Sistemas de laboreo y rotación de cultivos: diseño y resultados del

programa de investigación de Uruguay.

Sistemas de laboreo y rotación de Sistemas de laboreo y rotación de cultivos: diseño y resultados del cultivos: diseño y resultados del

programa de investigación de programa de investigación de Uruguay.Uruguay.

Oswaldo ErnstGuillermo Siri-Prieto

Facultad de AgronomíaUniversidad de la República Oriental del Uruguay

Oswaldo ErnstOswaldo ErnstGuillermo SiriGuillermo Siri--PrietoPrieto

Facultad de AgronomíaFacultad de AgronomíaUniversidad de la República Oriental del UruguayUniversidad de la República Oriental del Uruguay

Precipitación anual: 1200 mm

Temperatura media: 18 Co.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

JAN

FEBMARCH AP

MAYJU

N

JUL

AUGSEPOCTNOVDEC

Rai

nfal

l (m

m)

Características del suelo( Argiudol típico)

CaracterísticasCaracterísticas del del suelosuelo( ( ArgiudolArgiudol típicotípico) )

Arcilla (Clay)(%)

Arcilla (Clay)(%)

2828

5353

5353

4343

2727

A12A12

B21B21

B22B22

B3-CB3-C

A11A11

2727

1717

1515

2020

2828

Arena (Sand)(%)

Arena (Sand)(%)

1717

1010

44

Ks(mm h-1)

Ks(mm h-1)

Profundidad(cm)

Profundidad(cm)

1010

2525

2020

1010

88

Evolución de la materia orgánica del suelo entre 1964 y 1990 con laboreo convencional

(Díaz Roselló, 1992)

EvoluciónEvolución de la de la materiamateria orgánicaorgánica del del suelosuelo entreentre 1964 y 1990 con 1964 y 1990 con laboreolaboreo convencionalconvencional

((DíazDíaz RosellóRoselló, 1992), 1992)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

64 68 72 76 80 84 88 92

Year

Soil

orga

nic

mat

ter (

%)

CONTINUOUS CROPPINGROTATION FOUR YR CROPS- FOUR YR PASTURE

Fase Pastura Fase cultivo

ErosiónOxidación MOS

ETAPA I: Secuencia trigoETAPA I: Secuencia trigo--barbechobarbecho--trigotrigo

Barbecho Trigo

5 meses de barbecho descubierto

6 a 8 operaciones de laboreo

15 a 20 Mg de suelo erosionado

Perdida del 45% del COS en 0-20 cm

OBJETIVO: REDUCIR EL NUMERO DE OPERACIONES Y EL TIEMPO DE BARBECHO

ESTRATEGIA I: Experimentos aislados, en distintos ESTRATEGIA I: Experimentos aislados, en distintos tipos de suelo e historia agrícolatipos de suelo e historia agrícola

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5PRADERA

00,10,20,30,40,5

PRADERA CHACRA VIEJA

SIEMBRA DIRECTA

Rendimiento relativo de cultivos de invierno sembrados con laborRendimiento relativo de cultivos de invierno sembrados con laboreo eo convencional y sin laboreo sobre pradera vieja (cabeza de rotaciconvencional y sin laboreo sobre pradera vieja (cabeza de rotación) ón)

o rastrojos de cultivos que recibieron previamente laboreoo rastrojos de cultivos que recibieron previamente laboreo

0

20

40

60

80

100

120

Cabeza de rotación Rastrojo

Ren

dim

ient

o re

lativ

o

Laboreo Convencional No Laboreo

15 A 25% MENOS DE PRODUCCION

ETAPA II: Manejo del suelo ETAPA II: Manejo del suelo para el sistema de producciónpara el sistema de producción

¿ES NECESARIO LABOREAR EN TODOS LOS CULTIVOS DE LA SECUENCIA?

ESTRATEGIA II ESTRATEGIA II Contemplar efectos residuales de corto y Contemplar efectos residuales de corto y largo plazo en el suelo y en cada cultivo y largo plazo en el suelo y en cada cultivo y en la rotaciónen la rotación

Experimentos de largo plazoExperimentos de largo plazo

LABOREO CONVENCIONAL

SIEMBRA DIRECTA

Agricultura Continua Siembra Directa (AC-SD).

