ProyectoProductividad e impacto ambiental de sistemas intensificados de producción de granos

Jornada de Intercambio TécnicoCastelar, 6 de Noviembre de 2012

Apoyo financiero Instituciones participantes

y = 63.71x ‐ 123011r² = 0.96

y = 52.59x ‐ 101266r² = 0.98

y = 40.66x ‐ 78584r² = 0.97

500

1500

2500

3500

4500

5500

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

Grain yield, kg/ha

MaizeRiceWheat

Rendimientos de cereales, 1961-2007

Maize

Rice

Wheat

Fuente: FAO, 2009.

Tasas de crecimento de rendimiento

1.3%1.2%

1.3%

Rend

imiento (kg/ha)

Proyecciones del rendimiento de maíz

(Based on 2007 trend yield of 4855)

y = 63.71x ‐ 123011r² = 0.96

500

1500

2500

3500

4500

5500

6500

7500

8500

9500

1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050

Grain yield, kg/ha

MaizeHistorical1.24% (FAO = 70% by 2050)1.63% (ASA Challenge)1.78% (World Bank 50% by 2030)2.40% (Millenium Double in 30 yrs)

Aumentar las tasas de incremento del rendimiento

es un gran desafío que requiere de cooperación

entre disciplinas, geografías y sectores, … y de una

correcta nutrición del cultivo

(Asumiendo que las necesidades de producción se alcanzan con incrementos de rendimiento)

Rend

imiento (kg/ha)

¿Como incrementamos rendimientos de manera responsable?• La Intensificación Ecológica (IE) propone un sistema de producción que satisface las necesidades de producción manteniendo estándares aceptables de calidad ambiental (Cassman et al., 1999)

• Los detalles de que factores y niveles constituyen una aproximación de IE deben ser interpretados localmente, comenzando con el mejor conocimiento científico disponible

• ¿Cuál es la brecha entre los rendimientos de maíz actuales y los rendimientos alcanzables en nuestros ambientes?

Iniciativa Global Maize

Un esfuerzo de investigación coordinada y transferencia de tecnología para reducir la brecha de rendimiento de maíz mediante un mejor manejo del cultivo y la nutrición

Iniciativa Global Maize

Objetivo generalEntender el rol de la nutrición de las plantas para alcanzar mayores rendimientos de maíz necesarios para satisfacer las demandas futuras de alimentos y energía

Sitios del Proyecto Global Maize

EE.UU.

México

BrasilArgentina

China

India

Sudeste de AsiaColombia

Kenya

Rusia

Intensificación de la producciónNo sólo consiste en tecnología de insumos.Tecnología de procesos y conocimiento.Manejo de cultivos en función de la especie y el ambiente

Intensificación Sustentable

Alta ProductividadIntercepción de radiaciónDuración de etapasÍndice de cosechaCultivos/año (kg/ha.año)

Eficiencia de uso de recursosAgua, Nutrientes, Radiación

Mínimo Impacto AmbientalDegradación del sueloContaminación con agroquímicosEmisión de GEIRentabilidad

Rend

imiento

Insumo

+ Insumo Producción Eficiencia¿Impacto Ambiental?

Intensificación de la Producción

Rend

imiento

Insumo

Intensificación basada enmanejo, conocimiento

Productividad Eficiencia Impacto Ambiental

InteracciónDensidad

Dist. e/ hilerasFecha de siembra

LabranzasRotaciones

AguaBarbechoCultivar

Fertilización

ManejoIntensificadoSustentable

Intensificación de la Producción

Productividad e impacto ambiental de sistemas intensificados de producción de granos en la región 

pampeana argentina

• Eficiencia de uso y productividad de recursos (N, agua, radiación)

• Materia orgánica del suelo• Estructura del suelo• Emisión de gases de efecto 

invernadero• Contaminación de aguas con 

nitratos y herbicidas• Análisis económico

en

Sistemas de manejo 

ecológicamente intensificados

Un proyecto interdisciplinario orientado a evaluar:

Productividad e impacto ambiental de sistemas intensificados de producción de granos en la región pampeana argentina

Hipótesis específicas Los sistemas de cultivo intensificados que mejoran la utilización de recursos e insumos para alcanzar altos rendimientos, incluyendo …:

•mejoran el rendimiento y su estabilidad•aseguran una mayor EUN y PA que el manejo actual, •aumentan  los contenidos de MO del suelo, •reducen  las emisiones de los GEI, •reducen  las pérdidas de NO3

‐ por lixiviación,•mejoran la rentabilidad.

