Experimentos de largo plazo sobre rotaciones :preguntas  planteadas y respuestas obtenidas.

La experiencia de  FAGRO‐UDELAR

Experimentos de largo plazo sobre rotaciones :preguntas  planteadas y respuestas obtenidas.

La experiencia de  FAGRO‐UDELAR

Oswaldo Ernst

Facultad de AgronomíaUniversidad de la República Oriental del Uruguay

Oswaldo Ernst

Facultad de AgronomíaUniversidad de la República Oriental del Uruguay

Experimentos de largo plazo (ELP)Características deseables

:

1. Objetivos definidos, pero no rígidos

2. Enfoque científico multidisciplinario

3. Diseño que permita el análisis estadístico, incluyendo análisis de series de tiempo 

4. Parcelas grandes, que permitan subdivisiones para tratamientos adicionales

5. Protocolos de manejo y determinaciones

6. Continuidad en la presentación documentada de resultados e interpretaciones

7. Aceptable nivel de financiación “de base”

Planificando ELPLa clave es la pregunta

Opción 1. para solucionar un problema

Opción 2: anticiparse a un problema 

Opción 3: “imaginando un futuro posible”

Roles de los ELP

1. cuando todavía son de corto plazo

Tienen preguntas concretas que generan tecnologías de fácil difusión/aplicación

Tienen referencia clara con sistemas de producción dominantes

2. Cuando ya son de largo plazo

Laboratorio en el que se genera el conocimiento  básico   para entender los procesos que gobiernan la dirección que toman las propiedades emergentes de los sistemas evaluados

sustentan la investigación adaptativa y participativa

I. Los experimentos de largo plazo…

…..cuando todavía son de corto plazo

Secuencias de cultivos y  rotación con pasturas con  y sin laboreo siembra sin laboreoInicio: 1993

MANEJO DEL SUELO PASTURA CULTIVOS

Laboreo no Solo especies C3 Trigo/girasol/cebada/soja/

Laboreo si Solo especies C3 Trigo/girasol/cebada/soja/

No laboreo no Solo especies C3 Trigo/girasol/cebada/soja/

No laboreo si Solo especies C3 Trigo/girasol/cebada/soja/

No laboreo no Especies C4 en veranoTrigo/maíz/cebada/sorgo/

No laboreo no Soja contínua

Efecto de la edad de chacra sobre el rendimiento del trigo

Fuente: Ernst, Guido, Iewdiukow, 1988.

Objetivo: Eliminar el efecto “edad de chacra”

ErosiónOxidación de C No laboreo

Rendimiento relativo de trigo sembrado como cabeza de rotación o fin de rotación con o sin laboreo  (1995‐2011)

1

1.03

1.06

1.09

cabeza de rotación fin de rotación

Rend

imie

nto

rela

tivo

de tr

igo

(SD_

P/L

C_P

)

No incluye el primer ciclo, considerado “de aprendizaje”

I Simposio Agricultura de Secano  Setiembre 17‐18, 2009. Paysandú

9

Cantidad total de COS y NTS según laboreo y rotación(0-18-cm) Adaptado de Ernst y Siri-Prieto, 2009

40

45

50

55

1993 2004

TCO

S M

g/ha

COS

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

1993 2004N

TS M

g/ha

N

ROT NL

ROT LC

CC NL

CC LC

Efecto de la incorporación  de pasturas de diferente duración y composición botánica sobre el rendimiento en grano de cultivos sembrados con o sin laboreo

Inicio: 1994

Manejo del suelo Pastura Rotación años Relación cultivo/pastura

Laboreo Trebol blanco,lotus y Festuca

7 50%/50%

No laboreo Trebol blanco,lotus y Festuca

7 50%/50%

No laboreo Trébol rojo y achicoria 5 70%30%

No laboreo no 3 100

Pregunta: ¿Cuál es la relación pastura/cultivo óptima si no se laborea?

Efecto del sistema de laboreo y la rotación cultivo‐pastura sobre el rendimiento (Mg ha‐1) de trigo/soja, cebada/sorgo, barbecho/girasol, en el experimento de largo plazo en Paysandú, Uruguay (2001‐2008). 

