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Boletín sobre alternativas de uso de la paja de trigo en Chile
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INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS – INIA
CENTRO REGIONAL QUILAMAPU
INFORME
SITUACIÓN ACTUAL Y ALTERNATIVAS PARA REDUCIR LAS QUEMAS DE RASTROJOS DE CEREALES
Editor
Carlos Ruiz S.
Chillán, Agosto de 2011.
2
Autores
Andrés France I. Ingeniero Agrónomo, M.Sc., Ph.D. Entomología INIA Quilamapu
Jorge Carrasco J. Ingeniero Agrónomo, Dr. Suelos INIA Rayantué
Carlos Ovalle M. Ingeniero Agrónomo, Dr. Praderas INIA Quilamapu
Juan Hirzel C. Ingeniero Agrónomo, Dr. Fertilidad INIA Quilamapu
Carlos Ruiz S. Ingeniero Agrónomo, DEA. Economía y Desarrollo INIA Quilamapu
Luís Devotto M. Ingeniero Agrónomo, Dr. Entomología INIA Quilamapu
Claudio Pérez C. Ingeniero Agrónomo, M.Sc., Ph.D. Bioenergía INIA Quilamapu
Marcelino Claret M. Licenciado Biología, Dr. (c) Medio Ambiente INIA Quilamapu
Eduardo Mera I. Ingeniero Forestal, MBA U. de Chile Manejo del Fuego Corporación Nacional Forestal Región del Biobío
Paz Millas M. Ingeniero Agrónomo, Dr. Fitopatología INIA Quilamapu
Germán Klee G. Ingeniero Agrónomo Producción Animal Área Privada
Ricardo Madariaga B. Ingeniero Agrónomo, M.Sc., Ph.D. Fitopatólogo Programa Trigo INIA Quilamapu
Iván Matus T. Ingeniero Agrónomo, M.Sc., Ph.D. Genética Programa Trigo INIA Quilamapu
3
TABLA CONTENIDOS
1. INTRODUCCIÓN 6
2. RASTROJOS DE CEREALES 8
2.1. Superficie con cereales en Chile 8
2.2. Superficie con cereales en la Región del Bío Bío 9
2.3. Superficie con cereales en la Región de La Araucanía 10
2.4. Rendimiento de trigo 11 2.4.1. Rendimiento nacional trigo 11 2.4.2. Rendimiento y superficie de trigo en la Región del Bío Bío 11 2.4.3. Rendimiento y superficie de trigo en la Región de La Araucanía 11
2.5. Rastrojos 12 2.5.1. Producción de pajas 12 2.5.2. Componentes orgánicos de la paja de trigo 16
2.6. Efectos de la quema de los rastrojos 17 2.6.1. Materia orgánica 17 2.6.2. Fauna 18 2.6.3. Propiedades Físicas del Suelo 20
2.7. Uso del fuego en Chile 21 2.7.1. Administración del uso del fuego, diagnósticos y desafíos 23 2.7.2. Usuarios del fuego 23 2.7.3. Legislación asociada al uso del fuego 26 2.7.4. Conocimiento técnico asociado al uso del fuego 27
2.8. Quemas de rastrojos contaminación atmosférica y gases invernadero 29 2.8.1. Algunos gases y material particulado liberados en quemas de rastrojos y sus efectos 30
2.9. Descomposición de los rastrojos 32
2.10. Función Química de los rastrojos 35
2.11. Efecto de los rastrojos sobre las propiedades físicas del suelo 37
2.12. Degradación del suelo 37
2.13. Manejo de los rastrojos de trigo, prácticas de los productores 40 2.13.1. Sistemas de producción de trigo en la Región del Bio Bío 40 2.13.2 Sistemas de producción de trigo en la Región de La Araucanía 44
3. SISTEMA DE SIEMBRAS CON RASTROJOS DE CEREALES 49
4
3.1. Rotación de cultivos con manejo de rastrojo 49
3.2. Rastrojos y su relación con las enfermedades de los cultivos 53 3.2.1. Quema y rotación de cultivos 54 3.2.2. Principales patologías del cultivo del trigo 54 3.2.3. Estrategias para el control de enfermedades originadas en los rastrojos 59
3.3. Manejo de los rastrojos y su influencia en la dinámica de plagas 59 3.3.1. Quema de los rastrojos y su influencia en las plagas 62 3.3.2. Incorporación del rastrojo y su influencia en las plagas 63 3.3.3. Cero labranza y su influencia en las plagas 63
3.4. Control de Malezas en sistema de siembras sobre rastrojos de cereales 65
3.5. Sistema tradicional de siembra de los pequeños productores con incorporación de rastrojo 66
3.5.1. Manejo del rastrojo y maquinaria utilizada 66 3.5.2. Método de siembra y maquinaria utilizada 66 3.5.3. Manejo de los cultivos 66 3.5.4. Rendimientos 66 3.5.5. Costos directos manejo del rastrojo 67
3.6. Sistema de siembra con incorporación superficial del rastrojo 67 3.6.1. Manejo del rastrojo del trigo y maquinaria utilizada 67 3.6.2. Método de siembra y maquinaria utilizada 68 3.6.3. Manejo de los cultivos 68 3.6.4. Rendimientos 68 3.6.5. Costos directos del manejo del rastrojo. 68
3.7. Sistema de siembra con acondicionamiento superficial anual del rastrojo con subsolador 69
3.7.1. Manejo del rastrojo y maquinaria utilizada 69 3.7.2. Método de siembra y maquinaria utilizada 70 3.7.3 Manejo de los cultivos 71 3.7.4. Rendimientos 71 3.7.5. Costos directos de labores del manejo de rastrojo. 71
3.8. Sistema de siembra con acondicionamiento superficial anual del rastrojo 72 3.8.2. Método de siembra y maquinaria utilizada 73 3.8.3. Manejo de los cultivos 74 3.8.4. Rendimientos 74 3.8.5. Costos directos labores manejo y acondicionamiento anual del rastrojo. 74
3.9. Sistema de siembra con manejo de rastrojo en la Región de La Araucanía 75
4. ALTERNATIVAS DE UTILIZACIÓN DE LAS PAJAS DE TRIGO 76
4.1. Uso de paja en la alimentación de bovinos y ovinos 76 4.1.1. Paja de trigo en raciones que incluyen subproductos de la remolacha azucarera 76
5
4.1.2. Mejoramiento de la paja de trigo mediante proceso químico 77 4.1.3. Sistemas de producción de carne bovina 77 4.1.4. Utilización de paja en ganado lechero 77 4.1.5. Paja de trigo en ovinos 77 4.1.6. Utilización de la paja de trigo en camas de vacas estabuladas y crianza artificial de
terneros. 77 4.1.7. Pellets de paja de trigo 78 4.1.8. Consideraciones uso paja de trigo alimentación animal 78
4.2. Utilización de las pajas de trigo como fuente energética 78 4.2.1. Uso como fuente energética en biodigestores 80 4.2.2. Fuente de energía para la fabricación de briquetas para calefacción 81 4.2.3. Uso de residuos lignocelulósicos con fines energéticos 81 4.2.4. Consideraciones uso de pajas de cereales con fines energéticos 82
4.3. Uso de los residuos de cereales en producción de hongos comestibles 82
4.4. Producción de compost 84 4.4.1. Compost 85 4.4.2. Proceso de fabricación del compost 85 4.4.3. Insumos y labores para producir Compost 87 4.4.4. Consideraciones producción compost 87
4.5. Mercado de la paja de trigo 88
5. CONCLUSIONES 88
6. BIBLIOGRAFÍA 89
7. ANEXOS 95
Anexo 1. Informantes calificados, manejo de rastrojos en la Región del BÍoBío y de La Araucanía. 95
6
1. INTRODUCCIÓN
La quema de los rastrojos es una práctica utilizada por los agricultores del país para facilitar el establecimiento del cultivo siguiente al cultivo de un cereal. Los altos volúmenes de paja que producen los cereales, como el trigo, el más importante cultivado en el país, dificultan el establecimiento del nuevo cultivo; de ahí la razón de su quema. La quema de los rastrojos deja el suelo descubierto al inicio de la temporada de lluvias y, con ello, se facilita el proceso de erosión hídrica de los suelos. Además, existen antecedentes de que las zonas más erosionadas del país son aquellas que presentan los mayores índices de pobreza rural. Sin embargo, un último daño no menor, que aún se encuentra en etapa de diagnóstico, lo constituye la contaminación generada por emisión de grandes volúmenes de monóxido de carbono y otros compuestos altamente tóxicos para la salud humana, situación que se ve agravada porque las mayores superficie de cereales del país se encuentran en la depresión central, justamente donde se ubican pueblos y ciudades con más población, que ha estado expuesta por años a los efectos de residuos generados en la quema de los rastrojos. Este documento resume la situación actual y las alternativas para reducir las quemas de rastrojos de cereales, particularmente del trigo para pan, en las regiones del Bío Bío y La Araucanía, que cultivan, respectivamente, el 31 y 43% de la superficie de trigo pan del país y son las mayores generadoras de rastrojos que, en su mayoría, son eliminados mediante la práctica de la quema. Se estima que el 80 % de la superficie de rastrojos de cereales son quemados cada año. La metodología de trabajo consintió, en una primera etapa, en convocar a los especialistas de INIA y de CONAF, quienes definieron los temas a tratar, para luego proceder a la revisión y recopilación de la información y su respectivo análisis, incluido entrevistas a productores trigueros de la regiones del BíoBío y de La Araucanía, que permitió conocer el nivel actual de la tecnología utilizada en el manejo de rastrojos en ambas regiones. Los resultados de este trabajo, concentrado en el manejo del rastrojo del trigo pan, demuestran el interés por los agricultores de buscar alternativas para suprimir las quemas tanto en la Región del Bío Bío como de La Araucanía. Por ello han avanzado en experiencias propias mantenidas por años en sus predios, muchas veces vinculados con instituciones de investigación y desarrollo como INIA, Universidades y el INDAP. Al menos, se detectaron cuatro formas de sembrar sin quema de rastrojos al año siguiente al cultivo del trigo. Esta información es base para avanzar en la solución de un problema que tiene desafíos en diferentes frentes, y que su solución requiere, además, mantener o aumentar la producción de los cultivos y utilidades de los productores.
7
Este documento, también servirá de base para programar e implementar acciones concretas en el tema de manejo de los rastrojos, todo con el objeto de buscar alternativas de manejo que reemplacen las quemas y, de esa forma, evitar los grandes daños asociados y la pérdida insustituible de un recurso valioso.
8
2. RASTROJOS DE CEREALES
Se denomina rastrojo a todo el residuo que queda en el potrero después de la cosecha del grano de los cereales, incluidos restos de algunas malezas, cuando éstas existen. Paja se refiere a todos los restos de la estructura de la planta del cereal sobre el suelo, una vez cosechados los granos.
2.1. Superficie con cereales en Chile
La superficie con cereales en Chile alcanza a las 479.404 ha, que son cultivadas por 70.591 productores. Se destacan en superficie cultivada las regiones de O’Higgins (11,78%), del Maule (15,42%), del Bío Bío (23,57%) y de La Araucanía (35,30%), Cuadro 1, en base a Censo agropecuario 2007.
Cuadro 1. Explotaciones y superficie cultivada con cereales en regiones de Chile.
Región Explotaciones Total (ha) Superficie, %
de Tarapacá 1.979 1.392 0,29
de Antofagasta 2.000 186 0,04
de Atacama 2.925 260 0,05
de Coquimbo 15.777 3.060 0,64
de Valparaíso 15.373 4.202 0,87
del Libertador General Bernardo O'Higgins 25.249 56.627 11,78
del Maule 41.904 74.107 15,42
del Bío Bío 62.797 113.273 23,57
de La Araucanía 58.069 169.674 35,30
de Los Lagos 35.717 19.629 4,08
del General Carlos Ibáñez del Campo 4.002 449 0,09
de Magallanes y la Antártica Chilena 1.392 15 0,00
Metropolitana 12.805 16.018 3,33
de Los Ríos 16.529 21.677 4,51
de Arica y Parinacota 2.497 12 0,00
Total general 301.376 480.603 100
En Chile los principales cereales cultivados ocupan, del total nacional, la siguiente superficie relativa; arroz con cáscara (4,5%), avena grano seco (17,0), cebada cervecera (2,5%), cebada forrajera grano seco (1.4%), centeno grano seco (0,4%), maíz grano (21,6%), otros cereales (0,20%), trigo blanco (45,8%), trigo candeal (2,2%) y triticale grano seco (4,1%). El 38,1% de los cereales en Chile se cultiva bajo riego y el resto en condiciones de secano, Cuadro 2.
El trigo es el cereal más importante cultivado en el país, y ha tenido una tendencia en superficie constante a la baja desde la temporada 1986/87, con 676.560 ha para llegar
9
a 264.305 ha en el año 2009/10 (ODEPA). Por su parte, el cultivo de avena en el país ha tenido un comportamiento fluctuante, en términos de superficie, en relación a la superficie sembrada, pasando de 92.320 ha en la temporada 1979/80, a 75.874 ha en 2009/10. (Cuadro2, ODEPA 2007).
Cuadro 2. Superficie cereales cultivados en riego y secano en Chile.
Cereales Riego (ha)
Secano (ha)
Total (ha) %
Trigo blanco 42.160,3 177.971,5 220.131,7 45,8
Trigo Candeal 7.929,1 2.706,4 10.635,5 2,2
Cebada cervecera 1.857,5 10.159,2 12.016,7 2,5
Cebada forrajera 1.052,2 5.471,5 6.523,7 1,4
Avena 4.340,6 77.523,2 81.863,8 17,0
Centeno 838,7 846,3 1.685,0 0,4
Maíz 101.720,8 1.940,0 103.660,8 21,6
Arroz 21.754,9 0,0 21.754,9 4,5
Triticale 1.056,7 18.837,3 19.894,0 4,1
Quínoa 54,1 1.413,6 1.467,7 0,3
Alpiste 0,0 0,0 0,0 0,0
Otros cereales 502,0 466,8 968,8 0,2
Total 183.266,8 297.335,8 480.602,6 100,0Porcentaje, % 38,1 61,9 100,0
2.2. Superficie con cereales en la Región del Bío Bío
En la Región del Bío Bío se cultiva el 23,6% de los cereales del País. Ñuble es la provincia más importante con el 62,5 % de la superficie sembrada en la Región. En la provincia de Ñuble los cereales más importantes son el trigo blanco para pan, con un 61,8%, el trigo candeal con un 2,8% y la avena con un 18.3%, cereales que en su conjunto representan el 82,9 % de los cereales cultivados en la provincia de Ñuble.
10
Cuadro 3. Superficie, ha, cereales en la Región del Bío Bío y sus provincias.
Cereales Región del Bío Bío Concepción Arauco BioBío Ñuble
Trigo blanco 67.923,0 799,8 2.187,9 21.187,4 43.747,9
Trigo Candeal 2.812,1 32,2 2,9 797,0 1.980,0
Cebada cervecera 1.533,1 1,6 0,5 613,6 917,4
Cebada forrajera 1.516,5 12,9 15,3 1.199,8 288,5
Avena 20.078,5 268,3 732,6 6.141,5 12.936,1
Centeno 353,4 0,3 3,4 301,0 48,7
Maíz 12.034,8 94,3 5,2 5.394,6 6.540,7
Arroz 4.146,1 0,0 0,0 0,0 4.146,1
Triticale 2.777,9 57,0 277,8 2.364,6 78,5
Quínoa 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Otros cereales 98,1 1,5 1,0 21,1 74,5
Total 113.273,5 1.267,9 3.226,6 38.020,6 70.758,4Porcentaje, % 100,0 1,1 2,8 33,6 62,5
2.3. Superficie con cereales en la Región de La Araucanía
En la Región de La Araucanía se cultiva el 35,3% de los cereales del país, de ellos el 59% se cultiva en la provincia de Cautín y el resto en la provincia de Malleco, Cuadro 4, ODEPA. 2007.
Cuadro 4. Superficie, ha, cereales en la Región de La Araucanía y sus provincias.
Cereales Región de La
Araucanía Cautín Malleco Avena (grano seco) 48.290,0 30.708,5 17.581,5 Cebada cervecera 7.615,2 3.925,5 3.689,7 Cebada forrajera (grano seco) 1.711,0 1.222,8 488,2 Centeno (grano seco) 412,9 210,5 202,4 Garbanzo 3,5 2,4 1,1 Quínoa 2,7 2,4 0,3 Trigo blanco 93.652,4 54.892,2 38.760,2 Trigo candeal 1.090,4 1.004,1 86,3 Triticale (grano seco) 16.082,8 7.701,4 8.381,4 Otros cereales 57,8 54,8 3,0 Total 168.918,7 99.724,6 69.194,1 Porcentaje, % 100,0 59,0 41,0
11
2.4. Rendimiento de trigo
2.4.1. Rendimiento nacional trigo
Los rendimientos de trigo en el país han tenido una tendencia constante al alza pasando desde los desde 16,3 qq/ha el año 1982/ 83, hasta los 57,7 el año 2009/10, (ODEPA).
2.4.2. Rendimiento y superficie de trigo en la Región del Bío Bío
En la Región del Bío Bío los rendimientos de trigo han subido a una tasa de 1 qq/ha/año, con un aumento del rendimiento del 6,96% anual, Gráfico 1. En el periodo 1982‐1983 al 2009‐2010, el rendimiento del trigo en la Región pasó de 15,2 a 55,1 qqm/ha (ODEPA). Por el contrario, en el período 1979/80 a 2009/10 la superficie sembrada con trigo a nivel regional disminuyó en 4.816 ha/año, a un ritmo de 1,66 % anual (Gráfico 1).
Gráfico 1. Evolución rendimientos y superficie cultivo del trigo Región del Biobío, 1979/80 – 2009/10.
y = 1,0621x + 15,245R2 = 0,8844
y = -4816,3x + 290718R2 = 0,7701
0
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
300.000
350.000
1979
/80
1980
/81
1981
/82
1982
/83
1983
/84
1984
/85
1985
/86
1986
/87
1987
/88
1988
/89
1989
/90
1990
/91
1991
/92
1992
/93
1993
/94
1994
/95 2
1995
/96
1996
/97 3
1997
/98
1998
/99
1999
/00
2000
/01
2001
/02
2002
/03
2003
/04
2004
/05
2005
/06
2006
/07 *
2007
/08 *
2008
/09
2009
/10
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
haqq/haLineal (qq/ha)Lineal (ha)
Fuente: Odepa.
2.4.3. Rendimiento y superficie de trigo en la Región de La Araucanía
Al igual que en la Región del Bío Bío, los rendimientos de trigo en La Araucanía han subido constantemente, pero en una tasa levemente mayor de 1,17 qqm/ha/año. Desde la temporada 1979/80, con rendimientos de 17,8 qqm/ha éste subió en la temporada 2009/2010 a 56,7 qqm/ha. Respecto de la evolución de la superficie cultivada no se observa una tendencia clara a la baja, si no más bien dos ciclos en las últimas 31 temporadas Gráfico 2.
12
Gráfico 2. Evolución rendimientos y superficie cultivo del trigo Región de La Araucanía, 1979/80 – 2009/10.
y = 1,1766x + 13,778R2 = 0,893
020.00040.00060.00080.000
100.000120.000140.000160.000180.000200.000
1979
/80
1981
/82
1983
/84
1985
/86
1987
/88
1989
/90
1991
/92
1993
/94
1995
/96
1997
/98
1999
/00
2001
/02
2003
/04
2005
/06
2007
/08
2009
/100,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
haqqm/haLineal (qqm/ha)
2.5. Rastrojos
2.5.1. Producción de pajas
La literatura señala que, en general, la producción de paja de trigo está directamente relacionada con la producción de granos (Mellado 2007). La producción de paja de trigo se estimó por medio de dos ecuaciones:
i) Rendimiento de paja (t/ha)= 0,56+ 1,4 x rendimiento de grano (t/ha) y
ii) Producción de paja (t/ha) = (Producción grano (t/ha) x (1‐IC))/IC, donde IC es el índice de cosecha, que para el trigo es en promedio de 0,45 (Mellado 2007). Los resultados muestran una diferencia de un 20 % entre la aplicación de una ecuación y otra en la producción de pajas.
En adelante, en este trabajo se utilizará la formula que permite obtener la mayor producción en trigos invernales cultivados en la precordillera y cordillera Andina y/o en el sur de Chile, y se utilizará la fórmula para una menor producción esperada de paja en trigos primaverales.
13
Cuadro 5. Estimación de la producción de paja de trigo blanco en Chile, en las regiones del Bío Bío y La Araucanía, y en sus respectivas provincias, en base a Censo Agropecuario 2007.
Producción paja (i) Producción paja (ii)
Superficie, ha
Rendimiento, qqm/ha ton/ha Total,ton ton/ha Total, ton
País 220.131,7 47,7 7,2 1.593.403,1 5,8 1.283.446,3Región Bío Bío 67.923,0 44,7 6,8 463.537,6 5,5 371.468,9Concepción 799,8 14,6 2,6 2.083,6 1,8 1.428,0Arauco 2.187,9 21,8 3,6 7.892,0 2,7 5.820,2Bío Bío 21.187,4 49,2 7,4 157.770,6 6,0 127.377,9Ñuble 43.747,9 44,3 6,8 295.791,4 5,4 236.842,7Región Araucanía 93.705,50 47,82 7,3 679.849,2 5,8 547.707,6Cautín 54.921,10 45,79 7,0 382.833,3 5,6 307.369,2Malleco 38.784,40 50,70 7,7 297.016,0 6,2 240.338,4
El trigo panadero, denominado blanco por ODEPA, es el principal cereal cultivado en Chile, en la Región del Bío Bío y la provincia de Ñuble, y en la Región de La Araucanía y provincia de Cautín. Las provincias de Ñuble y Malleco, seleccionadas para estudiar el manejo del rastrojo, presentan diferentes condiciones agroecológicas, sintetizadas por ODEPA como áreas homogéneas, Cuadro 6.
Cuadro 6. Áreas homogéneas de dos provincias de las regiones de Bío Bío y La Araucanía. ODEPA.
Áreas homogéneas
Comunas provincia de Ñuble Comunas provincia de Malleco
Secano costero Cobquecura, Coelemu, Quirihue,
Trehuaco
Secano interior Ninhue, Portezuelo, Quillón, Quirihue,
Ranquil, San Nicolás Angol, Los Sauces, Lumaco, Purén,
Renaico, Traiguén
Depresión intermedia
Chillán, Bulnes, Coihueco, Chillán Viejo, El Carmen, Ñiquén, Pemuco, Pinto, Quillón, SanCarlos, San Fabián, San
Ignacio, San Nicolás, Yungay
Angol, Collipulli, Renaico
Valle Secano Collipulli, Ercilla, Traiguén, Victoria
Precordillera Coihueco, El Carmen, Pemuco, Pinto,
San Fabián, Yungay Collipulli, Curacautín, Ercilla,
Victoria,
Cordillera Coihueco, Pinto, San Fabián Lonquimay
Cerro o cordón isla parte comuna de San Carlos
14
Figura 1. Áreas homogéneas de las regiones del Bío Bío y La Araucanía. División administrativa. ODEPA 2009.
La producción estimada de paja en las distintas áreas homogéneas de la provincia de Ñuble indica que el 71,9 % se produce en la depresión intermedia de la provincia y el 23,5% en la precordillera Andina Cuadro 7.
Cuadro 7. Producción de paja en áreas homogéneas de las provincias de Ñuble y Malleco.
Ñuble Malleco Área ton % ton %
Secano costero** 3.900 2 0,0 0,0Secano interior** 4.287 2 51.865,2 17,5Depresión intermedia** 179.639 72 8.112,5 2,7Valle Secano* 181.929,0 61,3Precordillera* 58.883 24 54.952,2 18,5Cordillera* 277 0 157,1 0,1Cerro o cordón isla** 1.221 0 0,0 0,0Total 248.208 100 297.016,0 100
Determinación de la producción de paja en Ñuble, * Rendimiento de paja (ton/ha)= 0,56+ 1,4 rendimiento de grano (ton/ha) ** Producción de paja (t/ha) = (Producción grano (t/ha) x (1‐IC))/IC. Determinación de la producción de paja en la provincia de Malleco se utilizó la ecuación * Rendimiento de paja (ton/ha)= 0,56+ 1,4 rendimiento de grano (ton/ha).
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La producción de paja está relacionada con la superficie del cultivo y el rendimiento de granos. En atención a estos antecedentes (Cuadro 7) se realizó un ejercicio para la provincia de Ñuble de estratificación de productores por área homogénea en función del tamaño predial para visualizar en qué rango de tamaño predial se concentraba la mayor producción de pajas (Cuadro 8).
