua de lluvia pueda entrar a lo largo del ciclo del cultivo.

La posibilidad de satisfacer los requerimientos hídricos de la planta no radica exclusivamente en la cantidad de agua almacenada en el suelo. Depende además de la habilidad que tenga su sistema de raíces de absorber la solución del suelo en contacto, como así también de la habilidad que presenta el suelo de transmitirla y suministrarla a las raíces. Por lo tanto, aspectos del cultivo como la profundidad y densidad de las raíces; y del suelo, como la textura que regula la energía con que el agua es retenida y transmitida, gravitarán en la proporción del agua almacenada que puede ser utilizada. Otro aspecto importante es la aireación que tenga el suelo para que estos procesos se cumplan satisfactoriamente.

Los factores que inciden directamente en el patrón de enraizamiento y en el desarrollo, crecimiento y actividad de las raíces son numerosos y su interacción es compleja. La investigación ha demostrado que un sistema de raíces bien profundo, denso, bien distribuido en un suelo sin limitaciones (densificaciones, compactaciones) y bien aireado, permitirá una mejor exploración y un mayor aprovechamiento del agua edáfica.

Por lo tanto, la tasa de extracción será máxima cuando no existan limitantes para la distribución uniforme de las raíces, se haya alcanzado una densidad radical crítica en las distintas capas del perfil y el suelo presente buenas condiciones de conductividad.

La posibilidad que tiene el suelo de abastecer los requerimientos de transpiración en sus distintos horizontes dependerá de la fracción del agua almacenada que se encuentra disponible en cada uno de ellos y de la conductividad hidráulica que posean para trasmitirla.

Estas características de almacenamiento de agua, aireación y enraizamiento son totalmente dependientes de las características estructurales, en particular de la proporción de macro y microporos y de la continuidad y estabilidad de los mismos. Propiedad que a su vez está muy ligada a la textura, al nivel de carbono orgánico y a la actividad biológica, incluida las de las propias raíces y la fauna del suelo.

De este análisis se desprenden algunos aspectos que se deberían tener en cuenta para aumentar la eficiencia del uso del agua almacenada en el suelo:

Elección de especies y cultivares que presentan sistemas de raíces profusos y profundos, y buena capacidad de profundizar. Esto constituye una manera indirecta de aumentar la cantidad de agua almacenada y disponible y capacidad para utilizarla.

La densidad de plantación puede constituir una estrategia para modificar el patrón de enraizamiento.

Evitar la formación de capas compactadas superficiales y subsuperficiales.

Rotación de cultivos con especies que aporten volúmenes de rastrojo que permitan mantener el balance del carbono orgánico.

Ajustar la planificación de los ciclos de los cultivos de tal manera de maximizar el uso del agua en función de la cantidad y distribución de las lluvias, y de la capacidad de almacenaje de los suelos.

Este concepto de ajustar la rotación de los cultivos en función de los consumos con la capacidad de almacenaje de los suelos, es particularmente importante sobre todo considerando los períodos otoño-invierno-primaverales donde las eficiencias de los barbechos son relativamente bajas, generalmente menor al 25%. Ello significa que sólo se almacena una cuarta parte del agua de lluvia, perdiéndose el resto.

Por otra parte, la baja demanda climática que caracteriza a esa época del año provoca que los suelos presenten colmada su capacidad de almacenaje de agua, aumentando los escurrimientos de las lluvias que ocurren en esas condiciones. En este sentido, es favorable la inclusión de cultivos densos, el uso de cultivares con mayor vigor inicial y/o mayor tasa de crecimiento a baja temperatura y el uso de fertilizantes.

Esta dinámica de los requerimientos de los cultivos debería relacionarse con la proporción del agua almacenada en el suelo que se encuentra disponible, a fin de ajustar la secuencia más conveniente para mejorar su eficiencia de uso, disminuyendo los excesos, y evitando deficiencias en etapas críticas del desarrollo.

Estudios de Damiano y Taboada permiten visualizar un patrón de distribución geográfica de la capacidad de agua disponible para los cultivos, siendo de mucha utilidad para poder relacionar las posible respuestas de los cultivos y funcionamiento de los sistemas hidrológicos a escala regional.

Es interesante notar el protagonismo que juega la primera porción del perfil de suelo en la oferta de agua para el cultivo, representando en muchos suelos más del 50% del total de agua disponible.

A mayor contenido de materia orgánica, el volumen de agua retenido en capacidad de campo se incrementa, lo que implica aumentar la cantidad de agua disponible para el cultivo.

El mayor contenido de materia orgánica representado en la pastura, en contraste con el suelo degradado, se relaciona con una mayor cantidad de agua retenida en potenciales más bajos, lo cual indica la correspondencia entre el carbono orgánico del suelo, la estructura estable y la porosidad de mayor tamaño con niveles de densidad menores.

En la relación materia orgánica/agua disponible, es estratégico establecer rotaciones que aporten volúmenes significativos de carbono al suelo. Por ejemplo, en Marcos Juárez determinaron que el monocultivo de soja aporta al suelo el 50% menos del carbono respecto de la rotación trigo/soja - maíz, lo que constituye un efecto negativo en el balance de materia orgánica y la sostenibilidad a largo plazo.

Con esa rotación se tienen rendimientos anuales de 8 a 9 tn/ ha-1 de granos, mientras que en la región, por la predominancia de soja de primera, los rendimientos promedios están en el orden de 3 a 3,5 tn.ha-1, (Marelli 2002). La relación rastrojo-grano de estos cultivos normalmente está en el orden de 1 - 1,5:1. Por consiguiente, bajo el esquema de la rotación se realiza un aporte muy superior de carbono al suelo que mejora el funcionamiento y favorece la sustentabilidad del sistema.

Romagnoli observó que incrementando la participación de gramíneas como trigo, sorgo y maíz, mejoró la calidad del sitio, visible a través del desarrollo del cultivo siguiente.

Un suelo cultivado bajo las consideraciones comentadas permitirá ciertas ventajas para el agrosistema como:

Mayor protección de la superficie del suelo y conservación de las propiedades funcionales de la porción superficial del subsuelo.

Mejor aprovechamiento de los excedentes hídricos transformándolos en materiales orgánicos.

Generar más macro-porosidad continua y estable.

Mejor aireación del suelo.

Mejor control de malezas, por tener más tiempo el suelo ocupado con cultivos densos y eventualmente cultivos de cobertura.

Potenciar la activación de los procesos biológicos del suelo.

Facilitar un aumento en la capacidad de almacenaje, mayor renovación del agua almacenada y mejor aprovechamiento del agua incorporada.

La propiedad que tiene el suelo de retener agua está determinada por la textura, su capacidad para almacenarla por su profundidad efectiva, y la posibilidad para conducirla depende mayormente de su estructura, que define la geometría del espacio poroso ocupado por agua y aire.

Para aumentar la cantidad de agua almacenada es necesario aumentar la proporción de agua de lluvia que infiltra al suelo, respecto de la que escurre. La infiltración es un proceso complejo que depende fundamentalmente de la condición estructural de la superficie del suelo, del contenido de humedad y de la rugosidad y cobertura que regulan los tiempos de permanencia del agua de lluvia donde cae, aumentando la posibilidad de conducirla a profundidades mayores. Por ejemplo en el Inta Marco Juárez, cuando se comparó SD vs laboreo convencional encontraron que la SD redujo la escorrentía del 46% al 31% en trigo y de 62% al 37% en soja.

Los cultivos de cobertura resultan una herramienta efectiva para amortiguar los excedentes hídricos del suelo convirtiéndolos además en aportes importantes de material orgánico. Su efecto protector sobre la superficie del suelo y la generación de bioporos por las raíces permite que en las lluvias inmediatas a las siembras estivales se mitigue el encostramiento, y se aumente la infiltración, especialmente en secuencias de poca cobertura como soja-soja o girasol-soja, por ejemplo.

En un estudio realizado en Córdoba, España sobre un suelo franco arcilloso y 3% de pendiente se midió el efecto de un cultivo de avena como cubierta vegetal en una rotación algodón-maíz comparado con el suelo desnudo. Sobre 20 eventos de lluvias diarias que totalizaron 272 mm, las pérdidas de agua por escurrimiento en el suelo desnudo fueron de 197 mm (72,4%) frente a los 62 mm (22,7%) que se perdieron en el tratamiento con cubierta.




Buena cobertura
Un suelo bien provisto de materia orgánica siempre funcionará mejor, en ciclos húmedos o de sequía. Los suelos de la región Pampeana, en su mayoría Molisoles y Alfisoles de textura media con alta proporción de limo, dependen fundamentalmente de los mecanismos bióticos para mantener su estructura (Taboada 2003).

Kay (1990) sostiene que la rotación de cultivos que incluyen mono y dicotiledóneas generalmente benefician la estabilidad y formación de una estructura favorable dependiendo de las características de crecimiento de las especies, la secuencia de los cultivos y la frecuencia con que se repiten y que inciden en gran medida a través de los bioporos. Estos bioporos creados por la meso fauna del suelo y las raíces de los cultivos constituyen rutas preferenciales para la entrada del agua en el suelo. Cuando la intensidad de la lluvia supera la capacidad de infiltración y el agua comienza a estancarse en la superficie, estos macroporos facilitan su drenaje y hacen que el agua penetre en el subsuelo recargando el perfil con mayor rapidez, incluso alcanzando profundidades que no se lograrían con implementos de labranza.

Desde un punto de vista práctico, la densidad aparente y la porosidad total junto con la conductividad hidráulica constituyen indicadores confiables para el estudio del comportamiento estructural del suelo y resultan muy útiles para estudiar la acción y evolución de los efectos producidos por mecanismos bióticos en planteos de siembra directa y detectar limitaciones de importancia.

Las prácticas de manejo orientadas a conservar los rastrojos en superficie, con rotaciones que incluyan cultivos de biomasa voluminosa y la posible utilización de barbechos vivos sobre todo en ciclos húmedos, permitirá la reducción de los escurrimientos y acumulación de agua en zonas más bajas, con la posibilidad de aumentar la cantidad de agua infiltrada, almacenada y disponible para la transpiración. Esto favorecerá el aumento de la producción de biomasa, con mayor aporte de los rastrojos y mayor acumulación de carbono orgánico para continuar con el proceso de manera sustentable.

(*) Instituto de Suelos Inta Castelar

Campo inundado, un paisaje cada vez más visto.