Tecnologías

Crop rotation with legumes [Chile]

Rotación de cultivos con leguminosas (Spanish)

technologies_1123 - Chile

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1. Información general

1.2 Detalles de contacto de las personas de referencia e instituciones involucradas en la evaluación y la documentación de la Tecnología

Persona(s) de referencia clave

Especialista MST:
Especialista MST:

Soledad Espinoza

Instituto de Investigaciones Agropecuarias

Chile

Nombre del proyecto que financió la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
DESIRE (EU-DES!RE)
Nombre de la(s) institución(es) que facilitaron la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA) (Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA)) - Chile

1.3 Condiciones referidas al uso de datos documentados mediante WOCAT

El compilador y la/s persona(s) de referencia claves aceptan las condiciones acerca del uso de los datos documentados mediante WOCAT:

1.5 Referencia al (los) Cuestionario(s) de Enfoques MST (documentados usando WOCAT)

2. Descripción de la Tecnología MST

2.1 Breve descripción de la Tecnología

Definición de la Tecnología:

Biological Nitrogen Fixation (BNF) of legumes as a source of N in crop rotations with cereals in Mediterranean Chile

2.2 Descripción detallada de la Tecnología

Descripción:

In the past, legumes were commonly used as a biological and economic source of N for farming systems. Nowadays, N-fixing legumes have been recovering as viable crops because of the increased cost of N fertilizer and the need to develop more sustainable farming systems.

Purpose of the Technology: These systems combine phases of legumes of different duration, in which N is fixed and accumulates in the soil, followed by phases of cereal growing during which accumulated N is extracted

Establishment / maintenance activities and inputs: In this new rotation for rainfed agricultural systems in Central Chile, four legume-wheat rotations were compared to a monoculture crop rotation (wheat followed by oat). The legume species are: the narrow-leaf lupin (Lupinus angustifolium); Wonga (early-flowering and high-yielding narrow-leafed lupin variety), yellow lupin (Lupinus luteus); Motiv, Peas (Pisum sativum); Rocket and a fodder mixture of vetch (Vicia atropurpurea) with oats. Legume seeds were inoculated with a specific Rhizobium. In the year following the legume crop, wheat was seeded without N fertilisation on the incorporated residues of grain legumes and green manure (vetch with oats). The BNF in the grain legumes varies from 124 to 178 kg N ha-1, depending on the type of legume. Peas are the most efficient fixing legume crop. In the lupins - wheat (L. angustifolius) rotation without application of N to the wheat after lupins, production of wheat was between 79 and 110% of that when fertilised with N. In the peas - wheat rotation, a yield equivalent to 72 and 105% of the wheat fully fertilised with N was obtained. While peas (Pisum sativum) can be eaten as a green vegetable, lupins and Vicia are used as fodder supplements for animals.

Natural / human environment: The new rotations were developed and evaluated experimentally. Then, through a technology transfer programme, the technology was transferred to real conditions with farmers in a programme covering 250 ha in the municipality of Yumbel.

The area has a subhumid Mediterranean climate with an average annual precipitation of 695 mm (80% concentrated in winter), with five months of drought. Soils are Alfisols of the Cauquenes type, classified as Ultic Palexeralfs. The soil is formed from weathered granite with moderately acidic conditions and low organic carbon. Clay content in the soil is 15% at depths of 0-18 cm depth. Below this depth, it is above 44%. The topography comprises a hillslope with a gradient of 10-20 % and the main traditional crop rotation is oat-wheat or wheat-natural pasture. The farmers are smallholders working on their own land. The sizes of the holdings on the dryland soils vary from 5 to 20 ha.

