El quincenal del campo Experimento de Larga Duración Malagónen la campiña andaluza, indica que...

Experimento de Larga Duración

25 AÑOS

(198

6-20

11)

Malagón

Luis López BellidoRafael J. López-Bellido

Verónica Muñoz RomeroPurificación Fernández García25 AÑOS

(198

6-20

11)

Luis López BellidoRafael J. López-Bellido

Verónica Muñoz RomeroPurificación Fernández García

VidaRURALVidaRURALEl quincenal del campo

Especial publicado en Vida Rural nº 337. 15 de noviembre 16/2011

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EXPERIMENTO MALAGÓN

(15/Noviembre/2011) ESPECIAL/VidaRURAL

Malagón, veinticinco añosde un experimento en el secanode la campiña andaluza

E l valor de los expe-rimentos de cam-po de larga dura-ción viene dado

por su capacidad para gene-rar conocimientos que pue-dan mejorar la actuación bio-lógica y económica de los sis-temas de cultivos. Sir vencomo una temprana señal dealerta para detectar proble-mas que amenazan la pro-ductividad futura. Los experi-mentos de larga duraciónbien conducidos son unos in-dicadores principales de sos-tenibilidad, y suministran alos científicos la oportunidadde investigar las relacionescausa-efecto que gobiernanla productividad, antes queello sea apreciado en las ex-plotaciones agrarias.

Las tendencias a largoplazo en el rendimiento de loscultivos son difíciles de identi-ficar en los ambientes de se-cano de pluviometría anualvariable. Bajo estas condicio-nes, la lluvia es el determinan-te más fuerte del rendimientoy subordina a la dosis de ferti-lizante, a las prácticas de la-boreo o al cultivo precedenteen la rotación. El análisis detendencias con tales datos re-quiere encontrar técnicas bio-métricas y estadísticas que re-duzcan las “interferencias” dela variación estacional.

El experimento Malagónestá situado en la finca del mis-mo nombre, en la campiña deCórdoba (37º 46’ N y 4º 31’Wy 280 m sobre el nivel del mar).El suelo es un característico Ver-tisol de secano de la campiñaandaluza (Typic Haploxererts).En el año 1986,semarcó de for-ma permanente una parcelauniforme de 2,5 ha (135 x 185m) en la que se situó el ensayode campo, mediante un diseñoexperimental con cuatro repeti-ciones, donde se establecierondos métodos de laboreo (con-vencional y no laboreo), cuatrorotaciones de cultivo bianuales(trigo-girasol, trigo-garbanzos,trigo-habas y trigo-barbecho) ymonocultivo de trigo y cuatrodosis de N fertilizante aplicadosiempre al cultivo de trigo (0,50, 100 y 150 kg N/ha). Cadarotación fue duplicada en la se-cuencia de cultivo inversa con elfin de obtener informaciónanual de todos los cultivos. Eltamaño de cada unidad de par-cela es de 50m2 (10 x 5m), conun total de 432. El experimentomantiene la misma estructuradesde su inicio y está separadopor una cerca perimetral de 2,5m de altura, que lo protege delresto de la finca y evita cualquieraccidente fortuito.

El Grupo de Investigación deAgronomía de Cultivos Herbáce-os de la Escuela Técnica Supe-

rior de Ingenieros Agrónomos yMontes de la Universidad deCórdoba es el responsable deldiseño y ejecución del experi-mento desde su inicio hasta eldía de hoy.

Las investigaciones han sidofinanciadas por el Plan Nacionalde I+D del Ministerio de Cienciay Tecnología, a través de los pro-yectos: AGF95-0553, AGF97-0498, 1FD07-0228, AGL2000-0 4 6 0 , A G L 2 0 0 1 - 2 5 4 9 ,AGL2003-03581, AGL2006-02127 y AGL2009-07854; porel Instituto Nacional de Investi-gaciones Agrarias mediante elConvenio “El sistema agrícoladel secano andaluz” (2003-2009); y el 7º Programa Marcode la Comisión Europea Legu-m e - s u p p o r t e d c r o p p i n gsystems for Europe (245216)Legume-Futures (2010-2013).

Hasta la fecha las investiga-ciones del experimento Mala-gón han dado lugar a la realiza-ción de doceTrabajos Fin de Ca-rrera en la Escuela Técnica Su-perior de Ingenieros AgrónomosyMontes,ochoTesis Doctorales,doce capítulos de libros, cuatroinformes técnicos, veintinueveartículos en revistas internacio-nales de impacto,diecinueve ar-tículos técnicos en revistas na-cionales y catorce ponencias in-vitadas a congresos nacionalese internacionales.

Nuestro agradecimiento a laempresa ABECERA, S.A., de lafamilia Solís Martínez-Campos,propietaria de la Finca Malagón,que tan generosa y desinteresa-damente nos han cedido sinedie la parcela para el experimen-to y a JoséMª CabreraAltolagui-

rre, director técnico de la ex-plotación y digno sucesor desu padre D. José Cabrera Padi-lla (†) que nos ayudó siempre.

A lo largo de estos veinti-cinco años numerosas perso-nas, instituciones y empresasnos han prestado una colabo-ración inestimableen las inves-tigaciones y tareas del experi-mento Malagón. Nuestro agra-decimiento a Juan E. Castillo,Mariano Fuentes, Jorge Bení-tez, José Mª Fontán, AntonioTrapero, Enrique Vargas, JavierLópez-Bellido, Ramón Redon-do (director del Laboratorio deIsótopos Estables de la Univer-sidad Autónoma de Madrid) yJuan García Olmo (responsa-ble de la Unidad de Espectros-copia del Servicio Central deApoyo a la Investigación de laUniversidad de Córdoba).

También nuestra gratituda las empresas Limagrain Ibé-rica, Dafisa, Pioneer HI-BredSpain y Fertiberia por su ge-nerosa ayuda.

