Estudio de caso sobre la siembra directa, Granja Richter: combinaciones de cultivos de cobertura en un sistema basado en forraje

Resumen

Un sistema de cultivo basado en forraje suele eliminar la mayor parte de la biomasa vegetal del terreno al empacar heno o picar ensilaje. Esto da como resultado una cantidad insuficiente de residuos vegetales para el funcionamiento saludable 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 con múltiples especies después de una cosecha temprana de forraje, a fin de aportar los residuos necesarios, la materia orgánica y los nutrientes disponibles en el suelo para el cultivo comercial posterior.

Introducción

Los hermanos Marlyn y Patrick Richter cultivan 2600 acres de granos y forrajes para la venta en su granja diversificada dedicada a la producción lechera y de carne de res en Menoken, Dakota del Norte, cerca de Bismarck. Su granja incluye un corral de engorde para el engorde por encargo de 450 cabezas de ganado de carne, una explotación lechera de 120 vacas Holstein y un rebaño de 160 pares de vacas y terneros de raza Black Angus para la producción de carne de res. Los Richter también crían sus propias novillas de reemplazo, tanto para la producción lechera como para la 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 la principal fuente de alimento para su ganado, y la mayor parte de esas tierras se dedica a la producción de forraje, como heno y ensilado. Aproximadamente la mitad de sus cultivos se utiliza para alimentar a su ganado, y la otra mitad se vende fuera de la granja para obtener ingresos en efectivo.

La mayor parte de sus tierras de cultivo son de secano, con un promedio de 15.4 pulgadas de precipitación anual. Cuentan con un sistema de riego por pivote en una parcela de 128 acres.

La granja de los Richter cuenta con suelos arenosos y franco-arenosos frágiles, muchos de los cuales están clasificados como tierras altamente erosionables (HEL). Su granja 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, incluso con 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.

Sí observaron algunas mejoras en su suelo al pasar a un sistema de siembra directa. Cuando comenzaron a practicar la siembra directa, los niveles de materia orgánica de su suelo oscilaban entre el 0.9 % y el 1.8 %. Nueve años después, los niveles de materia orgánica de su suelo oscilan en promedio entre el 1.8 % y el 2.6 %.

Sin embargo, incluso después de pasar al cultivo sin labranza, a los Richter les resultaba difícil mantener suficientes residuos en la superficie del suelo. Debido a que gran parte de la biomasa del cultivo se retiraba del campo para ensilaje 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 desafío 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 visión a largo plazo para dejar suficientes residuos en el campo y así proteger el suelo. A la larga, estos residuos mejorarán la salud del suelo y la salud general de toda la granja.

La falta de residuos en los campos de los Richter presentó algunos problemas. En primer lugar, sin la protección que brindan los residuos del suelo, sus tasas de evapotranspiración (ET) y las temperaturas del suelo eran demasiado altas. Las temperaturas del suelo registradas por el NRCS durante temporadas de cultivo anteriores superaban habitualmente los 100 °F en suelos desnudos. Por el contrario, suelos similares con residuos en la superficie registraban lecturas inferiores a 85 °F. Sus suelos calientes perdían más agua por evaporación de lo necesario.

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

Los Richter planeaban mejorar los niveles de materia orgánica de su suelo mediante la siembra de una mezcla diversa de cultivos de cobertura que proporcionara un residuo con alto contenido de carbono. Sin embargo, les preocupaba que el cultivo de cobertura consumiera demasiada humedad del suelo y, por lo tanto, disminuyera el rendimiento de cualquier cultivo posterior.  Los suelos de los Richter son arenosos, con una capacidad de agua disponible que oscila entre 3.7 y 6.1 pulgadas en las cuatro pies superiores del suelo. Esto contrasta con las nueve pulgadas de capacidad de agua disponible en los suelos limosos vecinos. Los Richter esperaban que mejorar los niveles de materia orgánica aumentara la capacidad de retención de agua de su suelo.

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

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

Con el fin de abordar varios problemas relacionados con los recursos, los Richter sembraron una mezcla diversa de cultivos de cobertura en 72 acres de tierras de cultivo (Tabla 3). Sembraron estos cultivos de cobertura a principios de julio de 2007, después de una cosecha de avena y chícharos que se había picado para ensilado en junio.

