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Intensificación agrícola: un enfoque a nivel de sistema para mejorar la eficiencia en
el uso de recursos y nutrientes y la sustentabilidad ambiental
Octavio CavigliaINTA EEA Paraná- FCA (UNER) - CONICET
Resumen
Contexto actual de los sistemas agrícolas – Principales problemas
Alternativas agronómicas para mitigar los actuales problemas – Intensificación
Definiciones de intensificación Impacto de la intensificación en la eficiencia en el uso de
los recursos Consecuencias de la intensificación sobre el retorno de
residuos y su impacto sobre el suelo Nuevo escenario que define la intensificación para el
manejo de los nutrientes
Que es laintensificación?
0
10
20
30
40
50
60
70
1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
Año
Are
a cu
ltiva
da (%
)Cultivos de invierno Soja
Caviglia and Andrade, 2010
Soja
Maíz-otro
1° Año 2° Año 3° Año
Barbecho
4° Año 5° Año
Soja
Barbecho
Soja
BarbechoBarbecho
Soja
Trigo
Disponibilidad de recursos
Agua: 700-1000 mm año-1
Radiación Solar: 3000 MJ m-2
Secuencia promedio de la región pampeana
Bajo retorno de residuos de cosecha – baja C/N
Alternativa propuesta:
Mejorar aprovechamiento de recursos e incrementar
cantidad y calidad de residuos de cosecha a través de la INTENSIFICACION
Intensificación
Terminología económicaUso más intenso de los factores de la
producciónTierraTrabajoCapital
Conocimientos y tecnología
Diferentes interpretacionesde IntensificaciónInsumos
AGRICULTURA
>Producción de granos
Interpretación
tradicional
Intensificación sustentable
AGRICULTURA
>Producción de granos
Tierras aptas
Recursos del ambiente(agua, radiación, nutrientes)
Insumos
Conocimientos
y tecnología
De que manera se puede intensificar el uso de los recursos?
Capturando una mayor fracción a través de realizar cultivos más frecuentemente
0
2
4
6
8
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12
12-A
br
01-Ju
n21
-Jul
09-S
ep
29-O
ct
18-D
ic
06-Feb
28-M
ar
17-M
ay06
-Jul
MJ
m-2
0
2
4
6
8
10
12
12-A
br
01-Ju
n21
-Jul
09-S
ep
29-O
ct
18-D
ic
06-Feb
28-M
ar
17-M
ay06
-Jul
MJ
m-2
Soja
Opciones de intensificación
Cultivos Múltiples (CM)
Cultivos de cobertura (CC)
Soja
Maíz-otro
1° Año 2° Año 3° Año
Barbecho
4° Año 5° Año
Soja
Barbecho
Soja
BarbechoBarbecho
Soja
Trigo
Cultivos Múltiples: Dos o más cultivos en una misma superficie y estación de crecimiento
Secuenciales: El cultivo en secuencia es sembrado luego de la
cosecha del primer componente
Intercultivos: Dos o más cultivos que superponen todo o parte de su
ciclo. Hay interacción entre cultivos componentes
Doble: Dos cultivos en secuencia
Mixto: Dos o más cultivos en mezcla, sin arreglo especial de
los surcos de siembra
Triple: Tres cultivos en secuencia
En surcos: Dos o más cultivos en surcos de siembra separados
En franjas: Dos o más cultivos en franjas con un ancho suficiente
como para poder manejarlas independientemente pero
haciendo posible la interacción entre componentes
De relevo: Un cultivo de relevo es sembrado antes de que el
primer cultivo sea cosechado. Puede ser mixto, en
surcos o en franjas
Adaptado de Andrews and Kassam (1976)
Siembra simultanea
Intersiembra
Alternativas de intensificación ≠ al doble cultivo trigo/soja que pueden ser promisorias
CI≠trigo/soja o maíz de segunda CC/Soja de primera CC/maíz o sorgo de segunda CC/maíz de primera Maíz precoz/soja de segunda Soja primavera/maíz de segunda (Maíz zafrinha) Soja primavera/trigo de verano
Usan el invierno
Marco Conceptualde la
INTENSIFICACION
Indicadores útiles de intensificación
Índice de intensificación de la secuencia
ISI
Productividad de los recursos (Agua, Rad, Nut)
PR (PA, PRad, PN)
Indice de Intensificación (ISI)
Soja
Maíz
Duración Secuencia = 3 años
Soja
1 año 2 año 3 año
3 cultivos en 3 años
ISI= 1
Barbecho
Barbecho
Barbecho
Soja
Maíz
1 año 2 año
Trigo
Secuencia Intensificada!!
