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En agricultura ecológica el objetivo es que sea el suelo el proveedor de las necesidades nutricionales de las plantas.
Los fertilizantes químicos solo aportan tres elementos de los 14 elementos que necesitan estar presentes en el suelo para que las plantas vivan y son: Los macroelementos; Nitrógeno, Fósforo, Potasio, Azufre, Calcio y Magnesio y los oligoelementos; Hierro, Manganeso, Cobre, Zinc, Boro y Molibdeno, Cloro y Níquel. Los tres elementos Carbono, Hidrógeno y Oxigeno, que suponen el 95 % en peso del extracto seco de los tejidos vegetales lo suministran el agua y el aire y pasan a formar parte del tejido de la planta a través de la fotosíntesis. Por tanto, se necesita un suelo vivo para un buen desarrollo de los cultivos.
Para que este subsistema funcione, debe contar con energía (carbono), agua, aire y temperatura apropiada para que se mantenga la vida. Las condiciones óptimas para la actividad biológica de los suelos son, que el agua, se encuentre en el suelo un poco por debajo de la capacidad de campo para que permita su abastecimiento, en está situación habrá macroporos suficiente para que haya aire disponible, que la temperatura edáfica se mantenga en el entorno de 25ºC y que haya presencia de materia orgánica (Foto 1 y 2) y (Cuadro 1). La actividad biológica de los suelos irá disminuyendo en función de que los valores se aparten del óptimo, hasta prácticamente detenerse cuando la falta de alguno de ellos se produzca. En los ambientes mediterráneos estas condiciones para la vida edáfica son más fáciles de conseguir que en ambientes más fríos y más húmedos. El agricultor puede facilitar las condiciones de los microorganismos del suelo dejando los máximos residuos posibles como fuente de energía, aplicando rotaciones que permitan la gestión del agua en los períodos en que los otros tres condicionantes (temperatura, aire y energía) se encuentren presentes en el subsistema edáfico.
Foto 1 y 2. El aporte de los subproductos de la cosecha al suelo e incorporados con una labor en un suelo húmedo y con temperatura, permite la actividad biológica de los suelos y el reciclado de nutrientes para las plantas.
Cuadro 1. Efecto de la incorporación de la paja de cereal sobre los rendimientos de trigo y la materia orgánica del suelo con diferentes dosis de fertilizante nitrogenado en una rotación sorgo-trigo-cebada (media 30 años).
Los organismos del suelo aportan una serie de servicios fundamentales para la sostenibilidad de los ecosistemas. Son el principal agente del ciclo de los nutrientes y regulan la dinámica de la materia orgánica, modifican su estructura material, mejoran la cantidad y eficacia de la adquisición de nutrientes de la vegetación y la salud de las plantas. Estos servicios son decisivos para el funcionamiento de los agrosistemas. Por ello es necesario conocer como son afectados los microorganismos por la perturbación que provoca las diferentes labores que se utilizan en la preparación de la siembra de los cultivos. En los estudios realizados en la finca “La Higueruela” y después de 30 años de ser sometido el suelo a diferentes manejos, se observó que hay una relación inversa entre el aire suministrado al suelo y la materia orgánica, la biomasa microbiana y elementos minerales solubles (Fig. 1 y 2). Las labores profundas con volteo, que introducen mucho aire en el suelo, provocan un aumento momentáneo de la actividad biológica producida por microorganismos oportunistas que presentan altas tasas de reproducción, en perjuicio de los otros residentes con menor capacidad de multiplicación.
Fig. 1. La materia orgánica en el suelo después de 30 años sometidos a diferentes laboreos, se observa como el laboreo con volteo del suelo al introducir mucho aire en edafosistema disminuye la materia orgánica del suelo al favorecer a los microorganismos oportunistas, frente a los residentes. La figura es semejante para el fosforo y el potasio.
