EVOLUCIÓN DE LOS MÉTODOS DE CULTIVO

EVOLUCIÓN DE LOS MÉTODOS DE CULTIVO La tierra se ha cultiva por más de 10 mil años. A lo largo de ese tiempo, la agricultura ha cambiado, pero lo más importante es que tiene sus regularidades.  Las regularidades son características de cualquier sistema o proceso técnico. A lo largo del tiempo el sistema técnico que aparece es reemplazado por un sistema nuevo que realiza la misma función. Primero hay una etapa de "expansión" del sistema seguida de una de "recorte." En la etapa de expansión, aumenta el número de elementos, partes, y sub-sistemas de un dispositivo técnico (o, correspondientemente, el número de pasos de un proceso de operación). Luego, con la evolución las cosas se combinan en una construcción o conjunto integral que reduce las operaciones a una sola, haciendo más simple el dispositivo o el proceso.  Este patrón "expansión-recorte" se puede construir para todos los campos de la tecnología, por ejemplo para el proceso de siembra de los cultivos.  1. Siembra en huecos Cuando la gente comenzó a cultivar no conocían de implementos. Las semillas se tiraban en huecos hechos en la tierra con la punta de un palo. La perturbación del suelo era mínima. De hecho, casi cero. El control de las malezas y la fertilización se realizaba por los métodos más sencillos, quemando árboles para liberar espacio de siembra. Las cenizas actuaban como fertilizante. 2. Arando sin tapar el surco. A medida que la población crecía, la necesidad de alimentos era mayor. El siguiente paso de la agricultura fue inventar un arado de madera que era tirado por personas o animales. Usando el arado de madera se aumentó la productividad del cultivo, pero no hubo casi cambios en la tecnología de crecimiento de granos en sí. En lugar de usar huecos, las semillas se dejan caer en el surco que crea el arado. El surco se cerraba manualmente, o tapando la semilla con una rama, el prototipo de la grada moderna. El control de malezas y la fertilización no sufrieron ningún cambio - afortunadamente bosques estaban todavía en abundancia. Fig. 1. Antiguos implementos de labranza: a) grada de ramas, b) arado de madera, c) arado de molde 3. Arando El arado fue un implemento efectivo mientras fue posible quemar bosques para limpiar y fertilizar nuevas áreas. Pero esto, sin embargo, no podía ser eterno. La fertilidad de los suelos usados repetidamente se degrada. Se encontraron nuevos métodos para aumentar la productividad de la tierra como aflojar los suelos y controlar las malezas. Ya desde la Grecia Antigua se usaba un arado con molde que araba bajo las malezas a una profundidad desde la que no podían emerger. La técnica clásica de aquellos tiempos incluía arar con un arado moldeado, siembra y tapado manual, que si bien era angustioso era mucho mejor que la tala y la quema. 4. Una técnica expandida al máximo para cultivar los suelos El aumento de la productividad permaneció como la demanda más urgente y la única aparentemente aceptable para combatir la hambruna. Se añadieron más y más operaciones al arado, de acuerdo con la tendencia "expandir-recortar". La técnica expandida más usada en el siglo 20 incluía arar, varios ciclos de cultivo, nivelación y pre-siembra. Siguieron la siembra y la compactación adicional del suelo. Crecían de modo permanente la potencia de los tractores, la profundidad del arado y su cobertura. Los mismos arados fueron mejorados continuamente. Aparecieron arados "suaves" que no dejaban huellas. Se combinaron los aperos de labranza en dispositivos híbridos, como los autos, complejos y costosos. Parecía que se había asegurado una victoria contra la naturaleza.  Pero era una victoria pírrica. Se invirtieron recursos enormes, primero que todo petróleo y mano de obra para cultivar por encima de todos los límites concebibles. Como resultado, la capa superior del suelo se ablandó mientras que la más profunda se hizo compacta (Fig. 2). En las regiones planas, los vientos azotan con frecuencia y la capa de suelo fértil se va, dejando detrás un desierto. Las tormentas de polvo se convirtieron en el azote de los agricultores. La erosión de los suelos se extendió a decenas de millones de manzanas. El contenido de humus en las mejores tierras se redujo de 10-12% a 5-6%. La agricultura de finca llegó a un estancamiento.  