11 El crecimiento de las raíces en los sistemas de labranza de conservación
La labranza de conservación se define como cualquier secuencia de labranza, cuyo objetivo es minimizar o reducir la pérdida de suelo y agua; operativamente, una combinación de labranza o labranza y siembra que deja una cobertura del 30% o más de residuos de cultivos en la superficie (Soil Science Society of America, 2008). Los beneficios de la labranza de conservación son la reducción de la erosión del suelo, la conservación de la humedad del suelo, la evitación de las fluctuaciones de la temperatura del suelo en la profundidad del suelo cultivable y la reducción de los costes de preparación del suelo. Además, se está fomentando el uso de la labranza de conservación como parte de una estrategia para reducir la pérdida de C de los suelos agrícolas (Kern y Johnson, 1993). Las tasas de descomposición son generalmente más lentas en la siembra directa que en la labranza convencional, en la que la descomposición de la materia orgánica del suelo se ve favorecida por la agitación del suelo y las alteraciones del microclima del mismo (Parton et al., 1996). Holland y Coleman (1987) sugirieron que la retención de C aumenta en la siembra directa porque el residuo superficial es descompuesto principalmente por hongos, que tienen una mayor eficiencia de asimilación que las bacterias, que dominan los procesos de descomposición del residuo mezclado en el suelo. Gale y Cambardella (2000) informaron de que había una clara diferencia en la partición del residuo superficial y del C derivado de las raíces durante la descomposición e implican que los efectos beneficiosos de la siembra directa en la acumulación de C orgánico del suelo se deben principalmente a la mayor retención del C derivado de las raíces en el suelo. El conocimiento de cómo crecen los sistemas radiculares de las plantas bajo labranza de conservación es importante porque esta práctica está ampliamente adoptada en muchos países del mundo, sobre todo en países como Estados Unidos, Brasil, Argentina, Canadá y Australia (Bolliger et al., 2006). Se estima que actualmente el 45% del total de las tierras cultivadas en Brasil se maneja con labranza de conservación, aunque en el sur del país esta cifra supera el 80% (Bolliger et al., 2006).
La labranza de conservación reduce la erosión del suelo, conserva la humedad del suelo, conserva energía, aumenta el contenido de materia orgánica del suelo y, en consecuencia, la calidad del mismo. Sin embargo, el laboreo de conservación puede compactar los horizontes superficiales del suelo y puede provocar un pobre crecimiento de las raíces. Los efectos adversos de la compactación del suelo en la producción de cultivos se reconocen desde hace muchos años. Catón el Viejo (234-149 a.C.) escribió que el primer principio de la buena agricultura es arar bien y el segundo principio es arar de nuevo, presumiblemente para proporcionar un lecho de siembra «suave» (bien aireado) (Unger y Kaspar, 1994). El laboreo de conservación aumenta la densidad aparente del suelo (Martino y Shaykewich, 1994), lo que puede inhibir el crecimiento de las raíces en la parte superior del perfil del suelo (Cannell, 1985; Lampurlanes et al., 2001), reduciendo la absorción de nutrientes y el crecimiento de las plantas (Peterson et al., 1984). Qin et al. (2004) informaron de que la densidad de la longitud de las raíces del trigo, el diámetro medio de las raíces y el porcentaje de raíces de diámetro pequeño eran menores en la siembra directa que en la labranza convencional. El diámetro de las raíces puede ser indicativo de los efectos de la fuerza del suelo en el crecimiento de las raíces y afecta la utilización de los nutrientes en el suelo. Sidiras et al. (2001) informaron de raíces de cebada más gruesas bajo labranza convencional que bajo labranza cero. En general, las densidades aparentes que impiden el crecimiento de las raíces son 1,55 Mg m- 3 para las margas arcillosas, 1,65 Mg m- 3 para las margas limosas, 1,80 Mg m- 3 para las margas arenosas y 1,85 Mg m- 3 para las arenas finas margosas (Miller, 1986).
Las diferencias inducidas por el laboreo en el estado de los nutrientes del suelo también pueden tener un impacto significativo en el crecimiento de las raíces (Qin et al., 2004). El laboreo de conservación a menudo da lugar a la estratificación de los nutrientes del suelo, especialmente de los nutrientes inmóviles como el P (Crozier et al., 1999; Holanda et al., 1998; Logan et al., 1991). Esto produce una mayor fertilidad del suelo cerca de la superficie del mismo que, en contraste con los efectos de la compactación descritos anteriormente, provoca un aumento de la densidad de la longitud de las raíces cerca de la superficie del suelo bajo labranza de conservación (Cannell y Hawes, 1994; Gregory, 1994). Con frecuencia, el crecimiento de las raíces es mayor de 0 a 5 cm en los sistemas de labranza de conservación y sin labranza que en los sistemas de labranza convencional (Chan y Mead, 1992; Rasmussen, 1991; Wulfsohn et al., 1996).
Se ha informado del hinchamiento de las raíces de altramuces (Lupinus angustifolius L.) cultivados en suelo compactado (Atwell, 1989), de cebada (H. vulgare L.) bajo impedimento mecánico (Wilson et al., 1977), y de mostaza (Brassica sp.) en suelo seco (Vartanian, 1981). Los estudios sobre el alargamiento de las raíces del algodón en función de la resistencia del suelo y del contenido de agua del suelo mostraron que el alargamiento de las raíces es más sensible a la resistencia del suelo que al contenido de agua (Taylor y Ratliff, 1969). El volumen de las raíces se vio menos afectado que la longitud, lo que indica un aumento del diámetro de las raíces (Ball et al., 1994). Chassot et al. (2001) informaron de que la labranza de conservación disminuye la temperatura del suelo, y ésta puede ser la razón principal del escaso crecimiento de las raíces y los brotes de las plántulas de maíz en comparación con la labranza convencional en condiciones húmedas templadas.
Considerando las muchas ventajas de la labranza de conservación en comparación con la labranza convencional, los efectos de la compactación del suelo producidos por la labranza de conservación pueden ser minimizados. Unger y Kaspar (1994) informaron de que los cultivos de raíces profundas en rotación ayudarán a evitar o aliviar la compactación, mejorando la distribución de las raíces y aumentando la profundidad de enraizamiento. Estos autores también informaron de que las condiciones meteorológicas y la humedad del suelo pueden potenciar o disminuir los efectos de la compactación en el crecimiento de las raíces. Incluso si la compactación limita el crecimiento de las raíces, los acontecimientos meteorológicos posteriores pueden potenciar o disminuir el efecto de la limitación de las raíces en el crecimiento del cultivo. El primer autor ha llevado a cabo experimentos de campo en una rotación de arroz y frijoles secos en tierras altas utilizando labranza de conservación en Oxisoles brasileños. El sistema radicular del arroz de secano se vio afectado negativamente, y los rendimientos del arroz fueron bajos (alrededor de 2000 kg ha- 1), aproximadamente la mitad de lo esperado en un experimento de campo con preparación convencional del suelo y condiciones ambientales favorables. Sin embargo, los rendimientos de las judías secas fueron superiores a 3000 kg ha- 1 (Fageria, 2008; Fageria y Stone, 2004). De ahí la importancia de seleccionar el cultivo adecuado.