Fig. 2. Biomasa microbiana en un suelo sometido a diferentes laboreos, donde se aprecia que la disminución de materia orgánica por una aireación excesiva perjudica la vida en el suelo.
La inclusión de cultivos de leguminosas en rotación con cultivos cereales es una práctica tradicional, para suministrar nitrógeno a los sistemas de cultivo. Además de satisfacer gran parte de sus necesidades de ese elemento, las leguminosas, pueden incrementar el nivel medio de nitrógeno del suelo. El nitrógeno residual, después de los cultivos de leguminosas dedicadas a forrajes es, generalmente, suficiente para una producción media del cultivo cereal. Las leguminosas exportan, la mayoría de su nitrógeno, fuera del sistema a través de sus semillas, por tanto, cuando la leguminosa se dedica a producción de grano el nitrógeno para el cultivo siguiente es menor.
Para conseguir una buena fijación simbiótica, es necesario un suelo con fosforo, calcio y materia orgánica. Por tanto, hay que tener en cuenta que las leguminosas tienen problemas en suelos esqueléticos y arenosos o en los suelos ácidos con pH por debajo de 5,5. Pero sobre todo no puede haber nitrógeno en el suelo, porque la planta optara por el nitrógeno mineral y no por la simbiosis con el Rhizobium.
La extracción de los cultivos y la no reposición de fosforo supone una disminución del fosforo asimilable durante los seis primeros años, una estabilización a partir de entonces y una recuperación en la rotación con menos demanda. En la rotación con veza esta situación se mantiene 7 años y a partir de ahí, una recuperación hasta llegar a los niveles iniciales. Este comportamiento se relaciona con la presencia de micorrizas en el sistema. En el caso del potasio hay una disminución similar a la que ocurre con el fósforo durante los seis primeros años y una posterior recuperación progresiva a los niveles iniciales en las dos rotaciones.
Cierto, pero los efectos sobre las malas hierbas son más importantes la rotación de cultivos que las labores. En la figura 1, se observa como los valores medios de 15 años indican que la diferencia de hierbas por labores es pequeña pero grande cuando no hay rotación de cultivos. En cambio, los rendimientos medios de 33 años no existen por usar una u otra labor (Fig. 2).
En la figura 3 se confirma lo anterior donde es la rotación lo importante y dentro de las rotaciones hay algunas que son más efectivas. En este experimento se trabaja con diferentes densidades de siembra y también se observa que esta variable es secundaria sobre el efecto de la densidad de hierba. El experimento se labra con cultivador.
En las figuras 4, 5, 6 y 7, se representa los efectos negativos de la labor de vertedera sobre diferentes parámetros físicos, químicos y biológicos.
Por todo ello las labores al suelo serán las mínimas y para el control de la flora arvense se empleara labores superficiales, siegas anteriores a la fructificación de ellas, rotaciones de cultivo con diferentes ciclos y falsas siembras, con el objetivo de disminuir el banco de semillas del suelo.Fig. 1. Tanto por ciento de recubrimiento del suelo por flora arvense en función de las labores y rotación (media de 15 años)
Fig. 2 Rendimiento medio de cebada de 33 años en distintas labores y en rotación de cultivo.
Fig. 3 Efecto de la densidad de siembra sobre el recubrimiento del suelo por la flora arvense.