Productividad e impacto ambiental de sistemas intensificados de producción de granos en la región pampeana argentinaObjetivos generales • Evaluar los efectos de sistemas de manejo intensificados en la productividad del sistema y el impacto ambiental, en ensayos a largo plazo bajo ambientes productivos contrastantes. 

• Evaluar prácticas de manejo específicas para proveer información que permita ajustar el manejo intensificado de sistemas de producción de granos en la región pampeana.

Objetivos específicos • Evaluar los efectos a corto y largo plazo de la producción intensificada de cultivos de grano respecto al manejo actual promedio de 

productores del sudeste de Buenos Aires y oeste de Entre Ríos en cuanto a rendimientos, EUN, PA, evolución de la MO del suelo, emisiones de CO2 y N2O, concentración y cantidad de NO3

‐ en el agua de drenaje y rentabilidad del sistema de producción.• Desarrollar una base de datos, asociada a los sitios de investigación, coordinada y accesible para el uso público. • Analizar la influencia de los sistemas de manejo de producción intensificada y el manejo actual promedio de productores en las 

relaciones entre la disponibilidad de agua, N y temperatura del suelo con las emisiones de CO2 y N2O.• Determinar el transporte de NO3

‐ fuera de la zona de exploración radical de cultivos bajo la rotación maíz ‐ trigo/soja, en sistemas de producción actuales e intensificados.

• Desarrollar experimentos de campo específicos para proveer información al modelo intensificado:• Evaluar los efectos de densidad de plantas, el fraccionamiento de aplicación de N y la disponibilidad de agua en la EFN y ERN

en maíz.• Evaluar el uso de CC  como antecesores de maíz.

• Validar las predicciones de modelos de simulación para estimar las probabilidades de ocurrencias de rendimiento de los cultivos (maíz, trigo y soja) en el largo plazo. 

• Utilizar los modelos de simulación para:• Análisis de rendimientos potenciales y brechas de rendimiento• Analizar la variabilidad de los rendimientos potenciales, máximo rendimiento en condiciones de secano, y alcanzables con las 

dos estrategias de manejo  establecidas en los ELP.• Realizar el análisis de riesgo de la producción de maíz, trigo y soja a través de la simulación utilizando las estrategias de

manejo de los sistemas. • Generar análisis de sensibilidad del impacto de diferentes prácticas de manejo sobre la producción de los cultivos.

Grupos de trabajo interdisciplinarioEcofisiología de cultivos

Manejo de suelosFertilidad de suelos

Microbiología de suelosFísica de suelos

Sanidad de cultivosEconomía de la producción

Coordinador: Dr. Fernando AndradeCo‐coordinadores: Dres. Octavio 

Caviglia y Roberto Rizzalli

Productividad e impacto ambiental de sistemas intensificados de producción de granos en la región pampeana argentina

EEA INTA Paraná, Entre Ríos

INTA/FCA Balcarce, Buenos Aires

Brasil

Uruguay

Paraguay

Chile

Bolivia

ArgentinaEEA INTA Oliveros, Santa Fe

Proyecto Sistemas Intensificados en la Región Pampeana Argentina

Ensayos a Largo Plazo (LP) (M-T/S)• Manejo actual del productor medio de la zona (MAP)• Manejo intensificado sustentable (MIS)

Ensayo Factores Intensificación Ecológica (FIE) (anuales)• N• Riego• Densidad y espaciamiento• Abonos verdes• Las interacciones

Experimento a Largo PlazoMaíz – Trigo/Soja 2ª

Siembra Directa

2 ManejosMAP: actual productor medioMIS: intensificado sustentable

(sin o con coberturas invernales)

Integración de Interacciones

Cultivar, distancia entre hileras, fecha de siembra, densidad de siembra

Manejo de la fertilización: dosis, momento, fuenteAplicación de fungicidas e insecticidas

Dinámico

30

IE Pro IE Pro IE Pro IE Pro

30

IE Pro IE Pro IE Pro IE Pro

2030

IE Pro IE Pro IE Pro IE Pro

30

IE Pro IE Pro IE Pro IE Pro

10 10 10 10 5 10 10 10 10Largo140maquinada de borde

IPNI - LARGA DURACION - GLOBAL MAIZE.

