Implementación de la siembra directa para producción de cebada maltera en el estado de Guanajuato*

Implementation of direct seeding for malting barley production in the state of Guanajuato

Aurelio Báez-Pérez^1§, Jesús Manuel Arreola Tostado¹, Bernard Triomphe², Angélica Bautista Cruz³ y Pablo de Jesús Licea Morales⁴

¹ Campo Experimental Bajío- INIFAP. Carretera Celaya-San Miguel de Allende, km. 6.5. C. P. 38110. Celaya, Guanajuato. Tel: 61-153-23, ext. 310. (arreola.jesus@inifap.gob.mx). ^§Autor para correspondencia: baez.aurelio@inifap.gob.mx.

³ CIIDIR IPN OAXACA-Departamento de Recursos Naturales. Hornos 1003, Sta. Cruz Xoxocotlán. C. P. 71230. Oaxaca, México. Tel: 951 5170400. (angeli73@hotmail.com).

⁴ UniversidadAutónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco, km 38.5. C. P. 56230, Chapingo, Estado de México. Tel: 595 9521500. (pliceam@hotmail.com).

* Recibido: febrero de 2012
Aceptado: julio de 2012

Resumen

En la actualidad la rentabilidad en la producción de granos en el Bajío ha sido impactada por el aumento excesivo en el precio de los fertilizantes químicos y otros insumos agrícolas; por el deterioro del suelo y por el abatimiento de los mantos freáticos. Debido a lo anterior es necesario implementar prácticas agronómicas que conduzcan a revertir esta problemática. Con este propósito se estableció un experimento en el Campo Experimental Bajío, en Celaya, Guanajuato, para evaluar la producción de cebada (Hordeum vulgare L.) bajo diversas prácticas agronómico con base en la siembra directa (SD). Previo al experimento, se estableció en primavera-verano de 2006 un cultivar de maíz (Zea mays L.) con el fin de producir los residuos de cosecha necesarios para la implementación de la SD. Durante el ciclo otoño-invierno se evaluó la producción de cebada variedad Esperanza, bajo dos sistemas de cultivo: labranza convencional (LC) y SD; tres dosis de fertilización nitrogenada (urea): 90-60-00, 180-60-00 y 270-60-00; y tres sistemas de riego: aspersión, superficial con flujo intermitente y superficial con flujo continuo. Se empleó un diseño experimental factorial 2 x 3 x 3 con 18 tratamientos con un arreglo en bloques al azar. Se establecieron de cuatro a 8 repeticiones por tratamiento. Se monitoreó la humedad en el suelo. La producción de grano de cebada fue cerca de 20% mayor en SD respecto a LC. Hubo efectos significativos (p< 0.05) por los factores: tipo de siembra y dosis de fertilización, no así por el tipo de riego. Prevaleció una fuerte interacción (p< 0.05) entre el tipo de siembra y la dosis de fertilización. En SD la humedad en el suelo (0-30 cm de profundidad) antes de aplicar cada riego fue, en promedio, 6% mayor, respecto a la LC (p< 0.05). De acuerdo con la curva característica de retención de humedad del suelo, la humedad aprovechable se encontró entre 27 y 49% de humedad, por lo cual ese 6% de reserva, equivalió a aproximadamente a un cuarto de la humedad aprovechable.

Palabras clave: labranza de conservación, cereales, prácticas conservacionistas.