Fig. 4 Efecto de las labores sobre la materia organica
Fig. 5 Efecto de las labores sobre el potasio disponible
Fig. 6 Efecto de las labores sobre el fosforo soluble
Fig 7 Efecto de las labores sobre la biomasa microbiana
La mayoría de los suelos se adaptan a la no labranza, pero hay algunos que tienen una estructura masiva y de difícil penetrabilidad. Hay un aparato que se llama penetrometro que sirve para conocer la resistencia de penetración. En la fotografía se aprecia en la grafica que dibuja el penetrometro como en un principio la resistencia no es muy alta y después se encuentra una gran resistencia llegando al limite del papel y después esta resistencia va disminuyendo hasta prácticamente desaparecer. Esta grafica nos muestra lo que seria una compactación por laboreo a la profundidad de unos 20 cm., por debajo de este punto la resistencia a la penetración desaparece. En este caso es un suelo compactado por efecto del laboreo, en otros la compactación se debe al paso de ganado o de maquinas cuando el suelo está húmedo y sobre todo en los suelos arcillosos, pero hay otros suelos que están duros simplemente porque su granulometría (tamaños de las partículas) son propicias para ello (Suelos limosos o de arena fina). En estos casos es un endurecimiento endógeno y necesitan de forma periódica labranza, que debe ser lo menos agresiva posible (descompactador o laboreo vertical)
De aquí la importancia de que los pioneros abran perfiles en sus tierras para conocer cuales pueden ser las limitaciones físicas de sus suelos.
Yo personalmente para hacerme una idea voy con un destornillador y de forma empírica compruebo esa resistencia. Si puedo clavarlo lo considero apto para la no labranza. En general los suelos con piedras siempre dejan espacios en el punto de encuentro entre la piedra y el suelo.La agricultura regenerativa es una forma de hacer agricultura ecológica como la agricultura biodinámica o la permacultura todas ellas buscan el aumento de la biodiversidad, mejorar los servicios de los ecosistemas, aumento de la vida en el suelo, etc. La agricultura regenerativa se acerca mucho a la permacultura y pone el acento en la regeneración de la capa superficial del suelo, dejando que sea el propio sistema que encuentre el equilibrio. El sistema edáfico funciona más o menos así:
Las raíces de las plantas resultan ser unos sistemas exploratorios con potencialidades extraordinarias. Estas crecen y se ramifican continuamente durante los periodos activos del desarrollo vegetal, en búsqueda de los lugares en donde abunda el agua y los nutrientes. Parte de la energía que resulta de la fotosíntesis en las hojas es utilizada por las plantas para producir sustancias químicas que secretan a través de sus raíces. A estas excreciones que se denominan exudados y están constituidos por carbohidratos (incluidos azúcares) y proteínas. Su presencia promueve el crecimiento de bacterias y hongos benéficos del suelo y que usan como sustrato energético a los exudados y al material celular que se desprende de las raíces como consecuencia de su crecimiento. Todas estas secreciones de exudados y células muertas se incorporan a la rizosfera donde viven mezclados con los microorganismos del suelo, bacterias, hongos, nemátodos, protozoos e incluso organismos más grandes. Toda esta vida compite por los exudados, por el agua y por los minerales.
Los microorganismos que viven en la rizosfera facilitan a las plantas su nutrición, estableciéndose una relación tipo mutualista, al acelerar la solubilización de nutrientes de la fracción mineral del suelo, o de la materia orgánica descompuesta o también, como sucede con ciertas bacterias, fijando el nitrógeno atmosférico. A veces la asociación con microorganismos es más estrecha que la que se establece en la rizosfera. Así, por ejemplo, las bacterias fijadoras de nitrógeno viven en el interior de las células de la raíz de las leguminosas y los hongos micorrízicos se asocian con los sistemas radiculares aumentando la superficie de absorción y facilitando la nutrición. Tanto las bacterias como los hongos simbióticos reciben de las plantas el carbono en forma de carbohidratos. Esta ventaja de poder recibir el carbono directamente de las plantas les libra de la competencia con los otros organismos del suelo en la búsqueda de los nutrientes.
