ESTUDIO DE DIFERENTES PRÁCTICAS AGRÍCOLAS PARA BUSCAR SOSTENIBILIDAD EN LA PRODUCCIÓN ARROCERA

 

Ms.C. G. S. Díaz^I, Ms.C. M. Ruiz^II, Ms.C. Gloria Álvarez^III, Aracelys Castillo^IV

I Investigador Agregado, E.mail: [e-mail]

II Investigador de la Estación Experimental del Arroz Los Palacios, Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), gaveta postal 1, San José de las Lajas, La Habana

III Delegación Provincial del CITMA en Pinar del Río

IV Maestrante del Poder Popular Los Palacios, Pinar del Río, Cuba.

---

Abstract

Rice monoculture affects soil fertility, helps pest development, causes salinization and declines yields after three consecutive harvests. Thus, holding back such effects is strategic; the special agronomic rice management inexorably damages its agronomic qualities. Outlining a possible solution to the problem, the present paper summarizes the main results of a sustainable management in the rice-growing areas from “Los Palacios” Rice Experimental Station, where 31 alternatives were tested in seven crop rotation systems, besides a survey performed in Caribe farm from “Los Palacios” agro-industrial rice complex. It was proved that rice monoculture impoverishes soil physical and chemical fertility whereas crop rotation allows recovering lost fertility and achieving stable and sustainable productions. Also, the work shows it is possible to establish a sustainable rice-growing area.Key words: rice, environment, monoculture, sustainability

Key words: rice, environment, monoculture, sustainability

---

Resumen

El monocultivo del arroz (Oryza sativa L.) afecta la fertilidad de los suelos, favorece el desarrollo de plagas, provoca la salinización y los rendimientos después de tres cosechas consecutivas decrecen. Frenar los efectos de esa práctica es estratégico; el manejo agronómico especial que se le dispensa al arroz conduce inexorablemente al deterioro de sus cualidades agroproductivas. Como una posible solución al problema, el presente trabajo resume los principales resultados que en materia de manejo sostenible de las arroceras se han obtenido en la Estación Experimental del Arroz “Los Palacios”, donde se ensayaron 31 alternativas en siete sistemas de rotación y un estudio de caso en la granja Caribe del CAI arrocero “Los Palacios”. Se demostró que el monocultivo del arroz degrada la fertilidad física y química del suelo, mientras que la rotación de cultivos permite recuperar la fertilidad perdida y lograr producciones estables y sostenibles. El trabajo muestra que es posible establecer una arrocera sostenible.Palabras clave: arroz, medio ambiente, monocultivo, sostenibilidad

Palabras clave: arroz, medio ambiente, monocultivo, sostenibilidad

---

 

INTRODUCCIÓN

El rendimiento agrícola del arroz que se obtiene en Cuba está por debajo de la media mundial (3.8 t.ha-1); existen factores objetivos y subjetivos que inciden en esos resultados, dentro de los cuales los más importantes resultan: las tecnologías no apropiadas a los diferentes escenarios, indisciplinas tecnológicas y práctica del monocultivo, que actuando de conjunto afectan la fertilidad del suelo y favorecen los desórdenes nutrimentales.
La producción del arroz conlleva a prácticas agrícolas que inducen al cambio dentro de los agroecosistemas, motivado porque durante la mayor parte del ciclo de la planta, el suelo permanece inundado por una lámina de agua que modifica las condiciones de oxidación a reducción, con alteraciones en las propiedades físicas, químicas y biológicas, las que se agravan al instaurarse tecnologías como las del monocultivo, que multiplican los efectos adversos, por el tiempo de inundación, la intensidad y los tipos de labores que se practican.
En Japón, el manejo del agua y las altas dosis de nitrógeno son los principales problemas de la producción arrocera (1, 2), los que tratan de resolverse con recomendaciones de labores específicas para cada escenario productivo. También en Bangladesh, por problemas similares, se recomiendan los cultivares con las tecnologías y dosis específicas de fertilizantes a emplear (3).
Los suelos y factores del clima en Cuba son adecuados para el cultivo del arroz; la ciencia agrícola cubana dispone de variedades y otros logros científicos que, integrados en tecnologías acordes a cada escenario, posibilitan alcanzar más de 6 t.ha-1 de forma sostenida (4, 5).
Para lograr sostenibilidad en las arroceras, hay que ir más allá de la noción de que el suelo es una mera facilidad y que es uno de los principales componentes para lograr producciones eficientes; de ello se deriva la necesidad de adoptar prácticas agrícolas, que tiendan a la conservación de sus propiedades físicas y químicas para lograr rendimientos adecuados.
El trabajo se desarrolló con el objetivo de brindar elementos para el diseño de una tecnología, que permita alcanzar sostenibilidad en la producción arrocera.