2.3 Fotografías de la Tecnología

2.5 País/ región/ lugares donde la Tecnología fue aplicada y que se hallan comprendidos por esta evaluación

País:

Chile

Región/ Estado/ Provincia:

Cauquenes and Bíobio

Especifique más el lugar :

Secano interior, Mediterranean Chile

Especifique la difusión de la Tecnología:
  • distribuida parejamente sobre un área
Si la Tecnología se halla difundida homogéneamente a lo largo de un área, especifique el área que cubre (en km2):

250,0

Comentarios:

Total area covered by the SLM Technology is 250 km2

2.6 Fecha de la implementación

Si no se conoce el año preciso, indique la fecha aproximada:
  • hace menos de 10 años (recientemente)

2.7 Introducción de la Tecnología

Especifique cómo se introdujo la Tecnología:
  • durante experimentos/ investigación
  • mediante proyectos/ intervenciones externas

3. Clasificación de la Tecnología MST

3.1 Propósito(s) principal(es) de la Tecnología MST

  • conservar el ecosistema

3.2 Tipo(s) actuales de uso de la tierra donde se aplica la Tecnología

Tierras cultivadas

Tierras cultivadas

  • Cosecha anual
Cosechas anuales - Especifique cultivos:
  • cereales - avena
  • leguminosas y legumbres - otros
  • leguminosas y legumbres - arvejas
  • vegetales - verdura de hojas verdes (ensaladas, repollo, espinaca, otros)
  • wheat
Especifique:

Longest growing period in days: 180; Longest growing period from month to month: Mar - Nov

¿Se practica la rotación de cultivos?

Comentarios:

The legume species are: the narrow-leaf lupin (Lupinus angustifolium); Wonga (early-flowering and high-yielding narrow-leafed lupin variety), yellow lupin (Lupinus luteus); Motiv, Peas (Pisum sativum); Rocket and a fodder mixture of vetch (Vicia atropurpurea) with oats

Major land use problems (compiler’s opinion): In rainfed areas of the Mediterranean region of Chile, bread wheat (Triticum aestivum) is mainly produced in rotation with oats (Avena sativa) and therefore N is obtained from the soil and synthetic N fertilizers applied during sowing and ploughing. These intensive crop rotations have resulted in deterioration of the physical properties and a depletion of soil fertility as a result of the drastic reduction in organic matter content of these soils.

3.5 Grupo MST al que pertenece la Tecnología

  • sistemas de rotación (rotación de cosecha, cosecha rotatoria con descanso, agricultura migratoria)

3.6 Medidas MST que componen la Tecnología

medidas agronómicas

medidas agronómicas

  • A1: vegetación/ cubierta del suelo

3.7 Principales tipos de degradación del suelo encarados con la Tecnología

deterioro químico del suelo

deterioro químico del suelo

  • Cn: reducción de la fertilidad y contenido reducido de la materia orgánica del suelo (no ocasionados por la erosión)
Comentarios:

Main type of degradation addressed: Cn: fertility decline and reduced organic matter content

Main causes of degradation: soil management, change in temperature, change of seasonal rainfall, Heavy / extreme rainfall (intensity/amounts), education, access to knowledge and support services

3.8 Prevención, reducción o restauración de la degradación del suelo

Especifique la meta de la Tecnología con relación a la degradación de la tierra:
  • prevenir la degradación del suelo
  • reducir la degradación del suelo

4. Especificaciones técnicas, actividades de implementación, insumos y costos

4.1 Dibujo técnico de la Tecnología

Especificaciones técnicas (relacionadas al dibujo técnico):

Lupins forming part of the crop sequence (Lupinus angustifolium)

Technical knowledge required for land users: high

Main technical functions: increase in organic matter, increase in nutrient availability (supply, recycling,…), promotion of new crops and varieties

Secondary technical functions: improvement of ground cover

Autor:

Soledad Espinoza

4.2 Información general sobre el cálculo de insumos y costos

Especifique la moneda usada para calcular costos:
  • USD

4.5 Actividades de establecimiento/ recurrentes

Actividad Momento/ frequencia
1. Seeding legumes
2. Application of fertilizer
3. Harvesting with special machinery

4.6 Costos e insumos necesarios para actividades de mantenimiento/ recurrentes (por año)

Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad Costos totales por insumo % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra Seed, fertilize and harvest ha 1,0 146,0 146,0 100,0
Equipo Rent seeder machine+harvesting ha 1,0 293,0 293,0 60,0
Material para plantas Seeds ha 1,0 306,0 306,0 80,0
Indique los costos totales para mantenecer la Tecnología 745,0
Costos totales para mantener la Tecnología en USD 745,0

