Estudio de caso de labranza cero de Richter: Uso de cócteles de cultivos de cobertura en un sistema de cultivo basado en forraje

Por Susan Tallman, agrónoma de NCAT

Resumen

Un sistema de cultivo basado en forraje elimina rutinariamente la mayor parte de la biomasa vegetal de la tierra empacando heno o cortando ensilaje. Esto resulta en residuos vegetales inadecuados para la función saludable de la biología del suelo y la protección del suelo. Una solución, utilizada por Marlyn y Patrick Richter en Dakota del Norte, es cultivar un cóctel de cultivos de cobertura multiespecie después de una cosecha temprana de forraje para agregar los residuos necesarios, la materia orgánica y los nutrientes disponibles del suelo para el cultivo comercial posterior.

Contenido

Introducción
2007 Cóctel de cultivo de cobertura después de la cosecha temprana de forraje
Cosecha de maíz de campo 2008
Más beneficios y más allá
Referencia

Introducción

Los hermanos Marlyn y Patrick Richter cultivan 2600 acres de granos comerciales y forrajes en su operación diversificada de vacas lecheras y de carne en Menoken, Dakota del Norte, cerca de Bismark. Su granja incluye un corral de engorde para la alimentación personalizada de fondo de 450 reses de carne, una operación lechera de 120 vacas Holstein y un rebaño de 160 pares de vacas / terneros Black Angus para la producción de carne. Los Richters también crían sus propias novillas lecheras y de reemplazo de carne. En un momento dado, los Richter pueden tener 750 o más cabezas de ganado en su granja.

Los Richters utilizan sus tierras de cultivo como la principal fuente de alimento para su ganado, con la mayor parte de las tierras de cultivo dedicadas a la producción de forraje, como heno y ensilaje. Alrededor de la mitad de sus cultivos se utilizan para alimentar a su ganado, y la otra mitad de sus cultivos se venden por dinero en efectivo fuera de la granja.

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

La granja Richter tiene frágiles suelos arenosos y francos arenosos, muchos de los cuales están clasificados como Tierra Altamente Erosionable (HEL). Su granja tiene una historia 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, todavía tenían erosión eólica. Cuando comenzaron un sistema de labranza cero en 2001, su objetivo principal era reducir la erosión eólica.

Vieron algunas mejoras en su suelo al cambiar a un sistema de labranza cero. Cuando comenzaron a labrar cero, sus niveles de materia orgánica del suelo estaban entre 0.9% y 1.8%. Nueve años después, sus niveles de materia orgánica en el suelo promedian entre 1.8% y 2.6%.

Sin embargo, incluso después de convertirse a labranza cero, los Richter tuvieron dificultades para mantener suficientes residuos en la superficie del suelo. Debido a que gran parte de la biomasa del cultivo se retiró 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 sacar toda la cosecha del campo para alimentar a su ganado. El desafío es tener la paciencia y la previsión para dejar suficientes residuos en el campo para proteger el suelo. Este residuo mejorará la salud del suelo y la salud general de toda la granja a largo plazo.

La falta de residuos en los campos de los Richters presentaba algunos problemas. En primer lugar, sin la armadura de los residuos del suelo, sus tasas de evapotranspiración (ET) y las temperaturas del suelo eran demasiado altas. Las temperaturas del suelo tomadas por NRCS durante las temporadas de crecimiento pasadas excedieron rutinariamente los 100 ° F en suelos desnudos. En contraste, suelos similares con residuos superficiales registraron lecturas por debajo de 85 ° F. Sus suelos calientes estaban perdiendo más agua por evaporación de lo necesario.

Los Richters también querían más materia orgánica para retener nutrientes en el suelo durante grandes eventos de lluvia. Debido a que sus suelos son arenosos y tienen poca materia orgánica, una fuerte lluvia de dos pulgadas o más causaría que el nitrato en el suelo se filtre profundamente en el perfil del suelo. Esto causó que sus cultivos se volvieran amarillos a medida que el nitrato salía de la zona de la raíz.

