Efectos de un cultivo de cobertura sobre propiedades edáficas y uso del agua en ambientes con erosión hídrica y monocultivo de soja, en el sur de la provincia de Santa Fe

Abstract

El monocultivo de soja (Glycine max (L.) Merr.) que se desarrolla actualmente en una gran superficie del área cultivada de la región pampeana húmeda argentina, afecta la sustentabilidad de sus ambientes agrícolas. El deterioro de las propiedades físico-químicas de los suelos y la falta de aprovechamiento de una parte sustancial de los recursos disponibles, como agua y nutrientes, se suma al daño provocado por los procesos de erosión hídrica, de difícil reparación. La inclusión de un cultivo de cobertura (CC) invernal podría mejorar la calidad de los suelos, incorporar al sistema los recursos ambientales no aprovechados y disminuir los procesos erosivos, favoreciendo la productividad del cultivo de renta. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de un cultivo de cobertura sobre algunas propiedades edáficas, uso del agua, control de la erosión y en la productividad del cultivo de soja en monocultivo, en suelos erosionados. El estudio se realizó en Cañada de Gómez, provincia de Santa Fe, durante la campaña agrícola 2012/2013. El experimento se desarrolló sobre un suelo Argiudol típico, con un diseño de parcelas divididas, donde las parcelas mayores fueron los ambientes del sitio experimental, diferenciados por su relieve en Loma, Media Loma y Bajo y las parcelas menores fueron los tratamientos de cobertura, que tuvieron dos niveles, sin cultivos de cobertura (SCC) y con cultivos de cobertura (CCC). Los CC consistieron en una mezcla de avena (Avena sativa L.) y vicia (Vicia sativa L.). Se evaluó carbono orgánico total (COT) en gramos por kilogramo (g.kg-1), carbono orgánico particulado (COP) fracción > 53 micras (μm) en g.kg-1, nitrógeno total (Nt) en g.kg-1, fósforo extractable (Pe) en miligramos por kilogramo (mg.kg-1), azufre de sulfatos (S-SO4) en mg.kg-1, pH, textura en porcentaje (%), densidad aparente (Dap) en gramos por centímetro cúbico (g.cm-3) y estabilidad estructural (IEA) en %, en distintas profundidades de suelo y diferentes momentos del estudio, desde la siembra de los CC hasta la madurez fisiológica de la soja. Sobre los datos obtenidos se calculó la relación carbono/nitrógeno (C:N) y la relación COP/COT. Se midió la producción de materia seca (MS) en megagramos por hectárea (Mg.ha-1) y el contenido de carbono (C) en Mg.ha-1, sobre la biomasa aérea de los CC, al momento de su secado y en la biomasa aérea vegetativa y reproductiva de la soja, en el estadío fenológico de madurez fisiológica (R6). Se evaluó el agua útil disponible (AUD) en milímetros (mm) hasta dos metros de profundidad, en diferentes momentos de los ciclos de los CC y de la soja. Se calculó el costo hídrico (CH) en mm, uso consuntivo (UC) en mm y eficiencia de uso del agua (EUA) en kilogramos de materia seca por milímetro (kg MS.mm-1) de los CC. Se midió la cobertura superficial en % y la rugosidad superficial (RR) en milímetros (mm), en diferentes momentos del estudio. Se realizaron tests de erosión hídrica, en inicios de floración del cultivo de soja, en donde se midió el agua útil disponible antecedente en el espesor 0-20 centímetros (cm) en mm y el tiempo de inicio del escurrimiento (Ti) en minutos (min). Se elaboraron hidrogramas en milímetros por hora (mm.h-1) cada cinco min, en base a los caudales de escurrimiento, se midió la pérdida total de agua por escurrimiento superficial en % del agua aplicada, se calculó el coeficiente de escurrimiento (CE), en % de la cantidad total de agua escurrida sobre la cantidad total de agua aplicada, se calculó la infiltracion acumulada (IA) en mm, en base a la diferencia acumulada cada cinco minutos entre agua aplicada y agua escurrida y se midió la pérdida total de suelo en kilogramos por hectárea (kg.ha-1). Sobre los sedimentos erosionados se determinó la concentración de materia orgánica (MO), carbono