Por último, nuestro reco-nocimiento muy especial alos técnicos de campo y labo-ratorio Joaquín Muñoz Luque,Mª Auxiliadora López-BellidoGarrido y José Muñoz Luque;sin su trabajo constante y la-borioso el experimento Mala-gón no hubiese salido ade-lante con éxito.

En este dossier se presen-ta en tres artículos un resumende los resultadosmás relevan-tes y de más interés para agri-cultores y técnicos, que en sumayor parte ya han sido publi-cados en la revistas que se re-señan al final del mismo.�

A la memoria del agrónomoJosé Cabrera Padilla que hizo posibleel experimento Malagón


no laboreo continuoResultados de veinticinco años de

en el secano de la campiña andaluza

Influencia del sistema de laboreo en el rendimiento, materia orgánica, secuestro de C y otros factores

E l suelo del experi-mento Malagón esel típico Vertisolpopularmente co-

nocido como bujeo, que tienecomo principales característi-cas: su naturaleza fuertementearcillosa (un promedio del73%de arcilla en el perfil de 0-90cm),pH ligeramentebásico,bajo contenido de materia or-

gánica, alta capacidad de inter-cambio catiónico y fuerte tenden-cia a la formación de grandesgrietasduranteel períodosecoenlos primeros horizontes del suelo.

El sistema de no laboreo fuecomparado durante veinticincoaños con el laboreo convencio-nal en cuatro rotaciones bianua-les de cultivo (trigo-girasol, trigo-habas, trigo-garbanzos y trigo-

barbecho) y monocultivo de tri-go, utilizándose un diseño expe-rimental en parcelas subdividi-das con cuatro repeticiones. Lasparcelas de no laboreo fueronsembradas con una sembradoraespecífica de no laboreo,contro-lándose las malas hierbas conglifosato+MCPA antes de lasiembra. El laboreo convencio-nal fue realizado con arado de

vertedera, escarificador y gra-da antes del cultivo del trigo, ylabores de escarificador y gra-da antes de la siembra de losdemás cultivos.

Como es característico delclima mediterráneo, se regis-traron altas variaciones inter-anuales de la cantidad de llu-via en los veinticinco años delexperimento,con valores extre-

4 ESPECIAL/VidaRURAL (15/Noviembre/2011)

A lo largo de losveinticinco años que hadurado el ExperimentoMalagón, se hacomparado el sistemade no laboreo con ellaboreo convencionalen cuatro rotacionesbianuales de cultivo(trigo-girasol, trigo-habas, trigo-garbanzosy trigo-barbecho) ymonocultivo de trigo.En ambos sistemas delaboreo sedeterminaron lossiguientes parámetros:rendimiento, materiaorgánica y N mineraldel suelo en el perfil0-90 cm, desarrollo ybiomasa radicular delos cultivos, emisionesde CO2, secuestro de Cdel suelo, temperaturay humedad del suelo yformación de grietas.


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mos comprendidos entre 190y 1.009mm/año (figura 1).

Rendimiento delos cultivos

En conjunto, los resulta-dos de veinticinco años del ex-perimento, basado en conocerla influencia del sistema de nolaboreo en determinados pa-rámetros agronómicos, han

demostrado que el no laboreoesunaalternativaviableal labo-reo convencional, tanto econó-mica como ambiental,en todoslos cultivos.Los efectos sobre laerosiónde las fuertes lluvias fre-cuentes de otoño-invierno sonmáspatentesenel laboreocon-vencional que en el no laboreo;cuando es mínima la coberturadel cultivo y debido a las pen-

dientes irregulares típicas de losVertisolesde lacampiñaandaluza.

Además de las fuertes osci-laciones de los rendimientosinteranuales debidosa la variabi-lidad en la cantidad y distribu-ción de la lluvia, la figura 2muestra cómo el cultivo del trigoha tenido mejor respuesta al nolaboreo, frente al laboreo con-vencional, que seha incrementa-do en el transcurso de los añosdel experimento, comomuestranlas rectas de tendencia de dichafigura. En el conjunto de los vein-titrés años efectivos de estudio,el no laboreo registró un rendi-miento medio significativamentemayor que el laboreo convencio-nal con 3.046 y 2.903 kg/ha,respectivamente (figura 2).

También el cultivo de girasolse adapta bien al sistema de nolaboreo, y su rendimiento no di-fiere del laboreo convencional,con las ventajas de la reducciónde costes,el potencial incremen-to de almacenamiento de aguaen el suelo y la reducción de pér-didas por erosión (figura 2). Lasrectasde tendencia sonpositivasen ambos sistemas de laboreo,aunque los rendimientosmediosen el conjunto de los diecinueveaños efectivos del experimentono difirieron significativamente,con 1.471 y 1.528 kg/ha en nolaboreo y laboreo convencional,respectivamente (figura 2).

El sistema de laboreo tam-bién afectó significativamente alrendimiento de las habas en elconjunto del experimento, aligual que el trigo, con un rendi-miento medio de 1.704 y 1.549kg/ha en el no laboreo y el labo-reo convencional, respectiva-mente (figura 2). En la figura 2se aprecia una fuerte interacciónentre años y sistema de laboreo,donde la lluvia registrada tuvo unpapel relevante. La evolución es-tabilizada o incluso regresiva delas rectas de tendencia del rendi-mientode las habasa lo largodelconjunto del experimento, ponede manifiesto el singular com-portamiento de las leguminosas

cuando son sembradas con ex-cesiva frecuencia en un mismosuelo en un ciclo de rotación cor-to, aunque enmuchamenor me-dida de la que siempre se ha afir-mado por los trabajos de la agro-nomía clásica.

Por último, el sistema de la-boreo también tuvo una influen-cia significativa en el rendimientodel garbanzo, también favorableal no laboreo (1.309 kg/ha) fren-te al laboreo convencional(1.210 kg/ha) en el conjunto delos diecinueve años efectivos delexperimento (figura 2). Al igualque las habas, la interacción añoxsistemade laboreo fuealtamen-te significativa,donde la lluvia fueel factor decisivo en los rendi-mientos y en el comportamientodel sistema (figura 2).

