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Experimentos de largo plazo sobre rotaciones :preguntas planteadas y respuestas obtenidas.
La experiencia de FAGRO‐UDELAR
Experimentos de largo plazo sobre rotaciones :preguntas planteadas y respuestas obtenidas.
La experiencia de FAGRO‐UDELAR
Oswaldo Ernst
Facultad de AgronomíaUniversidad de la República Oriental del Uruguay
Oswaldo Ernst
Facultad de AgronomíaUniversidad de la República Oriental del Uruguay
Experimentos de largo plazo (ELP)Características deseables
:
1. Objetivos definidos, pero no rígidos
2. Enfoque científico multidisciplinario
3. Diseño que permita el análisis estadístico, incluyendo análisis de series de tiempo
4. Parcelas grandes, que permitan subdivisiones para tratamientos adicionales
5. Protocolos de manejo y determinaciones
6. Continuidad en la presentación documentada de resultados e interpretaciones
7. Aceptable nivel de financiación “de base”
Planificando ELPLa clave es la pregunta
Opción 1. para solucionar un problema
Opción 2: anticiparse a un problema
Opción 3: “imaginando un futuro posible”
Roles de los ELP
1. cuando todavía son de corto plazo
Tienen preguntas concretas que generan tecnologías de fácil difusión/aplicación
Tienen referencia clara con sistemas de producción dominantes
2. Cuando ya son de largo plazo
Laboratorio en el que se genera el conocimiento básico para entender los procesos que gobiernan la dirección que toman las propiedades emergentes de los sistemas evaluados
sustentan la investigación adaptativa y participativa
I. Los experimentos de largo plazo…
…..cuando todavía son de corto plazo
Secuencias de cultivos y rotación con pasturas con y sin laboreo siembra sin laboreoInicio: 1993
MANEJO DEL SUELO PASTURA CULTIVOS
Laboreo no Solo especies C3 Trigo/girasol/cebada/soja/
Laboreo si Solo especies C3 Trigo/girasol/cebada/soja/
No laboreo no Solo especies C3 Trigo/girasol/cebada/soja/
No laboreo si Solo especies C3 Trigo/girasol/cebada/soja/
No laboreo no Especies C4 en veranoTrigo/maíz/cebada/sorgo/
No laboreo no Soja contínua
Efecto de la edad de chacra sobre el rendimiento del trigo
Fuente: Ernst, Guido, Iewdiukow, 1988.
Objetivo: Eliminar el efecto “edad de chacra”
ErosiónOxidación de C No laboreo
Rendimiento relativo de trigo sembrado como cabeza de rotación o fin de rotación con o sin laboreo (1995‐2011)
1
1.03
1.06
1.09
cabeza de rotación fin de rotación
Rend
imie
nto
rela
tivo
de tr
igo
(SD_
P/L
C_P
)
No incluye el primer ciclo, considerado “de aprendizaje”
I Simposio Agricultura de Secano Setiembre 17‐18, 2009. Paysandú
9
Cantidad total de COS y NTS según laboreo y rotación(0-18-cm) Adaptado de Ernst y Siri-Prieto, 2009
40
45
50
55
1993 2004
TCO
S M
g/ha
COS
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
1993 2004N
TS M
g/ha
N
ROT NL
ROT LC
CC NL
CC LC
Efecto de la incorporación de pasturas de diferente duración y composición botánica sobre el rendimiento en grano de cultivos sembrados con o sin laboreo
Inicio: 1994
Manejo del suelo Pastura Rotación años Relación cultivo/pastura
Laboreo Trebol blanco,lotus y Festuca
7 50%/50%
No laboreo Trebol blanco,lotus y Festuca
7 50%/50%
No laboreo Trébol rojo y achicoria 5 70%30%
No laboreo no 3 100
Pregunta: ¿Cuál es la relación pastura/cultivo óptima si no se laborea?
Efecto del sistema de laboreo y la rotación cultivo‐pastura sobre el rendimiento (Mg ha‐1) de trigo/soja, cebada/sorgo, barbecho/girasol, en el experimento de largo plazo en Paysandú, Uruguay (2001‐2008).
