Rotaciones de cultivos protectoras del suelo
Rotaciones de cultivos protectoras del suelo — rotaciones de cultivos dirigidas a proteger los suelos de la erosión hídrica en pendientes mayores de 5°, donde la pérdida de suelo puede alcanzar 15 t/ha al año, y de la erosión eólica, por ejemplo en la estepa abierta, donde la velocidad del viento cerca de la superficie es superior a 3-4 m/s.
En los modernos sistemas agrícolas de paisajes agrarios, a la rotación de cultivos se le exige que cumpla funciones de protección del suelo y de conservación de la naturaleza, especialmente en tierras expuestas al riesgo de erosión hídrica o eólica.
Propiedades protectoras del suelo de los cultivos
Las rotaciones de cultivos protectoras del suelo se basan en la propiedad de algunos cultivos agrícolas de proteger el suelo de la erosión, en combinación con métodos especiales de labranza del suelo y de colocación de los cultivos. Los distintos cultivos agrícolas poseen diferente función protectora del suelo, que depende de la densidad de la cubierta vegetal, del vigor de desarrollo de las plantas, de la cantidad de residuos vegetales que quedan en la superficie del campo, de la duración de su permanencia en el campo, de la tecnología de cultivo y de la influencia de los cultivos sobre la estructura del suelo.
Las hierbas perennes poseen la mayor capacidad de protección del suelo. Al cubrir el suelo durante todo el año, lo protegen de forma fiable de la erosión, aunque la densidad de la cubierta vegetal disminuye en otoño, invierno y primavera. Se utilizan principalmente para heno y forraje verde.
Los cultivos anuales de siembra continua, por ejemplo los cereales y los forrajeros, también muestran capacidad de proteger los suelos, aunque menor que las hierbas perennes, cubriendo el suelo durante 9-11 meses del año, con la máxima cubierta vegetal en mayo-julio. Como complemento a ellos se emplean cultivos de rastrojo, de postcorte y de subsiembra, para no dejar el suelo descubierto después de la cosecha del cultivo principal. Los cereales de primavera cubren el suelo solo durante 3 meses de verano, y los cultivos en hileras, durante 1-1,5 meses.
Cuando existe riesgo de erosión, se evita el cultivo de cultivos en hileras, que aflojan y pulverizan el suelo.
La eficacia de la protección del suelo depende de la masa de las raíces de las plantas y de su distribución por el perfil del suelo. El poderoso sistema radicular de las hierbas perennes une firmemente el suelo en las capas superiores, gracias a lo cual se manifiestan sus propiedades protectoras. La masa del sistema radicular de las hierbas perennes puede alcanzar el 50-60% de la masa de la parte aérea. Los cereales de invierno y el maíz aumentan la masa del sistema radicular hasta el 40% de la masa de la parte aérea; los cereales de primavera, hasta el 28-30%; el lino fibra, la patata y los cultivos de raíz, hasta el 18-20%.
Según la capacidad de protección del suelo, los cultivos agrícolas pueden dividirse en tres grupos:
- con alta capacidad de protección del suelo — hierbas perennes, cereales de invierno (estos últimos, a veces, se incluyen en el grupo de capacidad media);
- con capacidad media de protección del suelo — hierbas anuales, cereales de primavera;
- con capacidad débil de protección del suelo — cultivos en hileras, cultivos industriales, cultivos hortícolas, barbechos limpios y plantaciones frutales.
La evaluación presentada permite determinar la composición y la estructura de las superficies sembradas de las rotaciones protectoras. Si se toma como unidad el nivel de protección completa del suelo contra la erosión, la capacidad protectora de los cultivos se distribuye de la siguiente manera:
- hierbas perennes — 0,91-0,98;
- hierbas anuales — 0,65;
- cereales de siembra continua — 0,50-0,65;
- patata y girasol — 0,25;
- remolacha azucarera y maíz — 0,15;
- barbecho limpio — 0.
Construcción de rotaciones de cultivos protectoras del suelo
La proporción, en la estructura de las superficies sembradas de la rotación, de cultivos en hileras, cultivos de siembra continua y hierbas perennes, en función de la inclinación de la pendiente, se determina teniendo en cuenta su papel protector del suelo.
