Variabilidad espacial de la fertilidad del suelo (Primera parte)El conocimiento de la variabilidad espacial de las propiedades del suelo y, a su vez, de los indicadores productivos de los frutales, resulta de gran importancia para diferenciar los sitios o sectores homogéneos sobre los cuales se podría establecer un manejo del sitio específico y así producir con la calidad, rendimiento, eficiencia y cuidado deseado.Viernes, 28 de julio de 2017 a las 8:30
Carlos Sierra
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Carlos Sierra
La producción agrícola es una actividad económica cuyo objetivo es producir de manera rentable frutas u hortalizas que, consumidas en fresco o procesadas, permitan satisfacer la demanda de los consumidores. Dicha producción está fuertemente influenciada por el manejo agronómico del cultivo y controlada por la calidad o potencial del sitio en que este se encuentra, lo que se relaciona principalmente a factores climáticos y edáficos.
En efecto, este último factor es de gran representatividad, ya que desafortunadamente los suelos chilenos, en una misma área de producción, muestran una elevada variabilidad en sus propiedades físico-químicas (fertilidad) y una distribución sesgada de los valores.
En relación a esto, diversos investigadores señalan que la variabilidad de las propiedades del suelo y, por consiguiente, los rendimientos de los cultivos, ha sido reconocida desde los albores de la agricultura. Esta variabilidad ha estado determinada por factores de formación del suelo y del manejo histórico del mismo, de los cultivos y las condiciones climáticas. También la posición en el paisaje y su geomorfología presente son importantes factores incidentes en la variabilidad espacial del suelo. Es muy difícil que los suelos de un campo sean uniformes y que su variabilidad sea normal. De hecho, en áreas de suelos aluviales, bajo esta condición, los suelos son variables, aún en cortas distancias.
Lo anteriormente planteado ha significado una prescripción de un manejo promedio, aplicado a toda el área productiva, escapando, en parte, de la dificultad que significa la alta variabilidad espacial del suelo, lo que provoca respuestas heterogéneas de las plantas, las cuales se traducen en una elevada variabilidad en el rendimiento y/o calidad de la producción.
En base a lo antes señalado, resulta gravitante que existan suficientes medios y tecnologías de estadística espacial, sistemas de información geográfica, sistemas de posicionamiento global dentro de los manejos de sitios específicos o agricultura de precisión, que posibiliten el conocimiento del sitio y la planta para tomar decisiones adecuadas en los manejos, para que puedan ser aplicados con la mayor eficiencia posible en un potrero o cuartel de frutales.
De hecho, la condición que generó la agricultura de precisión y la aplicación variable en particular fue la variabilidad espacial, que es la variación de las características medidas en el cultivo y el suelo en distancia y profundidad. Se reconoce, además, que existe variabilidad en todos los sectores, observándose principalmente en factores como contenido de humedad, textura, topografía, vigor del cultivo, incidencia de plagas, malezas e insectos y, por ende, en la productividad.
Por lo tanto, el conocimiento de la variabilidad espacial de las propiedades del suelo y, a su vez, la variabilidad espacial de los indicadores productivos de los frutales, con posibilidad de diagnosticarlos, correlacionarlos e identificarlos, resulta de gran importancia para diferenciar espacialmente los sitios o sectores homogéneos sobre los cuales se podría establecer un manejo del sitio específico y así producir con la calidad, rendimiento, eficiencia y cuidado deseado.
En efecto, los estudios de variabilidad espacial son importantes debido a que tomando los cambios espaciales de ciertas características del suelo (ejemplo fertilidad) de un cultivo determinado, puede estimarse su proceso y de esta manera incrementar la certeza de los pronósticos de sus respuestas bajo ciertos manejos.
Por otra parte, las características del cultivo y del suelo no sólo varían en la distancia y profundidad como variabilidad espacial, sino también lo hacen con el tiempo. Se puede afirmar que algunas características del suelo son muy estables y cambian muy poco a través del tiempo, como la textura y el contenido de materia orgánica. Otras, en cambio, como el nivel de nitratos y contenido de humedad, pueden cambiar rápidamente las condiciones de cultivo, incluso en cuestión de horas.
La fertilidad del suelo varía horizontalmente y en profundidad. El historial de los cultivos, rendimientos, fertilizaciones y laboreos, agregan variabilidad por extracción y aporte de nutrientes, pudiendo modificar muchas propiedades estables, como el pH, en el mediano plazo.
