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Productividad y eficiencia en el uso del agua y nitrógeno en sistemas intensificados
Caviglia, O.P., Rizzalli, R.H., Van Opstal, N.V., Barbieri, P., Melchiori, R.J., Cerrudo, A., Gregorutti, V.C., Monzon, J.P., Barbagelata, P.A.,
Martinez, J.J., Garcia, F., Andrade, F.H.
XIX Congreso Latinoamericano y XXIII Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo
Mar del Plata – 18 de abril de 2012
Intensificación
Terminología económica Uso más intenso de los factores de la
producción Tierra Trabajo Capital
Conocimientos y tecnología
Interpretación tradicional de intensificación
Insumos
AGRICULTURA
Producción de granos
Intensificación Ecológica
Principios ecológicos para las MPM agronómicas A nivel de un cultivo
Insumos
AGRICULTURA
Producción de granos
Cassman, 1999
Tierras aptas
Intensificación Sustentable de la secuencia de cultivos
Recursos del ambiente (agua, radiación solar, nutrientes)
Insumos
AGRICULTURA
Producción de granos
Principios ecológicos para las MPM agronómicas
A nivel de la secuencia
Caviglia and Andrade, 2010
Contexto Región Pampeana Argentina Composición de la superficie cultivada
0
10
20
30
40
50
60
70
1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
Año
Are
a Se
mbr
ada
(%)
Cultivos invernales Soja
Caviglia and Andrade, 2010
Contexto Región Pampeana Argentina
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
Los recursos no aprovechados resultan en procesos degradativos del ambiente!!!!
Sólo se aprovecha ~50% del agua y ~35% de la radiación solar
Aprovechamiento de la lluvia en diferentes sistemas
Caviglia et al, 2011 en base a Zhang et al., 2001
0
200
400
600
8001000
1200
1400
1600
1800
0 500 1000 1500 2000 2500 300
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
0
200
400
600
8001000
1200
1400
1600
1800
0 500 1000 1500 2000 2500 300
Lluvia anual (mm)
Con
sum
o an
ual (
mm
)
Sist. forestadoPastizal naturalSuelo desnudo
Relación 1:1
Exceso de agua
Eficiencia y productividad de los recursos
PRODUCTIVIDAD DEL RECURSO Concepto de eficiencia para sistemas
Productividad anual del agua (PA)
Rto [kg/ha] = Rto [kg/ha] x ET [mm] ppanual [mm] ET [mm] ppanual [mm]
EUA x Ef. Captura o aprovechamiento
Caviglia et al, 2004
Eficiencia en el uso del agua
PA promedio de la región pampeana
~3 kg/ha/mm
En general, la intensificación de la secuencia mejora la
eficiencia de captura mientras que la intensificación ecológica
mejora la eficiencia de uso
◊ Paraná, Entre Ríos, Argentina ◊ Balcarce, Buenos Aires
• Experimentos: Iniciados en 2009 • Suelo: Argiudol ácuico (P) y típico (B) • Rotación: T/S-M y M-T/S
• Tratamientos: 1. Intensificación Ecologica (IE) 2. Productor (PRO)
Manejo
IE: Decisiones tendientes a aumentar los rendimientos y mejorar la eficiencia y sustentabilidad de los sistemas
PRO: nivel medio de manejo del productor de la
zona, en base a opinión de asesores expertos
Manejo de maíz
IE PRO Fertilización N Dosis: según análisis de
suelo y modelos de diagnóstico locales Fuente: Urea (P) o UAN (B) Momento: siembra (P) o V6 (B)
Dosis: fija (P) o rendimiento objetivo (B) Fuente: Urea Momento: siembra
Densidad de siembra 8 sem m-2 6-6.5 sem m-2
Genotipo Híbrido alto potencial y estabilidad con eventos biotecnológicos apilados
Híbrido más difundido con costo medio de semilla, RG
Mediciones
• Agua en el suelo (atenuación de neutrones) • Materia seca en MF y rendimiento en granos • [N] en planta y en granos
Estimaciones a nivel de la secuencia
• ET [mm] : balance hídrico utilizando agua en el suelo y precipitaciones
• Nabs [kg ha-1]: materia seca x [N]/ 100 • EUA [kg mm-1] : rendimiento/ET • PA [kg mm-1] : rendimiento/lluvia anual • Productividad parcial del N [kg kg N-1] : rendimiento/dosis
de N • Eficiencia fisiológica de uso del N [kg kg Nabs
-1]: rendimiento/kg Nabs
• Balance aparente de N: N exportado-N aplicado
Aclaración
La iniciativa contempla un trabajo de largo plazo de, al menos, 10 años y la evaluación del impacto ambiental y económico de los dos sistemas (IE y PRO).