4.7 Factores más determinantes que afectan los costos:

Describa los factores más determinantes que afectan los costos:

There are not establishment inputs and costs because in annual crops all the cost are recurrent

5. Entorno natural y humano

5.1 Clima

Lluvia anual
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1,000 mm
  • 1,001-1,500 mm
  • 1,501-2,000 mm
  • 2,001-3,000 mm
  • 3,001-4,000 mm
  • > 4,000 mm
Zona agroclimática
  • Sub-húmeda

Thermal climate class: temperate

5.2 Topografía

Pendientes en promedio:
  • plana (0-2 %)
  • ligera (3-5%)
  • moderada (6-10%)
  • ondulada (11-15%)
  • accidentada (16-30%)
  • empinada (31-60%)
  • muy empinada (>60%)
Formaciones telúricas:
  • meseta/ planicies
  • cordilleras
  • laderas montañosas
  • laderas de cerro
  • pies de monte
  • fondo del valle
Zona altitudinal:
  • 0-100 m s.n.m.
  • 101-500 m s.n.m.
  • 501-1,000 m s.n.m
  • 1,001-1,500 m s.n.m
  • 1,501-2,000 m s.n.m
  • 2,001-2,500 m s.n.m
  • 2,501-3,000 m s.n.m
  • 3,001-4,000 m s.n.m
  • > 4,000 m s.n.m
Comentarios y especificaciones adicionales sobre topografía :

Slopes on average: Also hilly

5.3 Suelos

Profundidad promedio del suelo:
  • muy superficial (0-20 cm)
  • superficial (21-50 cm)
  • moderadamente profunda (51-80 cm)
  • profunda (81-120 cm)
  • muy profunda (>120 cm)
Textura del suelo (capa arable):
  • fina/ pesada (arcilla)
Materia orgánica de capa arable:
  • baja (<1%)
Si se halla disponible, adjunte una descripción completa de los suelos o especifique la información disponible, por ej., tipo de suelo, pH/ acidez de suelo, capacidad de intercambio catiónico, nitrógeno, salinidad, etc. :

Soil fertility is very low

Soil drainage / infiltration is poor

Soil water storage capacity is very low

5.4 Disponibilidad y calidad de agua

Agua subterránea:

5-50 m

Disponibilidad de aguas superficiales:

pobre/ ninguna

Calidad de agua (sin tratar):

agua potable de buena calidad

5.5 Biodiversidad

Diversidad de especies:
  • baja

5.6 Las características de los usuarios de la tierra que aplican la Tecnología

Orientación del mercado del sistema de producción:
  • mixta (subsistencia/ comercial)
Ingresos no agrarios:
  • > 50% de todo el ingreso
Nivel relativo de riqueza:
  • pobre
Individuos o grupos:
  • individual/ doméstico
Género:
  • hombres
Indique otras características relevantes de los usuarios de las tierras:

Population density: 10-50 persons/km2

Annual population growth: < 0.5%

80% of the land users are poor and own 60% of the land.

5.7 Área promedio de la tierra usada por usuarios de tierra que aplican la Tecnología

  • < 0.5 ha
  • 0.5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1,000 ha
  • 1,000-10,000 ha
  • > 10,000 ha

5.8 Tenencia de tierra, uso de tierra y derechos de uso de agua

Tenencia de tierra:
  • individual, sin título
Derechos de uso de tierra:
  • individual
Derechos de uso de agua:
  • individual

5.9 Acceso a servicios e infraestructura

salud:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
asistencia técnica:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
empleo (ej. fuera de la granja):
  • pobre
  • moderado
  • bueno
energía:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
caminos y transporte:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
agua potable y saneamiento:
  • pobre
  • moderado
  • bueno