Ernst, Siri, Cadenazzi, 2009
Manejo
Cultivo LCCP-L SDC-PL SDC-PC SDCC Trigo 3.04 a 3.17 a 3.22 a 3.22 a Soja 1.51 b 1.89 ab 1.81 ab 2.10 a Cebada 3.72 a 2.74 ab 2.56 b 2.86 aSorgo 4.26 a 4.89 a 5.10 a 5.04 a
Girasol 2.88 a 2.59 ab 2.20 b 2.29 ab
Cantidad de carbono orgánico en el suelo según proporción del tiempo en que el suelo estuvo ocupado
por agricultura en el período 1994‐2012 (Zierfuss, 2013)
0
10
20
30
40
50
60
100/0 70/30 50/50
Carbon
o orgánico en el sue
lo (Mg/ha
0‐
20 cm
)
Relación tiempo agricultura/tiempo pastura
Epidemiología de enfermedades necrotróficas en sistemas agrícolas sin laboreo
Responsable: Carlos PérezInicio 1999
0
100
200
300
400
500
600
700
800
2006 2007 2008
Año
AUDP
C
monocultivo1 año s/trigo2 año s/trigo3 año s/trigo
a
ab
bb
a
b
a
bb
b b
b
Tukey, p<0.05
Cantidad de enfermedad a lo largo del ciclo, para distintos largos de rotación según año
Responsable: Carlos Pérez
Manejo del rastrojo para la situación “ año 1 ”Control biológico del inóculo con Trichoderma spp
Planificando ELPLa clave es la pregunta
Opción 1. para solucionar un problema
Opción 2: anticipar a un problema
Opción 3: “imaginando un futuro posible”
Cultivos de cobertura en sistemas agrícolas sin laboreoInicio: 2007
ViciaVicia
RaigrasRaigras
¿Sustituyen el ingreso de N de las pasturas?
tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión
-5,00 -2,50 0,00 2,50 5,00CP 1 (46,3%)
-5,00
-2,50
0,00
2,50
5,00
CP
2 (3
6,9%
)
1 2
3
4
5
6
SONOLE
CORDID
CONSP
VERLIT
RAB
GRAM
CERGLO
BOWIN
STEME
CARDOS
AMMIGAMSP
1 2
3
4
5
6
SONOLE
CORDID
CONSP
VERLIT
RAB
GRAM
CERGLO
BOWIN
STEME
CARDOS
AMMIGAMSP
AC doble cultivoAC un cultivo
AP doble cultivo
AP doble cultivo
EL BARBECHO LARGO COMO FUENTE DE PROBLEMAS CON MALEZAS . Fernandez y Roullier, 2010
I Simposio Agricultura de Secano Setiembre 17‐18, 2009. Paysandú
18
Opción 3: “imaginando un futuro posible”BIO-ENERGÍA: UN NUEVO ESCENARIO
(2010-2050)
¿qué opciones?¿Cuánto producen?
¿ impactos en el el largo plazo?
Producción de biocombustibles a partir de diferentes intensidades de sorgo dulce en la rotación
Responsable: Guillermo Siri
Rotación Cultivo cobertura Rotación años
Sorgo dulce continuo No 1
Sorgo dulce continuo Si 1
Sorgo dulce-pradera 1.5 años No 2
Sorgo dulce-pradera 3.5 años No 4
Inicio: 2005
Cultivos alternativos para la producción de bioenergíaResponsable : Guillermo Siri
Inicio 2007
Producción de biocombustibles a partir de grano y residuos de cultivos (rastrojos)
Responsable : Guillermo Siri
Rotación Retiro residuos Rotación años
Trigo-Sorgo grano-Maíz 0 2Trigo-Sorgo grano-Maíz 40 2Trigo-Sorgo grano-Maíz 80 2Trigo-Sorgo dulce-Maíz 0 2Trigo-Sorgo dulce-Maíz 80 2
Sorgo dulce-T. alejandrino 0 1
Sorgo dulce-Avena S. 0 1Sorgo dulce-T. Barbecho limpio 0 1
Inicio 2008
¿Cuánto rastrojo puede utilizarse como materia prima para la generación de energía?
Estrategias de fertilización en sistemas agrícolasResponsable : Guillermo Siri
RotaciónTrigo/soja barbecho maíz
criterios
Niveles críticos por cultivoBalance aparente
Inicio 2008
¿reposición por balance o niveles críticos??