En definitiva, puede afir-marse que el sistema de no la-boreo continuo, es una opciónviable tanto técnica comoeco-nómica, y supone una notablemejora respecto al laboreoconvencional tanto desde elpunto de vista ambiental (no-table reducción de los efectosde la erosión provocadaprinci-palmente por la lluvia) comode reducción de costes de cul-tivo y energía, especialmentereferidos al ahorro de laboreo.

Materia orgánicay secuestro decarbono del suelo

Al inicio del experimentoMalagón en 1986, el conteni-do de materia orgánica del

FIGURA 1. Lluvia anual registrada en el ExperimentoMalagón (Córdoba) en el período 1987-2011.

Las cifras en cada punto indican las desviación positiva o negativa de la cantidad de llu-via respecto a lamedia anual de 30 años.La línea recta azul representa la tendencia dela precipitación en el período de estudio, que fue ligeramente negativa.

El sistema de no laboreo continuo esuna opción viable tanto técnicacomo económicamente, y supone unanotable mejora respecto al laboreoconvencional tanto desde el puntode vista ambiental como dereducción de costes de cultivo yenergía, especialmente referidos alahorro de laboreo



suelo tenía un valor medio de0,96% en los primeros 30 cm,0,53% en el horizonte 30-60cm y 0,29% en el estrato 60-90 cm.En el año 2008 dichosvalores fueron de 1,19; 0,92 y0,73% para los mismos hori-zontes, respectivamente, parael conjunto del experimentopromediando ambos siste-mas de laboreo. Es evidenteque el incremento de la mate-ria orgánica tras los años delexperimento ha sido muy dé-bil en comparación con losdatos aportados por otros es-tudios, a pesar de no habersenunca retirado la paja ni que-mado el rastrojo y los residuosde ningún cultivo.En concreto,en el horizonte superficial (0-30 cm) el incremento del con-tenido de materia orgánica hasido el 24%, apenas un 1%anual.Sin embargo,en los ho-rizontes de 30-60 y 60-90 cm

el incremento fue mucho mayor,el 74 y 152% respectivamente,atribuible a la progresiva acumu-lación de la paja y los residuosen dichos horizontes más pro-fundos a través de las típicasgrietas del Vertisol.

La materia orgánica es unfactor clave de la productividad yla calidad de los suelos en lascondiciones mediterráneas,siendo su nivel normalmentebajo y a veces críticoparamante-ner la fertilidad y la conservacióndel suelo.Por todo ello,elmante-nimiento de la paja y los residuosde los cultivos en el suelo, sin serretirados ni quemados, es unamedida de capital importanciapara garantizar en el futuro lasostenibilidad de la agriculturade secano mediterránea. Todoello porque los bajos rendimien-tos, debidos al frecuente déficitde agua y las altas temperaturas,generan baja producción de resi-

duos y fuerte mineralización; locual justifica el bajo contenidodemateria orgánica y la débil ca-pacidad del sistema para incre-mentarla a lo largo del tiempo,aun llevando a cabo prácticas delaboreo de conservación y sin re-tirar los residuos del suelo.

Las diferencias en el con-tenido de materia orgánicaentre ambos sistemas de la-boreo, aunque ligeramentemásaltas en el no laboreoqueen el laboreo convencional,nohan sido significativas en losprimeros 30 cm de suelo(1,21 y 1,15%, respectiva-mente). Por el contrario,en loshorizontes de 30-60 cm y 60-90 cm, el contenido de mate-ria orgánica fue significativa-mente más alto en el no labo-reo y con un incremento nota-blementemayor respecto a losdatos iniciales, como ya se haindicado.

El experimento Malagónen un periodo de veinte añosha secuestrado18,25 t/ha decarbono, con una tasa mediaanual de 0,9 t/ha. Este hechopone de relieve que los siste-masde cultivo de secanode lacampiña andaluza contribu-yen significativamente al se-cuestro de C, por lo cual de-ben ser valorados positiva-mente en el contexto de preo-cupación ambiental existentesobre los niveles de CO2 at-mosférico.

Según los dos sistemasdelaboreo estudiados, el se-cuestro de C fue significativa-mente diferente. El no laboreosecuestró 20,8 t/ha de C fren-te a 15,7 t/ha del laboreoconvencional. Esto se tradujo

CCUUAADDRROO II..Contenido de carbono orgánico del suelo (0-90 cm) secuestrado en20 años del Experimento Malagón y tasa media de secuestro anual.

Sistema laboreo RotaciónSecuestro C

1986-2006 (t/ha) Tasa media (t/ha/año)

No laboreo Trigo-habas 25,4 1,3

Trigo-girasol 22,1 1,1

Trigo-garbanzo 19,2 1,0

Trigo-barbecho 16,2 0,8

Media 20,8 1,0

Laboreo Trigo-girasol 19,3 1,0

Trigo-garbanzo 16,7 0,8

Trigo-barbecho 16,4 0,8

Trigo-habas 10,3 0,5

Media 15,7 0,8

FIGURA 2. Influencia del sistema de laboreo en el rendimiento de trigo, girasol, habasy garbanzos en los veinticinco años del Experimento Malagón.

La barra vertical de cada figura indica la mínima diferencia significativa al 95% para cada año entre ambos sistemas de laboreo. Las cifrasde cada figura indican el rendimiento medio para cada sistema de laboreo en el conjunto de todos los años del experimento (las letras di-ferentes a continuación muestran que las diferencias fueron significativas). Las líneas rectas representan la tendencia en la evolución delos rendimientos para cada sistema de laboreo a lo largo de los años del experimento.



en una tasa media anual desecuestro de C de 1,0 y 0,8t/ha en el no laboreo y labo-reo convencional, respectiva-mente (cuadro I).