Abstract

At present, the profitability of grain production in the Bajío has been impacted by the excessive increase in the price of chemical fertilizers and other agricultural inputs; due to soil degradation and the depletion of groundwater. Because of this it is necessary to implement farming practices that lead to reverse this problem. For this purpose, an experiment was established in the Experimental field of the Bajío in Celaya, Guanajuato, to evaluate the production of barley (Hordeum vulgare L.) under different agronomic practices based on No-till farming or direct planting (DP). Previous to the experiment, a crop of maize (Zea mays L.) was established during spring-summer2006, to produce the crop residue needed for the implementation of the DP. During the autumn-winter cycle was evaluated the production of barley of the variety Esperanza under two cropping systems: conventional tillage (CT) and DP; three doses of nitrogen fertilization (urea): 90-60-00, 180-60-00 and 270-60-00, and three irrigation systems: sprinkler, surface with intermittent flow and surface with continuous flow. It was used a factorial experimental design 2 x 3 x 3 with 18 treatments and arranged in randomized blocks. There were established from four to eight replicates per treatment. The soil moisture was monitored. The production of barley grain was about 20% higher in DP compared to CT. There were significant effects (p< 0.05) by the factors: type of planting and fertilization doses, not by the type of irrigation. A strong interaction prevailed (p< 0.05) between the type of planting and fertilization dosages. In DP the moisture in the soil (0-30 cm depth) before each irrigation was applied, on average, 6% higher, relative to CT (p< 0.05). According to the characteristic curve of soil moisture retention, the available moisture was between 27 and 49% humidity, so that 6% reserve, equivalent to approximately one quarter of the available moisture.

Key words: cereals, conservation tillage, conservation practices.

Introducción

Actualmente la rentabilidad en la producción de granos en el Estado de Guanajuato ha sido impactada drásticamente por el aumento excesivo de los fertilizantes químicos y otros insumos de agrícolas, por el deterioro del suelo y por el abatimiento de los mantos freáticos. Las prácticas agronómicas basadas en la labranza convencional (barbecho, rastra, surcado, aporque, etc.), la continúa rotación cereal-cereal y la quema de residuos de cosecha, han ocasionado una drástica disminución de las reservas orgánicas de los suelos del Bajío (Grageda-Cabrera et al., 2004). Debido a lo anterior los agricultores emplean dosis excesivas de fertilizantes químicos, principalmente nitrogenados, y pesticidas para tratar de obtener altos rendimientos de granos (Grageda-Cabrera et al., 2000; Arreola-Tostado et al., 2006), ocasionando con ello un alto riesgo de contaminación de los mantos acuíferos y un fuerte impacto en la fertilidad química del suelo. En México la degradación del suelo ocasionada por la actividad humana se ha estimada en más de 45%, mientras que en el estado de Guanajuato, ésta representa más de 65% de su territorio (SEMARNAT, 2002). Cerca de la mitad de la superficie agrícola de Guanajuato presenta algún grado de degradación química-biológica, ocasionadas por problemas de salinización y disminución de reservas orgánicas, principalmente. Esta problemática va acompañada por la compactación del suelo, ocasionada por el excesivo laboreo de la maquinaría agrícola. Lo anterior implica necesariamente algún grado de degradación física.

La sobreexplotación de los mantos acuíferos en México ha reducido drásticamente la disponibilidad de agua potable. En el estado de Guanajuato se tienen registrados más de 17, 200 pozos para el aprovechamiento de aguas subterráneas, de los cuáles, 76% son destinados para las actividades agrícolas (Acevedo-Torres, 2004). Se estima que el abatimiento del manto freático subterráneo es de 3 a 6 m por año (Arreola-Torres et al, 2006). Los autores mencionan que actualmente hay un déficit de más de 900millone s de m³ por año en el estado.

La problemática expuesta pone de manifiesto la necesidad de implementar tecnologías que conduzcan a aumentar las reservas orgánicas del suelo, conservar la humedad en el mismo, aumentar la eficiencia en el uso de fertilizantes químicos (implementación de la dosis óptima) y disminuir la contaminación del suelo y agua. Para este propósito es necesario comprender cómo interacciona el cultivo con los diversos factores edáficos, climáticos y agronómicos. La implementación de prácticas agronómicas con base en la siembra directa (SD): siembra sobre los residuos de cosecha del cultivo precedente sin utilización de prácticas mecánicas de labranza y el empleo de leguminosas en rotación o asociación con otros cultivos, son una alternativa viable para lograr dicho propósito (FAO, 2002). Dichas prácticas se han utilizado con reserva en el estado de Guanajuato, como una opción tecnológica viable para reducir costos de producción de los cultivos, sobre todo en el ciclo de primavera-verano (Arreola, et. al, 2006; Mora et al, 1999), no obstante, su potencialidad, no han sido aprovechadas en su real dimensión, por lo cual existe la necesidad de validar dichas prácticas. Esta documentado científicamente, que en México la SD es una opción viable y que a mediano plazo se puede mejorar sustancialmente la calidad agrícola de los suelos (Fuentes, 2008; Licher, 2008).

