I. Introducción

El objetivo de esta investigación es caracterizar la composición y tamaño del banco de semillas del suelo (BSS) en los primeros 10 cm de profundidad, en dos tipos de labranzas y una rotación agrícola-ganadero con el agregado de fertilizantes. El escrito se organiza en cuatro secciones. En primer lugar, se realiza una revisión bibliográfica. En segundo, se describen los aspectos metodológicos. En tercero, se discuten los principales resultados; finalmente, se exponen algunas conclusiones a las que pudimos arribar y se comenta cuáles serían los nuevos enfoques a brindarse en futuros estudios que aborden los bancos de semilla de malezas en suelos agrícola-ganaderos.

Gran parte de las malezas que emergen y logran completar su ciclo en los establecimientos agrícolas-ganaderos provienen del BSS. Los cambios que en él se producen juegan un papel crucial en el control de las malezas y generan variaciones en magnitud y tiempo de emergencia. Gran diversidad de trabajos han abordado el estudio del BSS en suelos agrícolas-ganaderos y pastizales naturales bajo diferentes tipos de laboreo (Leguizamón,1983), en relación con disturbios como el fuego o el pastoreo (Ernst y Morici, 2013) y la similitud entre la vegetación emergente y el BSS (Etchepare y Bocanelli, 2007), estudios en bosques nativos (Sione et al., 2015; Sabattini et al., 2018), pero son muy pocos los estudios relacionados a los sistemas agrícola-ganaderos que comparan sistemas de remoción de suelo y su relación con el comportamiento de las malezas en el BSS. Por lo expuesto, y debido a la importancia que tiene el BSS de malezas en los rendimientos de los cultivos ya que, son un reservorio importante de futuras nuevas plántulas se considera prioritario su estudio en este tipo de sistemas.

II. Revisión de literatura

El BSS se define como el conjunto de propágulos de semillas viables en el suelo y sobre su superficie en un área determinada, las que pueden persistir por períodos de tiempo largos o cortos (Haretche y Rodríguez, 2006). La mayoría de las malezas que crecen en los campos agrícolas provienen del BSS (Cavers, 1983). Los cambios en el banco de semillas del suelo son de vital importancia para el control de las malezas y en gran parte inciden en las variaciones en magnitud y tiempo de emergencia de las malezas (Mohler et al., 2006).

En los suelos cultivados, el banco de semillas está dominado, a menudo, por pocas especies de malezas, siendo estas especies de difícil control o aquellas más adaptadas a los sistemas de cultivo (Gomes y Christoffoleti, 2008). Alrededor del 60% de las semillas totales de malezas se encuentra entre 0 y 5 cm de profundidad del suelo y la concentración de semillas de las mismas, disminuye logarítmicamente con la profundidad del suelo (Chauhan y Johnson, 2011).

Esta acumulación debería disminuir con la tecnología utilizada y la aplicación estratégica de herbicidas durante la producción de cultivos, debido a que muchas plántulas emergen todos los años y con los controles químicos aplicados se debería estar evitando una nueva lluvia de semillas al suelo, sin embargo, esto no sucede. Por lo tanto, desde el punto de vista del manejo, convendría prestar más atención en los controles al final del ciclo de los cultivos, ya que muchas malezas emergen tardíamente y alcanzan el estado reproductivo, incorporando semillas al banco. Junto con la labranza, otras prácticas como el mulching, la rotación de cultivos y la aplicación de herbicidas también afectan el destino de las malezas en el próximo cultivo (Swanton et al., 2008; Nichols et al., 2015).

La labranza induce cambios en el microclima del suelo, por ejemplo, en la humedad, la temperatura y la luz (Alvaro-Fuentes et al., 2007), dichos factores se ven modificados en el perfil del suelo por lo que, la posición de las semillas en el mismo es uno de los principales factores que influyen en la germinación y la emergencia de plántulas. En sistemas SR, por ejemplo, pueden incrementar la proporción de semillas retenidas sobre la superficie del suelo, comparado con el arado de rejas (Ghersa y Martínez Ghersa, 2000). Éste último, al invertir el pan de tierra, disminuye la germinación potencial de las semillas ubicadas sobre la superficie, al mismo tiempo que ubica las semillas enterradas en profundidad en superficie y les confiere las condiciones para germinar (Carter e Ivani, 2006).En los suelos no laboreados, debido a que las semillas se localizan en la capa superior del suelo y a su vez estas, se percolan en el suelo a través de procesos muy lentos (grietas, fauna, ciclos liofilizados), provoca que la emergencia sea superior al 80% en los primeros 2,5 cm del suelo (Albrecht y Auerswald, 2009).

