Estudio de caso sobre labranza cero, granja Richter: Mezclas de cultivos de cobertura en un sistema basado en forraje

Resumen

Un sistema de cultivo basado en el forraje suele retirar la mayor parte de la biomasa vegetal de la tierra mediante el empacado de heno o el picado de ensilado. Esto da lugar a una cantidad insuficiente de residuos vegetales para el buen funcionamiento de la biología del suelo y su protección. Una solución, utilizada por Marlyn y Patrick Richter en Dakota del Norte, consiste en cultivar una mezcla de cultivos de cobertura de múltiples especies tras una cosecha temprana de forraje, con el fin de aportar los residuos, la materia orgánica y los nutrientes disponibles en el suelo que necesita el cultivo comercial posterior.

Introducción

Los hermanos Marlyn y Patrick Richter cultivan 2600 acres de cereales y forrajes para la venta en su explotación diversificada de vacas lecheras y de carne en Menoken, Dakota del Norte, cerca de Bismarck. Su granja incluye un corral de engorde para la cría por encargo de 450 reses de carne, una explotación lechera de 120 vacas Holstein y un rebaño de 160 parejas de vacas y terneros Black Angus para la producción de carne. Los Richter también crían sus propias novillas de reposición para las explotaciones lechera y de carne. En cualquier momento dado, los Richter pueden tener 750 o más cabezas de ganado en su granja.

Los Richter utilizan sus tierras de cultivo como principal fuente de alimento para su ganado, y la mayor parte de ellas se dedica a la producción de forraje, como heno y ensilado. Aproximadamente la mitad de sus cosechas se destina a alimentar al ganado, mientras que la otra mitad se vende fuera de la explotación para obtener ingresos.

La mayor parte de sus tierras de cultivo son de secano, con una precipitación media anual de 391 mm. Cuentan con un sistema de riego por aspersión en una parcela de 51,7 hectáreas.

La finca Richter cuenta con suelos arenosos y franco-arenosos frágiles, muchos de los cuales están clasificados como terrenos altamente erosionables (HEL). Su finca tiene un historial de erosión eólica, y en las décadas de 1950 y 1960 se instalaron cortavientos de árboles en las tierras de cultivo para ayudar a minimizar la pérdida de suelo. Sin embargo, a pesar de este método de conservación, seguían sufriendo erosión eólica.  Cuando comenzaron a aplicar un sistema de siembra directa en 2001, su objetivo principal era reducir la erosión eólica.

Al pasar al sistema de siembra directa, observaron algunas mejoras en el suelo. Cuando empezaron con este sistema, los niveles de materia orgánica del suelo oscilaban entre el 0,9 % y el 1,8 %. Nueve años después, los niveles de materia orgánica del suelo se sitúan, de media, entre el 1,8 % y el 2,6 %.

Sin embargo, incluso tras pasar al cultivo sin labranza, a los Richter les resultaba difícil mantener suficientes residuos en la superficie del suelo. Dado que gran parte de la biomasa del cultivo se retiraba del campo para ensilado o heno, no quedaban suficientes residuos en el suelo para protegerlo y alimentar la biología del suelo. Marlyn Richter se refiere a este problema como «el reto del ganadero». La mayoría de los ganaderos quieren retirar toda la cosecha del campo para alimentar a su ganado. El reto consiste en tener la paciencia y la previsión necesarias para dejar suficientes residuos en el campo que protejan el suelo. A largo plazo, estos residuos mejorarán la salud del suelo y la salud general de toda la explotación.

La ausencia de residuos en los campos de los Richter planteaba algunos problemas. En primer lugar, al carecer de la capa protectora que proporcionan los residuos del suelo, sus índices de evapotranspiración (ET) y las temperaturas del suelo eran demasiado elevadas. Las temperaturas del suelo registradas por el NRCS durante las últimas temporadas de cultivo superaban habitualmente los 37,8 °C en los suelos desnudos. Por el contrario, suelos similares con residuos en la superficie registraban valores inferiores a 29,4 °C. Sus suelos calientes perdían por evaporación más agua de la necesaria.

Los Richter también querían aumentar la cantidad de materia orgánica para retener los nutrientes en el suelo durante los episodios de lluvias intensas. Dado que sus suelos son arenosos y tienen poca materia orgánica, una lluvia intensa de cinco centímetros o más provocaba que el nitrato del suelo se filtrara hacia las capas más profundas del perfil edáfico. Esto hacía que sus cultivos se volvieran amarillos, ya que el nitrato se lavaba fuera de la zona radicular.

