Generalidades de la siembra directa o cero labranza y maquinaria utilizada en Colombia

INTRODUCCIÓN

En Colombia la mayor parte de los suelos agrícolas son muy susceptibles a la degradación física, y una de las mayores causas de esta degradación es el sistema de labranza que practican los agricultores. Entre estos están:

El paso de la maquinaria El continuo uso de los arados y gradas a la misma profundidad y durante periodos

de alto contenido de humedad El uso continuo de la rastra

Estas causan la compactación del suelo, la pérdida rápida de la materia orgánica ya que esta deja el suelo desnudo y susceptible a los procesos de erosión crea capas compactas subyacentes conocidas como piso de arado o piso de grada. Tienen efectos dañinos sobre el desarrollo del sistema de raíces de las plantas, la disponibilidad de oxígeno y el movimiento del agua en el suelo. Las consecuencias son desastrosas. (IICA, 2004) La velocidad de infiltración del agua es reducida drásticamente con un crecimiento simultáneo en la escorrentía superficial, pérdida de suelo, nutriente, materia orgánica, calcio y semillas. Entre los cultivos afectados al utilizar la labranza convencional se encuentran:

Arroz Algodón Sorgo Soya Maíz Cultivos forrajeros

Este texto busca principalmente conceptualizar de manera general en que consiste el sistema de siembra directa o cero labranza y las diferentes alternativas en maquinaria utilizada en este campo, de tal manera que el lector cuestione la utilización de la labranza convencional ya que una vez el lector haya comprendido el problema y conocido los equipos más importantes utilizados en este sistema asi como los beneficios que se pueden obtener con esta implementación, pueda realizar un análisis ingenieril para posteriormente tomar una decisión. A continuación se enumeran los objetivos principales de este texto:

1. Definición de conceptos de siembra directa2. Concientizar al lector que los sistemas intensivos con labrado convencional

conllevan a impactos ambientales.

3. Brindar una concepción del estado de la siembra directa en Colombia así como sus orígenes

4. Dar una visión global sobre la maquinaria involucrada en la siembra directa

DESARROLLO DEL CASO

La principal responsable de la degradación de los suelos es la erosión hídrica, que es la perdida de suelo superficial fértil por la acción de la lluvia. Esta erosión es causada por el escurrimiento superficial del agua que no se infiltra, si se logra minimizar la escorrentía, se puede aumentar la infiltración durante las lluvias y, con ello, disminuir o anular el riesgo de la erosión. El otro gran responsable de la degradación es el desequilibrio del balance nutricional: extraer, más que reponer. El sistema para lograr la infiltración de las aguas y el mantenimiento del equilibrio nutricional tiene explicación gracias a la vegetación natural: cobertura permanente del suelo y reposición de nutrientes a través de los vegetales o sus restos, por consiguiente, Las tecnologías de cualquier sistema sostenible del uso del suelo tienen que apuntar hacia esos dos principios. (Regional, 2000)

Es en este punto donde La siembra directa o cero labranza juega un papel importante en este problema, esta permite sembrar cualquier grano sin remover o labrar el suelo. En él se reemplazan implementos tradicionales de labranza como arados, rastras y cultivadoras de diversos tipos, por sembradoras capaces de cortar rastrojos y raíces, dejando la semilla adecuadamente ubicada en el suelo (IICA, 2004)

Figura 1: Consecuencias de la preparación inadecuada del suelo para la siembra de papa(IICA, 2004)

Actualmente, es necesario desarrollar sistemas de manejo de la tierra que sigan los principios mencionados anteriormente, es decir, que permitan conservar el suelo y el agua y, a la vez, mantener una producción, además, que ofrezcan un atractivo económico inmediato a los productores, como, por ejemplo, mayor rendimiento, menor trabajo y/o menor costo. Por esta razón, en 1995, el Proyecto Checua, con el apoyo de la GTZ y la población campesina de la región andina de Cundinamarca, inició el desarrollo de una

serie de prácticas agrícolas conservacionistas que cumplen con estos requisitos (FAO,2014). Estas prácticas fueron denominadas sistemas de labranza mínima. Hoy en día estos sistemas en otros países reciben el nombre de siembra directa o cero labranza (Regional,2000). Los sistemas de siembra directa o cero labranza se basan principalmente en 3 condiciones:

1. Mínima preparación del suelo para la siembra, (Figura2)

Figura 2. Siembra con matraca (FAO, 2014)

2. Mantener el suelo cubierto durante todo el cultivo

Figura 3. Cultivo con covertura (FAO, 2014)3. Rotar cultivos con abonos verdes (Figura 4)

Figura 4. Nabo forrajero manejado con rollo cuchillo (FAO, 2014)

Situación de la siembra directa en Colombia

En Colombia el inicio de la siembra directa o cero labranza data de los años 70, cuando el Instituto Colombiano Agropecuario ICA inició este tipo de investigación en sus granjas experimentales, sin embargo el trabajo tuvo poca acogida dentro de los agricultores. Esto se debió fundamentalmente a la poca experiencia en el manejo de malezas, la rotación con abonos verdes y uso de coberturas. En los años 70 con la crisis del algodón un importante fabricante de agroquímico comenzó a fomentar nuevamente este tipo de sistemas, sin embargo no se obtuvieron buenos resultados ni la difusión masiva del sistema. (FAO, 2014)

En 1995, en la región del Cesar, el Ministerio de Agricultura, el IICA, entre otras instituciones, desarrollaron un proyecto de recuperación y conservación de suelos basado en un concepto mas integral que utilizaba coberturas, uso de abonos verdes y rotación de culrivos, de igual manera en este mismo año en la región de los Andes se desarrolló el concepto de siembra directa o cero labranza, definición desarrollada por la CAR, en el proyecto Checua. Para el año 2001 en Colombia se contaba con un total de 20.000 hectáreas destinadas para la siembra directa en cultivos como algodón, arroz de secano, maíz y soya. (IICA, 2004)

Algunos estudios y específicamente en Oxisoles bajo la rotación arroz-soya, comparan la siembra directa o cero labranza con la labranza convencional y se encontró lo siguiente:

Aumento en los contenidos de Ca, Mg y K y disminución en la acidez cambiable. Se observó para la siembra directa el efecto del cincel en las medidas de

resistencia del suelo siendo estas menores que para la labranza convensional En un suelo ácido se obtuvo una producción de grano de soya de 2655 Kg/ha en el

sistema de siembra directa, mientras que para la labranza convencional las producciones fueron de 2521 Kg/ha

Finalmente para la fecha el crecimiento de la siembra directa o cero labranza es un hecho y se estima que este crecimiento tiene una tasa de 20% aproximadamente.

MAQUINARIA UTILIZADA

Plantación con azada

La siembra o plantación con azada manual es hecha en muchas partes de África. La azada manual usada para propósitos de plantación, difiere usualmente de la que es usada para labranza y control de malezas, en que la hoja de la cuchilla es delgada y estrecha. En otras palabras se trata de una siembra-plantación directa, si la plantación es hecha sin ninguna preparación de tierras con anterioridad.

Figura 5. Un agricultor en tierra inclinada, del sur de Honduras usando un palo para sembrar maíz

Sembradora directa manual o plantadora por punzada

Con el objetivo de acelerar el proceso de plantación a mano, fue desarrollada la plantadora por punzada (o matraca). Esta es una herramienta sostenida manualmente, que permite plantar al agricultor desde una posición de pie y más rápido que cualquier otra herramienta manual (promedio de 2 días por hectárea). La herramienta consta de dos palancas largas unidas abajo por una bisagra en forma de V con punta aguzada, con la cual se da la punzada al suelo. La punta aguzada es empujada dentro del suelo. Mediante el cierre de las palancas en forma de V, la punta aguzada es abierta para liberar la semilla dentro del suelo. Al mismo tiempo, nueva semilla, y eventualmente el fertilizante, es cargado dentro del mecanismo dosificador. La plantadora es empujada dentro del suelo en cada paso que da el agricultor, permitiendo un espaciado regular algunas de las desventajas de este sistema son:

1. Los brazos regularmente son demasiado débiles y ocurre la fractura con frecuencia

2. Las puntas se cubren y con suelo cuando no está diseñada adecuadamente o cuando está manejada y usada en suelos arcillosos muy húmedos

Actualmente se encuentran dos tipos de plantadoras de punzada; con punta ancha y con punta estrecha aguzada. La primera es usada en tierras preparadas, por ejemplo, cuando la línea de plantación es roturada. La segunda, con punta estrecha aguzada, es diseñado para la plantación manual de no-labranza y, por lo tanto, es más recomendada.

Figura 6. Un Maazai en Tanzania, evaluando la plantadora manual de punzada. (FAO,2014)

Plantadoras de tracción animal y de tractor de simple eje

Los componentes de la maquinaria para siembra directa para tracción animal y tractores de simple eje, han sido diseñados para manejar residuos sobre la superficie del suelo y al mismo tiempo, colocar las semillas y posiblemente el fertilizante en el suelo. Por lo tanto las sembradoras directas tienen los siguientes elementos de trabajo:

1. Un disco para cortar (la cobertura), los residuos de cultivos y abrir una ranura en el suelo.2. Un abridor de surco para colocar el fertilizante- usualmente un cincel.3. Un abridor de surco para colocar la semilla – un cincel o doble discos.4. Ruedas para controlar la profundidad de plantación u eventualmente presionar la hilera

de semilla, y

5. Ruedas de presión para cerrar la ranura con el fin de asegurar un buen contacto entre el suelo y la semilla.

El rendimiento del disco que corta la cobertura o los residuos de cultivos depende de varios factores:

Condiciones del suelo: Textura, resistencia a la penetración, humedad y porosidad Condiciones del residuo y la paja Sembradora: peso y dinámica Dimensión y forma del disco

Figura 7. Diseño básico de una plantadora directa de tracción animal. (Friedrich, 2000)

Vale la pena resaltar que para obtener buenos resultados es recomendado:

Trabajar durante las horas más calientes del día (después de las 10 de la mañana) Trabajar cuando la paja est᧠verde o completamente seca, nunca cuando está

marchitada Operar cuando los niveles de humedad alcanzan el punto de los suelos que están

friables o desmenuzables Cuando se usa tracción animal, nunca tratar de sembrar con más de 5 toneladas de

materia seca por hectárea dejada sobre la superficie. (Friedrich, 2000)

Figura 8. Disco cortador (Friedrich, 2000)

Es de vital importancia realizar un corte lo suficientemente eficiente ya que de lo contrario se produce una acumulación de residuos entre las diferentes partes de la sembradora y origina problemas en la deposición del fertilizante y de las semillas, es decir, espaciado irregular o completa ausencia de semillas.

Figura 9. Acumulación de residuos

Los abridores de surcos para semilla y fertilizante de plantadoras de tracción animal o de micro-tractor, son usualmente un cincel o azada, doble discos, perforador de inyección rodante. Usualmente el abridor de surco es colocado justamente antes o en la punta de los tubos que dejan caer el fertilizante y las semillas.

Todos estos diseños producen algún alojamiento del suelo en la superficie, cerca de la ranura que puede ser usado para cubrir la ranura de nuevo. Los abridores tipo azada o cincel, despliegan el suelo hacia arriba; los abridores con fuerza motriz, cortan el suelo con un juego de cuchillas rotatorias; los abridores de surco sacan el suelo fuera de la zona de la ranura.

Figura 10. Zurco con fuerza motriz figura 11. Plantadora con abridor de azada

Los abridores tipo azada se reŋeren a cualquiera en forma de púa o cincel, el cual es diseñado para penetrar verticalmente en el suelo. La semilla es liberada hacia abajo por la parte de adentro de la cavidad de la propia púa o hacia abajo en un tubo ŋjado a la púa, el cual es usualmente abierto en la parte trasera. A continuación se presentan algunas ventajas y desventajas de este tipo de sistemas

Ventajas:

Bajo costo. Penetran mejor en el suelo que los discos requiriendo menos peso del implemento.