orgánico (CO) y Nt en g.kg-1, de Pe en mg.kg-1, de arena, limo y arcilla en g.kg-1y el pH. Se calculó la tasa de enriquecimiento de MO, CO, Nt y Pe y la variación de pH y textura en los sedimentos erosionados, respecto del espesor de 0 a 5 centímetros del suelo. Se calcularon las pérdidas totales de MO, CO y Nt, en kg.ha-1 y de Pe en gramos por hectárea (g.ha-1). Se midió el rendimiento del cultivo de soja en kg.ha-1 y se registró el número de granos.m-2 (NG) y el peso de mil granos (P1000) en gramos (g), como componentes de rendimiento. En todos los ambientes se registraron incrementos de COT y COP desde la siembra de la soja y hasta el fin del estudio, del Nt y del pH en el momento de siembra del cultivo de soja y del S-SO4 en madurez fisiológica del cultivo. Estos aumentos sólo se hallaron en 0-5 cm de profundidad, marcándose un proceso de estratificación, por enriquecimiento superficial respecto de los estratos más profundos. El Pe fue menor durante todo el estudio, en las parcelas CCC respecto de las parcelas SCC, si bien no significativamente y mostró una elevada estratificación superficial. En la mayoría de las determinaciones, el ambiente Media Loma presentó desde el inicio del trabajo, un mayor deterioro de todas sus propiedades químicas y físicas, respecto de los ambientes Loma y Bajo. El IEA mostró una respuesta positiva a la incorporación de los CC y la Dap sólo presentó efecto a siembra de la soja. La MS de los CC varió entre 5,5 y 6,7 Mg.ha-1 según ambientes, con un contenido de C de 2,2 a 2,6 Mg.ha-1. La MS y el contenido de C de las vainas con granos de soja en el estadío fenológico R6, fue superior en las parcelas CCC. Las reservas de AUD consumidas por los CC se recuperaron con las lluvias registradas durante el barbecho previo a la siembra de soja, y en los estadios de floración (R1) e inicio de llenado de granos (R5) de soja, el AUD en las parcelas CCC fue superior al de las parcelas SCC. El UC fue superior en las parcelas CCC, mientras el CH y la EUA de los CC no mostraron diferencias entre ambientes. La cobertura superficial y la RR fueron incrementadas por los CC. Durante la aplicación de las lluvias simuladas, el Ti se retrasó y las pérdidas totales de agua y suelo disminuyeron, debido a la presencia de la cubierta vegetal. La concentración de MO, CO, nutrientes y de la fracción arcilla en los sedimentos erosionados, fue superior a la del suelo de origen en superficie, y las cantidades totales de MO, CO y nutrientes perdidas por erosión, fueron menores en las parcelas CCC. Se registró un incremento del rendimiento de soja en todas las parcelas CCC. Los CC constituyen una práctica recomendable para mejorar propiedades físico–químicas de los suelos, producir MS y captar C a expensas de los recursos no aprovechados en sistemas de monocultivo de soja, como así también para disminuir las pérdidas por erosión hídrica, favoreciendo la productividad del cultivo de renta en ambientes agrícolas de la región pampeana húmeda argentina.

Soybean (Glycine max (L.) Merr.) monoculture affects sustainability of agricultural environments in the Argentinean Humid Pampas Region. The under-utilisation of resources,like water and nutrients, is added to the deterioration of physico-chemical soil properties and to the damage caused by the process of water erosion. The inclusion of a winter cover crop (CC) could incorporate to the system these wasted resources, improve soil quality and reduce erosive processes, increasing the productivity of the soybean crop. The objective of this study was to evaluate the effect of the inclusion of a winter CC in a soybean-soybean sequence, on some physical and chemical soil properties, the use of water, the water erosive processes and crop productivity. The inclusion of the CC improved some physical and chemical properties and the use of the available water.The loss of water, soil and nutrients caused by water erosion was reduced and soybean showed higher grain yields.