El grado de cobertura del suelo y las características geométricas o estructura del rastrojo
pueden impactar sobre el microclima de la interfase suelo-atmósfera e influir en la
dinámica de uso del agua por los cultivos. Aunque se conoce el efecto benéfico de los
rastrojos en ambientes semiáridos, aún no está claro cómo impacta la cantidad y la
estructura del material vegetal muerto dispuesto sobre el suelo. El objetivo general de
esta tesis fue dilucidar el modo en que los parámetros físicos de la estructura de los
rastrojos impactan sobre la conservación y uso del agua y el suelo bajo labranza cero
en el secano del extremo austral pampeano.
Bajo condiciones de labranza cero en secano se realizó un ensayo de rotaciones de
cuatro ciclos de duración con cereales invernales y evaluaciones en 31 cultivos
comerciales de cereales invernales localizados en Villarino y Patagones. En dos ciclos
consecutivos de rotaciones agrícolas bianuales se evaluó el efecto combinado del
rastrojo de cultivos de invierno de trigo, centeno y avena bajo tres disposiciones o
arreglos espaciales; vertical (sin tocar), horizontal (rolado) y pastoreo mecánico. El
centeno tuvo una altura final (> 150 cm) equivalente al doble de los otros antecesores.
La biomasa de rastrojo aportada superó 8 Mg ha-1 en cada ciclo y fue un 20 % superior
al acumulado en la secuencia de cuatro ciclos, que los otros dos antecesores (6 Mg ha-
1). Además, contrariamente a trigo y avena, más de la mitad de la biomasa de rastrojo
de centeno se distribuyó en un estrato superior alejado del suelo. A pesar de las
diferencias en el aporte y estructura de la biomasa de rastrojo de los antecesores, no se
observaron diferencias en la cobertura lograda, que estuvo entre 75 y 80 % durante el
período de barbecho. El pastoreo del rastrojo dejó al suelo más desnudo, debido a que
se redujo aproximadamente el 50 % del aporte de biomasa. Al aplanar el rastrojo se
incrementó la cobertura entre 20 y 30 %, alcanzando el abrigo casi total del suelo. Bajo
esta disposición se redujo la biomasa final del barbecho, posiblemente debido a una
mayor tasa de descomposición del rastrojo en mayor contacto con el suelo. La estructura
de la cobertura vegetal impactó en la temperatura del suelo y la velocidad laminar del
viento. La altura del rastrojo, principalmente, y la densidad de vástagos fueron
determinantes del índice de área de tallo. Se observó un efecto decreciente de la
temperatura del suelo y del diferencial respecto al aire (ΔT°) entre pastoreo > vertical >
horizontal. El rastrojo horizontal redujo la temperatura del suelo entre 1 y 5 °C respecto
al vertical y amortiguó el efecto de la temperatura ambiental sobre el suelo (< ΔT°). La
reducción de la velocidad del viento en superficie fue entre 70 y 90 % para la disposición
vertical, es decir, hasta 30 % mayor respecto al horizontal y pastoreo. La temperatura
del suelo y la velocidad del viento mostraron correlación con la eficiencia de barbecho.
El pastoreo mostró menor eficiencia de barbecho asociado al incremento de la
temperatura del suelo, que fue entre 4 y 14 °C mayor a las otras dos disposiciones y
superó la temperatura ambiental (ΔT° entre 1,6 y 2). La disposición horizontal del
rastrojo aumentó el almacenamiento total de agua en las capas superiores del suelo (0
– 40 cm) hasta 13 días luego de una precipitación extrema.
Se desarrolló un prototipo de escáner LiDAR a fin de parametrizar los componentes
físicos de la estructura del rastrojo. Mediante el indicador volumen aparente, obtenido
por este prototipo, se incorporó una nueva dimensión que describe la distribución vertical
de la cobertura. Se realizaron mediciones bajo condiciones experimentales a campo que
demostraron la relación del indicador volumen aparente con la eficiencia de barbecho.
A partir de ello se propuso un rango de volumen aparente entre 0,025 m3 (17 cm altura,
1 Mg ha-1 de biomasa del estrato superior y 0,24 de índice de área de tallo) y 0,12 m3
(40 cm de altura, 4 Mg ha-1 de biomasa del estrato superior y 0,64 de índice de área de
tallo) dentro del cual se observó un impacto sobre la eficiencia hídrica del barbecho.
