Dinámica de la cobertura de residuos en suelos bajo siembra directa: Relación con la humedad del suelo y la transformación de las fracciones orgánicas lábiles

Abstract

La región semiárida del sudoeste de la provincia de Buenos Aires, Argentina (SOB), presenta características climáticas y edáficas que la diferencian de la región pampeana central. A partir de la difusión de la siembra directa (SD) en el SOB, es necesario el conocimiento de diversos factores que afectan tanto la productividad como la sostenibilidad de estos agroecosistemas. Además, dada la importancia de los residuos superficiales en los sistemas de SD, es necesario el estudio de los factores que afectan su dinámica. El objetivo general de la tesis fue investigar aspectos poco conocidos de la implementación de la SD en el SOB, que permitan una adecuada implementación de esta práctica en la región. Se propuso evaluar diferentes factores relacionados con los residuos superficiales, propiedades físicas del suelo, ciclado del carbono orgánico del suelo (COS) y disponibilidad de nutrientes. A partir de la evaluación del estado actual de residuos en superficie (123 lotes) y fertilidad física (17 lotes) en sitios con historia bajo SD del SOB, fue posible establecer que la mayoría de estos no presentarían una adecuada cobertura y macroporosidad. Si bien no es posible atribuir la pérdida de porosidad a la SD, la forma en que se ha implementado en la región no aseguró una apropiada fertilidad física. La respiración del suelo (RS), presentó importantes variaciones en diferentes suelos bajo SD del SOB, lo que tendría diferentes efectos en el ciclado del COS. Debido a la elevada RS en algunos sitios del SOB, se observaron elevadas pérdidas potenciales de C-CO2 durante el barbecho químico estivo-otoñal. En consecuencia, el cultivo de trigo (Triticum aestivum L.) continuo, con barbecho químico largo, podría producir elevadas pérdidas de COS. Las diferencias en los balances de COS estarían influenciadas por el tipo de suelo, las precipitaciones durante el barbecho y el aporte de C de los residuos. El incremento de los residuos en superficie en suelos bajo SD provocó el aumento de la humedad edáfica y de la RS, asi como mayor disponibilidad de N y P para los cultivos. La mayor disponibilidad de estos nutrientes no provendría del aporte de los residuos sino se debería a mejores condiciones para la mineralización de la materia orgánica durante el barbecho. Sin embargo, dado el aumento de la actividad de microorganismos heterótrofos por el aumento de la cobertura del suelo, sería necesario el estudio de su efecto sobre las pérdidas potenciales de C-CO2 durante el barbecho químico. A pesar que el manejo bajo SD en el SOB representó un gran cambio frente a los sistemas convencionales de cultivo bajo labranza, sería necesario el avance en nuevas prácticas que permitan la adecuada implementación de la SD en la región. Debido a la baja cobertura del suelo y ausencia de rotaciones, no sería posible definir al manejo predominante actual de la SD como agricultura de conservación (AC). La transición del manejo actual de la SD a un manejo que integre los otros principios de la AC es compleja y representa un cambio a nivel holístico, requiriendo la adaptación y/o generación de prácticas de manejo apropiadas a cada situación. El aumento de la cobertura, la disminución de los períodos de barbecho y la adecuación e intensificación de las rotaciones, serían herramientas válidas para mejorar el manejo de SD en el SOB. Además, a partir de la implementación de estas prácticas sería posible el aumento del secuestro de C en suelos bajo SD del SOB. Este incremento del COS serviría para promover una mejora en la estructura del suelo, lo que ayudaría a revertir los problemas de degradación de los suelos de la región.

The semi-arid region of the southwest of Buenos Aires province -Argentina- (SOB), has climatic and edaphic characteristics that differentiate it from the central Pampean region. Since the large expansion of no tillage (NTill) in the SOB, it is needed a more detailed knowledge of several factors that affect both the productivity and the sustainability of agroecosystems. Furthermore, due to the importance of surface residues in NTill, it is necessary to determinate factors that affect its dynamics. The objective of the thesis was to generate information about the current state of soils under NTill in the SOB and surface residues dynamics, to achieve an adequate implementation of this practice in the region. It was proposed to evaluate different factors related to surface residues, soil physical properties, soil organic carbon (SOC) cycling and nutrient availability. From the study of surface residues (123 sites) and physical fertility (17 sites), it was possible to establish that most soils under NTill in the SOB would not have an adequate soil cover and porosity. Although it is not possible to attribute the loss of physical fertility to NTill management, the way it has been implemented in the region has not been able to guarantee an adequate soil cover and porosity. Soil respiration (SR) presented important variations in different soils under NTill of SOB that would have different effects on SOC cycling. Due to SR during summer-autumn fallow, potential C-CO2 losses could be very high. Consequently, continuous wheat (Triticum aestivum L.) cultivation with chemical fallow would produce large C-CO2 losses. The differences in SOC balances would be influenced by soil type, precipitations during fallow period and crop C contribution. Increased soil cover under NTill caused higher SR and greater nitrogen (N) and phosphorus (P) availability for crops. The increase in nutrient availability would be due to better conditions for organic matter mineralization during fallow period. However, due to the increase of heterotrophic microbial activity, it would be necessary to study the effect of increasing surface residues on potential C-CO2 losses during chemical fallow. Although NTill management in the SOB represented a great change compared to conventional tillage systems, it would be necessary to advance in new practices that allow the adequate implementation of NTill in the SOB. Due to low soil cover and absence of crop rotations, it would not be possible to define the current NTill management as conservation agriculture (CA). The transition from NTill management to the integration of the other CA principles is complex and represents a holistic change, requiring the adaptation and / or generation of management practices to each situation. Increasing soil cover, decreasing fallow periods and adaptation of crop rotations would be valid tools to improve NTill management in soils of the SOB. Furthermore, the implementation of these practices would lead to increase C sequestration, that would help to revert soil degradation in the region.