MATERIALES Y MÉTODOS

Para conformar el trabajo se desarrollaron tres investigaciones: dos en la Estación Experimental del Arroz “Los Palacios” entre 1999 y 2005, y una tercera en la Unidad Empresarial de Base (UEB) “Caribe” del CAI Arrocero “Los Palacios”, de 2002 al 2005; en los tres sitios el suelo clasificó como Hidromórfico Gley Nodular Petroférrico (6).
El área donde se desarrollaron las investigaciones en la Estación Experimental del Arroz estuvo en barbecho por 15 años y en la UEB “Caribe” en explotación agrícola como arrocera por más de 30 años.
En el experimento 1 se ensayaron seis tecnologías que abarcaron 27 alternativas y se probaron 11 cultivos. La tecnología monocultivo del arroz se utilizó como testigo de comparación (Tabla I).


Evaluaciones realizadas en el primer experimento
w Densidad de la fase sólida (Dfs): por el método del Picnómetro (de 0-15 cm por ser la profundidad efectiva del suelo donde se desarrolló la investigación)
w Densidad de volumen (Dv): método del Cilindro Cortante de Kachinski, (0-15 cm)
Se calculó por la fórmula:

Rendimiento agrícola del arroz: se cosecharon 16 m2 en cada parcela, se llevó al 14 % de humedad del grano y se refirió en t.ha-1.
Se utilizó como factor momento, la información del muestreo inicial (1999) y final (2002) en cada una de las alternativas. Los datos obtenidos se sometieron al análisis de varianza trifactorial [Tecnologías (6) x Alternativas (27) x Momentos (2)].
En el experimento 2 se estudió el efecto del pastoreo con ganado vacuno y para ello se simularon las condiciones de la práctica productiva, en lo relativo a: carga por superficie, suministro de agua, viales, cercas y medicina veterinaria. El estudio se enmarcó en una rotación anual, tal y como se practica en las áreas de la producción arrocera (Tabla II). Se probaron cuatro alternativas, la que corresponde con el numeral 3 sirvió como testigo de producción.Todas las parcelas experimentales después de la cosecha permanecieron en barbecho por 20 días. A partir de ese momento, en las que correspondió pastoreo (alternativas 3 y 4), se puso carga de dos reses por hectárea de la raza Cebú, las demás (alternativas 1 y 2) continuaron en barbecho hasta la siembra del próximo año.


Por los procedimientos ya descritos en la primera investigación, se determinaron al suelo; densidad de la fase sólida, densidad de volumen, porosidad, contenidos de fósforo asimilable, potasio y materia orgánica, y al cultivo del arroz el rendimiento agrícola.
El experimento 3 se desarrolló en la Unidad Empresarial de Base Caribe, Lote 9 Campo 25 con 87 ha (Tabla III); en ella se probaron cuatro alternativas de la rotación anual con modificaciones a las actividades básicas que establece el Instructivo técnico del cultivo del arroz (7), donde el sitio se dividió en cuatro partes de 22 ha y se aplicaron las variantes en estudio. Por el análisis de suelo del 2000 que aportó el establecimiento productivo se conoció que el Campo 25 estaba categorizado como muy bajo en materia orgánica 0.98 %, bajo en fósforo 1.04 mg.kg-1 (P1) y también bajo en potasio 0.12 mg.kg-1 (K1).Evaluaciones realizadas. Se determinó el rendimiento agrícola del arroz en cuatro sitios en un área de 40 m2, se llevó al 14 % de humedad del grano y se refirió en t.ha-1. Los datos se sometieron a análisis de varianza bifactorial [Tecnología (4) X Año (3)].

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Primera investigación. En la densidad real del suelo no se encontró interacción entre ninguno de los factores en estudio (Tabla IV); esta es una propiedad que varía en límites muy estrechos (8) y se corresponde con la suma de los pesos específicos de los elementos que lo componen; a eso se atribuye que las diferentes tecnologías no influyeran de forma notoria sobre esta propiedad.


