INTRODUCCIÓN
La soya (Glycine max (L) Merril) es la oleaginosa que más se cultiva en el mundo desde el punto de vista de la superficie destinada al cultivo y del volumen de su producción. Sin embargo, pese a la gran importancia que este producto representa en el mercado mundial, la producción se concentra principalmente en cuatro países (Estados Unidos, Brasil, Argentina y China) los cuales producen casi el 90% del total mundial (Barrera y Pacheco, 2013).
En Venezuela se consume al año el equivalente a más de un millón de toneladas de grano de soya, tal cantidad es casi totalmente importada en la actualidad, dichas importaciones son realizadas mayoritariamente como torta o harina desgrasada de soya para la elaboración de raciones de alimentos concentrados para animales (Solórzano et al., 2005).
La región conocida como la Mesa de Guanipa, comprende una vasta región de los llanos orientales de Venezuela en la cual se han evaluado desde hace varias décadas el cultivo de soya, con la introducción de materiales como variedades comerciales, semicomerciales y líneas experimentales avanzadas provenientes de programas nacionales y foráneos, sembradas por organismos oficiales, empresas privadas y productores; la información proveniente de estas siembras y los estudios edafoclimáticos en relación con el cultivo han señalado varias zonas de la región definidas desde el punto vista de manejo agronómico y de producción como comprobadas en relación con su adaptación y comportamiento (Caraballo de Silva, 1990).
La producción de oleaginosas es un tema crucial de la dependencia alimentaria. Por lo tanto, apremian esfuerzos dentro del subsector para recuperar y fortalecer las instituciones y cultivos que faciliten la participación tecnológica y beneficien la producción nacional (Solórzano, 1991).
La tecnologia brasileña de labranza cero ha surgido como respuesta de los agricultores a sus propios deseos, y a los de la sociedad, de alcanzar el desarrollo económico y aliviar la pobreza en combinación con un manejo sostenible y cada vez más comunitario de los recursos de la nación. Ciertamente esta tecnología es la mejor alternativa actual para alcanzar estas metas en los tropicos humedos y subhumedos, pero se requiere un mayor desarrollo en los tropicos aridos y semiaridos, donde el pastoreo y las lluvias irregulares son grandes obstáculos para conservar la cobertura de los suelos (Derpsch, 2003).
El principio básico de la labranza cero es la de intervenir lo menos posible en el suelo, manteniéndolo lo más protegido posible a lo largo todo el año (Dos Reis et al., 2003).
La evaluación energética es un proceso de análisis que consiste en la identificación y medida de las cantidades de energía secuestrada, asociada a los productos y equipos que intervienen en la producción de un determinado bien (Paneque et al., 2002).
Varias investigaciones han establecidos que el costo energético por concepto de combustible y máquinas representa un alto porcentaje del costo energético total de producción en la agricultura empresarial (Paneque et al., 2002). Es así como Fluck (1981), calculó que un tractor del tipo 75 kW tiene un costo energético aproximado de 1 060 MJ·h-1 del cual el 77% corresponde a combustible.
Por lo anteriormente señalado, se desarrolló ésta investigación cuyo objetivo fundamental fue comparar el costo energético y gastos de explotación de las principales operaciones agrícolas mecanizadas en el cultivo de la soya, haciendo énfasis en las operaciones de labranza/siembra y cuantificar su posible ahorro utilizando el sistema de conservación, con relación al sistema convencional en la Mesa de Guanipa del estado de Anzoátegui, Venezuela.
MATERIALES Y MÉTODOS
El experimento fue realizado en el ciclo Norte Verano 2014-2015 con sistema de riego con pivote central, entre septiembre-enero, en el complejo agroindustrial Los Riecitos, San Tomé, Parroquia Cantaura, Municipio Freites del estado Anzoátegui, Venezuela, el área experimental se caracteriza por un régimen de precipitación media anual de 1100 mm y temperatura media 27°c y 256 msnm, humedad relativa de 77,3% en la época lluviosa y 64,1% en la época seca.
Caracterización de las parcelas y el diseño experimental
Cada parcela experimental ocupó un área de 1000 m2, siendo 20 m de ancho y 50 m de longitud, separadas por calles de 4 m de ancho. En sus extremos longitudinales por corredores de 10 m, para las maniobras y estabilización de la velocidad de los conjuntos agrícolas, estudiando en las mismas el comportamiento de la densidad aparente, humedad y resistencia del suelo; consumo de combustible y costo energético de dos sistemas de labranza y siembra para soya.