Principios básicos de diseño, introducción y asimilación de rotaciones protectoras:
- consideración y análisis detallados de las características agronómicas de las tierras erosionadas;
- selección de cultivos que proporcionen el mayor efecto protector y económico;
- la división de campos y parcelas de trabajo debe corresponder a las capacidades técnicas en el cultivo de los cultivos;
- consideración de la alternancia de cultivos, compatibilidad y autocompatibilidad, densidad y resistencia antierosiva de los cultivos;
- conveniencia biológica y económica.
Cuando la explotación dispone de territorios llanos y pendientes suaves con poca inclinación, así como de territorios con riesgo de erosión, es aconsejable introducir en los primeros rotaciones de campo, especiales y cercanas a la granja con máxima saturación de cultivos en hileras, mientras que en pendientes pronunciadas y suelos erosionados se deben introducir rotaciones en las que predominen los cultivos de siembra continua. En pendientes muy pronunciadas se introducen rotaciones protectoras con hierbas perennes y cultivos anuales de siembra continua.
Una técnica importante para aumentar el papel protector del suelo de las rotaciones es la disposición de cultivos en franjas, que consiste en la alternancia de franjas de cultivos con diferente capacidad protectora. Esta técnica permite reducir la manifestación de los procesos erosivos, excluir la labranza a lo largo de la pendiente y crear condiciones para el uso eficaz de la fertilidad del suelo. El ancho de las franjas es importante para determinar la eficacia antierosiva: cuanto más ancha es la franja cultivada, menor es el efecto antierosivo. Sin embargo, las franjas estrechas complican las labores de campo con maquinaria.
En los campos sujetos a erosión hídrica, el ancho de las franjas se determina en función de la inclinación de la pendiente y de la posible alternancia de cultivos.
Tabla. Cambio del ancho de las franjas en función de la inclinación de las pendientes (según Zaslavsky y Kashtanov, 1986).
| Inclinación de la pendiente, grados | Ancho recomendado de las franjas, m | |
|---|---|---|
| alternancia de hierbas perennes con cultivos anuales | alternancia de cultivos anuales con cultivos en hileras | |
| 1-3 | 100-80 | 80-60 |
| 3-5 | 80-60 | 60-40 |
| 5-8 | 60-40 | 40-20 |
| 8-10 | 40-20 | 20-10 |
| 10-12 | 20-10 | 20-10 |
La disposición en franjas de cultivos y barbechos limpios también se utiliza en tierras sujetas a erosión eólica. Para suelos ligeros se recomienda la alternancia de cultivos de cereales y barbecho limpio con hierbas perennes en franjas de igual ancho de 50-100 m (hasta 200 m):
- 1 — barbecho limpio, 2-3 — trigo, 4-8 — hierbas perennes del 1.º al 5.º año de uso, 9 — trigo, 10 — trigo o forrajeros.
Las franjas se colocan en ángulo recto con respecto a la dirección de los vientos dominantes.
Para combatir la erosión eólica y acumular más nieve en las regiones esteparias de Siberia, además de la labranza sin vertedera, se dejan en la labranza de otoño cortinas de rastrojo con un corte más alto o se siembran cortinas de girasol y mostaza. Según datos de instituciones experimentales del norte de Kazajistán, el barbecho con cortinas acumula 2-3 veces más nieve, con un aumento del rendimiento de 0,4-0,7 t/ha. En la parte esteparia del Cáucaso Norte, para combatir la erosión eólica, los barbechos limpios se sustituyen por barbechos ocupados con maíz con entrehileras de hasta 210 cm. Tales barbechos protegen los cultivos de trigo de invierno.
Al determinar el ancho de las franjas se tienen en cuenta la composición granulométrica del suelo, la agregación, es decir, el contenido de fracciones mayores de 1 mm en la capa superior durante el período de riesgo de erosión, la altura media del rastrojo o de la hierba, la velocidad media del viento durante las tormentas de polvo y la orientación de la disposición de las franjas.
La ventaja de la disposición de cultivos en franjas es su rentabilidad; no requiere grandes inversiones de capital.
Al construir rotaciones de cultivos dirigidas a la protección contra la erosión hídrica, se sigue el siguiente principio: en suelos llanos y pendientes suaves se colocan rotaciones con saturación de cultivos en hileras; en pendientes de mayor inclinación, rotaciones con saturación de cultivos de siembra continua. En pendientes pronunciadas y erosionadas se introducen rotaciones protectoras saturadas hasta en un 75% o más con hierbas perennes.