6. Impactos y comentarios para concluir

6.1 Impactos in situ demostrados por la Tecnología

Impactos socioeconómicos

Producción

producción de cultivo

disminuyó
incrementó

producción de forraje

disminuyó
incrementó

calidad de forraje

disminuyó
incrementó

riesgo de fracaso de producción

incrementó
disminuyó

diversidad de producto

disminuyó
incrementó
Ingreso y costos

ingreso agrario

disminuyó
incrementó

diversidad de fuentes de ingreso

disminuyó
incrementó

carga de trabajo

incrementó
disminuyó

Impactos socioculturales

seguridad alimentaria/ autosuficiencia

disminuyó
mejoró

situación de salud

empeoró
mejoró

MST/ conocimiento de la degradación del suelo

disminuyó
mejoró

livelihood and human well-being

reduced
improved

Impactos ecológicos

Suelo

cubierta del suelo

disminuyó
mejoró

pérdida de suelo

incrementó
disminuyó

encostramiento/ sellado de suelo

incrementó
disminuyó

ciclo/ recarga de nutrientes

disminuyó
incrementó

materia orgánica debajo del suelo C

disminuyó
incrementó
Biodiversidad: vegetación, animales

biomasa/ sobre suelo C

disminuyó
incrementó
Otros impactos ecológicos

hazard towards adverse events

improved
reduced

6.2 Impactos fuera del sitio demostrados por la Tecnología

disponibilidad de agua

disminuyó
incrementó

surface runoff

improved
reduced

6.3 Exposición y sensibilidad de la Tecnología al cambio climático gradual y a extremos relacionados al clima/ desastres (desde la percepción de los usuarios de tierras)

Cambio climático gradual

Cambio climático gradual
Estación Incremento o reducción ¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
temperatura anual incrementó bien

Extremos (desastres) relacionados al clima

Desastres climatológicos
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
sequía no muy bien
Comentarios:

This technology should be complemented with no tillage and subsoiling of the soil (see QT CHL01).

6.4 Análisis costo-beneficio

¿Cómo se comparan los beneficios con los costos de establecimiento (desde la perspectiva de los usuarios de tierra)?
Ingresos a corto plazo:

positivo

Ingresos a largo plazo:

positivo

¿Cómo se comparan los beneficios con los costos de mantenimiento/ recurrentes (desde la perspectiva de los usuarios de tierra)?
Ingresos a corto plazo:

positivo

Ingresos a largo plazo:

positivo

6.5 Adopción de la Tecnología

Comentarios:

Comments on acceptance with external material support: This is a new approach to the cereal production system in rainfed areas. Initially the adoption has been slow, as the results obtained in the project are recent.

Comments on adoption trend: . Hence it is expected that in the future the adoption of this technology increases up to 20,000 ha in the “secano interior” of south-central Chile

6.7 Fuerzas/ ventajas/ oportunidades de la Tecnología

Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave
Reduces the costs of fertiliser: the incorporation of legumes in the rotation cycle means a saving of 30% of nitrogen fertilizer in cereal production costs

How can they be sustained / enhanced? keep the phases of legumes sufficiently frequent and long
Increases the economic benefits. When analysing the whole farming system, replacing the traditional rotation of wheat followed by natural pasture, implies two economic benefits for the producer: increasing the income by the incorporation of a new crop (legumes) and the reduction of costs in the fertilization of cereals.
Increase soil organic matter: the new rotation system means a new concept in the management of crop residues. These should be incorporated into the soil, which in the medium and long term will involve an increase in the soil organic matter content

How can they be sustained / enhanced? ensure application of the new management of crop residues
The new rotation system involves an increase in productivity of the land, as it incorporates new cultures and improves the physical and chemical conditions of the soils.

6.8 Debilidades/ desventajas/ riesgos de la Tecnología y formas de sobreponerse a ellos

Debilidades/ desventajas/ riesgos desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave ¿Cómo sobreponerse a ellas?
Necessity of more training for the farmers improve / enhance agricultural extension

7. Referencias y vínculos

7.1 Métodos/ fuentes de información

7.2 Vínculos a las publicaciones disponibles

Título, autor, año, ISBN:

Espinoza, S., Ovalle, C., del Pozo, A., Zagal, E., Urquiaga, S. 2011. Biological Fixation of N2 in mono and polyspecific legume pasture in the humid Mediterranean zone of Chile. Chilean Journal of Agricultural Research. 71(1):132-139.

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