Caracterización de los suelos
Los suelos de la zona son conocidos como sabanas de Trachypogon y están taxonómicamente clasificados como Ultisoles y Alfisoles, se caracterizan por alto contenido de arena de hasta un 80%, altamente drenados, baja fertilidad, pH ácido que oscila entre 4,5 y 5,5, notablemente con deficiencia de fosforo por su alta fijación. Por lo cual requiere de un alto manejo agronómico para mejor estas limitaciones y elevar su capacidad de uso. Fue realizada la caracterización del suelo, determinándose: humedad, densidad aparente y resistencia a la penetración de 0 a 30 cm (Marcano y Ohep, 1987; Marcano et al., 1994).
Preparación de las muestras de suelo
Para la preparación de las muestras de suelos se utilizaron, machete, estacas, palín, espátula, bolsa plástica, papel aluminio, papel bond, lápiz, bolígrafo, marcador, tirro, regla, cinta métrica y navaja. (Figura 1).
Se procedió a seleccionar los puntos clave para la toma de muestra dividiendo las parcelas a través de método de diagonales y considerándose cinco demarcaciones claves por parcela, dos en el norte, dos en la parte sur y una en el centro, cada hoyo que se abrió con un diámetro de 30 cm y se tomó muestra de las paredes hasta una profundidad de 20 cm para determinar fertilidad y a esa misma profundidad se utilizó el método del cilindro (Uhland) en la obtención de muestras de suelos para determinar la densidad aparente y se colocaron en bolsas plásticas con promedio de un kg (1 kg) con su respectiva identificación, se tomaron muestras a 20 cm y 30 cm para determinar la humedad gravimétrica y colocadas en papel aluminio para su respectivo análisis en la estufa
FIGURA 1.
Algunos de los materiales e instrumentos utilizados para la preparación de las muestras del suelo (Fotos de los autores).
Determinación de la humedad del suelo
Las muestras se recogieron en papel de aluminio y se llevaron al Laboratorio de Suelos de la Universidad Politécnica Territorial “José A. Anzoátegui (UPTJAA), para ser pesadas en una balanza electrónica con 0,001 g de precisión. Se procedió a pesar todas las muestras y determinar el peso del papel + suelo húmedo y se colocaron para su secado 24 h en una estufa eléctrica modelo Memmert a 110ºC. Luego se dejaron reposar para volver a pesar y conocer los datos del peso del papel de aluminio + suelo seco (NC 67: 2000, 2000). Posteriormente se hicieron las correcciones tomando en cuenta el peso del papel de aluminio, realizándose los cálculos de la humedad a través de la siguiente expresión 1:
donde:
y - son las masas de suelo húmedo y seco, respectivamente
Resistencia a la penetración
Para determinar la resistencia a la penetración del suelo del área experimental se utilizó un penetrómetro dinámico de cono, que consta de una masa de impacto de 2,3 kg y distancia de caída libre de 0,6 m. Las lecturas del número de golpes por profundidad a intervalos de 5 cm se registraron en los mismos puntos de muestreo anteriores, siendo la máxima profundidad explorada dependiente de las particularidades del suelo del punto en cuestión (Fontanetto y Keller, 1998). Los valores obtenidos fueron traducidas a valores de RP mediante la formulación de Scala (1956) citado por Stout (1990), como se describe en la expresión 2.
Determinación de la densidad aparente del suelo
Para determinar la densidad aparente del suelo se utilizó el método de cilindro Uhland utilizando cinco cilindros por parcelas para extraer las muestras del suelo, a cada cilindro se le midió la longitud y el diámetro interior, utilizando un pie de rey (Vernier). Para determinar el volumen, las muestras se tomaron en los 10 puntos elegidos, colocadas en papel de aluminio, pesadas y llevadas a una estufa a 110 0C por 24 horas, para así determinar el peso del suelo. El procedimiento para la toma de muestra se calculó por la ecuación 3.
Determinación de los rendimientos del cultivo por cada tratamiento
Para el caso del rendimiento se realizó el muestreo por plantas pesándose el total de semillas obtenido en cada una de las cinco muestras de los tratamientos denominados: Sistema Convencional (SC) y Sistema de Conservación (SDC).
Caracterización de las máquinas
Fue utilizado como fuente energética en las pruebas experimentales un tractor Massey Ferguson, modelo 680 4x4, 6 000 kg, y 292 4x2 TDA con potencia máxima de 48 kW (65 cv) en el motor a 2 000 rpm y masa de 3 150 kg.
