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1. INTRODUCCIÓN
Durante el año 2020, en el mundo se produjo un incremento en la producción de cereales, situándose en 2 767 millones de t, lo que significó un incremento 2.1% por encima del 2019. Las perspectivas de producción mundial para el 2021, indicaron un tercer año consecutivo de crecimiento, principalmente del cultivo de maíz(1).
El maíz (Zea mays L.), es un cereal de gran importancia socioeconómica, por su diversidad de usos en su cadena de valor(2), ya sea por su uso en la alimentación humana, animal o como materia prima de un gran número de productos industriales(3). Además de ser considerado como fuente de energía alternativa para la producción de bioetanol.
Para el año 2019, la superficie sembrada de cultivos transitorios en el Ecuador fue de 849 355 hectáreas; siendo el maíz duro, el de mayor área de siembra, con aproximadamente 334 767 ha, donde la provincia de Los Ríos, tuvo el 38.56% del área sembrada, con producción de 648 000 t, que significó una concentración del 43.81% de productividad de esta gramínea, le siguen Manabí 415 000 t y Guayas 242 000 t(4).
Dentro de los sistemas de producción agrícola, el maíz es uno de los cultivos tradicionales más importantes para la región interandina y el litoral ecuatoriano(5), sin embargo, los bajos rendimientos obtenidos están relacionados con un manejo agronómico inadecuado como: siembra en monocultivo, quema de rastrojos y mecanización intensiva de los suelos, los cuales causan impacto negativo en la economía del productor y la diversidad de los ecosistemas. Por lo que es necesario buscar alternativas de desarrollo agrícola sustentable que fundamenten la parte económica, ecológica y social(6).
Los sistemas asociados han adquirido gran relevancia debido a que cada día se registra una tendencia a la pérdida de la fertilidad de los suelos y a la necesidad por parte de los agricultores maiceros de incorporar cultivos más rentables disminuyendo los costos de producción(7).
La presente investigación tuvo como objetivo evaluar la sostenibilidad económica del sistema productivo de maíz, comparando diferentes prácticas de manejo de suelo (Siembra directa SD; Siembra directa con quema SDQ; Siembra convencional SC (arado); Siembra directa con brachiaria SDB.
2. MATERIALES Y MÉTODO
2.1. Ubicación del experimento
El ensayo se realizó en la Estación Experimental Tropical Pichilingue - INIAP, ubicada en las coordenadas geográficas 01° 06' 37” S y 79° 27' 39” W, a una altitud de 38 m.s.n.m., clima tropical, con temperatura media anual de 21 °C y una humedad relativa media de 86% y precipitación media anual de 2061 mm(8) (Figura 1). La siembra se realizó durante la época seca del 2020 siguiendo los lineamientos de evaluación del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo(9).
2.2. Material vegetal
Maíz amarillo duro híbrido INIAP H- 554 (RENACER) facilitado por Programa de Maíz de la Estación Experimental Tropical Pichilingue (EETP) del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIAP), fue utilizado para la siembra del experimento. La semilla de pasto utilizado como cultivo de asociación fue Brachiaria decumbens con una pureza del 95% y porcentaje de germinación del 80%.
2.3. Tratamientos
Los factores en estudio correspondieron a los sistemas de manejo de siembra (Siembra convencional (SC); Siembra directa (SD); Siembra directa con quema (SDQ); Siembra directa con brachiaria (SDB) (Tabla 1).
2.4. Preparación del suelo y siembra
Para cumplir con este objetivo se hizo uso de parcelas de 100 m2 (10 m x 10 m) de terreno y se procedió a establecer los tratamientos de acuerdo al manejo de siembra. Como se detalla a continuación.
Siembra convencional SC: La preparación del área de siembra consistió en pases de motocultor dejando el suelo bien suelto. La siembra se realizó de forma manual “espeque”, con una densidad poblacional inicial de 62 500 semillas por hectárea (0.8 m entre hileras y 0.20 m entre planta). Este manejo es muy común entre los agricultores medianos y grandes que cuentan con el poder adquisitivo para implementar este modelo de siembra.