Los Richter tenían previsto mejorar los niveles de materia orgánica del suelo mediante la siembra de una mezcla diversa de cultivos de cobertura que proporcionara residuos con alto contenido en carbono. Sin embargo, les preocupaba que los cultivos de cobertura consumieran demasiada humedad del suelo y, por lo tanto, redujeran el rendimiento de cualquier cultivo posterior.  Los suelos de los Richter son arenosos, con una capacidad de agua disponible que oscila entre 9,4 y 15,5 cm en los primeros 1,2 metros de profundidad. Esto contrasta con los 22,9 cm de capacidad de agua disponible de los suelos arcillosos vecinos. Los Richter esperaban que la mejora de los niveles de materia orgánica aumentara la capacidad de retención de agua de su suelo.

Tabla 1. Agua disponible media a capacidad de campo, Richter Farms

2007: Mezcla de cultivos de cobertura tras la cosecha temprana de forraje

Con el fin de hacer frente a diversos problemas relacionados con los recursos, los Richter sembraron una mezcla variada de cultivos de cobertura en 72 acres de tierras de cultivo (Tabla 3). Plantaron estos cultivos de cobertura a principios de julio de 2007, tras una cosecha de avena y guisantes que se había picado para ensilado en junio.

Cócteles de cultivos de cobertura

Las «mezclas de cultivos de cobertura» consisten en la siembra conjunta de varias especies de plantas de cobertura para aprovechar sus beneficios. Esta técnica se utiliza en Dakota del Norte desde 2001 y suele incluir seis o más especies en una sola mezcla. El interés por las mezclas de cultivos de cobertura surgió después de que varios agricultores de Dakota del Norte asistieran a una conferencia sobre la siembra directa, en la que se destacó el éxito de estas mezclas en los sistemas de siembra directa de Brasil (Bollinger et al., 2006).

Los Richter tenían varias preocupaciones relacionadas con los recursos:

1. Diversidad de cultivos: incorporar una variedad de especies para estimular una mayor actividad microbiana del suelo.
2. Materia orgánica del suelo: el cultivo de cobertura aporta un segundo sistema radicular al suelo, lo que aumenta la cantidad de materia orgánica que se convertirá en materia orgánica del suelo.
3. Ciclo de los nutrientes: uso de especies de raíces profundas para capturar el nitrógeno de las capas profundas y liberarlo cerca de la superficie del suelo para los cultivos de raíces menos profundas.
4. Residuo superficial: aporta un residuo adicional para controlar la erosión y la temperatura.
5. Gestión de residuos: utilizar el ganado para cosechar la mitad del cultivo de cobertura, dejando la otra mitad en la superficie del suelo para la biología del suelo; gestionar los residuos de manera que puedan devolverse a la superficie del suelo.   

Tabla 2. Mezcla de cultivos de cobertura de 2007

Con el fin de evaluar el rendimiento del cultivo de cobertura, los Richter diseñaron un ensayo para compararlo con otros dos tratamientos. Su objetivo era evaluar la viabilidad de producir un cultivo de cobertura, así como evaluar el rendimiento del cultivo de grano posterior en 2008. Los hermanos llevaron a cabo estos tres ensayos de campo en una parcela de 120 acres que se había cosechado íntegramente para la producción de ensilado de guisantes y avena en junio de 2007.

El campo 1 tenía una superficie total de 72 acres y contenía la mezcla de cultivos de cobertura sin adición de estiércol. El campo 2 tenía 16 acres y no contaba con cultivos de cobertura, pero sí se le añadieron 10 toneladas de estiércol por acre a finales del verano de 2007 (del 15 de julio al 15 de agosto).  El campo 3 tenía una superficie de 32 acres y no tenía cultivos de cobertura ni se le había añadido estiércol. Todos los campos eran contiguos entre sí, con cortavientos que se extendían de este a oeste a lo largo de la parcela.

Figura 1. Diseño del ensayo de campo con cultivos de cobertura, Richter Farms, 2007

Tratamientos y observaciones sobre el terreno

Antes de la siembra, se fumigaron los tres campos con glifosato para controlar las malas hierbas. Marlyn sembró el campo 1 con la mezcla de cultivos de cobertura el 7 de julio de 2007.