Duración Secuencia = 2 años
ISI= 1.5
3 cultivos en 2 años
Barbecho
Soja
Maíz
Soja
1 año 2 año 3 año
TrigoTrigo
CC
Secuencia Intensificada!!
Duración Secuencia = 3 años
ISI= 2
6 cultivos en 3 años
ISI promedio de la región pampeana
<1.20
El ISI presenta dificultades para
cuantificar el aporte de los CC, pasturas y de
los intercultivos
Alternativamente calculamos el ISI
como:Meses con cultivo
Meses de la secuenciaMínimo 0 (barbecho); Máximo 1 (pastura)
PRODUCTIVIDAD DEL RECURSOConcepto de eficiencia para sistemasProductividad anual del agua (PA)
Rto [kg/ha] = Rto [kg/ha] x ET [mm]ppanual [mm] ET [mm] ppanual [mm]
EUA x Ef. Capturao aprovechamiento
Caviglia et al, 2004
PA promedio de la región pampeana
~3 kg/ha/mm
PA en Australia 5-8 kg/ha/mm2000-2500kg/ha
con sólo 300-500mm/año
Será que la intensificaciónmejora el aprovechamiento derecursos en nuestrossistemas agrícolas?
Aprovechamiento del agua
0
20
40
60
80
100
Trigo Soja T/SApro
vech
amie
nto
del a
gua
de ll
uvia
(%
)
BalcarcePromedio 2000/01-2001/02
Caviglia et al., 2004
Aprovechamiento del agua
0
20
40
60
80
100
Trigo Colza Soja T/S C/SApro
vech
amie
nto
del a
gua
de ll
uvia
(%
)Paraná2007/08
Van Opstal et al., 2011
Coll et al., 2007
Aprovechamiento de agua y radiaciónIntercultivos de relevo - Balcarce
Promedio 2006/07 y 2007/08
0
20
40
60
80
100
Maíz Girasol Soja Int Mz/S Int Gi/S
Capt
ura
(%)
RadiacionAgua
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Lluvia anual (mm)
Con
sum
o an
ual (
mm
)
Sist. forestadoPastizal naturalSuelo desnudoT/S-M ISI=1,5T-S-M ISI=1
Relación 1:1
Exceso de agua
Caviglia et al, 2011
Escurrimiento e intensificación
y = -361,33x + 445,9R2 = 0,8995
050
100150200250300350400450500
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
Indice de ocupación
Escu
rrim
ient
o to
tal (
mm
)
Indice de intensificación (ISI)
Sasal, Castiglioni, Wilson, 2010
Se incrementa la productividaddel sistema!!!!Por mayor eficiencia para usarlos recursos?Por mayor captura de recursos?
0
1
2
3
4
5
6
7
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Indice de intensificación (ISI)
Prod
uctiv
idad
del
agu
a (k
g ha
-1 m
m-1
)
S-S
T/S-CC/MT/S-M
S-M
Efecto sobre laeficiencia de
uso por incluir maíz
Efecto sobre la eficiencia de
captura o aprovechamiento
del agua por intensificar la
secuencia
Productividad del agua en la Prov. de Santa Fe
Caviglia et al, 2011Rtos medios Santa Fé – Periodo 2000/10
Entonces, hay un aumento en los aportes de residuos!!
Aporte de residuos en la Prov. de Santa Fe
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 0.5 1 1.5 2 2.5Indice de intensificación (ISI)
Apor
te d
e re
sidu
os (k
g ha
-1 a
ño-1
)
T/S-CC/M
T/S-M
S-M
S-S
Efecto sobre la eficiencia de
captura o aprovechamiento
del agua por intensificar la
secuenciaEfecto sobre laeficiencia de
uso por incluir maíz
Caviglia et al, 2011Rtos medios Santa Fé – Periodo 2000/10
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Indice de intensificación
Biom
asa
tota
l apo
rtada
(Mg
ha-1
)
Molisol Vertisol
S-S
S-M
S-M
CCT/S-M
CCT/S-M
CCT/S-CCT/S
CCT/S-CCT/S
S-S
Biomasa aérea total aportada en 2 añosParaná 2007/09
Efecto
eficiencia en
uso de recursos
Efecto
captura
de recursos
Efecto
eficiencia en
uso de recursos
Efecto
captura
de recursos
Si intensificamos exigimos mucho al sistema y comprometemos el balance de agua!!!!