Cuadro 8. Producción estimada de paja en áreas homogéneas de la provincia de Ñuble.
Estrato de productores trigo pan, Ñuble Área homogéneas 0,1 ‐ 4,9
5,0 ‐ 9,9
10,0 ‐ 19,9
20,0 ‐ 49,9
50,0 ‐ 99,99
100,0 ‐ 499,9
500,0 ‐ 999,9
1000 y más
Secano costero Total , ha 155,5 206,2 271,6 384,4 217,1 183,6 17,5 30,0
Rendimiento, qq/ha 19,9 22,5 21,1 23,4 23,3 19,1 33,7 10,0
Paja, ton 377,8 567,1 701,8 1.098,3 617,7 428,8 72,1 36,7
% 10 15 18 28 16 11 2 1
Secano interior
Total , ha 343,4 282,3 456,7 521,9 239,1 390,9 0,0 53,0
Rendimiento, qq/ha 13,3 11,5 13,4 17,5 12,9 19,0 0,0 28,7
Paja, ton 557,8 396,8 749,1 1.114,4 375,5 907,3 0,0 185,8
% 13 9 17 26 9 21 0 4
Depresión intermedia
Total , ha 2.352,3 2.309,4 3.786,6 6448,8 4.741,9 9.591,5 1.182,2 1.137,0
Rendimiento, qq/ha 36,2 50,3 39,8 41,2 48,2 50,3 66,3 55,9
Paja, ton 10.396,0 14.186,1 18.419,7 32.465,4 27.906,1 58.919,5 9.572,5 7.773,8
% 6 8 10 18 16 33 5 4
Precordillera
Total , ha 279,0 418,0 597,6 1.094,3 601,3 2.635,3 786,3 1.403,5
Rendimiento, qq/ha 33,9 36,3 36,0 37,3 43,5 48,7 63,56 69,7Paja, ton 1.480,8 2.358,9 3.348,2 6.331,8 4.000,3 19.446,9 7.437,0 14.479,3
% 3 4 6 11 7 33 13 25
Cordillera Total , ha 4,6 9,7 3,0 6,5 45,0 15,0 1,0 4,0Rendimiento, qq/ha 29,8 26,8 0,0 24,9 11,3 30,0 0,0 30,0
Paja, ton 21,8 41,8 0,0 26,3 96,6 71,4 0,0 19,0
% 8 15 0 10 35 26 0 7
Cerro o cordón isla
Total , ha 10,7 40,5 50,9 81,6 64,0 113,0 180,0 0,0Rendimiento, qq/ha 15,9 13,88 16,0 16,4 14,6 24,0 19,2 0,0Paja, ton 20,8 68,7 99,5 163,9 113,9 331,9 422,8 0,0
% 2 6 8 13 9 27 35 0
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Como conclusión de este análisis, se determinó que en la provincia de Ñuble, en el secano costero en el estrato de los productores de 20 a 49,9 ha se produce el 28% de la paja de trigo de éste sector. En el secano interior la mayor cantidad de paja de trigo la producen los agricultores con superficies prediales de 20 a 49,9. En la depresión intermedia, es donde se produce la mayor cantidad de paja de la provincia (71,9%), aquí el mayor aporte (33%) lo realizan los productores con superficies prediales de 100 a 499,9 ha que %. Éste mismo estrato de productores es el que realiza el mayor aporte en la precordillera de Ñuble.
2.5.2. Componentes orgánicos de la paja de trigo
La composición química de las pajas de trigo, de acuerdo con lo que se señala en la literatura puede ser la siguiente, celulosa (30,2‐40,7%), hemicelulosa (22,3‐28,3%), y lignina (17,0‐18,1%). La composición en carbohidratos estructurales y lignina de paja de trigo puede variar debido al fertilizante empleado durante su cultivo y el contenido en minerales del suelo o a la madurez que haya alcanzado en grano en el momento de su recolección. La fracción hemicelulósica está formada principalmente por xilano (18,7‐27,0%), siendo ésta una de las características de las plantas herbáceas ya que el arabinoxilano es el componente principal de su hemicelulosa. Puesto que la xilosa representa aproximadamente entre el 20% y el 30% de los azúcares contenidos en la paja de trigo, su transformación a etanol puede contribuir a aumentar de manera sensible los rendimientos del proceso. También forman parte de la hemicelulosa pequeñas cantidades de galactano y arabinano. En el análisis de la fracción hemicelulósica de la materia prima se determinaron los grupos acetilo, presentes como sustituyentes de las cadenas de arabinoxilanos, los que representan entre un 1,6% y un 2,6% del peso seco de la materia prima.
Cuadro 9. Composición de la paja de trigo (% peso seco). Diferentes autores Articulo 1 Articulo 2 Articulo 3 Articulo 4 Celulosa 30,2 40,7 37,8 37,4 Hemicelulosa 22,3 27,6 25,4 28,3 Xilano 18,7 23,7 22,8 27,0 Galactano 0,8 2,6 1,0 1,1 Arabinano 2,8 Nd 1,6 1,8 Grupos acetilo 2,6 Nd 1,6 1,8 Lignina 17,0 17,0 18,1 17,4 Cenizas 4,7 4,3 6,3 4,8 Extractivos 14,7 Nd 15,3 14,7 nd: no determinado. Fuente: Mra. Elia Tomas Pejo, 2009.
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2.6. Efectos de la quema de los rastrojos
2.6.1. Materia orgánica
El ingreso de rastrojos al suelo genera aportes de carbono (C) que contribuyen al incremento en el contenido de materia orgánica, situación de suma importancia considerando todos los beneficios de la materia orgánica en el suelo, sobre todo cuando se trata de materia orgánica no humificada (rastrojos que ingresan al proceso de descomposición biológica o de reorganización y reciclaje del C ingresado).
En términos generales, por cada 1.000 kg de rastrojo seco que ingresa al suelo se genera un aporte de 400 a 450 kg de C (40 a 45% de C en la materia seca (MS)). De esta cantidad, se produce una ganancia neta de 1/3 producto de la actividad microbiana que finalmente se transforma en humus con el paso del tiempo y de las misma actividad microbiana, los 2/3 restantes se pierden a través de proceso de respiración microbiana a la forma de dióxido de carbono (CO2). Esta eficiencia de reorganización del carbono ingresado es de suma importancia al estimar la necesidad de C o de materia orgánica (MO) (la MO del suelo presenta entre un 57‐58% de C, o dicho de otra forma 1 kg de C en el suelo permite formar 1,724 kg de MO) que debería ingresar para lograr un determinado incremento en la materia orgánica del suelo, como se puede apreciar en la siguiente ecuación:
Dosis de MO (MO a subir (%) ∗ DA (g cm‐3) ∗ PDM (cm) (ton ha‐1) =
0,33 (Ef)
Fuente: Hirzel (2008).
Donde:
MO = materia orgánica.
DA = densidad aparente del suelo.
PDM = profundidad de muestreo del suelo en el que se determinó el contenido de materia orgánica (profundidad en la cual se estima la incorporación de la MO).
Ef = 1/3 de lo aplicado que corresponde a la eficiencia estimada de aporte neto de la materia orgánica agregada al suelo, posterior a la reorganización que realiza la biomasa microbiana para el C ingresado.
Para estimar la dosis de C a aplicar a un suelo en función de la MO a subir en dicho suelo se debería aplicar la siguiente ecuación:
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Dosis de C (MO a subir (%) ∗ DA (g cm‐3) ∗ PDM (cm) * 0,58 (ton ha‐1) =
0,33 (Ef)
Donde:
MO = materia orgánica.
DA = densidad aparente del suelo.
PDM = profundidad de muestreo del suelo en el que se determinó el contenido de materia orgánica (profundidad en la cual se estima la incorporación de la MO).
0,58 = factor de relación que transforma la MO en C.
Ef = 1/3 de lo aplicado que corresponde a la eficiencia estimada de aporte neto de la materia orgánica agregada al suelo, posterior a la reorganización que realiza la biomasa microbiana para el C ingresado.
Al realizar quema de rastrojos se pierde la mayoría del C producido en dicho rastrojo (excepto parte de las raíces), lo cual se traduce en una pérdida neta del C producido en el sistema suelo planta durante el ciclo del cultivo, perdiendo los efectos positivos que se podrían haber logrado sobre la materia del suelo, y contribuyendo además de manera negativa sobre el medioambiente dado que incrementa la concentración de CO2 en el aire. Además, la quema del rastrojo elimina la biomasa microbiana presente en los primeros milímetros del suelo, lo cual afecta los procesos naturales de formación y rejuvenecimiento de los suelos, asociados a la sustentabilidad de los sistemas productivos y a la posibilidad de aumentar la productividad de los mismos. 2.6.2. Fauna
La quema de rastrojo afecta a la fauna y a la microflora del suelo en el momento de la aplicación del fuego, pero principalmente tiene un efecto debido a la disminución de ingresos de materia orgánica (MO) al suelo, que es la principal fuente de alimento y energía para estos organismos. La MO que sostiene la vida de los organismos en el suelo no es la totalidad de la MO presente, sino que la de reciente incorporación que presenta un nivel de descomposición intermedia entre los residuos vegetales y el humus, a esta porción de la MO del suelo se le denomina fracción liviana (FL).
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La mayor parte de la MO del suelo corresponde a carbono (C) denominado “pasivo” y que corresponde a ingresos de carbono ancestrales que tienen una gran importancia en la nutrición vegetal, pero que son muy poco disponibles para los organismos descomponedores, ya que corresponden principalmente a compuestos húmicos con estructuras químicas complejas (Haynes, 2005). Por esta razón el ingreso de MO “fresca” es fundamental para la mantención de la fauna y la microflora edáfica. El C de los residuos de plantas, microorganismos y animales que es procesado por organismos descomponedores en el suelo, puede perderse como CO2, incorporarse en las células de estos organismos o entrar en el reservorio de C del suelo. De esta forma la MO del suelo va a ser el resultado del balance entre la descomposición e incorporación de residuos dentro del suelo (Brady y Well, 1999). Si bien es cierto que el aumento en la reserva de C es un tema prioritario ya sea para disminuir el CO2 de la atmósfera como para aumentar el contenido de MO en el suelo, es importante señalar que para que los residuos lleguen a ser parte de la MO o reservorio de C del suelo, se requiere de sucesivos procesos de descomposición realizados por una amplia gama de descomponedores. De acuerdo a estudios en un amplio rango de ecosistemas, la fauna del suelo es responsable de hasta un 15% de la descomposición de C (Anderson, 1995). En la mayoría de los casos el efecto más importante de la fauna sobre la transformación de la MO es indirecto, y se produce por modificación de la actividad microbiana, que es la mayor fuerza de descomposición en el suelo (Lavelle et al.,1997). Los animales del suelo juegan un papel importante en la trituración de los residuos vegetales, y las formas mayores, como las lombrices, son muy eficaces mezcladoras de la materia orgánica superficial con el suelo más profundo (Killham, 1994). El material que ha atravesado el intestino de estos animales es atacado más fácilmente por la microflora edáfica y, con ello, aumenta su velocidad de mineralización. Las excreciones de la fauna son ricas en materia orgánica y bajo condiciones apropiadas puede convertirse en agregados estables. Los agregados estables pueden proporcionar un ambiente protector para la materia orgánica incluida en ellos (Marinissen y Didden, 1997). Además las galerías que construyen lombrices y otros invertebrados aumentan la aireación y la estructuración del suelo (Bouché y Al‐Addan, 1997). Por todas las razones antes enunciadas, la presencia de fauna y más específicamente de lombrices son consideradas como un indicador de calidad del suelo. Las lombrices representan el volumen principal de la biomasa animal del suelo, y pueden alcanzar, en condiciones favorables, niveles de biomasa de 2,5 ton/ha, que es alrededor del 80% del total de la biomasa animal del suelo (Killham, 1992), comparable al peso vivo del ganado mantenido sobre una hectárea de pradera (Wild, 1992). Las
20
lombrices pueden consumir e incorporar grandes cantidades de materia orgánica al suelo, que varían dependiendo del ambiente y el tipo de materia organica (Cuadro 10). Curry y Byrne (1997), observaron en un campo de cereal invernal en Irlanda, que la descomposición de paja de trigo enterrada, bajo condiciones naturales, fue mayor cuando las lombrices tuvieron acceso a estos residuos. Sin embargo, las lombrices contribuyen más a la productividad del ecosistema a través de la mezcla y pulverización de restos de plantas, que por la descomposición de residuos orgánicos (Killham, 1994). Un trabajo realizado por van Gestel et al. (2003) señala que la descomposición de la paja de trigo está más relacionada con la actividad microbiana que con la actividad de las lombrices. En este sentido, la humedad y la temperatura son fundamentales para el proceso de descomposición, dada la marcada influencia que tienen estos factores ambientales sobre el desarrollo y actividad de los microorganismos. Cuadro 10. Cantidad de materia orgánica ingerida o incorporada al suelo anualmente por poblaciones de lombrices en distintos ambientes.
Ecosistema Ubicación Tipo de materia orgánica
Cantidad consumida o incorporada (Kg/ ha/ año)
Campo maíz USA Residuos de maíz 840 Huerto Inglaterra Hojas de manzana 2000 Bosque Inglaterra Hojas de árboles 3000 Bosque Roble Japón Hojas de Roble 1071 Campo Alfalfa USA Residuos alfalfa 1220 Pradera ballica USA Mat. orgánica total 740‐8980 Savana Costa Marfil Mat. orgánica total 1300 Fuente: Bohlen (2002). Considerando la importancia que tienen la fauna tanto para mejorar la calidad del los suelos agrícolas como en la dinámica de la MO del suelo, es fundamental investigar la influencia positiva de los manejos agrícolas sin quema de rastrojos sobre las poblaciones de lombrices y además cuantificar el efecto negativo que tiene la utilización de pesticidas sobre la fauna del suelo y en especial de las lombrices, que son un reconocido indicador de calidad de los suelos.
2.6.3. Propiedades Físicas del Suelo La incorporación de materia orgánica, MO, al suelo genera un sinnúmero de beneficios, dentro de los cuales se destaca su efecto mejorador sobre las propiedades físicas del suelo (Tiessen et al., 1994; Zagal et al., 2010), reduciendo la densidad aparente y la compactación del suelo, aumentando la porosidad total y macroporosidad, aumentando la capacidad de retención e infiltración de agua en el suelo, mejorando la
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estructura o agregación física de las partículas, reduciendo la susceptibilidad del suelo a la erosión, y mejorando la condición de manejo mecánico del suelo y la productividad de las plantas, entre otras. La quema de rastrojos afecta negativamente estos beneficios e incluso genera un balance negativo de la MO del suelo dado que anualmente se pierde C del suelo por la respiración de los microorganismos (respiración microbiana), ya sea con o sin cultivo, y estas pérdidas de C por respiración son superiores a los ingresos por la incorporación de C a través de las raíces en descomposición. Como resultado neto se logra una pérdida consecutiva del C y MO del suelo debido a la práctica de quema. Por el contrario, el ingreso de C a través de los residuos de cosecha es superior a las pérdidas por los procesos de respiración microbiana, incluso considerando que los mismos residuos generarán un incremento en dicha respiración. 2.7. Uso del fuego en Chile En la actualidad, la quema de combustibles vegetales, se utiliza como apoyo a la ordenación y manejo científico de los bosques, ganadería y agricultura. Es así como en el extranjero, por ejemplo, es un importante apoyo en la preparación de terrenos para la regeneración natural, control de plagas y enfermedades, manejo del hábitat de la vida silvestre, manejo del paisaje, manejo de cuencas, manipulación de especies vegetales y mejoramiento de la visibilidad y estética. En nuestro país el fuego se utiliza en la preparación de terrenos para plantación, prevención de incendios forestales y principalmente en la reducción de desechos agrícolas, práctica de amplio uso asociada a la labranza tradicional, debido a que es el método de reducción de combustibles más económico. Hasta ahora la visión respecto al impacto de esta actividad se ha limitado ha verla solo como riesgo de incendios forestales. Sin embargo, hoy en día la preocupación va mas allá y se debe analizar desde la perspectiva del impacto que el uso del fuego produce sobre los recursos naturales, el medioambiente y la calidad de vida de la población. Producto de ello, se han desarrollado en la opinión pública algunas ideas que apuntan a prohibir el uso del fuego en Chile, como otras, que plantean una mayor regulación y fiscalización (administración) del Estado respecto a esta materia. La prohibición del uso del fuego, evidentemente soluciona las externalidades negativas que de él se derivan, pero provoca impactos sobre actividades económicas muy sensibles como es la que desarrollan los propietarios agrícolas los cuales concentran el 84,7 % de la demanda del uso del fuego.
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Grafico 3 Participación porcentual de quemas por tipo de combustible
% DE QUEMAS POR TIPO 1990-2011
84,78%
13,19% 2,03%
AGRICOLA FORESTAL NO CLASIFICADA
El reemplazo gradual del uso del fuego, en el mundo rural, requiere de la existencia de políticas gubernamentales que permitan masificar las técnicas conservacionistas de suelo, con la concurrencia de todos los actores públicos y privados relacionados con el tema. Fundamentalmente porque los cambios tecnológicos planteados requieren también de un cambio de mentalidad o forma de percepción de la vida y por otra parte porque se necesita de una fuerte y decidida estrategia que permita promover leyes y sistemas de incentivo, desarrollar las organizaciones campesinas, incentivar la transferencia tecnológica, desarrollar áreas de investigación y comercialización y capacitar a los agricultores en las técnicas de cultivo conservacionistas.
Por tanto, cualquier medida tendiente a lograr la reducción de esta práctica debe considerar aspectos técnicos, económicos y legales.De acuerdo a la realidad nacional, parece poco posible erradicar el uso del fuego en el corto y mediano plazo, sin embargo, se deben iniciar acciones tendientes a sustituir gradualmente su uso.
La consecuencia de una medida de restricción absoluta sería el fomento de la actividad Ilegal y un aumento de los riesgos asociados producto de la pérdida del control de ellas, particularmente la prevención de incendios forestales originados por esta práctica.
23
2.7.1. Administración del uso del fuego, diagnósticos y desafíos La administración del uso del fuego, propiamente tal, es parte de un gran sistema que depende para su buen funcionamiento de la interacción que se produce entre el conocimiento técnico, la legislación que regula la actividad legal del uso del fuego y los usuarios activos y pasivos del sistema. Este sistema es dinámico, por tanto se debe someter a una evaluación periódica que permita diagnosticar problemas e incorporar aspectos provenientes de cada uno de los subsistemas.
Figura 2. Aspectos a considerar en la administración del uso del fuego.
2.7.2. Usuarios del fuego El uso regulado del fuego en Chile se inicia en el año 1980, con la promulgación del Decreto Supremo Nº 276 sobre Roce a Fuego del Ministerio de Agricultura. Desde esa fecha se han realizado 535.335 quemas, a través de las cuales se han quemado 8.355.625 hectáreas de distintos tipos de combustibles (Grafico 4 y 5). El promedio por temporada es de 17.269 quemas y 278.521 hectáreas tratadas con fuego, lo cual implica que en promedio por cada quema se reducen 15,6 hectáreas de combustibles agrícolas y forestales. De acuerdo a estas cifras, se puede afirmar que el uso del fuego en el mundo rural, es una actividad de vital importancia dentro del ciclo productivo de los propietarios agrícolas y forestales, actividad que sin duda provoca alteraciones sobre el medio ambiente. Esta fuerte demanda, requiere de parte del usuario un servicio eficiente y moderno que permita agilizar la tramitación, con el objeto de no atrasar sus actividades productivas.
CONOCIMIENTO CONOCIMIENTO TTÉÉCNICOCNICO ADMINISTRACIONADMINISTRACION
SISTEMASISTEMAUSO DEL FUEGOUSO DEL FUEGO
USUARIOSUSUARIOS
LEGISLACIONLEGISLACION
EVALUACI
EVALUACIÓÓNN
EVALUACI
EVALUACIÓÓNNEVALUACI
EVALUACIÓÓNN
EVALUACI
EVALUACIÓÓNN
E.MERA
CONOCIMIENTO CONOCIMIENTO TTÉÉCNICOCNICO ADMINISTRACIONADMINISTRACION
SISTEMASISTEMAUSO DEL FUEGOUSO DEL FUEGO
USUARIOSUSUARIOS
LEGISLACIONLEGISLACION
EVALUACI
EVALUACIÓÓNN
EVALUACI
EVALUACIÓÓNNEVALUACI
EVALUACIÓÓNN
EVALUACI
EVALUACIÓÓNN
SISTEMASISTEMAUSO DEL FUEGOUSO DEL FUEGO
USUARIOSUSUARIOS
LEGISLACIONLEGISLACION
EVALUACI
EVALUACIÓÓNN
EVALUACI
EVALUACIÓÓNNEVALUACI
EVALUACIÓÓNN
EVALUACI
EVALUACIÓÓNN
E.MERA
24
Grafico 4. Distribución histórica del número de quemas período 1980 – 2011 Grafico 5 Distribución histórica superficie quemada período1980 – 2011
Superficie Manejada con Quemas - Nacional
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
1980
- 19
81
1981
- 19
82
1982
- 19
83
1983
- 19
84
1984
- 19
85
1985
- 19
86
1986
- 19
87
1987
- 19
88
1988
- 19
89
1989
- 19
90
1990
- 19
91
1991
- 19
92
1992
- 19
93
1993
- 19
94
1994
- 19
95
1995
- 19
96
1996
- 19
97
1997
- 19
98
1998
- 19
99
1999
- 20
00
2000
- 20
01
2001
- 20
02
2002
- 20
03
2003
- 20
04
2004
- 20
05
2005
- 20
06
2006
- 20
07
2007
- 20
08
2008
- 20
09
2009
- 20
10
2010
- 20
11
Temporadas
Hec
táre
as
Si se revisa el número de avisos de quemas por región, en el promedio de los últimos veinte años, es posible visualizar que la región del BíoBío es la que presenta una mayor actividad, registrándose un total de 4.295 avisos por temporada (26 % del total nacional) de los cuales el 79 % son agrícolas, esta participación en los últimos años ha aumentado acercándose al 88 %, le sigue la región de la Araucanía en la cual se tramitan un total de 2.689 avisos los que representan el 16 % del total de registros en el país, en este caso el 89 % de los avisos son de tipo agrícola.
Quemas Avisadas - N acional
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
1980
- 19
81
1981
- 19
82
1982
- 19
83
1983
- 19
84
1984
- 19
85
1985
- 19
86
1986
- 19
87
1987
- 19
88
1988
- 19
89
1989
- 19
90
1990
- 19
91
1991
- 19
92
1992
- 19
93
1993
- 19
94
1994
- 19
95
1995
- 19
96
1996
- 19
97
1997
- 19
98
1998
- 19
99
1999
- 20
00
2000
- 20
01
2001
- 20
02
2002
- 20
03
2003
- 20
04
2004
- 20
05
2005
- 20
06
2006
- 20
07
2007
- 20
08
2008
- 20
09
2009
- 20
10
2010
- 20
11
Te mp oradas
Nº Q
uem
as
25
Gráfico 6 Número promedio de quemas 1991‐2011
Distribución Quemas AvisadasPromedio 1991 - 2011
71141 38544
2.1982.689
4.295
2.1991.440
2.496
228499
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
III IV V R.M. VI VII VIII IX XIV X XI XII
Regiones
Nº Q
uem
as
Respecto a la superficie sometida a uso del fuego, la región de la Araucanía ocupa el primer lugar con 120.968,48 hectáreas lo cual representa el 43 % de la superficie tratada a nivel nacional. Le siguen la Región del BíoBío con 64.408,62 hectáreas, equivalente a un 23 % del total nacional. Gráfico 7 Número promedio de hectáreas quemadas 1991‐2011
Distribución Superficie Manejada con QuemasPromedio 1991 - 2011
13.485
120.968
64.409
22.06926.5842.2042.823378 1.431
21.0542.033 351
020.00040.00060.00080.000
100.000120.000140.000
III IV V R.M. VI VII VIII IX XIV X XI XII
Regiones
Hec
táre
as
La administración del uso del fuego, también debe considerar las opiniones de los distintos actores de la sociedad, los cuales con diferentes énfasis hacen ver sus puntos de vista respecto al tema.
