Análisis del impacto sobre la sustentabilidad de la difusión de la colza y de la cebada en reemplazo del trigo en la secuencia trigo/soja 2ª en el partido de Tres Arroyos

Authors
Chamorro, Adriana Mabel
Publication Year
2018
Language
Spanish
Format
doctoral thesis
Status
Versión aceptada para publicación
Director/a de tesis
Sarandón, Santiago Javier
Pengue, Walter
Description
Las consecuencias negativas de la agricultura moderna en el orden ambiental como productivo, social y económico, han sido ampliamente documentadas. La toma de conciencia de que tales problemas no son inherentes a la agricultura en sí misma sino al modelo de agricultura adoptado, plantea la necesidad de poder evaluar las distintas opciones de uso de la tierra desde una visión agroecológica. En el Partido de Tres Arroyos se han producido cambios en los sistemas productivos que han llevado a un aumento de la superficie agrícola en relación a la ganadera y a un recambio de cultivos, incrementándose fuertemente el área dedicada a cultivos oleaginosos, particularmente la soja. Además, es cada vez mayor la tendencia a sembrar cultivos estivales de segunda, en los cuales la soja ha sido la principal protagonista, y como antecesor tradicional ha tenido al trigo. Sin embargo, en los últimos años, se están usando, en el área de Tres Arroyos, otros antecesores, como cebada y colza. Siendo posible que estos dos cultivos puedan reemplazar, al menos en parte, al trigo, y tratándose de especies diferentes, con diferentes requerimientos, comportamientos y manejos asociados, se considera necesario evaluar a priori la sustentabilidad de estas tres secuencias de doble cultivo para prever posibles impactos negativos y diseñar y aplicar medidas adecuadas a fin de minimizar tales impactos. Una forma de evaluar la sustentabilidad de los sistemas productivos es a través del uso de indicadores. Sin embargo, y dado que la sustentabilidad como concepto no es unívoco, es necesario primero establecer la definición a la que se adhiere, ya que esto determinará los indicadores a utilizar. En este trabajo se adoptó la definición elaborada por el IICA y se adoptó un concepto de sustentabilidad fuerte que sostiene que existe un límite a la satisfacción de las necesidades del ser humano y que el capital natural sólo en contadas ocasiones podría ser sustituido por el capital manufacturado. Por otro lado, la sustentabilidad es un concepto con múltiples dimensiones (ecológica, económica, social y cultural) que deberían ser evaluadas simultáneamente. En este trabajo se avanzó en la evaluación de la dimensión ecológica de las tres secuencias de doble cultivo mencionadas. Pero, además, la producción agrícola se desarrolla en condiciones ambientales y con manejos tecnológicos diversos, los cuales afectan la sustentabilidad de la misma. En el Partido de Tres Arroyos se definieron dos áreas ecológicas, una de suelos someros (SS) y otra de suelos profundos (SP) de mayor potencial productivo. Y, para cada área, se identificaron dos manejos tecnológicos, uno correspondiente al productor medio (NTM), y otro correspondiente al productor “de punta”, o sea, aquel que habitualmente obtiene un mayor rendimiento generalmente asociado a un mayor uso de insumos (NTA). Bajo la hipótesis de que los cambios en el uso de la tierra provocados por el reemplazo del sistema trigo/soja por colza/soja y/o cebada/soja en el Partido de Tres Arroyos, generan cambios en el funcionamiento de los agroecosistemas que impactan sobre su sustentabilidad ecológica y que el impacto sobre la sustentabilidad es dependiente de la tecnología de producción aplicada y de las características ecológicas de la zona, se plantearon los siguientes objetivos: 1) Analizar, comparativamente, el funcionamiento de los sistemas de producción cebada/soja, colza/soja y trigo/soja como distintas opciones de uso de la tierra en el área de Tres Arroyos en relación a aspectos que hacen al flujo de energía, de nutrientes, al uso del agua y al impacto por uso de plaguicidas, y 2) Evaluar, comparativamente, a través de indicadores biofísicos la sustentabilidad ecológica de los sistemas de producción cebada/soja, colza/soja y trigo/soja, como distintas opciones de uso de la tierra en el área de Tres Arroyos. El análisis del uso de la energía mostró diferencias entre las secuencias y en su respuesta a las distintas modalidades de producción. El ingreso de energía, su balance y la eficiencia energética fueron mayores en la secuencia cebada/soja que en trigo/soja y colza/soja, lo cual, parcialmente, se explicaría por la diferente adaptación ecológica de los cultivos, y también, en el caso de la soja, por el “efecto antecesor”. En las tres secuencias, el ingreso de energía y su balance en el sistema fueron mayores en el modelo de mayor aplicación de tecnología respecto del manejo promedio, y en el ambiente de suelos profundos respecto del de suelos someros. Por otro lado, la respuesta de la eficiencia energética a la aplicación de tecnología fue independiente de las otras variables energéticas. El análisis de los balances de nutrientes y el aporte de rastrojos de las