Diciembre 2008

Distribución de la Compactación en el Perfil del Suelo utilizando diferentes Neumáticos. Consecuencias sobre  el Enraizamiento del Cultivo de Soja.

Autores: Ings. Agrs. Gerster G. (1); Bacigaluppo, Silvina (2); De Battista, Juan C. (3); Cerana Jorge.(4).

⁽¹⁾ AER Roldán. 
⁽²⁾ EEA Oliveros.
⁽³⁾ EEA Concepción del Uruguay.
⁽⁴⁾ Facultad de Ciencias Agropecuarias de Oro Verde. Universidad Nacional de Entre Ríos.
 

Introducción

En los sistemas agrícolas del área pampeana, la siembra directa y la intensificación de la agricultura han generado importantes cambios, convirtiendo a la compactación por tránsito en uno de los problemas que afectan su sustentabilidad. Además de reducir la velocidad de infiltración del agua y limitar el crecimiento de raíces, la densificación puede limitar el aprovechamiento de nutrientes por parte de los cultivos. El efecto de la compactación sobre el rendimiento dependerá de las condiciones climáticas, siendo más negativo en situaciones de estrés hídrico y deficiencia de nutrientes, mientras que bajo condiciones climáticas favorables, en muchos casos, no se ha observado efecto perjudicial sobre los cultivos.

Algunas alternativas para reducir o limitar los efectos negativos del tránsito son utilizar maquinarias de menor peso por eje y/o adecuar los rodados para reducir su presión específica sobre el suelo. Respecto al uso de maquinaria de menor peso, la tendencia actual avanza en sentido opuesto, ya que se observa un claro incremento en la utilización de cosechadoras y tolvas con mayor capacidad de trabajo y mayor peso (Jorajuría, 2005). Por lo tanto, el uso de neumáticos de mayor superficie de apoyo aparece como la alternativa más factible para reducir o limitar los efectos negativos del tránsito de maquinarias. La ventaja de este tipo de rodados consiste en reducir la presión específica sobre el suelo distribuyendo la carga en su mayor superficie de contacto.

A pesar de tener una gran difusión en el mercado, existe escasa información en el área sobre las ventajas del uso de neumáticos especiales, su efecto sobre el suelo y los cultivos.

El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del tránsito de maquinarias con diferentes tipos de rodados sobre el perfil del suelo y la distribución de raíces de un cultivo de soja.

Materiales y Métodos

El ensayo se implantó sobre un suelo Argiudol típico serie Armstrong, con más de veinte años de agricultura y ocho años en siembra directa continua.

Se evaluaron 3 tratamientos: i) sin tránsito (T), ii) tránsito con rodado convencional (RC) y iii) tránsito con rodado especial (RE), en un diseño experimental de bloques completos aleatorizados con tres repeticiones. El tránsito de los tratamientos RC y RE se realizó sobre el suelo en condiciones de alto contenido de humedad (Tabla I), ligeramente superior a la humedad de máxima susceptibilidad a la compactación según el test Proctor (Proctor, 1933). Se transitó el ensayo con un tractor Massey Ferguson modelo 1195L de 5.150 kg de peso y un acoplado monotolva de un solo eje de 3.500 kg de peso, cargado con 9.800 kg de cereal.

Tabla I: Humedad del suelo en el momento de realizar el experimento. 

(*) Según Test proctor

La presión en el área de contacto rueda/suelo se calculó en base al peso por eje y a la superficie de contacto de los rodados con el suelo (Tabla II).

Tabla II: Peso, área de contacto y presión ejercida por eje de tractor y monotolva usados en el tránsito de los tratamientos Rodado convencional (RC) y Rodado especial (RE).

El peso ejercido por el eje trasero del tractor y de la monotolva utilizados supera el valor de 36 kN, sugerido por Botta (2005) como valor límite a partir del cual se pueden generar daños acumulativos a nivel subsuperficial. Sin embargo, dichos valores de masa resultan habituales y normales en los ejes traseros de los tractores modales así como en los acoplados tolva utilizados habitualmente en la región pampeana.