En la última década, ha existido una marcada tendencia por parte de la sociedad, a exigir que todas las actividades productivas minimicen los impactos negativos al medio
26
ambiente, situación que actualmente está tocando con fuerza al manejo del fuego en nuestro país. Actualmente, este tema se discute al interior de organismos públicos y organizaciones afines. Por otra parte, no existe un consenso dentro de los profesionales que se relacionan con el tema, respecto a la disyuntiva de prohibir el uso del fuego o regularlo. Es importante considerar en este análisis, la problemática que se produce en las grandes centros urbanos, como es el caso de la Región Metropolitana o grandes centros poblados como Chillán, Los Ángeles; Temuco en donde la contaminación derivada fundamentalmente de fuentes móviles (tránsito) y fuentes fijas (sector industrial) están presionando fuertemente a esta práctica. Actualmente las Comunas del Concepción Pencopolitano se encuentran en la categoría de zona de latencia por material particulado MP10, declarada por el Ministerio Secretaría General de la Presidencia el año 2006 y su respectivo Plan de Prevención esta actualmente en trámite de toma de razón, plan que establece la reducción gradual del uso del fuego para estas Comunas. Del mismo modo, las comunas de Chillán y Los Ángeles han sido declaradas zonas de saturación por el Ministerio del Medioambiente el año 2011, de acuerdo a ello se aplicarán planes de descontaminación a partir del año 2012.
2.7.3. Legislación asociada al uso del fuego Como una consecuencia del gran número de incendios forestales que se producía por causa de las quemas de desechos agrícolas y forestales, fue necesario legislar en forma específica, gracias a lo cual, en el año 1980 se dicta el Decreto Supremo Nº 276 sobre roce a fuego del Ministerio de Agricultura, el cual es un Reglamento del Decreto Supremo Nº 4363 de Junio de 1931 del Ministerio de Tierras y Colonización que contiene el texto refundido de la ley de Bosques. En esta norma legal se señalan los objetivos para los cuales se podrá usar el fuego, se define el concepto de Quema Controlada, se señalan los procedimientos y gestiones a realizar para efectuar una Quema Controlada, se faculta a CONAF para publicar un calendario de quemas, estableciendo fechas y horas y se establecen procedimientos para la Fiscalización y el Control del Uso del Fuego reconociendo la existencia de responsabilidades civiles y legales al infringir el D.S Nº 276. Posterior al año 1980 no se han incorporado nuevos cuerpos legales relacionados con el uso del fuego, sin embargo, actualmente existe una iniciativa por actualizar y modernizar la actual regulación del uso del fuego, incorporando un capitulo especial en la futura ley de incendios que se prepara en el ejecutivo. La norma vigente aborda aspectos muy generales y es poco práctica, ya que considera al fuego solo como un medio para eliminar desechos y no como una herramienta de
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manejo, además, fue concebida con el objetivo de reducir los riesgos de incendios forestales. Acorde a los tiempos modernos, se requiere una normativa que incorpore aspectos medioambientales y aborde elementos que tiendan a minimizar otros riesgos asociados. 2.7.4. Conocimiento técnico asociado al uso del fuego En este campo es muy poco lo que se ha avanzado en cuanto ha investigación científica en nuestro país. En el área de investigación, las experiencias de este tipo, han estado relacionadas con memorias de título y proyectos de Investigación en Universidades, y el interés de algunos investigadores como don Guillermo Julio, quién ha realizado investigaciones y demostraciones en quemas prescritas abiertas y bajo dosel. Al realizar un análisis de las materias abordadas por las investigaciones en nuestro país, se evidencia que estas han analizado temas específicos y en una gran mayoría no ha existido una continuidad que permita tener certezas en algunas materias de gran sensibilidad como son las prescripciones y los efectos del fuego en el medio ambiente. Actualmente existe la convicción entre los profesionales que se relacionan con el tema, en que se debe dar un salto cualitativo en la forma de utilizar el fuego en el mundo rural. Actualmente, su uso en general esta acorde a la definición que la propia legislación hace del uso del fuego, es así como los usuarios utilizan las quemas como un medio para eliminar desechos provenientes de su actividad productiva, con la única restricción técnica de evitar que el fuego se escape del área sometida a este tratamiento. La administración moderna del uso del fuego, debe evaluar aspectos que tiendan a reducir todos los riesgos asociados a esta práctica, los cuales atraviesan horizontalmente aspectos relacionados con la calidad de vida, derecho consagrado en la constitución política del país. Por tanto, ya no es posible regular el uso del fuego solo bajo la perspectiva de la probabilidad de ocurrencia de incendios forestales, sino que hay que incorporar otros riesgos como son los accidentes vehiculares y aéreos, contaminación ambiental, efectos sobre el suelo, pérdida de belleza escénica, seguridad en trazados de oleoductos, gaseoductos y líneas de tendido eléctrico etc. La visión del uso del fuego hoy en día, es mucho mas amplia y se plantea como un instrumento mediante el cual es posible lograr objetivos de manejo en la actividad forestal, agrícola y pecuaria, considerando para ello, el manejo de una serie de variables que permiten por una parte, reducir los impactos negativos al medio ambiente y por otro lado obtener las condiciones adecuadas para conseguir los objetivos planteados. Este concepto se conoce como quema prescrita.
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Es en este punto en donde se evidencian las carencias de conocimientos científicos, acorde a la realidad de nuestro país. Cuando se requiere llevar a terreno la formula planteada, se encuentran vacíos importantes en la mayoría de los componentes de este modelo (Figura 3) obligando a que las soluciones se aborden a través de adaptaciones de experiencias extranjeras y conocimiento empíricos. Esta situación, debiera comenzar a revertirse a través de la implementación de una línea de investigación que aborde las distintas variables que consideran las quemas prescritas.
Es necesario señalar que el uso del fuego se prescribe para múltiples fines, sin embargo, en Chile su uso ha estado focalizado básicamente a la práctica de eliminar desechos para plantar o sembrar, y en menor medida en la prevención de incendios. No se ha incursionado en investigación que oriente sobre otros posibles usos del fuego como la preparación de terrenos para obtener regeneración natural, manejo de praderas, control de plagas y enfermedades, manejo del habitat de la vida silvestre, etc. Por otra parte, se requiere conocer las técnicas de quemas mas adecuadas para el tratamiento de los distintos tipos de combustibles que son sometidos a esta práctica, considerando al mismo tiempo las prescripciones medio ambientales que permitan reducir los riesgos asociados a esta actividad.
Figura 3. Componentes del uso del fuego prescrito.
En relación a lo planteado, se hace necesario identificar aspectos del conocimiento técnico que sean relevantes para la toma de decisiones, en las distintas instancias del
E.MERA
OBJETIVOS DE
MANEJO
USO DEL FUEGO
MANEJO MANEJO DEDE RIESGOSRIESGOSIncendios forestalesIncendios forestalesEfectos sobre sueloEfectos sobre sueloEfectos sobre el aireEfectos sobre el aireBiodiversidadBiodiversidadAccidentes vehicularesAccidentes vehicularesLLííneas elneas elééctricasctricasOleoductos, gaseoductosOleoductos, gaseoductos
MANEJO DEMANEJO DE LA QUEMALA QUEMA
TTéécnicas cnicas AGRICOLAAGRICOLA
de Quema de Quema FORESTALFORESTAL
BAJO DOSELBAJO DOSEL
MANEJO MANEJO DEDEL HUMOHUMOSALUD SEGURIDAD VIALTURISMO Y RECREACIONProhibirProhibir DisiparDisiparReducirReducir EvitarEvitar
MANEJO MANEJO DEDE CONDICIONES CONDICIONES METEOROLMETEOROLÓÓGICASGICASTemperaturaTemperaturaHumedad RelativaHumedad RelativaVientoVientoPrecipitaciPrecipitacióónn
MANEJO DEMANEJO DE DESECHOSDESECHOSCortafuegos perimetralesOrdenamiento horizontalOrdenamiento verticalSectorización
MANEJO MANEJO DEDELL ENTORNOENTORNOPersonalPersonalGuardia de CenizasGuardia de CenizasMedidas de SeguridadMedidas de Seguridad
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proceso de administración que realiza el Estado a través de CONAF y también que permitan fundamentar discusiones o debates sobre la materia. De acuerdo a sondeos preliminares realizados entre técnicos de CONAF se han determinado como necesidades de mayor urgencia la obtención de prescripciones que permitan minimizar los riesgos asociados al uso del fuego, la construcción de un índice de quemas que permita respaldar decisiones tendientes a autorizar o prohibir el uso del fuego, Identificación de áreas en donde el uso del fuego se deba erradicar, y estudios tendientes a conocer técnicas que permitan un adecuado Manejo del Humo. 2.8. Quemas de rastrojos contaminación atmosférica y gases invernadero Resulta claro que la estrategia utilizada por los agricultores de quemar los residuos o rastrojos de cultivos, a pesar, de tener razones prácticas y económicas que la respaldan, es una mala práctica que incide directamente en todos los componentes del ambiente, es decir, seres vivos, suelos, agua y también aire. La atmósfera es la capa gaseosa que rodea la tierra, de un espesor aproximado a los 10.000 Km. y que es esencial para el desarrollo de la vida, por cuanto contiene el oxígeno (O2) para los procesos de respiración y el dióxido de carbono (CO2) esencial para la fotosíntesis de los vegetales. La atmósfera contiene también otros gases en una suerte de equilibrio tales como los llamados gases nobles o inertes (Helio, Argón, etc.) y uno muy importante, el nitrógeno (N2), cuadro 11, que actúa como un anticomburente, es decir, como un retardante de la combustión de cualquier material, en presencia de oxígeno que es un comburente, es decir, facilita la combustión. Si el N2, no fuera tan abundante en la atmósfera la combustión de cualquier material y los incendios serían instantáneos. Cuadro 11. Principales gases de la atmósfera terrestre.
GGaasseess SSíímmbboolloo QQuuíímmiiccoo %% AApprrooxx..
Oxígeno O2 20,926
Nitrógeno N2 78,084
Argón Ar 0,934
Dióxido de Carbono CO2 0,046
Otros gases 0,01
Fuente: Marcelino Claret, INIA, 2011. El equilibrio en que están los gases de la atmósfera se altera cuando recibe contaminación, por gases y partículas que afectan el ambiente, los seres vivos y alteran severamente la salud humana. Las fuentes de contaminación del aire más conocidas son el transporte, las industrias, las chimeneas y las estufas, sin embargo, la agricultura es también una fuente importante de contaminación del aire, a través de las quemas,
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que en Chile, son principalmente de dos tipos, forestales y agrícolas. En la última década aproximadamente el 85% de las quemas autorizadas han sido agrícolas y ellas corresponden principalmente a rastrojos de cereales. La Corporación Nacional Forestal (CONAF) es el organismo del Estado encargado de otorgar año a año las autorizaciones de quema y fiscalizar su cumplimiento, las cuales se efectúan casi en todo el territorio nacional, abarcando desde la III hasta la XII regiones, entre ellas destaca la región del Bío Bío con casi un 30% de las quemas avisadas en el país. Dentro de los cultivos de la región del Bío Bío, el más importante es el trigo blanco pan, por ejemplo en el año 2006 se sembraron aproximadamente 67 mil hectáreas que representaron el 60 % de toda la superficie de cultivos cerealeros en la región, si consideramos que solo se hubiesen quemado un 40 % de estas hectáreas sembradas, podemos sin duda esperar que una gran cantidad de kilos de gases y material particulado fue ingresado a la atmósfera regional en ese año. Utilizando datos de estudios mexicanos de quemas en trigo y la evaluación de algunos gases liberados, podemos calcular para el caso del año 2006 los siguientes hipotéticos valores alcanzados. Cuadro 12. Ejemplo hipotético para Chile, de gases y material particulado liberados en quemas de rastrojo de trigo del 50 % de la superficie sembrada (33.962 ha) en la región del Bío Bío año 2006, con un carga de residuos de 4,75 ton/ha y datos tomados de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de USA, 1983.
AAllgguunnooss ggaasseess lliibbeerraaddooss eenn llaass qquueemmaass KKgg xx hhaa TToonn// ttoottaalleess lliibbeerraaddaass
Monóxido de Carbono (CO) 233,0 7.913
Compuestos nitrogenados (NO2) 8,75 297
Hidrocarburos 19,5 662
Material particulado (MP10)* 28,0 951
* Material Particulado de tamaño inferior a 10 micrones. Fuente: Marcelino Claret. INIA 2011 ... En Chile existe escasa o nula información publicada respecto de la contaminación del aire producido por quemas agrícolas, tema cada vez de mayor relevancia por cuanto implica directamente la salud humana y el deterioro progresivo del ambiente. 2.8.1. Algunos gases y material particulado liberados en quemas de rastrojos y sus efectos 2.8.1.1. Anhídrido Carbónico (CO2) y Calentamiento Global En toda combustión de materia orgánica se libera como elemento residual el CO2. Este gas ha tenido desde hace dos décadas un papel protagónico en la opinión pública
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mundial, por cuanto es un gas con efecto invernadero (su presencia en la atmósfera evita en algún grado la disipación de calor de la tierra) afirmándose que el exceso de este gas en la atmósfera es de exclusiva responsabilidad humana y que por tanto, su concentración se ha incrementado críticamente desde la era industrial hasta alcanzar niveles, que generan un aumento progresivo de la temperatura media de la tierra, fenómeno conocido como calentamiento global. Bajo esta premisa, es razonable predecir entonces que cualquier aumento de la concentración de este gas en la atmósfera, como los generados por las quemas de rastrojos, ayuda a producir un mayor calentamiento de la tierra. El metano (CH4) es también un gas invernadero de mayor efecto invernadero que el CO2, del cual se habla menos y de la misma manera que el CO2, es producido en la combustión de rastrojos. 2.8.1.2. Monóxido de Carbono (CO) La combustión incompleta de los rastrojos, produce gran cantidad de CO, como se puede observar en el cuadro 12. El CO es un gas muy tóxico para humanos, que puede ocasionar la muerte por asfixia en pocos minutos. Nuestro organismo y específicamente la hemoglobina de la sangre tiene una gran afinidad por el CO, cuando su concentración en la sangre aumenta y disminuye el O2, la hemoglobina se asocia en mayor concentración al CO, interrumpiendo el flujo de O2 a las células, produciendo una falta de oxígeno en los tejidos que finalmente ocasiona la muerte. ¿Por que esto no ocurre cada vez que se producen quemas de rastrojos?, por que las quemas son al aire libre y no en sitios confinados, por lo tanto aun cuando se produce una gran cantidad de CO, existe también una gran cantidad de oxígeno disponible. Sin embargo, es un gas peligroso, cuyo control siempre debe ocupar nuestra atención. 2.8.1.3. Dioxinas y Furanos Dioxinas y furanos, son compuestos químicos aromáticos clorados, sin ningún uso natural o comercial conocido. Son contaminantes secundarios que se producen en procesos térmicos de combustión incompleta o en reacciones químicas complejas, que comprenden sustancias orgánicas (como en incendios o quemas de rastrojos) y sustancias con cloro (residuos industriales). Son compuestos muy estables y persistentes en el medio extremadamente tóxicos para humanos y algunos animales, bioacumulables en los tejidos grasos de organismos vivos y biomagnificables, es decir, aumentan su concentración en la pirámide alimentaria, a media que se asciende en ella. La Organización Mundial de la Salud (OMS) los clasifica como “carcinógeno humano conocido” y la Agencia Internacional para Investigación del Cáncer (IARC) como un “carcinógeno humano conocido grupo 1”. Hay estudios de largo plazo en animales de laboratorio, que avalan la formación de cáncer en: hígado, pulmones, lengua, parte
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superior de la boca, nariz, glándula tiroides, glándula adrenal, piel de la cara y bajo la piel. 2.8.1.4. Material particulado menor a 10 micrones (MP10) Las quemas también originan material particulado microscópico, de tamaños menores a 10 micrones (1 micrón es igual a la millonésima parte de 1 metro) que por su tamaño y bajo peso pueden permanecer suspendidos en la atmósfera por largos períodos después de las quemas. Su inhalación es perjudicial para la salud por cuanto por su tamaño pequeño, estas partículas pasan directamente a los alvéolos pulmonares donde se produce el intercambio de gases del organismo, pudiendo a la larga derivar en insuficiencias respiratorias y asmas. 2.8.1.5. Otros gases Cuando ocurre combustión de materia orgánica en días soleados, se produce Smog Fotoquímico cuyo principal componente es el Ozono (O3), si bien es cierto este gas es útil, en las altas capas de la atmósfera dado que nos protege de la radiación ultravioleta, en las capas bajas de la atmósfera, donde se puede respirar, es un fuerte irritante ocular y perjudicial para la salud humana al incrementar estados alérgicos, de asma y enfisemas, produciendo además daños a la vegetación. Los precursores de la formación de O3, son los Hidrocarburos no Metánicos (NMHC) y los compuestos nitrogenados (NOx), que también se producen en la combustión incompleta de rastrojos. Los NOx al combinarse con agua se transforman en ácido nítrico, provocando lluvias y neblinas ácidas que dañan el ambiente. También el bióxido de azufre (SO2) producido en las quemas de rastrojo, además de ser un irritante respiratorio puede en contacto con agua transformarse en ácido sulfúrico produciendo también lluvia y neblina ácida. La erradicación de la quema de rastrojos de nuestros campos, aun cuando los daños ocasionados a los organismos vivos, compartimentos ambientales suelo, agua, aire y a nuestra salud son aparentemente evidentes, no podrá ser posible sin la información de una investigación sólida de la realidad de las quemas en Chile que la respalde. 2.9. Descomposición de los rastrojos Una vez que los rastrojos ingresan al suelo constituyen una fuente de carbonada de alimento para la biomasa microbiana de éste. La biomasa microbiana consume el carbono (C) para sus procesos de vida y crecimiento, generando a su vez una pérdida del C ingresado a través del proceso de respiración. Estas pérdidas por respiración en promedio corresponden a 2/3 partes del C ingresado, lo cual se traduce en la práctica, en que el aumento de materia orgánica (MO) (material humificado) del suelo por efecto de la incorporación de residuos es muy lento en el tiempo. La diferencia fundamental en la composición de los residuos vegetales y de la materia húmica del
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suelo está en la importancia relativa de la celulosa, la cual abunda en los primeros pero falta en el material humificado (Russell 1964). Para que el C ingresado en el residuo se descomponga se necesita de otros factores como la humedad, temperatura, oxígeno y nutrientes como el nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S), necesarios para la actividad de la biomasa. De esta forma los contenidos óptimos de estos factores corresponden a 70% de humedad, 30‐40% de oxígeno, temperaturas entre 25‐30ºC, y relaciones nutricionales respecto del contenido de C de 25/1 para el N (relación C/N), 200/1 para el P (relación C/P), y de 300/1 para el S (relación C/S). De los factores antes mencionados, además de las fluctuaciones de temperatura durante los ciclos estacionales, que afectarán la mayor o menor velocidad de descomposición de los residuos, el factor que debería controlarse con mayor énfasis es la relación C/N. Al respecto, la relación C/N óptima para que se produzca la descomposición microbiana del residuo es 25/1 (contenido de N suficiente para que se desarrolle una intensa actividad microbiano en función de la cantidad de C que ha ingresado al sistema suelo) y se acepta un rango entre 20/1 a 30/1, en función de la diferente flora y fauna que participa en el proceso de descomposición biológica de este residuo. Dado que la relación C/N promedio de la biomasa del suelo se aproxima a 8/1 (pudiendo fluctuar desde 5/1 en las bacterias y actinomicetes hasta 10/1 en los hongos) (Alexander, 1980), y que estos microorganismos consumen 3 partes de C por cada 1 parte de C que será humificado (pérdida de 2/3 del C ingresado a través del proceso de respiración) se puede procesar aproximadamente 24 a 25 partes de C por cada parte de N que se disponga en el residuo. Debido a las diferentes relaciones C/N de la biomasa del suelo, las bacterias, los hongos y los actinomicetos asimilan el C y el N de diferente manera. Para las poblaciones mixtas, el carbono asimilado por las bacterias es del 5 al 10%, por los actinomicetos es del 15 al 30% y por los hongos del 30 al 40% (Alexander, 1980). Algunos residuos presentan de manera natural una relación C/N que facilita la descomposición, como por ejemplo los residuos de leguminosas cuya relación C/N es inferior a 25, situación que además favorece la entrega de N adicional al cultivo siguiente (proceso llamado mineralización neta), contribuyendo a una menor necesidad de fertilización nitrogenada en caso de ser necesaria. Otros residuos como los de cereales presentan relaciones C/N mayores al óptimo (mayores a 25/1), limitando de manera natural la descomposición de la totalidad del residuo, generando además una necesidad extra de N (además del contenido en el residuo) que será obtenida desde el aporte natural del suelo o de la fertilización nitrogenada del cultivo siguiente. El efecto que causa el ingreso de residuos de alta relación C/N (mayor a 25 o mayor a 30) sobre la alta demanda de N por parte de la biomasa del suelo se traduce en una menor disponibilidad de N por el cultivo siguiente a la incorporación de dicho residuo, con un retardo en el crecimiento y falta de desarrollo de clorofila en los tejidos, lo cual se conoce como “hambre de N”.
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Para determinar la necesidad de N a aplicar como complemento para aquellos residuos de alta relación C/N, como los cereales cuya relación C/N fluctúa entre 60/1 a 75/1, o residuos de otros cultivos como canola, se utiliza la siguiente ecuación:
Dosis de N extra (kg/ha) = Dosis de residuo seco (kg/ha) * (1,5 – X)/100
Donde: 1,5 = concentación de N óptima en el residuo seco, equivalente a una relación C/N de 25. X = concentración de N en la MS del residuo incorporado. La necesidad de N para la descomposición de este residuo no es inmediata, dado que la velocidad de descomposición del residuo estará mediada por los factores que afectan la actividad microbiana, como también por la constitución de polifenoles del residuo (hemicelulosas, ligninas, carbohidratos más simples, proteínas, etc). Sin embargo, en términos prácticos se suelo aplicar todo el N necesario al momento de incorporar el residuo, cuidando además de triturar este residuo y mezclarlo mecánicamente con el suelo (incorporación). En términos prácticos por cada 1 tonelada de residuo seco de cereales incorporado en el suelo se debe aplicar 9 kg de N (20 kg de urea) para no alterar el equilibrio natural del N del suelo y evitar generar “hambre de N” en la siembra del cultivo siguiente. Por ejemplo, una cosecha de trigo con un rendimiento de 70 qq/ha (7 toneladas de grano con 14% de humedad) genera una cantidad de residuo seco de 7 a 9 toneladas, dependiendo del coeficiente de reparto (índice de cosecha) que presente el cultivo, el cual fluctúa en función del cultivar (componente genético) y del ambiente (Campillo et al., 2011). En otro ejemplo, una cosecha de maíz con un rendimiento de 135 qq/ha (13,5 toneladas de grano con 14% de humedad) genera una cantidad de residuo seco de 12 a 15 toneladas, en función del coeficiente de reparto que presente el cultivo, por los factores de variación antes indicados (Hirzel, 2011). Una vez que se ha logrado la descomposición total del residuo, una parte del N ingresado con el residuo o utilizado en sus descomposición queda disponible a la planta (no todo el N como se ha planteado en algunos modelos teóricos), dado que 1/3 del C ingresado con el residuo ha sido humificado y el humus presenta una relación C/N promedio de 10/1, lo cual indica que por cada 100 kg de C humificados se ha organizado también 10 kg de N en dicho humus. De manera práctica, si se incorporan 8 toneladas de residuo seco con 40% de C, se ha ingresado 3.200 kg de C, de los cuales se humifica 1/3 parte, equivalente a 1.067 kg, los cual humifica 107 kg de N (1.067/10). Considerando que la relación C/N adecuada para la descomposición total del residuo es 25 como ha sido señalado, con la incorporación de los 3.200 kg de C se ocuparon 128 kg de N (3.200/25), por lo cual queda un remanente de N de 21 kg (128 ‐ 107), que forman parte del ciclo del N del suelo, por tanto una parte queda sujeto a mecanismos
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de pérdida (lixiviación, volatilización, denitrificación). Es más, evidencias científicas indican en algunos casos efectos negativos sobre el rendimiento cuando se han incorporado residuos, asociados a una menor disponibilidad de N para el cultivo (Andraski y Bundy, 2008; Coulter y Nafziger, 2008). Para las fracciones predominantes del humus (ácidos húmicos y fúlvicos), Navarro y Navarro (2003) señalan una relación C/N que fluctúa entre 18 y 22. En el caso de aquellos residuos de baja relación C/N (menor a 25) como las leguminosas, la incorporación de éstos al suelo genera un aporte neto de N, que se determina a través de la siguiente ecuación:
Aporte de N (kg/ha) = Dosis de residuo seco (kg/ha) * (X – 1,5)/100 Donde: X = concentración de N en la MS del residuo incorporado. 1,5 = concentración de N óptima en el residuo seco, equivalente a una relación C/N de 25. 2.10. Función Química de los rastrojos La incorporación de rastrojos al suelo en términos químicos genera aporte de nutrientes al sistema suelo‐planta, y además constituye una fuente de energía para aquellos organismos heterótrofos (generan energía a partir de compuestos orgánicos o de otros organismos) y autótrofos (generan energía a partir de compuestos químicos). La incorporación de rastrojos destaca por su aporte de carbono (C), que corresponde aproximadamente entre un 40 a 45% de la materia seca (MS) total ingresada. Adicionalmente, estos residuos generan aportes de nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), azufre (S) y micronutrientes. Dentro de estos nutrientes incorporados con el residuo destaca el aporte de K y Ca, que constituyen entre un 70 a 90% del total contenido en la planta entera. En las figuras 7.3.3.1, 7.3.3.2 y 7.3.3.3 se puede observar la distribución de nutrientes en la planta de maíz, trigo y arroz, con lo cual se puede estimar el aporte de nutrientes que se genera con la incorporación de residuos de estos cultivos, asociado al rendimiento (extracción de nutrientes) de cada situación. Una vez que estos nutrientes ingresados con el residuo se hacen disponibles (después de la transformación química o biológica de los compuestos orgánicos o químicos presentes en el residuo), entran al ciclo geoquímico de cada uno de ellos, y constituyen una fuente de aporte de nutrientes para el sistema suelo‐planta. Cabe destacar que algunos de estos nutrientes se hacen disponibles de una manera muy rápida como el K,
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dado que no forma parte de esqueletos carbonados, en cambio otros como el N y P necesitan del proceso de transformación biológica para lograr su total liberación desde el residuo.