En los cultivos comerciales se observó un predominio del trigo (80 %). La eficiencia de
barbecho fue de 24 % pero no se relacionó con la cobertura del rastrojo. Si bien los
niveles de biomasa (3,5 Mg ha-1) y grado de cobertura (60 %) podrían ser considerados
adecuados, en el 80 % de los casos la cobertura se ubicó por debajo del rango de
referencia de volumen aparente, de acuerdo con las características de la estructura del
rastrojo observadas.
Estos valores de referencia permitirían sentar las bases para el manejo de la estructura
del cultivo, cosecha y manejo del rastrojo durante el barbecho, que definen la estructura
de la cobertura vegetal que determina la conservación del agua durante el barbecho / The soil cover level and the geometric characteristics of the stubble structure can impact
on the microclimate of the soil-atmosphere interface and may influence the dynamics of
crop water use. Although the beneficial effect of stubble in semi-arid environments is
known, it is still unclear how is the impact of the amount and structure of dead plant
material over the soil. The general objective of this thesis was to elucidate the way in
which the physical parameters of stubble structure impact on the conservation and water
use economy under no-tillage in the dryland of the southern Pampean region.
Under dryland no-tillage conditions, a set of agricultural rotations comprising four
successive winter cereals and evaluations on 31 commercial crops of winter cereals
were carried out in Villarino and Patagones. The combined effect of three spatial
arrangements of wheat, rye and oat stubble under vertical (untouched), horizontal
(rolled), and mechanical grazing treatments were evaluated under. Rye had a final height
(> 150 cm) equivalent to twice that of the other predecessors. The stubble biomass
contributed exceeded 8 Mg ha-1 in each cycle and was 20 % higher in the cumulative
four-cycle sequence than the other two predecessors (6 Mg ha-1). In addition, contrary
to wheat and oats, more than half of the rye stubble biomass was distributed in an upper
stratum away from the soil. Besides the differences in stubble biomass contribution and
structure of the predecessors, no differences were observed in the cover achieved
(between 75 and 80 %) during fallow. Grazing treatment left the soil nude, because near
of 50 % of the total aerial biomass was removed. The stubble flattening increased the
soil cover by 20 to 30 %, reaching almost a total coverage. Under this arrangement, the
aerial biomass at the endo of the fallow was reduced, possibly due to a higher
decomposition rate of the stubble. The stubble arrangement impact on the soil
temperature and laminar wind velocity. Stubble height, mainly, and stem density were
determinants of stem area index. A decreasing effect of soil temperature and air
temperature differential (ΔT°) was observed between grazing > vertical > horizontal.
Horizontal stubble reduced soil temperature by 1 to 5 °C compared to vertical stubble
and attenuated the effect of ambient soil temperature (< ΔT°). The reduction in surface
wind velocity was between 70 and 90 % for the vertical arrangement, i.e. up to 30 %
higher compared to horizontal and grazing. Soil temperature and wind velocity showed
a correlation with fallow efficiency. Grazing showed lower fallow efficiency associated
with increased soil temperature, which was between 4 and 14 °C higher than the other
two arrangements and exceeded the ambient temperature (ΔT° between 1.6 and 2). The
horizontal stubble arrangement increased total water storage in the upper soil layers (0
- 40 cm) for up to 13 days after extreme rainfall. A prototype LiDAR scanner was
developed to parameterize the physical components of the stubble structure. Using the
apparent volume indicator, obtained by this prototype, a new dimension was
incorporated, referring to the vertical distribution of the cover. Measurements of stubble
structure were made under experimental field conditions and its relationship with the
apparent volume indicator was demonstrated. From this, an apparent volume was
proposed between 0.025 m3 (17 cm height, 1 Mg ha-1 of top layer biomass and 0.24 stem
area index) and 0.12 m3 (40 cm height, 4 Mg ha-1 of top layer biomass and 0.64 stem
area index) where the impact on the water efficiency of the fallow was observed.
A predominance of wheat (80 %) was observed in the commercial crops. Fallow
efficiency was 24 % and was not related to stubble cover. Although biomass levels (3.5
Mg ha-1) and level of cover (60 %) were adequate, 80 % of the covers were below the
reference range of apparent volume, according to the characteristics of the stubble
structure evaluated.
These reference values would provide the basis for crop structure management,
harvesting, and stubble management during fallow, which define the structure of the
vegetation cover that determines water conservation during fallow
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uns.edu.ar/oai:repositorio.bc.uns.edu.ar:123456789/6318 |
| Date | 08 March 2023 |
| Creators | Zubiaga, Luciano |
| Contributors | Galantini, Juan Alberto, Cantamutto, Miguel Ángel |
| Publisher | Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía |
| Source Sets | Universidad Nacional del Sur |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
| Format | application/pdf |
| Rights | 2 |
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