Glifostao para control de malezas.

Agricultura Continua Siembra Directa (AC-SD).

Glifostao para control de malezas.

Rotacion Cultivo-Pastura SiembraDirecta (Rot-SD).

. Glifostao para control de malezas

Rotacion Cultivo-Pastura SiembraDirecta (Rot-SD).

. Glifostao para control de malezas

Número de eventos de labranza en los tratamientos Número de eventos de labranza en los tratamientos evaluados para agricultura continua (SIN pastura) y evaluados para agricultura continua (SIN pastura) y

rotación cultivosrotación cultivos--pastura (CON pastura)pastura (CON pastura)

NomenclaturaNomenclatura Eventos de laboreo en la fase Eventos de laboreo en la fase agragríícola de la rotacicola de la rotacióón CON n CON

pasturapastura

Eventos de laboreo en la Eventos de laboreo en la fase agrfase agríícola de la cola de la

rotacirotacióón SIN pasturan SIN pastura

LCCLCC 66 1212

LCLC--SDSD 33 66

LCLC--SDSD--SDSD 11 No correspondeNo corresponde

SDSD--SDSD 00 00

Producción de grano acumulada entre 1993 y Producción de grano acumulada entre 1993 y 1995 para tres sistemas de labranza1995 para tres sistemas de labranza

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

LC-LC LC-SD-SD SD-SD

Kg

gran

o ha

-1

CULTIVO VERANO CULTIVO INVIERNO ACUMULADO

LABOREO SOLO EN EL PRIMER CULTIVO POS PASTURA

UN “EVENTO” DE LABOREO CADA 6 A 8 AÑOS

a

a

b

Secuencia trigoSecuencia trigo--barbechobarbecho--trigotrigo

Barbecho Trigo

OBJETIVO: ¿ES POSIBLE ELIMINAR EL LABOREO EN LA SECUENCIA?

De 5 meses de barbecho descubierto y 5 a 8 operaciones de laboreo

15 Mg suelo erosionado/año

1 “evento de laboreo cada 6 años

5 Mg de suelo erosionado

PARA ELLO ES NECESARIO ELIMINAR LA REDUCCIONDE RENDIMIENTO DEL PRIMER CULTIVO DE LA ROTACION

Esquema de los procesos que ocurren en el Esquema de los procesos que ocurren en el suelo durante el tiempo de barbechosuelo durante el tiempo de barbecho

EFECTO DEL LABOREO, NO LABOREO Y ANTECESOR EFECTO DEL LABOREO, NO LABOREO Y ANTECESOR SOBRE RENDIMIENTO DEL TRIGOSOBRE RENDIMIENTO DEL TRIGO

1,04 0,97 1,01

0,48

0,000,100,200,300,400,500,600,700,800,901,00

PASTURA/NOPASTURA

LABOREO/NOLABOREO

MAIZ/SOJA SD Bo CORTO/BoLARGO

Rendimiento relativo de los cultivos sembrados sin laboreo (SD) o con laboreo convencional (LC)

en sistemas de agricultura continua (AC) oen rotación con pasturas (ROT)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Ren

dim

ient

o re

lativ

o (S

D/L

C)

AC ROT

ConcentraciónConcentración de de CarbonoCarbono OrgánicoOrgánico en el en el suelosuelo (0(0--18 cm) en 18 cm) en respuestarespuestaal al tipotipo de de laboreolaboreo y y rotaciónrotación o no o no concon pasturaspasturas..

