Citación sugerida: Zayas Infante, S., Peña Aguilera, N. I. y Batista Zaldívar, M. A. (2023). Impacto de la aplicación de cobertura vegetal en el cultivo de arroz. La Técnica, 13(2), 79-85. DOI: https://doi.org/10.33936/latecnica.v13i2.5653

Recibido: Marzo 27, 2023

Aceptado: Junio 19, 2023

Publicado: Junio 30, 2023

1Centro Universitario Municipal “Calixto García”, Universidad de Holguín “Oscar Lucero Moya”, Cuba.

2Departamento de Química, Facultad de Ciencias Básicas, Universidad Técnica de Manabí, Portoviejo, Ecuador.

*Autor de correspondencia.

Autores

1Sebastián Zayas Infante

1Norton Ignacio Peña Aguilera

2*Mario Adelfo Batista Zaldívar

Impacto de la aplicación de cobertura vegetal en el cultivo de arroz

Impact of application of vegetable covering on rice cultivation

Resumen

La producción de alimentos en la actualidad es motivo de preocupación de políticos, empresarios e investigadores, debido al incremento de la población mundial y la disminución de la capacidad productiva de los suelos, provocado por su manejo insostenible. El arroz es uno de los alimentos más consumido en el mundo, por lo que incrementar su rendimiento de forma sostenible es una necesidad impostergable. El objetivo de la investigación fue evaluar la aplicación de la siembra de arroz con cobertura vegetal en una unidad de producción agropecuaria cubana como una alternativa ecológica para elevar los rendimientos en el cultivo. Se estableció un diseño de bloques al azar con tres repeticiones, se utilizó la paja de arroz como cobertura vegetal en la parcela experimental versus la forma tradicional de cultivo, en la cual no se utilizó cobertura. Para el procesamiento de los datos recopilados se realizó un análisis de varianza y la comparación de medias por la prueba t de Student con una probabilidad de error del 5%. Fueron evaluados los indicadores morfológicos (altura de la planta, número de hojas y número de hijos) y agroproductivos (m3 de agua consumida por hectárea, rendimiento, biomasa de 1.000 granos, número de granos por panícula y número de panículas por m2). Los resultados demostraron que en el tratamiento donde se empleó la cobertura vegetal se obtuvieron mayores rendimientos y menor consumo de agua.

Palabras clave: cobertura vegetal; indicadores morfológicos; paja de arroz; rendimiento.

Abstract

Food production is currently a matter of concern for politicians, business people and researchers, due to the increase in world population and the decrease in the productive capacity of soils, caused by unsustainable management. Rice is one of the most consumed foods in the world, so increasing its yield in a sustainable way is an urgent need. The objective of the research was to evaluate the application of rice planting with vegetative cover in a cuban agricultural production unit as an ecological alternative to increase rice yields. A randomized block design with three replications was established; rice straw was used as a cover crop in the experimental plot versus the traditional form of cultivation, in which no cover crop is used. For the processing of the data collected, an analysis of variance and the comparison of means by Student’s t-test with a probability of error of 5% were carried out. Morphological indicators (plant height, number of leaves and number of progeny) and agro-productive indicators (m3 of water consumed per hectare, yield, biomass of 1,000 grains, number of grains per panicle and number of panicles per m2) were evaluated. The results showed that higher yields and lower water consumption were obtained in the treatment where the vegetative cover was used.

Keywords: vegetative cover; morphological indicators; rice straw; yield.

Introducción

La producción de alimentos tiene en la época actual una importancia decisiva ante el acelerado incremento de la población mundial, por lo que la agricultura, como principal actividad desarrollada por el hombre con este fin, deberá cumplir con estas expectativas.

Para el logro de tales propósitos, el productor agrario ha experimentado un profundo cambio, sobre todo en las últimas décadas y de agricultor, ha pasado a ser considerado empresario. Esto se debe a la evolución de la política agraria común, a la modernización agraria y a la globalización de la economía. A esto se suma que actualmente las producciones agropecuarias deberán desarrollarse bajo los principios de la sustentabilidad (Escobar, 2009; Kassam et al., 2015; Gómez y Lara, 2016; Ruiz et al., 2016).

El arroz es uno de los productos agrícolas más consumidos en el mundo. Los países asiáticos son los mayores consumidores. En Latinoamérica es el cuarto alimento más consumido, por lo que es base fundamental para la seguridad alimentaria. El cultivo del arroz demanda de gran cantidad de agua (FAO, 2019). En los países en vías de desarrollo predominan las reducciones en el rendimiento de la producción de arroz bajo riego por esta causa.

