En las últimas décadas, el rendimiento de los cereales ha aumentado sostenidamente en Chile (Figura 1). Este hecho muy positivo ha generado sin embargo un problema, que es la acumulación creciente de rastrojos sobre el suelo. En efecto, al aumentar los rendimientos de grano de los cultivos también ha aumentado la producción de residuos de […]
En base a los rendimientos de grano, los índices de cosecha, y las superficies sembradas, Ruiz et al. (2015) estimaron la producción de rastrojo por hectárea y para todo el país de los principales cultivos en Chile (Cuadro 1). Se observa que se acumularon más de 5 millones de toneladas de rastrojos en Chile en la temporada 2013/2014, de los cuales aproximadamente un 30% correspondieron a trigo harinero y un 26% a avena. La acumulación de rastrojos de trigo y avena se situaría en un rango de entre 6 y 8 toneladas por hectárea, y en cultivos como el maíz para consumo y el triticale sobrepasaría las 10 toneladas.
La acumulación de rastrojos sobre el suelo causa problemas para la siembra del siguiente cultivo debido al largo tiempo que tarda su descomposición. En el sur de Chile los rastrojos, especialmente los de cereales, se descomponen lento en el suelo debido por un lado a su elevado contenido de celulosa y hemicelulosa altamente lignificadas y su alta relación carbono/ nitrógeno, y por otro a la baja humedad del suelo durante el verano, seguida de un descenso de temperatura en otoño e invierno (Rouanet et al., 2005; Frei, 2013). El rastrojo causa dificultades en la preparación del suelo que los agricultores generalmente resuelven quemando el rastrojo luego de la cosecha.
La quema es un método rápido y económico para eliminar el rastrojo y resolver las dificultades de preparación del suelo, y además reduce la supervivencia de formas de resistencia de hongos fitopatógenos y semillas de malezas (Madariaga, 2015). Sin embargo, la quema es indeseable porque oxida la materia orgánica del suelo, genera gases de efecto invernadero, incrementa la erosión hídrica, contamina el aire, aumenta el riesgo de incendios, aumenta la compactación y disminuye la permeabilidad hídrica del suelo (Biederbeck et al., 1980; Valzano et al., 1997; Vélez, 2000; Ruiz et al., 2015).
En Chile, el Decreto Supremo Nº 276/1980, del Ministerio de Agricultura, define a la quema controlada como la “acción de usar el fuego para eliminar vegetación en forma dirigida, circunscrita o limitada a un área previamente determinada, conforme a normas técnicas preestablecidas, con el fin de mantener el fuego bajo control” (Del Valle, 2017). Un total de 243.778 ha de residuos de cultivos fueron quemadas en Chile en 2013/2014, principalmente en las regiones del Biobío, La Araucanía y O´Higgins (Ruíz et al., 2015). En La Araucanía el área afectada por incendios aumentó en un 46% entre 2016 y 2017 (AgroNoticias, marzo 2017).
Existen varias alternativas a la quema de rastrojos, si bien ninguna ha resuelto el problema por completo. Por ejemplo, el picado y enterrado de los rastrojos disminuye su tiempo de descomposición y agrega materia orgánica al suelo (Carrasco et al., 2016), aunque también implica costos adicionales (Riquelme y Saavedra, 2015). Esta práctica requiere además de suficiente humedad en el suelo ( Varnero et al., 2015). Otra alternativa estudiada ha sido permitir la descomposición de 2,5 a 3 toneladas por hectárea de rastrojo e hilerar el resto sin descomponer; sin embargo, esto no ha sido satisfactorio desde el punto de vista de la transmisión de enfermedades de cultivos (Ruiz et al., 2015).
La paja colectada del campo también puede ser utilizada como cama animal, y luego de ser retirada, la cama puede compostarse. El compostado es una oxidación controlada que resulta en un producto inodoro y sin patógenos, que puede ser utilizado como abono orgánico. La cama a compostar es una mezcla de paja enriquecida por las deyecciones animales, que le aportan nitrógeno y otros nutrientes. La paja de cereales también se utiliza para fabricar pellets que pueden reemplazar a la leña reduciendo la contaminación, para la fabricación de marcos de puertas y ventanas, como sustrato para la producción de hongos comestibles, y existe interés en su uso para producir papel (Ruiz et al., 2015).
La paja recolectada del campo también puede utilizarse para producir energía térmica que puede ser transformada en electricidad. La planta de COMASA, en las cercanías de Lautaro, La Araucanía, procesa unas 10 mil toneladas de residuos de cosecha anuales transformándolos en electricidad (http:// www.comasageneracion.cl). La celulosa y hemicelulosa en las pajas también puede en teoría transformarse en azúcares simples que pueden ser fermentados por levaduras para producir bioetanol; sin embargo, son necesarios métodos físicos, químicos o biológicos para digerir eficientemente la lignocelulosa a azúcares previamente a la fermentación (Kumar et al., 2009; Toor et al., 2020).
