La incorporación de prácticas de conservación en cultivos herbáceos extensivos de secado en la región mediterránea

La intensificación de las actividades agrícolas en los últimos años ha supuesto un uso excesivo de insumos externos y un intenso laboreo del suelo que ha provocado contaminaciones a veces de carácter irreversible, el empobrecimiento y la degradación de los suelos y la pérdida de la biodiversidad de estos sistemas. La tesis doctoral va dirigida al desarrollo de sistemas agrícolas de secano más sostenibles en la región mediterránea con el fin de minimizar los efectos negativos de las prácticas agrícolas como son el laboreo intensivo y los aportes externos de fertilizantes y herbicidas. Los experimentos que forman parte de esta tesis doctoral se han llevado a cabo en el Parc de l’Espai d’Interès Natural de Gallecs, un espacio agrario periurbano situado a 15 kilómetros al norte de Barcelona. El capítulo I abarca un experimento de dos años de duración en campos de cereales de invierno con gestión convencional y comprende la introducción de prácticas agrícolas menos intensivas como son el laboreo mínimo y el control mecánico de la flora arvense. Para ello se evaluó el efecto del uso del arado de vertedera comparado con el arado de cincel, y el control mecánico respecto al control químico de la flora arvense sobre el rendimiento del cultivo trigo de invierno, y la abundancia y diversidad de la flora arvense. Los capítulos II, III y IV resumen los resultados de un experimento de cuatro años de duración enfocado al diseño de un sistema de producción de cultivos ecológicos herbáceos extensivos sostenible. En este experimento se estudiaron los efectos del laboreo mínimo, la fertilización orgánica con estiércol y la incorporación de cultivos de cobertura como abono verde en el suelo sobre: a) el rendimiento de los cultivos, la abundancia de la flora arvense, el contenido de carbono orgánico y nitrógeno, la densidad aparente y la biomasa microbiana del suelo (Capítulo II); b) la abundancia y diversidad de lombrices de tierra (Capítulo III); c) y los balances de nitrógeno y los parámetros de la eficiencia del uso del nitrógeno (Capítulo IV), en una rotación de cereales y leguminosas en la región mediterránea. El estudio de las distintas estrategias para disminuir la intensidad de las actividades agrícolas pone de manifiesto que es necesario llevar a cabo experimentos a largo plazo para poder obtener resultados concluyentes sobre cuáles son las mejores prácticas en los cultivos de secano de la región mediterránea. Asimismo, a la hora de aplicar distintas prácticas agrícolas es importante tener en cuenta las condiciones climáticas de la zona, la calidad y fertilidad del suelo y las prácticas de gestión previas. Los suelos de los cultivos de secano de la región mediterránea se caracterizan generalmente por un pobre contenido de nutrientes y una alta tasa de mineralización de la materia orgánica, por ello es imprescindible mantener los niveles de nutrientes en los suelos a través de una adecuada fertilización.The agricultural intensification in recent years has led to excessive use of external inputs and intensive soil tillage resulting in water pollution, soils degradation and loss of biodiversity of these systems. The aim of this thesis is the design of more sustainable rainfed agricultural systems in the Mediterranean region in order to minimize the negative effects of agricultural practices such as intensive tillage and chemical inputs (fertilizers and herbicides). The experiments comprising this work have been carried out in the Parc de l'Espai d'Interès Natural de Gallecs, a peri-urban agricultural area in Catalonia. Chapter I comprises a short-term experiment of 2 years in winter cereal fields with conventional management and includes the introduction of more sustainable agricultural practices such as reduced tillage and mechanical weed control. In this experiment we evaluated the effect of the use of mouldboard plough vs. chisel plough and the use of mechanical weed control vs. herbicide application on winter wheat crop yields and on weed abundance and diversity. Chapters II, III and IV comprise a medium-term experiment focused on the design of a sustainable organic cereal-legume rotation in Mediterranean dryland arable fields. The effects of reduced tillage, fertilization with farmyard manure and the incorporation of cover corps as green manure was evaluated on a) crop yields, weed abundance and organic carbon content, nitrogen total content and microbial biomass in the soil (Chapter III); b) the abundance and diversity of earthworms (Chapter III); c) and the balance of nitrogen and nitrogen efficiency parameters in the system (Chapter IV). The study of different strategies to reduce the intensity of agricultural practices reflects that it is necessary to perform long-term experiments in order to obtain solid results on which are the best practices in dryland agrosystems in the Mediterranean region. Furthermore, the arable soils of the Mediterranean region are generally characterized by a poor nutrient content and a high rate of mineralization of organic matter, therefore is crucial to maintain soil nutrients levels through a proper fertilization