La movilidad de algunos elementos en el suelo, como los nitratos, pueden explicar su enorme variabilidad espacial, sin embargo, también hay gran variabilidad de elementos que son muy poco móviles en el suelo como el fósforo, que al igual que el nitrógeno, también puede tener una variabilidad estacional, según la actividad microbiológica, producto de cambios en la temperatura y humedad del suelo.
La variabilidad espacial se aprecia cuando la distribución de los valores, por ejemplo, de un análisis de suelo no siguen una distribución normal -en la cual la media es igual a la mediana, la mitad de los puntos muestreados se encuentra sobre fertilizado y la otra subfertilizada- sino que log-normal (sesgado hacia la izquierda). En este caso unos pocos valores altos harán que el promedio del análisis se sobreestime siendo mayor a la mediana. Esto implica que más del 50% del predio será subfertilizado. El caso contrario sucederá si los valores son sesgados a la derecha (promedio menor a la mediana), lo que implica sectores sobre fertilizados. De acuerdo a este análisis, se debería recomendar el Manejo de Nutrientes Sitio Específico (MNSE), con el fin de redistribuir el fertilizante según las necesidades de cada sector del predio.
La variabilidad espacial de las propiedades del suelo, y como tal los rendimientos de los cultivos, están determinados principalmente por los procesos de formación de los mismos (factores intrínsecos), el manejo histórico de las explotaciones y el apotreramiento en unidades de superficies variables (factores extrínsecos).
Además, otros factores inherentes al suelo generan variabilidad, como la topografía, la profundidad, la textura y la salinidad, entre otros; y aquellos producidos por la acción del hombre, como la fertilización, la compactación, el laboreo y otros.
Variabilidad espacial del suelo en Chile
La distribución espacial de los suelos a nivel nacional es de gran complejidad, debido a que el territorio es de una topografía muy accidentada, por lo tanto, es dable esperar la ocurrencia de importantes variaciones en los patrones generales del suelo. Esto, además, afecta fuertemente la proyección de la información agronómica generada por los centros de investigación agrícola. El comportamiento de la vid en el valle de Copiapó es muy distinto al de Ovalle o el de Rancagua. Además, no sólo varía el suelo, sino también el clima, lo que incrementa aún más la variabilidad de la respuesta de las plantas a distintos manejos.
Cabe destacar que la mayor variación en un suelo aluvial regado, correspondiente a la serie Maipo de 5.76 ha, correspondió a los nitratos seguida del P Olsen y finalmente el K de intercambio, de acuerdo al coeficiente de variación en un muestreo intensivo de grillas de 24 x 24 metros.
trbgcolor=»#faf9f9″>table width=»100%» border=»0″ cellspacing=»0″ cellpadding=»0″>NutrienteC.V. (%)N -NO3 (ppm)47.2P Olsen (ppm)37.3K de intercambio (ppm)18.5Fuente: Suárez (1978).
Como ejemplo de una situación muy diferente, se puede señalar la condición de los suelos de la pampa húmeda argentina, cuyo suelo se mantiene bastante uniforme. Si bien igualmente existe variabilidad, esta se da a una escala mucho mayor.
En el pasado reciente los productores agrícolas no disponían de las herramientas necesarias para medir efectivamente la variabilidad espacial o localizar los sectores con problemas de productividad dentro de un área de producción. Sobre la base de esto, nació la agricultura de precisión (AP) o manejo de sitio específico (MSE), la cual permite medir y manejar la variabilidad espacial para potencialmente aumentar la eficiencia productiva y disminuir el impacto ambiental.
La agricultura de precisión o manejo de sitio especifico
La agricultura de precisión (AP) se define como la utilización de modernas herramientas que permiten la obtención y análisis de datos georeferenciados, que mejoran el diagnóstico, la toma de decisiones, la eficiencia en el uso de los insumos y la producción con sustentabilidad del sistema productivo. Esto engloba el uso de modernas tecnologías para el manejo de suelos, insumos y cultivos insertos en variaciones espaciales y temporales.