La incorporación de residuos orgánicos en la superficie del suelo y la conservación de la estructura del mismo por no removerlo, son dos componentes fundamentales de la SD, que se fundamenta porque favorece la acumulación de C orgánico. Éste último es un elemento clave en el mejoramiento de las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelo (Lal, 2004). Aunque su dinámica en el suelo es compleja, la incorporación de residuos orgánicos en la superficie del suelo es un componente fundamental para aumentar las reservas orgánicas, reactivar la actividad biológica en el mismo y para proporcionar una cobertura que conserve mayor tiempo la humedad en el suelo. El propósito de este trabajo fue evaluar la eficiencia en la producción de grano de cebada con algunas prácticas agronómicas con base en la siembra directa.

Materiales y métodos

El ensayo se llevó a cabo en el Campo Experimental Bajío, en Celaya, Guanajuato, ubicado a los 20° 3' latitud norte y 100° 0' longitud oeste, con una altitud de 1754 m. El clima de la región según García (1984) es BS1hw(W)(e)q. La temperatura media anual es de 20.6 ºC y la precipitación media anual es de 597 mm. El tipo de suelo del campo experimental corresponde según la clasificación de la USDA a un vertisol pélico (Grageda-Cabrera et al, 2004).

Blanqueo. Previo al establecimiento del experimento, durante el ciclo primavera-verano de 2006, se prepararon de manera convencional (barbecho, rastra) dos áreas de cultivo de aproximadamente 6 hectáreas cada una. Se efectuó una nivelación con una pendiente menor a 5%. Se estableció un cultivar de maíz (variedad experimental del INIFAP de ciclo intermedio) en los lotes experimentales, con el propósito de producir esquilmos de cosecha necesarios para establecer los tratamientos bajo SD. Se sembraron 35 kg ha^-1, a una distancia entre surcos de 0.76 m y de 6 a 7 plantas por metro lineal. La producción de grano fluctuaron entre 4 y 7 t ha^-1 y los de paja aérea entre 6 y 12 t ha^-1.

Datos climáticos. Se tomaron registros de temperaturas máximas, temperaturas mínimas y precipitación mediante la una estación automática Vantage Pro2TM Plus inalámbrica, la cual esta ubicada en el Campo Experimental Bajío.

El experimento. El ensayo se estableció durante otoño-invierno de 2006. Se evaluaron dos sistemas de cultivo: labranza convencional y siembra directa, tres dosis de fertilización nitrogenada: 90-60-00, 180-60-00 y 270-60-00 y tres sistemas de riego: presurizado (aspersión), superficial tecnificado con fluido intermitente (FI) y superficial tecnificado fluido continuo (FC). Se empleó un diseño experimental factorial 2 x 3 x 3 con 18 tratamientos con un arreglo en bloques en bloques al azar. Se establecieron de cuatro a ocho repeticiones.

Sistemas de siembra: Se establecieron parcelas experimentales de 18 m de largo por 10 metros de ancho. En SD los residuos de maíz producidos el ciclo anterior fueron triturado y esparcidos lo más homogéneamente posible mediante un implemento agrícola conocido como "chaponeadora". En LC el suelo fue barbechado y rastreado como se hace tradicionalmente. Se sembraron en seco 120 kg ha^-1 de cebada variedad esperanza, a un distanciamiento entre filas de 17 cm. En SD se utilizó un implemento adecuado con discos para cortar el rastrojo y depositar la semilla. En LC el terreno se barbechó y se dieron dos pasoso de rastra. Se sembró de igual forma que en SD pero utilizando implementos propios para LC.