Melilotus

Melilotus

Barbecho

Trigo-sojaMelilotus

Trigo-soja

Melilotus Barbecho

Trigo-soja

Barbecho

Barbecho

Trigo-soja

SitioMaiz Trigo/Soja

MAP MIS MAP MIS

Paraná

Albión (Sursem) 6 pl/m2

120 kg/ha de FDA y 120 kg/ha de urea 

(dosis fija)

DK747RR8 pl/m2

97 kg/ha de urea (150‐X) a la siembra

Klein Tauro80 kg/ha FDA en 

siembra y 100 kg/ha de urea al voleo en 

macollaje

BIOINTA 1006 kg/haSin fertilizante a la siembra. Dosis de urea 165 kg/ha al voleo en macollaje

tempranoSoja: A6411 Soja: A5909

Balcarce

KWS KM 3601 RR26.5 sem/m2

70 cm75 kg/ha de FDA y 75 kg/ha de urea a la 

siembra

DK 670 MG RR28 sem/m2

52 cm80 kg/ha de FDA y 

144 kg/ha de UAN + S en V6

ACA 90160 kg/ha FDA en 

siembra y 245 kg/ha de urea (dosis fija) al voleo en macollaje

Baguette 9130 kg/ha FDA en siembra . Dosis de 280 kg/ha urea al voleo en macollaje

FungicidaSoja DM 3070Siembra 6/1/1270 sem/m2

17.5 cm entre surcos

Soja DM 3070Siembra 6/1/1270 sem/m2

17.5 cm entre surcos

Algunas practicas de manejo en la campaña 2011/12

Rendimiento en grano de los Ensayos a Largo Plazo

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Rend

imie

nto

(kg/

ha) PP

IE

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Maiz

 2009

Trigo

 2010

Soja 2010

Maiz

 2011

Trigo

 2009

Soja 2009

Maiz

 2010

Trigo

 2011

Soja 2011

Rend

imie

nto (

kg/h

a)

PP

IE

Indica diferencias significativas entre tratamientos

Balcarce Paraná

Productividad y eficiencia de uso de N y agua en los Ensayos de Largo Plazo

ÍndiceINTA Paraná INTA‐FCA 

BalcarceMIS MAP MIS MAP

Productividad de Agua (kg/mm) 6.7 a 5.1 b 9.9 a 8.3 b

Eficiencia de Uso de Agua (kg/mm) 12.3 a 9.4 b 13.9 a 11.8 b

Eficiencia de Captura de Agua (mm/mm) 0.59  0.59 0.71 0.70

Productividad Parcial de N (kg/kg N) 108 b 132 a 78 b 90 a

Eficiencia Fisiológica de Uso de N (kg/kg N) 34.3 a 26.4 b 45.8 a 41.3 b

Balance de N (kg/ha) ‐121 a ‐186 b ‐147 a ‐173 b

Datos preliminares de emisiones de N2O en sistemas intensificadosMaíz 2011/12 – UIB INTA‐FCA Balcarce Fuente: Picone, Videla y Bayer, inédito

• Los datos incluyen una cámara por repetición en determinaciones mensuales en la campaña 2011/12

• Los datos completos incluirán un segundo set de cámaras en determinaciones semanales

‐50

0

50

100

150

200

250

300

3‐Nov 3‐Dec 2‐Jan 1‐Feb 2‐Mar 1‐Apr

Emision de

 N‐N

2O (g

/ha/mes) Actual

Intensificado

Variable Manejo Actual

Manejo Intensificado

Emisiones de N-N2O en el ciclo

(g N-N2O/ha)420 328

Rendimiento(kg/ha) 5797 b 7643 a

kg maíz/g N-N2O 14 23

N aplicado (kg N/ha) 43 67

g N-N2O/kg N aplicado 10 5

•Avance genético: EUN; EUA; potencial y

estabilidad de rendimiento ante estrés por

densidad

•Período crítico de cultivares modernos

•Manejo de la fertilización

•Calidad

•Cultivos de cobertura antecesores a maíz

en la rotación M-T/S

Ensayo Factores Intensificación Ecológica (FIE) (anuales)

calle 20 m PUERTA

160 160 0 120 0 20 160 80 160 160 160 15120 120 160 0 80 19 120 40 120 120 120 1480 0 40 80 120 18 80 160 0 80 80 1340 40 80 40 40 17 40 120 40 40 40 120 80 120 160 160 16 0 0 80 0 0 11