El tratamiento T solo recibió el tránsito normal ocasionado por las tareas de siembra, pulverización y cosecha.

Se registraron las siguientes variables:

Densidad aparente (DAP): Se utilizó el método del cilindro (Blake y Hartge., 1986). Se extrajeron muestras de suelo con cilindros de 5 cm de diámetro por 7 cm de alto en las siguientes profundidades: 0-7, 7-14, 14-21, 21-28 y 28-35 cm.

Resistencia a la penetración- índice de cono (IC): Se utilizó un penetrologer Eijkelkamp con cono de 30º. Se efectuaron diez mediciones por parcela hasta los 50 cm de profundidad. Se calculó el valor promedio de resistencia a la penetración para cada centímetro de profundidad (expresado en Mpa). Se determinó además, la humedad de suelo por gravimetría a distintas profundidades en los tratamientos evaluados.

Abundancia de raíces: Se construyeron trincheras en forma transversal a las líneas de siembra colocando sobre una de las paredes de las mismas una grilla de 50 cm x 50 cm dividida en cuadros de 2 cm x 2 cm. En cada cuadro se contó el número de raíces hasta un 1 cm de espesor de suelo. Las raíces más gruesas recibieron, según su tamaño, una mayor calificación numérica (Gil, 1986; Demmi, 1993). Se elaboraron los perfiles de abundancia radical sumando los valores de raíces de cada fila de la grilla. Este recuento se realizó en el estadío fenológico de la soja R3 (Fehr y Caviness, 1977). 

Se realizó un análisis de la varianza y comparación de medias por LSD al 5% para cada variable evaluada con el software estadístico InfoGen/P 2007.

Resultados

En la Figura 1 se observan los valores de densidad aparente registrados en los tres tratamientos evaluados. El testigo presentó los menores valores de DAP en el perfil, El tratamiento de rodados convencionales tuvo valores superiores de densidad que difirieron significativamente del testigo excepto en las profundidades 14-21 y 28-35 cm. Mientras que en el tratamiento RE se registraron valores inferiores al RC en superficie (0-7 cm), pero no se observaron diferencias a mayor profundidad entre ambos tratamientos. Las diferencias de densidad aparente observadas entre RE y T fueron significativas solamente en las profundidades de 7-14 cm y 28-35 cm.

Figura 1: Perfiles de densidad aparente en los distintos tratamientos. T (testigo); RE (rodado especial); RC (rodado convencional).

Al momento de realizar las determinaciones de resistencia a la penetración, no se observaron diferencias significativas en los contenidos de humedad del suelo entre los distintos tratamientos. En consecuencia, las variaciones encontradas entre los valores registrados con el penetrómetro fueron comparables entre sí y atribuibles a efectos de los diferentes tratamientos evaluados (Dragui, 2000; Jorajuría, 2004).

En la Figura 2 se observa un incremento en los valores de resistencia a la penetración en profundidad, indistintamente del tratamiento evaluado. Superficialmente los valores medidos fueron del orden de los 0,5 Mpa alcanzando valores de 2 Mpa a los 10 cm de profundidad. A partir de los 30 cm de profundidad la resistencia a la penetración aumentó nuevamente, superando a los 50 cm los 2,5 Mpa.

Figura 2: Valores promedio de resistencia a la penetración-Índice de cono, en tres tratamientos: testigo, RE: Rodados especiales y RC: Rodados convencionales.

Las mayores diferencias entre tratamientos se observaron entre los 10 y 32 cm de profundidad. Por un lado el tratamiento RC presentó valores de IC significativamente superiores al testigo entre los 12 y 18 cm. Mientras que en el tratamiento RE se registraron valores de IC significativamente superiores a los otros dos tratamientos a mayor profundidad, de 22 a 32 cm. 

En la Figura 3 se observa la abundancia de raíces en los perfiles del suelo de los tres tratamientos evaluados.