Siembra directa SD: Esta actividad consistió en no levantar la capa arable del suelo, dejando los residuos vegetales existentes en el mismo. Se utilizó el mismo método de siembra a “espeque”, mismo que utilizan pequeños agricultores y el cual consiste en un pedazo de madera con punta.
Siembra directa con quema SDQ: los residuos vegetales fueron quemados, para posteriormente sembrar con espeque. Siendo este manejo el más comúnmente utilizado por los productores maiceros, por ser una actividad rápida y económica.
Siembra directa con Brachiaria SDB: Esta siembra consistió en adicionar a la SD de maíz la siembra de líneas de pasto (Brachiaria decumbens), entre las hileras del cultivo principal. Esta se realizó de forma manual (espeque), colocando 5 semillas por golpe a un distanciamiento entre ellos de 0.50 m. Esta práctica no es frecuente entre los productores maiceros, aunque se considere una alternativa para minimizar la degradación de los suelos.
2.5. Manejo agronómico del cultivo
Manejo fitosanitario
Las semillas utilizadas fueron tratadas con el insecticida thiodicarb 35% de I.A.., en dosis de 1 ml de producto comercial por kilo de semillas. El manejo de malezas se realizó usando atrazina (1.5 kg ha-1), pendimentalin (3.0 L ha-1), glifosato (3.0 L ha-1) y nicosulfuron a dosis de 30 g ha-1. Para controlar larvas de Spodoptera frugiperda lufenuron y benzoato de emamectina a dosis de 250 mL ha-1 y 300 g ha-1 respectivamente.
Fertilización
La fertilización se realizó por tres ocasiones: la primera a la siembra (de forma incorporada), la segunda y tercera quince y treinta días después, utilizando como fuentes nutricionales (Urea, Muriato de potasio, Fosfato diamónico)., que considero aplicar previo a la revisión del análisis de suelo 140 N kg. ha-1 - 46 P2O5 kg. ha-1 - 60 K2O kg. ha-1.
Cosecha
Terminado el ciclo de cultivo, 120 días después de la siembra (DDS). Se estableció un área representativa de cada unidad experimental de 48 m2 que correspondieron a seis hileras, donde se procedió a la cosecha y se determinó el rendimiento de cada parcela en estudio. Expresando los valores de peso en kg/ha y el porcentaje de humedad del grano.
2.6. Variables evaluadas
Altura de la planta
Los datos de altura de planta fueron representados en centímetros, iniciando desde la superficie del suelo hasta donde empieza la espiga, esta fue tomada a los 90 DDS Para esto se seleccionaron 10 plantas al azar del área útil de cada parcela, y los valores se representaron en centímetros, estos fueron medidos con una regleta.
Altura de carga
La altura de carga o inserción de la mazorca se consideró desde la superficie del suelo hasta el lugar de inserción de la mazorca, esta fue tomada a los 90 DDS y los valores se representaron en centímetros.
Peso de 100 semillas
Esta variable se estableció seleccionando 100 semillas al azar de cada parcela útil y su peso se expresó en gramos, previa corrección de la humedad al 14%.
Rendimiento
El rendimiento (kg ha-1), se determinó empleando la siguiente ecuación:
Utilizando el peso húmedo del grano (PHG), de las dos hileras centrales de cada tratamiento (área de cosecha AC), el porcentaje de humedad del grano (HG) fue ajustado al 14% de humedad.
2.7. Análisis estadístico
Para analizar los resultados de esta investigación se utilizó un diseño de bloque completo al azar (DBCA), con cuatro tratamientos (SC; SD; SDQ; SDB); y cuatro repeticiones. Mediante el software InfoStat 2018 (10), se determinó el ANOVA y aplicó la prueba de Tukey (p ≤ 0,05) para comparación de medias y determinar el mejor tratamiento.