Ernst, Siri, Cadenazzi, 2009

Manejo

Cultivo LCCP-L SDC-PL SDC-PC SDCC Trigo 3.04 a 3.17 a 3.22 a 3.22 a Soja 1.51 b 1.89 ab 1.81 ab 2.10 a Cebada 3.72 a 2.74 ab 2.56 b 2.86 aSorgo 4.26 a 4.89 a 5.10 a 5.04 a

Girasol 2.88 a 2.59 ab 2.20 b 2.29 ab

Cantidad de carbono orgánico en el suelo según proporción del tiempo en que el suelo estuvo ocupado 

por agricultura en el período 1994‐2012 (Zierfuss, 2013)

0

10

20

30

40

50

60

100/0 70/30 50/50

Carbon

o orgánico en el sue

lo (Mg/ha

 0‐

20 cm

)

Relación tiempo agricultura/tiempo pastura

Epidemiología de enfermedades necrotróficas en sistemas agrícolas sin laboreo

Responsable: Carlos PérezInicio 1999

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2006 2007 2008

Año

AUDP

C

monocultivo1 año s/trigo2 año s/trigo3 año s/trigo

a

ab

bb

a

b

a

bb

b b

b

Tukey, p<0.05

Cantidad de enfermedad a lo largo del ciclo, para distintos largos de rotación según año

Responsable: Carlos Pérez

Manejo del rastrojo para la situación “ año 1 ”Control biológico del inóculo con Trichoderma spp

Planificando ELPLa clave es la pregunta

Opción 1. para solucionar un problema

Opción 2: anticipar a un problema 

Opción 3: “imaginando un futuro posible”

Cultivos de cobertura en sistemas agrícolas sin laboreoInicio: 2007

ViciaVicia

RaigrasRaigras

¿Sustituyen el ingreso de N de las pasturas?

tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión tudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión EstudiantiVersión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión

-5,00 -2,50 0,00 2,50 5,00CP 1 (46,3%)

-5,00

-2,50

0,00

2,50

5,00

CP

2 (3

6,9%

)

1 2

3

4

5

6

SONOLE

CORDID

CONSP

VERLIT

RAB

GRAM

CERGLO

BOWIN

STEME

CARDOS

AMMIGAMSP

1 2

3

4

5

6

SONOLE

CORDID

CONSP

VERLIT

RAB

GRAM

CERGLO

BOWIN

STEME

CARDOS

AMMIGAMSP

AC doble cultivoAC un cultivo

AP doble cultivo

AP doble cultivo

EL BARBECHO LARGO COMO FUENTE DE PROBLEMAS CON MALEZAS . Fernandez y Roullier, 2010

I Simposio Agricultura de Secano  Setiembre 17‐18, 2009. Paysandú

18

Opción 3: “imaginando un futuro posible”BIO-ENERGÍA: UN NUEVO ESCENARIO

(2010-2050)

¿qué opciones?¿Cuánto producen?

¿ impactos en el el largo plazo?

Producción de biocombustibles a partir de diferentes intensidades de sorgo dulce en la rotación

Responsable: Guillermo Siri

Rotación Cultivo cobertura Rotación años

Sorgo dulce continuo No 1

Sorgo dulce continuo Si 1

Sorgo dulce-pradera 1.5 años No 2

Sorgo dulce-pradera 3.5 años No 4

Inicio: 2005

Cultivos alternativos para la producción de bioenergíaResponsable : Guillermo Siri

Inicio 2007

Producción de biocombustibles a partir de grano y residuos de cultivos (rastrojos)

Responsable : Guillermo Siri 

Rotación Retiro residuos Rotación años

Trigo-Sorgo grano-Maíz 0 2Trigo-Sorgo grano-Maíz 40 2Trigo-Sorgo grano-Maíz 80 2Trigo-Sorgo dulce-Maíz 0 2Trigo-Sorgo dulce-Maíz 80 2

Sorgo dulce-T. alejandrino 0 1

Sorgo dulce-Avena S. 0 1Sorgo dulce-T. Barbecho limpio 0 1

Inicio 2008

¿Cuánto rastrojo puede utilizarse como materia prima para la generación de energía?

Estrategias de fertilización en sistemas agrícolasResponsable : Guillermo Siri

RotaciónTrigo/soja barbecho maíz

criterios

Niveles críticos por cultivoBalance aparente

Inicio 2008

¿reposición por balance o niveles críticos??