III. Materiales y métodos

Área de estudio

El área de estudio está localizada en el Establecimiento “Pozo del Carril”, campo experimental de la F. A. V. – U. N. R. C. cercano al paraje La Aguada, ubicado a 30 Km. al oeste de la ciudad de Río Cuarto, Córdoba, Argentina localidad ubicada a 32º 51’ LS, 64º 40’ LW y 550 metros snm. El suelo es un Hapludol Típico de textura franco arenosa.

Diseño experimental

El diseño experimental utilizado fue completo aleatorizado. El BSS fue muestreado en Marzo del 2014, luego de la diseminación de las especies estivales, y previo a la germinación de las malezas invernales. Se trabajó sobre un ensayo de sistemas de labranzas iniciado en la campaña 1995/96, con una rotación agrícola (1995/99) de maíz-girasol; luego, pastura de alfalfa en mezcla con gramíneas forrajeras (1999/02). Posteriormente, rotación agrícola de maíz-soja (2002-2007), pastura base alfalfa (2007-2010), agrícola de maíz-soja (2010-20013) y alfalfa pura, sembrada en el año 2014, realizada en plano a 0,22 m entre líneas. Los cultivos fueron sembrados en plano a 0.70 m entre líneas. Además, el ensayo constó de tratamientos con el agregado de fertilizante, llevado a cabo en los dos sistemas de labranza y fue a base de fosfato di amónico (100 Kg/ha. a la siembra) y urea (120 Kg/ha. en V6) en maíz y; superfosfato triple (100 Kg/ha.) y yeso (100 Kg/ha. a la siembra) en soja.

Estos sistemas fueron conducidos en dos tratamientos:

T1: Sin remoción de suelo (SR): Sin remoción del suelo y con aplicación de glifosato en pre-siembra.

T2: Con remoción de suelo (CR): en base a arado de rejas más rastra de discos de tiro excéntrico (1995 – 2010) y l en base a arado de cincel y rastra de discos de tiro excéntrico (2011- 2014).

Para cada tratamiento (SR y CR) se tomaron 10 réplicas (muestras compuestas) de cinco submuestras de suelo (Figura 1). Para ello, se utilizó un cilindro de 3 cm de diámetro por 10 cm de longitud, separando en diferentes profundidades (0-5 cm y 0-10 cm)). Cada profundidad fue muestreada en forma independiente. El tamaño total del BSS fue considerado de 0 a 10 cm de profundidad.

Para la separación de las semillas se utilizó el método por lavado y tamizado; para lo cual, las muestras de suelo fueron colocadas en botella de 2.5 L., agregándole 750 g. de sal y agua hasta el llenado de las mismas. Se agitaron fuertemente en forma manual y se dejaron reposar 48 hs. Luego se filtró el contenido en una serie de tamices de 10, 0.2 y 0,02 mm de diámetro (Thompson et al., 1997) y posteriormente se lavó con agua varias veces para separar el suelo de las semillas. El producto del filtrado se colocó sobre papel de filtro y se secó en estufa a 40 °C, durante 48 hs. Luego se procedió a la identificación y cuantificación de las semillas en un microscopio estereoscópico y referido a m2.

Para caracterizar el Banco de Semillas del Suelo (BSS) se calcularon los siguientes parámetros: Tamaño del banco, Riqueza (S), Diversidad específica (H´), Equidad (J´), Similitud (QS).

Figura no. 1.
Detalle del diseño experimental y sistema de muestro empleado para la evaluación del BSS.

Análisis estadístico

Los datos se analizaron a través de un ANAVA de una o dos vías de acuerdo al caso y comparación de las medias con test Tukey, Prueba de Kruskal-Wallis con test de rangos. Se analizó la riqueza, y la diversidad específica a través del índice de Shannon-Weaver. El análisis estadístico se ejecutó con el programa InfoStat (Di Rienzo et al. 2018). Para los test estadísticos se utilizó el nivel de significancia de (p<0,05).