2.8. Análisis beneficio/costo
Con base en la metodología del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y trigo (7), se realizó el análisis económico que fue registrado al final del cultivo en base al presupuesto total, los beneficios del mejor tratamiento y los costos de las técnicas aplicadas. El costo fijo incluye los gastos que se realizaron en el cultivo, incluyendo alquiler y riego. El costo variable está determinado por el costo de los insumos utilizados y la mano de obra en los tratamientos multiplicado por el tiempo de duración del cultivo. El costo total corresponde a la suma del costo variable y el costo fijo, mientras que el ingreso bruto se obtuvo multiplicando el rendimiento por el precio promedio de maíz grano en la zona de estudio estimado en 0.3 USD kg-1. El beneficio neto se obtuvo de la diferencia del ingreso bruto y el costo total.
3. RESULTADOS
En la tabla 2 se puede evidenciar que el análisis de varianza no detectó diferencias significativas en las variables: altura de planta, altura de carga, peso de 100 semillas y rendimiento evaluados con un coeficiente de variación de 24.2%, 10.5%, 7.4% y 23.6% respectivamente. Sin embargo, haciendo un análisis valorativo del rendimiento se observó que los tratamientos bajo siembra directa; SD con 6845.3 kg ha-1; SDQ con 6157.8 kg ha-1 y SDB con 6732.8 kg ha-1; fueron mayores al de SC que tuvo 5953.5 kg ha-1. Siguiendo la misma tendencia las otras variables agronómicas evaluadas (Tabla 2).
Tabla 2 Promedios de altura de planta, de inserción, peso de 100 semillas y rendimiento del maíz INIAP-H554 en la época seca del 2020. Afectado por el manejo de suelo a la siembra
| Tratamientos de manejo de suelo | Altura de planta | Altura de inserción de mazorca | Peso de 100 semillas | Rendimiento | |||
| cm | g | kg. ha-1 | |||||
| Siembra Convencional (SC) | 147.2 | A | 109.1 | A | 29.6 | 5953.5 | A |
| Siembra Directa (SD) | 167.2 | A | 115.4 | A | 30.1 | 6845.3 | A |
| Siembra Directa + Quema (SDQ) | 173.6 | A | 118.2 | A | 30.6 | 6157.8 | A |
| Siembra Directa + Brachiaria (SDB) | 182.9 | A | 119.4 | A | 30.5 | 6732.8 | A |
| Promedio | 167.7 | 115.6 | 30.2 | 6422.4 | |||
| CV (%) | 24.2 | 10.5 | 7.4 | 23.6 | |||
| Tukey (5%) | ns | ns | ns | ns |
En los sistemas de siembra evaluados la relación Beneficio/Costo fue mayor a $1.0 lo que indica que obtuvieron dividendos monetarios. La mejor relación Beneficio/Costo se obtuvo con el sistema bajo SD, donde tuvo una ganancia de USD 0.8 por cada dólar invertido, seguido por SDQ con una ganancia de USD 0.5; mientras que con. SDB se obtuvo USD 0.2 de rentabilidad por cada dólar invertido. Por último, la SC apenas recupera lo invertido con un bajo retorno de USD 0.2 (Tabla 3).
Tabla 3 Análisis económico de cada uno de los manejos aplicados al sistema productivo de maíz.