secuencias de cultivos también mostró diferencias entre las secuencias y en su respuesta a las distintas modalidades de producción. En el caso de los nutrientes que se restituyen a través de la fertilización (N, P y S), la secuencia colza/soja registró balances de P y S más negativos que cebada/soja y trigo/soja bajo el NTM, pero bajo el NTA, por el contrario, fueron más favorables, al igual que el balance de N. Por otro lado, el balance de nutrientes de las distintas secuencias no siempre mejoró al producirse con el NTA, ya que este manejo no sólo significó un mayor uso de fertilizantes sino también diferencias en el sistema de labranza, semilla utilizada, manejo de malezas y enfermedades, por lo que la mejora en las condiciones de crecimiento de los cultivos generó un incremento en la producción y exportación de nutrientes que en la mayor parte de los casos, no fue compensado por las mayores dosis de fertilizantes. Tal como se esperaba, el balance de nutrientes fue más negativo en ambientes de suelos profundos debido a que la mayor exportación sólo fue parcialmente compensada por una mayor restitución de los nutrientes. El aporte de materia orgánica siguió la tendencia de los rendimientos: aumentó con el mayor aporte de tecnología y con las mejores condiciones ambientales. También fue mayor en las secuencias que incluyen gramíneas que en la secuencia colza/soja. Adicionalmente, esta última secuencia debido a la relación C/N de sus rastrojos sufriría una degradación de los residuos más rápida y completa haciendo un menor aporte a la materia orgánica estable del suelo. El impacto ambiental por uso de plaguicidas fue diferente entre secuencias de cultivos y manejos tecnológicos, pero no según el área ecológica. Bajo el NTM, el reemplazo del trigo por la cebada no modificaría el impacto ambiental por el uso de plaguicidas, pero sí se incrementaría en gran medida si el trigo fuese suplantado por colza, probablemente porque como la colza no tendría la misma adaptación ecológica que los cereales requeriría de un mayor aporte de insumos sustituir un control natural de plagas más débil. De manera similar, la soja presentó un mayor impacto que los cereales. Particularmente en las secuencias cebada/soja y trigo/soja, pero también en colza/soja; el nivel de tecnología aplicada tuvo un importantísimo efecto sobre el impacto ambiental por uso de plaguicidas, que se asociaría con la implementación de la siembra directa en el NTA. Los cambios en el uso de la tierra producen también cambios en el uso del agua, los que es necesario prever a fin de tomar decisiones que no sólo se basen en una evaluación económica. La eficiencia de uso del agua fue menor para la secuencia colza/soja respecto de las secuencias que incluyen cereales, en los suelos someros respecto de los profundos, y cuando fueron manejados con la tecnología media que cuando se produjeron con mayor aplicación de insumos. Para evaluar la dimensión ecológica de la sustentabilidad de las tres secuencias de doble cultivo planteadas, bajo los cuatro modelos de producción definidos, se construyó un sistema de indicadores que contempló los principales recursos que deben ser protegidos (suelo, agua, biodiversidad, energía), tanto a nivel intrapredial como externo al predio. Su aplicación puso en evidencia que la secuencia colza/soja es de menor sustentabilidad ecológica que las secuencias compuestas por un cereal en todos los modelos productivos. Esto se debió, principalmente, a sus bajos valores para la eficiencia de uso del agua, la eficiencia energética y el balance de energía, (los cuales se relacionarían con su baja producción de materia seca), y al impacto producido por el uso de plaguicidas. La menor adaptación ecológica de la colza así como la producción de semillas de alto contenido energético serían algunas de las causas. La secuencia que en todas las condiciones alcanzó los mayores índices de sustentabilidad fue cebada/soja. Trigo/soja fue la que se comportó de manera más estable frente a los distintos modelos de producción. La mayor aplicación de tecnología redujo la sustentabilidad de las tres secuencias en los dos ambientes, mientras que, excepto en colza/soja con el manejo tecnológico promedio, una mejor calidad del ambiente a través de una mayor profundidad del suelo resultó en mejoras de la sustentabilidad. La aplicación del sistema de indicadores construido permitió, además, identificar los puntos críticos a sustentabilidad según modelos productivos y secuencias. En el NTM producido en SS, para las tres secuencias, fueron limitantes la eficiencia de uso del agua, la eficiencia energética y el balance de energía. En el NTA, en ambos tipos de suelo, el punto crítico fue el uso de plaguicidas. Mientras que para la secuencia colza/soja, en todos los modelos productivos fue limitante la eficiencia de uso del agua, la eficiencia energética y el balance de energía (asociados a su baja producción de biomasa) y en el NTA se sumó el uso de plaguicidas, ya sea por su efecto a nivel intrapredial sobre la biodiversidad como a nivel externo al predio sobre el agua (asociado a la contaminación).