IV. Resultados y discusión

Análisis de la diversidad del BSS de malezas

A partir del muestreo realizado se observó que el BBS estuvo constituido por 25 especies, las cuales pertenecen a 17 familias. Siete, pertenecen al grupo de las monocotiledóneas y los 18 restantes a las dicotiledóneas, resultados similares fueron descriptos por Puricelli y Tuesca (2005), y en particular en SR la proporción de especies monocotiledóneas fue menor que en CR. Del total de especies, seis fueron anuales invernales, nueve anuales estivales, seis perennes estivales y cuatro perennes invernales (Tabla 1.).

Con relación al ciclo de crecimiento, predominaron las especies primavero-estivales en ambos tratamientos, obteniendo SR el menor porcentaje. Este resultado podría indicar que los programas de control químicos de malezas aplicados durante la rotación no han sido totalmente efectivos debido a que, el predominio de cultivos estivales sembrados debería aumentar la presión de control sobre este grupo de malezas, las que se esperaría que tengan menor participación en el BSS total. Esto podría tener su origen con los escapes de malezas hacia finales de ciclo de los cultivos los cuales no reciben ningún control químico ya que se considera que su influencia es baja en los rendimientos esperados favoreciendo que las malezas cumplan su ciclo en el lote, llegando a fructificar y dispersar sus semillas.

La proporción de malezas perennes fue menor al 2% en las dos labranzas, lo cual es importante de remarcar ya que las mismas son un problema cuando el objetivo es la producción forrajera en este caso alfalfa, especialmente luego de 2 a 3 años de reducción o ausencia de laboreo, obligando a los productores a optar por otras alternativas de manejo.

La reducción de monocotiledóneas anuales en el sistema SR, en comparación con CR, puede atribuirse a la menor tasa de germinación por las menores temperaturas que ocurren en sistemas sin remoción de suelo. Además, la mayor cantidad de residuos en superficie reducen la transmisión de la luz hacia el suelo (Chauhan y Johnson, 2011). Otras posibles causas son la reducción de artrópodos en los sistemas SR que se alimentan selectivamente de semillas de malezas latifoliadas y en menor grado de gramíneas anuales. De esta forma se han constituido en uno de los principales problemas para los productores pampeanos que adoptan sistemas de labranzas conservacionistas.Las latifoliadas anuales tuvieron un mayor valor en la contribución porcentual del BSS en SR, ya que son, en general, favorecidas por los sistemas conservacionistas (Puricelli y Tuesca, 2005).

En los dos tratamientos y dos profundidades analizadas predominan Amaranthus hybridus, Chenopodium album, Eleusine indica, Digitaria sanguinalis y Polygonum aviculare. Las cuatro primeras son de ciclo primavero-estival lo que podría reflejar el predominio de cultivos estivales en el último tramo de la historia de uso del lote, con posterioridad al inicio del ciclo de pastura. Eleusine indica la especie de mayor contribución porcentual al banco de semillas del suelo; contribuyo en CR con más de 60% al total del BSS.

La alta infestación de gramíneas anuales en esta pastura, puede deberse a que adaptan su ciclo de crecimiento al cultivo implantado y con sucesivas cohortes de nacimiento a lo largo del ciclo del cultivo dado que éste, a lo largo de su ciclo ontogénico, atraviesa diferentes estadios fenológicos que actúan como filtros en la estructuración de las comunidades de malezas. El conopeo del cultivo que acompaña generalmente a la comunidad de malezas modifica los factores térmicos y lumínicos en el microambiente de las semillas de manera tal que algunas semillas que requieran de la terminación de la dormición no vean satisfecha esa demanda (Guglielmini, 2015).

La mayor riqueza de especies en SR, entre los 0-5 cm profundidad de suelo, podría deberse a la acumulación de las semillas de diferentes especies que puedan crecer en ese ambiente. En cuanto al índice de equidad bajo en todos los tratamientos podría deberse al gran aporte que realiza Eleusine indica siendo una especie que no es apetecible por el ganado y por lo tanto de continuar esta pastura se incrementaría aún más esta especie de maleza.