Cócteles de cultivos de cobertura

Las mezclas de cultivos de cobertura consisten en varias especies de plantas de cultivo de cobertura que se siembran juntas para aprovechar los beneficios de estos cultivos. Esta técnica se ha utilizado en Dakota del Norte desde 2001 y, por lo general, incorpora 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 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 inquietudes 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 material orgánico 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. Manejo 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; manejar 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 en su totalidad para ensilado de chícharos y avena en junio de 2007.

El campo 1 tenía un 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 recibió una adición de 10 toneladas de estiércol por acre a finales del verano de 2007 (del 15 de julio al 15 de agosto).  El campo 3 tenía 32 acres y no contaba con cultivos de cobertura ni con adición de estiércol. Todos los campos eran contiguos entre sí, con cortavientos que se extendían de este a oeste a lo largo de toda la parcela.

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

Tratamientos y observaciones de campo

Antes de la siembra, los tres campos fueron rociados con glifosato para el control de malezas. Marlyn sembró el Campo 1 con la mezcla de cultivos de cobertura el 7 de julio de 2007.

Para el 2 de agosto, el campo 1 tenía una buena cobertura vegetal y medía aproximadamente dos pies de altura. En septiembre, los campos 2 y 3 recibieron otra aplicación de glifosato para el control de malezas. Sin embargo, el campo 1 no recibió herbicida adicional porque el cultivo de cobertura proporcionaba suficiente supresión de malezas.

Para 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 aún estaba verde, con pocos daños por heladas.

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

Los cultivos de cobertura pueden eliminarse de diversas maneras, entre ellas la cosecha mecánica, el apisonamiento, la aplicación de herbicidas, la muerte por frío invernal o el pastoreo. Los Richter decidieron utilizar el pastoreo sobre el cultivo de cobertura para obtener el beneficio adicional de una fuente extra de forraje para sus vacas de carne y sus ternos. El pisoteo de las pezuñas del ganado también ofrece 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 los microorganismos del suelo la descompongan. El pastoreo también crea distintos niveles de estructura vegetal que protegen contra la erosión, ya que parte del material vegetal queda en pie y otra parte es pisoteada en la superficie.

Ganado pastando en el «cóctel» de cultivos de cobertura en octubre de 2007. Foto: Joshua Dukart, BCSCD

Dado que el objetivo principal del cultivo de cobertura era aportar residuos, solo querían utilizar la mitad del cultivo de cobertura para el pastoreo. La otra mitad se dejaría para proteger el suelo y estimular la biología del suelo. Dejar la mitad de los residuos del cultivo de cobertura fue la forma en que los Richter resolvieron «El Desafío 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 inicial promedio de los terneros antes de comenzar a pastar en el cultivo de cobertura fue de 580 libras.

El ganado pastó durante 17 días y salió del Campo 1 el 17 de octubre. Tras este período de pastoreo, se volvió a pesar a los terneros. El peso final promedio fue de 632 libras, lo que equivale a un aumento de peso promedio de 52 libras por ternero, o 3.1 libras por ternero al día, una tasa de aumento muy buena, especialmente si se compara con los pastizales nativos en esa época del año.

Mientras Marlyn y Patrick observaban las preferencias de pastoreo del ganado en el cultivo de cobertura, hicieron varias observaciones. El ganado tenía 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 brassicas (nabo y rábano)
5. Raíces de las brassicas

Mientras las vacas pastaban 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 Grazingland, de la Universidad de Texas A&M

La relación entre la materia orgánica digerible y la proteína cruda se utiliza como medida de la eficiencia ruminal en el ganado. Un rango aceptable para esta relación está entre 4:1 y 7:1, siendo 4:1 el valor ideal. Esta relación para el ganado de Richter 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 ayudó a mejorar las utilidades. No hubo ningún costo por cosechar y almacenar el forraje. Tampoco hubo el costo adicional de trasladar el estiércol desde el área de alimentación y aplicarlo en los campos. El pastoreo directo les ahorró tiempo y dinero a los Richter, lo cual es un beneficio adicional del cultivo de cobertura.

Análisis del presupuesto 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, 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 monto incluía el costo de las semillas, de 20 dólares por acre; el costo de la siembra, de 13 dólares por acre; y el costo de una aplicación de glifosato antes de la siembra, de 12 dólares por acre.

Figura 3. Gastos de cultivos de cobertura

En conjunto, estos ingresos y gastos dan como resultado una utilidad neta de 66 dólares por acre.