AQUÍ SOLO SE ABORADARAN LOS RESULTADOS DE LOS PRIMEROS 2 AÑOS DE EXPERIMENTOS EN LOS ASPECTOS VINCULADOS AL USO DEL AGUA Y DEL N.
Resultados Maíz
Rendimiento (promedio 2009/10 y 2010/11)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
IE PRO IE PRO
Paraná Balcarce
Ren
dim
ient
o (k
g ha
-1) a
a
b
b
+82% (61-92)
+21% (17-25)
020406080
100120140160180200
IE PRO IE PRO
Paraná Balcarce
Nitr
ogen
o (k
g ha
-1)
Resultados Maíz
Absorción y dosis de N (promedio 2009/10 y 2010/11)
a Columnas llenas = N absorbido Columnas con rayas = Dosis de N
0
50
100
150
200
250
IE PRO IE PRO
Paraná Balcarce
kg g
rano
. kg
N-1
Resultados Maíz
Productividad parcial del N y eficiencia fisiológica de uso del N (promedio 2009/10 y 2010/11)
a a b
a
Columnas llenas = eficiencia fisiológica Columnas con rayas = productividad parcial del N
0
5
10
15
20
25
IE PRO IE PRO
Paraná Balcarce
Efic
ienc
ia e
n el
uso
del
agu
a (k
g ha
-1 m
m-1
)
Resultados Maíz
ET y EUA (promedio 2009/10 y 2010/11)
0
100
200
300
400
500
600
IE PRO IE PRO
Paraná Balcarce
Evap
otra
nspi
raci
ón (m
m) a a
b
b +88% (60-113)
+18% (11-25)
Resultados secuencia completa
Contribución de cada cultivo al rendimiento total (promedio 2009/10 y 2010/11)
0
10
20
30
40
50
60
70
PRO IE PRO IE
Paraná Balcarce
Cont
ribuc
ión
de c
ada
culti
vo (%
)
trigosojamaíz
Resultados secuencia completa
Captura, eficiencia de uso y productividad del agua (promedio 2009/10 y 2010/11)
0
2
4
6
8
10
12
IE PRO IE PRO
Paraná Balcarce
Prod
uctiv
idad
del
agu
a (k
g ha
-1 m
m-1
)
+30%
+19%
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
IE PRO IE PRO
Paraná Balcarce
Efic
ienc
ia d
e ca
ptur
a (m
m m
m-1
)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
IE PRO IE PRO
Paraná Balcarce
Efic
ienc
ia e
n el
uso
del
agu
a (k
g ha
-1 m
m-1
)
a
b
a
b
Resultados secuencia completa Productividad parcial, eficiencia fisiológica de uso y balance aparente de N (promedio 2009/10 y 2010/11)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
IE PRO IE PRO
Paraná Balcarce
Efic
ienc
ia fi
sioó
gica
de
uso
del N
(kg
kg N
-1)
a
b
ab
-200
-180
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0IE PRO IE PRO
Paraná Balcarce
Bal
ance
apa
rent
e de
N (k
g kg
N-1
)
a
b
a
b
0
20
40
60
80
100
120
140
IE PRO IE PRO
Paraná Balcarce
Prod
uctiv
idad
par
cial
del
N (k
g kg
N-1
)
a
b
a
b
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
IE PRO IE PRO
Paraná Balcarce
Bal
ance
par
cial
de
N
a
b
a
b
0
20
40
60
80
100
120
0 50 100 150 200 250 300Dosis N
Ren
dim
ient
oAlgunas consideraciones sobre la PPN
Sistemas con alto uso de insumos (e.g. USA)
PRO
IE
0
20
40
60
80
100
120
0 50 100 150 200 250 300Dosis N
Ren
dim
ient
oAlgunas consideraciones sobre la PPN
Sistemas con bajo uso de insumos (e.g. Argentina)
PRO
IE El incremento en en las dosis de N deberían ser proporcionales al aumento de rendimiento logrado por las prácticas de IE.
Conclusiones • En Balcarce y Paraná, el manejo intensificado
sustentable (IE) mejoró el rendimiento total en granos de sistema en comparación con el manejo del productor medio de la zona (PRO).
• Los resultados obtenidos en el cultivo de maíz explicaron la mayor parte de los resultados de la secuencia completa.
Conclusiones • La productividad del agua (PA) fue mejorada por
la IE en comparación con el manejo del PRO, principalmente por incrementos importantes en la eficiencia en el uso del agua.
• La IE mejoró la EUNfis y el balance de N pero redujo la PPN en comparación con el manejo del PRO.
Muchas Gracias