Asimismo, la productividad del arroz es afectada por varios factores, a saber: i) alto costo de los insumos agrícolas necesarios para su cultivo; tales como fertilizantes y plaguicidas, ii) escases de agua para el riego, iii) compactación y erosión de los suelos, entre otras (Guzmán y Serrata, 2018).

La tecnología de siembra directa es asumida cada vez más por los productores. Actualmente se encuentra difundida en Estados Unidos, Australia, Canadá, Paraguay, Uruguay, Brasil, Argentina, Venezuela; y en la India, Nepal y Pakistán en menor escala. La siembra directa viene creciendo a un ritmo acelerado a nivel mundial. Con 19,3 millones de hectáreas, Estados Unidos es el país que ha alcanzado la mayor difusión en términos de área cultivada, le sigue Brasil con 12 millones, Australia con 8,6 millones; Argentina con 7,3 millones; Canadá con 4,1 millones y Paraguay con 800.000 ha (Dabalá, 2009; Pognante et al., 2011; Derpsch et al., 2015; Nocelli, 2017).

La tecnología de siembra directa, que implica la utilización de cobertura vegetal permanente durante el cultivo, proporciona varias ventajas entre las que se destacan el incremento de la fertilidad y la actividad biológica del suelo, la reducción de la compactación y de la erosión, con un impacto positivo en los rendimientos del cultivo (Ciacci, 2014). Incluso, a corto plazo permite incrementar la cantidad de materia orgánica en el suelo mediante la fase, bastante rápida, de humidificación (Gros y Domínguez, 1992), pues “…se forma el humus joven, de evolución rápida, [que] … todavía no está fijado o ligado a las partículas del suelo, sino simplemente mezclado con ellas, tiene una relación C/N superior a 15, es sede de una intensa actividad microbiana y se le puede considerar como un elemento fundamental de la fertilidad del suelo” (Julca et al., 2006, p.50).

Quirós y Ramírez (2019), citando a Pecorari (1998) y Bull (1993), refirieron que: “Los rastrojos y residuos vegetales en descomposición forman una cobertura protectora sobre la superficie del suelo, moderan los cambios de temperaturas en éste, facilitan la infiltración del agua y limitan la evaporación” (p.54). Asimismo, estos autores sostuvieron que la cobertura vegetal evitó la erosión hídrica o eólica, amortiguó el impacto de las gotas de lluvia, redujo la formación de superficies endurecidas (encostramiento) y mitigó el agrietamiento del suelo por la rápida pérdida de humedad.

En Cuba se realizaron experiencias para aplicar esta tecnología en dos municipios del país: en Río Cauto, de la provincia Granma; y en Majibacoa, de Las Tunas; auspiciado por la Organización No Gubernamental (ONG) GTZ de la antigua República Federal Alemana.

El arroz (Oryza sativa) es uno de los renglones productivos más importantes de la Cooperativa de Producción Agropecuaria (CPA) “Guillermón Moncada”, entidad pionera en este cultivo en el territorio. Este cultivo es de vital importancia para la alimentación de la población, actualmente se importan volúmenes considerables de este renglón con el consiguiente impacto en la economía del país, por lo que reviste gran importancia el incremento de los rendimientos en la producción nacional de este cultivo.

En virtud de lo anterior, este trabajo tuvo como objetivo evaluar la aplicación de la siembra de arroz con cobertura vegetal en el comportamiento de diferentes variables del crecimiento vegetativo y el rendimiento en la CPA “Guillermón Moncada”.

Materiales y métodos

El estudio se realizó en la CPA “Guillermón Moncada”, ubicada en la comunidad Los Itabos, municipio “Calixto García”, provincia Holguín, Cuba. La experiencia se desarrolló en el periodo correspondiente a la campaña de invierno 2019-2020, el cultivo antecesor fue la calabaza.

El experimento se realizó sobre un suelo pardo sialítico carbonatado (Hernández et al., 2015) y se empleó un diseño de bloques al azar con dos tratamientos (testigo y tratamiento) y tres repeticiones por cada uno, y fueron evaluadas 10 plantas seleccionadas de forma aleatoria y en los surcos del centro de cada parcela experimental. Para la evaluación se empleó la variedad de arroz IAC-36.

