Un aspecto importante a considerar es la interacción entre el tipo de riego y el manejo del suelo

Actualmente, se conoce poco sobre cómo sistemas de laboreo reducido o incluso de no laboreo pueden mejorar la sostenibilidad no solo económica, sino también ambiental de esta rotación. En este proyecto, los investigadores de la Universidad de Lleida se propusieron evaluar el comportamiento de la rotación intensiva maíz-alfalfa bajo prácticas de no laboreo, con el objetivo de comprobar si la alfalfa no solo mantiene buenos niveles de producción, sino que también contribuye a mejorar la estructura del suelo y reducir la contaminación por nitratos.

En los sistemas agrícolas de regadío del Mediterráneo, y muy especialmente en el valle del Ebro, el maíz se ha consolidado como el cultivo predominante. Desde el año 2000, su superficie cultivada ha aumentado en un 9% (MAPA 2000 y 2023), impulsada por su alta demanda como forraje para la ganadería, la industria alimentaria y materia prima para la bioenergía. 

Sin embargo, esta expansión ha ido de la mano de una intensificación productiva que requiere grandes volúmenes de agua y elevadas dosis de fertilizantes, en particular nitrógeno. Este modelo, aunque rentable a corto plazo, está provocando serias consecuencias ambientales como son la degradación de la estructura del suelo, la pérdida de materia orgánica y la acumulación de nitratos que amenazan la calidad de los acuíferos, entre otros.

Frente a este escenario, una de las principales estrategias promovidas por la comunidad científica es el uso de rotaciones de cultivos más sostenibles. En este contexto, la alfalfa, una leguminosa perenne, se presenta como un cultivo ideal para rotar con el maíz, aportando beneficios agronómicos y económicos (Fig. 1). No obstante, el manejo tradicional de esta rotación se basa en un laboreo intensivo, que también puede contribuir al deterioro del suelo y a la pérdida de su salud global.

La alfalfa es una planta que se caracteriza por su alta capacidad para fijar nitrógeno atmosférico gracias a su relación simbiótica con bacterias del suelo. Esto le permite crecer sin necesidad de fertilizantes nitrogenados, lo que reduce los costes y el impacto ambiental. Además, sus raíces profundas ayudan a mejorar la estructura del suelo, favoreciendo la infiltración del agua y la formación de agregados estables. 

El sistema de producción de la alfalfa se puede asociar a regadíos de superficie o regadíos por aspersión. El regadío de superficie por inundación posiblemente contribuye junto con el laboreo intensivo a debilitar la estructura del suelo y a una mayor susceptibilidad a la degradación por compactación, encostramiento, reducción de infiltración y capacidad de almacenamiento de agua. El regadío por aspersión mejora esta situación, pero acompañado de laboreo intensivo puede provocar los mismos efectos indicados. Así pues, para comprobar si el no laboreo mejoraba esta situación el estudio se enfocó en tres preguntas fundamentales:

1. ¿Es mejor establecer la alfalfa sin laboreo que con laboreo convencional?

2. ¿Se incrementa la fijación de nitrógeno atmosférico en sistemas sin laboreo?

3. ¿Afecta la cantidad de fertilización nitrogenada previa (del maíz) al rendimiento y funcionamiento de la alfalfa?

Para responder estas preguntas, se diseñó un experimento de campo entre 2019 y 2021 en Agramunt (Lleida), una zona de clima mediterráneo seco. Las parcelas, antes cultivadas con maíz durante los tres años anteriores (2016 a 2018), fueron sembradas con alfalfa en regadío por aspersión bajo dos sistemas de manejo heredados del anterior cultivo del maíz indicado (Fig. 2):

• Laboreo convencional (LC): cultivador (rotovator), subsolador y grada de discos.
• No laboreo (NL): empleo de siembra directa, con control de malas hierbas mediante herbicidas.

Además, las parcelas provenían de tratamientos con tres niveles distintos de fertilización nitrogenada en el cultivo de maíz: 0, 200 y 400 kg de N por ha. La alfalfa se cultivó durante los siguientes 3 años. El cultivo se estableció bajo las dosis de siembra habituales de 35 kg/ha. Se realizaron aplicaciones fertilizantes de fósforo y potasio adecuadas a las extracciones del cultivo y según los análisis de suelos. No se aplicó ningún fertilizante nitrogenado. Tampoco se realizaron tratamientos fitosanitarios.

Entre el primer y tercer año, se midieron rendimientos, contenido hídrico y de nitrógeno mineral del suelo, fijación biológica de N y estabilidad de los agregados del suelo.