Para la densidad aparente y porosidad, que no hubo interacción entre los tres factores en estudio y sí entre las tecnologías y los momentos de muestreo, donde la tecnología del monocultivo difirió significativamente del resto, cuando se cultiva el arroz en secuencia seguida, se afectan por esa acción, la primera varió por el efecto del monocultivo de 1.17 a 1.58 Mg.m-3 y la segunda de 51 a 32.4 % en seis años de estudio. Cuando se practicaron las diferentes variantes de rotación de cultivos, cualesquiera que haya sido la alternancia que se siguió, ellas favorecieron la estabilidad de esas propiedades del suelo y los valores alcanzados no sobrepasaron nunca para la densidad aparente los 1.22 Mg.m-3 y para la porosidad no bajó del 47 % (Tabla IV).
La respuesta encontrada responde al conjunto de los factores que encierran cada una de la prácticas; la rotación de cultivos, donde se utilizaron plantas con características y exigencias diferentes a las del arroz, permitió que el suelo tendiera a conservar el estado natural, lo que se atribuye a que una parte importante del tiempo el suelo estuviera en estado de oxidación, a lo que también se sumó la incidencia en ese período de diferentes sistemas radiculares, que facilitaron el aumento de la porosidad y aeración; con el monocultivo del arroz la incidencia de las raíces ocurre siempre a la misma profundidad, se les suman los efectos de las labores, la intensidad con que se realizan y también los efectos del agua de riego que por la inundación prolongada conducen al lavado de los elementos minerales y la lixiviación de las arcillas; todo de conjunto debió conducir a la compactación acelerada del suelo, lo que concuerda con otros resultados (9, 10).
Con respecto a la fertilidad química, no se encontró interacción entre los tres factores en estudio para ninguno de los elementos determinados y sí entre las tecnologías y los momentos (Tabla V). Los contenidos de fósforo, potasio y la materia orgánica en el primer año de estudio no presentaron diferencias significativas, lo que indica uniformidad en el sitio experimental favorecida por los años en barbecho en que se mantuvo el suelo.

Los contenidos de fósforo asimilable se incrementaron significativamente con respecto a los iniciales en los sitios donde se practicó la rotación y no sufrieron variación significativa donde se llevó a cabo el monocultivo; con los contenidos de potasio resultó algo similar, aunque con el monocultivo disminuyeron significativamente los contenidos en el suelo de 0.28 mg.kg-1 a 0.15 mg.kg-1.
Para los contenidos de materia orgánica el comportamiento también fue parecido, aunque es en este indicador donde más se apreció el efecto negativo del monocultivo del arroz; en los sitios donde se aplicaron las tecnologías de rotación no se encontraron diferencias significativas, ellas permitieron que el suelo se mantuviera muy similar con respecto a los contenidos iniciales.
En la rotación trienal con cuatro cosechas consecutivas de arroz, no se logró la recuperación completa en los contenidos de materia orgánica con el año de rotación, lo que indica que con esta tecnología, aunque no es significativa, la diferencia provocó decrecimiento en los compuestos orgánicos del suelo, que no se recuperan totalmente con una rotación corta, aspecto que se debe tener presente para proyectar el sistema de explotación agrícola en una arrocera.
La respuesta encontrada en los contenidos de fósforo y potasio asimilables se atribuyó a que al practicarse el monocultivo del arroz, siempre la extracción de estos elementos se realiza sobre la misma parte del perfil del suelo; también el agua de riego debió provocar el lavado y la lixiviación de las arcillas del suelo (8, 11).
La rotación con otras especies vegetales y exigencias nutricionales permite la estabilidad e incluso el incremento de estos elementos químicos en el suelo. En muchas de las zonas arroceras del mundo, se practica la rotación con soya y otros cultivos, para buscar estabilidad en los contenidos de elementos químicos del suelo y materia orgánica, debido a que el cultivo continuado del arroz provoca su destrucción y la pérdida por el lavado a que son sometidos (12,13,14).
El rendimiento del arroz después de 12 cosechas consecutivas en monocultivo afectó sensiblemente el rendimiento, bajándolo de más de 5.5 a 1.55 t.ha-1 y en aquellas parcelas donde se practicó la rotación de cultivos con fines económicos, para incorporar como abono verde o la combinación de ambos, al sexto año aún los rendimientos se mantenían altos y estables muy cercanos o por encima de los encontrados al inicio de la práctica de las diferentes tecnologías, superando al monocultivo del arroz en más de 3.5 t.ha-1 (Tabla VI). Es de destacar que las alternativas que se agruparon en la rotación trienal, en la cosecha final, difirieron significativamente del resto de las tecnologías aunque superaron al monocultivo.