Generalmente, las raíces de las plantas cuando el medio es pobre en nutrientes, emiten una señal bioquímica pidiendo colaboración a los microorganismos del suelo, pero si el medio es rico como ocurre en la agricultura con fertilizantes, la simbiosis con micorrizas o bacterias son escasas. Las leguminosas en regadío donde la fertilización es abundante la simbiosis con las bacterias fijadoras de nitrógeno no se producen. También el proceso puede ser inhibido cuando el medio edáfico se encuentra extremadamente seco o encharcado. Una vez recibida la señal, las distintas variedades de micorrizas desprenderán hifas dirigidas a los sistemas radiculares de las especies vegetales emisoras, penetrando en la epidermis de las raíces para iniciar el intercambio de sustancias que benefician a ambas. A partir de ahí el hongo micorrizógeno suele generar una estructura arborescente muy semejante al sistema radical, que maximiza la exploración del espacio en el suelo y las bacterias del genero Rhizobium penetran en los sistemas radiculares de las leguminosas para intercambiar carbono por nitrógeno. En ecosistemas áridos y semiáridos, los hongos micorrízicos exploran grandes volúmenes de suelo a mayores profundidades y distancias de lo que lo hacen en zonas más húmedas; por ello en estos ecosistemas, algunas veces solo se explica la supervivencia o la misma producción de biomasa por esta simbiosis.
Entre los pioneros se encuentran agricultores formados en esta disciplina, que se han encontrado que había suelos donde los principios de no tocar el suelo y dejar que el propio sistema con el tiempo lo solucione no estaba funcionando o había que esperar mucho tiempo. Estos pioneros tenían ganado ovino y vacuno. Uno de ellos el suelo era arcilloso y el otro tenia una estructura masiva.
Hay que recordar la diversidad de suelos que existen en la península ibérica, y que cada suelo es un mundo complejo que es afectado por el manejo empleado. El no hacer nada es un manejo.
A continuación voy a comentar un experimento realizado en la Finca La Higueruela por Sánchez et al., en 1995, que estudiaban los cambios producidos en dos suelos cuando eran sometidos a diferentes manejos (Barbecho con laboreo, barbecho con herbicidas, abandono y abandono con pastoreo) y se utilizaron las siguientes variables bioquímicas Adenoxin trifosfato (ATP), que indican la biomasa del suelo, la deshidrogenasa (ADH) y la esterasa que miden la actividad metabólica de los microorganismos del suelo, que indican el nivel de fertilidad biológica del suelo y su potencialidad para transformar materiales. A estos contribuyen de forma muy importante la fauna del suelo (Lumbricidos) que añaden a este factor el derivado de su actividad cavadora y permeabilidad, así como su estabilización del suelo y contribuyendo a mejorar sus condiciones de aireación y permeabilidad, así como su estabilización mediante la incorporación de sustancias húmicas derivadas de su metabolismo a la fracción mineral.
Los factores físicos que consideraron (Curva de pF), son un reflejo del comportamiento hídrico del suelo, así como de su porosidad/apelmazamiento y sus condiciones de drenaje (Cuadro 1 y 2).
A continuación, se describen los suelos donde se realizo el experimento y los resultados obtenidos.
Los resultados indicaban que en los suelos arcillosos los barbechos mejoran las características físicas del suelo y el pastoreo las biológicas, pero con la destrucción de las propiedades físicas del suelo (Compactación) y el abandono con la regeneración de la flora autóctona perjudica tanto las propiedades físicas como las biológicas. En los luvisoles, los barbechos empeoran las caracteristicas fisicas y biologicas de estos suelos y la recuperación de la cubierta vegetal con o sin pastoreo, los mejora.
Está es la razón porque en España la agricultura regenerativa puede se un fracaso
Aunque en un pasto la permanecía de un sistema radicular permite que el suelo disponga de bioporos por donde circularan organismos, aire y agua y permitirá el desarrollo de nuevas raíces, en ocasiones de falta de humedad, puede ocurrir que las partículas finas (arena y limo) formen como una especie de agregado masivo que impida el desarrollo vegetal y de la vida. En estos casos habrá que recurrir al descompactador, que rompe el suelo y permite la presencia del piso vegetal.
