Efectos de los cultivos de servicio sobre la dinámica de nutrientes ya la disponibilidad de carbono orgánico.
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SUSCRIBITELa incorporación de cultivos de servicio en las rotaciones agrícolas de la región pampeana constituye una herramienta clave para incrementar el carbono orgánico del suelo, mejorar el balance de nutrientes y consolidar los rendimientos de los cultivos de renta, siempre y cuando el manejo agronómico se gestione de manera adecuada para no penalizar la recarga hídrica.
En la zona núcleo pampeana la presencia de períodos prolongados de barbecho otoño inverno-primaveral coincide con condiciones edafoclimáticas que favorecen excedentes hídricos temporarios. Durante ese período, la mineralización de la materia orgánica del suelo libera nitrógeno, que queda expuesto a pérdidas por lixiviación hacia capas profundas del perfil edáfico o napas freáticas. “La incorporación de cultivos de servicio intercepta este flujo”, indicó Silvina Restovich del Grupo de Gestión Ambiental del INTA Pergamino durante una charla ofrecida en una jornada de Tranqueras Abiertas organizada en El Trébol por la región CREA Sur de Santa Fe.
Al analizar el nitrógeno mineral en el perfil (hasta 1,0 metro de profundidad), la inclusión de coberturas (tanto monoespecíficas como en mezclas) captura entre un 50% y un 90% del nitrógeno potencialmente lixiviable, transfiriéndolo desde un compartimento mineral altamente lábil hacia una fracción orgánica estable: la biomasa vegetal.
“La eficiencia de retención de nitrógeno varía según las propiedades físicas del perfil, particularmente entre suelos con diferencias en su drenaje y capacidad de retención”, explicó.
El Argiudol típico presenta un horizonte B argílico de texturas arcillosas que restringe parcialmente el drenaje vertical. Las pérdidas por lixiviación son menores, pero los cultivos de servicio logran deprimir significativamente el excedente de agua libre en el perfil.
En lo que respecta al Hapludol típico, su menor contenido de arcilla facilita mayores tasas de drenaje y, por ende, un flujo de lixiviación de nitrógeno más severo. “En secuencias de largo plazo, la inclusión de cultivos de servicio puede reducir drásticamente esas pérdidas gracias a la inmovilización del nitrógeno en la biomasa aérea y radicular y a la reducción del volumen de agua de drenaje debido a la transpiración del cultivo de servicio”, remarcó.
En lotes degradados por tres décadas de monocultivo de soja en siembra directa, la introducción de una vicia consociada con avena demostró una recuperación progresiva de los niveles de carbono y nitrógeno orgánico en la capa superficial (0-30 centímetros).
En sistemas de rotación maíz-soja de baja a mediana fertilidad química inicial (línea de base de alrededor de 35 toneladas.C/ha en los primeros 20 centímetros), la rotación convencional sin cultivos de servicio apenas logra sostener dicho contenido de carbono a lo largo del tiempo. “En contraste, la inclusión sistemática de Vicia faba o Vicia sativa como antecesor del maíz de primera genera incrementos acumulados netos de hasta 10 toneladas de carbono orgánico en la capa de los primeros 20 centímetros de suelos luego de dos décadas de manejo estabilizado”, resaltó la investigadora.
A través del modelo de simulación biofísico STICS, calibrado y validado mediante ensayos de campo de largo plazo conducidos por el INTA Pergamino, se proyectó la dinámica del carbono orgánico a 30 años para una rotación de maíz y soja de primera (control) versus esa misma rotación pero con inclusión de cultivos de coberturas y un cultivo de vicia.
Las mediciones a campo de mezclas poliespécificas que mantuvieron una proporción de leguminosas cercana al 60% validaron las trayectorias predictivas de acumulación de carbono del modelo STICS, comportándose de manera homóloga a los monocultivos de vicia pura en términos de balance de carbono.
La producción de biomasa aérea de los cultivos de servicios presenta una alta variabilidad interanual ligada a la fecha de siembra, la ventana de crecimiento térmico, la disponibilidad de agua y el momento de terminación.