160 160 0 120 0 10 160 80 160 160 160 5120 120 160 0 80 9 120 40 120 120 120 480 0 40 80 120 8 80 160 0 80 80 340 40 80 40 40 7 40 120 40 40 40 20 80 120 160 160 6 0 0 80 0 0 1

40 120 40 0 0 20 80 160 0 120 0 15160 40 160 40 160 19 40 120 40 0 40 14

0 80 0 160 40 18 160 0 160 80 160 13120 160 120 120 80 17 120 40 120 40 120 1240 0 40 80 120 16 0 80 80 160 80 11

40 120 0 0 0 10 80 160 0 120 0 5160 40 40 40 160 9 40 120 40 0 40 4

0 80 160 160 40 8 160 0 160 80 160 3120 160 120 120 80 7 120 40 120 40 120 240 0 80 80 120 6 0 80 80 160 80 1

trigo N40 barbecho trigo N0 melilotus vicia melilotus vicia barbecho trigo N0 trigo N40largo ensayo

10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 100

Calculo de dosis de Urea por parcela para el maiz (primera y segunda siembra (gramos/parcela) 0 0 gramos/surco

40 0.457 0.046 largo parcela MAIZ 1080 0.913 0.091 surcos 10120 1.370 0.137 espaciamiento 0.525160 1.826 0.183 superficie parcela 52.5

ABONOS VERDES, COBERTURAS COMO ANTECESOR DE MAIZ EN 2 FECHAS DE SIEMBRA, y TRIGO/MAIZ

N

ALAMBRADO NORTE

ALAMBRADO ESTEBLOQUE 1BLOQUE 2

BLOQUE 4 BLOQUE 3

BLOQUE 1

primera fecha

quemado

segunda fecha

quemadoBLOQUE 2

BLOQUE 3BLOQUE 4

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

LC SD LD Sin V Con V Sin V Con V

Sin N Con N

Ren

dim

ient

o en

gra

no (k

g ha

-1)

Sistema de labranza Fertilización con N y uso de Vicia

a a a aaa

b

Vicia como cobertura de invierno para maíz en Balcarce

G. Studdert y col., 2010/11

• Interacción significativa entre fertilización nitrogenada y utilización de vicia en 2010/11

• No hubo efecto significativo ni de la fertilización nitrogenada ni de la utilización de vicia en 2011/12. A pesar del déficit hídrico, la presencia de la vicia como cultivo antecesor, no produjo una reducción especial de los rendimientos

0

50

100

150

200

250

300

350

400

2010 1965

0 N

150 N

0

10

20

30

40

50

60

70

2010 1965

0 N

150 N

N acumulado (kg/ha)

Kg grano

/kg N absorbido

Absorción

Eficiencia Fisiológica

Robles, M. Tesis UNMDP

Avance Genético: Efectos sobre la EUN

El avance genético afecta en mayor medida la EF que la ER

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

0 50 100 150 200 250 300 350

N disponible (kg ha-1)

Incr

emen

to e

n el

N c

umul

ado

en

resp

uest

a a

la re

ducc

ión

de la

di

stan

cia

entre

hile

ras

(%)

35 cm 0N 96-9735 cm 140N 96-9735 cm 0N 99-0035 cm 90N 99-0035 cm 180N 99-0035 cm 0N 00-0135 cm 90N 00-0135 cm 180N 00-0152 cm 0N 99-0052 cm 90N 99-0052 cm 180N 99-0052 cm 0N 00-0152 cm 90N 00-0152 cm 180N 00-01

Inc= 33,3-0,105*Ndispr2= 0,67

Distancia entre Hileras: N acumulado 

La reducción de la distancia entre hileras incrementa el N acumulado a menores disponibilidades de N mayor Eficiencia de Recuperación

0

15

30

45

60

60000 85000 110000

D (pl ha-1)

EUNg

r (kg

_gr k

gN_d

isp-1

)

0

15

30

45

60

60000 85000 110000

D (pl ha-1)

EFgr

(kg_

gr k

gN_a

bs-1

)0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

60000 85000 110000

D (pl ha-1)

ER (k

gN_a

bs k

gN_d

isp-1

)

b aa

** a aaA B C

Pietrobón et al., 2012. Congreso C. Suelo

Densidad: Efectos sobre la EUN 

La mayor densidad incrementa la EUN a partir de una mayor EFN, es decir mas kg de grano por kg de N absorbido

¡¡Muchas gracias!!www.lacs.ipni.netfgarcia@ipni.net