Mediciones físicas en suelos con características vérticas

Revista Científica Agropecuaria 8(1): 11-22 (2004)
© 2004 Facultad de Ciencias Agropecuarias - UNER
MEDICIONES FÍSICAS EN SUELOS CON CARACTERÍSTICAS
VÉRTICAS
Marcelo WILSON 1y2 , Jorge CERANA1
1
Docentes – Investigadores de la Cátedra de Edafología. Facultad de Ciencias Agropecuarias, UNER. C.C. Nº
24, (E 3100 WAA) Paraná. Entre Ríos. Argentina
2
Técnico Investigador Area Suelos EEA INTA Paraná
Exposición del problema de estudio y revisión de antecedentes
En Entre Ríos, los Vertisoles e intergrados con otros Ordenes (Molisoles y Alfisoles),
ocupan una gran superficie, siendo relevante su importancia económica, ya que sobre ellos se
desarrolla la mayor parte de la producción ganadera. En los últimos años ha cobrado importancia la
agricultura. Es dable destacar al cultivo de arroz que en la campaña 1998/99 alcanzó las 160.000 ha
sembradas, especialmente sobre este tipo de suelos. La superficie sembrada con soja creció
notoriamente, aunque con éxitos relativos desde el punto de vista productivo.
Los Vertisoles pueden ser muy productivos pero con restricciones para el manejo cuando
están húmedos, con bajas tasas de infiltración y conductividad hidráulica, resultando ser susceptibles
a la erosión y al escurrimiento. Presentan pobre aeración, se vuelven muy adhesivos y el exceso de
agua en el suelo dificulta las operaciones de labranza, siembra y cosecha, como así también el tráfico
de implementos agrícolas. Sin embargo, cuando están secos se vuelven muy densos y duros, con altas
tasas de infiltración debido a la presencia de grietas que pueden ser muy importantes en ancho y
profundidad.
La variabilidad espacial de las mediciones a campo es un problema común a casi todo tipo
de suelos, que se magnifica en los Vertisoles a causa de la presencia del microrrelieve gilgai.
Asimismo, a estos suelos se le debe sumar la variabilidad temporal, relacionada a las propiedades
físicas impuestas por el tipo de arcillas dominantes (esmectitas) y el régimen hídrico, que provocan
ciclos de contracción – dilatación.
El coeficiente de extensión lineal (COLE), es usualmente utilizado para conocer el cambio
volumétrico en suelos arcillosos. En la Fig. 1 se muestran dos suelos representativos de Entre Ríos,
observándose la importancia que toma este coeficiente en el Argiudol vértico a una profundidad de
65 cm (horizonte B), mientras que en el Peluderte argiacuólico se supera el valor de 10%, desde los
primeros cm superficiales.
COLE %
0
4
6
8
10
12
Profundidad cm
-20
2
-40
-60
-80
-100
-120
Argiudol vértico
Peluderte argiacuólico
14
Figura 1. Coeficiente de
extensión lineal (COLE)
para dos tipos de suelos
característicos de Entre
Ríos -Argiudol vértico y
Peluderte argiacuólico-.
Marcelo Wilson y Jorge Cerana
Estos cambios volumétricos provocan problemas en la estimación del contenido hídrico en el
suelo cuando comienzan a secarse por contracción y agrietamiento (Greacen y Gardner, 1982), no
respondiendo adecuadamente a los modelos de balance hídrico comúnmente conocidos (Heredia,
2000).
Talsman y van der Lely (1976), para comprender el flujo del agua en suelos arcillosos
agrietables recurrieron a un modelo que contempla la variación de la conductividad hidráulica en
función de la reducción de las grietas por efecto del humedecimiento – hinchamiento. Favre et al.
(1997) comentan que el fenómeno de hinchamiento del suelo puede ser separado en dos
componentes: la zona de borde de la grieta (que contribuye en un 80 – 90 % en el cierre de la misma)
y el hinchamiento del resto de la masa del suelo, provocando el cierre en 4,5 horas a nivel superficial.
No obstante, los procesos de humedecimiento – hinchamiento continúan por varias horas por
expansión de sus materiales coloidales volviéndose prácticamente impermeables al agua.