Las crucíferas, como nabo forrajero, pueden generan entre 1000 y 5000 kg.MS/ha y exhiben una alta dependencia del nitrógeno inicial del suelo debido a su rápido crecimiento en los primeros estadios. Las gramíneas (avena o centeno) promedian producciones de 5000 kg.MS/ha. Pero las leguminosas (vicia sola o consociada) logran acumulaciones de entre 5000 y 12.000 kg.MS/ha.
La relación Carbono:Nitrógeno (C:N) de los residuos de los cultivos de cobertura determina la tasa de mineralización y, por ende, la disponibilidad de nutrientes para el cultivo de renta posterior.
Las leguminosas puras poseen relaciones C:N bajas y su mineralización es sumamente rápida, mientras que las gramíneas puras poseen relaciones C:N elevadas y promueven fenómenos transitorios de inmovilización de nitrógeno por parte de la biomasa microbiana del suelo (efecto de hambre de nitrógeno).
“Las mezclas, en cambio, presentan relaciones C:N intermedias que optimizan tanto la velocidad de entrega del nutriente como la persistencia del mantillo (mulch) sobre el suelo”, afirmó la especialista del INTA.
El momento de interrupción del ciclo biológico del CS define el compromiso (trade-off) entre la acumulación de nutrientes/carbono y la recarga hídrica del perfil edáfico. Al evaluar un maíz tardío (sembrado a fines de noviembre), se compararon dos ventanas de secado químico: temprano (28 días antes de la siembra de maíz) y tardío (7 a 10 días antes de la siembra):
El secado tardío ofreció un incremento promedio del 14% en la sincronía de liberación del nitrógeno hacia los períodos de mayor demanda del cultivo de maíz (estadios fenológicos V4 a V6).
Si bien retrasar el secado químico del cultivo de servicio optimiza el aporte de biomasa y nutrientes, incrementa sustancialmente el consumo hídrico del perfil. Esa práctica, por lo tanto, requiere de precipitaciones que garanticen la recarga del perfil previo a la siembra del cultivo sucesor.
La inclusión de cultivos de servicio basados en leguminosas se traduce de manera sistemática en incrementos de rendimiento estables en el cultivo de maíz. En campañas de precipitaciones normales o con perfiles hídricos iniciales bien cargados, se han medido incrementos de 2000 a 3000 kg/ha de maíz en tratamientos con antecesor de vicia o avena + vicia en comparación con el testigo en barbecho limpio.
Ese incremento productivo presenta una correlación negativa con la relación C:N del cultivo de servicio antecesor, lo que se explica por la mayor oferta de nitrógeno mineral disponible en los primeros 30 centímetros del suelo, donde se detectaron incrementos de 28 a 40 kg/ha de nitrógeno mineral adicionales al momento de la siembra o en estadios tempranos del cultivo de renta bajo coberturas de leguminosas respecto de barbechos.
El aporte de carbono subterráneo es crítico para sostener la estabilidad de agregados y estimular la biota edáfica. Los cultivos de servicio modifican sustancialmente el perfil del suelo a través de sus raíces. El 48% al 52% de la biomasa radicular total se concentra exclusivamente en los primeros 5,0 centímetros de profundidad del suelo. Esa acumulación masiva de raíces finas y exudados radiculares explica por qué la estabilidad estructural del suelo mejora de forma drástica tras diez años de manejo continuo con cultivos de cobertura.
Por otra parte, el uso de crucíferas de raíz pivotante profunda (como el nabo forrajero) consociadas con leguminosas (vicia) promueve, tras cinco años de acumulación, un incremento significativo en la proporción de macro y mesoporos en la base del horizonte A (hasta los 30 centímetros de profundidad), lo que contribuye a disminuir la densidad aparente y mejorar las tasas de infiltración de agua.
Además, la diversificación e intensificación biológica mediante cultivos de servicios altera el microbioma edáfico, medido a través de la diversidad taxonómica y la actividad enzimática.
Por otra parte, experimentos conducidos en el INTA Pergamino mostraron que la integración de la ganadería mediante pastoreos controlados de cultivos de servicio potenciaron el ciclado biológico de nutrientes esenciales –como el fósforo– sin desmejorar de manera significativa la estructura física edáfica.