Gráfico 8. Reparto de nutrientes en la planta de maíz.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
N P K Ca Mg
Distribución en
la planta de
maíz (%)
Nutrientes
Grano
Residuo
Fuente: Hirzel (2011).
Grafico 9. Distribución de nutrientes en la planta de trigo de pan (promedio de los cvs. Domo‐INIA y Quelén‐INIA).
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
N P K Ca Mg
Distribución en la planta de
trig
o (%
)
Nutrientes
Grano
Residuo
Fuente: Campillo et al. (2011).
Gráfico 10. Distribución de nutrientes en la planta de arroz.
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0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
N P K Ca Mg
Distribución en
la planta de
arroz (%)
Nutrientes
Grano
Residuo
Adaptado de Cordero‐Vásquez y Murillo‐Vargas (1990).
2.11. Efecto de los rastrojos sobre las propiedades físicas del suelo El suelo debe ser considerado un ente vivo y sensible a la intervención que el hombre ejecuta sobre él. Es un sistema abierto y dinámico, que soporta la vida vegetal y por ende la agricultura. Está constituido por tres fases; Una fase sólida formada por los componentes inorgánicos, los minerales, y una fracción orgánica, compuesta por organismos vivos y residuos orgánicos en distinto grado de descomposición. La interacción entre la fracción orgánica y la fracción mineral se traduce, de acuerdo a las propiedades de cada uno de ellos en aglomerados o agregados, cuyo tamaño y forma varían considerablemente, dejando un espacio entre ellos (poros, galerías, y grietas en el que se encuentra la fase líquida y la gaseosa, este espacio se denomina el espacio poroso del suelo (Porta et al., 1994). Una parte del volumen de este espacio poroso está ocupado por agua, componente de la fase líquida, que contiene diversas sustancias en solución y el resto por aire, que constituye la fase gaseosa o atmósfera del suelo (Porta et al., 1994). 2.12. Degradación del suelo La degradación del suelo es el resultado de todas aquellas acciones que conducen a la pérdida de la naturaleza y propiedades del mismo (Carrasco y Riquelme, 2010). Se produce por erosión ya sea hídrica o eólica, por salinización, por alcalinización, pérdida de nutrientes por lavado, o bien, por compactación. Factores todos, que llevan finalmente a la degradación biológica perdida de la “vida” del suelo y son los responsables de la disminución de su capacidad productiva.
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Según Lal y Stewart (1990), se distinguen tres tipos principales de degradación, los cuales incluyen distintos procesos: a. Degradación del medio químico. • Disminución de la fertilidad. • Desequilibrio elemental. • Acidificación. • Salinización y Sodificación. • Acumulación de compuestos tóxicos. b. Degradación del medio biológico. • Disminución en la materia orgánica del suelo. • Reducción de la macro y microfauna del suelo. • Reducción de la microflora. c. Degradación del medio físico. • Erosión. • Erosión hídrica. • Erosión eólica. • Desertificación. • Compactación y formación de capas endurecidas. La degradación del medio físico se refiere al deterioro de las propiedades físicas, principalmente la estructura, como consecuencia del mal manejo del suelo con la labranza. Por efecto de la compactación se produce aumento de la densidad aparente, disminución de la porosidad (Carrasco y Riquelme, 2010). Se sabe que un exceso en labores aumenta la perdida de materia orgánica lo que conlleva la pérdida de estabilidad estructural del suelo, que a su vez se traduce en erosión, y finalmente desertificación (Carrasco y Riquelme, 2010). Una forma de reducir la degradación del medio físico del suelo es incorporar materia orgánica al mismo. Una forma de aplicación permanente de materia orgánica, es la incorporación de los rastrojos de cultivos que se producen temporada a temporada, lo cual debe hacerse con equipos de aradura que faciliten esta labor. Sin embargo, para que esta labor sea eficiente, previamente es necesario el picado y trozado de estos residuos de cultivos, porque de no ser así la descomposición de ellos en el suelo sería ineficiente, además de generar problemas en la labor de siembra en los cultivos sucesivos. Otra forma para mejorar el nivel de materia orgánica del suelo, es realizar un tipo de agricultura conservacionista, y ello se consigue a través del establecimiento de cultivos bajo la técnica de cero labranza. Con el sistema de cero labranza se produce una acumulación de residuos vegetales en la superficie, y se van descomponiendo lentamente en el transcurso de los años; lo que
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aumenta la materia orgánica del suelo en sus primeros centímetros y mejoran su condición física (Follet y Schimel, 1989; Karlen et al., 1991; y López‐Fando,1991). Blevins et al., (1983) y Carrasco (1998) establecieron que el sistema de cero labranza permite la acumulación y el mantenimiento de residuos en el suelo modificando las propiedades químicas y biológicas del suelo, en comparación con el laboreo convencional. Del punto de vista de las propiedades físicas del suelo, Sánchez, et. al (2003), encontraron que la acumulación de rastrojos de caña de azúcar en el suelo, permite una mejora de las propiedades físicas del suelo, encontrando, por ejemplo, que la densidad aparente del suelo se reduce significativamente, en comparación con un suelo sin rastrojos. Con relación a la macroporosidad del suelo, uno de los elementos más importantes de las propiedades físicas de un suelo, una serie de autores han encontrado que la cantidad y comunicación de los macroporos es mayor con la acumulación de rastrojos incorporados, que en el sistema de laboreo convencional sin acumulación de rastrojos, con una mejora sustancial de las características de drenaje del suelo (Ehlers, 1987; López –Fando, 1995; Karlen, et.al., 1991; Carrasco, 1998). Estos cambios pueden estar asociados a la mayor actividad de la macro fauna y la no alteración de la estructura del suelo. Del alto número de macroporos resulta una mejor aireación y un mejor drenaje del agua durante los periodos húmedos (Carrasco, 1998). Dichos investigadores determinaron también que el incremento de la infiltración se atribuía a la formación de macroporos estables (mayores a 1 mm) y al aumento de la estabilidad de los agregados del suelo. Entre las alternativas de manejo conservacionista de suelos, Doren (1965), Follet y Schimel, 1989, demostraron los beneficios del sistema de cero labranza, estableciendo que las producciones de maíz eran directamente proporcionales a la fracción de superficie de suelo cubierta con una capa de residuos vegetales muertos. Establecieron una clara asociación con la mayor cantidad de agua almacenada en el perfil, a causa del aumento de la infiltración y la reducción de la evaporación, como consecuencia de la acumulación de rastrojos sobre el suelo. García Cortazar (2002), reporta que el dejar rastrojos sobre el suelo, con labores de cero labranza, produce incrementos en la disponibilidad de agua y de nitrógeno, para los cultivos siguientes en la rotación. Esto coincide con los trabajos realizados por Carrasco (1998), en trabajos realizados en la meseta Central de España, el cual encontró en siembras de trigo y maravilla con cero labranza, que el agua infiltrada en el perfil del suelo es mayor, al encontrado en el laboreo convencional. Señala además que los rastrojos tienen un efecto beneficioso al reducir la evaporación del suelo. Lal (1976) comparando el sistema de cero labranza y acumulación de rastrojos, con el laboreo convencional, obtuvo tasas de infiltración de 48 cm/h y 18 mm/h respectivamente para el mismo tipo de suelo. Packer y Hamilton (1993), midiendo
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características de la infiltración de agua en dos suelos en el sur de New South Wales (Australia), encontraron aumentos de la infiltración en los suelos manejados con el sistema de cero labranza al compararlos con el sistema convencional. Los sistemas de laboreo de conservación, debido a la acumulación de rastrojos en el suelo, mejoran la estructura del suelo aumentando la proporción relativa de biocanales y macroporos que hacen posible la infiltración del agua, disminuyendo con ello la susceptibilidad a formar costra (López‐Fando, 1991; y Carrasco, 1998; Pérez, 1999). La acumulación de rastrojos en el suelo, permite una buena estructura del suelo. Una buena estructura del suelo es importante para el crecimiento y desarrollo de las plantas, porque permite una buena aireación, necesaria para el desarrollo normal de las raíces, facilita el almacenaje del agua en los espacios porosos y evita la compactación superficial y el encostramiento del suelo (Carrasco, 1998; Carrasco, 2003). El aumento de la agregación y de la estabilidad de los agregados del suelo está relacionado con el contenido de materia orgánica (Douglas y Goss, 1982). Perez (1992) considera que una mejora de la estructura del suelo, en la cero labranza, se atribuye a la alta actividad biótica, especialmente de las lombrices, como consecuencia del aumento de la materia orgánica por la acumulación y descomposición de los rastrojos. Freebairn et al., (1993) y Carrasco (1998) sostienen que el beneficio de la cero labranza, con rastrojos en la superficie, es favorable para las propiedades físicas del suelo. Packer y Hamilton (1993), usando simuladores de lluvia y evaluando índices de estabilidad estructural, han encontrado cambios significativos en la estructura del suelo, después de 5 años de implementación del sistema de cero labranza con presencia de rastrojos. 2.13. Manejo de los rastrojos de trigo, prácticas de los productores
Para conocer las prácticas de manejo de los rastrojos se procedió sostener entrevistas con productores y profesionales de las regiones del BíoBío y de La Araucanía, anexo 1.
2.13.1. Sistemas de producción de trigo en la Región del Bio Bío Como representativo de la Región del BíoBío se estudio el sistema de producción en la provincia de Ñuble, en sus diferentes áreas homogéneas. Secano costero Esta área se podría definir como una zona mixta donde existen pequeños productores con una arraigada cultura tradicional y también existen agricultores innovadores que utilizan y demandan nuevas tecnologías para la siembra de sus cultivos. Los pequeños productores siembran trigo normalmente después de barbecho y/o cultivo de papa, para ello utilizan arados de vertedera de tiro animal. Los agricultores
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con mayores superficies utilizan arados de discos de tracción mecánica para preparar el suelo y tapan la semilla con rastras de discos.
Los pequeños productores cosechan el trigo mediante corte y engavillado a mano y trillan con maquinas estacionarias. En éste sistema la paja de trigo se retira en gran parte del potrero, y luego de la trilla queda acumulada en lo que denominan “muelles de paja” que es consumida por los animales en invierno. También parte de esta paja es guardada luego de la trilla en “pajeras”.
Los agricultores que siembran mayor superficie cosechan el trigo con maquinas automotrices, donde los rastrojos quedan en el potrero y estos en su mayoría son consumidos por los animales en verano y el residuo, cuando queda, es quemado para luego establecer un cultivo, que normalmente es avena.
Lo anterior fue confirmado en entrevistas realizadas a agricultores de la comuna de Cobquecura, quiénes señalaron que en general le dan una gran importancia a la producción de paja para alimento del ganado, a veces, por sobre la producción de grano, es así que prefieren variedades con caña medianamente larga no barbada versus las de caña corta, para asegurar una buena producción de paja palatable para los animales.
El uso de los rastrojos de trigo en esta zona depende principalmente del cultivo posterior, si el cultivo es avena, se prepara el suelo incorporándolo el rastrojo de trigo. Por el contrario si el cultivo posterior es pradera, prefieren quemarlo, ya que al incorporarlo el suelo queda más suelto, lo que favorece el descalce de las forrajeras al momento de la germinación. El porcentaje de superficie de rastrojo quemado en esta zona es bajo.
Secano Interior Es una de las zonas más deprimidas de la provincia de Ñuble donde todavía los agricultores siembran con un propósito de subsistencia, algunos avances técnicos se han logrado en los últimos años en sectores de Yumbel, Ninhue y San Carlos, pero en ésta área en general urge establecer un sistema de establecimiento de cultivos con manejo de rastrojos, dado que el deterioro del suelo es máximo y que el sistema tradicional de producción de cereales no recompensa económicamente el esfuerzo de los productores. El Secano Interior cuenta con agricultores que en su mayoría disponen de bajos niveles de ingresos y calidad de vida. La principal limitante de esta área es la escasa disponibilidad de agua de riego, por lo que los cultivos deben adecuarse al régimen pluviométrico, donde la humedad aprovechable del suelo se agota a fines de primavera. La gran mayoría de los suelos no son arables, reduciendo el número de alternativas productivas. El sistema productivo se basa en una rotación de pradera natural (2años) – barbecho – trigo, en algunas oportunidades después o antes del trigo se siembran algunas leguminosas de grano como arvejas, lentejas y garbanzos.
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La siembra de trigo normalmente en esta área se realiza con preparación de suelos y tapado de semilla con arado de vertedera de tiro animal. Sin embargo, durante los últimos años mucha superficie de la preparación de suelos se está realizando con arado de discos y tapado de semilla con rastra accionada por tractor. La cosecha de trigo en ésta área se efectúa mediante corte a mano, engavillado y trilla con estacionaria. Sin embargo durante los últimos años ha habido una importante introducción de maquinas automotrices, particularmente en las comunas de Ninhue, San Carlos y el secano interior de San Nicolás, como así también en algunos sectores de Quirihue. El 30 % de la cosecha se hace mediante corte y engavillado a mano y trilla con maquina automotriz y el 70 restante de la cosecha se realiza con maquina automotriz. En ambos casos, se recoge parte de la paja y se le realiza una faena de repique con caballos y luego se guarda en galpones para alimentación animal. Cuando la siembra siguiente al cultivo del trigo es lenteja, normalmente se quema el rastrojo, a veces cuando el volumen de rastrojo es bajo se siembran directamente las lentejas sobre el rastrojo. Si la siembra posterior es arveja, el rastrojo se quema y si es avena no se quema. En general, los rastrojos en su mayoría se queman. Sin embargo, es necesario dejar establecido, que muchos agricultores guardan paja de trigo para sus animales y usan los rastrojos con animales desde la cosecha hasta el mes de abril, luego consideran que el rastrojo no hace ningún aporte y queman sus restos, para establecer un nuevo cultivo, generalmente avena y/o lenteja y /o arveja. Depresión intermedia, como se indicó anteriormente es la zona donde se cultiva la mayor superficie de trigo de la provincia, y se siembra básicamente en condiciones de riego y de secano. De las 31.549,6 ha que se siembran de trigo en esta área en la provincia, un 43, 5% se siembra en condiciones de riego (Censo 2007). La rotación del cultivo del trigo en condiciones de riego es i) trigo, remolacha, ii) Trigo ‐ maíz, iii) trigo ‐ praderas mejoradas, iv) trigo ‐ papas. En condiciones de secano se rota i) trigo con avena y ii) trigo con pradera naturalizadas y ii) trigo con pradera natural La siembra del trigo, prácticamente en su totalidad, es realizada con maquinas sembradoras accionada por tractor y equipadas con discos. Sin embargo dependiendo de la rotación del cultivo la preparación del suelo es diferente. En condiciones de secano se realiza un barbecho mecánico y se siembra. En condiciones de riego se realiza normalmente un barbecho químico, luego se prepara el suelo mecánicamente y se procede a sembrar el trigo. La cosecha de trigo en ésta área se realiza con maquina automotriz. Los rastrojos en su mayoría se queman, particularmente los grandes productores. Sin embargo, en esta
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zona algunos agricultores están realizando labores que evitan la quema. i) en suelos de riego, después de la cosecha del trigo con las primeras lluvias de otoño, pican el rastrojo con una picadora vertical y mezclan la paja con el perfil del suelo, generalmente esta labor la realizan cuando siembran remolacha después de trigo, ii) subsolado superficial sobre rastrojo entero. Un agricultor de la comuna de Yungay, provincia de Ñuble, a partir del mes de febrero con un arado subsolador de 7 puntas, equipado además con un sólido rodillo acondicionador de suelo, ejecuta una labor muy superficial con el objeto de mezclar la paja de trigo con suelo, luego a fines de mayo e incluso en el mes de junio aplica un herbicida total y luego siembra obteniendo buenos resultados, tanto en trigo como en avena. En esta zona sobre el 80% de la superficie de rastrojos de trigo es quemada anualmente. Precordillera Andina En esta área la mayoría de los agricultores disponen de un buen nivel tecnológico en el cultivo del trigo, en cuanto a uso de variedades mejoradas, fertilización balanceada y control de malezas, pero aún en su gran mayoría continúan con el sistema tradicional de manejo de rastrojo ‐ la quema‐ con los consiguientes problemas que ésta práctica genera, principalmente relacionado con el empobrecimiento de los niveles de materia orgánica y las pérdidas de suelo por erosión. La Precordillera Andina es un área donde los agricultores utilizan principalmente las siguientes rotaciones de cultivos i) avena ‐ trigo ‐ avena ‐ trigo, ii) avena ‐ raps ‐ trigo ‐ avena, iii) avena ‐ lupino ‐ trigo – avena. Los agricultores que se dedican a la ganadería en ésta área utilizan normalmente una rotación de pradera por 4 años, luego trigo y después avena. Es evidente que desde el punto de vista agronómico éstas rotaciones son un tanto estrechas, salvo en el sistema ganado cultivo, pero no en todos los casos está incluida una pradera mejorada, que es vital para dar sustentabilidad al sistema. La siembra de trigo en ésta zona se realiza normalmente después de avena, de la cual previamente queman la totalidad de su rastrojo y/o después de un barbecho sobre pradera naturalizada con trébol subterráneo. En ambos casos los agricultores utilizan dos métodos de tapado de semilla, los agricultores más pequeños tapan la semilla con rastra de discos y los agricultores más grandes siembran con maquina. En ésta área prácticamente toda la cosecha del trigo se realiza con maquina automotriz. En la precordillera el rastrojo del trigo es quemado prácticamente en su totalidad, salvo en el caso de los pequeños productores. El manejo de los rastrojos que realizan los productores con superficies prediales de hasta 10 hectáreas, que cultivan trigo y avena en rotación con pradera natural, utilizan intensamente sus rastrojos con sus animales ovinos y bovinos y normalmente no queman, porque siembran siempre después de praderas, generalmente naturalizada con tréboles subterráneos. Los agricultores con superficies mayores, básicamente de secano, queman en la totalidad los rastrojos.
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2.13.2 Sistemas de producción de trigo en la Región de La Araucanía También se analizó el sistema de producción de trigo por áreas homogéneas presentes en La Araucanía, donde una parte importante del establecimiento de los cultivos se realiza con el sistema de cero labranza y mínima labranza, previa quema de los rastrojos. Si bien en el pasado en esta región se realizaron intentos de manejar los rastrojos el aumento de los costos de las operaciones involucradas, ha hecho que los agricultores vuelvan a quemar.
Secano Costero
El sector presenta un clima templado lluvioso con influencia mediterránea, caracterizado por una marcada influencia oceánica y con registros moderados de la amplitud térmica. De esta forma, la zona tiene una mejor condición de producción con cultivos tradicionales y ganadería bovina y ovina con mejores índices productivos. Las precipitaciones están entre 1.300 mm y 1.800 mm anuales (promedio últimos dos años en la Araucanía), con una fuerte influencia marina que regula la condición climática y posibilita potenciales productivos mayores. En este sector el sistema productivo predominante es la papa seguida por los cereales, donde predomina trigo que va después de la papa en la sucesión. Son parte de este sistema productivo las praderas naturales y ganadería bovina y ovina. Se estima que en este sector alrededor de 5.000 agricultores producen papa con rendimientos que fluctúan entre los 200 y los 300 qq/há, principalmente bajo condición de secano. En el caso de trigo el rendimiento es alrededor de 40 qq/há y es cultivado en una superficie menor que papa. Las praderas naturales y mejoradas son de mayor productividad que en otras zonas agroecológicas con producciones que fluctúan entre 4.000 y 8.000 kg de MS/año. La principal actividad productiva es la forestal y la agrícola predominando las explotaciones de pequeños productores, una menor presencia de medianos agricultores y muy pocos agricultores empresariales. Un actor relevante de los últimos 20 años ha sido la presencia de empresas forestales que han adquirido importantes superficies para la plantación de pino y eucaliptos. En el ámbito de la pequeña agricultura aun existe una marcada tradición en el sistema productivo, caracterizada por el uso de la tracción animal y la limitada adopción de tecnología. El sistema productivo característico es papa‐trigo‐pradera‐ganadería. La papa es el principal cultivo establecida en una superficie promedio cercana a las 1,5 hectáreas por agricultor, destinada principalmente a la comercialización y en menor grado a la generación de la semilla, consumo para la familia y consumo animal. En este cultivo se ha observado un mejoramiento de la calidad de semilla y un aumentando el uso de tecnologías tales como fertilización, y control de enfermedades; alcanzándose
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rendimientos promedios entre 25 y 30 toneladas por hectárea. El segundo cultivo que sigue en la sucesión es trigo, establecido de primavera, en una superficie promedio cercana a 1,0 hectárea por agricultor, destinado preferentemente al auto consumo mediante la obtención de harina (y subproductos de la molienda como harinilla y afrechillo) y para el consumo animal y de aves. El uso de tecnología en este cultivo es menor, siendo la disponibilidad de maquinaria para la cosecha (cosecheras) una importante limitante. Los rendimientos son en torno a los 45 qqm/há, puesto que mayoritariamente se establece después de papa. En el cultivo no se realiza manejo de rastrojos, siendo la quema a fuego el principal elemento de manejo. La producción de rastrojo de trigo fluctúa entre 4 y 6 ton/há. La producción ganadera se caracteriza por la producción bovina de crianza, cerdos y el aumento de los ovinos. Por lo general es extensiva pero con mejores índices de producción respecto de otras zonas agroecológicas, debido a una mejor condición de clima. En el ámbito de agricultores medianos y grandes aumenta el uso de tecnología en todos los rubros en forma proporcional al tamaño de las explotaciones. De igual forma aumenta el uso de mecanización, la superficie con trigo y la ganadería bovina. El rendimiento de papa fluctúa entre las 30 y 40 ton/há y el de trigo entre 50 y 60 qqm/há, con producciones de rastrojo que pueden alcanzan hasta 10 ton/há. En la zona, con este tipo de agricultores (particularmente los empresariales) se alcanzan los rendimientos potenciales de la región en papa, trigo y praderas. Aproximadamente el 80% de la superficie de los rastrojos de trigo es quemado en esta área.
Secano interior
Presenta un clima mediterráneo, con lluvias concentradas principalmente en invierno y cuatro o cinco meses secos en verano, con una tendencia a un aumento en la duración del periodo seco en el sector noroeste de la provincia de Malleco y una disminución de este período en el sector sur de la provincia de Cautín. Sin embargo, esta condición seca se continúa hacia el sur por el margen oriental de la cordillera de la costa. Las precipitaciones están alrededor de los 860 mm anuales (promedio de las estaciones meteorológicas de Imperial, Galvarino, Traiguien y Perquenco en los últimos años), con una fuerte influencia del sector de sombra de precipitaciones que produce la cordillera de la costa, lo que afecta negativamente la condición climática y restringe los potenciales productivos. Esta zona se caracteriza por una fuerte antropización y degradación de sus recursos naturales, conocida en el pasado como el granero de Chile, una vez degradado su recurso suelo, ha experimentado un importante reemplazo de la actividad agrícola por la forestal. Las mayores superficies corresponden a praderas naturales y plantaciones forestales con áreas muy similares, seguida por la superficie destinado a cereales.