Figura 4. Utilidad neta de los cultivos de cobertura

Si bien los Richter obtuvieron alrededor de 66 dólares en ganancias cuantificables, también obtuvieron algunos beneficios intangibles, entre ellos el tiempo de recuperación de sus pastizales naturales. Mientras el ganado pastaba en el cultivo de cobertura, la tierra que normalmente se utilizaba para pastoreo en esa época tuvo la oportunidad de regenerarse.

En opinión de Marlyn y Patrick, el cultivo de cobertura valió la pena solo por los beneficios que aportó al pastoreo. Pero la historia no termina ahí. Los beneficios del cultivo de cobertura se extendieron hasta 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 de los tres campos de cultivo de su ensayo. En primer lugar, no se observó erosión eólica notable 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, más alejadas de los cortavientos. Además, la presión de malezas fue escasa en el Campo 1 y significativa en los Campos 2 y 3.

Presión de malezas 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 el agua disponible y la capacidad hídrica en cada campo. Les preocupaba que el cultivo de cobertura pudiera haber consumido demasiada humedad del suelo y que, como resultado, el rendimiento del maíz en el Campo 1 hubiera disminuido.

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. Estimación de pulgadas 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 Pioneer 39D80 en los tres campos a una densidad de 19,000 plantas por acre.

A lo largo de la temporada de cultivo, recibieron casi 15 pulgadas de lluvia en los intervalos que se muestran en la Tabla 6. El año 2008 comenzó siendo uno de los más secos en la historia del condado de Burleigh, pero para diciembre ya se acercaba a un año promedio, con la misma cantidad de lluvia en los meses de cultivo que la que normalmente reciben durante todo el año.

Tabla 5. Precipitación 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. (Recordemos 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 malezas inmediatamente después de la siembra del maíz en mayo. Los tres campos se rociaron nuevamente en junio. Sin embargo, en julio, el campo 1 no recibió otra aplicación de glifosato, mientras que los campos 2 y 3 sí la recibieron. ¿Por qué? El campo 1 tenía suficientes residuos de cultivos de cobertura para suprimir el crecimiento de malezas hasta que el maíz desarrollara un dosel a finales de junio. Los campos 2 y 3 no contaban con estos residuos y requirieron una aplicación adicional de herbicida.

El maíz se cosechó para grano el 31 de octubre de 2008, y se contó con un camión 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 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

Si bien el campo 2 tuvo el mayor rendimiento, el análisis presupuestario muestra que, en realidad, el campo 1 fue más rentable. Los ingresos brutos de cada campo se presentan 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 significativamente el costo de producción.

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

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

Tabla 9. Ingresos netos por acre del maíz en 2008

Aunque el campo 2 tuvo el mayor rendimiento, con 87,3 bushels por acre, solo generó una utilidad neta de $49,57 por acre. Por el contrario, el campo 1 tuvo la mejor rentabilidad, con $62.27 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 generó solo $13.77 por acre en la cuenta de resultados. El campo 3 enfrentó la doble amenaza de un bajo rendimiento y altos costos 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 representó un doble beneficio positivo, además de la mejora en la salud del suelo.

Otros beneficios y más allá

Después de la cosecha de maíz de 2008, los Richter decidieron dejar que el ganado pastara los residuos de los tallos de maíz en los tres campos. Sacaron a pastar a 153 vacas durante 20 días, lo que les permitió ahorrar unos 2,760 dólares en costos directos de alimento.

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 las utilidades, pero el beneficio más importante es la mejora en la salud de su suelo. Esperan seguir utilizando un cultivo de cobertura en cada campo cada tres o cuatro años, después de un cultivo forrajero cosechado en junio. Al utilizar un cultivo de cobertura, planean dejar al menos la mitad de los residuos para aprovechar los beneficios para la salud del suelo. Consideran que si un ganadero es paciente y está dispuesto a dar prioridad absoluta 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 dio como resultado un suelo más sano y una granja más saludable.

Referencias

Bollinger, Adrián, Jakob Magid, Jorge Carneiro Telmo Amado, Francisco Skóra Neto, María de Fátima 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 las investigaciones más destacadas 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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Esta publicación ha sido elaborada por el NCAT a través del programa de Agricultura Sostenible de ATTRA, en el marco de un acuerdo de cooperación con el Departamento de Desarrollo Rural del USDA.