Unas de las peculiarida-des más notables de los sue-los del experimento Malagón,en relación con el secuestrode C, ha sido que éste fue ma-yor en los horizontes de suelomás profundos (> 30 cm) res-pecto a la capa superficial. Pordebajo del horizonte de losprimeros 60 cm de suelo fuesecuestrada casi la mitad delC total (46%). Mientras que enla capa superficial (30 cm),solo fue secuestrado el 15%del C. Esto contrasta con otrostipos de suelo, donde lo nor-mal es que la mayor cantidadde C se acumule en las capassuperficiales, lo cual, sinduda, confiere una ventaja alos Vertisoles. Como ya se hadicho, la acumulación de C enprofundidad es debida a laformación de grietas de gran-des dimensiones que se gene-ran en los calurosos veranosmediterráneos, y que dan lu-gar a que los residuos de los

cultivos sean “tragados” por elsuelo a capas más profundas, loque implica la reducción de sumineralización y por tanto unamayor estabilización del C orgá-nico.

La rotación de cultivo quemás C secuestró en veinte añosfue trigo-habas en no laboreo(25,4 t/ha), seguida de trigo-gi-rasol también bajo el sistema deno laboreo (22,1 t/ha) (cuadroI). En síntesis, los resultados ob-tenidos ponen de relieve que: (i)el trigo es el cultivo clave en elsecuestro del C; (ii) la gran capa-cidad de las habas para secues-trar C en rotación con el trigo,pero sólo bajo no laboreo; y (iii)el gran potencial del girasol, apesar de la incertidumbre deeste cultivo por la variable dispo-nibilidad de agua.

En definitiva, el estudio delexperimento Malagón tambiénindica que la agricultura, a dife-rencia de otros sectores como laindustria o el transporte, es ca-paz, bajo un manejo apropiado,no solo de reducir a cero las emi-siones de CO2 a la atmósfera,sino de capturar éste y almace-narlo como carbono en el suelo.

Un balance preliminar del CO2en los cultivos de trigo, girasol,garbanzos y habas sembradosen la campiña andaluza, indicaque éstos pueden capturaranualmente 4,8 millones de to-neladas de CO2 de la atmósfera,lo cual representa el 16% de lasemisiones de CO2 en Andalucía.

Otros factoresdel suelo

Entre ellos hay que resaltarel desarrollo del sistema radicu-lar de los cultivos, la infestaciónde jopo en los cultivos de girasol

y habas, la humedad y tempe-ratura del suelo y la formaciónde grietas en el mismo. En elconjunto del experimento, elno laboreo registró valores dedensidad radicular significati-vamente mayores que el labo-reo convencional, en los culti-vos de trigo y habas. En losaños húmedos la densidadradicular media del trigo fue10,8 y 7,5 km/m3 en el no la-boreo y laboreo convencional,siendo en los años secos 1,7 y1 km/m3, respectivamente.Todo ello en el perfil de suelo0-90 cm estudiado.


El cultivo del trigo ha tenido la mejor respuesta al no laboreo, frente allaboreo convencional, que se ha incrementado en el transcurso de los

veintitrés años efectivos de estudio.

Un balance preliminar del CO2 enlos cultivos de trigo, girasol,garbanzos y habas sembrados enla campiña andaluza, indica queéstos pueden capturar anualmente4,8 millones de toneladas de CO2

de la atmósfera, lo cual representael 16% de las emisiones deCO2 en Andalucía



Hubo una estrecha rela-ción directa entre los valores dela densidad radicular de todo elperfil de suelo y el rendimientode trigo, en el conjunto de losaños de estudio. Dicha relaciónmostró cómo la respuesta delrendimiento al incremento dela densidad radicular es linealy significativa, con niveles másaltos para el rendimiento degrano bajo no laboreo frente allaboreo convencional.

La biomasa radicular deltrigo registró un valor mediopara el conjunto del experi-mento y del perfil del suelo es-tudiado (0-90 cm) de 2.549kg/ha. También el no laboreotuvo mayor cantidad de bioma-sa radicular que el laboreo con-vencional en la mayoría de losaños.

La cantidad de lluvia tuvouna fuerte influencia en la den-sidad y la biomasa radicular deltrigo hasta los 30-40 cm de pro-fundidad de suelo, siendo losvalores de ambos parámetrosnotablemente superiores en losaños más lluviosos. En los pri-meros 30 cm de suelo se locali-zó el 25% de la densidad radi-cular total en los años húmedosy el 90% en los años secos.

En el cultivo de habas, los va-lores de longitud y biomasa radi-cular fueron 1,8 y 1,6 veces másaltos en el no laboreo frente allaboreo convencional, respecti-vamente; siendo los valores me-dios de densidad radicular 1,4km/m3 y de biomasa radicular1.899 kg/ha. En el cultivo delgarbanzo la densidad radicularen el laboreo convencional fueprácticamente el doble que en elno laboreo, con un valor mediode 0,9 km/m3. Sin embargo, labiomasa radicular con un pro-medio de 324 kg/ha no difirióentre sistemas de laboreo.

El número de jopos/m2 fuesignificativamente afectado porel sistema de laboreo en los cul-tivos de girasol y habas. Los va-lores más reducidos de jopo seobtuvieron en el no laboreo tan-to en habas como en girasol. Lapresencia en el no laboreo deuna cubierta vegetal permanen-te y la ausencia de labores en elsuelo, provocan que las semillasde jopo permanezcan en la su-perficie, evitando el contactocon los exudados de las raíces,que son necesarios para la ger-minación de las semillas. Tam-bién la acumulación de mayorcantidad de materia orgánica en

los primeros centímetros delsuelo en el no laboreo contribu-ye a la degradación de las semi-llas de jopo no germinadas. Endefinitiva, el no laboreo ayuda acontrolar las poblaciones dejopo en los cultivos de habas ygirasol, especialmente cuandoaquéllas escapan a la acción delos herbicidas o en el caso de laexistencia de razas para las quelos híbridos no presentan resis-tencia. Esta es una característi-ca positiva más a tener en cuen-ta en la larga relación de venta-jas que se conocen del sistemade no laboreo.