Los implementos y máquinas utilizados en la conducción del experimento fueron los siguientes:
Rastra (Grada) Rota Agro de 36 discos, 18 dentados al frente y 18 de bordes lisos en la parte trasera y 1 800 kg de masa.
Pulverizador de barra, Jacto de 2000 L de capacidad y 850 kg de masa y ancho de trabajo de 14 m.
Sembradora Vence Tudo SA 14600 A, de 6 líneas para granos con masa de 1 300 kg.
Trompo Vicon para aplicación de fertilizante granulado y masa de 130 kg.
Cosechadora Massey Ferguson, modelo 5680 con masa de 8 060 kg.
Costos energéticos y de explotación en los conjuntos agrícolas
Para la determinación de los costos energéticos y de explotación se estudiaron los trabajos de varios especialistas, entre ellos los de Paneque et al. (2002); Fluck (1981); Frisby y Summers (1979); Collins et al.(1981); Summers et al.(1986) y Hetz (1998) y se utilizaron diferentes metodologías, estando entre los autores (Burhan et al., 2004; Meul et al., 2007 y Fumagalli et al., 2011; Mohammadhossein et al., 2012). Se utilizó el programa de computación “Costos Energéticos y de Explotación (CEE)” el cuál es un sistema automatizado elaborado en el CEMA, Universidad Agraria de La Habana, por De las Cuevas et al. (2009), este sistema permitió el análisis de los datos primarios de las observaciones, así como la determinación de los costos mencionados anteriormente.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Caracterización del área experimental
El área experimental está ubicada en el complejo agroindustrial Los Riecitos, San Tomé, Parroquia Cantaura, Municipio Freites del Estado Anzoátegui, Venezuela. Se utilizó el Pivote 4 ubicado en los 8º 58´00´´de latitud norte y los 64º 31´60´´ de longitud oeste). Según consta en el informe oficial emitido por el INIA de Anzoátegui sobre el análisis de suelo, la textura del mismo es arenoso, con un 88% de arena, 8% de limo y 4% de arcilla (MAT, 2012).
Humedad
La variable estudiada se midió para cada tratamiento a dos profundidades diferentes, hasta 20 cm y de 20 a 30 cm, obteniéndose por parcela 5 muestras por profundidad.
Para el tratamiento sistema convencional (SC) se obtuvo que la humedad media hasta 20 cm de profundidad fue de 2,52% en un rango que va desde 1,16 a 3,88% con un coeficiente de variación de 43,42%. En el caso del sistema de conservación (SDC) se obtuvo una media de 4,26% en un rango que va desde 0,8 hasta 13,69% siendo más variable el sistema de conservación, con un coeficiente de variación de 125,61%, debido principalmente a que en el sistema de conservación el rastrojo o cobertura de paja proteje al suelo contra los rayos solares y el calentamiendo del día, manteniendo el porcentaje de humedad más elevado en este sistema.
Densidad aparente
El análisis estadístico para los dos tratamientos en los sistemas de siembra convencional y de conservación, indica que el valor medio de la densidad aparente de la parcela en la cual se le aplicó el tratamiento 1 es de 1,48 g/cm3 y en la que se aplicó el tratamiento 2 se obtuvo un valor medio de 1,53 g/cm3. Los resultados del análisis de varianza permiten determinar que la densidad aparente (Da), no afectó el comportamiento de los dos sistemas de siembra, ya que se demuestra que no hay diferencia estadísticamente significativa, según el P- valor de 0,73 que es superior a 0,05. Por lo tanto, se puede afirmar que la selección de las dos parcelas en estudio garantiza homogeneidad respecto a la variable estudiada.
Resistencia a la penetración
El análisis estadístico de los resultados que se realizó para determinar la existencia de diferencias significativas entre las medias de la RP medida en los 5 intervalos de profundidades para cada tratamiento se obtuvieron un total de 25 observaciones por parcela o tratamiento.
Al comparar los resultados de la resistencia a la penetración a los 10 cm, el valor medio expresado en MPa en el tratamiento siembra directa o sistema de conservación SDC10 (1,488) supera al valor medio de la resistencia a la penetración en la siembra convencional SC10 (1,22) en 0,268 MPa; de igual manera tanto el valor mínimo (1,15) como el máximo (1,99) son superiores a los de SC10 (0,14) y (1,66) y el coeficiente de variación con SDC10 22,59% es menor que 55.05% correspondiente a SC10.