El 2 de agosto, el campo 1 presentaba una buena cobertura vegetal y alcanzaba una altura de unos 60 centímetros. En septiembre, se aplicó otra dosis de glifosato en los campos 2 y 3 para el control de las malas hierbas. Sin embargo, en el campo 1 no se aplicó ningún herbicida adicional, ya que el cultivo de cobertura garantizaba una supresión suficiente de las malas hierbas.

El 1 de octubre, el campo 1 tenía una altura de poco más de la cintura y estaba listo para el pastoreo. La mayor parte del cultivo de cobertura seguía verde, con pocos daños causados por las heladas.

Jay Fuhrer, del NRCS, con una mezcla de cultivos de cobertura preparada para el pastoreo de la raza «
», el 1 de octubre de 2007. Foto: Joshua Dukart, BCSC

Los cultivos de cobertura pueden eliminarse de diversas formas, como la cosecha mecánica, el apisonamiento, la aplicación de herbicidas, la muerte por frío invernal o el pastoreo. Los Richter decidieron pastar el cultivo de cobertura para obtener el beneficio añadido de una fuente adicional de forraje para sus vacas de carne y terneros. El pisoteo de las pezuñas del ganado también proporciona un beneficio adicional al mejorar el ciclo de los nutrientes, ya que pone en contacto una mayor cantidad de biomasa con la superficie del suelo para que sea descompuesta por los microbios del suelo. El pastoreo también crea diversos niveles de estructura vegetal para la protección contra la erosión, ya que parte del material vegetal queda en pie y otra parte es pisoteada en la superficie.

Ganado pastando en el cultivo de cobertura mixto en octubre de 2007. Foto: Joshua Dukart, BCSCD

Dado que el objetivo principal del cultivo de cobertura era aportar materia vegetal, solo querían destinar la mitad de este al pastoreo. La otra mitad se dejaría para proteger el suelo y estimular la biología del mismo. Dejar la mitad de los residuos del cultivo de cobertura fue la forma en que los Richter resolvieron «El reto del ganadero».

Pastoreo del cultivo de cobertura

Los Richter llevaron 141 parejas de vacas y terneros al campo 1 el 1 de octubre. Antes de comenzar el pastoreo, pesaron a cada ternero. El peso medio inicial de los terneros antes de pastar en el cultivo de cobertura era de 580 libras.

El ganado pastó durante 17 días y abandonó el campo 1 el 17 de octubre. Tras este periodo de pastoreo, se volvió a pesar a los terneros. El peso medio final fue de 632 libras, lo que supone un aumento de peso medio de 52 libras por ternero, o 3,1 libras por ternero al día, una tasa de engorde muy buena, sobre todo si se compara con los pastos naturales en esa época del año.

Mientras Marlyn y Patrick tomaban nota de las preferencias de pastoreo del ganado en el cultivo de cobertura, hicieron varias observaciones. El ganado mostraba preferencias claras y pastaba el cultivo de cobertura en el siguiente orden:

1. Espigas de mijo
2. Hojas de mijo
3. Soja, caupí, girasol
4. Hojas de brassica (nabo y rábano)
5. Raíces de las brassicas

Mientras las vacas pastaban en el cultivo de cobertura, se tomó una muestra fecal para determinar si se estaban satisfaciendo las necesidades alimentarias del ganado (Tabla 3).

Tabla 3. Análisis de muestras fecales, Campo 1, 5 de octubre de 2007

Muestras analizadas por el Laboratorio de Nutrición Animal de Pastos de la Universidad Texas A&M

La relación entre la materia orgánica digestible y la proteína bruta se utiliza como indicador de la eficiencia ruminal en el ganado vacuno. Un rango aceptable para esta relación se sitúa entre 4:1 y 7:1, siendo 4:1 el valor ideal. En el caso del ganado de Richter, esta relación fue de 4,39:1, lo que indica que el cultivo de cobertura no era ni demasiado frondoso ni demasiado seco para el consumo del ganado.

El pastoreo directo no solo benefició al suelo, sino que también mejoró los resultados económicos. No hubo gastos de cosecha ni de almacenamiento del forraje. Tampoco hubo el coste adicional de retirar el estiércol de la zona de alimentación y esparcirlo por los campos. El pastoreo directo ahorró tiempo y dinero a los Richter, lo que supone una ventaja añadida del cultivo de cobertura.