Por lo que son ideales para la tracción animal. No empujan residuos dentro de la ranura sino que los desplazan a los lados. No crean superficies selladas en los lados de los surcos húmedos y asi favorecen una

mejor cama de semillas

Desventajas:

Problemas con piedras y obstáculos. Requieren un buen disco de corte para residuos grandes. Hay más movimiento del suelo dependiendo de la forma y el ancho.

Equipo para siembra directa para tractores

Este tipo de sembradoras directas tienen todos o algunos de los siguientes componentes:

Tolvas para las semillas y/o fertilizantes con los respectivos tubos de dosificación y entrega.

Limpiador de surco para quitar el exceso de residuos del surco. Disco de corte para cortar los residuos.

Abresurco para el fertilizante. Abresurco para las semillas. Rueda para comprimir las semillas. Rueda para cerrar el surco (a menudo en combinación con el control de profundidad). Rueda compresora.

Limpiador del surco

En algunos casos este tipo de sistemas para siembra directa o cero labranza tiene un limpiador de surcos antes o combinado con el disco de corte. Los limpiadores de surcos producen una siembra más eficiente en las siguientes condiciones:

Cobertura de residuos pesada o de difícil manejo. Semillas delicadas. En los climas fríos para calentar el suelo.

Figura 12. Limpiador de zurco con disco de corte

AbresurcosUn surco puede ser abierto por un cincel o por una azada, un disco simple en ángulo con el surco, discos dobles o por inyección de puntas. Por lo general el abresurcos es colocado inmediatamente antes o en el extremo de los tubos que dejan caer las semillas y los fertilizantes. Hay diferentes opiniones respecto a la función de los abresurcos en las sembradoras directas. Algunos consideran que el abresurcos junto con la colocación de la semilla en el suelo debería hacer alguna preparación del suelo en el surco. Las sembradoras que tienen este objetivo a menudo usan abresurcos de tipo de azada y crean considerable movimiento del suelo. Esto conduce a mayor requerimiento de fuerza de tiro, pérdidas de humedad y a la germinación de las semillas de las malezas. Por lo tanto, en la agricultura de conservación se prefiere usar abresurcos diseñados para crear un mínimo movimiento del suelo, ya sean de cinceles o de discos.

Figura 13. Siembra directa con abresurcos de azada

Generalmente existen cuatro tipos generales de formas de surcos:

1. Ranuras en V.2. Ranuras en U.3. Ranuras en T invertida.4. Ranuras cruzadas.

Las ranuras de forma de V son casi siempre creadas por dos discos que se tocan en el frente y se abren en ángulo hacia atrás. El ángulo en V es normalmente de 10°. Cada uno de los discos angulados empuja casi un mismo volumen de tierra hacia los lados, cuando los dos discos están en el mismo ángulo con la vertical. La mayor ventaja de los discos dobles es su capacidad para manejar residuos superficiales, piedras y obstáculos menores sin bloquearse. La construcción es relativamente simple y no requieren mantenimiento.

Figura 14. Abresurcos de doble disco.

Aunque regularmente este sistema es apropiado para el cultivo este presenta algunas desventajas las cuales son:

Necesitan alta fuerza de penetración. No toleran condiciones sub-optimales del suelo. Tienen tendencia a empujar residuos en la ranura (hairpinning). Tienden a concentrar la semilla y el fertilizante en la base de la ranura si se aplican en

el mismo

Las ranuras en U tienen una base más amplia que las ranuras en V. Son formadas por varios diseños de abresurcos:

1. Abresurcos de tipo de disco sencillo angulado.2. Abresurcos de azada.3. Abresurcos de cuchillos rotativos motorizados.

Todos estos diseños producen algo de suelo suelto en la superficie cerca de la ranura, el que puede ser usado para recubrirla. Los abresurcos de tipo de disco angulado raspan el suelo del centro de la ranura, los abresurcos de azada levantan el suelo, los abresurcos motorizados rompen el suelo con un juego de hojas rotatorias y los abresurcos de surco cavan el suelo fuera de la zona de la ranura.