Gurovich (1985) y Lilly (1994) mencionan un amplio rango de valores de conductividad
hidráulica, presentando los Vertisoles valores mínimos. Benavídez et al. (1993), en un ensayo sobre
el sistema hidrológico de un arrozal en un Vertisol, encontraron que un 10 % de la lámina aplicada de
riego se perdió por percolación profunda. Si se considera un riego en manto de 1100 mm durante 100
días de cultivo, las pérdidas del sistema ascienden a 1,1 mm día-1. Diversos autores han abordado el
tema de la conductividad hidráulica, así Krantz y Kampen (1978), reportan valores de 5,04 mm día-1
medido en un ensayo de 144 horas de duración, Bouma et al. (1979) obtuvieron valores que oscilaron
entre 3 y 7 mm día-1, Nyamudeza et al. (2001) entre 1 y 22 mm día-1 y Benavídez et al. (2002) en
Vertisoles de Entre Ríos medido con permeámetro de Guelph a una profundidad de 20-30 cm
hallaron valores que oscilaron entre 1,6 y 9,5 mm día-1.
Respecto a la infiltración en suelos con características vérticas, sus valores son muy
variables, de acuerdo al estado hídrico del suelo, registrándose valores que oscilan entre > 17 mm
min-1 a 0 mm min-1 (Nyamudeza et al., 2001). A campo puede observarse un mayor desarrollo de las
raíces de las plantas en las inmediaciones de las grietas ya que los bloques, prismas o columnas se
vuelven muy densos, con valores extremos de 1,5 a 1,8 Mg m-3 (Deckers et al., 2001). La presencia
de grietas contribuye al flujo de agua y aire en profundidad pero no así al interior de la masa del
suelo. La porosidad efectiva es baja a nivel superficial y tiende a ser nula en los horizontes
subsuperficiales (Heredia, 2000), determinada fundamentalmente por procesos físicos y físico –
químicos (De Petre, 2000).
En la Fig. 2 puede observarse la distribución en profundidad de poros > 50 μm en un
Argiudol vértico. Las prácticas agronómicas deben tender a aumentar la proporción de este tamaño de
poros como así también a mantener en el tiempo las propiedades de autoestructuración.
Macroporos %
Profundidad cm
-10 0
A 2
B1
-30
B21
4
6
8
10
Figura 2. Distribución
de macroporos (poros
> 50 µm) en el perfil
de un suelo Argiudol
vértico.
-50
-70
B22
-90
B3
-110
12
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Al considerar la susceptibilidad a la erosión de estos suelos, García Préchac (1992) propone
dos valores de K (factor erodabilidad del suelo de la ecuación del USLE): el más alto corresponde a
la época en que el suelo permanece saturado de agua y con baja permeabilidad y el más bajo a la
época en que, por desecación, el suelo se agrieta aumentando la infiltración y la permeabilidad. Estos
cambios dependen de las precipitaciones estacionales y la evapotranspiración, y en definitiva al variar
el contenido de agua en el suelo es necesario variar el valor del factor K dentro del año.
Los Vertisoles presentan alta estabilidad estructural en condiciones naturales debido al
aporte proporcionado por los coloides, pero éstos son afectados severamente por el manejo agrícola
que provoca pérdida de materia orgánica y erosión.
En estos suelos se magnifican los síntomas de sodificación que produce la dispersión de
arcillas y efectos adversos sobre los macroagregados (Cook et al., 1992; So y Cook, 1993). So y
Aylmore (1993) comentan que la dispersión de las arcillas produce la formación de un sello
superficial que afecta la infiltración, redistribución del agua en el perfil y la evaporación, procesos
fundamentales que determinan la proporción de recarga en el suelo, afectando el normal crecimiento
de los cultivos.
El agua subterránea, bicarbonatada sódica, utilizada para el riego en el área arrocera de Entre
Ríos, presenta un desequilibrio entre la relación de adsorción de sodio (RAS) y la salinidad, lo que
incrementa el riesgo de su uso (Wilson et al., 2002). Cerana et al. (2004), indican que por pérdida de
materia orgánica y aumento de sodio de intercambio se produce un deterioro progresivo de la
estructura del suelo en función del aumento de la participación del arroz en la rotación.