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En este sector el sistema productivo agrícola predominante es cereal‐pradera‐ganadería, bajo condición de secano, donde predomina trigo que va iniciando la sucesión, seguido de avena, praderas naturales y en menor grado pradera sucesionales post cultivo. La ganadería se desarrolla mediante crianza de bovinos y en menor grado ovinos. En el caso de trigo el rendimiento es alrededor de 40 qq/há Las praderas naturales y mejoradas son de mayor productividad que en otras zonas agroecológicas con producciones que fluctúan entre 4.000 y 8.000 kg de MS/año.
En el ámbito de la pequeña agricultura la producción es muy limitada dada las condiciones de clima seco durante gran parte del año. En este sector se practica una agricultura tradicional, extensiva en cuanto al manejo agronómico pero muy intensiva respecto del uso del recurso suelo, siendo mayoritariamente de subsistencia. Los agricultores medianos presenta una situación levemente mejor, producto de una mayor disponibilidad de superficie, pero también muy restringidos en cuanto al uso de tecnología, presentando una mayor superficie destinada a trigo y un mayor número de cabezas de ganado de crianza. Solo la agricultura empresarial presenta una mejor condición productiva debido a las escalas de producción, al uso de mecanización y otras tecnologías más modernas de producción.
En esta área aproximadamente el 80 % de los rastrojos de trigo son quemados.
Valle Central
Esta área presenta un clima templado lluvioso, aumentando la intensidad de las lluvias de norte a sur, desde Victoria a Loncoche. La estación seca es menor que en el secano interior, pero aun sigue siendo importante en el sector norte de esta zona y con registros más marcados de la amplitud térmica. La condición de producción es mejor, con cultivos tradicionales, praderas naturales y mejoradas; ganadería bovina y ovina. Las precipitaciones están entre 1.000 mm y 1.500 mm anuales. Si bien en esta área los cultivos también son de secano, en los últimos años, particularmente en la parte central y sur de esta zona, se ha desarrollado en forma importante el uso de riego tecnificado en todo el espectro de productores, pero principalmente en el estrato de medianos y grandes. De esta forma se desarrollan un mayor número de alternativas productivas que van desde los cultivos tradicionales, industriales, frutales, ganadería de carne y leche, entre otras.
En este sector existen diferentes sistemas productivos tales como: Trigo‐avena‐trigo; Trigo‐Canola‐Trigo‐Avena; Trigo‐pradera, Remolacha y/o papa‐trigo‐avena‐pradera, y otros cultivos como cebada y triticale. Dentro del sistema productivo bajo riego se ha desarrollado la ganadería de leche con el uso de praderas artificiales de alta producción. Los rendimientos en papa fluctúan entre los 250 y los 600 qq/há y el de remolacha entre 850 y 950 qqm/ha, según sea el sistema productivo. En el caso de trigo el rendimiento es entre de 50 y 70 qq/há. En esta área se ha desarrollado
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fuertemente la fruticultura con especies como manzana, frambuesa, arándano y avellano europeo. En el ámbito de la pequeña agricultura aun existe una producción que es tradicional, pero con una mayor incorporación de tecnología al sistema productivo. Si bien el uso de la tracción animal aun es importante, se incremente el uso de medios mecanizados para la producción. En este caso, el sistema productivo característico es más tradicional, trigo‐pradera‐ganadería, incursionándose en producción ovina, hortalizas, chacarería y algunos frutales. El cultivo más importante es trigo, establecido de invierno y primavera, destinado preferentemente al auto consumo, comercio y para el consumo animal y de aves. El uso de tecnología en este cultivo es mayor, que en otras zonas. Los rendimientos son en torno a los 35 qqm/há; no se realiza manejo de rastrojos, siendo la quema a fuego el principal elemento de manejo. La producción de rastrojo de trigo fluctúa entre 4 y 5 ton/há. La producción ganadera se basa en vacunos de crianza, cerdos y el aumento de los ovinos. En el ámbito de agricultores medianos y grandes aumenta el uso de tecnología en todos los rubros y aumenta el número de rubros, en forma proporcional al tamaño de las explotaciones. De igual forma, la mecanización es más avanzada, se utiliza más el riego la superficie con trigo y la ganadería bovina es mayor. La producción de rastrojo puede sobrepasar las 10 ton/há. En algunas explotaciones, parte del rastrojo se retira del potreo y se utiliza para la actividad ganadera. En este estrato de productores (particularmente los empresariales) también se alcanzan los rendimientos potenciales de la región. En esta área se estima que el 95% de los rastrojos de trigo son quemados anualmente.
Precordillera Andina
Este sector presenta un clima templado más lluvioso, por el alejamiento relativo y principalmente el aumento de la altura sobre el nivel del mar. Las precipitaciones también superan los 1.800 mm, pero a diferencia de las otras zonas, aumenta fuertemente la ocurrencia de heladas; tanto temprano como tarde en la temporada (marzo y diciembre respectivamente). La estación seca es menor que en otras zonar, siendo más importante en el sector norte de esta zona y muy menor el la parte sur. También se registra marcadamente la amplitud térmica. Si bien, la condición de producción es mejor, con cultivos tradicionales, praderas naturales y mejoradas; algunos frutales, ganadería bovina y ovina, el potencial de producción es menor por la limitación de las heladas. En esta área los cultivos son fundamentalmente de secano pero en los últimos años se ha desarrollado en forma importante el uso de riego tecnificado principalmente en el estrato de medianos y grandes productores.
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En este sector también existen diferentes sistemas productivos pero son más limitados como por ejemplo trigo ‐ avena‐trigo; trigo – canola – trigo ‐avena; trigo ‐ pradera y otros cultivos como cebada y triticale. El cultivo más importante es trigo con rendimiento de 45 a 50 qq/há. En esta área también se ha desarrollado la fruticultura con especies como manzana, frambuesa, arándano y avellano europeo, pero con mayores limitantes. En el ámbito de la pequeña agricultura aun existe una producción que es tradicional, orientada más a la actividad ganadera de crianza. El uso de la tracción animal aun es importante, siendo limitado el uso de medios mecanizados para la producción. En este caso, el sistema productivo característico es más tradicional, trigo‐pradera‐ganadería, incursionándose en forma importante en producción ovina. El cultivo más importante es trigo, establecido de invierno y primavera, destinado preferentemente al auto consumo, algo de comercio y para el consumo animal y de aves. Los rendimientos son en torno a los 40 qqm/ha; no se realiza manejo de rastrojos, siendo la quema a fuego el principal elemento de manejo. La producción de rastrojo de trigo fluctúa entre 4 y 5 ton/ha. En el ámbito de agricultores medianos y grandes, al igual que en las otras áreas, aumenta el uso de tecnología en todos los rubros y aumenta el número de rubros, en forma proporcional al tamaño de las explotaciones. De igual forma, la mecanizaciones es más avanzada, la superficie con trigo y la ganadería bovina es mayor. En algunas situaciones, con agricultores empresariales, la producción de rastrojo puede alcanzar las 10 ton/ha. En esta zona una parte de los rastrojos se retira como fardo y se usa en la actividad ganadera, proporcionalmente en mayor cantidad que en las otras áreas. En esta área se estima que el 95% de los rastrojos de trigo son quemados anualmente.
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3. SISTEMA DE SIEMBRAS CON RASTROJOS DE CEREALES En este punto se analizan algunos factores que inciden en el comportamiento de los cultivos sembrados sobre rastrojos de trigo. También se describe detalladamente a modo de ejemplo la experiencia de cuatro sistemas distintos de siembras con manejo de rastrojos de trigo que llevan a cabo los productores en la Región del BíoBío (puntos 3.5., 3.6., 3.7. y 3.8.) y también se describe, aunque un poco más general la experiencia de los productores en la Región de La Araucanía. Los sistemas descritos no constituyen una evaluación y/o estimación de la superficie sembrada con cada sistema, si no que entregan una base de alternativas de cómo se están manejando en la actualidad los rastrojos de trigo sin quema.
3.1. Rotación de cultivos con manejo de rastrojo
Existen antecedentes tanto a nivel de investigaciones como de productores que es posible realizar rotación de cultivos con cereales, particularmente trigo, dejando la totalidad o parte de la paja producida para establecer un cultivo sobré ésta. Acevedo y Silva 2003 indican que no se debiera sobrepasar 2 ton/ha de rastrojo cuando se siembran leguminosas después de trigo.
A continuación se describen las últimas investigaciones sobre éste tema realizadas por Ovalle et al. Estas se iniciaron el año 2008 a través de un proyecto INIA – Fondecyt, con el objeto de contribuir al desarrollo de sistemas de agricultura sostenible y permitan disminuir el uso de insumos y mejoren las características biológicas y físico ‐ químicas de los suelos en ambientes de clima Mediterráneo. El establecimiento del cultivo de leguminosas se realizó sobre los residuos de trigo (2,5 ton/ha) picados e incorporados al suelo.
El estudio se realizó en las Provincias de Cauquenes (Séptima Región) y Ñuble (Octava Región), en las comunas de Cauquenes (Secano Interior) y Yungay (Precordillera). El estudio comprendió dos rotaciones con cereal: leguminosas forrajeras anuales (A) y leguminosas de grano (B). A) Dos mezclas de leguminosas forrajeras anuales (Tabla 13), con diferente duración en la fase de crecimiento, son testeadas en rotación con trigo en dos ambientes secano contrastantes en pluviometría (Cauquenes y Yungay), las cuales se detallan a continuación en la tabla 13. Para ambos ensayos, se utilizó como testigos de plantas no fijadoras: tres malezas de cada sitio, además de dos cultivos Avena (Avena sativa cv Urano) y Ballica (Lolium multiflorum cv. Wimmera).
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Cuadro 13. Proporción (%) de semillas en las diferentes mezclas de leguminosas anuales. Mezcla Especie Variedad Proporción (%)
Cauquenes (Secano Interior) Trifolium subterraneum Seaton Park 25 Medicago polymorpha Santiago 50
L1
Trifolium michelianum Paradana 25 Trifolium subterraneum Seaton Park 25 Biserrula pelecinus Casbah 37,5
L2
Ornithopus compressus Santorini 37,5 Yungay (Precordillera andina)
Trifolium subterraneum Mount Barker 37,5 Trifolium subterraneum Antas 37,5
L1
Trifolium incarnatum Corriente 25 Trifolium subterraneum Mount Barker 12,5 Trifolium subterraneum Antas 12,5 Trifolium vesiculosum Zulu 50
L2
Ornithopus compressus Ávila 25 Cuadro 14. Rotación de cultivos de leguminosas forrajeras anuales –Cereal.
Años Rotación Rotación de cultivo 2008 2009 2010 2011
1 Monocultivo sin leguminosa B B B T 2 Monocultivo cereal con N A T A T 3 Mezcla L1 L1 T L1 T 4 Mezcla L1 T L1 L1 T 5 Mezcla L1 L1 L1 L1 T 6 Mezcla L2 L2 T L2 T 7 Mezcla L2 T L2 L2 T 8 Mezcla L2 L2 L2 L2 T B: Ballica, T:trigo, A:Avena B) Comprendió ensayos de leguminosas de grano. El estudio se llevó a cabo en dos ambientes de secano contrastantes en pluviometría. Ensayo 1. Secano interior (Mediterráneo sudhúmedo), localizado en la Comuna de Cauquenes. Se evaluaron cuatro leguminosas: arveja (Pisum sativum cv Rocket) dos especies lupinos (Lupinus angustifolius cv Wonga y Lupinus luteus cv Motiv), avena vicia (40‐60%) (Avena sativa + Vicia atroporpurea), esta última incorporada como abono
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verde. Estos cultivos no se aplicarán fertilizantes nitrogenados. Tamaño de parcelas de 5x4 m sembradas a 20 cm entre hileras. Ensayo 2. Precordillera andina (Mediterráneo húmedo), localizado en la Comuna de Yungay. Se evaluaran cuatro leguminosas: arveja (Pisum sativum cv Rocket) dos especies de lupinos (Lupinus angustifolius cv Wonga y Lupinus albus cv Rumbo), avena vicia (40‐60%) (Avena sativa + Vicia atroporpurea), esta última incorporada como abono verde. A estos cultivos no se aplicaron fertilizantes nitrogenados. Cuadro 15. Rotación de cultivos de leguminosas forrajeras anuales –Cereal.
Años Rotación Rotación de cultivo 2008 2009 2010 2011
1 Monocultivo de Cereal con N A T A T 2 Monocultivo de Cereal sin N A T A T 3 Leguminosa 1 (Lupinus albus o luteus) Ll T Ll T 4 Leguminosa 2 (Lupinus angustifolius) Lan T Lan T 5 Leguminosa 3 (Arveja) Ar T Ar T 6 Leguminosa 4 (Vicia‐Avena incorporada) V‐A T V‐A T
Establecimiento del cultivo de cereales. Sobre los residuos de las leguminosas forrajeras anuales y de grano, se sembrará cada año en otoño (Mayo) trigo (Tritricum aestuvum). El suelo se preparó mediante labranza vertical. Se sembró trigo Pandora INIA (Cauquenes) y Rupanco INIA (Yungay) recomendada para cada sitio en estudio, con una dosis de semilla de 180 kg/ha. La fertilización se realizó según análisis de suelos, no se aplicó N. Los tratamientos descritos para leguminas forrajeras anuales y de grano se sembraron sobre los residuos de trigo, 2,5 ton/ha picados e incorporados al suelo. Resultados Los resultados indican que en el secano interior, la secuencia de cultivo más recomendable es P. sativum‐trigo y L. angustifolius‐trigo, ya que los rendimientos del cereal fueron similares al testigo con fertilización nitrogenada, cuadro 16. En precordillera andina, la rotación Avena sativa+Vicia atroporpurea ‐ trigo y Pisum. Sativum ‐ trigo fueron las que permitieron obtener los más altos rendimientos de trigo en relación al testigo fertilizado con N (Cuadro 17). En el secano interior, los rendimientos de trigo después de leguminosas de grano fueron de entre 59 y 79% respecto del testigo con fertilización nitrogenada en la primera temporada. En la segunda temporada la rotación con L. angustifolius superó el rendimiento del testigo y en el caso de P. sativum fue similar al testigo 16. En precordillera andina, en ambas temporadas, el rendimiento de trigo después de la
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mezcla de A. sativa+V. atroporpurea fue similar al del testigo con fertilización nitrogenada, seguida por P. sativum y la mezcla L1 de leguminosas forrajeras (aprox. 80% del rendimiento del testigo, Cuadro 17. Cuadro 16. Rendimientos de grano de Trigo post‐ leguminosas de grano y forrajeras anuales, en dos temporadas en secano interior (Cauquenes), suelo Alfisol de origen granítico.
Rendimiento (kg grano ha‐1) Precultivo trigo 2009 2010 Monocultivo cereal con N 3328 a (100%) 2730 b (100%) Monocultivo cereal sin N 1533 d (46%) 1125 d (41%) L. angustifolius 2623 b (79%) 3000 a (110%) L. luteus 2483 b (75%) 2658 b (97%) P. sativum 2398 b (72%) 2890 ab (105%) A. sativa + V. atroporpurea 1950 c (59%) 1660 c (61%) L1 2193 b (66%) L2 2313 b (70%) L1 = T. subterraneum + Medicago polymorpha + T. michelianum; L2 = T.subterraneum + Biserrula penicilius + Ornithopus compressus Cuadro 17. Rendimientos de grano de Trigo post‐ leguminosas de grano y forrajeras anuales, en dos temporadas en precordillera andina (Yungay), suelo Andisol.
Rendimiento trigo (kg grano ha‐1) Precultivo trigo 2009 2010 Monocultivo cereal con N 8003 a (100%) 7498 a (100%) Monocultivo cereal sin N 4763 d (60%) 3458 d (46%) L. angustifolius 5500 c (69%) 5443 c (73%) L. luteus 5535 c (69%) 5350 c (72%) P. sativum 6410 b (81%) 6208 b (83%) A. sativa + V. atroporpurea 8113 a (101%) 7675 a (103%) L1 7443 b (93%) L2 6883 c (86%) L1 = T. subterraneum + T. incarnatum; L2 = T. subterraneum + Medicago polymorpha + T. michelianum
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3.2. Rastrojos y su relación con las enfermedades de los cultivos El aumento de rendimiento unitario que se ha logrado con los cereales en Chile en los últimos años ha traído la satisfacción de contar cada vez con más grano, pero también se tenido un dramático aumento de la materia orgánica que se deja cerca, o sobre el suelo. Bockus 1998, en su trabajo, ya anticipaba que la tendencia a establecer los cultivos sobre grandes cantidades de residuos iba aumentar más que a decrecer y con ello se agudizaría el problema de las enfermedades cuyos agentes causales pasan el invierno en los residuos. Efectivamente, la rotación o secuencia de los cultivos que ocupan el mismo suelo se asocia directamente a la proliferación de microorganismos patógenos, los cuales como regla general, son específicos a cada cultivo. Si bien los organismos que causan enfermedades en las plantas muchas veces tienen la capacidad de moverse con el viento, en epidemiología se ha identificado que la infectividad disminuye a medida que aumenta la distancia desde el foco contaminado al nuevo punto de cultivo. En otras palabras, la mayor probabilidad de que la enfermedad se reinicie es el contacto directo entre residuo infectado y la nueva planta en desarrollo. La mayoría de las enfermedades que le ocurren a las plantas cultivadas tienen como agente causal un origen micótico o fungoso y dentro de estos figuran los ascomicetes, aquellos hongos que en parte de su fenología forman un asco o saco que contiene las esporas de origen sexuado, y constituyen el grupo más abundante. De ahí que, la permanencia de los residuos vegetales sin descomponer, sobre el suelo, determina directamente la sobrevivencia de propágulos infecciosos, ver Foto 1. A mayor cantidad de residuos, es de esperar, mayor cantidad de propágulos y con ello mayor severidad de las enfermedades en los cultivos. Foto 1. Plantas de trigo, sembradas en condiciones de monocultivo, rastrojo sin quemar en la localidad de Cauquenes severamente infectadas por la enfermedad Septoriosis de la hoja, causada por el hongo ascomicete Mycosphaerella graminicola.
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3.2.1. Quema y rotación de cultivos La quema y rotación de cultivos en un suelo son prácticas muy antiguas, se mencionan en los primeros manuales de cultivos escrito en Chile , Opazo 1939 , y corresponden al tema higiene de los suelos, concepto que engloba tanto la facilitación de las valores de siembra, la reducción de semillas de malezas, aquellas plantas no deseadas en el cultivo, la reducción de fases metamórficas de resistencias de insectos, como también la eliminación de los propágulos de hongos que cumplen la fase de inóculo primario de enfermedades. Los agricultores queman los residuos o rastrojos cuando no los necesitan o bien son un estorbo para establecer el nuevo cultivo. Sin embargo la estrategia de incinerar los residuos, solo como una medida profiláctica, probablemente no figura entre las razones primordiales de utilizar esta práctica. 3.2.2. Principales patologías del cultivo del trigo A continuación se describen las principales patologías del cultivo del trigo y se discute en cada una de ellas la asociación que existiría con la permanencia de rastrojos sobre el suelo. Septoriosis de la hoja La septoriosis de la hoja fue una enfermedad casi desconocida en el mundo antes de la revolución verde. Con la masiva utilización de los genes de enanismo procedente de genotipos japoneses [Norin 10] que se realizó en todos los programas de fitomejoramiento del mundo, se introdujo una menor altura a las variedad y con ello la posibilidad de utilizar masivas cantidades de nitrógeno, requisito básico para la obtención altos rendimientos de grano. La menor altura y el suculento follaje verde condicionaron para que la enfermedad se convirtiera en una limitante para el cultivo, Cadwell 1976. La enfermedad se reconoce en el campo por una severa pérdida del color verde normal de las hojas de las plantas de trigo, las cuales al principio muestran manchas amarillas, luego presentan lesiones de color café y terminan, a medida que progresa la enfermedad, secándose. La enfermedad dada condiciones de follaje mojado prolongado [> 48 hrs de follaje mojado] y temperaturas entre 20 y 25 ° C , N. Formento 1999, progresa aceleradamente. Si las condiciones medio ambientales se presentan favorables la enfermedad puede destruir significativamente el rendimiento de granos. Las pérdidas de rendimiento de grano fluctuaron entre – 0,4 y ‐ 3 t/ha [significativo con P < 0.05] al comparar el tejido sin proteger con fungicidas y el mejor tratamiento realizado en el estudio de control químico de septoriosis de la hoja que se realiza en el cv. Lancero INIA anualmente en el campo experimental INIA CRI Quilamapu. El ciclo agrícola 2002 fue el más afectado, lo que se explica por la elevada pluviometría recibida en el ciclo la que superó en 45 % la considerada normal en la zona.
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Agente Causal El hongo ascomicete Mycosphaerella graminicola que solo se desarrolla en el rastrojo de trigo infectado desde el ciclo agrícola anterior. En las plantas de trigo establecidas próximas a rastrojos infectados se forma la fase asexuada conocida como el deuteromicete Septoria tritici el cual es responsable de continuar con la invasión de nuevos tejidos en cultivo de trigo llegando hasta hoja bandera, la última hoja del cereal, he incluso a la espiga Importancia del rastrojo: Alta. A mayor cantidad de rastrojo infectado mayor será la presión de enfermedad septoriosis de la hoja en trigos establecidos en áreas expuestas. Septoriosis del nudo La enfermedad fue identificada en Chile por M. Caglevic a comienzos de los años 80´s. En países donde el trigo se desarrolla en clima cálido y húmedo como Brasil y Paraguay esta enfermedad es más importante que la septoriosis de la hoja. En Chile se le ha detectado ocasionalmente alcanzo niveles de extrema severidad, atacando la espiga, en siembras de trigo establecidas en riberas de los lagos del sur, como Futrono. Agente causal: El hongo ascomicete Phaeosphaeria nodorum en su fase sexuada el cual se desarrolla en el rastrojo mientras que la fase asexuada Stagonospora nodorum se le detecta en hojas y nudos del cereal desde inicios de encañado. Importancia del rastrojo: Alta. Plantas voluntarias, aquellas originadas desde el desgrane del ciclo anterior, que emergen desde rastrojo de trigo infectado muestran síntomas y signos de la enfermedad. Fusariosis de la espiga Por la capacidad de contaminar el grano de trigo, avena, cebada, triticale, y maíz con micotoxinas, veneno de hongos, esta enfermedad es la más grave, del punto de vista inocuidad de los alimentos, que puede afectar a un cereal a escala comercial. Ataca las florecillas en las espigas del trigo, las que muestran coloraciones rojizas a blanquecinas, donde causa un daño al productor, al disminuir la cantidad y calidad de su cosecha. Sin embargo lo más grave viene después dado que las micotoxinas excretadas pasan desde el grano de trigo contaminado a la harina y de ella llega hasta el pan. En el caso de la cadena cebada – malta – cerveza también estas micotoxinas son detectables en la bebida elaborada y lista para ser entregada al consumidor. El uso de granos de cereales contaminados en dietas de aves y cerdos pueden causar pérdidas considerables, Vega et al. 1998. Agente causal: En el rastrojo se forma el estado sexuado o teleomorfo descrito como Giberella zeae del cual solo se tiene una determinación, Madariaga et al. 2004, en Chile. Si bien el estado asexuado Fusarium graminearum es posible de encontrarlo en forma frecuente causando daño en raíces, la enfermedad en la espiga no existiría en chile.
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Importancia del rastrojo: Muy importante. Desde que se introdujo la practica de “cero labranza”; siembra directa, mínima labor, etc. destinada a conservar los residuos vegetales sobre el suelo como cubiertas protectoras, la Fusariosis, Giberellosis, Fusarium Head Blight , etc ha sido la enfermedad mas limitante en países de habla hispana, portuguesa o inglesa respectivamente. El ciclo de vida del agente causal solo se completa al disponer de rastrojo infectado sobre el suelo. Desde el tejido infectado, se desprenden por vía aérea las ascosporas, estructuras de reproducción sexuada, las cuales al entra en contacto con cereales en anthesis, se inicia el proceso de infección. Parte del endosperma del grano es reemplazado por micelio y esporas del hongo. Posterios a la cosecha los tejidos infectados que permanecen en el rastrojo forman el estado sexuado donde el ciclo se inicia nuevamente. Punta negra y manchado foliar por Alternaria El manchado foliar inducido por especies del hongo Alternaria spp. es considerado un problema agrícola menor. Sin embargo, su presencia en los granos cosechados es habitualmente apuntado como agente causal de la enfermedad Punta o escudete negro favorecido por condiciones de alta humedad durante el llenado de grano. Cabe señalar que la literatura moderna favorece más a la humedad como desencadenante del problema que a la presencia del hongo, Williamson 2004. Los granos anormales muestran a partir de la zona del embrión un oscurecimiento el cual puede afectar parte o la totalidad del grano. En el caso de Chile, para el productor, al momento de la siembra, la enfermedad no tiene importancia de momento que los granos oscurecidos germinan y tienen el mismo vigor que los granos normales. Sin embargo, a la cosecha, la presencia de granos con punta negra es un problema comercial grave, de momento que reduce el valor comercial llegando incuso a ser causal de rechazo cuando la cantidad de grano afectado supera el 8 %. La molinería indica que granos con punta negra producen harinas con particulado oscurecido que reduce la calidad del producto. Agente causal: El rol de Alternaria infectoria estado asexuado y de Lewia infectoria estado sexuado que se desarrolla en el rastrojo de trigo, necesita nuevos estudios para completar el ciclo de vida del organismo en Chile. En Argentina Perello 2008, lo indica como el agente causal de la enfermedad. Importancia del rastrojo: Alta. Las especies de Alternaria junto con Cladoporium, Stemphylium, Epiccocum y Nigrospora, entre otros son fases asexuales y participantes normales del proceso de descomposición de los rastrojos de cereales que se inician al humedecerse el tejido que ha terminado su senescencia normal. Incluso se ha publicado que la presencia de Alternaria es antagónica a la infección por Fusarium graminearum, Gonzalez 1999.