El comportamiento del rendimiento en las diferentes alternativas, es una expresión clara de la situación que las plantas encontraron en el suelo para su desarrollo; con el monocultivo del arroz se afectaron la densidad aparente, porosidad y también los contenidos de fósforo, potasio y materia orgánica. En la rotación trienal, donde las afectaciones a la fertilidad química y física del suelo fueron ligeras y no tan marcadas, se encontró que se hicieron notar en el rendimiento agrícola, fundamentalmente por la disminución de los contenidos de potasio.
En el experimento 2, donde se practicó el pastoreo del ganado vacuno dentro de las áreas arroceras, esta práctica afectó significativamente la fertilidad del suelo, al aumentar la densidad aparente, disminuir la porosidad y bajar los contenidos de materia orgánica. Los contenidos de fósforo asimilable y potasio encontrados demuestran que la práctica del pastoreo, aunque no los afectó significativamente con respecto a los contenidos iniciales, sí presentan diferencias con las tecnologías donde el ganado no pastó (Tabla VII).

El resultado encontrado se atribuyó a los efectos del ganado, que con su peso corporal y el pisoteo en las condiciones de humedad, que por regla general imperan en una arrocera, indujo a las alteraciones de las propiedades físicas que se reportaron, también respondió al acto de alimentación y a la ganancia en masa en los animales, con lo cual retiraron del suelo la parte más importante de los restos vegetales y, aunque cierta cantidad después se restituyó con las deyecciones, se hizo de forma no uniforme y otra parte se depositó en los sitios altos de los terraplenes y los campos, adonde concurrieron los animales a pernoctar.
En las arroceras cubanas, como parte de la tecnología de explotación, una vez que se cosecha el arroz, se introduce el ganado vacuno a pastar con carga de 2 reses.ha-1, el tiempo de permanencia depende de la disponibilidad de alimento oscilando entre 35 y 40 días; debido a la acción del pisoteo y el monocultivo, el suelo queda fuertemente compactado, hecho que se pone de manifiesto al momento de la preparación para la próxima siembra, donde los implementos (arados o gradas) no logran vencer la resistencia a la penetración en condiciones de sequía (15).
La respuesta en el rendimiento agrícola del arroz (Tabla VIII) en las diferentes variantes ensayadas está en correspondencia con las variaciones encontradas en las propiedades físicas y químicas del suelo analizadas; donde se afectaron la densidad aparente, porosidad y materia orgánica, el rendimiento resultó significativamente más bajo que en aquellos sitios donde no fue perturbada. Las plantas como seres vivos respondieron a los estímulos en aquellos sitios, donde las mejores condiciones para su desarrollo y crecimiento se manifestaron con los mejores rendimientos.

En el experimento 3, UEB “Caribe”, se encontró interacción entre los factores en estudio (variantes tecnológicas y tiempo de empleo); el bajo rendimiento agrícola obtenido en la siembra directa difirió significativamente del resto de las variantes y la tecnología de la producción a la cual se le cambió el cultivar (variedad); el rendimiento también resultó bajo, debido a las condiciones de suelo que encontraron las plantas y, aunque superó significativamente a la siembra directa, difirió con las variantes tecnológicas donde se introdujeron modificaciones radicales en el tratamiento al suelo y cultivo (Tabla IX), que presumiblemente por la respuesta encontrada indujeron a cambios en la fertilidad física y química del suelo.

La siembra directa de cualquier especie vegetal estacional transcurre inicialmente por bajos rendimientos, pues las plantas van a encontrar las condiciones de suelo que le anteceden; con esta práctica no se perturba, lo que implica que si habían afectaciones físicas o químicas, las plantas tengan que desarrollarse en esas condiciones y no puedan expresar en los primeros años sus potenciales rendimientos. Para aplicar la tecnología de siembra directa, se recomienda iniciarla en pequeñas dimensiones de los establecimientos productivos y avanzar en su aplicación, según en el suelo por resiliencia se restablezcan sus propiedades naturales (16).
Los resultados pudieron estar favorecidos entre otros por el recubrimiento de la semilla con hongos micorrizógenos EcoMic®, los que pudieron estimular y ampliar el desarrollo radicular de las plantas para su mejor nutrición; también la enmienda al suelo con CaCo3 contribuyó a la corrección del pH y facilitar la mejor disponibilidad y asimilación de los nutrientes.
La fertilización con fósforo y potasio se establece hacerla de fondo (7); con el fraccionamiento se logró un mejor aprovechamiento de la capacidad de intercambio catiónico del suelo y poner a disposición de las plantas los nutrientes cuando más lo requieren; también la incorporación de abono verde a base de Sesbania, aparte de los aportes de nitrógeno al suelo, incrementa los contenidos de materia orgánica y favorece el desarrollo vegetativo (17).
La aplicación de Biobras (DI-31) pudo estimular el mejor llenado de los granos y con ello contribuir a los resultados.