Análisis presupuestario de los cultivos de cobertura

Los Richter calcularon que los ingresos brutos derivados del pastoreo del cultivo de cobertura ascendían a 111 dólares por acre, tal y como se muestra en la figura 2.

Figura 2. Ingresos brutos de los cultivos de cobertura

El gasto total del cultivo de cobertura fue de 45 dólares por acre. Este importe incluía el coste de las semillas, de 20 dólares por acre; el coste de la siembra, de 13 dólares por acre; y el coste de una aplicación de glifosato previa a la siembra, de 12 dólares por acre.

Figura 3. Gastos de los cultivos de cobertura

En conjunto, estos ingresos y gastos dan lugar a un beneficio neto de 66 dólares por acre.

Figura 4. Beneficio neto del cultivo de cobertura

Aunque los Richter obtuvieron unos beneficios cuantificables de unos 66 dólares, también obtuvieron algunas ventajas intangibles, entre ellas el tiempo de recuperación de sus pastos naturales. Mientras el ganado pastaba en el cultivo de cobertura, la tierra que normalmente se utilizaba para el pastoreo en esa época tuvo la oportunidad de regenerarse.

En opinión de Marlyn y Patrick, el cultivo de cobertura ya mereció la pena solo por las ventajas que aportó al pastoreo. Pero la historia no acaba ahí. Los beneficios del cultivo de cobertura se trasladaron a la cosecha de maíz de campo de 2008. Veamos el siguiente capítulo de esta historia.

Cosecha de maíz forrajero de 2008

En la primavera de 2008, tras el año de cultivo de cobertura, los Richter realizaron algunas observaciones en los tres campos de cultivo de su ensayo. En primer lugar, no se observó erosión eólica apreciable en el campo 1. Por el contrario, en los campos 2 y 3 sí se observó cierta erosión eólica, especialmente en las lomas más arenosas situadas más lejos de los cortavientos. Además, la presencia de malas hierbas fue escasa en el campo 1, mientras que en los campos 2 y 3 fue considerable.

Presión de las malas hierbas en la primavera de 2008. Foto: Jay Fuhrer, NRCS

A continuación, observaron que la población de lombrices en el campo 1 era aproximadamente tres veces mayor que en los campos 2 y 3.

Además de estas observaciones visuales, también midieron la cantidad de agua disponible y la capacidad hídrica de cada campo. Les preocupaba que el cultivo de cobertura pudiera haber consumido demasiada humedad del suelo y que, como consecuencia, el rendimiento del maíz en el campo 1 se hubiera reducido.

Sin embargo, el análisis de cada campo no reveló diferencias significativas en la capacidad de agua disponible entre el campo con cultivo de cobertura y los campos sin cultivos de cobertura.

Tabla 4. Pulgadas estimadas de agua disponible
(Muestra tomada el 6 de mayo de 2008. Richter Farms. Tipo de suelo: marga arenosa fina de Parshall. Análisis realizado por el laboratorio del USDA-ARS, Mandan, Dakota del Norte)

Siembra de maíz el 6 de mayo de 2008. Foto: Jay Fuhrer, NRCS

El 5 de mayo, los Richter sembraron maíz de la variedad Pioneer 39D80 en los tres campos, a una densidad de 19 000 plantas por acre.

A lo largo de la temporada de cultivo, se registraron casi 38 centímetros de lluvia en los periodos que se indican en la tabla 6. El año 2008 comenzó siendo uno de los más secos de la historia del condado de Burleigh, pero en diciembre ya se acercaba a un año normal, con la misma cantidad de precipitaciones en los meses de cultivo que la que suele registrarse normalmente a lo largo de todo el año.

Tabla 5. Precipitaciones en 2008, Aeropuerto Municipal de Bismarck, Dakota del Norte

Fuente: NOAA, Resumen climatológico anual de 2008, Estación 320819

Los tres campos recibieron el mismo tratamiento de fertilización durante 2008. Se aplicó fertilizante comercial (21-24-12) en los tres campos a una dosis de 200 libras por acre. (Cabe recordar que en 2007 se había aplicado estiércol en el campo 2, pero no en los campos 1 y 3).

Los Richter aplicaron glifosato en los tres campos para controlar las malas hierbas justo después de la siembra del maíz en mayo. Los tres campos se fumigaron de nuevo en junio. Sin embargo, en julio, el campo 1 no recibió otra aplicación de glifosato, mientras que los campos 2 y 3 sí. ¿Por qué? El campo 1 tenía suficientes residuos de cultivos de cobertura para frenar el crecimiento de las malas hierbas hasta que el maíz desarrolló un dosel a finales de junio. Los campos 2 y 3 no tenían estos residuos y requerían una aplicación adicional de herbicida.