La similitud florística en el estrato de 5 a 10 cm es mayor entre SR, y podría deberse a que el tipo de labranza no producen disturbios importantes a esta profundidad. La riqueza de especies en CR, en la profundidad de 0-5 cm, no se diferenció estadísticamente de la profundidad de 5-10 cm; y esto se puede explicar debido a la inversión del pan de tierra que se produce en el momento del laboreo del suelo y que permite la mezcla de semillas que estaban en la superficie con aquellas que ya se encontraban enterradas a causa de laboreos anteriores. La diversidad específica y la equidad son menores en el primer estrato del perfil y tienden a aumentar con la profundidad del suelo, encontrando resultados opuestos a los de Amuchástegui et al., (2012). En SR la riqueza es máxima en 0-5cm de suelo disminuyendo al llegar a 5-10 cm de profundidad y se reduce el disturbio en el perfil. La diversidad específica no tiene diferencias significativas. La similitud florística en el BSS en general fue baja y en ambas profundidades la similitud fue mayor en CR lo cual podría explicarse por el grado de remoción al que el perfil de suelo se somete.

Análisis del Tamaño del BSS

Cuando se comparó el tamaño total del BBS de malezas entre los tratamientos, no se registró diferencia estadísticamente significativa, siendo en CR levemente mayor en valor absoluto (15780 ± 1874), mientras que SR fue de (15322 ± 1581) (Figura 2). Estos resultados concuerdan en parte con lo expresado por Lutmam et al. (2002) afirma que, los sistemas SR reducen el disturbio del suelo e incrementan la proporción de semillas cerca de la superficie del mismo.

Los antecedentes revisados indican que en los sistemas SR debería tener mayor tamaño de BSS (Ghersa y Martínez Ghersa, 2000); sin embargo, en este estudio el sistema CR fue realizado con un cincel y luego una rastra de tiro excéntrico, lo cual no invierte el pan de tierra, de allí es que entre ambos tratamientos no se encontraron diferencias en el tamaño de BSS total (0-10 cm). Entre los 0-5 cm de profundidad los mayores tamaños del BSS se presentaron en SR, no presentando diferencias significativas con el sistema CR. En SR se incrementa la proporción de semillas retenidas en la superficie del suelo . Ello se debe a que, en los sistemas SR, la lluvia de semillas de malezas se deposita principalmente en la superficie del suelo. En la profundidad 5-10 cm no se manifestaron diferencias significativas en los tamaños de los BSS entre las labranzas, esto se debería a que es una profundidad de transición de los tamaños de estos bancos en los distintos tratamientos, donde a medida que se incrementa la profundidad disminuye la cantidad de semillas por unidad de superficie.

Figura no. 2.
amaño total del BSS de los diferentes sistemas de labranzas de 0 a 10 cm de profundidad. SR: Sin Remoción y CR: Con Remoción. Letras distintas indican diferencias significativas (p<0,05).

Observamos que a medida que aumenta la profundidad, el tamaño del BSS disminuye en CR. Lo que podría ser explicado por la labranza, ya que, al invertir el pan de tierra, se disminuye la germinación potencial de las semillas ubicadas sobre la superficie y al mismo tiempo transfiere las semillas enterradas en profundidad hacia la superficie y de esta manera les confiere las condiciones para germinar (Carter e Ivani, 2006).

En la tabla 2 se observaron las diferencias para riqueza, equidad y diversidad entre los distintos tipos de tratamientos teniendo en cuenta las diferentes profundidades de muestreo. Los resultados sugieren que no hubo diferencias estadísticamente significativas para riqueza y diversidad especifica entre las labranzas en las diferentes profundidades, siendo SR la que presento el mayor valor de riqueza y diversidad.

Comportamiento de las labranzas por profundidad de suelo con respecto al tamaño y composición del BSS

Cuando se comparó los resultados obtenidos de número de semillas con respecto a la profundidad de estudio, no se observaron diferencias estadísticamente significativas entre ambas profundidades analizadas (figura 3). En la profundidad de 0–5 cm, la mayor cantidad de semillas fue registrada en SR con 12162 ± 1430; mientras que CR obtuvo 9917 ± 2053; sin presentar diferencias estadísticamente significativas. En la profundidad de 5 – 10 cm, la mayor cantidad de semillas fue registrada en CR con 5863 ± 1452; mientras que en SR 3160 ± 521 respectivamente; no existiendo diferencias significativas entre los dos tratamientos a esta profundidad.