Se emplearon parcelas experimentales de 4 m2 para cada tratamiento (Fuentes et al., 2008; Castro et al., 2011); el método de siembra utilizado fue el de trasplante de forma manual, de plántulas procedentes del semillero con 21 días de edad y el marco de plantación fue de 0,20 m x 0,20 m.

La técnica de riego usada fue aplicación de lámina de agua, la misma consistió en mantener la parcela anegada con una capa de agua de 10 cm de altura, sin afectar el crecimiento del cultivo. La cobertura vegetal utilizada para el tratamiento consistió en restos de cosecha (paja verde) del arroz.

Los tratamientos empleados fueron los siguientes:

Testigo: parcelas sin emplear cobertura vegetal, que constituyó el sistema tradicional para la siembra del arroz, razón por la cual se seleccionó este sistema de cultivo como testigo.

Tratamiento: empleo de cobertura vegetal (paja verde de arroz). Anteriormente en el área se cultivó calabaza, al disponerse de gran cantidad de paja de arroz en áreas cercanas se empleó como cobertura vegetal y de esta forma aprovechar el nitrógeno que la misma aporta al suelo al descomponerse, se cubrió totalmente cada parcela experimental donde se aplicó este tratamiento con una capa de 10 cm de espesor.

Las variables evaluadas en los distintos tratamientos y las metodologías utilizadas fueron:

Altura de la planta a los 15, 45 y 60 días de efectuado el trasplante

Se utilizó una regla graduada en las primeras fases del ciclo vegetativo del cultivo y luego una cinta métrica. El procedimiento empleado consistió en colocar el instrumento de medición de forma vertical al lado de la planta seleccionada, haciendo coincidir el valor cero con la superficie del suelo y determinar la altura de la planta por la lectura obtenida. Se midió la altura de 10 plantas seleccionadas de forma aleatoria por cada parcela experimental.

Número de hojas formadas a los 15, 45 y 60 días

Se seleccionaron los plantones a muestrear al azar, se tomó una planta principal por plantón y se determinó la cantidad de hojas formadas.

Número de hijos a los 15, 45 y 60 días

Se seleccionaron los plantones a muestrear al azar y se contó el número de hijos presentes en cada uno.

Ciclo productivo en días

Se determinó la cantidad de días empleados desde el trasplante hasta la cosecha.

Cantidad de m3 de agua consumida por tonelada de arroz de cáscara húmedo producido

Se determinó la cantidad de m3 de agua consumida en cada variante y réplica. Este indicador se determinó por la vía del cálculo; es decir, se determinó el volumen de agua aplicado en cada parcela (mediante un medidor de agua ULTRATEC UWM-BT acoplado al sistema de riego), y la frecuencia de la aplicación de la lámina de agua. En el caso de las parcelas donde se aplicó la siembra con cobertura vegetal fue necesario aplicar una menor frecuencia de la lámina y de esta forma se determinó la diferencia de m3 de agua consumida entre el sistema tradicional (no utilizó cobertura vegetal) y la siembra con cobertura vegetal.

Rendimiento agrícola

Definido a través de la cosecha de un área de 4 m2 (2 m x 2 m) en cada variante replicada y expresado en t·ha-1 al 14% de humedad del grano mediante la fórmula siguiente (ecuación 1), adaptada de Financière Agricole du Québec Développement International (FADQDI, 2018):

Donde:

RA= rendimiento agrícola al 14% de humedad del grano en t·ha-1.

10= factor de corrección de kg·m-2 a t·ha-1.

BM= biomasa de la muestra de arroz en kg.

HM= humedad del grano en el momento de medir su biomasa en %.

86= factor de corrección de la humedad del grano al 14%.

AC = área de cálculo cosechada en m².

Biomasa de 1.000 granos en gramos

Se determinó la biomasa de 1.000 granos a partir de una muestra de 200 granos por variante y multiplicado por cinco.

Número de granos llenos por panícula (granos llenos·panícula-1)

Se realizó el conteo del número de granos llenos por panícula mediante la selección de 10 panículas al azar en cada variante y réplica.

Número de panículas por m2 en un marco de 0,25 m2 en cada variante cosechada por réplica

Se confeccionó un marco de madera de 0,25 m2 y se colocó de forma horizontal de manera que en su interior se agruparan las panículas de las plantas y luego se realizó el conteo de las mismas y se multiplicó por cuatro.

Análisis económico

Se realizó la valoración económica a partir de los resultados teniendo en cuenta los costos y beneficios aportados por las diferentes variantes estudiadas.

