Agronomía

Gestión de los residuos en la producción de maíz

Crop Insights por Steve Butzen¹, Clyde Tiffany² y Darren Goebel³

Resumen

·        El exceso de residuos de maíz puede dar lugar a rodales de maíz reducidos y no uniformes, ya que el maíz es menos tolerante a los residuos que la soja.  El crecimiento de los cultivos puede ser variable a lo largo de la temporada.

·        Para evitar problemas de rodales y lograr los mayores rendimientos, los residuos de maíz deben gestionarse durante la cosecha, después de la cosecha en otoño, antes de la siembra en primavera y durante la siembra.

·        El procesamiento de los tallos que quedan del maíz y la distribución uniforme de los residuos que quedan detrás de la cosechadora son los primeros pasos en la gestión de los residuos.

·        La labranza primaria de otoño, cuando sea práctico, es importante para iniciar el proceso de descomposición del tallo.  La labranza de primavera es otra oportunidad para reducir los residuos del tallo para una siembra exitosa.

·        Las sembradoras deben estar equipadas con dispositivos de gestión de residuos para cortar y mover los residuos con el fin de despejar un camino de 15 a 25 centímetros delante de las unidades de siembra. 

Introducción

En los últimos años, el nivel de residuos del maíz que queda en la primavera ha aumentado considerablemente en muchos campos.  Esto puede deberse a los cambios en varias prácticas de producción:  1) las poblaciones de plantas más altas y las prácticas de fertilización superiores que aumentan el rendimiento del grano de maíz también aumentan el rendimiento del rastrojo, 2) el uso de fungicidas foliares y rasgos de la Bt da como resultado tallos de maíz mejorados que resisten a la descomposición, y 3) las prácticas de labranza reducida dan como resultado una menor descomposición de los residuos,

En estos campos, los agricultores deben gestionar los residuos de maíz adecuadamente o se arriesgan a tener problemas de establecimiento de rodales.  Esto es especialmente importante en el maíz que sucede al maíz, ya que este es menos tolerante a los residuos que la soja.  Los residuos reflejan la luz solar y aíslan el suelo, reduciendo tanto el calentamiento como el secado de los campos en primavera.  Esto puede impedir la siembra temprana, o dar lugar a una emergencia reducida o no uniforme.  La emergencia uniforme es fundamental para optimizar el potencial de rendimiento del maíz. Las plantas que emergen más tarde que sus vecinas pueden verse superadas en su desarrollo, y el rendimiento puede reducirse proporcionalmente a su retraso.

Problemas causados por los residuos de maíz en hilera

·        Los residuos que se introducen en el surco de siembra con los abridores de discos de la sembradora o las cuchillas de arado pueden interferir en la colocación adecuada de las semillas, reducir el contacto entre la semilla y el suelo y retrasar la germinación.

·        Un exceso de residuos en la hilera puede reducir la temperatura del suelo y retrasar la germinación, o puede presentar una barrera física para la siembra o la emergencia.  El crecimiento de las raíces y la absorción de nutrientes también se ven reducidos por los suelos fríos.

·        Los residuos de maíz en contacto con las raíces de las plántulas de maíz pueden tener un efecto alelopático (tóxico), lo que provoca un retraso en el crecimiento y en el desarrollo.

·        Las plantas que emergen más tarde o que se desarrollan más lentamente pueden actuar como malas hierbas, compitiendo por la luz solar, el agua y los nutrientes, pero contribuyendo muy poco al rendimiento del grano.

·        El exceso de residuos de maíz aumenta el riesgo de infestaciones de plagas, incluidos los insectos, las enfermedades y los roedores, y puede interceptar y retener los herbicidas y el nitrógeno (N).

Gestión de los residuos de maíz

Para ayudar a asegurar un establecimiento uniforme del cultivo para obtener los mayores rendimientos, los agricultores deben gestionar cuidadosamente los residuos de maíz, especialmente, cuando se vuelven a sembrar los campos con maíz. Los residuos de maíz deben gestionarse durante la cosecha, después de la cosecha en otoño, antes de la siembra en primavera (si es necesario) y durante la siembra.