Los Vertisoles son susceptibles a la compactación cuando las operaciones de campo son
realizadas con altos contenidos de agua en el suelo (Potter y Gerik, 2001). En particular, la cosecha
de arroz se realiza bajo condiciones de inundación o en estado de saturación del perfil, con
cosechadoras muy pesadas y tránsito de tractores que arrastran carros tolveros. Se produce un
importante huelleado, en muchos casos muy profundos (Pozzolo et al., 1996 y 2001). La huella
dejada por la cosechadora cuando se desplaza en suelo poco húmedo realiza presión sobre el suelo sin
alcanzar el amasado del mismo, y la densificación subsuperficial no es tan marcada como en el caso
del tránsito con suelo saturado donde las ruedas de la maquinaria realizan amasado en el suelo,
existiendo compactación por debajo de la huella que puede llegar hasta más allá de los 35 cm. Se
produce desplazamiento lateral del material sobre la superficie, provocando una importante
densificación.
A
Figura 3 A. Suelo con
historia
arrocera
(3
campañas) y B. Suelo sin
historia arrocera.
Compactación subsuperficial en un suelo Vertisol
provocada por el tráfico de
cosechadora. Perfil de
isorresistencia
obtenido
con penetrógrafo digital.
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Marcelo Wilson y Jorge Cerana
B
Figura 3 B. Suelo sin
historia arrocera. Perfil de
isorresistencia obtenido con
penetrógrafo digital.
En las Fig. 3 A y B se presenta el perfil de isorresistencia de un Vertisol en dos situaciones,
con y sin historia arrocera. En el centro de la Fig. 3 A se puede observar el paso de la cosechadora,
efecto que se transmite hasta los 40 cm por debajo de la huella (Cerana et al., 2002a).
Si bien estos suelos pueden almacenar cantidades importantes de agua para las plantas, el
rango aprovechable es muy corto debido a los problemas de aeración, resistencia a la penetración y la
escasa profundidad efectiva de enraizamiento que pueden alcanzar.
Syers et al. (2001), respecto al manejo sustentable de estos suelos, consideran que existen
dos aspectos que se traducen en incrementos productivos: la conservación del agua en el suelo,
especialmente en áreas semiáridas, y la prevención del “waterlogging” a través de la remoción de los
excesos de agua. La falta de alternancia contracción – dilatación durante períodos prolongados de
tiempo, puede afectar la autoestructuración natural de los Vertisoles (Nyamudeza et al., 2001). Ello
puede ser la explicación de la disminución de la permeabilidad observada en algunos lotes (Cuadro 1)
luego de un período lluvioso (2000-2003) con más de 1500 mm anuales de promedio.
Cuadro 1: Variación del índice K de Hénin en suelos Vertisoles luego de un período lluvioso
prolongado (Jubileo, Entre Ríos), (Wilson et al., 2001; 2004).
% Arroz
rotación
0
80
Historia agrícola
9 años pradera / 1 Soja (2002)
8 años Arroz / 2 Ray grass
K cm h-1
año 1999
67,75
12,32
K cm h-1
año 2003
15,98
4,89
Variación
76 %
60 %
Aspectos metodológicos en el estudio de los suelos vertisoles
Cambio volumétrico de partículas en función del contenido hídrico del suelo
Henin (1976), cita a Haines (1923) quien estudió la evolución de la porosidad en el sistema
arcilla-agua. Partiendo del suelo saturado en el punto de máximo hinchamiento, existe una variación
del volumen proporcional a la pérdida de agua que se da a una pendiente máxima, hasta a un punto en
el que comienza a ingresar aire en el sistema que provoca una contracción menor del material. Al
14
RCA. Rev. cient. agropecu. 8(1): 11-22 (2004)
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continuar el desecamiento del suelo se llega a un punto denominado “límite de retracción” donde el
material pierde agua pero su cambio volumétrico es ínfimo.
En tal sentido, Mc Garry y Malafant (1987) propusieron un modelo de contracción que
consiste en la delimitación de tres zonas: de contracción normal, donde el volumen de agua extraída
es similar a la disminución del volumen del agregado y las zonas de contracción estructural y
residual, en donde el cambio volumétrico del suelo es menor al volumen de agua desocupado.
Castiglioni et al. (2004) comentan que los horizontes Bt de Argiudoles de la Pampa ondulada
presentan contracción de tipo estructural cuyo comienzo se da en un rango amplio de tensiones (0,005
a 0,033 MPa) y citan a Allbrook (1992) y Yule y Ritchie (1980) quienes indican que dicho límite se
produce entre 0,020 y 0,033 MPa para Vertisoles de Texas.