| TIPOS DE | SIEMBRA | |||
|---|---|---|---|---|
| COMPONENTES | SD | SDB | SDQ | SC |
| USD | ||||
| Semilla maíz (18 kg) | 75.0 | 75.0 | 75.0 | 75.00 |
| Semilla pasto (1 kg = $ 25) | - | 125.0 | - | - |
| Arado (2 pases) | - | - | - | 70.00 |
| Rastra (1 pase) | - | - | - | 35.00 |
| Siembra maíz (máquina) | 70.0 | 70.0 | 70.0 | 70.00 |
| Siembra pasto | - | 50.0 | - | - |
| Fertilizantes (ciclo cultivo) | 250.0 | 250.0 | 250.0 | 250.00 |
| Manejo Fitosanitario | 150.0 | 150.0 | 150.0 | 150.00 |
| Mano de obra (manejo cultivo) | 90.0 | 90.0 | 90.0 | 90.00 |
| Costo cosecha ($/kg) | 0.1 | 0.02 | 0.1 | 0.1 |
| Valor de venta ($/kg) | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| Rendimiento (kg/ha) | 6 845.3 | 6 732.8 | 6 157.8 | 5 953.5 |
| Costo Total | 792.4 | 964.9 | 776.6 | 876.9 |
| Ingreso Bruto | 2 190.5 | 2 154.5 | 1 970.5 | 1 905.1 |
| Beneficio neto | 1 398.1 | 1 189.7 | 1 193.9 | 1 028.2 |
| Relación BENEFICIO/COSTO | 1.8 | 1.2 | 1.5 | 1.2 |
4. DISCUSIÓN
La quema es la práctica tradicionalmente utilizada para disminuir grandes volúmenes de residuos de cosecha de manera fácil, rápida y económica, dejando el área de siembra libre para las labores posteriores de labranza y siembra, además de permitir la disminución de enfermedades y plagas lo cual contribuiría al mejor establecimiento del cultivo (11). Sin embargo, según los resultados se observó que los tratamientos SD (6845.3 kg. ha-1) y SDB (6732.8 kg. ha-1) obtuvieron los mejores comportamientos comparados con SDQ (6157.8 kg. ha-1) y SC (5953.5 kg. ha-1). Estos resultados coinciden a los reportados por Rosero y Osorio(12), quienes indicaron que el fuego genera una disminución marcada de los valores iniciales de materia orgánica; al igual que Mataix(13), que también indica que la materia orgánica suele decrecer tras un incendio de alta intensidad si el fuego ha afectado directamente a los horizontes más superficiales de éste lo cual afecta los rendimientos en el cultivo.
Según lo resultados se puede evidenciar que el análisis de varianza no detectó diferencias significativas en las variables: altura de planta, altura de inserción de mazorca. Sin embargo, numéricamente se pudo evidenciar una diferencia positiva de la Siembra Directa + Brachiaria (SDB) frente a otros tratamientos con un valor de 182.9 cm y 119.4 cm, respectivamente. Esto puede atribuirse a una mayor lixiviación de nutrientes en la agricultura de roza y quema(14). El uso continuo de la quema para la siembra produce una drástica disminución de su rendimiento, como lo muestran los trabajos de Cuanalo y Uicab(15).
De la información analizada se establece que los costos de producción promedio para los sistemas de producción en estudio se encuentran entre USD $776.6 y $919.9, por hectárea lo que no coincide con el Banco Central del Ecuador (16), el cual menciona que en el cantón El Empalme los costos de producción varían entre USD $ 800.0 y $ 1000.0; la producción promedio de maíz que se obtuvo se encuentra entre 5953,2 a 6732,7 kilogramos por hectárea lo que coincide con la investigación realizada por el Banco Central del Ecuador(16), en que se afirma que los agricultores en la provincia de Guayas obtuvieron un promedio de 6818.2 kg/ha de maíz amarillo. Con respecto a esto, en algunos casos las variables agronómicas del maíz asociado con leguminosas o en monocultivo pueden diferir matemática o estadísticamente, algunas investigaciones relacionan esto con el potencial genético de los cultivares que se asocian, las condiciones climáticas, los programas de fertilización, entre otros posibles factores, lo que esta corroborado es que de los cultivos asociados aunque las variables agronómicas sean similares a las de los monocultivos, tienen mayor utilidad(17).
Estudios realizados por otros investigadores indican que el uso de cultivos de cobertura (CC) en sistemas agrícolas intensificados incrementa la materia orgánica del suelo (18) Por lo tanto, la implementación de CC en los sistemas agrícolas actuales cada vez menos diversificado pueden constituir una herramienta agronómica para mitigar la degradación física y química de los suelos.