Figura 15. Abresurco de disco simple. Figura 16. Abresurco de tipo de azada.

Figura 17. Abresurco de tipo de azada.

La ranura de T invertida fue desarrollada para invertir la forma de la ranura en V, o sea una parte superior ancha y base angosta. El principal objetivo para este desarrollo fue la posibilidad de doblar el suelo cubierto con residuos sobre la ranura para la conservación de la humedad. El segundo objetivo fue encontrar un diseño capaz de manejar correctamente la colocación del fertilizante al mismo tiempo de la siembra. El implemento consiste de un vástago vertical que se curva hacia afuera en su base para formar dos alas inclinadas hacia el frente a 5-10°. Un disco en el frente corta los residuos. Las principales ventajas y desventajas son:

Ventajas:

No compacta el suelo. La ranura se cierra automáticamente. Mantiene una profundidad de siembra constante siguiendo la superficie del suelo. Puede sembrar muy superficialmente al reducir la inclinación de las alas.

Desventajas:

Se gasta considerablemente en suelos arenosos. No hay una buena apertura del surco en los suelos sueltos. Tiene un manejo difícil de los residuos (requiere un disco de corte).

Figura 18. Abresurcos de T invertida

El abresurco de ranura cruzada es un desarrollo posterior de la ranura en T invertida. Proporciona condiciones casi ideales para la germinación de las semillas. Consiste de discos de corte con dos pequeñas alas a cada lado. Las alas abren un corte horizontal en el cual se coloca de un lado la semilla y del otro el fertilizante, separadas por el corte vertical del disco de corte. Este dispositivo consta de las siguientes características:

Condiciones ideales para la germinación de las semillas. Eficiente separación de la semilla y el fertilizante. Requiere poca fuerza de tiro. Buen manejo de los residuos, sin problemas de dejar residuos en posición vertical. Considerable desgaste en los suelos arenosos. Caro.

Figura 19. Detalle de abresurco de ranura cruzada

CONCLUSIONES

Es una realidad que el incesante abuso de los recursos naturales está degradando el suelo, lo cual a largo plazo podría causar una dependencia en Colombia de la ayuda externa. Es por esto que es necesario retardar y revertir este impacto sobre el suelo, solución que se puede encontrar en la siembra directa o cero labranza.

A pesar que inicialmente la siembra directa o cero labranza no tuvo acogida entre los agricultores colombianos, ha demostrado ser altamente competitiva y al mismo tiempo este sistema conserva las propiedades del suelo.

Las políticas que afectan el uso y el manejo de la tierra, deberían ser coordinadas entre las distintas reparticiones gubernamentales, para facilitar la toma de decisiones apropiadas por parte de los agricultores, para el mejor manejo de la tierra.

El sistema de siembra directa, cuando se realiza correctamente con la rotación de cultivos, permite una mejor distribución del trabajo durante todo el año, lo que permite una mejor planificación y la diversificación hacia otras actividades.

Existen distintos tipos de mecanismos los cuales garantizan una siembra directa, y que manejados de una manera adecuada pueden contribuir a un cultivo muy productivo

RECOMENDACIONES

Fomentar este tipo de tecnología para que cada vez en Colombia tenga una mejor acogida dentro del campo de los agricultores.

Estar al día de los diferentes avances que se produzcan en este campo ya que es un área de desarrollo constante.

BibliografíaFAO. (22 de 11 de 2014). FAO. Obtenido de http://www.fao.org/ag/ca/es/3g.html#3g-2

Friedrich, T. (2000). Conceptos y objetivos de la labranza en una agricultura conservacionista. FAO.

IICA. (2004). 1° Seminario Internacional Sobre Plantio Directo Nos Trópicos Sul-Americanos. Dourados, Brasil: ANAIS.

Regional, C. A. (2000). Cultivar sin arar. Bogotá: Proyecto Checua.