Fertilización: Se evaluaron tres niveles de fertilización nitrogenada: (1) 90-60-00, (2) 180-60-00 y (3) 270-60-00. La segunda corresponde al promedio regional (Arreola et al., 2006). Se adicionó la mitad de nitrógeno (urea) y todo el fósforo (superfosfato de calcio triple) a la siembra y un mes después el resto del fertilizante.

Riego: Se implementaron tres SRT: (1) presurizado, mediante un cañón tipo Rain Gun^® SR3003/F3002 se aplicaron ocho riegos con una lámina aproximada de 7 cm por riego; (2) sistema de riego tecnificado con flujo continuo (FC); y (3) sistema de riego tecnificado con flujo intermitente (FI). Estos últimos se aplicaron mediante tubería de compuertas tres de 15 cm de lámina por riego, con una lámina total de 45 cm.

Los datos se analizaron mediantes el programa System analysis Statistical (SAS). La comparación de medias se examinó con varianzas ponderadas por tamaño de muestra, procedimiento GLM y opción REGWQ (SAS, 1998).

Resultados y discusión

Temperatura y precipitación

En la Figura 1 se presentan las temperaturas máximas y mínimas, y la precipitación que imperaron durante el desarrollo del cultivo de cebada. Las temperaturas mínimas extremas se registraron 29 y 30 de diciembre y el 27 de febrero. Fue notable que después de éstas se registraran también las temperaturas extremas más altas, durante el ciclo de cultivo. Enero, que regularmente es el mes más frío de la temporada invernal, presentó una condición cálida con una temperatura media mensual de 22.5 °C. El volumen pluvial durante el ciclo agrícola otoño-invierno (diciembre a mayo) fue de 74.2 mm. Más de 50% de ésta, se registró en dos aguaceros excepcionales que se presentaron durante los meses de enero y febrero.

Cobertura y cantidad de residuos de cosecha

En los tratamientos establecidos bajo SD (1 al 9), la distribución de los residuos de cosecha de maíz en la superficie del suelo proporcionó una cobertura promedio de 70% (Figura 2). La cantidad de residuo fluctuó de 8 a 12 t ha^-1. Esta heterogeneidad fue ocasionada porque la máquina que trituró el rastrojo no contaba con esparcidor. Sin embargo, estadísticamente estas diferencias no fueron significativas (p< 0.05). La cobertura de residuos de cosecha en la superficie del suelo es el principal componente de la SD y se recomienda que ésta cubra en su totalidad, ya que constituye la materia prima para restituir las reservas orgánicas del suelo y disminuir la pérdida de agua por evaporación, conservando por más tiempo la humedad disponible para el cultivo (Velázquez, 2001). Lo anterior contribuye también a aumentar la actividad biológica en el suelo favoreciendo con ello las propiedades físicas, químicas, biológicas, y la fertilidad del suelo. Uno de los problemas importantes en la adopción de la SD en México, es la falta de información sobre el manejo de los residuos de cosecha. Según Unger et al., (1995) es necesario proporcionar por lo menos 30% de dichos residuos en superficie del suelo, pero se requiere una cobertura tendiente al 100%.

Al respecto Velázquez et al. (2001) mencionaron que la mineralización de los residuos de cosecha está sujeta a una fuerte variación, la cual es condicionada por el tiempo de exposición de los residuos sobre la superficie del suelo, a las condiciones de manejo y al clima de cada localidad.

Componentes de rendimiento

En el Cuadro 1 se presentan los resultados de las variables agronómicas evaluadas en este estudio. La población promedio de plantas de cebada en LC fue 26% mayor respecto a SD (220 y 162 plantas m^-2 respectivamente). Estos resultados evidenciaron que la germinación de las semillas en SD presentó un ligero abatimiento. Esta contrariedad está comúnmente relacionada con problemas en el ajuste de la maquinaria empleada en SD, principalmente cuando el disco adaptado a la sembradora para cortar el rastrojo esparcido en el suelo presenta algunas fallas y la semilla no queda enterrada en correctamente.

