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

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

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

http://www.inta.gov.ar/paranaEEA PARANÁ

ocaviglia@parana.inta.gov.ar

Octavio Caviglia