Los Richters planearon mejorar sus niveles de materia orgánica del suelo plantando una mezcla diversa de cultivos de cobertura que proporcionaría un residuo con alto contenido de carbono. Sin embargo, les preocupaba que el cultivo de cobertura utilizara demasiada humedad del suelo y, por lo tanto, disminuyera el rendimiento de cualquier cultivo posterior. Los suelos de los Richters son arenosos, con un rango de 3.7 a 6.1 pulgadas de capacidad de agua disponible en los cuatro pies superiores del suelo. Esto se compara con nueve pulgadas de capacidad de agua disponible en los suelos arcillosos vecinos. Los Richter esperaban que la mejora de los niveles de materia orgánica aumentaría la capacidad de retención de agua de su suelo.

Tabla 1. Promedio de agua disponible a capacidad de campo, Richter Farms

Profundidad del suelo (pies)	Agua disponible (pulgadas) Lihen Loamy Arena fina	Agua disponible (pulgadas) Parshall Fine Sandy Loam
0 -1	1.2	1.9
1- 2	1.1	1.6
2- 3	0.7	1.4
3 – 4	0.7	1.2
TOTAL	3.7	6.1

2007 Cóctel de cultivo de cobertura después de la cosecha temprana de forraje

Con el fin de abordar varias preocupaciones de recursos, los Richters plantaron un cóctel de cultivos de cobertura diverso en 72 acres de tierras de cultivo (Tabla 3). Plantaron este cultivo de cobertura a principios de julio de 2007 después de una cosecha de avena y guisantes que había sido cortada para ensilaje en junio.

Cócteles de cultivo de cobertura

Los cócteles de cultivos de cobertura son múltiples especies de plantas de cultivos de cobertura sembradas juntas para proporcionar beneficios de cultivos de cobertura. La técnica se ha utilizado en Dakota del Norte desde 2001 y típicamente incorpora seis o más especies en una sola mezcla. El interés en los cócteles de cultivos de cobertura comenzó después de que varios agricultores de Dakota del Norte asistieron a una conferencia de labranza cero donde se destacó el éxito de los cócteles de cultivos de cobertura en sistemas de labranza cero en Brasil (Bollinger et al., 2006).

Los Richters tenían varias preocupaciones de 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 proporciona un segundo conjunto de raíces en el suelo, lo que aumenta la cantidad de material orgánico que se convertirá en materia orgánica del suelo.
3. Ciclo de nutrientes: uso de especies de raíces profundas para capturar nitrógeno profundo y liberarlo cerca de la superficie del suelo para cultivos de raíces menos profundas.
4. Residuo superficial: proporciona residuos adicionales para la erosión y el control de 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; Gestionar los residuos de una manera que permita devolverlos a la superficie del suelo.

Tabla 2. 2007 Mezcla de cóctel de cultivo de cobertura

Especie	Tasa/acre (libras)	Tipo de temporada	Tipo de planta
Mijo	8	Cálido	Hierba
Fríjol	10	Cálido	Hoja ancha
Soja	15	Fresco	Hoja ancha
Nabo	½	Fresco	Hoja ancha
Rábano oleaginoso	1	Fresco	Hoja ancha
Girasol	1	Cálido	Hoja ancha
Trébol dulce	1	Cálido	Hoja ancha

Para evaluar el rendimiento del cultivo de cobertura, los Richters diseñaron una prueba 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 granos posterior en 2008. Los hermanos realizaron estas tres pruebas de campo en una parcela de 120 acres que había sido cosechada para ensilaje de guisantes y avena en junio de 2007.

El campo 1 tenía un total de 72 acres y contenía el cóctel de cultivos de cobertura sin estiércol agregado. El campo 2 tenía 16 acres y no tenía cultivos de cobertura, pero tenía una adición de 10 toneladas de estiércol por acre a fines del verano de 2007 (del 15 de julio al 15 de agosto). El campo 3 tenía 32 acres y no tenía cultivos de cobertura ni adición de estiércol. Todos los campos eran adyacentes entre sí, con cortavientos que corrían de este a oeste a lo largo de la parcela.

Tratamientos de campo y observaciones

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

Para el 2 de agosto, el Campo 1 tenía una buena cubierta de dosel 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 ningún herbicida adicional porque el cultivo de cobertura proporcionó suficiente supresión de malezas.

Para el 1 de octubre, el Campo 1 estaba justo por encima de la cintura y listo para pastar. La mayor parte del crecimiento del cultivo de cobertura todavía estaba verde, con poco daño por heladas.