El procesamiento estadístico de los datos obtenidos se realizó mediante un análisis de varianza y la comparación de medias por la prueba t de Student con una probabilidad de error del 5%, así como un análisis de correlación entre los indicadores seleccionados para determinar de ellos quiénes influyeron en los incrementos de los rendimientos agrícola por hectárea, utilizando el coeficiente de Kendall empleando el Software estadístico SPSS (Versión 19.0, 2013).

Resultados y discusión

El comportamiento de los principales indicadores morfológicos a los 15 días después de efectuado el trasplante, no presentó diferencias significativas en ninguna de las variables evaluadas; sin embargo, para las evaluaciones efectuadas a los 45 y 60 días, sí se apreciaron diferencias significativas entre la siembra sin cobertura vegetal (testigo) y la siembra con cobertura vegetal (tratamiento) en los tres indicadores evaluados (tabla 1).

En relación con el indicador: altura de la planta, se apreció que con el empleo de la siembra con cobertura vegetal (tratamiento), las plantas alcanzaron una altura mayor, esto se debió en gran medida al aporte de nitrógeno realizado por la descomposición de la paja de arroz empleada como cubierta vegetal; resultados similares fueron obtenidos por Hurtado et al. (2011), cuando plantearon que la altura de la planta en el cultivo del arroz se incrementó ante el aumento en las dosis de fertilizante nitrogenado. Asimismo, Quirós y Ramírez (2019) plantearon que: “A medida que ocurre la degradación de los rastrojos son producidos compuestos orgánicos solubles en agua y nutrimentos que son aprovechados por el cultivo…” (p. 55).

Las diferencias significativas entre ambas tecnologías para el número de hijos estuvieron relacionadas con que el ahijamiento, constituyó una característica varietal que puede cambiar según el sistema de cultivo y el ambiente donde se desarrolló (Guzmán y Serrata, 2018). En este caso, tanto el testigo como el tratamiento, se desarrollaron en condiciones ambientales controladas similares, pues entre las parcelas testigo (sin cobertura vegetal) y tratamiento (con cobertura vegetal) se utilizaron las mismas técnicas y procedimientos agrícolas para el cultivo del arroz, así como este se desarrolló bajo el efecto de variables climatológicas similares, dígase: precipitación, temperatura, humedad, entre otras; por lo que, se supone que la mayor cantidad de hijos en el tratamiento se debió a la tecnología utilizada para su cultivo.

El análisis demostró que, de forma general, en el tratamiento con cobertura se alcanzaron resultados superiores sobre el testigo en cuanto a cantidad de hojas, altura de la planta y número de hijos en las diferentes etapas vegetativas evaluadas, lo cual pudo estar dado por el nitrógeno aportado por la descomposición del material utilizado como cubierta vegetal, lo que coincidió con lo planteado por Quirós y Ramírez (2019), quienes refirieron que los rastrojos de arroz aportaron 68 kg de nitrógeno, en forma de amonio y nitrato, por cada hectárea.

Con respecto a la duración del ciclo productivo en días, este fue el mismo, tanto para el testigo como para el tratamiento con cobertura, y en la tabla 2 se muestran los resultados en los otros indicadores evaluados.

En los cinco indicadores evaluados, a saber: cantidad de m3 de agua consumida por parcela, rendimiento agrícola, biomasa de 1.000 granos; número de granos llenos por panículas y número de panículas por m2, hubo diferencias significativas entre el tratamiento (con cobertura vegetal) y el testigo (sin cobertura vegetal), y en todos los casos mostraron mayores resultados en las parcelas donde se aplicó la siembra con cobertura vegetal.

En cuanto a la cantidad de m3 de agua consumida por parcela, se constató que en el caso de los tratamientos con cobertura vegetal el consumo de agua fue inferior en un 40%; por lo que se ahorraron 6.800 m3 de agua por hectárea como promedio, lo que confirmó lo planteado por Ruiz et al. (2016). Asimismo, Yaguache (2022) planteó que cuando un suelo “…no presenta protección de la incidencia directa de la radiación solar, la humedad tiene mayor probabilidad de evaporarse que de escurrirse por gravedad…” (p. 24).

Este ahorro de agua fue de vital importancia para el desarrollo de este cultivo en el territorio, si se tiene en cuenta que en los últimos años se ha incrementado el período seco, lo que representó un elevado impacto ambiental y económico; pues el costo del agua requerida para regar una hectárea fue de 85,00 CUP, y al lograrse esta disminución se obtuvo un ahorro de 34,00 CUP por cada hectárea en la que se empleó la cobertura vegetal.