Figura 3: Abundancia de raíces de soja en los perfiles de suelo de diferentes tratamientos. T (testigo), RE (rodado especial) RC (rodado convencional).

El testigo presentó mayor cantidad de raíces en todo el perfil de suelo evaluado. En el tratamiento RC se observó una reducción del 50 % de abundancia de raíces con respecto a T, con diferencias significativas entre ambos tratamientos a partir de los 12 cm y hasta la profundidad evaluada. Mientras que en el tratamiento RE la reducción fue del 26 % en relación al testigo, con diferencias significativas entre ambos sólo entre los 16 y 24 cm de profundidad.

  

Discusión

Los cambios físicos en el perfil del suelo se corroboraron con incrementos en los valores de densidad aparente y de resistencia a la penetración en los tratamientos transitados. Este estado de mayor degradación generó patrones diferentes de desarrollo radical.

Analizando los valores de IC registrados en el estrato 10 a 32 cm de profundidad, se observó un efecto diferente de los tratamientos RC y RE. El primero presentó las mayores diferencias respecto al testigo entre los 12 y 18 cm; mientras que en RE los valores más elevados se encontraron entre los 22 y 32 cm de profundidad. Este comportamiento estuvo asociado al efecto diferencial sobre el suelo de los distintos neumáticos utilizados en el tránsito. Estas observaciones coinciden con las realizadas por Voorhess et al., 1986; Hakansson and Reeder, 1994; Jorajuría, 2004 quienes determinaron que superficialmente el efecto negativo del tránsito está asociado a la presión ejercida por el neumático, mientras que a nivel sub-superficial depende más del peso total del equipo utilizado.

La mayor densificación del suelo, en los tratamientos de tránsito, afectó el desarrollo de las raíces. El testigo presentó mayor abundancia de raíces en todo el perfil de suelo evaluado. En RC, el aumento de los valores de IC registrados de 10 a 32 cm de profundidad redujeron la presencia de raíces en este estrato, limitando además la exploración radical en horizontes inferiores. Este efecto de sombreado descripto por Tardieu y Manichon (1987) y Taboada et al. (2004), es explicado por una parte, porque solo unas pocas raíces logran atravesar los sectores densificados del perfil y por otra, por la orientación esencialmente vertical de la porosidad interagregados del horizonte B2t. En los primeros centímetros de profundidad se observó mayor presencia de raíces en RC que en RE, coincidiendo con Tardieu y Manichon (1987) y Taboada et al. (2004) quienes citan que ante la presencia de sectores compactos, las raíces tienden a concentrarse en los horizontes superficiales. A partir de los 20 cm de profundidad las raíces del cultivo de soja del tratamiento RE fueron más abundantes que en el tratamiento RC, aún cuando los valores de índice de cono registrados en este estrato en el tratamiento RE fueron superiores a los de RC. Este comportamiento pareciera estar asociado al efecto sombra que generan las compactaciones superficiales, las que al ser atravesadas por pocas raíces limitan la exploración profunda del perfil.

Conclusiones 

• Los tratamientos con tránsito evidenciaron un incremento de la densidad aparente, y valores más elevados de índice de cono.

• La resistencia a la penetración resultó una determinación de gran utilidad para la realización de diagnósticos rápidos permitiendo obtener un gran número de datos con precisión y rapidez, siendo un buen indicador de condiciones para el enraizamiento de soja.

• Los diferentes rodados evaluados generaron cambios en la distribución de la compactación en la masa del suelo. Los rodados convencionales (RC) concentraron su efecto en forma más superficial mientras que los rodados especiales (RE) lo hicieron en estratos más profundos. Este cambio en la distribución de la compactación generada por el uso de rodados especiales permitió un mejor enraizamiento del cultivo de soja.

• En un manejo sustentable en siembra directa es necesario integrar todas las prácticas que contribuyan a reducir la compactación; reducir al mínimo el pasaje sobre suelo húmedo, uso de equipos de menor peso por eje, ordenar el movimiento de acoplados dentro del lote y utilizar neumáticos de mayor superficie de contacto para reducir la presión específica.