La FAO, considera 30 grupos de suelos de referencia, de los que 4 son dominantes en ambiente mediterráneo: Luvisols, Cambisols, Leptosols y Calcisols-; 6 frecuentes, 11 están presentes, y solamente 9 se pueden considerar ausentes, lo que supone el 70% de toda la diversidad de suelos del planeta. Concretamente, España es el país de la Unión Europea (UE) con mayor edafodiversidad. Contiene el 86% del total de tipos de suelos inventariados en la UE.
Por tanto, en nuestro país hay suelos que tienen estructura masiva que pueden hacer inviable la siembra directa de forma continua, simplemente por un problema de penetrabilidad radicular. Estos suelos necesitan laboreo vertical o de descompactador cada dos o tres años.
No solo se puede hacer, sino que será la opción preferente siempre que la situación lo permita.
Un poco de historia
Durante la década 1930-40, varios años sucesivos de sequía en las llanuras centrales de EE.UU, produjeron graves problemas de erosión eólica. Para combatir esta erosión, se desarrollaron nuevos equipos de laboreo que permitían descompactar el suelo y controlar las malas hierbas, pero sin invertir el perfil, dejando en superficie abundantes residuos de los cultivos previos. Este método, conocido como Dry-Farming, significa como hacer agricultura en sitios con períodos secos, extendiéndose rápidamente la nueva idea, por todas las zonas secas de los EE.UU, no solo por su capacidad para prevenir la erosión del suelo, sino también por su capacidad para conservar la humedad edáfica. El método consistía principalmente en hacer labores verticales para abrir la tierra facilitando la captura de agua y dejar sobre la superficie una cubierta de paja (mulch), para evitar su vuelta a la atmósfera. En definitiva, proteger el suelo de los meteoros a lo que se añadía el uso de la alternancia de cultivos. En 1935 se creó en ese país el Servicio de Conservación del Suelo que, en los años siguientes, llegó a cumplir una importante misión, estimulando la creación de equipos de investigadores dedicados al llamado laboreo de conservación en numerosas universidades americanas. Estas técnicas tuvieron en aquella época gran difusión entre los agrónomos españoles.
Al mismo tiempo, se produjo una gran controversia, mantenida hasta nuestros días, con la aparición de un libro publicado por Edward H. Faulkner que llevaba por título Plowman`s folly, (La locura del hombre que ara). En resumen decia que no había ninguna razón científica que justificara la labranza de los suelos. Entre las practicas recomendadas estaban.
– Abolir el arado de vertedera y, en general, el volteo de las tierras, utilizando con preferencia cultivadores y gradas que, sin voltear, entierren las cosechas y rastrojos en las proximidades de la superficie.
– La humedad retenida y el aumento de la actividad microbiana liberarán cantidades importantes de elementos fertilizantes del suelo, que permitirán disminuir y aun suprimir la aplicación de abonos químicos.
A partir de los años 50 del siglo XX, la revolución verde postergó el cuidado del suelo por la productividad de los agro-sistemas.
A finales de los años 60 se retoma la idea del laboreo de conservación con la aparición de herbicidas totales, pero es a finales de la década de los 70, cuando Monsanto pone en el mercado el herbicida con glifosato y toda una mercadotecnia para extender esta técnica en todas las zonas con periodos secos. En las zonas húmedas el problema es el exceso de agua y la falta de aire en el suelo y estas técnicas de no laboreo genera una disminución de los rendimientos.
El laboreo de conservación, se asocia desde entonces, al uso de herbicidas. En estos momentos esta técnica esta en entredicho por el efecto cancerígeno del herbicida y por la aparición de hierbas resistentes y de nuevas hierbas, que hace necesario el aumento de la dosis y el uso de otros herbicidas, aumentando el coste por agroquímicos. En estos momentos se defiende la técnica por el ahorro de combustible, ver video:
https://drive.google.com/file/d/1givM2fTADttZeVZnLYqdTDQG-_xQ0fqh/view?usp=sharing&invite=CJvuprIL&ts=5d0e595fCuadro: Efectos de erosión.