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Mancha Parda o Helmintosporiosis La presencia de manchado de color café con un halo amarillo y un punto oscurecido en el centro, al principio en las hojas más cercanas a suelo, luego se detectan en las hojas superiores indica que el agricultor se encuentra frente a un problema sanitario que puede ser muy importante. En la provincia de Buenos Aires Argentina, en Uruguay y en el sur de Brasil, provincia de rio Grande do Sul, esta enfermedad es de mucha importancia y se relaciona directamente con la cantidad de rastrojo que procede de un cultivo infectado y que queda localizado sobre el suelo. En Chile se le detecta anualmente, pero dada la ausencia de rastrojos contaminados, la enfermedad no ha prosperado. En Chile recientemente se comprobó por un lado la existencia del patógeno en la localidad de Cañete y por otro la alta vulnerabilidad que tiene el germoplasma invernal a esta patología, Madariaga 2011. Agente Causal: Si se colectan hojas con manchado por la enfermedad se puede mediante análisis fitopatológico detectar las conidias en forma de cigarro, trasparentes, con 4 o cinco septas que corresponden a la fase asexuada Drechlera tritici repentis. Al humedecer las hojas y mantenerlas en condiciones de humedad, lavándolas en forma periódica, luego de 45 días es posible inducir la formación del estado sexuado conocido como el hongo ascomicete Pyrenophora tritici repentis, Madariaga 1992. Importancia del rastrojo: Muy alta. Considerada la limitante mas seria a la producción de trigo en Argentina con el sistema de siembra directa Annone 2009. Mal del Pie y el complejo de enfermedades radiculares De los aspectos positivos que trajo la introducción de la cero labranza en Chile, tal vez uno de los más destacados, fue su consecuencia directa de reducir la enfermedad conocida como Mal del Pié. Esta enfermedad, endémica en muchos suelos de Chile, se caracteriza por que su agente causal coloniza las primeras raicillas de la plántula de trigo que se encuentra en emergencia y ya no la abandona hasta su senectud natural o muerte prematura inducida por el avance del hongo en los tejidos. Las plantas afectadas al llegar a macolla muestran sus hojas basales amarillas, débiles, con aspecto de deficiencia de nitrógeno, las cuales avanzan en su desarrollo mientras cuentan con humedad en el suelo. Al momento de la espigadura las macollas dañadas son de menor tamaño, débiles, frágilmente adheridas al suelo. Al iniciarse el llenado de grano, con la mayor evapotranspiración que experimenta la planta, ocurre la muerte de los macollos que sustentan espigas las cuales toman la coloración transparente conocida como síntoma de “espigas blancas” que es característico y permite diagnosticar la enfermedad. Las macollas dañadas son fácilmente arrancadas del suelo, y al desprender la tierra adherida se observan placas oscuras, de color negro grisáceo sobre el nudo coronal que corresponden a masas de tejido invadido por hifas, descritas como hifas corredizas por su característica de crecimiento en dirección del mismo eje longitudinal del crecimiento del tallo. El lavado cuidadoso de las raíces y su observación
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permite detectar que toda la masa radicular se encuentra dañada, por consiguiente, de momento que toda hoja se encuentra comunicada y recibe su demanda hídrica desde la raíz, se determina una coherencia entre cantidad de raíces dañadas y síntomas de amarillez, debilidad y marchitez en las hojas superiores. El Mal del Pié del trigo es una enfermedad cuyo agente causal se considera un invasor de suelo, de tal manera la práctica agronómica de rotación de cultivos con especies no susceptibles, permite incluso lograr la erradicación del agente causal de un suelo, el cual originalmente se puede encontrar severamente contaminado. La secuencia de cultivos más favorable a la enfermedad es establecer trigo en un suelo ocupado anteriormente por una pradera degradada de gramíneas, o después de trigo, cebada o triticale. El riesgo es menor después de centeno, o suelos barbechados. El riesgo es mínimo al establecer el trigo luego de haber sembrado raps, lino, maíz, remolacha, papas, arvejas, porotos o avena. Agente causal: El hongo ascomicete Gaeumannomyces graminis var. tritici el cual ataca trigo y no ataca la avena. Existe una variante Ggt var. avenae que taca avena y trigo que fue informada su presencia en Chile. Importancia del rastrojo: Muy alta. La mayor fuente de inóculo, las estructuras infectivas que inicia las enfermedades, es precisamente el rastrojo que permanece entre los cultivos de cereales sucesivos Hornsby et al. 2003. La condición ideal para el desarrollo de la enfermedad se presenta cuando el agricultor practica el monocultivo del cereal, luego pica el rastrojo, lo incorpora y siembra el cultivo nuevamente. Observaciones realizadas durante el ciclo de cultivo 2010 ‐ 2011 indicaron que ninguno de los fungicidas disponibles en el mercado, de comprobada acción sobre el agente causal de la enfermedad, fue capaz de realizar un control eficaz en estas condiciones. Otras enfermedades originadas en los rastrojos Existe un grupo de hongos causantes de enfermedades que parte de su ciclo de vida lo realizan en el rastrojo del cereal y que bajo determinadas condiciones son capaces de causar daño comercial de importancia a las sementeras del los agricultores. Entre otros, se puede mencionar el Manchado foliar por Cladosporium cuyo agente causal es Cladoporium herbarum/ Mycosphaerella tassiana; el Manchado foliar por Stemphylium originado por Stemphylium botrysoum/Pleospora herbarum; la Mancha Ocular enfermedad introducida desde Europa a fines de los años 90 cuyo agente causal es Tapesia yallundae/Pseudocercosporella herpotrichoides, la Mancha Ocular Aguda, causada por Waitea spp/Rhizoconia cerealis la cual fue detectada por primera vez en Osorno , Madariaga 2004, y que ha demostrado ser capaz de causar severa tendedura en los trigos del sur ; el Manchado foliar por Bipolaris es otra de las enfermedades que ocasionalemente se reciben muestras o se visita siembras afectada, esta es causada por Cocliobolus sativus/ Bipolaris sokiniana y por último no se puede dejar de incluir la gran amenaza de Pyricularia del trigo, que no ha sido detectada en Chile, enfermedad muy
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común en arroz y que está causando estragos en Brasil, Bolivia y Paraguay y que es causada por Magnaporthe grisea/ Pyricullaria grisea 3.2.3. Estrategias para el control de enfermedades originadas en los rastrojos Al realizar un análisis comparativo del número de enfermedades de los cultivos y de la intensidad con que atacan las siembras de los agricultores, con la situación en países tanto del cono sur como del resto del mundo, resulta evidente el mejor estado sanitario que se tiene en Chile. La ausencia de rastrojos contaminados sobre el suelo, resultado logrado ya sea por la indeseada practica de incinerar los rastrojos, su retiro para diferentes usos, su remoción parcial por consumo directo de animales o bien la incorporación, mediante la inversión de suelos realizada con maquinas tradicionales, explica en parte el buen estado sanitario de los cultivos. Al respecto Bockus 1998 ordena las estrategias en los siguientes cuatro grupos: 1) control químico de enfermedades, 2) control biológico, 3) resistencia en el huésped y 4) manejo cultural. Ninguna de ellas por si sola es capaz de eliminar completamente el problema de las enfermedades pero es precisamente la combinación racional de las cuatro quien puede minimizar su efecto. La mantención de rastrojos se asocia a mayor presión de enfermedades y esta mayor presión de enfermedades impulsa a un aumento en las aplicaciones de fungicidas. Por lo tanto, la mantención de los rastrojos se asocia aun mayor consumo de fungicidas. El mayor consumo de fungicidas, se asocia a colocar presión sobre las poblaciones de organismos patógenos los cuales tenderán a generar biotipos con resistencia a los ingredientes activos que son usados con mayor frecuencia, causando la inactivación del efecto controlador de los pesticidas. Los organismos que tienen habilidades fitopatógenas tienen una gran ventaja sobre aquellos que solo se limitan a vivir en tejidos senescentes. Los primeros son capaces de introducirse, diseminarse y colonizar tejidos vivos. Los segundos dependen de la muerte del tejido para iniciar su colonización. De esta manera cultivos sanos, ya sea por contar con buena resistencia genética o por haber sido tratado con fungicidas, generarán rastrojos “sanos” es decir libre de estructuras reproductivas de patógenos. Las incógnitas que subsisten ahora es cuanto alteramos los procesos naturales de descomposición al remover a las fases anamorficas, aquellas que habitualmente son las que incrementan las unidades diseminadoras de la enfermedad en la sementera. 3.3. Manejo de los rastrojos y su influencia en la dinámica de plagas Los rastrojos y su manejo inciden en la composición de la comunidad de artrópodos que habita el suelo a través de diferentes vías: por el aporte de materia orgánica en descomposición, por la modificación de las condiciones de humedad, la protección física que brinda de los depredadores, etc. En términos generales, la mayoría de la
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información existente aporta datos en aspectos específicos de estas relaciones y existe una evidente carencia de información que aborde a los sistemas como un todo, lo cual es especialmente patente entre las diferentes opciones que existen para manejar los rastrojos en nuestro país. El manejo de las plagas en las principales especies vegetales que se cultivan extensivamente y que originan los rastrojos tiene mucha relación con la protección inicial de la semilla, de las raíces y del cuello de la planta, ya que son numerosas las especies de invertebrados que pasan parte de su ciclo de vida bajo el suelo y por lo tanto incluyen en su dieta las partes de la planta recién nombradas. Cuadro 18. Visión general de las plagas que afectan a los cultivos más utilizados en las rotaciones que originan la quema de rastrojos. Trigo Avena Maíz Lupino Canola
Athlia spp. X x Phytoloema herrmanni
X x
Schizochelus serratus X x Hylamorpha spp. X x
Gusanos blancos
Brachysternus prasinus
X x
Peridroma saucia X x x Pseudaletia spp. X x Autographa biloba X x x Agrotis ipsilon X x x Faronta albilinea X x
Gusanos cortadores
Feltia malefida X x Zancudo patón
Tipula apterogyne X x
Mosca tonta Chiromyza paulseni X x x Gusanos alambre
Medonia deromecoides
Langostas Dichroplus spp. Gorgojo ballicas
Listronotus bonariensis
X x x
Gusano cogollero
Elasmopalpus sp. x
Babosas Deroceras reticulatum
X x
Es necesario mencionar que ninguna de las numerosas especies mencionadas en el cuadro 18 constituye una plaga primaria, entendiéndose bajo este concepto que la
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especie supere todos los años el umbral de daño económico, que abarque toda el área donde se realizan cultivos extensivos y que en consecuencia su control sea prácticamente una labor obligatoria en el proceso de producción. Lo más cercano a esta situación sería el grupo de especies que afectan el cuello de las plántulas de maíz (gusanos cortadores, gorgojo argentino, gusano cogollero). Todas las demás especies justifican un control en sectores geográficos acotados y cada cierto número de temporadas, por lo que se les considera plagas secundarias u ocasionales (Prado 1991; Norambuena 2006). El laboreo del suelo, incluyendo la aradura profunda y los rastrajes, es una labor que destruye larvas y especialmente pupas de diversas especies (Norambuena 2006; Cisternas et al 2000; Cisternas y France 2010), ya que estas últimas son especialmente sensibles al daño mecánico. Además, esta labor expone todos los estados de desarrollo de los invertebrados a la depredación por artrópodos (carábidos, asílidos, taquínidos, arácnidos) y aves como el tiuque Milvago chimango y la bandurria Theristicus caudatus melanopsis (Carrillo 1986; Mellado 2007). Como tercer efectivo positivo del laboreo del suelo cabe mencionar que la exposición al sol y a la deshidratación desfavorece la sobrevivencia de ciertas especies, como por ejemplo las babosas. El suelo, incluyendo en este concepto los residuos vegetales depositados en superficie, cumple desde el punto de vista del manejo de plagas dos funciones muy importantes:
• Función de refugio: Los invertebrados pasan por cambios profundos en su morfología y hábitos alimenticios a medida que se desarrollan. Algunos pasan por cuatro etapas (huevo, larva, pupa, adulto), mientras que en otras especies el número de etapas es distinto y característico de cada uno de ellas (por ejemplo huevo, ninfas, adultos o bien huevos, juveniles y adultos). En una microescala de tiempo (días), el suelo y los residuos sirven como un refugio para muchas larvas y adultos, especialmente aquellos que construyen túneles, se entierran o bien se ocultan bajo los restos vegetales. En este caso, los individuos abandonan momentáneamente sus refugios para alimentarse, pero una vez concluida la alimentación vuelven a sus lugares de resguardo. Este comportamiento está presente en larvas de cuncunilla negra Dalaca pallens, larvas de gusanos cortadores de la familia Noctuidae y babosas, entre otros (Norambuena 2006; Mellado 2007). En una escala más amplia de tiempo, en muchos casos el suelo es el lugar donde ciertas especies pasan el invierno, usualmente en un estado de desarrollo que no se alimenta o se alimenta muy poco. Desde este punto de vista, el suelo ofrece un lugar con fluctuaciones térmicas menos marcadas que en la superficie o en el follaje, siendo la temperatura más constante a mayor profundidad. Producto de lo anterior, muchas larvas de gusanos blancos (familia Scarabaidae) van profundizando a
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medida que avanza el invierno y vuelven a acercarse a la superficie a medida que la temperatura sube en primavera. En otras especies, son los huevos los que quedan enterrados (por ejemplo las langostas) o las larvas (zancudo patón, gusanos cortadores).
Otro aspecto que beneficia a los invertebrados es la capacidad tampón (buffer) que posee el suelo. Ésta se debe tanto a la flora bacteriana presente en él como a la atracción física que ejerce la superficie de las partículas de suelo (especialmente las arcillas) sobre las moléculas de plaguicidas que llegan al suelo. En términos prácticos, esto se traduce en la necesidad de aumentar notoriamente la dosis de un producto cuando se usa en el suelo en comparación a la dosis recomendada para follaje. En otros casos, simplemente el porcentaje de eficacia baja hasta un nivel que hace inviables las aplicaciones desde el punto de vista económico.
• Función de soporte de las plantas: aunque parezca redundante, el suelo es la matriz que soporta las raicillas, raíces y corona/cuello de las plantas, por lo tanto es el medio que pone en contacto estas estructuras con los individuos que se alimentan de ellas, en especial aquellos con movilidad limitada (larvas, ninfas y adultos ápteros).
Evidentemente, el optar por la quema, la incorporación del rastrojo (en sus diferentes variantes) o la adopción de la cero labranza influye en las funciones del suelo ya señaladas y sería esperable también que surjan diferencias entre quemar los residuos o bien darles un manejo diferente. 3.3.1. Quema de los rastrojos y su influencia en las plagas La quema del rastrojo supone un cambio extremadamente drástico en el ambiente de desarrollo de los invertebrados. Las consecuencias de la quema en la dinámica de potenciales plagas va a depender de la profundidad a la cual se desarrolla la especie, del momento del año en que se hagan las quemas, de la tasa de fecundidad de la especie, del tipo de desarrollo (varias generaciones al año o una generación anual; generaciones discretas o traslapadas), movilidad de los adultos, etc. Se desprende de lo anterior que una especie que se desarrolle en o muy cerca de la superficie, que tenga una baja fecundidad, que se reproduzca antes de las quemas y que tenga una generación anual se verá mucho más afectada que otra especie con las características contrarias (que se desarrolle más profundo en el suelo, que tenga una alta movilidad, que se reproduzca después de las quemas, con una alta tasa de fecundidad y que presente varias generaciones traslapadas en el año). De lo anterior puede desprenderse que la quema del rastrojo tendría un impacto más marcado en especies tales como el zancudo patón Tipula apterogyne, la mosca tonta y
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la babosa pequeña gris Deroceras reticulatum. Del mismo modo, las quemas impactarían negativamente a algunas especies benéficas, tales como depredadores de las familias Carabidae (Coleoptera) y Asilidae (Diptera). 3.3.2. Incorporación del rastrojo y su influencia en las plagas La incorporación del rastrojo supone el movimiento, total o parcial, de la capa superior del suelo. Esta acción mecánica por sí misma puede afectar a ciertas especies, especialmente en el estado de pupa, debido a que en esta etapa de su desarrollo el cuerpo de los insectos es especialmente frágil. Dado que a la vez de frágil es un estado breve, este efecto sólo se producirá si coinciden el laboreo y el estado de pupa. Si esto se produce, las especies de los siguientes grupos podrían verse afectadas: gusanos blancos, curculiónidos y gusanos cortadores. En términos generales, las larvas son más resistentes que las pupas, pero también son afectadas por el laboreo. Además del daño mecánico, se suma un segundo elemento que puede ser igual o más importante: la exposición a la depredación, especialmente aves. Sin embargo, éstas no discriminan entre larvas de especies potencialmente dañinas y larvas de especies benéficas. 3.3.3. Cero labranza y su influencia en las plagas La cero labranza ofrece un cambio radical en las condiciones de la capa superficial del suelo. La presencia del rastrojo disminuye la incidencia de la radiación solar, crea micro‐hábitats en cuanto a temperatura y humedad, aumenta la materia orgánica, etc. Considerando lo anterior, este tipo de manejo favorecería el desarrollo de especies muy susceptibles a la deshidratación o que requieren alta materia orgánica, tales como las babosas o las moscas tontas.
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Cuadro 19. Efecto potencial teórico de diferentes manejos de los rastrojos en grupos de insectos.
Quema
Picado + incorporación ≤ 40 cm
Picado + incorporación ≤ 15 cm
Entera + recubrimiento parcial
Cero labranza en
secano
Cero labranza en riego
Gusanos blancos de la familia Scarabaeidae
neutro (‐)(‐) (‐)(‐) (+)
¿?
(+)
Gusanos cortadores de la familia Noctuidae
(‐) (‐) (‐) ¿?
¿?
¿?
Langostas (‐) ¿? ¿? ¿? ¿? (‐)
Babosas (‐)(‐)(‐) ¿? ¿? ¿? (+) (+)(+)(+)
Zancudos patones
(‐)(‐) ¿? ¿? ¿? ¿?
(+)
Gusano cogollero
(‐) ¿? ¿? ¿? ¿? ¿?
Gusanos alambres
(‐) ¿? ¿? ¿? ¿? ¿?
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La revisión de los antecedentes acerca de la influencia de los diferentes tipos de manejo de los residuos refleja los profundos vacíos existentes en el conocimiento de las especies de invertebrados asociados al suelo en la zona centro‐sur de nuestro país y de los factores que inciden en el aumento o decrecimiento de sus poblaciones. En el momento actual, sólo cabe establecer hipótesis de trabajo en base a unos pocos datos duros y a un alto grado de especulación basado en premisas biológicas ampliamente aceptadas. Teniendo en cuenta lo anterior, se hace evidente que esta área ofrece una gran oportunidad para entender el funcionamiento de estas comunidades, especialmente ahora que ciertas técnicas de dispersión de insectos y de depredación han mejorado sustancialmente. 3.4. Control de Malezas en sistema de siembras sobre rastrojos de cereales
La rotación de cultivos en la que intervienen los cereales sin quema de rastrojos, requiere la utilización de herbicidas tipo glifosato, paraquat y glufosinato para el control químico de las malezas, cuya respuesta inicial ha sido excelente. Sin embargo se han presentado problemas por excesiva dependencia del glifosato y las malezas tolerantes a éste producto han empezado ha ser dominantes. Se ha generado una presión de selección para alta resistencia y actualmente hay poblaciones con resistencia múltiple, entre otros a glifosato y ACCasas. Se ha observado que en la rotación de cereales con presencia de rastrojos se produce una inversión de la flora entre los 2 a 4 años y sobre este problema la investigación agropecuaria no ha generado una respuesta, en consecuencia es necesario realizarla es un esquema de largo plazo. En general, se ha trabajado en diferentes lugares y no sobre el mismo suelo. Falta investigación de alternativas de herbicidas en preparación química de suelos, para evitar dependencia de uno o dos herbicidas. Asimismo no existe investigación del efecto residual de herbicidas en cultivos de la rotación. La degradación de herbicidas en suelos manejados con rastrojos es diferente, se requiere estudiar los suelo‐activos. En las diferentes parte donde se ha establecido trigo después de por ejemplo avena se ha observado una alta presencia de ballicas, aún cuando se haya hecho control total de malezas previo a la siembra y a utilizado un herbicida de amplio espectro en la sementera Un control integrado de las malezas que sume a lo anterior el control a orillas de cercos, canales , caminos y en los bordes de la sementera es indicado como el control más efectivo de las malezas en cultivos establecidos sobre rastrojo.
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3.5. Sistema tradicional de siembra de los pequeños productores con incorporación de rastrojo Este sistema se emplea de preferencia en las áreas de secano de la provincia de Ñuble, particularmente en predios de pequeños productores, quienes siembran leguminosas después de trigo como lentejas y/o arvejas. Este sistema es mayoritario en el secano interior. También se utiliza en el secano costero, la depresión intermedia y la precordillera andina. Es un sistema que es propio de lo pequeños productores. El cultivo del trigo se establece en una rotación de pradera natural – barbecho – trigo. 3.5.1. Manejo del rastrojo y maquinaria utilizada El sistema consiste en que los agricultores después de la cosecha retiran parte de la paja cuando trillan con maquina estacionaria, o parte de ella cuando trillan con maquinaria automotriz, luego los animales ovinos, bovinos, cerdos e incluso aves consumen parte del rastrojo y granos que quedan en el suelo. 3.5.2. Método de siembra y maquinaria utilizada Con el manejo anterior dado al rastrojo, en el mes de mayo en adelante cuando comienza la época de siembra, los agricultores desparraman las semillas de su nuevo cultivo sobre el resto del rastrojo y luego proceden a taparla con un arado de vertedera de tiro animal y/o discos de tracción motriz. 3.5.3. Manejo de los cultivos Los productores fertilizan el trigo con niveles bajos de fósforo y nitrógeno. La fertilización que aplican a sus cultivos después del trigo es muy limitada y normalmente asciende 45 unidades de fósforo por hectárea en el caso de las leguminosas y 30 unidades de nitrógeno `por hectárea en el caso de la avena. En éstas condiciones los agricultores prácticamente no usan control de malezas para sus cultivos, ocasionalmente usan un herbicida para controlar malezas de hoja ancha en avena. En leguminosas como lentejas y arvejas no controlan malezas. Los pequeños agricultores utilizan mayores cantidades de fertilizantes en el área de secano de la depresión central y en la precordillera de Ñuble. 3.5.4. Rendimientos Los rendimientos de trigo y los cultivos que lo suceden en este sistema productivo son bajos. En trigo, en el secano costero a nivel de pequeños productores 20 qq/ha, en el secano interior 15 a 18 qq/ha, en la depresión intermedia y la precordillera en torno a los 25 a 30 qq/ha.