Tabla. Proporción en la rotación de cultivos de las superficies sembradas (%) de cultivos con diferente capacidad protectora del suelo en función de la inclinación de la pendiente.
| Inclinación de la pendiente, grados | Cultivos en hileras | Cultivos anuales de siembra continua | Hierbas perennes |
|---|---|---|---|
| Hasta 1 | 75 | 25 | — |
| 1-5 | 50 | 50 | — |
| 5-8 | 25 | 50 | 25 |
| 8-12 | — | 50 | 50 |
| 12 | — | 25 | 75 |
La productividad de las rotaciones protectoras puede aumentarse mediante la introducción de siembras de mezclas de hierbas anuales, cultivos intermedios y cierta densificación de las siembras de cereales. El papel protector del suelo de las rotaciones en tierras de pendiente aumenta considerablemente con la introducción de cultivos intermedios.
Ejemplos de rotaciones de cultivos protectoras del suelo
En las rotaciones protectoras predominan las hierbas perennes y los cultivos anuales de siembra continua:
- 1-4 — hierbas perennes del 1.º al 4.º año de uso, 5 — trigo de primavera, 6 — avena con subsiembra de hierbas perennes. En este caso, las hierbas perennes son mezclas complejas compuestas por 2-3 componentes de leguminosas y 2-3 de gramíneas.
En la parte europea de Rusia, en tierras de pendiente con ángulo superior a 5°, para proteger contra la erosión hídrica se recomiendan rotaciones de pastos y de pastos-cereales:
- para la zona No Chernozem: 1-4 — hierbas perennes, 5 — centeno de invierno, 6 — hierbas anuales con subsiembra de hierbas perennes;
- para la zona de bosque-estepa: 1-3 — hierbas perennes, 4 — trigo de invierno, 5 — maíz (en franjas), 6 — leguminosas de grano, 7 — cultivos de invierno con subsiembra de hierbas perennes;
- para la zona de estepa: 1-4 — alfalfa, esparceta, 5 — cultivos de invierno + cultivos de rastrojo, 6 — maíz (en franjas), 7 — cereales de primavera con subsiembra de alfalfa y esparceta.
En pendientes de 5 a 7° se introducen rotaciones protectoras:
- 1-4 — hierbas perennes; 5 — trigo de primavera; 6 — trigo de primavera; 7 — cereales forrajeros; 8 — hierbas anuales con subsiembra de hierbas perennes.
En pendientes de 1 a 5° se introducen rotaciones con barbecho ocupado:
- 1 — barbecho ocupado; 2 — trigo de primavera; 3 — guisantes; 4 — trigo de primavera; 5 — avena con subsiembra de meliloto.
En condiciones de riesgo de erosión hídrica del suelo en pendientes con ángulo superior a 7° se realiza el encespedado con mezclas de gramíneas y leguminosas de hierbas perennes, por ejemplo, bromo inerme (Bromus inermis) con alfalfa.
En condiciones de erosión eólica se recomiendan rotaciones forrajeras de tres campos:
- 1 — meliloto; 2 — trigo de primavera; 3 — cereales forrajeros con subsiembra de meliloto.
En el Kubán se ha introducido una rotación protectora:
- 1-2 — hierbas perennes, 3-4 — trigo de invierno, 5 — cebada con subsiembra de hierbas perennes (alfalfa, agropiro, esparceta, bromo).
En la óblast de Samara, en la región del Trans-Volga Medio, las tierras de pendiente se protegen mediante la siguiente alternancia: 1-4 — hierbas perennes (alfalfa, agropiro), 5 — trigo de primavera, 6 — mijo, 7 — cereales de primavera con subsiembra de hierbas perennes.
En tierras de pendiente de las zonas de bosque-estepa de la óblast de Tula se recomiendan rotaciones protectoras de siete campos:
- 1-3 — hierbas perennes del 1.º al 3.er año de uso, 4 — cultivos de invierno + siembra de rastrojo de hierbas anuales, 5 — cereales de primavera con subsiembra de veza de invierno, 6 — veza de invierno, 7 — cultivos de invierno con subsiembra de hierbas perennes.
En esta rotación, cerca de la mitad de las superficies sembradas están ocupadas por mezclas de hierbas perennes compuestas por componentes de leguminosas y gramíneas. La combinación de cultivos anuales de siembra continua con cultivos de rastrojo y de subsiembra permite proteger el suelo desde la primavera hasta finales de otoño.