ExperimentoExperimento de largo de largo plazoplazo Paysandú, Uruguay (1993Paysandú, Uruguay (1993--2002)2002)

0 5 10 15 20 25 30

CC-CT

CC-NT

ROT-CT

ROT-NT

0-6 6-12 12-18

1994

.. Tamaño Medio Ponderado de los agregados del suelo Tamaño Medio Ponderado de los agregados del suelo (0(0--15 15 cmcm) en el experimento de largo plazo en Uruguay ) en el experimento de largo plazo en Uruguay

(1993(1993--2002)2002)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

CC-CT CC-NT ROT-CT ROT-NT

Mea

n w

eigh

t dia

met

er

aa

ab

c

EROSION PROMEDIO ANUAL EN PARCELAS DE EROSION PROMEDIO ANUAL EN PARCELAS DE ESCURRIMIENTO, LLEVADAS A 100m DE PENDIENTE ESCURRIMIENTO, LLEVADAS A 100m DE PENDIENTE

García García PrechacPrechac, 2000, 2000

0

5

10

15

20

25

Trigo-barbecho-

trigo AC-LC

Trigo-barbecho-

trigo Rot-LC

Trigo-barbecho-

trigo Rot-LR

Trigo-barbecho-

trigo Rot-SD

Eros

ión

Mg

ha-1

ETAPA III 2003: Un nuevo problema: ETAPA III 2003: Un nuevo problema:

Manejo de barbecho en agricultura continua Manejo de barbecho en agricultura continua sin laboreo sin laboreo

Número de explotaciones y superficie total Número de explotaciones y superficie total afectada,afectada,

según opciones de uso de la superficie según opciones de uso de la superficie

Opciones Explotacionesde uso N° Miles de ha Total 7.532 2.944,50Sin agricultura 3.886 1.463,60Rotación cultivos-pasturas

1.830 698,3

Agricultura continua 449 265,.1 Sin opción definida/agricultura marginal

3.850 517,5

23,7

917,6

Superficie total explotada %

10049,7

Fuente: MGAPFuente: MGAP--DIEA, Encuesta Agrícola "PrimaveraDIEA, Encuesta Agrícola "Primavera--Verano 2005/06". Verano 2005/06". 30% de la superficie agrícola30% de la superficie agrícola

ErosiónErosión estimadaestimada parapara un un ArgiudolArgiudol TípicoTípico de la de la UnidadUnidad Young, Young, ((pendientependiente de 3% y 100 m de largo) de 3% y 100 m de largo) parapara SIEMBRA DIRECTASIEMBRA DIRECTA

. M: . M: maízmaíz; S: ; S: sojasoja; T: ; T: trigotrigo; p: ; p: praderapradera consociadaconsociada; 2P: 2 ; 2P: 2 añosaños de de praderapradera..

GarcíaGarcía--PréchacPréchac, 2004), 2004)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Soja cont. Soja-trigo Soja-Cob.Inv.

M-S-Tp-2P M-S-Tp-3P M-S-T-S-Tp-2P

M-S-T-S-Tp-3P

Ero

sió

n p

rom

ed

io A

nu

al (

Mg

/ha.

año

)

EFECTO PASTURA

EFECTO DOBLE CULTIVOEFECTO DOBLE CULTIVO

UN CULTIVO

Kg Carbono (Mg ha-1)

02468

10121416

10 12 14 16 18 20 22

Prof

undi

dad

(cm

)

ROT LCAC LCAC NLROT NL

Kg Carbono (Mg ha-1)

02468

10121416

10 12 14 16 18 20 22

Prof

undi

dad

(cm

)

ROT LCAC LCAC NLROT NL

Kg Carbono acumulados en el perfil del suelo (0-18 cm)noluego de 10 anos en ensayo rotationes P 27

(Ernst y Siri-Prieto, s/p)

KgKg Carbono acumulados en el perfil del suelo (0Carbono acumulados en el perfil del suelo (0--18 18 cm)nocm)noluego de 10 anos en ensayo luego de 10 anos en ensayo rotationesrotationes P 27 P 27

(Ernst y Siri(Ernst y Siri--Prieto, s/p)Prieto, s/p)

p=0,002

p=0,013p=0,002

05

101520253035404550

LC SD CP AC SD + R SD - R

Escu

rrim

iento

(m3 h

a-1)

p<0,0001

p=0,019 p=0,092a

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

LC SD CP AC SD + R SD - R

Eros

ión

(ton

ha-1

)