De la misma manera, Godoy(19) identifico que, los cultivos asociados tienen mejores indicadores agronómicos especialmente en número de semillas por vaina, peso de cien semillas y rendimiento, comparados con monocultivos. No se encontraron diferencias estadísticas para la altura de planta ni en las variedades ni en las épocas de siembra, tampoco al comparar los cultivos asociados con los monocultivos. De igual manera para el maíz, los mejores rendimientos del maíz se obtuvieron cuando se lo sembró asociado, aunque sin mostrar diferencias estadísticas entre ellos.
La siembra directa se plantea como opción para reducir la vulnerabilidad de las zonas de riesgo a eventos extremos, producto del impacto del cambio climático, que en los últimos años ha incrementado la variabilidad climática, afectando el crecimiento y demandas hídricas del cultivo de maíz (20). La siembra directa representa una alternativa viable para mejorar las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, contribuyendo a la reducción de emisiones de CO2 a la atmosfera.
5. CONCLUSIONES
Bajo los tratamientos analizados no se encontraron diferencias estadísticas entre las respuestas de las características agronómicas evaluadas. La altura de planta, altura de altura de inserción de mazorca, peso de 100 semillas y rendimiento en grano fueron similares entre SC, SD, SDQ, SDB lo que sugiere que la SD sería una opción viable para la producción de maíz en la zona, alejando así la SC que mostró meno
res rendimientos de grano, además de no ser recomendable por estar asociada a un menor balance de carbono en el suelo y consecuentes aportes de gases de efecto invernadero que no fueron considerados para el presente trabajo.
La Siembra Directa + Brachiaria (SDB) puede ser tomada como una práctica que beneficia la captura de carbono y el balance positivo consecuente, la reducción en los costos por uso de maquinarias y un buen rendimiento en grano con respecto a los valores históricos de producción. En general, los resultados de este estudio indican el efecto positivo del sistema SDB los cuales fueron evidenciados y se espera que las diferencias se incrementen en el transcurso del tiempo.
Siembra Directa (SD) debe ser tomada la práctica a tomar dentro de este sistema productivo ya que reduce los costos por uso de maquinarias y se obtiene un rendimiento adecuado de grano por hectárea. Esto demuestra que la eliminación de la quema puede lograrse sin que se vean afectados los rendimientos del cultivo del maíz de manera significativa, mediante un buen manejo de fertilización, fitosanitario y control de malas hierbas.
Bajo los tratamientos analizados no se encontraron diferencias estadísticas entre las respuestas de las características agronómicas evaluadas. La altura de planta, altura de altura de inserción de mazorca, peso de 100 semillas y rendimiento en grano fueron similares entre SC, SD, SDQ, SDB lo que sugiere que la SD sería una opción viable para la producción de maíz en la zona, alejando así la SC que mostró meno
res rendimientos de grano, además de no ser recomendable por estar asociada a un menor balance de carbono en el suelo y consecuentes aportes de gases de efecto invernadero que no fueron considerados para el presente trabajo.
La Siembra Directa + Brachiaria (SDB) puede ser tomada como una práctica que beneficia la captura de carbono y el balance positivo consecuente, la reducción en los costos por uso de maquinarias y un buen rendimiento en grano con respecto a los valores históricos de producción. En general, los resultados de este estudio indican el efecto positivo del sistema SDB los cuales fueron evidenciados y se espera que las diferencias se incrementen en el transcurso del tiempo.
Siembra Directa (SD) debe ser tomada la práctica a tomar dentro de este sistema productivo ya que reduce los costos por uso de maquinarias y se obtiene un rendimiento adecuado de grano por hectárea. Esto demuestra que la eliminación de la quema puede lograrse sin que se vean afectados los rendimientos del cultivo del maíz de manera significativa, mediante un buen manejo de fertilización, fitosanitario y control de malas hierbas.