The negative environmental, productive, social and economic consequences of modern agriculture have been widely documented. The realization that such problems are not inherent to agriculture as such but to the adopted model of agriculture poses the need to be able to evaluate the different options for land use from an agroecological perspective. In the Tres Arroyos Party there have been changes in the production systems that have led to an increase in the agricultural area in relation to livestock, and a crop replacement, increasing the area dedicated to oil crops, particularly soybean. In addition, there is an increasing tendency to seed second-crop summer crops, in which soybeans have been the main protagonist, and as a traditional predecessor has had wheat. However, in the last few years, other predecessors such as barley and rapeseed are being used in the Tres Arroyos area. It is possible that these two crops can at least partially replace wheat, and because these are different species with different requirements, behaviours and associated management, to evaluate a priori the sustainability of these three double crop sequences is considered necessary to predict possible impacts and to be able to design and implement appropriate actions to minimize such impacts. One way to evaluate the sustainability of productive systems is through the use of indicators. However, given that sustainability as a concept is not unambiguous, it is necessary first to establish the definition to which it is attached, as this will determine the indicators to be used. In this paper, the definition developed by IICA was adopted and a strong sustainability concept was adopted that holds that there is a limit to the satisfaction of the needs of man and that natural capital could only in a few times be replaced by manufactured capital On the other hand, sustainability is a concept with multiple dimensions (ecological, economic, social and cultural) that should be evaluated simultaneously. In this work progress was made in the evaluation of the ecological dimension of the three mentioned double crop sequences. But, in addition, the agricultural production is developed in environmental conditions and with diverse technological managements that affect the sustainability of the same. In Tres Arroyos, two ecological areas were defined, one of shallow soils (SS) and another of deep soils (SP) with greater productive potential. And, for each area, two technological managements were identified, one corresponding to the average producer (NTM), and another corresponding to the "top" producer, that is, one that usually obtains a higher yield generally associated to a greater use of inputs. Under the hypothesis that changes in land use caused by the replacement of the wheat/soybean system by rapeseed/soybean and/or barley/soybean in the Tres Arroyos Party, generate changes in the functioning of agroecosystems that impact on its ecological sustainability, and that the impact on sustainability is dependent on the technology applied to production and the ecological characteristics of the area, the following objectives were set: 1) to comparatively analyze the operation of the barley/soybean production systems, rapeseed/soybean and wheat/soybean as different land use options in the area of Tres Arroyos in relation to aspects that make the flow of energy, nutrients, water use and impact due to pesticide use, and 2) to evaluate, through biophysical indicators, the ecological sustainability of the barley/soybean, rapeseed/soybean and wheat/soybean production systems, as well as different land use options in the Tres Arroyos area. The analysis of the energy showed differences among the sequences and in their response to the different production modalities. Energy intake, balance and energy efficiency were higher in the barley/soybean sequence than in wheat/soybean and rapeseed/soybean, which would be partially explained by the different ecological adaptation of the crops, and also in the case of soybean, by the "predecessor effect". In the three sequences, the energy input and its balance in the system were higher in the model of greater application of technology (NTA) with respect to the average management (NTM), and in the environment of deep soils with respect to that of shallow soils. On the other hand, the response of energy efficiency to the application of technology was independent of the other energy variables. The analysis of the nutrient balances and the contribution of stubble crop sequences also showed differences among the sequences and their response to different production modalities. In the case of nutrients that are restored through fertilization (N, P and S), the rapeseed/soybean sequence recorded more negative P and S balances than barley/soybean and wheat/soybean under the NTM, but under the NTA, on the contrary, were more favourable, as was the N balance. On the other hand, the nutrient balance of the different sequences did not always improve when produced with the NTA, since this management not only meant a greater use of fertilizers but also differences in the tillage system, seed used, weed management and diseases, so that the improvement in the growing conditions of the crops generated an increase in the production and extraction of nutrients that in most cases, was not offset by higher fertilizer doses. As expected, nutrient balance was more negative in deep soil environments because the higher extraction was only partially offset by greater nutrient restitution. The contribution of organic matter followed the trend of yields: increased with the greatest contribution of technology and with the best environmental conditions. It was also higher in sequences that include grasses than in the rapeseed/soybean sequence. In addition, this latter sequence due to the C/N ratio of its stubble would suffer a more rapid and complete degradation of the residues, making a smaller contribution to the stable organic matter of the soil.
Universidad Nacional de La Plata (UNLP) - Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales (FCAF)
Subject
Ciencias Agrarias
Cultivos Agrícolas
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SEDICI (UNLP)
Institution
Universidad Nacional de La Plata
OAI Identifier
oai:sedici.unlp.edu.ar:10915/68806