En general, el no laboreo noha mostrado más capacidad dealmacenar agua que el laboreoconvencional en los suelos delexperimento, aunque existe en elprimero una tendencia a sumi-nistrar más agua en los añosmás secos. No obstante, estádemostrado que la proteccióndel suelo por el no laboreo fren-te a la erosión es superior y estehecho acaba influyendo a largoplazo, manifestándose sobre elalmacenamiento de agua y elrendimiento de los cultivos.

El laboreo convencional re-gistró siempre mayor temperatu-ra que el no laboreo en los prime-

ros 30 cm del suelo a lo largode todas las estaciones delaño. Tales diferencias entreambos sistemas de laboreovariaron según la estación,siendo mayores en el períodoestival y menores en la prima-vera, variando entre 0,5 y 2ºC.

La medición de la superfi-cie y volumen de las grietasutilizando fotografía digital yun programa informático detratamiento de imágenes,mostró que el laboreo conven-cional tuvo valores superioresque el no laboreo. La resisten-cia del suelo a la penetración,medida con penetrógrafo,mostró la existencia en el no la-boreo de una capa compacta-da o consolidada en los prime-ros 10 cm del perfil, debido a lano utilización de aperos que re-mueven esta zona. A partir dedicha profundidad, los valoresmás elevados de resistencia ala penetración se produjeronen el laboreo convencional en-tre los 30 y 40 cm de profundi-dad; lo cual refleja la existenciade una capa compactada osuela de labor en el perfil, pro-vocada por el tránsito de ma-quinaria aparejado a este sis-tema de manejo. �


El cultivo de girasol se adapta bien al sistema de no laboreo, y su rendimiento no difiere dellaboreo convencional, con las ventajas de la reducción de costes, el potencial incremento de

almacenamiento de agua en el suelo y la reducción de pérdidas por erosión.


rotación de cultivosInfluencia de la

en el rendimiento de trigo

El papel de las leguminosas para el aumento del rendimiento de trigo y la economía del N fertilizante

D adas las varia-bles condicionesclimáticas delMediterráneo, no

deberían realizarse rotacionesmuy planificadas y rígidas,sinomás bien hacer un cultivo deoportunidad en función de ladisponibilidad de agua. El ob-jetivo debería ser cultivar siem-pre que las condiciones sean opuedan ser favorables y no deacuerdo con una programa-ción predeterminada.

El experimento Malagón hapuesto de manifiesto la impor-tancia de la inclusión de las le-guminosas (principalmente lashabas) en las rotaciones de lossecanos andaluces. La rotaciónbianual trigo-habas es la másefectiva para el rendimiento deltrigo y la economía del N fertili-zante. En conjunto, la rotacióntrigo-barbecho no mejora signi-ficativamente el rendimiento detrigo en comparación con la ro-tación trigo-habas;queademástiene la ventaja de proporcionarcobertura al suelo y una cose-cha ricaenproteínas (figura1).

El cultivo de girasol ha lle-gado a ser una alternativa in-sustituible en la agricultura desecanodemuchas regioneses-

FIGURA 1. Influencia de la rotación de cultivo en elrendimiento y contenido de proteína del trigo en losveinticinco años del Experimento Malagón.

Letras mayúsculas distintas indican diferencias significativas del rendimiento al 95% entrerotaciones (el rendimiento medio del trigo en cada rotación se muestra en la cabecera decada columna en kg/ha).Las letrasminúsculas indican lomismopara el contenido de pro-teína del trigo.


La rotación de cultivo serevela como un factorclave en la economía delagua. El barbechodesnudo puedeconsiderarse inútil parael almacenamiento delagua, además de que seasumen importantesriesgos de erosión,sobre todo con ellaboreo convencional.En este sentido esnecesario destacar laaberración ambientalque ha supuestodurante tantos años el“barbecho obligatorio”auspiciado por la PAC,cuando lo lógico hubierasido potenciar lautilización de cultivosde cobertura aunquefuese con la únicafinalidad de proteger elsuelo.



pañolas. Desde su introduc-ción, se han realizado notablesesfuerzos económicos y de in-vestigación por las empresasdel sector y los organismos pú-blicos.Hoydía,la rotación trigo-girasol representa un sistemaagrícola estable y muy bienadaptado a los mejores suelosde secano, caracterizados porsu profundidad y textura arcillo-sa, y capaces de almacenaragua y retenerla durante largotiempoenel perfil.Sus ventajaseconómicas y ambientales sonindudables, siendo un sistemapreferido y muy popular entrelos agricultores (figura 1).

Fijación de N porlas leguminosas

Las fuertes variacionesinteranuales en la cantidad ydistribuciónde la lluviadurantelos seis años de estudio sobrefijación de N2 de las legumino-sas, en el experimento Mala-gón, indujeron profundas dife-rencias en el comportamientode los garbanzos y habas: ren-dimiento de grano,biomasadenódulos de rhizobium y fijaciónde N atmosférico.

El sistema de laboreo ejer-ció una influencia significativaen la biomasa nodular y la fija-ción de N,siendo el no laboreoel que consistentemente tuvomayores valores respecto al la-boreo convencional (figura 2).

El cultivo de habas registróunporcentaje deNderivadodela fijación atmosférica (Ndfa)más alto que el de garbanzo(89 y 70%, respectivamente).También fue superior el nitróge-no fijadopor lashabas frentealgarbanzo: 80 y 31 kg/ha/año,respectivamente (figura 2).

Rizodeposición delas leguminosas

Esbienconocidoqueelba-lancedeNfijadopor las legumi-nosas es subestimado cuandosólo se considera la contribu-

ción de la biomasa aérea y no setiene en cuenta el N aportado porla raíz y la rizodeposición. En estesentido,se ha señalado que el to-taldeNfijadopor las leguminosaspodría ser del orden del 50 al100% mayor que cuando se esti-ma éste sólo teniendo en cuentala parte aérea de la planta.