En la óblast de Oryol, en la Estación Experimental Zonal Agroforestal de Novosil, se ha introducido y asimilado una rotación de 7 campos:
- 1-4 — hierbas perennes del 1.º al 4.º año de uso, 5 — centeno de invierno para grano, 6 — trigo sarraceno, 7 — cereales de primavera con subsiembra de hierbas perennes.
El Instituto de Investigación Científica de Agricultura de Ucrania recomienda en tierras de pendiente de la zona de bosque-estepa la siguiente alternancia:
- 1 — barbecho ocupado de veza-avena, 2 — cultivos de invierno con posteriores cultivos de rastrojo, 3 — cultivos de primavera con subsiembra de hierbas perennes, 4-6 — hierbas perennes del 1.º al 3.er año de uso, 7 — cultivos de invierno para grano (siembra en franjas en combinación con franjas de hierbas dejadas para el 4.º año de uso) y siembras de rastrojo después de la cosecha de los cultivos de invierno, 8 — pasto sudán y otras hierbas anuales.
Estas últimas se siembran en franjas transversales a la pendiente en combinación con franjas de hierbas dejadas para el 5.º año de uso.
En Siberia Occidental y el Altái se utiliza una rotación protectora:
- 1-2 — hierbas perennes, 3 — trigo de primavera, 4 — cereales forrajeros con subsiembra de hierbas perennes.
En el krai de Altái:
- 1 — hierbas anuales con subsiembra de agropiro o mezclas de hierbas perennes; 2-6 — hierbas perennes.
En tierras moderadamente erosionadas se utilizan rotaciones de cinco campos de cereales-barbecho-hierbas con disposición en franjas transversal a la dirección de los vientos dominantes. Las franjas de barbecho negro y cereales se alternan con franjas de agropiro.
En condiciones de riesgo de erosión eólica en las regiones esteparias y en el este del país, la base de las rotaciones protectoras es el uso de hierbas perennes con disposición en franjas de los cultivos. Esto tiene especial importancia si los cultivos manifiestan funciones protectoras débiles, por ejemplo, el maíz, y el barbecho con cortinas transversal a la dirección de los vientos dominantes (en la erosión eólica) o transversal a la pendiente (en la erosión hídrica), así como a lo largo de las curvas de nivel en una configuración compleja del relieve.
Los campos de la rotación se dividen en varias franjas de igual superficie, de 50 m de ancho en suelos ligeros hasta 100-150 m en suelos coherentes. Como hierbas perennes se utiliza con mayor frecuencia el agropiro resistente a la sequía, cuya densa cubierta protege bien el suelo de la deflación desde las franjas vecinas ocupadas por trigo de primavera o barbecho con cortinas.
En ausencia de hierbas perennes en las regiones esteparias orientales, el papel protector del suelo en la rotación lo cumplen las siembras y el rastrojo de cereales, que se alternan en franjas con barbecho con cortinas.
En la Estación Experimental de Pavlodar para la Protección del Suelo contra la Erosión Eólica se utiliza una rotación protectora de cinco campos con rotación de diez años y disposición de cultivos en franjas:
- 1-5 — hierbas perennes, 6-7 — trigo de primavera, 8 — barbecho con cortinas, 9-10 — trigo de primavera.
Las franjas de barbecho con cortinas y de cultivos anuales se alternan con franjas de hierbas perennes. Las franjas protectoras pares se siembran con hierbas perennes, por ejemplo, una mezcla de agropiro con alfalfa o esparceta; las impares se ocupan con barbecho y trigo.
En el krai de Krasnoyarsk, en chernozems lixiviados de poco espesor y franco-medios, en condiciones de riesgo de erosión eólica, se introduce una rotación protectora de 5 campos:
- 1-3 — hierbas perennes del 1.º al 3.er año de uso, 4 — trigo de primavera, 5 — trigo de primavera con subsiembra de hierbas perennes.
En el Cáucaso Norte, para prevenir la erosión eólica también se introducen rotaciones protectoras basadas en hierbas perennes y disposición de cultivos en franjas.
Lista de fuentes
1. Bazdyrev G. I., Loshakov V. G., Puponin A. I. et al. (2000). Agricultura. Libro de texto para universidades. Moscú: Editorial «Kolos».
2. Niklyaev V. S. (2000). Fundamentos de la tecnología de la producción agrícola. Agricultura y producción de cultivos. Moscú: «Bylina».
3. Evtefeev Yu. V., Kazantsev G. M. (2013). Fundamentos de agronomía: manual. Moscú: FORUM.