El maíz se cosechó para grano el 31 de octubre de 2008, y se dispuso de un remolque de pesaje para registrar los datos de rendimiento y humedad de cada campo. Los Richter decidieron deliberadamente cosechar este cultivo para grano en lugar de para ensilado, con el fin de dejar más residuos en el campo.

Tabla 6. Datos sobre el rendimiento de la cosecha de maíz de 2008

Análisis del presupuesto de la cosecha de maíz

Aunque el campo 2 fue el que obtuvo el mayor rendimiento, el análisis presupuestario muestra que, en realidad, el campo 1 fue más rentable. Los ingresos brutos de cada campo se recogen en la tabla 8.

Tabla 7. Ingresos brutos por acre de la cosecha de maíz de 2008

La mayoría de los gastos fueron los mismos en todos los campos. Sin embargo, en el campo 1 se aplicó menos herbicida y no se utilizó estiércol, lo que redujo considerablemente el coste de producción.

Tabla 8. Resumen de gastos del cultivo de maíz en 2008 por acre (en dólares)

Cuando se suman los gastos a los ingresos brutos, se obtiene el resultado neto:

Tabla 9. Ingresos netos por acre del maíz en 2008

Aunque el campo 2 fue el que obtuvo el mayor rendimiento, con 87,3 bushels por acre, solo generó unos beneficios de 49,57 dólares por acre. Por el contrario, el campo 1 obtuvo los mayores ingresos, con 62,27 dólares por acre, a pesar de que su rendimiento fue menor, de 82,8 bushels por acre. El campo 3 no pudo competir con los otros dos y solo aportó 13,77 dólares por acre a los resultados finales. El campo 3 se enfrentaba a la doble amenaza de un bajo rendimiento y unos altos costes de insumos.

El cultivo de cobertura no solo generó ingresos en 2007 gracias al pastoreo, sino que también contribuyó a mejorar los resultados de la cosecha de maíz de 2008. Esto supuso un doble beneficio positivo, además de la mejora de la salud del suelo.

Otras ventajas y mucho más

Tras la cosecha de maíz de 2008, los Richter decidieron dejar que el ganado pastara entre los rastrojos de maíz en los tres campos. Sacaron a pastar a 153 vacas durante 20 días, lo que les supuso un ahorro de unos 2.760 dólares en costes directos de alimentación.

Tanto Marlyn como Patrick afirman que el valor que el cultivo de cobertura ha aportado a la salud de su suelo no tiene precio. Ven un beneficio en los resultados económicos, pero la ventaja más importante es la mejora en la salud del suelo. Esperan seguir utilizando un cultivo de cobertura en cada campo cada tres o cuatro años, tras un cultivo forrajero cosechado en junio. Cuando utilicen un cultivo de cobertura, tienen previsto dejar al menos la mitad de los residuos para beneficiar la salud del suelo. Consideran que si un ganadero es paciente y está dispuesto a dar prioridad a la salud del suelo, obtendrá recompensas de múltiples formas.

El reto del ganadero consiste en mejorar la calidad del suelo y, al mismo tiempo, utilizarlo para producir alimento para el ganado. Los hermanos Richter demostraron que el uso de una mezcla de cultivos de cobertura con múltiples especies daba como resultado un suelo más sano y una explotación más saludable.

Referencias

Bollinger, Adrian; Jakob Magid; Jorge Carneiro Telmo Amado; Francisco Skóra Neto; Maria de Fatima dos Santos Ribeiro; Ademir Calegari; Ricardo Ralisch y Andreas de Neergaard. 2006. Balance de la «revolución del cultivo sin labranza» en Brasil: una revisión de la investigación más destacada y las prácticas de los agricultores. Advances in Agronomy. Vol. 91. p. 47-64.

Estudio de caso sobre la siembra directa, Granja Richter: Mezclas de cultivos de cobertura en un sistema basado en forraje
Por Susan Tallman,
Agrónoma del NCAT
Publicado en octubre de 2012
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N.º 438

Esta publicación ha sido elaborada por el NCAT a través del programa de agricultura sostenible ATTRA, en virtud de un acuerdo de cooperación con el Departamento de Desarrollo Rural del USDA.