Gestión de los residuos durante la cosecha

La gestión de los residuos de maíz debe comenzar en la cosecha con la distribución uniforme de la paja y los tallos detrás de la cosechadora.  La distribución uniforme tiene ventajas para los agricultores en los sistemas sin labranza, con labranza mínima o con labranza convencional, incluyendo una mejor protección contra la erosión, un menor taponamiento de los equipos de labranza o siembra, y un mejor establecimiento del cultivo.  El éxito en la distribución uniforme de los residuos del cultivo este otoño también puede ayudar a eliminar las pasadas de labranza en la próxima primavera.

Las cosechadoras actuales, con plataformas de grano y cabezales de maíz más anchos, concentran un mayor volumen de material vegetal en la misma banda estrecha que sale de la cosechadora.  Este material debe volver a esparcirse por la amplia hilera de cosecha, lo que hace más difícil la distribución uniforme.

Las cosechadoras con anchos de cabezal de 6 a 9 metros o más pueden no estar adecuadamente equipadas para distribuir uniformemente grandes volúmenes de residuos.  En estos casos, puede ser necesario añadir opciones del fabricante o equipos de accesorios para gestionar los residuos de forma más agresiva.  La modificación, la comprobación y el mantenimiento de los equipos existentes también pueden ayudar a mejorar la gestión de los residuos (véase más abajo Consejos para la distribución y gestión de los residuos).

La distribución uniforme de los residuos por toda la hilera de cosecha puede ayudar a evitar los problemas de establecimiento de los rodales en la primavera.

Consejos para la distribución y gestión de los residuos

·        Tanto las cosechadoras rotativas como las cilíndricas pueden distribuir los residuos igualmente bien si se ajustan correctamente, según los ingenieros.

·        Consulte el manual del operario o hable con su distribuidor para obtener la distribución más uniforme posible de una máquina.

·        Compruebe siempre los patrones de distribución de residuos de las cosechadoras recién compradas (ya sean nuevas o de segunda mano) y, si es necesario, añada accesorios de distribución de residuos.

·        Después de ajustar las trituradoras de residuos y los esparcidores, siga comprobando la distribución a medida que cambien las condiciones de la cosecha.

·        Corregir en exceso los problemas de hileras y esparcir los residuos demasiado lejos puede dar lugar a una concentración de residuos fuera de la hilera de cosecha.

·        Cambiar las poleas para aumentar la velocidad de los esparcidores de paja puede ayudar a conseguir una distribución más amplia.

·        Inspeccione las cuchillas de las trituradoras de paja.  Si los bordes están redondeados o desafilados, considere la posibilidad de afilarlos o sustituirlos según las recomendaciones del fabricante.

·        Un tratamiento más agresivo (triturado y desmenuzado) de los tallos de maíz en la base del maíz debería ayudar a la degradación del tallo.

Paja y tamo.  Cada cosechadora de grano descarga 2 flujos de material.  La paja es el material que pasa por las unidades de trillado y separación de la cosechadora.  Se compone de mazorcas de maíz, hojas y algunos trozos de tallo de maíz.  El tamo es el material que es soplado o descargado de otra manera desde la unidad de limpieza (zapata de limpieza) de la cosechadora.  Contiene trozos más pequeños de tallos, mazorcas o cáscaras de plantas.

Esparcidores y trituradoras.  Un esparcidor de paja utiliza cuchillas o bateas de goma que giran en un plano horizontal para interceptar el chorro de salida de la paja y desviarlo por detrás y a los lados de la trayectoria de la cosechadora.  La mayoría de los residuos de las cosechas permanecen intactos.  Una trituradora de paja utiliza una serie de mayales o cuchillas metálicas montadas en un eje horizontal o tambor que gira a gran velocidad para romper o cortar los residuos en trozos más pequeños antes de distribuirlos.  Un esparcidor de tamo suele utilizar discos giratorios para distribuir los residuos finos procedentes de las cribas de la cosechadora.