Para las siguientes profundidades 15, 20, 25, los valores de la media RP para siembra convencional siempre superan los valores de la siembra directa hasta 25 cm, ya que en la profundidad final de 30 cm descienden los valores de ambos tratamientos pero la de SC30 cae de (4,18) a (3,50) es decir 0,68 MPa, mientras que el SDC30 se reduce de (4,078 a 3,742) es decir 0,335 MPa.
En cuanto a los valores máximo y mínimo se incrementan con la profundidad en ambos tratamientos hasta la profundidad de 30 cm en donde se registran los valores extremos 0,14 y 4,85 MPa.
Para la profundidad de 30 cm, al igual que a los 10 cm la media SDC supera a la SC, en este caso SDC30 (3,742) supera al tratamiento de SC30 (3,50) en 0,336 MPa aun cuando los valores máximos y mínimos para cada tratamiento fueron iguales en valor (0,14 y 4,85).
Análisis del rendimiento obtenido por cada tratamiento
Para el caso del rendimiento se realizó el muestreo por plantas pesándose el total de semillas obtenido en cada una de las 5 muestras de cada tratamiento SC y SDC. El resultado se observa en la Tabla 1. De igual forma también se aprecia el comportamiento de los valores mínimos y máximos de esos rendimientos por plantas, siendo ligeramente inferior el valor mínimo del rendimiento en el tratamiento SDC con respecto al SC.
TABLA 1.
Resumen Estadístico del Rendimiento, g
| Tratamientos | SC | SDC | Total |
|---|---|---|---|
| Frecuencia | 5 | 5 | 10 |
| Media g | 16,76 | 17,04 | 16,9 |
| Varianza | 0,533 | 0,60 | 0,52 |
| Desviación típica | 0,73 | 0,77 | 0,72 |
| Mínimo g | 16 | 15,8 | 15,8 |
| Máximo g | 17,8 | 17,8 | 17,8 |
| Coef. de variación% | 4,36 | 4,58 | 4,30 |
Según la Tabla 2 se puede concluir que no existen diferencias estadísticamente significativas entre los rendimientos obtenidos con el tratamiento SC y SDC cuyos valores medios son 16,76 y 17,04 g por plantas respectivamente.
TABLA 2.
Análisis de varianza para el rendimiento medido por muestras, g
| Fuente | Sumas de cuad. | Gl | Cuadrado Medio | Cociente-F | P-Valor |
|---|---|---|---|---|---|
| Entre grupos | 0,196 | 1 | 0,196 | 0,34 | 0,5739 |
| Intra grupos | 4,564 | 8 | 0,5705 | ||
| Total (Corr.) | 4,76 | 9 |
El comportamiento de los rendimientos totales para el tratamiento SC según la estimación por muestra fue 144 kg equivalente a 1440 kg/ha mientras que la cosecha real fue de 110 kg equivalente a 1100 kg/ha.
Para el tratamiento SDC el comportamiento de los rendimientos totales fue 169 kg equivalente a 1690 kg/ha mientras que la cosecha real fue de 186 kg equivalente a 1860 kg/ha cuya diferencia entre estimado y real pudo estar influenciado por la estandarización de la muestra.
Del análisis estadístico de los resultados obtenidos se puede concluir que:
Las características físico mecánicas del suelos de las parcelas ensayadas no interfieren en la aplicación de los tratamiento SC y SDC.
Los rendimientos obtenidos bajo los dos tratamientos no difieren entre sí, lo que está dado por la calidad de la semilla que tuvo un 80% de germinación, las características de emergencia del cultivo en estudio y su área foliar que garantizó el control de la maleza en el tratamiento SDC.
Costo energético y gastos de explotación
Costo energético
En los análisis de varianza del comportamiento del costo energético, principal objetivo de este trabajo, de acuerdo con la prueba F, se detectaron diferencias significativas entre los tratamientos de los dos sistemas de labranza y siembra en estudio (P<0,000). El coeficiente de variación fue 0,005%, indicando una óptima precisión experimental. Las comparaciones entre las medias se muestran en la Tabla 3.
De acuerdo con el análisis de varianza con un nivel de confianza del 95%, se aprecia que los costos energéticos de ambos sistemas, difieren uno del otro, debido principalmente a que no se realizaron labores primarias (pase de rastra) en el sistema de consevación.
El sistema de conservación tiene un costo energético menor al costo del sistema convencional, por lo anteriormente explicado. Los resultados del costo energético de los dos sistemas en estudio se aprecian en la Tabla 3.
