Variabilidad y Cambio Climático en la Expansión de la Frontera Agrícola en el Cono Sur: estrategias tecnológicas

para reducir vulnerabilidades –FTG-8011/08

IV Taller de Seguimiento Técnico Proyectos FONTAGROy24-26 de Junio, Honduras,

TegucigalpaTegucigalpaJorge Sawchik

Ubicación GeográficaUbicación Geográfica

• Pampas• Valles Valles

Centrales de Chilede Chile

• Gran Chaco

Antecedentes• Cono Sur de América Latina una de las

principales regiones productoras de alimentos.p p g p• Región donde es claro el proceso de expansión

de la agricultura, y donde existe una reserva d l l i bl ide suelos cultivables importante.

• Dos fenómenos simultáneos: expansión e intensificaciónintensificación.

Expansión (25 millones de has) sobre ecosistemas Expansión (25 millones de has) sobre ecosistemas frágiles, sustitución de tapices nativos, pasturas frágiles, sustitución de tapices nativos, pasturas cultivadas.cultivadas.Intensidad mayor de uso del suelo con alta Intensidad mayor de uso del suelo con alta frecuencia del cultivo de sojafrecuencia del cultivo de sojaf jf j

Se Suma el Cambio Climático La Variabilidad Climática ya La Variabilidad Climática ya

presente es lo mas Relevante pcon dos efectos:

1.1. Variabilidad y Pérdida de RendimientosVariabilidad y Pérdida de Rendimientos22 M D d ió d S l E ióM D d ió d S l E ió2.2. Mayor Degradación de Suelos por ErosiónMayor Degradación de Suelos por Erosión

ComponentesComponentes1.Caracterización de la expansión agrícola en la

óregión de estudio.2.Análisis de la vulnerabilidad de los sistemas de

producción agrícolasproducción agrícolas.3.Desarrollo de los escenarios climáticos a 10-30

años.4.Análisis de la vulnerabilidad de los sistemas,

bajo escenarios de CC. 5 Id ntifi ión d lt n ti s t n ló i s d 5. Identificación de alternativas tecnológicas de

mejor adaptación6. Difusión de Resultadosf

Componente2Análisis de la Vulnerabilidad de los Sistemas Análisis de la Vulnerabilidad de los Sistemas

de Producción Agrícolas.

1. Uso de la información generada en ELP (experimentos de largo plazo) en la Región -15 (experimentos de largo plazo) en la Región 15 experimentos con más de 15 años para:

2. Calibración de modelos de dinámica del Carbono.

3. Relación entre los cambios en el C orgánico y la productividad de los cultivosproductividad de los cultivos.

4. Aplicación de modelos de simulación de cultivos a las diferentes sub-regionesg

DESARROLLO• El ProblemaEl Problema• Enfoques MetodológicosB d D• Base de Datos

• Método de Análisis• Principales Resultados• La Tarea por DelanteLa Tarea por Delante

El ProblemaEl Problema

Valorización Económica de los SuelosValorización Económica de los SuelosValorización Económica de los Suelos Valorización Económica de los Suelos

C b O á i di d d lCarbono Orgánico como Indicador de la Productividad Agrícola.

Roberto DíazRoberto Díaz

Principales Caminos para Vincular Principales Caminos para Vincular Degradación del Suelo y Degradación del Suelo y

ProductividadProductividad

Modelos Estimadores

Coeficientes Técnicos según Tipo de Suelo Estimadores

de Erosión Ambiente y Cultivos

Modelos Coeficientes Técnicos

PRODUCTIVIDADPRODUCTIVIDAD

Estimadores del Carbono Orgánico

según Tipo de Suelo Ambiente y Cultivos

Orgánico

Evolución del C orgánico del suelo para diferentes rotaciones agrícolas en siembra directa en un Brunosol eutrico de EP-LB.

Century V4 0 considerando la erosion

7000

8000Century V4.0 considerando la erosion.

Soja / Trigo- Pasturas

5000

6000 Soja / Trigo

4000

5000

C /

m2 Trigo

2000

3000g C

Soja

0

1000

02000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080

Años

B d DBase de Datos

Experimento de Largo Plazo 1963..