Según Wilding y Tessier (1988), estos cambios son causados por un movimiento diferencial
del plasma de las arcillas en respuesta a los cambios de volumen de poros, intra e interpartículas, al
aumentar los potenciales mátricos.
Cuando el suelo se encuentra en estado seco, la pérdida de agua en los microporos resulta en
una tensión capilar suficiente como para causar una contracción de la matriz del suelo y la posterior
formación de porosidad intragrados y grietas. Estos cambios ocurren entre 0,033 y 20 MPa de
potencial matricial o entre los límites de hinchamiento y contracción identificados en la curva
característica de contracción (Wilding y Tessier, 1988; Coulombe et al., 1996).
A medida que disminuye el contenido hídrico se produce un aumento en la densidad del
suelo. Greacen y Gardner (1982), proponen la Ecuación 1 para explicar lo anteriormente expuesto.
y=
1
Ecuación 1
ε
1
+ω +
δ (min)
δ (r )
Donde:
y
= densidad del suelo (g cm-3)
ω = contenido hídrico del suelo (g g-1)
δr
= densidad real del suelo (g cm-3)
δmin = densidad mínima del suelo, cuando el contenido hídrico del suelo es máximo (g cm-3).
Asimismo, Orellana (1987) encontró que los horizontes Bt2 de Santa Fe presentan la
siguiente relación:
y = - 1,5317 ω2 + 0,0762 ω + 1,6009
Ecuación 2
Donde:
y
= densidad del suelo (g cm-3)
ω
= contenido hídrico del suelo (g g-1)
Considerando ambas ecuaciones, pudo observarse que en el tramo de agua útil la relación es
lineal. Incorporando datos de horizontes B de Vertisoles de Entre Ríos (Series Yeruá, Don Guillermo,
General Campos y San Julián I), se logra obtener la siguiente ecuación 3, utilizada para el cálculo del
contenido de agua volumétrica en función del contenido hídrico del suelo medido a campo (Fig. 4).
y = - 1,8155 ω + 1,9681
R2 = 0,86
Ecuación 3
Donde:
y
= densidad del suelo (g cm-3)
ω
= contenido hídrico del suelo (g g-1)
RCA. Rev. cient. agropecu. 8(1): 11-22 (2004)
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Marcelo Wilson y Jorge Cerana
densidad del suelo g cm -3
1.45
Figura 4: Relación entre
la densidad del suelo y el
contenido hídrico gravimétrico en el rango de
agua útil para horizontes
expansivos de suelos
Vertisoles de Entre Ríos
1.40
1.35
1.30
1.25
1.20
0.28
0.31
0.34
0.37
contenido hídrico g g -1
0.40
Por otra parte, la utilización de sondas de neutrones (Greacen, 1981), u otros equipos
electrónicos permiten conocer el agua volumétrica del suelo en forma más directa y rápida,
disminuyendo así el error experimental. Sin embargo, su mayor limitante es el alto costo económico
de los equipos.
Determinaciones de las constantes hídricas con Olla de Richards
Grantón et al. (1998), indican que en estos suelos, dadas las características impuestas por el
tipo de arcillas que lo constituyen, es más apropiado trabajar con muestras no disturbadas que con
muestras disturbadas. Asimismo, dichos autores comentan que para determinaciones a altas succiones
es necesaria la permanencia de las muestras durante el ensayo un tiempo prolongado, en algunos
casos hasta 20 días.
De esta manera y trabajando con anillos de 1 cm de alto, se garantiza la continuidad del
sistema poroso en la muestra de suelo. Cuando las muestras se obtienen en suelo seco, una vez que se
saturan para llevarlas a la Olla de Richards, el material se expande y sobrepasa notoriamente la
superficie del anillo metálico. Finalmente, al producirse la succión, existe una pérdida en la
continuidad del sistema de poros, manteniéndose con mayor cantidad de agua la porción superior de
la muestra de suelo y dando por lo tanto valores erróneos y más altos de contenido hídrico del suelo.
Por lo tanto y por efecto del cambio volumétrico se recomienda realizar el muestreo en condiciones
de suelo cercanos a capacidad de campo.