La AP es una excelente herramienta, útil para maximizar los rendimientos en determinados sitios y minimizar los costos en áreas del lote con limitantes económicas incorregibles, debido a que es capaz de recolectar datos georeferenciados, los cuales van desde las características del suelo, estado nutricional, hasta la disponibilidad hídrica del cultivo y su relación con el rendimiento y calidad variable de un sitio, sector o plantas.
Además, la AP permite la aplicación de insumos agrícolas de forma variable dentro de un sitio de producción, a través de la recolección de información en forma espacial con GPS (sistemas de posicionamiento global) y el manejo de la misma con sistemas de información geográfica (SIG) por coordenadas. Asimismo, el manejo del sitio específico (MSE), que implica la aplicación de manejos de forma diferencial, requiere que los distintos sectores definidos posean características homogéneas y puedan representar unidades desde un metro cuadrado hasta un potrero completo, dependiendo del nivel de detalle al que se trabaje.
La tecnología de dosis variables (TDV) en MSE podría ser usada cuando los potreros varíen ampliamente en términos de propiedades del suelo, lo que a su vez puede afectar su rendimiento.
En la AP además existen dos aproximaciones para la aplicación variable de insumos. La primera se basa en el muestreo y mapeo de los factores de producción a ser manejados de forma diferencial (involucra la recolección de muestras de suelo y cultivo para obtener información sobre cómo varían las condiciones en el sitio, como por ejemplo la fertilidad del suelo), mientras que la segunda se relaciona con la elaboración de mapas de variabilidad para la aplicación variable de los insumos. La segunda aproximación es el sensoramiento directo del suelo y/o cultivo para la aplicación inmediata de los insumos de forma variable. El uso de una y otra dependerá de su costo y la tecnología disponible.
Es importante destacar que la variabilidad espacial de los suelos es mayor en los suelos de la zona norte, especialmente en aquellos ubicados en los valles transversales. Es importante tener en cuenta que esta tiende a disminuir hacia los suelos de la zona central.
Muestreo de las propiedades y niveles de fertilidad del suelo
El muestreo del suelo tiene como objetivo principal obtener información sobre la fertilidad de un suelo en particular.
En el caso del muestreo, lo mejor para obtener un adecuado diagnóstico de las necesidades de fertilización del suelo es que la muestra que se envía al laboratorio de servicio represente lo más fielmente posible lo que allí ocurre. Para ello, considerando que es muy heterogéneo en sus características, se debe conocer su grado de variabilidad con el fin de determinar sistemas de muestreo que tengan una precisión adecuada.
En efecto, cuando se muestrea el suelo con fines de fertilidad, normalmente se obtiene una muestra compuesta de áreas consideradas visualmente homogéneas. Sin embargo, cuando los suelos son altamente variables y se fertiliza en base al promedio, existirán sectores subfertilizados y otros sobre fertilizados, los cuales inciden enormemente en el potencial productivo y económico del cultivo.
La distribución del muestreo debe ser representativa del sector. Por lo mismo, es preciso subdividir el sector o huerto en unidades que aseguren homogeneidad dentro de ellas. En ese sentido, se deben tomar suficientes plantas individuales y muestrearlas.
Un análisis tanto de suelo como foliar debe reflejar las diferencias de disponibilidad de nutrientes que existen entre predios, entre potreros de un predio o dentro de un mismo potrero. Su fin es racionalizar la fertilización, mejorar su eficiencia y aumentar su rentabilidad.
La clave para describir adecuadamente la variabilidad, por ejemplo, de las propiedades químicas del suelo que pudiesen limitar el rendimiento, es la obtención de muestras espacialmente dependientes, es decir, partir de la base de que «las cosas cercanas están más relacionadas entre sí que las que se encuentran lejos», para la posteriormente interpolar y generar mapas. Para ello, debe utilizarse algún tipo de diseño de muestreo sistemático con una intensidad (distancia) menor al rango de dependencia espacial. El rango, definido como la distancia en terreno sobre la cual las muestras se hacen independientes, es único para un tipo de suelo determinado y para cada propiedad en particular; esto significa que en la práctica la intensidad de muestreo es distinta dependiendo de qué propiedad se desee describir y de qué suelo se trate. Además, desafortunadamente, no existen recetas para diseñar un plan de muestreo que describa adecuadamente la variabilidad de las propiedades químicas del suelo espacialmente. Por lo tanto, lo más importante es que el muestreo sea intensivo en el número de submuestras.