Descripción de SistemasSistema Tratamiento Parcela 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2

Agricultura 1 4 CEB/G2a TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SOAgricultura 1 4 CEB/G2a TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SOContinua 1 12 SORGO CEB/G2a TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SORGO CEB/G2a TRS/ Fertiz. 1 21 TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SORGO CE

Agricultura 2 5 CEB/G2a TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SOContinua 2 9 SORGO CEB/G2a TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SORGO CEB/G2a TRC/ Fertiz. 2 18 TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SORGO CEC/ Fertiz. 2 18 TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SORGO CEB/G2a TRIGO SORGO CE

Rotacion 3 2 CEB/G2a TRIG/LOT. LOTUS LOTUS LOTUS SORGO CEB/G2a TRI/LOT. LOCult/ Past. 3 11 SORGO CEB/G2a TRI/LOT. LOTUS LOTUS LOTUS SORGO CEB/G2a TR50%y50% 3 19 LOTUS SORGO CEB/G2a TRI/ LOT. LOTUS LOTUS LOTUS SORGO CE

Rotacion 4 3 T. ROJO TRI/ PAST. PRADERA PRADERA PRADERA CEB/T.R. T.ROJO TRIG/PAST. PRACult/ Past. 4 13 CEB/ T.R. TR ROJO TRI/ PAST. PRADERA PRADERA PRADERA CEB/T.R. T.ROJO TRI/33%y66% 4 15 PRADERA CEB/T.R T.ROJO TRI/PAST. PRADERA PRADERA PRADERA CEB/T.R. T.R

Rotacion 5 6 CEB/G2a TRI/ PAST. PRADERA PRADERA PRADERA SORGO CEB/G2a TRI/PAST. PRACult/ Past. 5 8 SORGO CEB/G2a TRI/PAST. PRADERA PRADERA PRADERA SORGO CEB/G2a TRI/50%y50% 5 20 PRADERA SORGO CEB/G2a TRI/PAST. PRADERA PRADERA PRADERA SORGO CE

Agricultura 6 7 GIRASOL TRIGO CEB/S2a GIRASOL TRIGO CEB/S2a GIRASOL TRIGO CEContinua 6 10 CEB/S2a GIRASOL TRIGO CEB/S2a GIRASOL TRIGO CEB/S2a GIRASOL TRGranos 6 16 TRIGO CEB/S2a GIRASOL TRIGO CEB/S2a GIRASOL TRIGO CEB/G2a GIR

Rotacion 7 1 CEB/G2a TRI/T.R. T./ROJO CEB/G2a TRI/T.R. T.ROJO CEB/G2a TRI/T.R. T.RCult/ Past 7 14 T ROJO CEB/G2a TRI/T R T /ROJO CEB/G2a TRI/T R T ROJO CEB/G2a TRCult/ Past. 7 14 T.ROJO CEB/G2a TRI/T.R. T./ROJO CEB/G2a TRI/T.R. T.ROJO CEB/G2a TR66%y33% 7 17 TRIG/ T. R. T.ROJO CEB/G2a TRI/T.R. T.ROJO CEB/G2a TRI/T.R. T.ROJO CE

Dispersión Original de CarbonoDispersión Original de Carbono Orgánico vs. Rendimiento

10000

80009000

10000

ha)

500060007000

ient

o (k

g/h

200030004000

Ren

dim

i

01000

0 5 1 1 5 2 2 50.5 1 1.5 2 2.5Carbono Orgánico(%)

CULTIVOS

TRIGOTRIGO SORGOSORGO

GIRASOLGIRASOL CEBADACEBADA

Variables Explicativas• C ORG % de Carbono Orgánico en el SueloC_ORG % de Carbono Orgánico en el Suelo

• BRAY ppm de Fósforo Disponible

N TOT• N_TOT % de Nitrógeno Total en el Suelo

• FERT_P kg ha-1 de P2O5 como fertilizante

• FERT_N kg ha-1 de N como fertilizante

• SORGO kg ha-1 de equivalente rastrojoSORGO kg ha de equivalente rastrojo

• PH Acidez Titulable del Suelo

AÑO• AÑO Año Calendario de la Información

• E_SIEMBRA Cultivo de Primera o de Segunda

Registros Empleados de laRegistros Empleados de la Base de Datos

• RENDIMIENTO 690RENDIMIENTO 690• C ORGANICO 689• BRAY 664BRAY 664• N TOTAL 689• FERTILIZACIÓN CON P205 662• FERTILIZACIÓN CON P205 662• FERTILIZACION CON N 694• RASTROJO DE SORGO 397• RASTROJO DE SORGO 397• PH 663EPOCA DE SIEMBRA 286• EPOCA DE SIEMBRA 286

• TOTAL 5434

Método de Análisis

• Se depuró la Base de Datos de valores atípicos.p

• Se relegaron variables cuyo efecto estaba ya implícito en otras variablesimplícito en otras variables.