La contribución más impor-tante del N de las leguminosas alsuelo es la proveniente de las raí-ces, nódulos y exudados radicu-lares. Sin embargo, la cantidaddeNderivadode labiomasa radi-

cular es subestimada si sólo setienen en cuenta las raíces recu-perables, las cualesamenudonorepresentanmásdel 5%dedichoN.La rizodeposiciónes el procesode liberacióndenumerosos com-puestos orgánicos e inorgánicospor las raícesde lasplantas vivas,que incluyen iones y compuestosvolátiles. La rizodeposición de Nes la liberación neta por los exu-dados radiculares de compues-tos nitrogenados,que incluyen io-nes amonio, nitratos y compo-nentes orgánicos de N.

El desarrollo de métodosbasados en el uso del isótopoestable de nitrógeno 15N ha po-sibilitadoelestudiode la rizode-posicióndeN insitu.Lamayoríade los experimentos de rizode-posición de N han sido realiza-dos bajo condiciones controla-das de laboratorio o en condi-ciones de invernadero con sue-lo de sustratos.Sólomuypocosexperimentos han sido llevadosa cabo en condiciones de cam-po como el realizado en Mala-gón, debido a los problemasmetodológicos y a la cantidadde trabajo que supone el mar-cado con 15N in situ.

Bajo las condiciones delsuelo Vertisol de secano deMalagón,el N derivado de la ri-zodeposición (NdR) fue el 54 y61%delN total en habas y gar-banzos, respectivamente; re-presentando el 90% del N lo-calizado en el suelo proceden-te de ambos cultivos. La canti-dad de NdR estuvo fuertemen-te influenciada por las condi-ciones climáticasde los3añosde estudio, alcanzando los va-lores medios de 102 y 106 kgN/ha en habas y garbanzos,respectivamente (figura 3).

El sistema de no laboreoindujo de forma consistentemás NdR que el laboreo con-vencional (135 y 68 kg N/haen habas y 115 y 97 kg N/haen garbanzo, respectivamente)(figura 3). Tales diferenciaspueden atribuirse a las condi-cionesdesuelomás favorablespara el crecimiento radicularproducidas por el no laboreo,auna estructura del suelo másestable y al incremento deagua almacenada.

Nuestros resultadosmues-tran que la cantidad de N deri-vadode la rizodeposición esdegran importancia para el ba-lance de N (aunque es pococonocida y ha sido raramentecuantificada) y representa unfactor clavepara la fertilidaddelos suelos en las condicionesde secanomediterráneas.�

FIGURA 2. Porcentaje de N derivado de la fijaciónatmosférica (Ndfa) y cantidad de N fijada (kg/ha) en loscultivos de habas y garbanzos según el sistema de laboreo.

FIGURA 3. Fraccionamiento de la extracción de N en loscultivos de habas y garbanzos según el sistema de laboreo(NL: no laboreo; LC: laboreo convencional), en función delas distintas partes de la planta incluido el N derivado de larizodeposición (NdR).



Dinámica y eficiencia del

en el cultivo del trigo de lacampiña andaluza

Resultados con cuatro dosis de N fertilizante en una rotación con girasol, habas, garbanzos y barbecho

E l N fue aplicado,como nitrato amó-nico, la mitad an-tes de la siembra y

laotramitadenel ahijado,paracada una de las dosis. El restode loscultivosde las rotacionesbianuales con el trigo (girasol,habas, garbanzos y barbecho)no recibió nunca aplicación defertilizante nitrogenado, estu-

diándose en éstos el efecto resi-dual del N aportado al trigo.

Respuesta derendimiento deltrigo

Para el conjunto de los veinti-ún años efectivos de fertilizaciónnitrogenada en el experimentoMalagón, no hubo respuesta del

rendimiento de trigo por encimade la dosis de 100 kg N/ha; estoen los años en que la lluvia regis-trada fueen tornoa lamediade lazona o por encima de ella. En losaños secos, que fueron frecuen-tes, la respuesta del cereal a ladosis de N fertilizante fue nula (fi-gura 1). El rendimiento medio detrigo de la dosis 150 kg N/ha fue3.323 kg/ha y de la dosis 100 kg

N/ha fue 3.298 kg/ha en elconjunto de los años del expe-rimento, que no difirieron signi-ficativamente (figura 1). Soloel contenidomedio de proteínadegrano fue ligeramentemayorcuando la dosis aplicada fuede150kgN/ha.Enconcreto,elvalor medio del contenido deproteínas fue 14% y 13,5%para las dosis de 150 y 100 kgN/ha, respectivamente (figura1). El efecto de las dosis de Nfertilizante estudiadas en elrendimiento de trigo acumula-do a lo largo de todos los añosdel experimento se muestra enla figura 2 para las rotacionestrigo-habas y trigo-girasol, res-pectivamente. De esta formase tiene una visión más real dela respuesta de trigo a las dife-rentes dosis de N fertilizante enel conjunto de los años del ex-perimento, donde se alternanaños secos y húmedos que in-fluyerondeunamaneradistintaenel efectode fertilizantesobrelos rendimientos.

En definitiva, la dosis de Nfertilizante que tradicionalmen-teaplicanlosagricultoresal trigoen la campiña, que se cifra enun promedio de 180 kg N/ha,es excesiva,ya que no aumentael rendimientodegranoypuedetenerefectosnegativosdesdeelpunto de vista ambiental y parala economía del productor.Ade-más se registró, como se verámás adelante, una mayor con-centración de nitratos en el per-


La aplicación de N fertilizante al cultivodel trigo es otro de los tratamientos delexperimento de larga duración Malagónque se realiza desde su inicio en 1986.Sistemáticamente se han aplicado lasdosis de 50, 100 y 150 kg/ha de N fertili-zante al cultivo de trigo, siempre en las

mismas parcelas, además de mantenerparcelas control con dosis 0 de nitróge-no. En este artículo se recogen los resul-tados con respecto al rendimiento del tri-go, la eficiencia de este cultivo en la uti-lización del N fertilizante y la evoluciónde los nitratos en el suelo.