Los cultivos de cobertura se pueden terminar de varias maneras, incluida la cosecha mecánica, el laminado, la fumigación con herbicida, la matanza invernal o el pastoreo. Los Richters decidieron pastar el cultivo de cobertura para obtener el beneficio adicional de una fuente de forraje adicional.
para sus vacas y terneros. El pisoteo de los cascos del ganado también proporciona un beneficio adicional en
Mejorar el ciclo de nutrientes al poner más biomasa en contacto con la superficie del suelo para
Descomposición por los microbios del suelo. El pastoreo también crea varios niveles de estructura vegetal para la protección contra la erosión, con parte del material vegetal dejado en pie y algo pisoteado en la superficie.

Debido a que el propósito principal del cultivo de cobertura era agregar residuos, solo querían tomar la mitad del cultivo de cobertura para el pastoreo. La otra mitad se dejaría para la armadura del suelo y como un medio para estimular la biología del suelo. Dejar la mitad del residuo del cultivo de cobertura fue la forma en que los Richters resolvieron El desafío del ganadero.

Pastoreo del cultivo de cobertura

Los Richters convirtieron 141 parejas de vacas y terneros en el Campo 1 el 1 de octubre. Antes del pastoreo, pesaban cada ternero. El promedio de peso inicial del ternero antes de pastorear el cultivo de cobertura fue de 580 libras.

El ganado pastó durante 17 días y salió del Campo 1 el 17 de octubre. Después de este período de pastoreo, los terneros fueron pesados nuevamente. El peso final promedio fue de 632 libras, lo que se traduce en un aumento de peso promedio de 52 libras por ternero, o 3.1 libras por ternero por día, una muy buena tasa de ganancia, especialmente cuando se compara con las tierras de pastoreo nativas en esa época del año.

Cuando Marlyn y Patrick notaron las preferencias de pastoreo del ganado en el cultivo de cobertura, hicieron varias observaciones. El ganado tenía preferencias definidas y pastaba el cultivo de cobertura en el siguiente orden:

1. Cabezas de mijo
2. Hojas de mijo
3. Soja, caupí, girasol
4. Hojas de Brassica (nabo y rábano)
5. Raíces de Brassica

Mientras las vacas pastaban el cultivo de cobertura, se tomó una muestra fecal para averiguar si se satisfacían las necesidades dietéticas del ganado (Tabla 3).

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

Material	Importe
Proteína cruda	15.01%
Materia orgánica digerible	65.95%
Nitrógeno fecal	2.38%
Fósforo fecal	0.60%

Muestras analizadas por Grazingland Animal Nutrition Lab, Texas A & M University

La proporción de materia orgánica digerible a proteína cruda se utiliza como una medida de la eficiencia ruminal en el ganado. Un rango aceptable para esta relación es entre 4:1 y 7:1, siendo 4:1 ideal. Esta proporción para el ganado Richter fue de 4.39: 1, lo que indica que el cultivo de cobertura no era demasiado exuberante, ni demasiado seco para el consumo de ganado.

El pastoreo directo no solo benefició al suelo, sino que también ayudó al resultado final. No había ningún costo para cosechar y almacenar el forraje. Tampoco existía el costo adicional de mover el estiércol del área de alimentación y aplicarlo a los campos. El pastoreo directo ahorró tiempo y dinero a los Richters, lo cual es un beneficio adicional del cultivo de cobertura.

Análisis del presupuesto de cultivos de cobertura

Los Richters calcularon el ingreso bruto del pastoreo del cultivo de cobertura en $ 111 por acre, como se muestra en la Figura 2.

El gasto total para el cultivo de cobertura fue de $ 45 por acre. Esto consistió en el costo de la semilla de $ 20 por acre, el costo de la siembra a $ 13 por acre y el costo de una aplicación de glifosato antes de la siembra a $ 12 por acre.

Juntos, estos ingresos y gastos resultan en un ingreso neto de $ 66 por acre.

Si bien los Richter ganaron alrededor de $ 66 en rendimientos medibles, también obtuvieron algunos beneficios intangibles, incluido el tiempo de recuperación de sus tierras de pastoreo nativas. Mientras que el ganado pastaba el cultivo de cobertura, la tierra generalmente pastada en este momento tenía una oportunidad para el rebrote.