Balance de carbono en sistemas agrícolasResponsable: Sebastián Mazzilli
1) ¿Cuál es la importancia relativa de los residuos aéreos y subterráneos en el balance de COS?2) ¿Cómo afecta la cantidad y calidad de residuos a la tasa de descomposición del COS existente?
SojaMaíz
MaízMaíz
SojaSoja
MaízSoja
Inicio 2008
Rotación de cultivos en sistemas arrocerosInicio: 2002
Responsable: Oswaldo Ernst
Rotación
Arroz continuo
Pradera/arroz/barbecho/arroz
Pradera/soja/arroz/arroz/barbecho/arroz
Pradera/ arroz/soja/arroz0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
soja/arroz barbecho/arroz arroz/arroz
Rend
imiento (kg/ha)
aa
b
Do Canto, 2006
Fin:2005 (financiación, exceso de optimismo)
I. Los experimentos de largo plazo…
…..cuando son de largo plazo
Experimentos de largo plazo: un debate constante
Cuando pasan a ser “de largo plazo”, son criticados por su alto costo y baja generación de resultados directamente transferibles a los productores.
Se contraponen a proyectos que generen resultados rápidamente, capaces de aumentar los rendimientos en un mundo con población creciente
Experimentos de largo plazo: debate constante
Asumir que la mayoría de las actividades productivas generan efectos acumulativos enel tiempo,
que impactan en el ambiente y cambian la calidad de los recursos no renovables,
que la solución de los problemas que se generan por ésta vía implica costos futuros.
contra
priorizar rápidos aumentos de rendimientos que permitan capitalizar las ventajas de hoy y ocuparse de los problemas que esto genere cuando la situación mejore
la mejora de productividad, permite que los actores protejan y recuperen los deterioros generados en el camino.
Experimentos de largo plazo
Cuestionamiento: Si dan información relevante: ¿por qué no la adoptan los productores?
Algunos no producen información relevante para las empresas y otros no reflejan los sistemas actuales, ya sea porque fueron definidos en otro contexto, o fueron diseñados para otro contexto, pasado o futuro.
Respuesta: Valoración de impactos, (extenalidades). Son una fuente de información relevante para la valoración de impactos positivos y negativos de los sistemas de producción.
Esta información permite generar conciencia social sobre problemas que termina forzando cambios en los sistemas. Son sustento científico para legislar.
Experimentos de largo plazo “con edad”
1. valorar la sostenibilidad de los sistemas de producción
2. establecer las BPA
3. archivo de muestras que permiten cuantificar efectos acumulados en el tiempo
4. Base de datos para generar, validar, calibrar modelos matemáticos integrados a modelos de simulación
Opción tomada en la EEMAC: Laboratorio en el que estudian las propiedades emergentes de los sistemas
Tesis de posgrado
• Emisión de gases con efecto invernadero (Lucía Salvo, 2010; Lucía Salvo)
• Balances de carbono (Tim Zierfuss, 2013; Sebastián Mazzilli)
• Cuantificación y modelación de la pérdida de nutrientes por escorrentía para diferentes combinaciones de rotación y manejo de suelos de Uruguay (Patricia Barreto)
• Calidad de suelo como determinante de las brechas de rendimiento(Oswaldo Ernst)
• Control biológico de enfermedades (Patricia Vaz, 2012; Andrés Villar)
Comentarios finales
La principal limitante: representan sitios y sistemas específicos, por lo que sus resultados son poco extrapolables
Alternativa: Modelos matemáticos integrados en modelos de simulación calibrados y validados que permitan “generar experimentos simulados”para otros sitios/sistemas.
Paradoja: los resultados generados deben validarse para una serie de años similares a la simulada, por lo que los ELP son el ámbito natural de validación.
Comentarios finales:
Una segunda crítica a los ELP los tratamientos pierden referencia con la realidad, tanto porque :
Si se adoptan pierden la capacidad de generar novedades.
Si no se adoptan: no reflejan los problemas de los sistemas reales
Alternativa : estudio en sistemas reales de producción, lo que da respuesta a la demanda de una investigación dinámica, que trabaja sobre los problemas actuales a costo de perder el control de los factores evaluados.
Paradoja: La buena investigación no solo debe resolver problemas, también debe anticiparse a los que se generarán, crear sistemas alternativos que eviten lo previsible