N fertilizante



fil del suelo, sin que los cultivosposteriores en la rotación tuvie-ran una clara respuesta a dicho

incremento de N residual, exceptocuandonoseaplicóningúnNal tri-go precedente.

La figura 2 también pone demanifiesto la gran diferencia delrendimiento acumulado de trigoen los años del experimento entrelas rotaciones con habas y gira-sol. Con las habas, la producciónmedia acumulada de trigo de lastres dosis de N fue de 81.357kg/ha y con el girasol de 67.856kg/ha; es decir hubo una diferen-cia de 13.500 kg/ha entre am-bas rotaciones. Si se considerasolo la dosis de cero N, la diferen-ciadeproducciónde trigoacumu-lada fue 29.658 kg/ha a favor dela rotación con habas, respecto ala del girasol. Todo ello revela elimportante papel que tienen lasleguminosas en los sistemas decultivo mediterráneos de secanoa largo plazo.

Eficiencia del trigoen el uso del Nfertilizante

En diferentes estudios yaños fue utilizado el isótopo 15Ncomo marcador en el experi-mento Malagón, para determi-nar la eficiencia del N por el trigoy el balance de éste en el siste-ma de cultivo. El cuadro I mues-tra, en un experimento de tresaños, la recuperación por el trigodel N fertilizante marcado (15N)cuando una misma dosis de150 kg N/ha fue aplicada en

siembra, en siembra-encaña-do y únicamente en el enca-ñado. La tasa de recuperaciónmás alta de N por el trigo fuecuando la aplicación se reali-zó en el encañado (68%) y lamás baja cuando todo el N seaplicó en siembra (21%)(cuadro I). De esto se infiereque la contribución del N resi-dual o nativo del suelo al N to-tal extraído por la planta de tri-go fue de gran importancia.

Dicha contribución fuecomo promedio el 82% cuan-do el N fertilizante se aplicótodo en la siembra de trigo, el57% cuando la aplicación deN fue fraccionada entre lasiembra y el encañado, y el53% cuando todo el N fertili-zante fue aplicado en el enca-ñado. Esta elevada contribu-ción del N del suelo al N extraí-do por el trigo está por tanto re-lacionada con el alto nivel deNmineral residual del suelo an-tesde la siembra ycon lamine-

FIGURA 1. Influencia de la dosis de N fertilizante en elrendimiento y contenido de proteína del trigo en losveinticinco años del Experimento Malagón.

Letras mayúsculas distintas indican diferencias significativas del rendimiento del trigoal 95%entre dosis de N fertilizante.Las letrasminúsculas indican lomismo para el con-tenido de proteínas del trigo.

FIGURA 2. Influencia de la dosis de N fertilizante en la producción acumulada del trigo alo largo de los veinticinco años del Experimento Malagón, según el cultivo precedenteen la rotación (habas y girasol).

Las barras verticales indican la mínima diferencia significativa al 99% entre las producciones de trigo según las diferentes dosis de Npara cada rotación.

La tasa derecuperación másalta de N por eltrigo fue cuandola aplicación serealizó en elencañado (68%)y la más bajacuando todo el Nse aplicó ensiembra (21%). Deesto se infiere quela contribucióndel N residual onativo del suelo alN total extraídopor la planta detrigo fue de granimportancia

CCUUAADDRROO II..Recuperación del nitrógeno marcado (15N), por el trigo harinero,según la época y fraccionamiento de fertilizante.

Dosis N* (kg/ha) Recuperación de 15N N derivado delfertilizante marcado fertilizante 15N

Kg/ha % %

150 15N – 0 32c 21c 17c

75 15N – 75 15N 81b 57b 42b

50 15N – 100 15N 92ab 61ab 45b

0 – 150 15N 103a 68a 51a

*época aplicación: siembra-encañado.

Letras diferentes para cada columna indican diferencias significativas entre lostratamientos al 95%.



ralización. Se estima que, enconjunto, ambas fuentes sumi-nistraron en el perfil de suelo 0-90 cm, como promedio anualla misma cantidad de N que ladosis de 150 kg N/ha aporta-da como fertilizante.

Evolución delcontenido denitratos

A lo largo de los veinticin-co años del experimento Ma-lagón, fue medido periódica-mente en todas las parcelasel contenido de nitratos en elperfil del suelo de 0-90 cm deprofundidad y dentro de ésteen los estratos 0-30, 30-60 y60-90 cm; todo ello antes dela siembra del trigo.

La evolución del conteni-do de nitratos del suelo en lasparcelas del experimento Ma-lagón tuvo un incremento pro-porcional a la dosis de N ferti-lizante aplicada, lo cual de-muestra que una parte del Nfertilizante no fue utilizada porlos cultivos. La figura 3 mues-tra la clara tendencia positivade dicho contenido con pen-dientes más elevadas a medi-da que la dosis sistemáticade N aplicada a las parcelasfue más elevada. A lo largo detodo el período del experi-mento el incremento del con-tenido de nitratos del suelofue 1,8; 2,4; 3,7 y 5 veces su-perior para las dosis 0, 50,100 y 150 kg/ha N fertilizan-te (figura 3). En las parcelasdonde no fue aplicado N (do-sis cero) el promedio de nitra-tos por año en la siembra deltrigo (0-90 cm) en todo el pe-ríodo analizado fue 84 kgN/ha; siendo 90, 117 y 145kg N/ha/año en las parcelasdonde se aplicó 50, 100 y150 kg N/ha de fertilizante,respectivamente.

El sistema de no laboreo,registró un promedio de nitra-tos en la siembra del trigo, enel conjunto de los años, de

109 kg N/ha/año, frente 117 kgN/ha/año en el laboreo conven-cional, no siendo las diferenciassignificativas.