Figura 2. Campo experimental de cultivo de alfalfa con precedente de maíz bajo tres sistemas de laboreo (intensivo, vertical a líneas y no laboreo). Agramunt en el sistema Segarra-Garrigues en Lleida. Foto: C. Cantero-Martínez.

Mejor establecimiento y mayor rendimiento inicial con NL

Durante el primer año, la alfalfa bajo no laboreo produjo un 32% más biomasa que con laboreo convencional (Fig. 3). Esto se debió principalmente a una mayor retención de agua en el suelo, generada por una mejor estructura superficial, a su vez conseguida por estos sistemas de laboreo durante los años precedentes del maíz, que favoreció el enraizamiento temprano y la nodulación.

Demasiado nitrógeno residual resulta perjudicial

Se observó que en aquellas parcelas donde el maíz dejó niveles altos de nitrógeno residual en el suelo, la alfalfa presentó un retraso en el inicio de la nodulación, un proceso clave para la fijación biológica de nitrógeno. Aunque en el primer corte del primer año este exceso de nitrógeno generó un efecto 'starter' positivo, favoreciendo un crecimiento inicial más vigoroso, este beneficio fue temporal. A partir del segundo corte y hasta aproximadamente la mitad del segundo año, la producción de biomasa disminuyó, ya que la planta redujo su capacidad de fijar nitrógeno del aire al disponer de suficiente nitrógeno en el suelo (Fig. 4).

Figura 4. Efecto de la dosis de nitrógeno residual precedente del maíz (0, 200 y 400 kg N ha^-1) en la biomasa total seca a lo largo de los tres años de ensayo. Cada punto indica un aprovechamiento (corte) de la alfalfa.

Fijación de nitrógeno más eficiente en NL

En las primeras etapas del cultivo, la alfalfa en no laboreo capturó mayor proporción de su nitrógeno del aire (hasta 140 kg N/ha), frente a los valores menores observados en laboreo convencional (Fig. 5). Con el tiempo, esta diferencia se fue reduciendo. Es muy probable que esto se debiera a que la alfalfa, que se mantiene sin laboreo durante sus años de cultivo, ejerce una influencia positiva. 

A lo largo de los tres años se van restaurando las propiedades de suelo perdidas en el laboreo intensivo del cultivo de maíz precedente. Así, las condiciones del suelo en ambos sistemas de laboreo acaban siendo similares al final del cultivo de alfalfa. Este efecto se observa en la producción y también en la fijación simbiótica del N atmosférico.

La alfalfa ayuda a recuperar el suelo

Al finalizar el ensayo, se observó que la estabilidad de los agregados del suelo fue similar en ambos sistemas de manejo, a pesar de que al inicio las parcelas con laboreo convencional presentaban una estructura notablemente más degradada (Fig. 6). Este resultado sugiere que la alfalfa, gracias a su sistema radicular profundo y a la ausencia de laboreo, desempeña un papel activo en la regeneración de la estructura del suelo.

Figura 6. Efecto del laboreo (Laboreo convencional, LC; No laboreo, NL) en el porcentaje de agregados del suelo al inicio y al finalizar el ensayo. Campo experimental de Agramunt en el sistema Segarra-Garrigues en Lleida.

Un aspecto importante a considerar es la interacción entre el tipo de riego y el manejo del suelo. En la región, el cultivo de alfalfa puede realizarse tanto con riego por superficie o inundación como con riego por aspersión. En este estudio se utilizó riego por aspersión, con aplicaciones diarias de menor volumen, lo que genera una humectación más superficial del suelo. Esta condición favorece la implementación de sistemas de laboreo reducido o no laboreo, ya que se reduce el riesgo de compactación.

En contraste, en sistemas de riego por superficie o por inundación, las altas dosis de agua aplicadas con menor frecuencia tienden a mantener el suelo más húmedo durante más tiempo. Esto, combinado con el tránsito de maquinaria agrícola durante las labores de siega y recolección, puede provocar una compactación significativa del suelo, que resulta más difícil de manejar en ausencia de laboreo. Por ello, en estos sistemas será más complicado lograr una regeneración de la estructura del suelo comparable a la observada bajo riego por aspersión.

Figura 7. Efecto conjunto del laboreo (Laboreo convencional, LC; No laboreo, NL) y de la dosis de nitrógeno residual precedente del maíz (0, 200 y 400 kg N ha^-1) en la biomasa total seca acumulada a lo largo de los tres años de ensayo. Campo experimental Agramunt en el sistema Segarra-Garrigues en Lleida.