Esparcidor de paja y trituradora de paja.  Los esparcidores de paja y las trituradoras son intercambiables en la mayoría de las cosechadoras, por lo que los agricultores pueden elegir entre los dos (en algunas cosechadoras se pueden combinar ambos).  Mientras que el esparcidor suele distribuir los residuos de manera más uniforme, la trituradora puede proporcionar una mayor cobertura de residuos, ya que los pica en pequeños trozos antes de esparcirlos.  La mayoría de los fabricantes de cosechadoras ofrecen trituradoras de paja como elemento estándar u opcional, y en la actualidad existen pocas trituradoras de accesorio.

Los esparcidores de tamo son más importantes para los cultivos que producen mucho material ligero y fino durante la trilla del grano, como la soja o el trigo, pero también pueden ser útiles para el maíz. El tamo es fácil de distribuir con discos giratorios simples o dobles de accionamiento hidráulico con bateas de goma acopladas, montados en el eje trasero.  Sin embargo, debido a su ligereza, el tamo es difícil de esparcir más allá de 6 o 7,6 metros con un solo disco.  Por lo tanto, para hileras de cosecha de más de 6 metros, puede ser necesario utilizar dos esparcidores de tamo.  La anchura de la hilera y los patrones de distribución de los esparcidores de tamo suelen poder modificarse en cierta medida ajustando 1) la posición delantera y trasera en la que el material cae sobre las palas giratorias, 2) los deflectores o escudos en varios puntos del perímetro de las palas, y 3) la velocidad (rpm) de los hiladores.

Localización de los esparcidores y las trituradoras.  Los esparcidores de paja y tamo y las trituradoras de paja comerciales están ahora disponibles para adaptarse a la mayoría de los modelos de cosechadoras.  Los agricultores pueden obtener más información de los distribuidores de equipos, la Extensión Cooperativa y los fabricantes privados.  También hay una lista disponible en PNW Conservation Tillage Handbook Series. Una opción para los agricultores que encuentran sus tallos de maíz problemáticos en la siembra es un tratamiento más agresivo de los tallos en la base del maíz.  El aplastamiento, la laceración y la trituración de los tallos en la cosechadora pueden contribuir a la posterior degradación del tallo, exponiéndolo a los microbios y al clima.  Muchos fabricantes de equipos ofrecen «rodillos de cuchillas» opcionales o rodillos de tallos más agresivos para sustituir los rodillos de tallos estándar en los cabezales de maíz.

John Deere fabrica un rodillo de cuchillas que sustituye al rodillo de tallos estándar en muchos cabezales de maíz de John Deere.  John Deere también fabrica un cabezal de corte de maíz StalkMaster™ para cortar a fondo los tallos con una cuchilla giratoria.

New Holland ofrece «rodillos de cuchillas afiladas» opcionales para que los cabezales de maíz trituren los residuos del tallo de maíz para una dispersión más uniforme en el campo.

Massey Ferguson ofrece rodillos de rotura acanalados agresivos como equipo estándar.  Según el fabricante, estos rodillos trituran adecuadamente los tallos para promover una rápida descomposición de los residuos del campo, facilitando los pases de labranza y/o siembra.

Case IH ofrece rodillos acanalados rectos opcionales que son más agresivos que los rodillos cónicos.

Los rodillos de cuchillas de Pixall son un artículo de accesorio para las cosechadoras John Deere que «acondicionan» agresivamente los tallos en el cabezal de maíz.  Su uso puede eliminar una pasada de labranza y ayudar a la siembra en primavera, según el fabricante.

Geringhoff U.S. produce el cabezal de maíz Rota Disc que tritura a fondo los tallos a su paso por el cabezal, eliminando la necesidad de triturar los tallos después de la cosecha.