Mediciones de la conductividad hidráulica del suelo con permeámetro de Guelph
La determinación de los parámetros hidráulicos en suelos arcillosos expansivos presentan
problemas de difícil resolución. El permeámetro de Guelph (Reynolds y Elrick, 1985), permite
efectuar determinaciones a campo de la conductividad hidráulica del suelo.
Bagarello y Giordano (1999) han analizado las posibles causas de alteraciones de los valores
de conductividad hidráulica en suelos heterogéneos y anisotrópicos. Indican que el enfangado de las
paredes del hoyo, ocasionado por el barreno en suelos húmedos, reduce sus valores, asimismo el aire
entrampado y el tamaño de burbujas en el permeámetro dificultan la lectura en la escala del
reservorio.
Cerana et al. (2002b) enumeran una serie de recomendaciones para la instalación y cálculo a
partir de una experiencia en Vertisoles de Entre Ríos:
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RCA. Rev. cient. agropecu. 8(1): 11-22 (2004)
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Utilizar para la confección del hoyo un barreno de hoja cortante de diseño cónico,
provocando menor perturbación del sitio excavado. No obstante, ningun método de
confección pudo garantizar la no alteración del sistema poroso natural.
Para determinar el valor del flujo estable, utilizar el método de estimación visual.
Para las frecuencias de mediciones, utilizar un lapso mínimo de 5 minutos y un rango de
duración del ensayo desde 45 hasta 90 minutos.
En el caso de encontrarse el suelo con altos contenidos hídricos, utilizar una carga no
menor a 20 cm.
En suelos y horizontes de porosidad heterogénea, se debe utilizar el método de una sola
ecuación para el cálculo de conductividad hidráulica saturada (Elrick et al., 1989), ya
que el empleo del análisis de dos ecuaciones simultáneas (Kanwar et al., 1989; Elrick y
Reynolds, 1992), provoca alta variabilidad de valores.
Obtención de curvas de Resistencia a la Penetración
En Vertisoles, en condiciones de suelo con bajo contenido hídrico, a la heterogeneidad de las
condiciones hídricas se agrega la presencia de grietas y el incremento de densidad de la masa del
suelo, dando como consecuencia el aumento del rango de amplitud de las determinaciones de
resistencia a la penetración (RP). Una experiencia de Pozzolo et al., (2002), indican que el promedio
de RP alcanza los 2 MPa, con un rango de variación que oscila entre un mínimo de 1,2 MPa y un
máximo de 2,9 MPa con un desvío estándar de 0,5 (Fig. 5a). En los registros obtenidos con
condiciones de máximo contenido hídrico, no se manifiestan sectores de altas RP, resultando perfiles
muy poco diferenciados en profundidad y donde la variabilidad de los registros muestran máximos de
0,9 MPa y mínimos de 0,2 MPa con valores promedios de 0,75 MPa y desvíos estándar de 0,2.
De allí que se considera necesario conocer para cada tipo de suelo y horizontes la relación
existente entre el contenido hídrico y la RP. En tal sentido, Ehlers et al., (1983); Cass et al., (1994);
Orellana et al., (1997); Wilson et al., (2000), han utilizado ecuaciones matemáticas para conocer
dicha relación.
a) Perfil de RP con bajo contenido hídrico
b) Perfil de RP con alto contenido hídrico
Perfil de RMP 20-04-02
Perfil de RMP 3-04-02
3
2
2
RMP MPa
RMP MPa
3
1
0
1
0
0
-10
-20
-30
-40
-50
Prof. cm
0
-10
-20
-30
-40
-50
Prof. cm
Figura 5 a y b. Perfil de resistencia a la penetración (RP) en dos condiciones hídricas del suelo. Se
presentan valores promedios y su desviación standard, en profundidad. Fuente Pozzolo et al., 2002.
Pozzolo et al., (2002), trabajando en un Vertisol de Entre Ríos, con sonda de neutrones para
obtener el contenido hídrico del suelo y penetrógrafo digital para RP, durante el ciclo de un cultivo de
soja, encontraron que una ecuación potencial fue la que presentó mejor ajuste (Tabla 2). Se realizó la
relación entre el grado de saturación del suelo (θ/θs) y la resistencia a la penetración para diferentes
profundidades. Se encontró una gran variación de los valores de la RP en función de los contenidos
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Marcelo Wilson y Jorge Cerana
hídricos del suelo. Dichas variaciones responden a una ecuación potencial para las diferentes
profundidades en el perfil, lo que permite corregir los valores de RP más adecuadamente.