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3.5.5. Costos directos manejo del rastrojo Cuadro 20. Algunos costos de manejo del rastrojo con Sistema tradicional de siembra con incorporación de rastrojo. Provincia de Ñuble. Labores $/ha, S/IVA Corta a mano y engavillado 50.000 Acarreo a era 20.000 Trilla paja para animales 30.000 Guardar paja 20.000 Total, $ 120.000 Los agricultores de secano tienen bajos rendimientos de trigo, por tanto producen poca paja. En este sistema se retira del potrero parte importante de la paja producida, la otra parte, la mayoría de los agricultores la consumen los animales y el resto que queda en el potrero es incorporada junto a la siembra que sucede al trigo. Una estimación señalada por un agricultor del secano interior, Quitripin en la comuna de Ninhue, indica que el 20% de los productores utiliza esta práctica. 3.6. Sistema de siembra con incorporación superficial del rastrojo Este sistema ha sido desarrollado por algunos agricultores de la Depresión Intermedia y de la Precordillera de Ñuble, que cuentan con riego y que rotan el cultivo del trigo con remolacha u/otro cultivo anual de riego. 3.6.1. Manejo del rastrojo del trigo y maquinaria utilizada En éste sistema, la maquina cosechadora automotriz pica la paja trigo y la esparce sobre el suelo, luego se realiza una labor de picado de caña de trigo con una picadora de acción vertical. A continuación con una maquina equipada con discos contrapuestos y rodillos la paja es incorporada en todo el perfil del suelo a una profundidad no mayor a 10 centímetros, a ésta labor los agricultores denominan “mezclado”. En estas condiciones la paja de trigo pasa prácticamente el invierno y antes de la siembra, en muchos casos de remolacha, con un arado de vertedera invierten el perfil de suelo a 25 centímetros de profundidad y luego preparan la cama de semilla para sembrar. En estas condiciones no se quema el rastrojo de trigo.
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3.6.2. Método de siembra y maquinaria utilizada La siembra del cultivo del trigo se realiza sobre un suelo que viene de remolacha y se realizan las labores convencionales. En estas experiencias, el trigo se siembra con una maquina KUHN SDE 2217/19 y la remolacha con una maquina Gaspardo MT de 6 hileras, equipada con discos, aplica fertilizante fosfatado en contacto con la semilla y el resto de la mezcla de fertilizantes delante de esta y a 5 centímetros de profundidad. Esta maquina siembra entre 8 a 10 ha/ día. 3.6.3. Manejo de los cultivos En este sistema se utilizan variedades de trigo recomendadas por INIA y de remolacha recomendadas por IANSA. . El cultivo del trigo se siembra los más tarde posible, dentro de la época recomendada por el creador de la variedad, asimismo el cultivo de la avena después de trigo. Esto con el objeto de permitir la máxima descomposición de los rastrojos. 3.6.4. Rendimientos Los rendimientos de trigo y remolacha obtenidos en este sistema son calificados de excelentes por los productores. En Yungay, fundo La Greda con esta rotación se han obtenido 90qq/ha de trigo candeal Corcolen INIA y 115 ton/ha de remolacha limpia. 3.6.5. Costos directos del manejo del rastrojo. Labores $/ha, S/IVACosecha automotriz con aditamento picador y esparcidor, enero 35.000Triturado y picado de caña, corte vertical, febrero 30.000Aplicación cal, abril 15.000Riego con pivote, 30 mm agua, abril 500Incorporación rastrojo con rastra “Rubín” 35.000 Este sistema ha permitido evitar la quema de la paja de trigo, pero es aplicable a productores que dispongan de sistemas de riego presurizados y dispongan de maquinaría para relazar la labor de picado vertical de la caña de trigo, como asimismo dispongan de un equipo incorporador mezclador
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Foto 2. Equipo Rubin 9. Incorporador y mezclador de paja de trigo
3.7. Sistema de siembra con acondicionamiento superficial anual del rastrojo con subsolador Este sistema ha sido desarrollado por el Dr. Huib Tollenaar en la zona de Yungay en un predio de aproximadamente 150 hectáreas, conformado por suelos andisoles, trumaos, de precordillera, donde desde hace 6 temporadas ha venido rotando el cultivo de avena con el cultivo de trigo, sin quemar los rastrojos, bajo esta rotación ha logrado buenos resultados productivos y económicos. El cultivo de trigo y avena en este esquema de producción no han presentado aún enfermedades graves o muy distintas a las que se presentan en un cultivo tradicional. Sin embargo la presencia de malezas particularmente las ballícas se han presentado como un problema, que se ha controlado con la aplicación de un programa integral de control de malezas en la sementera, que incluye el control de malezas de hoja ancha y hoja angosta en el cultivo, y el control total de malezas a orillas de caminos, cercos, canales y o desagües que limitan con la sementera. 3.7.1. Manejo del rastrojo y maquinaria utilizada La cosecha se realiza con maquina automotriz en una labor normal, sin aditamento picador de pajas, pero con la precaución que esta quede, en forma entera, lo mejor esparcida posible sobre el terreno. Después de la cosecha, con rendimientos de trigo de alrededor de 65 qqm/ha y con una producción estimada de 7 a 8 ton/ha de pajas de trigo, se ejecuta una labor muy superficial con un arado tipo subsolador de 7 puntas, Foto 3, con el objeto de mezclar la paja con suelo y el propósito de facilitar la acción de los microorganismos, cuando las condiciones de humedad y temperatura lo permitan. Bajo estás condiciones, a inicios del mes de mayo la paja está en un estado muy avanzado de descomposición (Foto 4,) y las malezas y trigo y/o avena provenientes de las semillas presentes en y sobre el suelo están emergidas, las que se controlan con la aplicación de un herbicida total algunos días previo a la siembra. Sin embargo, donde queda mucha acumulación de rastrojo se ejecuta previo a la siembra una labor adicional con rastra de discos, clavos o vibrocultivador muy superficial, sólo con el objeto de esparcir la paja. En casos excepcionales la aplicación del herbicida total
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se puede realizar sin dificultad hasta tres semanas después de la siembra, dependiendo de las temperaturas reinantes y antes que el trigo y/o avena emerjan.
Foto 3. Arado subsolador Baldan utilizado para mezclar suelo con rastrojo
Foto 4. Trigo en noviembre 2010 y luego su rastrojo mezclado en febrero de 2011. Y estado en mayo 2011 en condiciones de aplicar herbicida total y luego sembrar. 3.7.2. Método de siembra y maquinaria utilizada La siembra de trigo se realiza con una dosis de semilla de 180 a 200 kg/ha, desinfectada previamente con fungicida e insecticida. La siembra se realiza en hileras separadas a 15 centímetros, con una maquina Köckerling de 3 metros de trocha, especiadamente diseñada para trabajar con presencia de rastrojos semidescompuestos sobre la superficie. En estás condiciones esta maquina traccionada por un tractor con potencia adecuada siembra sobre 25 ha/día. La maquina sembradora Kockerling esta especialmente equipada con cinceles provistos de tubos adosados para la bajada de semillas, distribuidos suficientemente espaciados a lo ancho y largo de la máquina para que no tengan mayores inconvenientes de “atollarse” ante la presencia de algunos residuos de rastrojos. La precisión de esta maquina esta dada por un sistema de presión de aire (turbo) que controla la aplicación de la dosis de semilla. La
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maquina Kockerling tiene un valor de $ 50.000.000, a lo que es necesario sumar el valor de un tractor de tracción asistida de sobre 120 HP.
Foto 5. Maquina sembradora Kockerling 3.7.3 Manejo de los cultivos La época de siembra del trigo y la avena es la recomendada para las variedades, en trigo se siembran variedades intermedias a primaverales, sembradas en la zona en el mes de junio en adelante, de manera de aprovechar el mes de mayo para la descomposición del rastrojo del trigo o la avena. Los niveles de fertilización utilizados en la siembra son los mismos que en siembras realizadas con preparación de suelos convencional. 3.7.4. Rendimientos Los rendimientos no se han visto afectados por el sistema de siembra, al contrario son considerados buenos para la zona y han alcanzado en promedio 65 qqm/ha en trigo. 3.7.5. Costos directos de labores del manejo de rastrojo. Labores Costo, $/ha, S/ IVA Cosecha
36.000
Subsolado (labranza vertical) superficial, 15 – 18 cm.
14.000
Siembra sobre rastrojo
25.000
Rastraje, opcional, 2 ha por hora.
12.000
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El sistema desarrollado y empleado por el Dr. Tollenar, a su juicio es dinámico, económico y eficiente, y las labores a ejecutar dependen de las condiciones de temperatura y humedad. La información proporcionada por el Dr. Tollenar es la descripción de un sistema de trabajo particular y operación eficiente de las maquinas. En consecuencia, según su autor no corresponde a una recomendación de trabajo general, por tanto el autor queda exento de toda responsabilidad de quién empleando esta información pudiese llegar a resultados no satisfactorios para él. Finalmente, se recomienda validar este sistema de trabajo, sin quema de rastrojos en otros sitios de la provincia y región.
3.8. Sistema de siembra con acondicionamiento superficial anual del rastrojo
Este sistema lo ha utilizado INIA en sus proyectos de desarrollo en el área del Secano Interior, en los proyectos Conservación del Medio Ambiente y Desarrollo Rural Participativo, CADEPA, en el proyecto DESIRE, que es un proyecto internacional en convenio con la Unión Europea, que tiene como objetivo mitigar la degradación de los suelo y conservación del agua, como también en un proyecto de desarrollo para mejorar los cultivos tradicionales en la comuna de Yumbel. En estos proyectos el objetivo ha sido establecer los cultivos sin la preparación tradicional del suelo y sembrar directamente con cero labranza. INIA ha trabajado en el secano interior durante 10 años en el perfeccionamiento de la tecnología de la cero labranza. Para realizar esta práctica ha sido necesario ejecutar una serie sucesiva de labores, que permitan en primera instancia adecuar el suelo para luego implementar la cero labranza propiamente tal. La adecuación de suelo consiste en eliminar y/o identificar los grandes obstáculos como piedras, y troncos, luego es recomendable realizar un subsolado al suelo en el mes de agosto – septiembre con el propósito de mejorar la infiltración de agua y el desarrollo de raíces. Éste se puede ejecutar con un arado subsolador traccionado por tractor. En suelos menos arcillosos y con la humedad apropiada se puede descompactar el suelo con un arado subsolador de tracción animal. El subsolado se debe realizar a comienzo de primavera del año anterior a la siembra. Si las condiciones climáticas lo permiten también se podría ejecutar a fines de abril del año que se va a sembrar. Previo a la siembra se realiza un rastraje que deja el suelo en condiciones de sembrar en cero labranza por al menos 4 años consecutivos, sin volver a realizar la labor de subsolado. El sistema utilizado por INIA Quilamapu de manejos de rastrojos de cereales sobre el suelo, también ha sido utilizado por el agricultor Carlos Crovetto L. en la comuna de Florida desde el año 1970, con algunas variaciones, particularmente referido a la rotación de cultivos. El señor Crovetto a sustituido las leguminosa de grano en la rotación por triticale y/o una mezcla de avena ‐ vicia.
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3.8.1. Manejo del rastrojo y maquinaria utilizada Para facilitar el establecimiento y la emergencia del cultivo que continua al del trigo al año siguiente, se ha utilizado la recomendación de Acevedo y Silva, 2003, dejando del orden de 2.500 kilos de rastrojo de trigo sobre el suelo, cantidades superiores generan ciertos ácidos que inhiben la emergencia del cultivo sembrado sobre el rastrojo. Cuando la caña de trigo queda parada este daño no es tan severo. Una solución para mitigar éste problema ha sido utilizar animales sobre los rastrojos después de la cosecha y consuman parte de este. Sin embargo aquellos productores que no tienen animales o poseen superficies más extensas deben retirar y/o manejar en franjas parte del rastrojo.
Foto 6. Hilerador de rastrojo para dejar 2500 kilos sobre el suelo. Proyecto CADEPA. Ninhue. INIA‐ JICA, 2000 – 2009.
3.8.2. Método de siembra y maquinaria utilizada Para siembras de grano fino y semillas de praderas se puede utilizar una sembradora de tracción animal, que tiene tres depósitos, uno permite sembrar trigo, avena, cebada, lentejas arvejas y lupino; otro para empastadas como hualputras y tréboles, y otro para fertilizantes, también la siembra se puede efectuar con máquinas sembradoras de discos accionadas por tractor.
Foto 7. Maquina Juber 2000 de fabricación argentina. Trigo sobre avene vicia. Yumbel 2011
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3.8.3. Manejo de los cultivos Para controlar las malezas previo a la siembra se realiza barbecho químico, para ello se deben esperar las primeras lluvias para que estimulen la emergencia de las malezas y luego aplicar un herbicida total para su control. En este sistema con rastrojos sobre el suelo el agricultor Carlos Crovetto ha informado que después de algunos años no es necesario usar fertilizantes fosfatados y potasios en sus siembras.
Foto Cultivo de trigo en rotación con Triticale y/o avena vicia en condiciones de secano. Chequén, Florida, predio Sr. Carlos Crovetto, 2011
3.8.4. Rendimientos
Los rendimientos máximos en trigo en el proyecto CADEPA, en el sector de San José comuna de Ninhue alcanzaron a 50 qq/ha a nivel de algunos productores, cuando el trigo se roto con arveja y se uso subsolado de suelo como acondicionamiento previo para la cero labranza. El agricultor Carlos Crovetto informó que actualmente produce 70 qq/ha de trigo pan establecido en cero labranza en rotación con avena vicia y/o triticale.
3.8.5. Costos directos labores manejo y acondicionamiento anual del rastrojo.
Labores Costo, $/ha, S/IVA
Cosecha $/ha. Automotriz con aditamento picador esparcidor
36.000
Siembra
18.000 ‐ 22.000
Acondicionamiento rastrojo.
12.000 – 14.000
Este sistema se ha presentado como muy promisorio para sectores de producción de trigo en áreas de secano. La mayor dificultad está en del orden de 2.500 a 3.500 kg/ha de paja y retirar o hilerar el en el potrero. Se ha demostrado que con un nivel de residuos de 2500 a
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3500 kg/ha de paja la maquinas cero labranza realizan bien la labor de siembra siguiente al cultivo del trigo.
También es importante considerar la rotación de los cultivos, funciona bien en secano trigo‐ triticale ‐avena vicia y/o trigo –avena – triticale. Las leguminosas como lupino tiene dificultad en la rotación por los bajos niveles de rendimiento alcanzados (Información Carlos Crovetto).
3.9. Sistema de siembra con manejo de rastrojo en la Región de La Araucanía
Evaluaciones realizadas por INIA Carillanca indican que es posible establecer cultivos prácticamente con cualquier máquinas de cero labranza sobre 8 a 9 ton de rastrojo cuando este es picado y soplado (distribuido en la superficie) por la automotriz, y cuando se trabaja con diferentes especies y hábitos de desarrollo de los cultivos (trigo‐avena‐cebada; invernales‐primaverales). Por otra parte, algunos agricultores empresariales están utilizando el sistema de incorporación de rastrojos meditante un sistema que implica picar y desparramar el rastrojo con la automotriz, repicar inmediatamente el rastrojo con un equipo triturador (longitudinalmente en fracciones de de no más de 10 cm). Posteriormente y en menos de 2 a 3 días después de la cosecha, incorporan parte del rastrojo con un equipo especializado (equipos rastrojeros que combinan cinceles, discos y rodillos) compactando fuertemente la superficie con los rodillos; el objetivo es que los rastrojos además de quedar parcialmente incorporado, sobre todo se “manchen” con tierra. Para finalizar se utilizan máquinas de siembra especializadas para trabajar con altos volúmenes de rastrojo y que son muy eficientes el la ubicación de la semilla en el suelo.
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4. ALTERNATIVAS DE UTILIZACIÓN DE LAS PAJAS DE TRIGO 4.1. Uso de paja en la alimentación de bovinos y ovinos A continuación se presenta un resumen realizado por el Ingeniero Agrónomo Germán klee G. sobre algunos antecedentes obtenidos en INIA Quilamapu y en su Centro Experimental Human respecto del uso de pajas en la alimentación de bovinos y ovinos. La paja de trigo representa el mayor volumen de forraje, tosco‐voluminoso, considerando los cultivos de avena, cebada, arroz y las leguminosas de grano como fréjoles, garbanzos y lentejas en la VIII Región. Considerando un factor promedio, de varios autores, de la relación paja: grano de 1,4 podemos estimar que para un rendimiento 57,7 qq/ha de trigo (valor promedio nacional – ODEPA 2010), la producción de paja sería de unas 8,08 ton/ha; representando para el país 2.135.576 toneladas de paja. En la región del BíoBío con un rendimiento promedio de 55 qq/ha (ODEPA 2010), la producción de paja sería del orden de 7,7 ton/ha, y 558.088 toneladas para la superficie sembrada. Observamos que ha medida que se incrementa el rendimiento de grano de trigo, se incrementa notablemente el rendimiento de paja. Dejando un rastrojo que le dificulta a los agricultores la próxima siembra para continuar con su rotación de cultivos. Por ello una práctica común es proceder a la quema de esta biomasa. Si bien la paja de trigo podría denominarse como un forraje tosco y voluminoso con limitaciones en su valor nutritivo y aceptabilidad por los animales, es factible utilizarla como parte de la ración de estos, corrigiendo sus deficiencias. Es un alimento bajo en proteína, alto en fibra y lignina, pobre en minerales, de baja digestibilidad y carente de vitaminas. Por ello al complementarla con alimentos proteicos, energéticos, sales minerales y vitaminas; permite mejorar notablemente su comportamiento, obviamente teniendo presente el suministro de agua y normas de bienestar animal. Es un recurso alimenticio que permite apoyar la ganadería principalmente cuando por condiciones severas de clima (sequía, heladas, nieve) u otras (incendio), los forrajes de las praderas o sus recursos conservados se ponen escasos. Luego podríamos decir que es un recurso estratégico alimenticio a tener presente. Existe bastante información nacional en INIA y universidades en el uso de paja como alimento animal, principalmente en bovinos y ovinos. Como también otros estudios relacionados a su manejo. En INIA Quilamapu y el Centro Experimental Humán, Región del BíoBío, se han efectuado algunos trabajos destinados a buscar el mejor aprovechamiento de este recurso principalmente en la alimentación animal, un breve sintisis de estos, se indica a continuación. 4.1.1. Paja de trigo en raciones que incluyen subproductos de la remolacha azucarera Se han realizado numerosos trabajos de investigación que incluyen la paja de trigo en la utilización de sub productos derivados de la industria azucarera, a partir de la remolacha (beta vulgaris var. saccharum), como las hojas y coronas, coseta y melaza. Realizados
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principalmente en bovinos; incluyendo las etapas de crianza, recría y engorda de novillos; obteniéndose raciones que permiten ganancias diarias de peso vivo, desde mantención de peso y ganancias bajas hasta raciones de engorda que pueden alcanzar 0,8 kg/novillo/día. 4.1.2. Mejoramiento de la paja de trigo mediante proceso químico Otro grupo de estudios se ha orientado a mejorar su valor nutritivo mediante procesos químicos; como es el mejoramiento del valor nutritivo de la paja de trigo al tratarla con diversos niveles de amoníaco anhidro y evaluar también la respuesta de raciones que incluyen paja de trigo tratada y diversos niveles de proteína y energía en raciones de recría y engorda de novillos. Los resultados son promisorios y se requiere de nuevos estudios de cálculos económicos; puesto que, los valores de los animales prácticamente se han triplicado desde el tiempo que estos trabajos fueron realizados; en su momento el valor económico del tratamiento era limitante. Los pesos vivos obtenidos con pajas tratadas variaron, según tipo de ración de 0,3 kg /animal/día a 1,0 kg/novillo/día. 4.1.3. Sistemas de producción de carne bovina La paja de trigo es parte de los sistemas de cría o vaca – ternero estudiados en la precordillera andina y puede constituir parte importante de la ración (hasta 40%‐50%) de las vacas secas, durante el período invernal. otros centros de investigación de INIA tambien utilizan paja como parte de su sistema productivo. 4.1.4. Utilización de paja en ganado lechero En vacas lecheras su uso es más limitado, como aportador de fibra en vacas frisonas se observan trabajos en la universidad austral; en vacas Holstein de alta producción, tiene su lugar limitado principalmente en raciones de vacas secas. 4.1.5. Paja de trigo en ovinos En ovinos INIA Quilamapu no tiene mayores trabajos de investigación; aun cuando es factible formular raciones e incluirla en los sistemas productivos por el conocimiento que se dispone. Se han estudiado sistemas de producción para los secanos interior y precordillera andina de la región del BíoBío, donde es factible su utilización en parte del ciclo animal. También se ha evaluado la selectividad que presentan los ovinos al utilizar rastrojos de trigos en la precordillera andina. Cabe destacar que el centro experimental INIA Hidango, dispone de importante información sobre el uso de paja y rastrojos con ganado ovino. 4.1.6. Utilización de la paja de trigo en camas de vacas estabuladas y crianza artificial de terneros. El uso de paja de trigo como cama para vacas estabuladas, se ha evaluado, en el centro experimental INIA‐ Humán. Su aceptable comportamiento sigue siendo una alternativa,
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principalmente para pequeños productores lecheros. Los productores de mayor tamaño la han reemplazado por colchonetas rellenas con goma; pero al parecer varios han regresado al uso de arena y aserrín. El uso de paja de trigo en jaulas individuales y corrales colectivos de terneros, en general se ha continuado utilizando; este material con un buen manejo ha resultado una práctica bastante satisfactoria. 4.1.7. Pellets de paja de trigo En INIA Quilamapu, no se ha trabajado en investigación con pellets de paja de trigo; se tienen algunos antecedentes con pellets de alfalfa. Los pellets de paja sola o melazada de uso en el extranjero al parecer no han tenido una buena aceptación. En el caso que un ganadero desee formular raciones que incluyen paja al parecer no se presentan mayores dificultades en el procedimiento; puesto que, existen peletizadoras que pueden fabricarlos. 4.1.8. Consideraciones uso paja de trigo alimentación animal El volumen de paja de trigo producido, durante la temporada 2010, en la región del BíoBío, representaría estimativamente, de acuerdo a la producción de grano, unas 558.088 toneladas. Una cifra que teóricamente podría ser absorbida en un 50% a 60% por la ganadería regional; esto sin considerar la utilización en el uso de camas para algunos animales, pero el asunto no es tan simple puesto que, el valor del fardo de paja, transporte a los predios, compensación de los nutrientes en las raciones y pérdidas de forraje, la deja poco competitiva en relación a otros recursos; de ahí que el agricultor que la produce y puede incluirla en su explotación tiene ventajas y puede además conservar como reserva para una emergencia. Para incrementar su utilización se observa como necesario evaluar económicamente los resultados obtenidos de las investigaciones realizadas y transferir a los productores bajo los nuevos escenarios. potenciar la investigación en el uso de este recurso, evaluando procesos de mejoramiento de su valor nutritivo como: uso de urea en reemplazo de amoníaco anhidro, aislamiento y suministro de bacterias y microorganismos (hongos y otros) lignocelulósicos para atacar la lignina, a nivel de rumen o directo a la paja previo a su utilización; evaluar raciones simples a nivel de mantención para obtener pellets y distribuir en casos de emergencias climáticas; evaluar alternativas de uso de rastrojo con animales, para diferentes estados fisiológicos o del ciclo animal; estudiar mecanismos que puedan abaratar la cosecha y conservación de la paja (como fardo tradicional es de elevado costo). Sin duda que resta bastante por estudiar para un mejor uso de este recurso como alimento animal. 4.2. Utilización de las pajas de trigo como fuente energética De acuerdo con la Comisión Nacional de Energía, 2007, se entiende por biomasa al conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o procedente de la transformación
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natural o artificial de la misma. La energía de la biomasa corresponde entonces a toda aquella energía que puede obtenerse de ella, bien sea a través de su quema directa o su procesamiento para conseguir otro tipo de combustible tal como el biogás o los biocombustibles líquidos. Según el Consejo para la Defensa de los Recursos Naturales (NRDC), las Energías Renovables No Convencionales (ERNC) se harán cada vez más competitivas con las fuentes convencionales de energía. Esto debido, entre otros factores, al mayor desarrollo de las tecnologías involucradas en los procesos de transformación y a la volatilidad de los precios de combustibles fósiles. Lo anterior, sin considerar otros factores externos como la huella de carbono, la contaminación del aire y del agua y los efectos en el ecosistema. La energía de la biomasa proviene en última instancia del sol. Mediante la fotosíntesis el reino vegetal absorbe y almacena una parte de la energía solar que llega a la tierra; las células vegetales utilizan la radiación solar para formar sustancias orgánicas a partir de sustancias simples y dióxido de carbono (CO2) presente en el aire. El reino animal incorpora, transforma y modifica dicha energía. En ambos procesos de transformación se generan subproductos que no tienen valor para la cadena nutritiva o no sirven para la fabricación de productos de mercado, pero que pueden utilizarse como combustible en diferentes aprovechamientos energéticos. Para el Protocolo de Kyoto, la biomasa tiene un factor de emisión de dióxido de carbono (CO2) igual a cero. La combustión de biomasa produce agua y CO2, pero la cantidad emitida de dióxido de carbono fue captada previamente por las plantas durante su crecimiento. Es decir, el CO2 forma parte de un flujo de circulación natural entre la atmósfera y la vegetación por lo que no representa un incremento en las emisiones de CO2. Su uso contribuye a reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera siempre y cuando sustituya a un combustible fósil. Es por este motivo los proyectos de biomasa o biogás, en Chile, son potenciales proyectos para postular al Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL). Existen diferentes tipos o fuentes de biomasa que pueden ser utilizados energéticamente, una de las clasificaciones generalmente más aceptada es la siguiente: Biomasa natural: es la que se encuentra en la naturaleza sin ningún tipo de intervención humana. Los recursos generados por los desechos naturales de un bosque constituyen un ejemplo de este tipo de biomasa. Biomasa residual seca: se incluyen en este grupo los productos sólidos no utilizados de las actividades agrícolas y ganaderas, las forestales y de los procesos de las industrias agroalimentarias y de transformación de la madera. Algunos ejemplos de este tipo de biomasa son el estiércol, la paja, el orujo, la madera de podas y raleo, el aserrín, etc.