• Se recurrió al ajuste de modelos mixtos con estructuras de correlación CS y AR1 conestructuras de correlación CS y AR1 con Programa SAS.

Caracterización de las Variables

• Se estableció una matriz de correlaciones entre las variables independientes que p qpotencialmente podían ingresar al modelo.

• Se evitó ingresar conjuntamente aquellasSe evitó ingresar conjuntamente aquellas que presentaban coeficientes de correlación superiores a 0 30superiores a 0.30

• Por esta razón no ingresaron a los modelos principalmente NT y pHprincipalmente NT y pH.

RESULTADOSRESULTADOS

Modelos de Rendimiento

CULTIVO TIEMPO C. ORG FERT. N BRAY SORGO PREVIO

EPOCA SIEMBRA

INTERCEPTO

Año % Kg/ha ppm Kg/ha 1era o 2daAño % Kg/ha ppm Kg/ha 1era o 2da

TRIGO 41.8 1552 11.4 28.6 -0.140 -84464

CEBADA 36.7 1684 3.0 31.9 -0.116 -73902

GIRASOL 5.5 576 2.4 7.4 358 -11409SORGO 83.9 2467 -9.5 97.5 2767 -170892

Como se Corre el Modelo ?VARIABLE Unidad Coef .

LinealValorUnidad

RESULTADO

C.ORG % 1552 2.4 3725TIEMPO año 41.8 2007 83892FERT N K /h 11 4 48 547FERT.N Kg/ha 11.4 48 547BRAY Ppm 28.6 12 343SORGOPREVIO

Kg/ha -0.140 4000 -560PREVIOEPOCA DE SIEMBRA

1ra o2da

INTERCEPTO Kg/ha -84464

3483

Pérdida de Rendimiento de 4 Cultivos porPérdida de Rendimiento de 4 Cultivos por Disminución del Carbono Orgánico

8000

6000

7000

8000

ha)

4000

5000

ient

o (k

g/

TRIGOCEBADA

2000

3000

Ren

dim

i CEBADAGIRASOLSORGO

0

1000

.9 1 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 2 .1 .2 .3 .40. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 2. 2. 2. 2.Carbono Orgánico (%)

Hi ót i IHipótesis I

La degradación del C Orgánico afecta en a deg adac ó de C O gá co a ecta eforma diferencial a los cultivos ?

Pérdida de Rendimiento de 4 Cultivos porPérdida de Rendimiento de 4 Cultivos por Disminución del Carbono Orgánico

8000

6000

7000

8000

ha)

2467

4000

5000

ient

o (k

g/

TRIGOCEBADA

2467

2000

3000

Ren

dim

i CEBADAGIRASOLSORGO1552

1684

0

1000

.9 1 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 2 .1 .2 .3 .4

576

0. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 2. 2. 2. 2.Carbono Orgánico (%)

Pérdida Relativa de Rendimiento porPérdida Relativa de Rendimiento por Disminución de 1% de Carbono Orgánico

TRIGO CEBADA GIRASOL SORGO

0

TRIGO CEBADA GIRASOL SORGO

-30-20-10

-60-50-40

-52.9 -49.4

90-80-7060

-67.6 -66.9

-100-90

Hi ót i IIHipótesis II

Los rendimientos responden al C. os e d e tos espo de a C.Orgánico en forma decreciente como a

cualquier otra variable productiva?cualquier otra variable productiva?

Respuesta Cuadrática a C. Orgánico4500

3500

4000

2500

3000

nto kg/ha TRIGO = 4448 C. ORG - 799 C. ORG 2

1500

2000

Rend

imien

CEBADA = 6398 C. ORG - 1321 C. ORG 2

500

1000

0

0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5

Hi ót i IIIHipótesis III

La degradación del Suelo por pérdida de C. a deg adac ó de Sue o po pé d da de C.Orgánico puede ser compensada aumentando la

fertilización nitrogenada?fertilización nitrogenada?