(a)(b)

p<0,0001

bp=0,041p=0,0759

0

5

10

15

20

25

30

35

40

LC SD CP AC SD + R SD - R

COS

eros

iona

do (k

g ha

-1)

(c)

Cobertura de suelo por rastrojo de distintos cultivosCobertura de suelo por rastrojo de distintos cultivos

0102030405060708090

100

Soja 1asobre

pradera

Soja 2dasobre trigo

Girasol Sorgo Maízsuel

o cu

bier

to p

or r

astr

ojo

(%)

cosecha60 días

RASTROJOS ANCLADOS

Pasturas con leguminosas250 kg/ha de N

Trigosoja soja Trigomaíz

Posibilidades de mantener ingresode N por fijación simbiótica

Trigosoja maíz Trigosoja

Necesidad de mantener cobertura de suelo

Disponibilidad de NDisponibilidad de N--NO3NO3-- a la siembra y a seis hojas (V6) de maíz a la siembra y a seis hojas (V6) de maíz sembrado sin laboreo sobre barbecho, después de cultivos de cobesembrado sin laboreo sobre barbecho, después de cultivos de cobertura rtura

de de raigrasraigras ((LoiliumLoilium multiflorummultiflorum) o trébol alejandrino () o trébol alejandrino (TrifoliumTrifoliumalexandrinumalexandrinum

Variables 2004 2005 2006

Siembra V6 Siembra V6 Siembra V6

Barbecho 19 11 14 13 10 8

Trébol alejandrino 7 5 7 17 5 8

Raigras 3 5 5 10 5 5

Efecto de la fecha de aplicación del herbicida total a un cultivEfecto de la fecha de aplicación del herbicida total a un cultivo de o de cobertura de cobertura de raigrasraigras sobre su producción de materia seca (sobre su producción de materia seca (kgkg haha--1) y 1) y

disponibilidad de Ndisponibilidad de N--NO3NO3-- a la siembra (a la siembra (mgmg kgkg--1) (01) (0--20cm).20cm).

Variables Día del año

235 276 296 LSD(0.05)

Producción de raigras 4242 6613 8491 1750

N-NO3- a la siembra de soja a 12.6 3.0 2.4 1.0

N-NO3- V2 b 25 12 13 6.7

b= 36 días pos siembra

0

10

20

30

40

50

60

70

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35

Humedad gravimétricaPr

ofun

dida

d (c

m)

45 d

25 d

3 d

(60)

(40)

(20)7 Oct 20047 Oct 2004

40%40%

20%20%53 mm53 mm

0

10

20

30

40

50

60

70

0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400

0 d 21/100 d 17/11

62 mm62 mm

19 mm19 mm

Cambios en el contenido de humedad en el suelo entre el 21 Oct. y el 17 Nov. 2004

0 d barbecho (EEMAC 2004-2005)

Cambios en el contenido de humedad en el suelo Cambios en el contenido de humedad en el suelo entre el 21 Oct. y el 17 Nov. 2004entre el 21 Oct. y el 17 Nov. 2004

0 d barbecho0 d barbecho (EEMAC 2004(EEMAC 2004--2005)2005)

Efecto de la fecha de aplicaciEfecto de la fecha de aplicacióón de herbicida a un CC n de herbicida a un CC de de TTrifoliumrifolium alexandrinumalexandrinum sobre su acumulacisobre su acumulacióón de n de

materia seca, N y relacimateria seca, N y relacióón C/N.n C/N.

Fecha de

aplicación del

herbicida

Materia seca

acumulada

(kg ha-1)

Nitrógeno en la

materia seca

(g kg-1)

Nitrógeno

acumulado

(kg ha-1)

Relación C/N (*)

29/9 1321 46 61 8,7

19/10 4917 21 103 19,2

3/11 4861 21 102 19,2

Uso de insumos en cuatro sistemas de producción durante Uso de insumos en cuatro sistemas de producción durante 12 años, Paysandú, Uruguay 199312 años, Paysandú, Uruguay 1993--2005. (Siri2005. (Siri--Prieto Prieto et alet al, ,

2005).2005).