Como decíamos antes la siembra directa será la opción preferente siempre que la situación lo permita. El método “dry-farming” está pensado para la agricultura de secano y se recomienda laboreo superficial dejando el máximo de residuos sobre el suelo. La agricultura ecológica actúa sobre la causa del problema y no sobre el problema, por tanto, habrá que disminuir el banco de semillas con labores superficiales y con siegas de las cosechas para evitar la fructificación de las hierbas no deseadas. Para ello se utilizarán rotaciones de cultivos que tengan diferentes ciclos que permitan gestionar la emergencia de las hierbas en diferentes épocas. Cuando el banco de semillas este en cifras aceptables donde la densidad de hierba sea inferior al 25% de la parcela, se podrá optar por siembras directas.
La variable más importante de producción es la variabilidad de la meteorología del clima mediterráneo, por tanto, la competencia por hierbas es una variable secundaria que permite que haya un 25% de hierba en nuestros campos sin que la productividad quede comprometida.
Cuadro: Medias de 21 años en tanto por ciento de hierbas y de rendimientos en kg/ha de cereal en un experimento desarrollado en la finca La Higueruela (MNCN-CSIC) donde se comparan diferentes escardas y fertilizaciones
Los resultados medios obtenidos en la serie de 21 años indican que la fertilización no influye sobre el desarrollo de las hierbas en el cultivo de cereal, aunque sí sobre el cultivo (producción) al aumentar su capacidad competitiva frente a las mismas.
La producción de cereal con los métodos de escarda química y en líneas agrupada es independiente del tipo de fertilización.El cultivo asociado es una rotación de cultivos, en una superficie más pequeña, que puede ser de centímetros cuadrados. Por ello puede hacerse de forma continua. La ventaja es que se introduce una mayor biodiversidad agrícola todos los años, con diferentes sistemas radiculares, mejor adaptación a la variabilidad meteorológica, se mantiene de forma continua el suelo cubierto, mejora la actividad biológica de los suelos, se potencia el desarrollo de los organismos simbiontes (Rhizobium y micorrizas), hay una mayor cobertura del suelo y un mejor control de hierbas no deseadas.
En agricultura ecológica las leguminosas sembradas solas tienen problemas de competencia con hierbas, por su poca capacidad competitiva. Al asociarlo con un cultivo de cereal, este cumple en una primera fase este objetivo de cubrir el suelo y después ante la falta de nitrógeno en el sistema, la leguminosa utiliza su ventaja de entrar en simbiosis con las bacterias del grupo Rhizobium para obtener el nitrógeno. Más tarde utilizara al cereal como tutor lo que permitirá posteriormente que la cosechadora pueda recogerla en mejores condiciones.
El objetivo es que la cosechadora saque el grano muy limpio, para ello el maquinista tendrá que actuar sobre el ventilador, la velocidad del cilindro o sobre las cribas etc. De esta forma la cosechadora con el picador de paja funcionando expulsara con la paja picada el grano pequeño de la cosecha, después se pasa una grada superficial para incorporar la paja y la semilla al suelo, de tal manera, que la semilla pueda estar en contacto con el suelo y aprovechar las primeras lluvias para germinar. Con ello el cultivo se instalará en el campo pronto y con posibilidades de competir mejor con las hierbas. Cuando las gradas no es posible emplearla por problemas de piedras, se utilizará cultivador superficial.
Las condiciones ambientales son las que decidirán el proceso (época de nacencia, densidad de plantas de cada una de las especies, presencia hierbas), y el agricultor que decidirá en otoño si mantiene esta siembra de verano o no, si aumenta la densidad de alguno de los cultivos. En primavera decidirá si lo dedica a forraje porque hay hierbas o se presenta una primavera seca o bien lo empleara para obtener grano . En la Finca experimental la Higueruela, en los cinco años que empleamos este sistema optamos por dejarlo todos los años. Las producciones medias fueron de 785 kg/ha de cebada + 368 kg/ha de legumbre.