Balance de carbono en sistemas agrícolasResponsable: Sebastián Mazzilli

1) ¿Cuál es la importancia relativa de los residuos aéreos y subterráneos en el balance de COS?2) ¿Cómo afecta la cantidad y calidad de residuos a la tasa de descomposición del COS existente?

SojaMaíz

MaízMaíz

SojaSoja

MaízSoja

Inicio 2008

Rotación de cultivos en sistemas arrocerosInicio: 2002

Responsable: Oswaldo Ernst

Rotación

Arroz continuo 

Pradera/arroz/barbecho/arroz

Pradera/soja/arroz/arroz/barbecho/arroz

Pradera/ arroz/soja/arroz0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

soja/arroz barbecho/arroz arroz/arroz

Rend

imiento (kg/ha)

aa

b

Do Canto, 2006

Fin:2005 (financiación, exceso de optimismo)

I. Los experimentos de largo plazo…

…..cuando son de largo plazo

Experimentos de largo plazo: un debate constante 

Cuando pasan a ser “de largo plazo”, son criticados por su alto costo y baja generación de resultados directamente transferibles a los productores. 

Se contraponen a proyectos que generen resultados rápidamente, capaces de aumentar los rendimientos en un mundo con población creciente  

Experimentos de largo plazo: debate constante 

Asumir que la mayoría de las actividades productivas generan efectos acumulativos enel tiempo, 

que impactan en el ambiente y cambian la calidad de los recursos no renovables,  

que la solución de los problemas que se generan por ésta vía implica costos futuros.  

contra 

priorizar rápidos aumentos de rendimientos que permitan capitalizar las ventajas de hoy y ocuparse de los problemas que esto genere cuando la situación mejore

la mejora de productividad, permite que los actores protejan y recuperen los deterioros generados en el camino. 

Experimentos de largo plazo

Cuestionamiento: Si dan información relevante: ¿por qué no la adoptan los productores? 

Algunos no producen información relevante para las empresas y otros no reflejan los sistemas actuales, ya sea porque fueron definidos en otro contexto, o fueron diseñados para otro contexto, pasado o futuro.  

Respuesta: Valoración de impactos, (extenalidades). Son una fuente de información relevante para la valoración de impactos positivos y negativos de los sistemas de producción.  

Esta información permite generar conciencia social sobre problemas que termina forzando cambios en los sistemas. Son sustento científico para legislar.

Experimentos de largo plazo “con edad”

1. valorar la sostenibilidad de los sistemas de producción

2. establecer las BPA

3. archivo de muestras que permiten cuantificar efectos acumulados en el tiempo 

4. Base de datos para generar, validar, calibrar modelos matemáticos integrados a modelos de simulación 

Opción tomada en la EEMAC: Laboratorio en el que estudian las propiedades emergentes de los sistemas

Tesis de posgrado

• Emisión de gases con efecto invernadero (Lucía Salvo, 2010; Lucía Salvo)

• Balances de carbono (Tim Zierfuss, 2013; Sebastián Mazzilli)

• Cuantificación y modelación de la pérdida de nutrientes por escorrentía para diferentes combinaciones de rotación y manejo de suelos de Uruguay (Patricia Barreto)

• Calidad de suelo como determinante de las brechas de rendimiento(Oswaldo Ernst)

• Control biológico de enfermedades (Patricia Vaz, 2012; Andrés Villar)

Comentarios finales

La principal limitante: representan sitios y sistemas específicos, por lo que sus resultados son poco extrapolables

Alternativa:  Modelos matemáticos integrados en modelos de simulación calibrados y validados que permitan “generar experimentos simulados”para otros sitios/sistemas. 

Paradoja: los resultados generados deben validarse para una serie de años similares a la simulada, por lo que los ELP son el ámbito natural de validación. 

Comentarios finales:

Una segunda crítica a los ELP   los tratamientos pierden referencia con la realidad, tanto porque : 

Si se adoptan pierden la capacidad de generar novedades.  

Si no se adoptan:  no reflejan  los problemas de los sistemas reales 

Alternativa : estudio en sistemas reales de producción, lo que da respuesta a la demanda de una investigación dinámica, que trabaja sobre los problemas actuales a costo de perder el control de los factores evaluados. 

Paradoja: La buena investigación no solo debe  resolver problemas, también debe  anticiparse a los que se generarán, crear sistemas alternativos que eviten lo previsible