Fig. 2. El arado perturba la estructura del suelo. El daño causado por el arado se hizo obvio y sonó la alarma en las mentes más despiertas. El arado profundo de los suelos creó un gran daño. ¿Qué es lo dañino con el arado? Primero, está el hecho que el suelo sobre el que trabaja el arado es un organismo vivo complejo. Su capa superior está habitada con bacterias aeróbicas. Las bacterias que viven en los suelos profundos son anaerobias y mueren en presencia de oxígeno. Cuando se voltea la capa de suelo, las bacterias aeróbicas van al fondo y mueren por falta de oxígeno, mientras que las bacterias anaerobias se exponen al oxígeno y mueren también. Y es la vida de esas bacterias la que asegura la fertilidad del suelo y la acumulación allí de humus.  Otro problema está asociado con el uso del arado en la formación de una capa de suelo compacto a 20-25 cm de profundidad. En condiciones normales, el suelo respira: la humedad se mueve permanentemente por capilares. A una presión atmosférica reducida, se suministra a las capas más superficiales del suelo desde las capas más profundas, mientras que una presión más alta que la atmosférica provoca que la humedad se mueva a la parte más profunda del suelo. Cuando el arado destruye la capilaridad del suelo, la circulación de humedad se detiene y los rendimientos bajan.  5. Siembra sin arado  Fue el investigador norteamericano  Edward Faulkner quien advirtió al mundo sobre los problemas relacionados con el arado en su éxito de ventas PLOWMAN´S FOLLY. Comenzó una lucha persistente por la introducción de métodos sin el uso de arados. El suelo se cultivaba con una profundidad de 10-15 cm con cultivadoras de subsuelo que tenían amplias hojas horizontales o arado de bisel de puntas estrechas. (Fig. 3). Fig. 3. Arado de bisel  Comenzó así la evolución del proceso de cultivo de suelos. La clave era excluir la costosa operación de remover el suelo. Se inició la lucha por introducir los nuevos métodos y vencer la resistencia al cambio. La tecnología se fue perfeccionando gradualmente, y sus "enfermedades infantiles" (la principal era la necesidad de remover las malezas sin arar) se fueron resolviendo poco a poco inventando herbicidas "inteligentes" que se descomponen en elementos no dañinos un tiempo después de su aplicación.  En la segunda mitad del siglo 20 hubo un rápido desarrollo de la agricultura sin arado, sobre todo en EU y México. Esto resultó en un mejor crecimiento de las plantas y condiciones de desarrollo de los campos. ahorros de energía, y preservación del suelo. Todo esto condujo a un fuerte crecimiento en rendimientos, reducción de costos de mano de obra y de producción. Lo que se llama ahora la "revolución verde" ocurrió, pero la misma no fue aprovechada por igual en todas partes.  6. Mínima labranza  El siguiente paso en la evolución de la labranza fue el paso a métodos de mínima labranza, donde la profundidad afectada es mucho menor que en los métodos anteriores. Las tesis iniciales sobre este método se desarrollaron a fines del siglo 19. Se diseñaron gradas que podían moler la capa superficial del suelo junto con la vegetación. Se formaba una especie de colchón que protegía el suelo del sol y el frío, reteniendo la humedad y formando una cama confortable para las semillas. La nueva tecnología resolvió un conjunto de problemas complejos: preservó la fertilidad de las tierras, ayudó a lidiar con las inundaciones y a eliminar plagas y malezas. Además, redujo abruptamente el consumo de energía. 7. Cero labranza La mínima labranza se reemplazó de manera natural por la cero labranza. Este concepto tiene mucho en común con el Resultado Final Ideal de TRIZ. Idealmente, cero labranza implica no hacer ninguna acción sobre el suelo, pero al mismo tiempo, mantener al suelo en un estado óptimo para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Debido al equilibrio entre las malezas, plantas cultivadas y microorganismos incluidos en la biocenosis, el trabajo humano requerido es mínimo. Hoy en día cero labranza implica la ausencia de todos los aperos excepto es la máquina sembradora. (Fig. 4). Fig. 4. Siembra directa Cero labranza no es "labranza" en el sentido usual de la palabra. Es más bien proveer condiciones para obtener la estructura óptima del suelo. Esto es, no hay labranza, pero se logra la función que realiza la labranza. Así, se ha llegado al punto donde se comenzó. El patrón de evolución no está terminado en esta etapa Es de esperar nuevas expansiones en la tecnología de cultivo que se harán  más claras con el tiempo.  