En opinión de Marlyn y Patrick, el cultivo de cobertura valió la pena solo por el beneficio del pastoreo. Pero la historia no se detiene 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 de campo 2008

En la primavera de 2008, después del año de cultivo de cobertura, los Richters hicieron algunas observaciones de los tres campos de cultivo en su prueba. En primer lugar, no hubo erosión eólica notable en el Campo 1. En contraste, los campos 2 y 3 tuvieron cierta erosión eólica observable, particularmente en las perillas más arenosas más alejadas de los cortavientos. Además, hubo poca presión de malezas en el Campo 1 y una presión significativa sobre las malas hierbas en los Campos 2 y 3.

Luego, observaron aproximadamente tres veces la población de lombrices de tierra en el Campo 1 en comparación con los Campos 2 y 3.

Además de estas observaciones visuales, también midieron el agua disponible y la capacidad de agua en cada campo. Les preocupaba que el cultivo de cobertura pudiera haber utilizado demasiada humedad del suelo y que el Campo 1 hubiera disminuido los rendimientos de maíz como resultado.

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

Tabla 4. Pulgadas estimadas de agua disponible
(Muestreado el 6 de mayo de 2008. Granjas Richter. Tipo de suelo: Parshall Fine Sandy Loam. Pruebas realizadas por USDA-ARS Lab, Mandan, Dakota del Norte)

Profundidad (pulgadas)	Campo 1 Cultivo de cobertura (Pulgadas de agua disponible)	Campo 2 Sin cultivo de cobertura (Pulgadas de agua disponible)	Agua disponible (pulgadas) a capacidad de campo
0 – 6	0.4	0.4	1.0
6 – 12	0.6	0.5	0.9
12 – 24	0.8	0.9	1.6
24 – 36	0.7	0.7	1.4
36 – 48	0.5	0.6	1.2
Total ( 0 – 48)	3.0	3.1	6.1

El 5 de mayo, los Richters plantaron maíz Pioneer 39D80 en los tres campos a una tasa de 19,000 plantas por acre.

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

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

Mes	Precipitación (pulgadas)	Salida de Normal (pulgadas)
Enero	0.11	-0.34
Febrero	0.41	-0.1
Marzo	0.45	-0.4
Abril	0.73	-0.73
Mayo	1.27	-0.95
Junio	3.92	1.33
Julio	2.84	0.26
Agosto	1.13	-1.02
Septiembre	2.46	0.85
Octubre	1.73	0.45
Noviembre	2.25	1.55
Diciembre	1.41	0.97
Total	18.71	1.87

Fuente: NOAA, Resumen Climatológico Anual 2008, Estación 320819

Los tres campos recibieron el mismo tratamiento de fertilidad durante 2008. El fertilizante comercial (21-24-12) se aplicó a los tres campos a una tasa a granel de 200 libras por acre. (Recuerde que el estiércol se había aplicado al Campo 2 en 2007, pero no a los Campos 1 y 3).

Los Richters aplicaron glifosato a los tres campos para el control de malezas justo después de la siembra de maíz en mayo. Los tres campos fueron rociados nuevamente 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 suprimir el crecimiento de malezas hasta que el maíz desarrolló un dosel a fines de junio. Los campos 2 y 3 no tenían este residuo, y requerían la aplicación adicional de herbicida.

El maíz fue cosechado para grano el 31 de octubre de 2008, y un carro de pesaje estaba disponible para ayudar a registrar los datos de rendimiento y humedad de cada campo. Los Richters decidieron deliberadamente cosechar este cultivo para grano en lugar de ensilaje, con el fin de dejar más residuos en el campo.

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

Campo	Tratamiento 2007	Peso por fanega	Humedad	Rendimiento por acre
1	CC, sin estiércol	56.5	14.9	82.8
2	Sin CC, estiércol	55.5	13.9	87.3
3	Sin CC, sin estiércol	55.5	14.1	73.5

Análisis del presupuesto de cultivos de maíz

Si bien el Campo 2 tuvo el mayor rendimiento, el análisis presupuestario muestra que el Campo 1 fue en realidad más rentable. El ingreso bruto para cada campo se presenta en la Tabla 8.