El índice de amacollamiento (IA) promedio en el cultivo de cebada fue de 3.4 tallos planta^-1 en SD y 2.6 tallos planta^-1 en LC. Hubo una clara tendencia, en la cual, el IA aumentó a medida que disminuía el número de plantas m^-2 (Figura 3). Este parámetro compensó el número de tallos m^-2, el cual fue semejante (p< 0.05) en todos los tratamientos. Con base a lo anterior se concluye que el número de plantas m^-2 no influyó en la producción de grano de cebada en los tratamientos establecidos bajo SD.

Rendimiento de grano

Fertilización

La dosis de fertilización media regional (180-60-00) y la más alta (270-60-00) tuvieron una producción global promedio de cebada de 6.4 y 7 t ha^-1, respectivamente; sin embargo, fueron estadísticamente semejantes (p< 0.05). Lo anterior muestra que aplicar mayor cantidad de fertilizante es innecesario y además aumenta los costos de producción. La dosis de 90-60-00 tuvo un rendimiento promedio de 5.4 t ha^-1. Hubo una fuerte interacción entre tipo de siembra y dosis de fertilización (p< 0.05). El sistema de SD produjo globalmente 15% más grano con F1 respecto a al sistema de LC. Mientras que con F3 la diferencia fue de 23%. Lo anterior se atribuye a la mayor conservación de humedad del suelo que proporcionó el sistema de SD para el aprovechamiento del cultivo, como se explicará más adelante.

Tipo de riego

El riego superficial con flujo intermitente (RSI) no pudo diferenciarse técnicamente con el riego con flujo continuo en el presente ensayo, debido a que las parcelas experimentales fueron demasiado cortas (1 8 m de longitud) para permitir operar correctamente este sistema de riego. En parcelas comerciales, con más de 100 m de longitud, El RSI proporciona un ahorro significativo en el gasto de agua riego, porque consiste en la interrupción cíclica del suministro de agua a los surcos, por lo que el avance de riego humedece el suelo por oleadas sucesivas, con un mayor control del caudal de escorrentía, lo que permite una mayor eficiencia en el riego y gasto de agua respecto al riego superficial con flujo continuo (Santos-Pereira et al, 2010). El sistema de riego presurizado no mostró diferencias significativas (p> 0.05) respecto a los otros tipos de riego.

Humedad

Los resultados de humedad del suelo mostraron que en el sistema de SD hubo una mayor disponibilidad de agua para el cultivo, respecto al sistema de LC. Esta diferencia fue en promedio (de 0 a 30 cm de profundidad) de 6%, lo cual permitió incrementar su disponibilidad para el cultivo. La curva característica de retención de humedad del suelo donde se estableció el experimento mostró que el punto de marchitez permanente fue de 27% y la capacidad de campo de más de 49% de humedad; es decir, que entre estos valores hay un rango de 22% de humedad disponible para las plantas. Por lo anterior, esa diferencia de 6%, entre ambos sistemas de cultivo, equivalió a una cuarta parte de la humedad aprovechable disponible que el suelo almacenó, como reserva, en el sistema de SD para el aprovechamiento del cultivo.

Conclusiones

La producción de cebada bajo el sistema de SD tuvo una mayor productividad desde su implementación. De manera global la producción de cebada fue cerca de 20% mayor que respecto al sistema de labranza convencional. La dosis de fertilización media regional de 180 unidades de N mostró la mejor respuesta a la producción de grano, por lo cual la dosis de 270 unidades de N es excesiva, incrementa los costos de producción de cebada significativamente y demerita la calidad de grano de cebada para la producción de malta. No hubo diferencias (p< 0 .5) por efecto de tipo de riego. El sistema de siembra directa proporcionó una mayor conservación de la humedad en el suelo, que en promedio fue de 6%, de 0-30 cm de profundidad, lo cual equivale a una cuarta parte de la humedad disponible para las plantas, según los resultados de la curva característica de la retención de humedad del suelo.

Agradecimientos

A la Fundación Guanajuato Produce y al CIMMYT por el financiamiento otorgado para la realización de este trabajo.

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