Entretanto, se tiene una espiral clásica. La tecnología de cultivo de suelos ha pasado la etapa de máxima expansión, y la gente ha visto que no era tan buena como querían. Ahora el cultivo de suelos está viviendo un período donde se afecta mínimamente al suelo, pero esta experiencia implica una comprensión a más alto nivel.  Otra cosa más, al considerar la evolución de la tecnología de cultivo se puede notar que está decreciendo el uso de la mano de obra. ¿Es realmente así? Tal vez reducir la carga sobre el trabajador, los tractores, las sembradoras, y el propio suelo es posible únicamente reemplazando el trabajo físico con el trabajo intelectual. Y si bien la cantidad de trabajo parece ser constante, una parte creciente del mismo se mueve al espacio virtual, al súpersistema. Por ejemplo, para proveer un control de malezas sin arar se necesita inventar y fabricar sustancias especiales que eliminen las malezas que pueden ser dañinas a los cultivos y a las personas. En este caso, no ayudan más manos, sino más cabezas.  Lo más probable es que la evolución de las máquinas y las tecnologías esté basada sobre algún tipo de ley de conservación y la cantidad de trabajo acumulativo permanezca constante. Eso sería algo interesantes de calcular con más precisión.  GLOSARIO Labranza convencional o tradicional: es el laboreo del suelo anterior a la siembra con maquinaria (arados) que corta e invierte total o parcialmente los primeros 15cm de suelo. El suelo se afloja, airea y mezcla, lo que facilita el ingreso de agua, la mineralización de nutrientes y la reducción de plagas animales y vegetales en superficie. Pero también se reduce rápidamente la cobertura de superficie, se aceleran los procesos de degradación de la materia orgánica y aumentan los riesgos de erosión. Generalmente, la labranza convencional implica más de una operación con corte e inversión del suelo. Labranza mínima o conservacionista: implica el laboreo anterior a la siembra con un mínimo de pasadas de maquinaria anterior a su corte (rastrón, rastra doble, rastras de dientes, cultivador de campo). Se provoca la aireación del suelo, pero hay menor inversión y mezclado de este. Se aceleran los procesos de mineralización de nutrientes pero a menor ritmo que en el caso anterior. Quedan más residuos vegetales en superficie y anclados en la masa del suelo; por tanto, el riesgo de erosión es menor. Labranza cero o siembra directa: no se laborea el suelo sino que se siembra directamente depositando la semilla en un corte vertical de pocos centímetros que se realiza con una cuchilla circular o zapata de corte. Una rueda compacta la semilla en el surco de siembra para permitir su contacto con el suelo húmedo. Esta técnica exige controlar las malezas con herbicidas antes de la siembra, y también fertilizar debido a que la mineralización natural de los nutrientes del suelo se torna muy lenta. Es el mejor sistema para evitar la erosión del suelo. Su mayor restricción radica en el uso de sustancias químicas que pueden contaminar las aguas. Agricultura de precisión: tiene como propósito hacer el mejor uso de insumos (productos agroquímicos, combustibles, semillas, etc.). Busca evitar una utilización excesiva en áreas de poco potencial y defectuosa en las de mayor productividad. Se basa en preparar mapas de aptitud y de rendimiento. Los primeros, de naturaleza estática, describen el potencial del campo en función de la topografía y la calidad del suelo (textura, profundidad, contenido de materia orgánica, nutrientes, etc). Los segundos se obtienen durante la cosecha mediante instrumental conectado a satélites que registra el rendimiento en grano de los lotes de manera instantánea y muy precisa. Con esa información, se puede controlar la dosificación de fertilizantes y hacer en virtud del potencial de los suelos y la geografía. Si la información espacial relevada de la cosechadora se integra a otros mapas indicativos de la presencia de malezas (particularmente las perennes), se puede guiar también la dosificación de productos químicos que combaten malezas y otras plagas.