Tabla 7. Cosecha de maíz 2008 Ingreso bruto por acre

Campo	Tratamiento	Rendimiento Por acre	Precio al contado	Ingresos brutos Por acre
1	CC, sin estiércol	82.8	US$ 3.50	US$ 289.80
2	Sin CC, estiércol	87.3	US$ 3.50	US$ 305.55
3	Sin CC, sin estiércol	73.5	US$ 3.50	US$ 257.25

La mayoría de los gastos fueron los mismos para todos los campos. Sin embargo, se aplicaron menos herbicidas y sin estiércol al Campo 1, lo que redujo significativamente el costo de producción.

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

	Campo 1	Campo 2	Campo 3
Fertilizante	51.30	51.30	51.30
Semilla	33.33	33.33	33.33
Siembra	16.00	16.00	16.00
Estiércol	0	12.50	0
Herbicida	31.90	47.85	47.85
Cosecha	25.00	25.00	25.00
Terreno Exp.	35.00	35.00	35.00
Recortes.	35.00	35.00	35.00
Gastos totales	US$ 227.53	US$ 255.98	US$ 243.48

Cuando los gastos se combinan con el ingreso bruto, el ingreso neto resulta:

Tabla 9. 2008 Ingreso neto de maíz por acre

	Campo 1	Campo 2	Campo 3
Gastos totales	227.53	255.98	243.48
Ingresos brutos	289.80	305.55	257.25
Ingresos netos	US$ 62.27	US$ 49.57	US$ 13.77

A pesar de que el Campo 2 tuvo el mayor rendimiento, con 87.3 bushels por acre, solo devolvió $ 49.57 por acre a la línea de fondo. En contraste, el Campo 1 tuvo el mejor retorno de ingresos con $ 62.27 por acre, a pesar de que rindió menos, a 82.8 bushels por acre. El campo 3 no pudo competir con los otros dos y trajo solo $ 13.77 por acre a la línea de fondo. El campo 3 tenía la doble amenaza de bajo rendimiento y alto costo de insumos.

El cultivo de cobertura no solo trajo ingresos a la línea de fondo en 2007 a través del pastoreo, sino que también ayudó a la línea de fondo en la cosecha de maíz de 2008. Este fue un doble beneficio positivo además de la mejora de la salud del suelo.

Más beneficios y más allá

Después de la cosecha de maíz en 2008, los Richters decidieron pastar el residuo del tallo de maíz en los tres campos. Produjeron 153 vacas durante 20 días, lo que les ahorró alrededor de $ 2,760 en costos directos de alimentación.

Tanto Marlyn como Patrick dicen que el valor que el cultivo de cobertura ha aportado a la salud de su suelo no tiene precio. Ven un beneficio en el resultado final, pero el beneficio más importante es la mejora en la salud de su suelo. Esperan continuar usando un cultivo de cobertura en cada campo cada tres o cuatro años, después de un cultivo de forraje cosechado en junio. Cuando se utiliza un cultivo de cobertura, planean dejar al menos la mitad del residuo para los beneficios para la salud del suelo. Descubren que si un ganadero es paciente y está dispuesto a poner la salud del suelo como una prioridad, las recompensas volverán a él de múltiples maneras.

El desafío de Stockman es mejorar la calidad del suelo mientras se utiliza simultáneamente el suelo para proporcionar alimento al ganado. Los hermanos Richter demostraron que el uso de un cóctel de cultivos de cobertura multiespecie resultó en un suelo más saludable y una granja más saludable.

Referencia

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. Haciendo un balance de la “Revolución de la labranza cero” brasileña: una revisión de la investigación histórica y la práctica de los agricultores. Avances en Agronomía. Vol. 91. págs. 47 a 64.

Estudio de caso de labranza cero, Richter Farm: cócteles de cultivos de cobertura en un sistema basado en forraje
Por Susan Tallman,
NCAT Agrónomo
Publicado en octubre de 2012
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Ranura 438
Versión 102412

Esta publicación es producida por el Centro Nacional de Tecnología Apropiada a través del programa de Agricultura Sostenible de ATTRA, en virtud de un acuerdo de cooperación con el Desarrollo Rural del USDA. ATTRA.NCAT.ORG.