Algunos expertos sugieren dejar de 30 a 46 cm. de tallo en la hilera al cosechar.  En los sistemas de siembra directa en los que el cultivo del año siguiente se sembrará entre las hileras antiguas, esto mantendrá más residuos anclados y fuera de los centros de las hileras.  Sin embargo, los tallos más altos pueden engancharse en las sembradoras o en el equipo de fertilización.

Gestión de los residuos de maíz después de la cosecha

La producción de rastrojos de las plantas de maíz es aproximadamente igual al peso del grano producido.  Esto significa que cuando los rendimientos del maíz superan las 19500 kg/ha, los rendimientos del rastrojo pueden alcanzar de 13450 a 19000 kg/ha.  Eso es más del doble de los residuos producidos por la mayoría de los otros cultivos, y más del doble de los residuos necesarios para cubrir el 100% del suelo.  Si los residuos no se gestionan adecuadamente, pueden producirse reducciones de la masa y del rendimiento debido al exceso de estos. Las estudios sugieren que el rendimiento del maíz puede reducirse cuando los campos tienen un 90% de cobertura de residuos a menos de 5 cm del surco de siembra.

Labranza de otoño.  Los residuos del maíz son más resistentes a la descomposición que los de muchos cultivos, lo que puede agravar el problema del exceso de residuos.  Los residuos que no se incorporan en otoño permanecerán en gran medida intactos en primavera porque el proceso de descomposición se ralentiza aún más sin contacto con el suelo.  En general, se descompone entre un 5% y un 10% más de residuos de maíz cuando la labranza se realiza en otoño en vez de en primavera.

La labranza primaria en otoño acelera la descomposición de los residuos.

La mayoría de los implementos de labranza primaria, incluidos los arados de cincel, los desgarradores de mantillo, los desgarradores de disco, etc., están diseñados para incorporar algunos residuos del cultivo, pero no todos, en la superficie del suelo.  Además, la profundidad y la velocidad de labranza, así como el tipo de pala o punta seleccionada, determinarán la cantidad de suelo movido y de residuos incorporados.  En suelos planos no sujetos a la erosión, el arado de vertedera sigue siendo una opción para enterrar la mayor cantidad posible de residuos.  Los fabricantes de equipos y los ingenieros agrónomos de extensión pueden proporcionar directrices sobre el porcentaje de incorporación de residuos por tipo de implemento de labranza y operación.

Un enfoque relativamente nuevo en la gestión de los residuos de otoño es el uso de implementos de labranza «vertical» para dimensionar los residuos antes de la labranza primaria.  Este equipo, que emplea rejas de ondulación estrechamente espaciadas, funciona a altas velocidades de 14 a 16 kilómetros por hora para un dimensionamiento más eficaz de los tallos y los cepellones.  Por lo general, se requiere una gran potencia para esta operación.

Labranza por zonas.  La labranza por «zonas» o por «franjas» es un sistema de producción de cultivos que combina los beneficios del calentamiento y el secado del suelo de la labranza con los beneficios de la conservación del suelo de la siembra directa.  En este sistema, se labra una franja de 15 a 20 centímetros de ancho en otoño, y el espacio restante entre hileras (normalmente de 56 a 61 centímetros) con su cubierta de residuos de cultivo permanecen inalterados.  La labranza se realiza normalmente utilizando una vara y una cuchilla para levantar el suelo y cuchillas de disco para contener el suelo aflojado y formarlo en una cresta o berma elevada.  En la mayoría de los casos, el fertilizante se aplica durante esta operación de labranza.  En primavera, las franjas labradas se secan y se calientan como un campo labrado de forma convencional.  Las unidades de siembra siguen estas franjas labradas, dejando caer las semillas en el centro de la berma elevada, y a menudo aplicando fertilizante adicional.

Triturar los tallos después de la cosecha Un enfoque alternativo a la labranza de otoño es el triturado otoñal de los tallos con una trituradora de tipo mayal o de cuchillas rotativas.  Aunque es muy eficaz para dimensionar los residuos, este enfoque no siempre es deseable.  Puesto que aplana el perfil de los residuos y distribuye los restos de tallos entre las hileras, reduce la ventaja de sembrar la cosecha del año siguiente entre las hileras del año pasado.  Los residuos aplanados también son más propensos a «enmarañarse» en la superficie del suelo, lo que da lugar a suelos fríos y húmedos en primavera.  Los tallos triturados reducirán el porcentaje de cobertura de residuos entre un 4% y un 8%.