Agua total en el suelo
al momento
del quemado
decultivos decobertura
200
230
260
290
320
350
380
Barbecho Trigo Canola Vicia Avena Arveja
Agua
Tot
al (
mm
)
cbcb
a aa
200
230
260
290
320
350
380
Barbecho Ryegrass Vicia Trigo Avena
Agua
Tot
al (m
m)
aaaaa
200
230
260
290
320
350
380
Barbecho Trigo Canola Vicia Avena Arveja
Agua
Tot
al (
mm
)
cbcb
a aa
2006
2007
2008
Otoño. 175mm
Invierno 111mm
Otoño. 640mm
Invierno 47mm
Otoño. 175mm
Invierno 20mm
-300
-200
-100
0
100200
300
400
500
600
01-May 20-Jun 09-Ago 28-Sep 17-Nov 06-Enemm
acu
mul
ados
Balance Lluvias
Momento de aplicación del herbicida
Ventana de aplicación
≈100-150mm
Lámina potencial consumida por un cultivo para grano
Tamaño de lluvia por evento
0
5
10
15
20
25
Ene Mar May Jul Sep Nov
Lluv
ia (m
m e
vent
o-1
)
Tres arroyos9 de julioPeuhajoTandilRio CuartoMarcos JuarezPilar (Cba)GchuConcordiaParanáReconquistaRosario
Pérdidas por evaporación durante el periodo 1/5 al 30/9 en Paraná
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Precipitación efectiva acumulada (mm)
Evap
orac
ión
de s
uelo
acu
mul
ada
(mm
)Vertisol
Molisol
Agua almacenada en el suelo
1:1
50mm
La INTENSIFICACIÓN puede tener algún impacto REAL ybeneficioso sobre el suelo??
Pérdidas Ganancias
Erosión
Mineralización
Aporte de residuos
Balance de C en un sistema agrícola
Porque nos preocupa el contenido de C en el suelo?
Materia Orgánica
(MO)
Nutrientes
Asociada a partículas minerales
Fuente de energía y C para microorganismos
Funcionamiento químico
Funcionamiento físico
Funcionamiento hídrico
Funcionamiento biológico
Productividad y estabilidad de las secuencias
0
50
100
150
200
0 50 100 150 200 250 300 350
Disponibilidad de N (kg ha-1)
Rend
imie
nto
Rela
tivo
(%)
Mz-Mz Sj-Mz T/S-Mz T/S-CC/Mz
ISI=1
ISI=1
ISI=1,5
ISI=2
Rotación
Intensificación
Intensificación
Porque pensar que existeun efectoINTENSIFICACION?
Novelli et al., 2009
Carbono Orgánico y aporte de rastrojos
0
5
10
15
20
Inalterado 0 69 138 276
Dosis de N (kg ha-1)
Stoc
k C
(Mg
ha-1
)
0
10
20
30
40
50
60
C ap
orta
do p
or re
sidu
os
(Mg
ha-1
)
a
53 %74 %
97 %
b b ab ba b
0
10
20
30
40
50
60
> 2000 µm 250-2000 µm 53-250 µm <53 µm
Dis
tribu
ción
agr
egad
os (%
)
Inalterado 0 69 138 276
a
b bb
b
aa
aa
a
b
a a
aba
b
ab
abab
a
Distribución de tamaños de agregados en suelo inalterado y en monocultivo de maíz
Novelli et al., 2009
Dosis N
Actividad biológica en dos secuencias con diferente intensificación
0102030405060708090
may ago nov feb may ago nov feb may ago
M - S (ISI:1) T/S-CC/M (ISI:2)
Barbecho SojaMaíz Barbecho Barbecho
Trigo Soja MaízCC
Act
ivid
ad b
ioló
gica
(raí
ces
+ m
icro
org)
Como se conectan losefectos de la INTENSIFICACIÓN con elmanejo de NUTRIENTES?
Marco global para las mejores prácticas de manejo (MPM) para el uso de los fertilizantes (Bruuselma et al., 2008).IPNI
García, 2010
Nuevo escenario que define la intensificación para el manejo de los nutrientes
Menores pérdidas de agua por escurrimiento, drenaje y evaporación del suelo, asociadas a una mayor transpiración de los cultivos.
Una reducción de las pérdidas de nutrientes del sistema vinculada a los componentes del balance hídrico.
Un aporte más frecuente de residuos vegetales, lo que incrementaría la actividad biológica y la estabilidad de los agregados del suelo.
Mayor proporción de nutrientes presentes en fracciones orgánicas del suelo, lo que aumentaría la biodisponibilidad con una liberación más ajustada a los requerimientos de los cultivos.
Nuevo escenario que define la intensificaciónpara el manejo de los nutrientes
Eventual aporte de N vía fijación biológica si se incluyen cultivos de cobertura leguminosos.
Una mayor productividad de granos por unidad de recurso disponible durante el año.
Una mejora en los rendimientos de los cultivos si es que se verifica la existencia de un “efecto intensificación” sobre el suelo.
Una mayor extracción de nutrientes relacionada con la mayor productividad por unidad de área y tiempo.
Mayores requerimientos de reposición de nutrientes.
Muchas Gracias