La evolución de los perfiles de RP muestra que cuando las condiciones hídricas son óptimas,
los valores obtenidos se encuentran muy por debajo del valor crítico de 2 MPa sugerido por Letey
(1985). Pero, en cuanto el suelo comienza a secarse los valores rápidamente se acercan y superan
dicho valor crítico, para un espesor considerable del perfil.
Pozzolo et al. (2002), trabajando en un Vertisol de Entre Ríos, con sonda de neutrones para
obtener el contenido hídrico del suelo y penetrógrafo digital para RP, durante el ciclo de un cultivo de
soja, encontraron que una ecuación potencial fue la que presentó mejor ajuste (Cuadro 2). Se realizó
la relación entre el grado de saturación del suelo (θ/θs) y la resistencia a la penetración para
diferentes profundidades. Se encontró una gran variación de los valores de la RP en función de los
contenidos hídricos del suelo. Dichas variaciones responden a una ecuación potencial para las
diferentes profundidades en el perfil, lo que permite corregir los valores de RP más adecuadamente.
La evolución de los perfiles de RP muestra que cuando las condiciones hídricas son óptimas,
los valores obtenidos se encuentran muy por debajo del valor crítico de 2 MPa sugerido por Letey
(1985). Pero, en cuanto el suelo comienza a secarse los valores rápidamente se acercan y superan
dicho valor crítico, para un espesor considerable del perfil.
Cuadro 2. Relación entre el grado de saturación del suelo (θ/θs) y la resistencia a la penetración,
usando una ecuación potencial P = Po (θ /θs)b, para diferentes profundidades en un Peluderte árgico.
n = 104 para 05-10 y n = 160 para el resto de las profundidades.
Profundidad
(cm)
05-10
10-20
20-30
30-40
Coeficientes de la función potencial
b
Po (Mpa)
0,1928
-2,2073
0,2915
-2,5164
0,2728
-2,8332
0,2420
-3,1583
R2
Ec. Potencial
0,707
0,756
0,681
0,562
R2
Ec. Exponencial
0,714
0,748
0,654
0,529
De lo anteriormente descripto puede decirse entonces que en estado seco aumentan los
rangos de variación de RP, mientras que en estado húmedo la variabilidad es muy baja, por lo que se
recomienda realizar las mediciones en condiciones hídricas próximas a la capacidad de campo.
Evaluación del comportamiento de los cultivos a través de la condición física de suelos
Benavídez (1986), manifiesta la necesidad de contar con metodología adaptada a las
condiciones regionales, que permitan expresar la condición física a través del seguimiento de una o
muy pocas variables, para poder evaluar y decidir el manejo posterior del suelo. En tal sentido,
Orellana et al. (1997), proponen a la estabilidad de agregados y al “intervalo hídrico óptimo” (IHO),
(Pilatti y Orellana, 1993). El IHO es un concepto ampliado del rango de agua no limitante o “nonlimiting water range” (NLWR) (Letey, 1985) y discutido por da Silva et al., (1994) quienes proponen
la denominación de “least-limiting water range” (LLWR).
El IHO es un parámetro integrador que es tomado como indicador de la calidad del suelo y
describe la influencia del agua del suelo sobre el crecimiento y desarrollo de los cultivos, referido a la
disponibilidad hídrica, la resistencia a la penetración y a los problemas de aeración (Pilatti et al.,
2000). Da Silva y Kay (1996), amplían la potencialidad del IHO y lo relacionan con el
comportamiento de las plantas, teniendo en cuenta el número de días en que el contenido hídrico del
suelo está fuera de dicho intervalo, durante el ciclo del cultivo (θout).
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Mediciones físicas en suelos con características vérticas
El IHO (Ecuación 4), se calcula por la diferencia entre el límite de aeración “θa” y el mayor
de θFU y θRP, (Pilatti y Orellana, 1993; Orellana et al., 1997).
IHO = θa - Máx (θRP, θFU)
Ecuación 4
Donde:
θa = Contenido hídrico del suelo por encima del cual la aeración es insuficiente. Se garantiza una
macroporosidad de 0,1 cm3 cm-3. Para los horizontes superiores es igual a θ6kPa, cuando el estrato de
suelo presenta macroporosidad > a 0,1 cm3 cm-3.