Con respecto a los rendimientos se corroboró que hubo mejores resultados en el tratamiento con cobertura que en el testigo, al lograrse un incremento promedio en el rendimiento, lo cual se debió, fundamentalmente, a que se lograron incrementos significativos en los indicadores: biomasa de 1.000 granos, número de granos llenos por panícula y cantidad de panículas por m2, los cuales fueron componentes del rendimiento en este

Asimismo, la cobertura vegetal provocó la descomposición de las malezas y, con ello, se consideró que aumentó la cantidad de nitrógeno en el suelo. Esto justifica que haya un incremento en los indicadores que tributaron al rendimiento agrícola y confirmó lo planteado por Cadena et al. (2021), quienes refirieron que: “La interferencia de las malezas en el cultivo de arroz disminuye los rendimientos de forma variable…” (p. 86), y en el estudio que realizaron corroboran que una de las principales causas del bajo rendimiento fue la presencia de malezas, coincidiendo con lo señalado por Nakandakari (2017).

A partir de la comparación de las medias del tratamiento con cobertura con respecto al testigo utilizando la prueba t de Student, se constató que hubo diferencias significativas entre estas para un error del 5%, por lo que se afirmó con un nivel de confianza del 95% que la siembra con cobertura vegetal aplicada mejoró significativamente los rendimientos de arroz por hectárea. Cadena et al. (2021) corroboraron que el mal manejo de la cobertura vegetal afectó la sustentabilidad económica y ecológica en el cultivo del arroz.

Se realizó además un análisis de correlación para determinar los indicadores que influyeron en los incrementos de los rendimientos por hectárea utilizando el coeficiente de Kendall que permitió determinar la correspondencia entre diferentes variables. Los resultados aparecen en la tabla 3.

Se constató que los indicadores: biomasa de 1.000 granos, número de granos llenos por panículas y el número de panículas por m2, tuvieron una fuerte correlación con el rendimiento agrícola, y el número de hijos fue un indicador que presentó una correlación negativa.

En el análisis de correlación realizado se corroboró que los indicadores que influyeron directamente en el rendimiento del arroz por hectárea fueron: biomasa de 1.000 granos, número de granos llenos por panículas y el número de panículas por m2, lo cual coincidió con lo planteado por Ruiz et al. (2016), Riccetto et al. (2017) y Guzmán y Serrata (2018).

Análisis económico

Para la producción de una hectárea de arroz se gastaron 6.094,33 CUP y se alcanzaron rendimientos de 5,1 t·ha-1; por lo que el costo de producción de cada tonelada de arroz ascendió a 1.194,97 CUP. El ingreso que se obtuvo por tonelada de arroz cáscara húmedo producida fue de 3.960,00 CUP; de modo que se logró una ganancia de 2.765,03 CUP por cada tonelada producida.

Con la aplicación de la siembra con cobertura vegetal se obtuvo un incremento promedio de 3,1 t·ha-1; lo que representó un aumento en las utilidades de 7.920,00 CUP. Por concepto de disminución de los gastos se ahorraron 220,72 CUP por cada hectárea, que representó un ahorro total de 2.962,06 CUP. Además, el costo de producción de cada hectárea se redujo de 0,45 a 0,27 CUP.

Conclusiones

El empleo de la paja verde de arroz como cobertura vegetal favoreció el desarrollo vegetativo en este cultivo, por lo que el empleo de la siembra con cobertura vegetal ofrece ventajas desde el punto de vista agronómico, evidenciadas en el incremento de los rendimientos y la disminución del impacto ambiental, optimizando el consumo de agua.

La siembra con cobertura vegetal aplicada para la producción de arroz es económica y ambientalmente más factible que la siembra sin cobertura vegetal, pues disminuye el costo de producción, el costo por peso y se incrementan las utilidades; así como se reduce el consumo de agua en dicho cultivo, por lo que se recomienda se desarrollen futuras investigaciones dirigidas a su aplicación en sistemas de producción en condiciones de secano.

Agradecimientos

Los autores de esta investigación desean agradecer el apoyo y colaboración brindado por las autoridades correspondientes de la Cooperativa de Producción Agropecuaria “Guillermón Moncada” y el Centro Universitario Municipal de “Calixto García” adscrito a la Universidad de Holguín “Oscar Lucero Moya”.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener conflictos de interés en la presente publicación en ninguna de sus fases.

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