En la figura 3 se observó que los mayores valores de tamaño del BSS lo presentaron ambos tratamientos en los primeros 5 cm de suelo, no habiendo diferencias estadísticamente significativas entre ambas, de igual manera se comportó la profundidad de 5-10 cm cuando se comparó entre ambos tratamientos. Sí se presentó diferencia significativa entre las profundidades en SR, obteniendo los mayores valores la profundidad de 0-5 cm. En CR no hubo diferencias estadísticamente significativas entre ambas profundidades.

Figura no. 3.
amaño total de BSS en las distintas profundidades según la presencia o ausencia de un sistema de remosion .SR: Sin Remoción y CR: Con remoción. Letras distintas indican diferencias significativas (p<0,05)

La especie que tuvo la mayor contribución al tamaño del BSS fue Eleusine indica en las labranzas, aunque la contribución porcentual fue diferente en cada tratamiento. En CR, fue de 73.52%, mientras que en SR 35.17 %. Además de Eleusine indica, estuvieron presentes Digitaria sanguinalis, con una contribución de 21.47% en SR, mientras que en CR solo lo hizo en 1.84%, Polygonum aviculare con un 12.52% CR y en SR con un 20.49% fueron especies cuya contribución porcentual fue mayor en SD que en LC. En CR solamente con dos especies se llega al 86 % del total de la contribución al BSS, en tanto que en SR la contribución muestra mayor equidad (Tabla 3).

V.Conclusiones

Aunque los estudios sobre bancos de semillas de malezas no proporcionan información de las malezas sobre el suelo, son fundamentales para comprender y predecir la evolución de comunidades de malezas, ya que el banco de semillas refleja la historia en el campo. Los resultados sugieren que la rotación de cultivos y la técnica de labranza actúan como filtros que a menudo interactúan entre sí para determinar la composición y abundancia de especies de malezas en el banco de semillas del suelo. Por el contrario, el sistema de labranza no tuvo efecto en el tamaño del banco de semillas de malezas, pero modificó significativamente su composición, así como la distribución de semillas de malezas en el perfil del suelo. El mayor tamaño del BSS se encontró en los primeros 5 cm del suelo para los dos tratamientos analizados y el valor más elevado lo mostró SR en dicha profundidad, dejando en evidencia cómo la remoción influyen de manera diferencial sobre la distribución del banco de semillas de malezas en el suelo.

La adopción de un sistema CR (basada en arado de cincel y rastra de discos de tiro excéntrico) favoreció algunas especies de malezas (principalmente E. indica); mientras que, por su parte, el uso continuo de SR condujo a un aumento en semillas de malezas en la capa superior del suelo y un significativo aumento en la densidad de semillas de algunas especies problemáticas. Se encontraron 5 especies que presentan resistencia al glifosato; las cuales fueron: Eleusine indica, Amaranthus hybridus, Brassica rapa, Rhapanus sativus y Sorghum halepense. De estas especies, las 3 primeras contribuyen a formar el 85% del BSS en el tratamiento CR y el 50% en SR, evidenciando de esta manera una alta dominancia de malezas resistentes al glifosato en el total del BSS.

Estos resultados sugieren que, aunque los sistemas SR son amigable con el medio ambiente porque mitigan la erosión del suelo, reduce el uso de energía y mejora el hábitat de la vida silvestre, los agricultores sólo deben aplicar tal conservación del suelo técnicamente dentro de una secuencia de cultivo apropiada. En particular el continuo monocultivo de cultivos anuales estivales soja-maíz de resultó en un aumento en la densidad total del banco de semillas de malezas y, al mismo tiempo, una reducción en la diversidad de malezas, con un marcado aumento en algunas especies, algunas de las cuales son potencialmente difíciles de controlar. Estos resultados son preliminares, resulta pertinente seguir analizando el BSS transcurridas varias temporadas de lluvia de semillas.

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Notas de autor

eforesto@ayv.unrc.edu.ar