Pastoreo o empacado de tallos.  Los ganaderos pueden considerar el pastoreo de su campo o el empacado de algunos de sus tallos de maíz para la alimentación o la cama.  Algunos agricultores también pueden tener la opción de vender tallos de maíz para la producción de etanol.  En la mayoría de los casos, sólo debe eliminarse una parte de los tallos para que no se pierdan por completo los beneficios de la cobertura del tallo.  Se recomienda eliminar estratégicamente los tallos de las zonas menos erosivas del campo en franjas alternas de año en año.

Recuerde que el rastrojo contiene valiosos nutrientes: unos 7,7 kilogramos de N, 1,8 kilogramos de fósforo y 9 kilogramos de potasio por tonelada.  Si se eliminan los residuos, estos nutrientes tendrán que ser sustituidos por mayores dosis de fertilizantes.  Por ello, los agricultores deben tener en cuenta el coste de reposición de los residuos a la hora de decidir si los retiran del campo.

¿Aplicación otoñal de N a los tallos?  Las investigaciones de campo no han demostrado una descomposición acelerada de los residuos de los cultivos debido a la aplicación de N en otoño.  En los estados del Cinturón del Maíz, la descomposición microbiana de los residuos está limitada por la baja temperatura, no por el N del suelo.

Gestión de los residuos de primavera antes de la siembra

La labranza secundaria en primavera puede reducir aún más los residuos antes que la sembradora.  La siguiente tabla proporciona una orientación sobre la cantidad de residuos que enterrarán las herramientas de labranza.

* Añadir entre un 5% y un 10% si la labranza primaria se realiza en primavera y no en otoño.

Tanto si se ha realizado la labranza como el triturado de tallos en otoño, es importante enterrar los residuos tan pronto como sea posible en primavera si el objetivo es reducir las altas cargas de residuos.  A continuación, se ofrecen consejos para preparar con éxito el lecho de siembra cuando los residuos de maíz son excesivos en la superficie del suelo:

·        Utilice palas torcidas en los arados de cincel en lugar de puntas rectas.  Las palas torcidas moverán más tierra, que a su vez enterrarán más residuos y rellenarán surcos de cosecha más profundos.

·        Experimente con la velocidad y la profundidad para obtener los resultados deseados.  Las velocidades más rápidas y las mayores profundidades de trabajo moverán más tierra.

·        Asegúrese de que los aperos de labranza estén nivelados de delante a atrás y de lado a lado en toda la anchura de la máquina.  Esto ayuda a asegurar un perfil de suelo nivelado cuando haya terminado.

·        Para minimizar la compactación del suelo, evite la labranza de suelos húmedos, utilice orugas o neumáticos radiales ajustados a presiones de inflado bajas (6 a 8 psi), y utilice herramientas de labranza con puntas en lugar de discos siempre que sea posible.

Gestión de los residuos del maíz en la siembra

La última oportunidad de gestionar los residuos de maíz es en la sembradora.  Los dispositivos montados en la sembradora incluyen rejas, discos de limpieza, barredoras, cepillos y dedos rodantes.  Estos gestores de residuos pueden cortar y mover los residuos para despejar un camino de 15 a 25 centímetros delante de las unidades de siembra.  Esto sirve para minimizar los efectos perjudiciales de los residuos en la zona de las hileras mientras se mantienen los beneficios de los residuos en el resto del campo.

¹ Director de información agrónoma de Pioneer, Johnston, Iowa.
² Agrónomo de zona de Pioneer, Spicer, Minnesota.
³ Agrónomo de zona de Pioneer, Evansville, Indiana.
™ StalkMaster es una marca registrada de Deere and Company.