El uso de rastrojos en producción de biogás también está incrementando rápidamente, y en Europa ya forman entre el 30 y el 40% (en base fresca) del sustrato utilizado en dichas plantas (Croce et al., 2016). También es posible inocular rastrojos con efluente proveniente de biodigestores (digestato) para acelerar su descomposición en el suelo (Varnero et al., 2015).
Otra estrategia para disminuir los problemas ocasionados por la acumulación de rastrojos sobre el suelo es la selección de cultivares con mayor índice de cosecha. El mejoramiento genético de los cereales ha resultado en un incremento en el índice de cosecha, el cual es altamente heredable (Hay, 1995).
El aparato digestivo de los rumiantes comprende tres compartimientos situados antes del estómago verdadero o abomaso: el rumen, el retículo, y el omaso. El rumen es el más grande, con un volumen de 80 a 100 litros en una vaca adulta y 5 a 6 litros en una oveja. En el rumen hay un ambiente anaeróbico (sin oxígeno) habitado por una comunidad microbiana compleja de bacterias, protozoos, hongos, metanógenos y bacteriófagos. Algunos de estos microorganismos tienen la capacidad de digerir la fibra (fibrolíticos), y el ecosistema microbiano ruminal en su conjunto de transformarla en ácidos grasos volátiles, que el rumiante puede absorber y utilizar como fuente de energía, glucosa y carbono, para producir carne y/o leche.
Debido a estas características de su aparato digestivo, los rumiantes como vacunos, ovinos o caprinos, pueden consumir y digerir forrajes toscos como los rastrojos. Sin embargo, su alto contenido de fibra lignificada y su bajo contenido de proteína hace que la paja sea un alimento de baja calidad que es poco digestible aún para rumiantes. De todas formas, la suplementación de praderas con paja en épocas de escasez forrajera como invierno o verano para categorías animales de bajos requerimientos es una alternativa a considerar. La utilización de rastrojos producidos en el predio tiene un costo menor comparado con el heno o el ensilaje (Catrileo, 2015).
Es así que una dieta basada en rastrojos puede proporcionarse a animales que están manteniendo su peso, o que puedan perder algo de peso, como vacas de carne u ovejas que estén inicialmente en buena condición corporal, durante los primeros dos tercios de la gestación. Una investigación llevada a cabo en INIA Carillanca, La Araucanía, concluyó que el desempeño animal con rastrojos era peor que con ensilaje de pradera (Catrileo, 2015), aunque los costos serían menores. En otro ensayo, se verificaron pérdidas de peso en vacas mayores con paja de trigo y paja de avena en comparación con paja de cebada o de trébol rosado. En novillos, se obtuvieron pequeñas ganancias de peso suplementando a la paja ofrecida a discreción 1,5 kg de concentrado y sales minerales. Con alrededor de 40% de paja en la dieta, y un 48% de concentrado y 12% de heno se lograron ganancias de peso de 1 kg por día en novillos (Catrileo, 2015).
En general se considera que el valor nutritivo de la paja de cebada es mayor que la de avena, y ésta que la de trigo o triticale (Catrileo, 2015). La cantidad de paja que puede suplementarse a un animal dependerá en definitiva de la disponibilidad de otros alimentos, incluida la pradera, y de los requerimientos nutritivos del animal.
Es importante destacar que existen métodos físicos, químicos y biológicos para mejorar el valor nutritivo de los rastrojos. El más simple de todos es el picado, que permite aumentar la tasa de digestión, lo cual resulta en un aumento del consumo. Esto puede causar una ligera disminución de la digestibilidad, pero debido al aumento del consumo, el consumo de materia orgánica digestible aumenta de todas maneras. También existen otros métodos físicos como el peleteado y la extrusión, químicos como el uso de hidróxido de sodio o urea, y biológicos, como los hongos lignolíticos.
Las dificultades que ocasiona la acumulación de grandes cantidades de rastrojos y su lenta descomposición llevan a que con frecuencia los agricultores resuelvan el problema quemando los rastrojos, lo cual resulta en pérdidas de materia orgánica de los suelos, contaminación, emisión de gases de efecto invernadero, e incendios. Técnicamente, existen varias alternativas a la quema, pero para su adopción es necesario que sean viables desde el punto de vista productivo, operativo y logístico, y económico. Para ello, algunas de estas tecnologías o técnicas aún requieren de investigación.