θRP = Contenido hídrico por debajo del cual las raíces no penetran. Según tipo de penetrómetro se
toman los correspondientes valores de resistencia a la penetración. En nuestras experiencias es el
contenido hídrico a 2 MPa.
θFU = Contenido hídrico por debajo del cual el agua está disponible con restricciones para ser
absorbida y el cultivo no puede mantener la tasa de evapotranspiración máxima (Norero, 1982).
El agua útil, concepto muy válido para cálculos de riego, es usado además para describir el
comportamiento de los cultivos, aunque en tal sentido es muy rígido. En la Fig. 6 se presenta el perfil
de agua útil (obtenidos sus límites en Olla de Richards a 0,033 y 15 MPa) y el intervalo hídrico
óptimo de un Argiudol vértico (datos tomados de Muller, 2003). Puede observarse que el agua útil
aumenta en los horizontes B, a medida que aumenta en profundidad la proporción de arcillas. Por el
contrario, el IHO es máximo en el horizonte Ap, donde se concentra la mayor proporción de las
raíces de los cultivos debido a las mejores condiciones físicas impuestas por el suelo y es muy
estrecho el rango en el horizonte B22, afectado por el aumento del θRP y fundamentalmente por la baja
macroporosidad (θa). Por lo tanto, se considera que este último concepto representa en mayor medida
las dificultades con las que se encuentran las raíces y cómo son afectadas a su vez fisiológicamente
las plantas por las limitaciones físicas del suelo.
Cont. hídrico v/v
-10
0.0
Ap
0.1
0.2
0.3
Cont. hídrico v/v
0.4
0.5
0.6
-10
Profundidad cm
Profundidad cm
0.2
0.4
0.6
-30
B21
-50
-90
Ap
B1
B1
-30
-70
0.0
B22
B21
-50
-70
-90
B3
B22
B3
-110
-110
CC
PMP
θa
θ RP o θFU
Figura 6: Comparación de los valores de agua útil e intervalo hídrico óptimo para un suelo Argiudol
vértico (Serie San Roque).
Valenzuela y Wilson (2002), evaluaron la dinámica del contenido hídrico a través del IHO
durante el ciclo de un cultivo de trigo bajo dos sistemas de labranza, en el horizonte Ap de un
Argiudol vértico (Serie General Racedo). En la Fig. 7 puede observarse que el θout de labranza
mínima (LM) fue aproximadamente la mitad del obtenido para siembra directa de 1º año (23 vs. 45
días). Este hecho pudo relacionarse con la densidad de raíces, siendo significativamente mayor en
LM, favorecido por las mejores condiciones físicas y el mayor número de días en que el contenido
hídrico del suelo estuvo dentro del intervalo hídrico óptimo.
RCA. Rev. cient. agropecu. 8(1): 11-22 (2004)
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Marcelo Wilson y Jorge Cerana
Labranz a mínima (Ap > 05cm)
S ie mbra dire cta (Ap > 05cm)
(c)
(d)
0,6
0,5
0,4
0,4
Hv (cm cm -3 )
Hv (cm cm -3 )
0,5
IHO
0,3
0,2
0,1
0
IHO
0,3
0,2
0,1
0
0
50
100
150
0
DDE
50
100
150
DDE
Figura 7. Intervalo hídrico óptimo (IHO) y evolución del contenido hídrico durante el ciclo del
cultivo de trigo en el horizonte Ap de un Argiudol vértico con labranza mínima y siembra directa. El
límite superior del IHO está dado por θa y en ambos casos el límite inferior es θRP. DDE: días después
de emergencia.
Consideraciones finales
La obtención de ecuaciones que relacionan diferentes variables físicas del suelo con el
contenido hídrico, el uso de instrumental electrónico para las mediciones y la extracción de muestras
a un contenido hídrico de referencia, han permitido reducir la variabilidad temporal de dichas
variables en suelos con características vérticas.
La utilización de variables que integran varios aspectos referidos a la condición física del
suelo, como es el caso del intervalo hídrico óptimo, resulta adecuado para describir el estado y la
tendencia del recurso y asimismo, pueden ser relacionadas con el comportamiento de los cultivos en
estos suelos.
Agradecimientos
Al Dr. René Benavídez de la FCA UNER y a los Ings. J.J. De Battista, O. Pozzolo y Hugo
Tasi de INTA.
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