También las distintas rota-ciones de cultivo con el trigo in-dujeron gradualmente, con eltiempo, diferencias en la con-centración de nitratos del suelo.Los niveles más bajos de nitra-tos correspondieron a la rota-ción trigo-girasol, con un valormedio de 58 kg N/ha/año parael conjunto de las dosis de N fer-tilizante ensayadas (incluida la

dosis 0) y los más altos a la ro-tación trigo-habas con un valormedio de 145 kg N/ha/año, in-cluso superiores a la rotaciónt r i go -ba rbecho (125 k gN/ha/año).

Asimismo, en el conjunto delperfil del suelo (0-90 cm) se haobservado una lenta trasloca-ción de nitratos hacia los hori-zontes más profundos, que hagenerado un progresivo enrique-cimiento de los mismos. La figu-ra 4 muestra cómo a lo largo delexperimento el contenido de ni-

tratos del suelo fue mayor enlos horizontes 30-60 y 60-90cm, respecto a 0-30 cm, queaumentaron a medida que lasdosis de N fertilizante fueronmayores (100 y 150 kg N/ha)(figura 4). En el horizonte mássuperficial (0-30 cm) la mediade nitratos fue 27 kg N/ha, enel horizonte 30-60 cm de 46kg N/ha, y en el horizonte 60-90 cm de 39 kg N/ha. En elconjunto del perfil 0-90 cm elvalor medio de N residual enlos años del experimento fue112 kg N/ha. Esto demuestrala progresiva recarga de nitra-tos de los horizontes más pro-fundos del suelo del experi-mento, sin considerar las po-sibles pérdidas de N por esco-rrentía y lavado, sobre todo através de las grietas del suelo.Un análisis de la conductivi-dad eléctrica realizado en elaño 2010 en los tres horizon-tes de suelo estudiados hamostrado una progresiva sali-nización del mismo en profun-didad, con valores de 0,44;1,8 y 2,4 dS/m en los horizon-tes 0-30, 30-60 y 60-90 cm,respectivamente.

De todos estos datos pue-den extraerse interesantesconsecuencias para la prácti-ca de la fertilización nitroge-nada en las rotaciones de cul-tivo con trigo en los suelos desecano de la campiña. Tal vezla más destacada sea el im-portante papel que juega el Nmineral residual y nativo (pro-cedente de la fertilización ymineralización, respectiva-mente) que de forma establese almacena en el perfil de losVertisoles o bujeos. Esta re-serva de N mineral disponibleen el suelo en la siembra deltrigo, en forma de nitratos,puede representar entre el 40y 65% de las necesidades deN de una cosecha de grano de4 toneladas/ha. También seinfiere por qué no es necesa-ria la aplicación de N fertili-zante a los cultivos de habas y

FIGURA 3. Evolución del contenido de nitratos del sueloen el perfil 0-90 cm (rectas de tendencia) en elExperimento Malagón según la dosis de N fertilizante.

FIGURA 4. Contenido de nitratos en los veinticinco añosdel Experimento Malagón según los distintos horizontesdel perfil del suelo y las diferentes dosis de N fertilizanteaplicadas.


La barra vertical indica la mínima diferencia significativa al 95% para el contenido denitratos entre los horizontes del suelo para cada dosis de N.


sobre todo girasol, que siguenal trigo. Puede afirmarse, portanto, que el N mineral resi-dual del suelo es un indicadorpotencial de la sobredosis deN fertilizante.

En consecuencia, la apli-cación de altas dosis de N fer-tilizante que tradicionalmenterealizan los productores detrigo de la región, especial-mente en los años de buenalluvia puede ser una estrate-gia errónea, tanto desde elpunto de vista ambientalcomo económico. Se puedeconseguir una importanteeconomía del N fertilizante ydisminuir la contaminaciónpor nitratos seleccionando ladosis óptima de N en funciónde la lluvia, el cultivo prece-dente y la cantidad de N resi-dual presente en el suelo. EnMalagón, tras veinticincoaños de estudio, la dosis ópti-ma de N reduce casi a la mi-tad la dosis que habitualmen-te aplican los agricultores dela zona.

Nuevas técnicasde diagnósticode lasnecesidades de N

La medición de la clorofilade las hojas del trigo ha mos-trado ser una herramienta degran utilidad para diagnosti-car las necesidades de N deltrigo y predecir el rendimientoy la calidad de la cosecha.

En el experimento Mala-gón se ha puesto a punto lautilización del medidor de clo-rofila SPAD 502 para predeciranticipadamente la calidaddel trigo en el encañado y el

espigado. Los estudios reali-zados durante varios años hanrevelado la validez y precisióndel método para determinar elcontenido de proteínas, lafuerza panadera (W) y la rela-ción P/L, entre otros índicesde calidad (figura 5). Dichométodo puede ser de gran uti-lidad para las cooperativas ylas industrias harineras, yaque permite predecir anticipa-damente, con un buen gradode precisión, la calidad del tri-go. Esto puede suponer unconsiderable ahorro de tiem-po y dinero, caracterizando laspartidas de trigo antes de sercosechadas y anticipar antesde la cosecha las operacionesde compra-venta.

La predicción de los rendi-mientos con el medidor declorofila es menos fiable bajolas condiciones limitantes delluvia que suelen ocurrir en elsur de España. Se están ini-ciando nuevos estudios conotros modelos y sensores conel fin de perfeccionar estosmétodos de diagnóstico, quesean más precisos y aplica-bles a diferentes variedades yzonas. �


FIGURA 5. Predicción del contenido de proteínas del trigoy de la calidad harinera (W, P/L) en los estados de enca-ñado y espigado por la medición de la clorofila de lashojas con SPAD meter.

Las distintas rotaciones de cultivo con eltrigo indujeron gradualmente, con el

tiempo, diferencias en la concentraciónde nitratos del suelo. Los niveles más

altos corresponden a la rotación trigo-habas con un valor medio de 145 kg

N/ha/año, incluso superiores a larotación trigo-barbecho

(125 kg N/ha/año).

�



Trabajos y publicaciones sobre

Proyectos Fin de Carrera

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el Experimento Malagón



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