Productividad de la alfalfa

Uno de los aspectos más relevantes observados a lo largo del ensayo fue el alto rendimiento acumulado de la alfalfa. A lo largo de los tres años del estudio, los rendimientos totales superaron los 53.000 kg de materia seca por hectárea en las parcelas con no laboreo (Fig. 7), una cifra muy competitiva incluso en comparación con otros cultivos forrajeros intensivos. Esta productividad se mantuvo estable a lo largo del tiempo, con un segundo año especialmente favorable (21.900 Kg/ha), lo que evidencia que, además de sus beneficios ambientales, la alfalfa es una opción rentable desde el punto de vista económico.

Estas cifras demuestran que la utilización de la alfalfa en rotación con maíz bajo no laboreo no implica renunciar al rendimiento. Por el contrario, combina la regeneración del suelo con una producción sostenida de forraje de alta calidad, lo que la convierte en una excelente herramienta para mejorar la viabilidad y la sostenibilidad de las explotaciones agrícolas en regadío (Fig. 8).

Figura 8. Campo experimental de cultivo de alfalfa con precedente de maíz bajo tres sistemas de laboreo (intensivo, vertical a líneas y no laboreo). Se muestra parcela de primer año de alfalfa bajo siembra directa de maíz como cultivo precedente en campo experimental Agramunt, en el sistema Segarra-Garrigues en Lleida.

Este estudio demuestra que cultivar alfalfa sin laboreo en rotación con maíz puede:

• Mejorar la estructura y retención de agua en el suelo.
• Regenerar suelos degradados por el laboreo intensivo.
• Reducir la dependencia de fertilizantes nitrogenados.
• Aumentar la eficiencia en el uso del agua y del nitrógeno.

Mas allá de consideraciones del uso del agua, la alfalfa no sólo alimenta al ganado, también alimenta el suelo. Su incorporación en sistemas de regadío mediterráneos representa una estrategia clave para avanzar hacia una agricultura más resiliente, rentable y respetuosa con el medio ambiente.

La agricultura del futuro deberá ser productiva pero también conservativa y regenerativa de los recursos como el suelo, el agua y la biodiversidad. Este estudio evidencia que, incluso en sistemas altamente intensificados, hay margen para introducir cambios que mejoren la salud del suelo y reduzcan los impactos ambientales. Optimizando las operaciones de cultivo y gracias a su alta productividad y beneficios ambientales asociados, la alfalfa es una pieza clave de este nuevo modelo económico-ambiental.

Recomendaciones prácticas para agricultores

• Si vas a cultivar alfalfa después de maíz, evita fertilizar en exceso el maíz, para no limitar la nodulación de la alfalfa.
• Apuesta por la reducción del laboreo y no laboreo. Esto facilita el establecimiento de la alfalfa y mejora el suelo desde el primer año.
• No apliques nitrógeno a la alfalfa. Nuestra experiencia demostró que el efecto 'starter' de disponer de altos valores de nitrógeno en el suelo resultó ser contraproducente, en contraposición con valores bajos o medios de nitrógeno.
• Considera la alfalfa como una inversión en conservación y regeneración a medio plazo. En 3-4 años puede restaurar suelos deteriorados y aportar rentabilidad.

Agradecimientos

Los autores agradecen su colaboración a los técnicos de laboratorio y campo Silvia Martí, Carlos Cortés, y al productor agrario Xavier Penella. Esta investigación ha sido financiada por el Plan Nacional de Investigación (Agencia Estatal de Investigación) en los proyectos DISOSMED y SINTMED Refs. AGL2017-84529-C3 y PID2021-126343OB-C33

Referencias

Fernández-Ortega, J., Fanlo, R., & Cantero-Martínez, C., 2024. Greenhouse gas emissions during alfalfa cultivation: How do soil management and crop fertilisation of preceding maize impact emissions? Field Crops Research. 318 https://doi.org/10.1016/j.fcr.2024.109602

Fernández-Ortega, J., & Cantero-Martínez, C., 2025. Influence of soil management and previous crop nitrogen fertilization on alfalfa productivity in Mediterranean agroecosystems. Field Crops Research. 329 https://doi.org/10.1016/j.fcr.2025.109963

MAPA (Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación), 2000. Anuario de estadística. 2000 (Datos 1998, 1999 y 2000). Revisado en: https://www.mapa.gob.es/es/estadistica/temas/publicaciones/anuario-de-estadistica/2000/default.aspx?parte=2

MAPA (Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación), 2023. Anuario 2023 (datos 2022 y 2023). Revisado en: https://www.mapa.gob.es/es/estadistica/temas/publicaciones/anuario-de-estadistica/default.aspx

Este estudio evidencia que, incluso en sistemas altamente intensificados, hay margen para introducir cambios que mejoren la salud del suelo y reduzcan los impactos ambientales

La utilización de la alfalfa en rotación con maíz bajo no laboreo combina la regeneración del suelo con una producción sostenida de forraje de alta calidad