LC SD LC SD

FertilizantesNitrogeno (kg ha-1) 639 775 349 431Fósforo (kg ha-1) 404 425 214 230

HerbicidasGlifosato (kg ha-1) 0 37.9 0 21.6Metsulforon Metil (kg ha-1) 3.0 11.0 6.0 6.0Atrazina (kg ha-1) 7.3 7.3 6.0 6.0Alfa Metolaclor (kg ha-1) 11.0 11.5 4.3 4.8

InsecticidasClorpirifos (g ha-1) 960 960 480 480Endosulfan (kg ha-1) 2.27 2.27 0.53 0.53Alsystin (g ha-1) 170 170 0 0

Machinery OperationsGas-oil (l ha-1) 1104 713 633 377Labor use (h ha-1) 90.0 59.4 50.6 31.2

cultivo-pasturaAgricultura Rotacióncontinua

Uso de agroquímicos por tonelada Uso de agroquímicos por tonelada de grano producida en el sistema de grano producida en el sistema

(1993(1993--2005)2005)

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

glifosato clorpirifos

Ingr

edie

nte

activ

o/to

nela

da

AC-SD AP-SD

ConsideracionesConsideraciones finalesfinales

El programa logró aportes El programa logró aportes significativos a la solución de significativos a la solución de los problemas planteados que los problemas planteados que

permitieron que en la actualidad permitieron que en la actualidad la adopción de la siembra la adopción de la siembra

directa se haya generalizado en directa se haya generalizado en los sistemas agrícolas de los sistemas agrícolas de

UruguayUruguay

Se logró eliminar el laboreo en un proceso que no implicó pérdida de producción pero..

Los cambios en las secuencias de cultivos y en los sistemas de producción no son neutros, modifican propiedades y equilibrios logrados que implican modificar la tecnología de producción para que no se transformen en un paso hacia atrás en el camino ya recorrido enfermedades, malezas, plagas, uso del agua, balance de nutrientes La instalación de experimentos de largo plazo permitió que se manifiesten en forma anticipada los problemas que pueden aparecer a nivel de la producción cuando la tecnología se adopta

Se logró eliminar el laboreo en un proceso que no implicó pérdidSe logró eliminar el laboreo en un proceso que no implicó pérdida a de producción pero.. de producción pero..

Los cambios en las secuencias de cultivos y en los sistemas de Los cambios en las secuencias de cultivos y en los sistemas de producción no son neutros, producción no son neutros, modifican propiedades y equilibrios logrados que implican modifimodifican propiedades y equilibrios logrados que implican modificar car la tecnología de producción para que no se transformen en un pasla tecnología de producción para que no se transformen en un paso o hacia atrás en el camino ya recorrido hacia atrás en el camino ya recorrido enfermedades, malezas, plagas, uso del agua, balance de enfermedades, malezas, plagas, uso del agua, balance de nutrientes nutrientes La instalación de experimentos de largo plazo permitió que se La instalación de experimentos de largo plazo permitió que se manifiesten en forma anticipada los problemas que pueden manifiesten en forma anticipada los problemas que pueden aparecer a nivel de la producción cuando la tecnología se adoptaaparecer a nivel de la producción cuando la tecnología se adopta

ResultadosResultados

Entender cómo el manejo del suelo afecta las Entender cómo el manejo del suelo afecta las propiedades del sistema de producción, cuantificadas propiedades del sistema de producción, cuantificadas como como –– rendimiento en grano, rendimiento en grano, –– resultado económico, resultado económico, –– cantidad y tipo de cantidad y tipo de enmalezamientoenmalezamiento, , –– dinámica de enfermedades y plagas, dinámica de enfermedades y plagas, –– tipo y cantidad de insumos necesarios para producir una tipo y cantidad de insumos necesarios para producir una

unidad de productounidad de producto

es de capital importancia para el éxito de las propuestas es de capital importancia para el éxito de las propuestas tecnológicas que surgen de los programas de investigación.tecnológicas que surgen de los programas de investigación.