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Biomasa residual húmeda: son los vertidos denominados biodegradables: las aguas residuales urbanas e industriales y los residuos ganaderos principalmente purines. La fermentación de este tipo de biomasa genera un gas (biogás) que se combustiona. Cultivos energéticos: son cultivos realizados con la finalidad de producir biomasa transformable en biocombustible. Se encuentran en este grupo el maíz, raps, girasol y plantaciones endroenergéticas. (CNE 2007) 4.2.1. Uso como fuente energética en biodigestores El término biomasa se refiere a la materia orgánica, alguna de ella residual, de carácter renovable, que ha tenido su origen como consecuencia de un proceso biológico o de fotosíntesis (plantas o animales o parte de ellos) y que es susceptible de ser transformada por medios biológicos, físicos o termoquímicos para la generación de energía (CNE, 2007). En clasificación de los distintos tipos de biomasa disponible, se encuentra la paja o residuo de trigo como “desechos de plantaciones”. Se entiende por biomasa húmeda los materiales que contienen menos de 10% de sustancia seca. Por su parte, se clasifica como biomasa seca, según el sector productivo que las emite. De acuerdo con CNE (2007), el país tuvo en la temporada 2003 – 2004 un potencial de producción de biogás a partir de residuos de trigo de 239.335.000 m3/año como biogás o 148.388.000 m3/año como metano. Para calcular esta disponibilidad se asumió un 30% de materia orgánica disponible del total de materia prima generada por el cultivo, cuadro 20. Cuadro 20. Potencial de generación de biogás a partir de los principales cultivos de temporada 2003‐2004.
Fuente: CNE 2007 Básicamente, la generación de biogás se realiza en un biodigestor, que funciona en ambiente anaeróbico (sin presencia de oxigeno), para que los microorganismos, (fundamentalmente bacterias), involucrados en el proceso puedan funcionar. Otra característica de estas bacterias es la sensibilidad a los cambios ambientales debido a lo cual será necesario un mantenimiento casi constante de los parámetros básicos como la temperatura. En este proceso se transforma el carbono orgánico que hay en la materia en CO2 y en metano.
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El producto es un biogás que se puede utilizar como combustible. Se trata de una mezcla compuesta mayormente por metano y por CO2 con la presencia adicional de pequeñas cantidades de otros gases. En este caso, la paja o rastrojo de trigo es uno de los componentes que aportan carbono orgánico a la mezcla. 4.2.2. Fuente de energía para la fabricación de briquetas para calefacción La fabricación de briquetas para calefacción ha tenido un gran auge en el último tiempo, toda vez que los recursos dendroenergéticos, como la leña se van haciendo mas escasos. Por otra parte, las briquetas tienen varias ventajas como son: mayor poder calorífico, fácil y rápido encendido, baja humedad, alta densidad, ocupa menos espacio. Son limpias, homogéneas, de fácil manipulación, sin olores, humos ni chispas, sin aglutinantes ni aditivos, tienen menor porcentaje de cenizas y son 100 % ecológicas y naturales. Así mismo tienen ventajas ambientales ya que son: una energía limpia no contaminante, es una fuente renovable, son fabricados con residuos que contribuyen a la limpieza del medio ambiente, son 100% reciclado, es natural, no tóxico, sin conservantes, químicos ni aditivos, no emite humo ni olores, contiene menos ceniza y es CO2 neutro. Por lo tanto es ecológicamente correcto, sustentable, evita el efecto invernadero, cambio de clima y calentamiento global, no genera impacto ambiental y ayuda a preservar el medio ambiente. El combustible de briquetas de biomasa se caracteriza por tener un alto poder calorífico, y puede ser utilizado como sustituto de la madera, carbón, gas, petróleo líquido. Este tipo de combustible ha sido ampliamente utilizado en las estufas de calefacción, calderas de agua caliente, entre otros. 4.2.3. Uso de residuos lignocelulósicos con fines energéticos Hetz y colaboradores, (2006), en un estudio para las provincias de Ñuble, Linares y Malleco, establecieron un rango de 1,5 a 4,5 ton/ha de rastrojo de trigo, con una media cercana a 2,5 ton/ha, estimado en un millón de toneladas como total país. Estos rastrojos de cereales, pueden tener fines nobles y no ser solamente material de combustión para quemas agrícolas. Sin embargo, el uso de estos rastrojos no es fácil de manejar en nuestro ambiente mediterráneo en que la lluvia es invernal y falta humedad para una adecuada descomposición de los residuos en el verano. En Chile Central la utilización de éstos se ve dificultada, además por el alto rendimiento que alcanzan los cultivos de cereales, lo que implica una gran cantidad de residuos o rastrojos en el campo, los que están constituidos principalmente por material lignocelulósico. Sin embargo estos pueden ser utilizados en la producción de etanol u otros fines energéticos (Acevedo, 2006). El uso energético de la biomasa se basa principalmente en dos procesos de conversión:
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• Combustión directa para generación de electricidad, vapor y calor • Producción de biogás para generación de electricidad y calor
La biomasa puede ser usada directamente como combustible, también se puede usar para obtener biogás, esto se hace en depósitos llamados biodigestores, en los que se van acumulando restos orgánicos, residuos de cosechas y otros materiales que pueden descomponerse. En estos depósitos los restos fermentan por la acción de microorganismos, y la mezcla de gases producidos se puede almacenar para ser usada como combustible. Otra posibilidad es usar la biomasa para preparar combustibles líquidos, biocombustibles, los cuales se utilizan en la actualidad principalmente en el sector transporte. 4.2.4. Consideraciones uso de pajas de cereales con fines energéticos Por la importancia que tienen los cereales en el país, en particular el trigo por su alto rendimiento en grano y por consiguiente en residuos lignocelulósicos, el uso del rastrojo o paja de trigo, tiene un gran potencial como generador de energías alternativas, toda vez que ambientalmente no es correcto quemarlo, y su degradación natural se ve dificultada por las condiciones climáticas imperantes en el país al momento de la cosecha. Los usos de este subproducto son variados, dado que según el tratamiento a que sea sometido puede ser usado en calderas domésticas y para edificios, minicentrales para producir electricidad (España) y desarrollo de industria para producir combustible líquido de segunda generación de alto rendimiento, donde 1 tonelada de paja produce 340 litros de bioetanol de primera calidad. Los costos de producción van en franco descenso, toda vez que hay un mayor desarrollo de las tecnologías involucradas en los procesos de transformación, a la volatilidad de los precios de combustibles fósiles y la oferta de éstos últimos. 4.3. Uso de los residuos de cereales en producción de hongos comestibles
La opción de utilizar los residuos de pajas de cereales para el cultivo de hongos comestibles, es una alternativa válida para aquellos que utilizan la celulosa y lignina como substrato de alimentación. Este tipo de hongos poseen las enzimas necesarias para digerir estos compuestos, los que en general son difíciles de destruir por medios biológicos. Los hongos comestibles son aquellos que producen cuerpos frutales voluminosos, llamados técnicamente carpóforos o coloquialmente conocidos como callampas o setas, y su función es la producción y liberación al medio de las esporas, las que son diseminadas por el viento para colonizar nuevos lugares.
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Los hongos comestibles que pueden colonizar las pajas de cereales se denominan lignícolas u hongos de pudrición blanca. Estos producen carpóforos que son apetecidos por la alta cocina, o por sus propiedades medicinales, tienen una demanda permanente y han generado sistemas de cultivo artificial y empresas especializadas. Dentro de los hongos lignícolas que se cultivan en Chile, se encuentra el Champiñón de París (Agaricus bisporus) (Figura 1), el Hongo Ostra (Pleurotus ostreatus) y el Shiitake (Lentinus edodes). Sin embargo, el país tiene potencial para producir otras especies nativas, como el Gargal (Grifola gargal), el Changle (Ramaria flava), Enoki u Hongo Dorado (Flammulina velutipes) y el Oreja de Palo (Auricularia polytricha). Esta lista puede ser mayor en la medida que se investigan nuevas especies y cepas ya existentes en Chile o se introducen hongos comestibles o medicinales desde otros países. Por ejemplo, hongos comestibles de interés para ser introducidos y que usan las pajas de cereales como substrato son las diferentes especies de Hongos Ostras:
• Pleurotus citrinopileatus, hongo llamativo por su color amarillo y altamente productivo.
• Pleurotus djamor, esta sería un buen ejemplo de introducción de especie y uso masivo de pajas de cereales, existen experiencias en Asia que este hongo coloniza las pajas frescas, sin pausterizar y en forma rápida, facilitando la producción masiva y en forma económica.
• Pleurotus eryngii, este hongo es el de mejor sabor dentro del género, crece fácilmente sobre pajas y al aire libre, lo cual ahorra en construcciones.
• Pleurotus euosmus, es similar al P. ostreatus. • Pleurotus pulmonaris, es probablemente el hongo más fácil de cultivar, rápido y
agresivo en la colonización de pajas, es la especie más cultivada dentro del género. Otras especies interesantes para ser introducidas, y que crecen sobre pajas de cereales o substratos fermentados a base de pajas, son:
• Coprinus comatus, su cultivo es similar al Campiñón de Paris, en substrato de paja enriquecido con guano de caballo o ave, también se puede producir solo en paja de trigo.
• Lepista nuda, crece sobre compost de paja y guano de caballo. • Panaeolus cyanesces, crece en substratos de compost de paja y guano de caballo. • Psilocybe cubensis, crece en paja de cereales pausterizada ysobre compost de paja y
guano de caballo. Ese hongo es popular por sus propiedades alucinógenas y uso medicinal para producción de compuestos similares a la seratonina.
• Stropharia rugoso‐annulata, es un hongo que crece al aire libre sobre substratos de paja combinada con suelo, produces basidiocarpos gigantes.
• Volvoriella volvácea, es un hongo que crece bien en pajas de arroz y al aire libre, crece rápido y es usado en forma masiva en Asia para reciclar las pajas de arroz.
En Chile, el consumo de hongos es aun marginal, a pesar que el consumo total crece a tasas de 10% anual. Nuestro consumo per cápita es de alrededor de 70 g al año, muy por debajo
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de los países desarrollados u orientales; por ejemplo en Holanda se consume sobre 7 Kg/habitante/año. Lo anterior es un indicador que no solo la exportación de hongos es atractiva, también el mercado interno tiene posibilidad de crecimiento, en la medida que se fomente el consumo de hongos a través de sus bondades gastronómicas y medicinales. En la actualidad, los hongos cultivados como el Champiñón de París y el Hongo Ostra tienen rendimientos biológicos de 75 a 100% del peso seco del substrato, con lo cual se puede calcular el potencial de uso de pajas, la que equivaldría al peso total de consumo de hongos; considerando el actual más la tasa de aumento y una nueva demanda dada por el consumo y exportación de nuevos hongos como alimento y medicinal. Esto último es el aspecto menos desarrollado en el país, por lo cual sería inteligente mirar el uso medicinal que se da a estos microorganismos en países desarrollados y en Asia. También sería interesante conocer los sistemas populares de producción de hongos en Asia (China y Taiwan), donde se utilizan los hongos para reciclar desechos orgánicos, incluidas las pajas de cereales, pero a bajo costo y por pequeños agricultores o propietarios, permitiendo un segundo ingreso a partir de los desechos de las cosechas. INIA Quilamapu ha desarrollado en el pasado proyectos de cultivo de hongos comestibles, seleccionando cepas locales, métodos de producción semi‐industriales y trabajando con pequeños agricultores o mujeres de poblaciones rurales; mayores detalles se pueden encontrar en el Boletín INIA Nº23, sobre Producción de Hongos Ostras. Sin embargo, el cultivo de hongos es una actividad muy poco desarrollada en Chile, a pesar de la abundante disponibilidad de substratos, como las pajas de cereales, que existe en el país. Existe una evidente ignorancia en el tema y una posibilidad real de desarrollo en un tema de grandes potencialidades.
4.4. Producción de compost
La agricultura sustentable incluye sistemas agrícolas integrados y orgánicos, que buscan satisfacer indefinidamente las necesidades de consumo de una población, sin degradar los recursos naturales que la hacen posible. La reducción o eliminación del uso de fertilizantes químicos y pesticidas deben ir junto con el desarrollo de nuevas técnicas que permitan la viabilidad de los sistemas sustentables, proveyendo de niveles adecuados de nutrientes y reduciendo la presencia de plagas, patógenos y malezas, con el objetivo de alcanzar el potencial máximo de producción de los cultivos y, a la vez, conservar los recursos naturales.
La aplicación de enmiendas orgánicas incentiva la actividad biológica en el suelo, debido al aporte de nutrientes requeridos por los microorganismos, e indirectamente incrementa la disponibilidad de nutrientes para los cultivos. También mejora las características físicas del suelo al aumentar la agregación y, con ello, la capacidad de retención de humedad, infiltración, penetración de raíces, entre otros efectos. Además, reduce la incidencia de enfermedades, mediante varios mecanismos biológicos.
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Una de las formas más eficientes de utilización de residuos orgánicos es la fabricación de compost, ya que este proceso posibilita reciclar cantidades importantes de residuos vegetales y animales, cualquiera sea su origen, lo que permite aplicar grandes volúmenes de materia orgánica al suelo, a la vez que disminuir la contaminación con residuos.
4.4.1. Compost
El compost es el producto resultante de la fermentación aeróbica de una mezcla de materias primas orgánicas en condiciones específicas de humedad y temperatura. Este producto está constituido principalmente por materia orgánica estabilizada, donde no se reconoce su origen, libre de patógenos y semillas de plantas. Al ser aplicado al suelo mejora sus características físicas, químicas y biológicas.
La fabricación de compost es una técnica practicada hace milenios. Ha sido recuperada y perfeccionada por los agricultores orgánicos. Éstos ven a los productos químicos que la agricultura convencional usa con el fin de mejorar la fertilidad del suelo y controlar plagas y enfermedades, como causante de efectos negativos sobre la salud del hombre y el medio ambiente.
El compostaje disminuye los niveles de fitotoxicidad de algunas sustancias, y descompone los residuos ricos en lignina, hemicelulosa y celulosa. El alza térmica producida en lo que se conoce como “fase termófila” provoca la muerte y destrucción de organismos mesófilos, en su mayoría patógenos, y gran cantidad de semillas de malezas.
4.4.2. Proceso de fabricación del compost
El proceso de compostaje comienza con la recolección de residuos vegetales y animales. Luego se apilan y mezclan con pequeñas cantidades de suelo. Los hongos y bacterias que se encuentran en forma natural en el suelo al encontrar un medio favorable, comienzan el proceso de descomposición. Estos organismos durante su crecimiento utilizan el carbono (C), nitrógeno (N) y otros nutrientes que están disponibles en los residuos. Es importante otorgar un ambiente favorable para el desarrollo de los microorganismos que, a través de la sucesión de actividades enzimáticas, degradan los materiales orgánicos originales y sintetizan sustancias húmicas. Los factores a considerar para tener un proceso eficiente son: temperatura, humedad, relación C:N, acidez (pH) y aireación de la mezcla.
La actividad microbiana se inicia a temperatura ambiental. La temperatura aumenta en la medida que la actividad de los microorganismos se incrementa. La humedad óptima está entre 45 y 60%, por lo cual es importante mojar la pila en períodos secos y taparla en períodos con precipitaciones. El pH neutro facilita la acción de los microorganismos que descomponen la materia orgánica, por lo tanto siempre son recomendables las mezclas de materias primas, para evitar la utilización de solo un residuo que pudiese tener valores extremos de pH. La aireación de la pila se maneja volteandola periódicamente. En cada volteo la pila tiende a elevar su temperatura debido al incremento de la actividad microbiana, transcurrido un tiempo la temperatura disminuye hasta llegar a valores cercanos
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a la temperatura ambiente, se recomienda, entonces, realizar el volteo, con e cual las temperaturas vuelven a elevarse. La relación C:N de la mezcla de materias primas idealmente debería estar entre 25 y 35, ya que cuando hay menos carbono, es decir con una relación C:N más baja, el nitrógeno se pierde como amoniaco causando malos olores, producto de que los microorganismos descomponedores no tienen carbono en suficiente cantidad para utilizar todo el nitrógeno disponible. Por otra parte, si la relación es más alta, es decir el carbono está disponible en mayores cantidades, se requiere de mayor cantidad de tiempo para completar el proceso, haciéndolo ineficiente. El proceso de compostaje puede dividirse en cuatro fases: mesófila, termófila, de enfriamiento y de maduración.
Fase mesófila: los microorganismos mesófilos, que se desarrollan mejor entre 10 y 45°C, son quienes colonizan los materiales orgánicos, iniciando el proceso de compostaje. En esta fase se produce una intensa actividad de los microorganismos, provocando la descomposición de los materiales más fácilmente utilizables por los microorganismos. Se genera una liberación de energía por el metabolismo de los microorganismos, elevando la temperatura rápidamente
Fase termófila: los microorganismos mesófilos son reemplazados por termófilos, que actúan sobre los 45°C. Al igual que en la fase anterior, se genera calor debido a la mineralización del carbono. En algunos casos se llega hasta los 70ºC. Aquí se produce la descomposición de polímeros de celulosa y lignina. Las temperaturas altas matan los patógenos y las semillas de malezas, y descomponen los compuestos fitotóxicos. Las temperaturas bajan en la medida que los microorganismos consumen el oxígeno. Éste es el motivo por el que la pila debe airearse periódicamente mediante volteos, idealmente con equipos desarrollados para estos efectos. Sin embargo, pueden hacerse con pala cuando los volúmenes son pequeños.
Fase de enfriamiento: las temperaturas comienzan a descender de manera gradual hasta bordear los 40°C, a pesar de efectuar volteos, y la tasa de descomposición decrece.
Fase de maduración: los microorganismos mesófilos recolonizan la pila y el compost entra en la etapa de maduración, donde se produce una colonización de la fauna del suelo y es posible ver lombrices. Los materiales orgánicos continúan descomponiéndose y son convertidos en substancias húmicas biológicamente estables.
Compost inmaduros pueden tener altos niveles de ácidos orgánicos, relación C:N alta, valores de pH extremos o contenidos altos de sales. Todas estas características pueden dañar o matar las plantas al mezclarlo con el suelo. Para evitar daños, el compost inmaduro sólo puede ser aplicado como enmienda de suelo varios meses antes de establecer un cultivo.
Cuando el calor del centro de la pila vuelve a valores cercanos a la temperatura ambiente, sin elevarse a pesar de realizar nuevos volteos, es recomendable efectuar algunos análisis que determinarán si el compost está listo para ser utilizado.
El proceso completo puede demorar entre 100 y 200 días aproximadamente, dependiendo de las materias primas utilizadas y la época del año, ya que en invierno es mas lento por efecto de las bajas temperaturas que afectan la actividad de los microorganismos.
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4.4.3. Insumos y labores para producir Compost
El compost se puede producir en época de verano y en invierno, el compost de verano se inicia en abril y esta terminado en el mes de septiembre, en tanto en el de invierno se inicia en septiembre y finaliza su proceso en diciembre. Los insumos y labores necesarias para producir compost se indican en el cuadro. El costo estimado de producir un metro cúbico de compost asciende a $16.896 (actualizado junio 2011)
La fabricación de compost permite utilizar 120 fardos de paja de 19 kilos cada uno, es decir 2.280 kilos de paja, que unidos a los otros insumos indicados en el cuadro permiten producir 63 metros cúbicos de compost, equivalente a 44 toneladas aproximadamente.
Cuadro 21. Insumos y labores para producir Compost de invierno.
Materias primas Cantidad Necesaria
Unidad
Paja de trigo 120 Fardo Estiércol 12 Kg Harina de pescado 125 Kg Pasto verde 30 M3
Compost 150 Kg Procesamiento inicial Mes: septiembre Mano de obra 45 Hr Revolvedora/tractor 5 Hr Volteo (4) cada 25 días Mes: octubre Revolvedora/tractor 8 Hr Riegos (4) Mes: octubre Horas luz 36 Hr Mano de obra 72 Hr Análsis químico y físico Mes: diciembre Análisis completo 1 Unidad Ensacado Mes: diciembre Mano de obra 75 Hr Sacos usados 720 Unidad
4.4.4. Consideraciones producción compost
Para que el compost sea eficiente en la agregación de materia orgánica al suelo se requiere aplicar del orden de 6 a 20 ton/ha. Como se señaló, la aplicación de compost como enmienda de suelos, además de reciclar residuos orgánicos, mejora las características físicas, químicas y biológicas del suelo. Asimismo mejora su estructura al favorecer la formación y estabilización de agregados que, a su vez, protegen de procesos erosivos; modifica el espacio poroso del suelo, favoreciendo la retención de humedad, el movimiento del agua, del aire y la penetración de las raíces; incrementa los niveles de materia orgánica, particularmente en suelos arenosos; acrecienta el contenido total de nutrientes y la disponibilidad de ellos, sin
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embargo es importante considerar que el compost, en general, no cubre todos los requerimientos nutricionales de los cultivos; por lo cual, para asegurar buenos rendimientos es necesario complementar la aplicación de compost con otras prácticas adecuadas al sistema productivo.
4.5. Mercado de la paja de trigo La comercialización de paja de trigo es una actividad incipiente en la Región del BíoBío, los fardos de 18 a 20 kg se transan a $1000 a $1200 la unidad. También se sabe que fabricas de champiñones de la zona central retiran de la zona de Yungay la producción de paja de trigo de alrededor de 2.000 ha y que por ello no cancelan a los productores. Éstos han señalado que el retiro de este material ocasiona daños en los caminos y puentes de sus propiedades y que en el futuro si los industriales desean continuar retirando paja deben al menos cancelar el “daño” que provocan en los campos y el tiempo que significa atenderlos. 5. CONCLUSIONES Se debe investigar y/o difundir el tipo, presencia y daño a la salud de contaminantes importantes producidos por la quema de rastrojos, incluida la presencia de residuos de agroquímicos en los humos de las quemas agrícolas. En entrevistas sostenidas con agricultores, particularmente propiedades a partir de 10 ha se observa difícil eliminar en el corto plazo la quema de rastrojos debido a los gastos, desconocimiento e inseguridad de obtener buenos resultados con el sistema de siembra con manejo de rastrojos. Se requiere en el inter tanto que la mayoría de los productores conozcan normas y técnicas avanzadas de las quemas y daños que estas producen a la salud. Con los antecedentes actuales es posible recomendar siembras con manejo de rastrojo dejando un residuo de 2,5 Ton/ha. Chequeando permanentemente la presencia de enfermedades y malezas, especialmente en rotaciones cortas. Se deben establecer ensayos de investigación con manejo de rastrojos en temas específicos e integrados a los sistemas productivos a mediano y largo plazo; rotación, enfermedades, malezas, métodos de manejo del rastrojo, fertilidad, economía, entre otros, como así también establecer trabajo directo con los productores en base a la información existente.
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7. ANEXOS
Anexo 1. Informantes calificados, manejo de rastrojos en la Región del BÍoBío y de La Araucanía. Precordillera Andina Hernán Martínez, El Carmen. Fono 94515565 Gabriel Muñoz, (Administrador), Yungay. Fono 97428554 José Miguél Manriquez, Yungay. Fono 88083775 Depresión Intermedia Hernán Martínez, El Carmen. Fono 94515565 Javier Rozas Vera 89001074 Secano Interior José Montecinos A, Ninhue, San José. Fono 94629599 Ovidio Parra G. Ninhue, Quitripín. Fono 83599286 José Solís M. Sector Hualte. Fono: 74426511 Secano costero Ruperto Alarcón V. Comuna Cobquecura, sector Las Achiras. Fono: 85885454, Rubén Picero Comuna Cobquecura, sector Los Maquis Alto, Fono 87946506 Región de la Araucanía Juan Hinostroza F. INIA‐Carillanca