Los costos energéticos totales del sistema convencional fueron mayores. El sistema de conservación ocasiona un costo energético total de 13 650,11 MJ·ha-1, que corresponde al 88,19% del costo del sistema convencional, ahorrando 1 826,57 MJ ha-1. La energía correspondiente al combustible utilizado ascendió a 6 560,26 MJ·ha-1 para el sistema convencional y a 1 381,43 MJ·ha-1 para el sistema de conservación, que equivalen a 137,24 L·ha-1 y 28,9 L·ha-1 respectivamente, en este último sistema se ahorran 108 L de combustible gasoil por cada ha trabajada, equivalentes al 21% de ahorro de combustible. Los resultados obtenidos coinciden con lo señalado por Stout (1990); ASAE (1993) y Hetz y Barrios (1997). En las labores culturales (riegos, deshierbes y fertilización) no existieron diferencias significativas de costos energéticos. El costo energético en ambos sistemas resultó semejante. De acuerdo con los resultados obtenidos, los mayores costos energéticos correspondieron a la labor de pulverización en el sistema de conservación (11 131,46 MJ·ha-1), lo cual coincide con los resultados obtenidos por Paneque et al. (2016) y a los reportados por Paneque y Soto (2007). Esto es debido a que no se realizaron labores primarias (pase de rastra) en este sistema.
La tecnología empleada en el sistema de conservación significó un ahorro de mano de obra, al invertir menos tiempo (4 h·ha-1) de utilización de la maquinaria y un incremento en la eficiencia de la misma.
TABLA 3.
Costo energético (MJ(ha-1) de dos sistemas de labranza convencional y de conservación para la soya
Gastos de explotación
Los gastos totales de explotación en las labores realizadas, fueron más bajos en el sistema de conservación que en el sistema convencional. Se contabilizó una diferencia de 222,12 Bs.ha-1. El menor gasto total del sistema de conservación, es debido a la disminución de la preparación del suelo (Tabla 4).
TABLA 4.
Gastos de explotación (Bs.ha-1) de dos sistemas de labranza convencional y de conservación para la Soya
Los resultados concuerdan con lo establecido por Frisby y Summers (1979); Collins et al. (1981); Summers et al. (1986) y Hetz (1998). Dichos autores señalan que la diferencia se origina principalmente en la cantidad de suelo removido y el roce que se produce con cada uno de los implementos de labranza. En el sistema de conservación se realizó una operación menos (pase de rastra) en comparación con el sistema convencional, lo cual significó el 76% de ahorro en los gastos totales y 44%de ahorro en tiempo de trabajo.
A todo esto deben sumarse los innumerables beneficios inherentes a la labranza de conservación, las que pueden resumirse en una menor degradación de los suelos y del medio ambiente según FAO/INTA (1992). En este sentido Derpsch et al. (1986), plantean que “la labraza cero” puede representar una reducción entre 64 y 74% del consumo de combustible gasoil, que este sistema es una garantía para una agricultura sustentable, de bajo costo y perenne.
CONCLUSIONES
Los valores de humedad promedio expresada en porcentaje a la profundidad entre 20 y 30 cm es mayor que la humedad promedio la profundidad de 0 a 20 cm en la parcela a la cual se aplicó el sistema convencional.
La densidad aparente media de 1,488 y 1,538 g/cm3 respectivamente para los tratamientos 1 y 2 obtenidos no provocan interferencia en la aplicación de los tratamientos entre parcelas.
Entre ambas parcelas para la resistencia a la penetración no hay diferencia estadísticamente significativa ya que todos los p valor son superiores a 0,05 según el análisis de varianza, desde la profundidad de 10 a 30 cm, con un 95% de confiabilidad en los tratamientos aplicados.
Los rendimientos obtenidos bajo los dos tratamientos no difieren entre sí, lo que está dado por la calidad de la semilla que tuvo un 80% de germinación, las características de emergencia del cultivo en estudio y su área foliar que garantizó el control de la maleza en el tratamiento SDC.
El sistema que menos combustible consumió fue el de conservación, con un valor medio de 28,9 L·ha-1, con respecto al sistema de labranza convencional, cuyo valor medio fue de 137,24 L·ha-1.
La tecnología empleada en el sistema de conservación significó un ahorro de mano de obra, al invertir menos tiempo (4 h·ha-1) de utilización de la maquinaria, un incremento en la eficiencia de la misma y un menor gasto energético total, que representó un 89% respecto al sistema convencional, ahorrando 3 400,40 MJ ha-1 por lo que es factible ahorrar 108 L·ha-1 de gasoil.