Interacción: Fertilización Nitrogenada yInteracción: Fertilización Nitrogenada y Carbono Orgánico

4500

3500

4000

4500

/ha)

2000

2500

3000

mie

nto

(kg/

N20, CO2,FN220 kg N/ha

80 kg N / ha

1000

1500

Ren

dim N80,CO2,FN2

20 kg N/ha

0

500

0.90

1.00

1.10

1.20

1.30

1.40

1.50

1.60

1.70

1.80

1.90

2.00

2.10

2.20

2.30

2.40

2.50

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2

Carbono Orgánico (%)

Hi ót i IVHipótesis IV

El C. Orgánico del suelo tiene el mismo C. O gá co de sue o t e e e s oefecto con el empleo de baja tecnología

que con alta tecnología?que con alta tecnología?

Rendimientos de Trigo Agrupados por Ambientes Tecnológicos Alto y BajoAmbientes Tecnológicos Alto y Bajo

y = 29.047x - 55686R² = 0.24163500

4000

3000

3500

2000

2500

1000

1500

500

1000

01960 1970 1980 1990 2000 2010198

6

Respuesta del Trigo al C. Orgánico según p g g gNivel Tecnológico

35004000

a)

250030003500

kg /

ha

150020002500

ENTO

(k

Tecnología

50010001500

END

IMIE Baja

1964 - 1973

0500R

E

0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3C. ORGANICO (%)

Respuesta del Trigo al C. Orgánico según p g g gNivel Tecnológico

35004000

) T l í

250030003500

(kg

/ ha Tecnología

Alta1998 - 2007

150020002500

ENTO

(

Tecnología

50010001500

END

IMIE Baja

1964 - 1973

0500R

E

0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3C. ORGANICO (%)

Segundo Congreso Regional de Economía Agraria 5-7 de Noviembre

de 2008Montevideo- Uruguay

IMPACTO DEL INDICE DE PRODUCTIVIDAD CONEAT EN EL PRECIO DE LA TIERRA

Montevideo Uruguay

Agosto, 2008

Gonzalo Sapriza Fraga Bruno Lanfranco Crespogsapriza@ucu.edu.uy bruno@inia.org.uy

Valor de la Tierra en Relación al CONEAT 1993-2005

1400

16001993 2005

4600

1000

1200

600

800Valor en US$

400

600

1150

0

200

40 90 140 190 240Indice CONEATAdaptado: Sapriza y Lanfranco 2008

Carbono Orgánico y ProductividadExtrapolación a otros Suelos

0.5 0.8 1.1 1.4 1.7 2 2.3 2.6 2.9 k /h

Extrapolación a otros Suelos(Normalización del Indicador) % de CO

Original

30003500

0.5 0.8 1.1 1.4 1.7 2 2.3 2.6 2.9

80

100

%)

kg/ha

200025003000

60

80

ento

(%

68

10001500

20

40

endi

mie

0500

0

20Re

5019 28 38 47 56 66 75 84 94

C. Orgánico % de Suelo Virgen

50

Integración al IP CONEAT30003500

0.5 0.8 1.1 1.4 1.7 2 2.3 2.6 2.9

80

100

(%)

kg/ha

% de CO Original

Integración al IP CONEAT

1000150020002500

40

60

80

dad

por C

O

68

05001000

0

20

19 28 38 47 56 66 75 84 94. P

rodu

ctiv

idC Orgánico % de Suelo Virgen

50

I C. Orgánico % de Suelo Virgen

EJEMPLO IPCONEAT

% C Orgánico

IP C Orgánico

IP IntegradoCONEAT C. Orgánico C. Orgánico

I 180 50 68% 122II 150 82 100% 150II 150 82 100% 150

La Tarea por Delante

• Aplicar esta metodología los Experimentos de Largo Plazo de la Red del Proyecto

• Ajustar y validar modelos para el cultivo de soja.• Mejorar la precisión o calidad de los “Valores de

Referencia” • Capacitar y aplicar modelos predictivos de CO

para diferentes variantes de Sistemas Productivos en grandes Agroecosistemas.

• Posibilidades adicionales de la misma base de datos.

Efecto de la Degradación del CarbonoEfecto de la Degradación del Carbono Orgánico del Suelo en la Productividad

Potencial de los CultivosPotencial de los Cultivos.

Roberto Díaz Andrés Quincke Alejandro Morón Jorge Roberto Díaz, Andrés Quincke, Alejandro Morón, Jorge Sawchik Vilfredo Ibañez, Mónica Balzarini.

Pá i 69 75Páginas 69 - 75