• El uso continuo de rodados especiales podría generar densificaciones a mayor profundidad y por ende más difíciles de revertir. Este aspecto requiere la realización de nuevos estudios, que permitan verificar en otras situaciones si el uso continuo podría generar efectos acumulativos.

• El estudio de la distribución de raíces en el perfil asociado a las variables físicas permite medir las consecuencias en los cambios del suelo sobre el enraizamiento para cada condición climática, permitiendo avanzar en la interpretación del funcionamiento de los sistemas suelo-planta-atmósfera.

• Blake, G. and Hartge, K. 1986. Bulk density. In: Methods of soil analysis. Part 1. SSA Books Series. 59. Editor Klute. Am. Society of Agronomy, Inc. Soil Sci. Soc. Am., Inc. Madison, Wisconsin, USA. pp. 630.

• Botta G. 2005. Compactación en suelos labrados de baja capacidad portante. Reología del suelo agrícola bajo tráfico. Universidad Nacional de la Plata pag 73-84.

• Demmi M. 1993. Evaluación de sistemas de cultivo (rotaciones y labranzas) a través de la determinación de estados estructurales y confección de mapas de raíces. Informe para extensión. EEA INTA Oliveros 11 Pág.

• Draghi L. (2000). Compactación del suelo del huerto frutal bajo diferentes intensidades de tráfico. Tesis de Posgrado. Universidad Politécnica de Valencia.

• Fehr, W.R and C.E. Caviness. 1977. Stages of soybean development. Iowa St. Univ. Special Report 80 pp 11.

• Gil R. 1986. Observación y medición de raíces de los cultivos. Método del perfil expuesto. INTA AER Río Tercero . Material para Extensión.p2-6 Nro. pp.

• Hakansson I. and Reeder R. 1994. Subsoil compaction by vehicles with high axle load-extent, persistence and crop response. Soil and Tillage Research 29 pp 277-304.

• Jorajuría D.2004. La Resistencia a la penetración como parámetro Mecánico del Suelo. Metodologías físicas para la Investigación del Suelo: penetrometría e infiltrometría p 43 a 52.

• InfoGen/P, 2007. www.info-gen.com.ar Estadística y Biometría U.N.C.

• Jorajuría, D. 2005. Compactación del Suelo Agrícola inducida por tráfico vehicular.Reología del suelo Agrícola bajo tráfico. Una revisión. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales. Universidad Nacional de la Plata. Pp 39 a 56.

• Proctor, R.R. 1933.  Fundamental principles of soil compaction. Engineering New-Record, New York, V11 n.9 p.148-156.

• Taboada M. y Micucci F. 2004. Fertilidad física de los suelos. Facultad de Agronomía UBA. p. 80.

• Taboada M. y Micucci F. 2004. Fertilidad física de los suelos. Facultad de Agronomía UBA. p. 80.

• Tardieu F y Manichon H. 1987. Consecuencias del Estado del Perfil Cultural sobre el enraizamiento; caso del maíz.III. Curso de Física de Suelos INTA Pergamino 1990 pp 168-177. Extraído de Soil Compaction and Regeneration. G Moniers ; M. Goss Editors. Balkena Rotterdam. pp 131-143.

• Vorhess, W , Nelson W. , Randall G.1986. Extend and persistence of subsoil compaction with heavy axle loads. Soil Science Society of America Journal, Madison, v.50, p.428-433.

Autores:  Ings. Agrs. Gerster G. (1); Bacigaluppo, Silvina (2), De Battista, Juan C. (3) Cerana Jorge.(4). 
⁽¹⁾ AER Roldán. 
⁽²⁾ EEA Oliveros. 
⁽³⁾ EEA Concepción del Uruguay. 
⁽⁴⁾ Facultad de Ciencias Agropecuarias de Oro Verde. Universidad Nacional de Entre Ríos.