Vicia como cultivo de servicio: efecto en la dinámica de nitrógeno y azufre en una rotación soja/trigo en el sudeste bonaerense

• Autores: Rodriguez, Maria Pia
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Barbieri, Pablo (director)
• Materia: Plantas de Cobertura; Rotación de Cultivos; Azufre; Nitrógeno; Cover Plants; Vicia; Crop Rotation; Sulfur; Nitrogen; Soybeans; Wheat; Soja; Trigo; Sudeste Bonaerense
• Institución: Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria

Tesis para obtener el grado de Doctora en Ciencias Agrarias, de la Universidad Nacional de Mar del Plata, en abril de 2025
En la Argentina la escasa reposición de nutrientes en los sistemas agrícolas ha provocado deficiencias de nitrógeno (N) y de azufre (S) en los suelos. El cultivo de servicio (CS) de vicia (Vicia villosa Roth.) se recomienda como una alternativa para ciclar S y suministrar N a través de la fijación biológica de N (FBN). Los objetivos de esta tesis fueron: (i) analizar la liberación de N y S desde los residuos del CS vicia durante el ciclo de soja [Glycine max (L.) Merrill], (ii) analizar el efecto de incluir el CS vicia sobre la FBN en soja, (iii) evaluar el estado nutricional, rendimiento y calidad de granos de soja con CS vicia como antecesor, y (iv) cuantificar el efecto del CS vicia sobre el rendimiento y calidad de un segundo cultivo de cosecha como trigo (Triticum aestivum L.).Se realizaron tres experimentos en secano: E1, E2 y E3 en el Sudeste Bonaerense (SEB). La secuencia estudiada fue vicia/soja-trigo. Se realizó un DBCA con parcelas divididas y tres repeticiones. En vicia se evaluaron dos fechas de siembra (temprana y tardía), tres fechas de terminación (temprana, intermedia y tardía) y un barbecho sin vicia. En trigo se evaluaron cuatro dosis de fertilización con N y S. Se determinó la materia seca (MS) y la concentración de N y S de vicia al momento de su terminación. Se analizó la descomposición de los residuos de vicia durante el ciclo de la soja. En soja se midió la MS aérea, la concentración de N, S y la concentración relativa de ureidos(CRU) en V4, V6, R2, R4, R5 y R7. Se cuantificó la concentración de N-NO3- y S-SO4-2 y Nan en el suelo durante el ciclo de soja y a la siembra de trigo. A madurez fisiológica se determinó el rendimiento y la concentración de N y S en grano de soja y trigo. La MS de vicia se relacionó con los grados día acumulados (R2=0,64). La liberación de N y S desde los residuos de vicia durante el ciclo de soja varió entre 48 a 189 kg N ha-1 y entre 1,6 a 8,2 de kg S ha-1. La siembra temprana de vicia mostró niveles de N- NO3- más elevados a la siembra de soja (75 a 90 kg N ha-1), mientras que el S-SO4-2 no presentó variaciones en relación con el antecesor (15 a 20 S kg ha-1 en promedio). Se halló que la CRU de soja en R5 disminuyó con el incremento de la MS de vicia. El contenido de N-NO3- a la siembra de soja aumentó 5,5 kg ha-1 por Mg de MS de vicia, mientras que Nan aumentó 3,6 mg kg-1 por Mg de MS de vicia. El rendimiento y la proteína de la soja no mostraron cambios significativos con el aumento de la MS de vicia. El rendimiento de trigo fue superior con antecesor vicia en dos de los tres experimentos evaluados. En conclusión, esta tesis generó nuevos conocimientos sobre la incidencia del N y S liberados desde la vicia sobre la soja donde se observó una disminución de la FBN mientras que el rendimiento y la proteína no se vieron afectados. En el trigo, el mayor aporte de residuos de la secuencia con predominio de leguminosas (vicia/soja) y sobre todo de vicias sembradas temprano resultó en un balance de N positivo y generó una residualidad de N en el trigo, mientras que no se evidenció una residualidad de S. El mayor aporte de N incrementó el rendimiento en el grano de trigo sin afectar la proteína. Estas evidencias dan respuestas a interrogantes planteados por productores y colegas respecto a la secuencia estudiada. Asimismo, la información generada sobre el manejo del CS vicia (e.g., fechas de siembra y terminación, acumulación y liberación de N y S) puede ser considerada para mejorar la implementación del CS en futuras planificaciones agrícolas.
In Argentina low replacement of nutrients in agricultural systems led to deficiencies of nitrogen (N) and sulfur (S) in soils. Hairy vetch (Vicia villosa Roth.) as service crop is recommended as an alternative to cycle S and to supply N through biological N fixation (BNF). The proposed objectives were: i) to analyze the inclusion and management of hairy vetch in agricultural systems and the dynamics of N and S release from hairy vetch residues, ii) to analyze the effect of including hairy vetch on BNF in soybean crop, iii) to evaluate the nutritional status, yield, and grain quality of soybeans [Glycine max (L.) Merrill] with hairy vetch predecessor and, iv) to quantify the effect of hairy vetch on yield and quality of a second harvest crop such as wheat (Triticum aestivum L.). Three field experiments were carried out under rainfed conditions: E1, E2 and E3 at the Southeast of Buenos Aires (SEB). The sequence studied was hairy vetch/soybean- wheat. A RCBD was carried out with split plots and three replicates. In hairy vetch two sowing dates (early and late), three termination dates (early, intermediate, and late), and a fallow without hairy vetch were evaluated. In wheat, four fertilization rates with N and S were evaluated. Aerial dry matter (DM) of hairy vetch and its N and S concentration were measured at termination. The decomposition of hairy vetch residues during the soybean cycle was analyzed. Soybean aerial biomass, N and S concentrations, and relative ureides concentration (CRU) were measured at V4, V6, R2, R4, R5, and R7 growth stages. Soil NO3--N, anaerobic N (Nan), and SO4-2-S were determined during the soybean cycle and at wheat sowing. At physiological maturity, soybean and wheat yield, and grain N and S concentrations were determined. Hairy vetch DM was closely related to accumulated degree days (R2 = 0.64). The release of N and S from hairy vetch residues during the soybean cycle ranged from 48 to 189 kg N ha-1 and 1.6 to 8.2 kg S ha-1. Early hairy vetch sowing dates resulted in the highest NO3--N levels at soybean sowing (75 to 90 kg N ha-1), while SO4-2-S showed no significant variation with the preceding crop (15 to 20 kg S ha-1). Soybean CRU in R5 decreased with increasing vetch DM. Soil N-NO3- content at soybean sowing increased by 5.5 kg ha-1 per Mg of vetch DM, while Nan increased by 3.6 mg kg-1 per Mg of hairy vetch DM. Soybean yield and protein did not show significant changes with increasing DM of hairy vetch. Wheat yield was higher with hairy vetch as a predecessor in two of the three experiments evaluated. In conclusion, this dissertation provides new insights into the impact of N and S released from hairy vetch residues on soybean, where a reduction in BNF was observed, although yield and grain protein concentration were not affected. In wheat, the greater input of residues from legume-dominated sequences (hairy vetch/soybean), particularly from early-sown hairy vetch, resulted in a positive N balance and residual N benefit, while no residual S effect was observed. The increased N availability boosted wheat yield without affecting grain protein concentration. These findings address questions raised by producers and researchers regarding this crop sequence. The information generated on hairy vetch service crop management (e.g., sowing and termination dates, N and S accumulation and release) can be used to improve future planning of cropping sequences that include service crops.
EEA Balcarce
Fil: Rodríguez, María Pía. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina