Influencia del sistema de laboreo y del barbecho sobre la dinámica del agua en el suelo y el crecimiento del sistema radicular en condiciones de secano semiárido

Abstract

L'objectiu d'aquest estudi ha estat investigar l'efecte del sistema de conreu i del guaret a les propietats físiques del sòl relacionades amb l'acumulació de l'aigua i el creixement de les arrels. Per això es va establir un experiment a La Segarra (Lleida) a dos sols de diferent profunditat. El sòl més profund era un Fluventic Xerochrept de 120 cm de fondària, típic de les posicions de fons de vall. El sòl més superficial, un Lithic Xeric Torriorthent de 30 cm de fondària, és l'habitual als altiplans. Es van disposar tres franges: una franja central amb cultiu continuat d'ordi i dos franges laterals que alternaven cada any entre guaret i cultiu. Es van comparar tres sistemes de conreu al sòl profund (conreu amb subsolador, conreu mínim i no conreu o sembra directa) i dos al sòl superficial (conreu mínim i sembra directa). En moments significatius del desenvolupament del cultiu es va determinar el contingut d'aigua al sòl, la densitat de longitud radicular i la biomassa aèria. Al final del cicle del cultiu es va determinar el rendiment. També es va fer un seguiment de la densitat aparent, la resistència a la penetració, la conductivitat hidràulica a diferents potencials, el percentatge de sòl cobert per residus i la rugositat de la superfície del sòl. A la franja de cultiu continuat del sòl profund, el sistema de sembra directa va mantenir el sòl més humit i va permetre el creixement d'un sistema radicular més actiu que el conreu amb subsolador o el mínim conreu. Els rendiments mitjans van ser superiors a la sembra directa (3605 kg ha -1 ) o mínim conreu (3508 kg ha -1 ) que al conreu amb subsolador (3371 kg ha -1 ). Al sòl més superficial els resultats van ser diferents depenent de l'any, tot i que en els valors mitjans de rendiment no hi va haver diferències entre sistemes de conreu (1867 kg ha -1 a la sembra directa i 1806 kg ha -1 al mínim conreu). L'eficiència del guaret per l'acumulació de l'aigua no va superar el 18% en el sòl profund i el 7% en el sòl poc profund. En el període juliol-febrer el guaret sense conreu va mostrar una eficiència més gran que el guaret amb conreu. En el període febrer-octubre va succeir el contrari. L'increment mitjà de rendiment per l'ús del guaret va ser de 128 kg ha -1 al sòl profund i de 371 kg ha -1 al sòl més superficial. La densitat aparent va ser més gran al sistema de no conreu (1,34 Mg m -3 ) que al de mínim conreu (1,27 Mg m -3 ) o al conreu amb subsolador (1,22 Mg m -3 ), encara que sense arribar a valors que poguessin perjudicar el creixement de les arrels. La resistència a la penetració assolí valors superiors a 2 MPa a tots els sistemes, especialment al de sembra directa, sense que es reflectís en un pitjor creixement de les arrels. El guaret va contribuir a reduir la resistència a la penetració, fins i tot en el tractament de sembra directa. En els primers anys després de la supressió del conreu es va observar una reducció de la conductivitat hidràulica (5 cm día -1 ) amb relació al sòl conreat (15 cm día -1 ). Aquest efecte va ser contrarestat per una major superfície de sòl coberta per residus en el sistema de no conreu, que va donar com a resultat una major acumulació d'aigua. Al guaret, la quantitat de residus sobre el sòl es va reduir dràsticament a partir del mes de febrer, deixant el sòl poc protegit de l'evaporació durant l'estiu. El no conreu (o sembra directa) és una alternativa vàlida per als sistemes de secà semiàrid mediterranis. Augmenta la quantitat d'aigua disponible per al cultiu, afavoreix el creixement de les arrels, i permet obtenir rendiments similars o superiores als obtinguts quan es conrea el sòl. El deteriorament de les propietats físiques del sòl (densitat aparent, resistència a la penetració, conductivitat hidràulica) que provoca inicialment es recupera en pocs anys. El guaret, tot i que incrementa l'aigua disponible per al cultiu en sols profunds i augmenta la producció, no compensa l'any sense producció. El sistema potencialment millor de dur-lo a terme es el no conreu. No obstant, aquest sistema s'ha de combinar amb una única passada superficial de cultivador quan la quantitat de residus que cobreixen el sòl baixa del nivell òptim per la conservació de l'aigua i del sòl. El guaret millora les propietats físiques del sòl, característica que el fa interessant per accelerar la recuperació del sòl en els primers anys d'utilització del no conreu.

El objetivo de este estudio ha sido investigar el efecto del sistema de laboreo y del barbecho sobre las propiedades físicas del suelo relacionadas con la acumulación del agua y el crecimiento radicular. Para ello se estableció un experimento en La Segarra (Lleida) en dos suelos de diferente profundidad. El suelo más profundo, típico de los fondos de valle, era un Fluventic Xerochrept de 120 cm de profundidad. El suelo más superficial, un Lithic Xeric Torriorthent de 30 cm de profundidad suele encontrarse en los altiplanos. Se dispusieron tres franjas: una franja central con cultivo continuado de cebada y dos franjas laterales que alternaban cada año entre barbecho y cultivo. Se compararon tres sistemas de laboreo en el suelo profundo (laboreo con subsolador, laboreo mínimo y no laboreo o siembra directa) y dos en el suelo superficial (laboreo mínimo y siembra directa). En momentos significativos del desarrollo del cultivo se determinó el contenido de agua en el suelo, la densidad de longitud radicular y la biomasa aérea. Al final del ciclo del cultivo se determinó el rendimiento. Se realizó además un seguimiento de la densidad aparente, la resistencia a la penetración, la conductividad hidráulica a diferentes potenciales, el porcentaje de suelo cubierto por residuos y la rugosidad de la superficie del suelo. En la franja de cultivo continuado del suelo profundo, el sistema de siembra directa mantuvo el suelo más húmedo y permitió el crecimiento de un sistema radicular más activo que el laboreo subsolado o el mínimo laboreo. Los rendimientos medios obtenidos fueron mayores bajo siembra directa (3605 kg ha -1 ) o mínimo laboreo (3508 kg ha -1 ) que cuando se utilizó el subsolador (3371 kg ha -1 ). En el suelo poco profundo los resultados dependieron del año, aunque en los valores medios de rendimiento no hubo diferencias entre sistemas de laboreo (1867 kg ha -1 en siembra directa y 1806 kg ha -1 en mínimo laboreo). La eficiencia del barbecho para la acumulación del agua no superó el 18% en el suelo profundo y el 7% en el suelo poco profundo. Durante el periodo julio-febrero el barbecho sin laboreo mostró una mayor eficiencia que el barbecho con laboreo. En el periodo febrero-octubre sucedió lo contrario. El incremento medio de rendimiento por el uso del barbecho fue de 128 kg ha -1 en el suelo profundo y de 371 kg ha -1 en el suelo poco profundo. La densidad aparente fue mayor en el sistema de no laboreo (1,34 Mg m -3 ) que en el de mínimo laboreo (1,27 Mg m -3 ) o laboreo con subsolador (1,22 Mg m -3 ), aunque sin llegar a valores que pudiesen perjudicar al crecimiento radicular. La resistencia a la penetración alcanzó valores superiores a 2 MPa en todos los sistemas, especialmente bajo siembra directa, sin que se reflejase en un peor crecimiento de las raíces. El barbecho contribuyó a reducir la resistencia a la penetración incluso en el tratamiento de siembra directa. En los primeros años tras la supresión de las labores se observó un reducción de la conductividad hidráulica (5 cm día -1 ) con respecto al laboreo (15 cm día -1 ). Este efecto fue contrarrestado por un mayor cantidad de residuos sobre el suelo, dando como resultado una mayor acumulación de agua bajo no laboreo. Durante el barbecho el porcentaje de suelo cubierto por residuos se redujo drásticamente a partir de febrero, dejando el suelo desprotegido frente a la evaporación del verano. El no laboreo (o siembra directa) es una alternativa válida para los sistemas de secano semiáridos mediterráneos. Incrementa la cantidad de agua disponible para el cultivo, favorece el crecimiento de las raíces, y permite obtener rendimientos similares o superiores a los obtenidos cuando se realiza laboreo. El deterioro de las propiedades físicas del suelo (densidad aparente, resistencia a la penetración, conductividad hidráulica) que provoca inicialmente se recupera al cabo de pocos años. El barbecho, aunque incrementa el agua disponible para el cultivo en suelos profundos y aumenta la producción, no compensa el año sin producción. El sistema potencialmente mejor de llevarlo a cabo es el no laboreo. No obstante, este sistema se debe combinar con un único pase superficial de cultivador cuando la cantidad de residuos que cubren el suelo desciende por debajo del nivel óptimo para la conservación del agua y del suelo. El barbecho mejora las propiedades físicas del suelo, característica que lo hace interesante para acelerar la recuperación del suelo en los primeros años de utilización del no laboreo.

The objective of this study was to investigate the effect of tillage system and fallow on the soil physical properties related with water storage and root growth. An experiment was established in La Segarra (Lleida) in two soils of different depth. The deep soil was a Fluventic Xerocherpt of 120 cm depth, typical of valleys. The shallow soil, was a Lithic Xeric Torriorthent of 30 cm depth, and was usually found in the high platforms. The experimental plots were arranged in three strips: a central strip continuous cropped with barley and two lateral strips that alternated each year between fallow and cultivation. Three tillage systems were compared in the deep soil (subsoil tillage, minimum tillage and no-tillage or direct drill) and two in the shallow soil (minimum tillage and no-tillage). Water content in the soil, root length density and biomass were determined at meaningful crop development stages. Yield was determined at the end of the crop cycle. Bulk density, penetration resistance, hydraulic conductivity at different potentials, percent of soil covered by residues and surface roughness were also determined. In the continuous cropped strip of the deep soil, no-tillage system maintained the soil wettest and allowed a more active growth of the root system than the subsoil or the minimum tillage systems. The mean yields were greater under no-tillage (3605 kg ha -1 ) or minimum tillage (3508 kg ha -1 ) that when subsoiler was used (3371 kg ha -1 ). In the shallow soil the results depended on the year though there were not differences between tillage systems in mean yield (1867 kg ha -1 for no-tillage and 1806 kg ha -1 for minimum tillage). The fallow efficiency for water accumulation did not surpass 18% in the deep soil and 7% in the shallow soil. During the July to February period, the fallow without tillage showed a greater efficiency that the tilled fallow. In the February to October fallow period no-tillage showed the lowest efficiency. Mean yield increase by the use of fallow was 128 kg ha -1 in the deep soil and 371 kg ha -1 in the shallow soil. Bulk density was greater in no-tillage (1.34 Mg m -3 ) that in minimum (1.27 Mg m -3 ) or subsoil (1.22 Mg m -3 ) tillage systems, but did not reach limiting levels for root growth. Penetration resistance reached values greater than 2 MPa in all tillage systems, especially under no-tillage, but this was not reflected in a worse root growth. Fallow contributed to reduce penetration resistance even in the no-tillage treatment. In the first years after tillage suppression hydraulic conductivity of the no-tilled soil was reduced with respect to that of the tilled one (5 vs. 15 cm day -1 ). This effect was counteracted by a greater percent of soil surface covered by residues under no-tillage, giving as a result a greater water accumulation in this system. During the fallow the quantity of residues covering the soil reduced drastically from February to the sowing of the following crop, leaving the soil insufficiently protected against summer evaporation. No-tillage (or direct drilling) is a valid alternative for the semi-arid rainfed cropping systems in the Mediterranean area. No-tillage increases the quantity of available water for the crop, favours root growth, and yields obtained are similar or superior to that obtained when tillage is accomplished. Initial damage of the soil physical properties (bulk density, penetration resistance, hydraulic conductivity) observed in this system is recovered in a few years. Fallow increases water availability for the crop in deep soils and increases yield of the next crop but does not compensate the year without production. The potentially better system of performing fallow is no-tillage. Nevertheless, this system should be combined with an only superficial pass of cultivator when the quantity of residues that cover the soil descends below of the optimum level for water and soil conservation. Fallow improves soil physical properties, consequently it may be interesting to accelerate the recovery of the soil in the first years after no-tillage introduction.