REFERENCIAS

1. Upendra, M.; Sainju, U. M.; Lenssen, A.; Caesar-Tonthat, T. y Waddell, J. Tillage and crop rotation effects on dryland soil and residue carbon and nitrogen. Soil Sci. Soc. Am. J., 2006, vol. 70, p. 668-678.
2. Singh Y.; Singh, B.; Ladha, J. K.; Khind, C. S.; Khera, T. S. y Bueno, C. S. Effects of residue decomposition on productivity and soil fertility in rice-wheat rotation. Soil Sci. Soc. Am. J., 2004, vol. 68:854-864.
3. Saleque, M. A.; Naher, U. A.; Choudhury, N. N. y Hossain, A. T. M. S. Variety-specific nitrogen fertilizer recommendation for lowland rice. Soil Science and Plant Analysis, 2004, vol. 35, no. 13, p. 1891-1903.
4. Pérez, N. Evaluación de nuevas variedades y líneas seleccionadas en la Estación Experimental del Arroz Los Palacios. Cultivos Tropicales, 2004, vol. 25, no. 1, p. 77-82.
5. Jeon, W. T.; Park, C. Y.; Cho, Y. S.; Park, K. D.; Yun, E. S.; Kang, U. G.; Park, S. T. y Choe, Z. R. Root growth characteristics of rice grown under long-term fertilization of chemical fertilizer and compost in paddy. Korea Journal Crop Science, 2004, vol. 48, no. 6, p. 484-489.
6. Jeon, W. T. Rice root distribution and rice-based cropping systems for sustainable soil-rhizosphere management. International workshop on sustained management of the soil-rhizosphere system for efficient crop production and fertilizer use (2006 oct. 16-20:Bangkok) Bangkok:Land Development Department, 2006.
7. Cuba. MINAGRI. Instituto de Investigaciones del Arroz. Instructivos Técnicos del Cultivo del Arroz. La Habana. 1999, 119 p.
8. Navarro, N.; Otero, L.; Gálvez, V. y Hernández, O. Degradación de los suelos arroceros. Impacto ambiental. Resumen del XV Congreso Latinoamericano, V Cubano de la Ciencias del Suelo. Centro de Convenciones “Plaza América”. Varadero, Cuba, 2001, p. 129.
9. Varvel, G. E. Soil organic carbon changes in diversified rotations of the western corn belt. Soil Science Society of America. 2006, vol. 70, p. 426-433.
10. McVay, K. A. /et al./. Management effects on soil physical properties in long-term tillage studies in Kansas. Soil Science Society of America, 2006, vol. 70, p. 434-438. Published online February 2, 2006.
11. Larry, G. Bundy y Todd, W. A. Recovery of fertilizer nitrogen in crop residues and cover crops on an irrigated sandy soil. Soil Sci. Soc. Am. J., 2005, vol. 69, p. 640-648.
12. Navarro, N. Degradación de los suelos provocada por el monocultivo en la granja arrocera Caribe. Agricultura Orgánica, 1999, vol. 4, no. 1, p. 16-17.
13. Darby, H. M.; Stone, A. G. y Dick, R. P. Compost and manure mediated impacts on soilborne pathogens and soil quality. Soil Sci. Soc. Am. J., 2006, vol. 70, p. 347-358.
14. Steiner, J. L.; Schomberg, H. H.; Unger, P. W. y Cresap, J. Crop residue decomposition in no-tillage small-grain fields. Soil Science Society of America, 1999, vol. 63, p. 1817-1824.
15. Preciado, G. Influencia del tiempo de uso del suelo con el cultivo del arroz en Casanare. En las propiedades físicas, productividad y sostenibilidad. Correo, 1998, vol. 9, no. 90, p. 4-5.
16. Sánchez, M. La siembra directa. Universidad Nacional. Caracas, Venezuela. 1993, p. 64.
17. Cabello, R. La Sesbania rostrata, como abono verde. Informe final de tema de investigación. La Habana:Instituto de Investigaciones del Arroz, 2003, 46 p.

Recibido: 4 de julio de 2007
Aceptado: 23 de febrero de 2009