LOZANO Degradacion fisica de un suelo bajo siembra - FICH-UNL

Degradación física de un suelo bajo siembra directa
Lozano, Luis Alberto, Sarli, Guillermo O., Filgueira, Roberto R., Jorajuría Collazo,
Daniel, Draghi, Laura, Soracco, C. Germán
Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, Universidad Nacional de La Plata
[email protected]
Calles 60 y 119
CP: 1900, La Plata, Buenos Aires
Te: 0054 221 4236758 int. 440
RESUMEN
El área bajo Siembra Directa (SD) se ha incrementado continuamente en los
últimos años. En el año 1999 fue adoptada en alrededor de 450000 km2 en todo el
mundo, creciendo a 720000 km2 en 2003, y a 1050000 km2 en 2009. Las
mayores tasas de adopción se experimentaron en Sudamérica. Argentina es uno
de los países con mayor superficie bajo SD, con alrededor de 250000 km2, lo que
constituye cerca del 70 % del total de área cultivada del país. Los principales
factores responsables de esta expansión en Argentina fueron de índole
económicos, aunque también se cita al ahorro del tiempo y la conservación del
suelo, al disminuir la erosión, como factores importantes. Sin embargo, la
aplicación masiva de este sistema de manejo de suelos fue llevada a cabo sin
evaluar cuidadosamente sus impactos sobre los suelos. La estructura laminar en
un suelo puede resultar un impedimento para la entrada de agua en el mismo.
Este tipo de estructura ha sido reportada en suelos bajo SD por algunos autores.
La anisotropía de la conductividad hidráulica saturada (Ks) generalmente es
debida a la estructura del suelo, que puede ser laminar y exhibir un patrón de
micro o macroporos con un sesgo direccional distintivo. Algunos autores han
estudiado la anisotropía de la Ks en suelos con diferentes resultados. En este
trabajo se determinó la anisotropía en la Ks de un suelo Argiudol típico bajo SD y
labranza conservacionista (LC) con mediciones en muestras extraídas en
dirección vertical y horizontal. Para ello se extrajeron muestras indisturbadas a
dos profundidades (0-15 cm y 15-30 cm) y orientaciones (vertical y horizontal). La
Ks fue anisotrópica en la profundidad 0-15 cm en ambos tratamientos (la Ks
horizontal fue alrededor de 5 veces mayor a la Ks vertical), e isotrópica a 15-30
cm. En resumen, los valores medios de Ks variaron entre 0,51 y 9,48 cm.h-1. Se
observó estructura laminar superficial en ambos tratamientos, lo cual está
directamente relacionado con los resultados obtenidos. La entrada de agua en el
perfil de suelo está condicionada por los bajos valores de Ks vertical.
Código del eje temático: 2
Eje temático: Ambiente y Producción Agropecuaria
PALABRAS CLAVES
Conductividad hidráulica – estructura laminar – siembra directa
INTRODUCCIÓN
El área bajo Siembra Directa (SD) se ha incrementado continuamente en los
últimos años. En el año 1999 fue adoptada en alrededor de 450000 km2 en todo el
mundo, creciendo a 720000 km2 en 2003, y a 1050000 km2 en 2009. Las
mayores tasas de adopción se experimentaron en Sudamérica. Argentina es uno
de los países con mayor superficie bajo SD, con alrededor de 250000 km2, lo que
constituye cerca del 70 % del total de área cultivada del país (AAPRESID, 2010).
Uno de los principales factores responsables de esta expansión en Argentina fue
de índole económico, y se asocia al cultivo de soja. Aunque también se cita al
ahorro del tiempo y la conservación del suelo, al disminuir la erosión, como
factores importantes. Sin embargo, la aplicación masiva de este sistema de
manejo de suelos fue llevada a cabo sin evaluar cuidadosamente sus impactos
sobre las propiedades físicas de los suelos.
El comportamiento físico y mecánico de los suelos limosos de clima húmedo ha
sido estudiado por varios autores. Este tipo de suelos predomina en la Pampa
Ondulada Argentina. En general, se caracterizan por su susceptibilidad a
compactarse y a formar estructura masiva y homogénea.
Algunas investigaciones en Argentina encontraron una menor porosidad total, y
una mayor densidad aparente (dap) bajo SD, respecto a sistemas de manejo
alternativos (Ferreras et al., 2000; Elissondo et al., 2001; Díaz-Zorita et al., 2002;
Fabrizzi et al., 2005; Costantini et al., 2006; Sasal et al., 2006). La compactación
del suelo asociada a la SD afecta la porosidad del suelo, produciendo una
reconfiguración del sistema poroso. En ese sentido, existen antecedentes que
informan sobre la observación a campo de estructura laminar superficial, con
agregados delgados y planos orientados en paralelo a la superficie del suelo, bajo
SD continua (Andriulo & Rosell, 1988; Senigagliesi & Ferrari, 1993; Sasal et al.,
2006; Álvarez et al., 2009).
En cuanto a la orientación de los macroporos, existen trabajos en los que se
encontró una orientación preferencial en sentido horizontal de los mismos cerca
de la superficie en suelos bajo SD continua (Ball & Robertson, 1994; Sasal et al.,
2006), en concordancia con la observación a campo de estructura laminar. Ball &
Robertson (1994) estudiaron la orientación de poros del estrato superficial
utilizando difusión de gases radiactivos. Midieron difusividad en los dos ejes,
vertical y horizontal. Así llegaron a la conclusión de que existe una orientación
preferencial de los poros en sentido horizontal en el estrato superficial en suelos
bajo SD continua. Sasal et al. (2006) estudiaron la porosidad midiendo retención
hídrica a diferentes tensiones en la mesa de tensión a muestras extraídas en los
dos ejes en el estrato superficial. Llegaron a la conclusión de que existe una
orientación preferencial de los macroporos en sentido horizontal en el estrato
superficial de suelos bajo SD. Estas modificaciones en el sistema poroso estarían
directamente relacionadas con modificaciones en las propiedades hidráulicas de
estos suelos respecto a suelos con manejos alternativos.
El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la SD continua, y de la LC,
sobre la orientación del sistema poroso, utilizando la medición de la conductividad
hidráulica saturada (Ks).
MATERIALES Y MÉTODOS
El ensayo se realizó en un establecimiento agropecuario ubicado en las cercanías
de la localidad de San Antonio de Areco, provincia de Buenos Aires, Argentina. El
suelo estudiado fue un Argiudol típico (USDA, 2006), ubicado a 34º 18' 10” Latitud
Sur y 59º 56' 58” Longitud Oeste. La textura del horizonte A es franco limosa, con
23 % de arcilla y 64 % de limo. Los lotes ensayados tenían una historia de 7 años
bajo los tratamientos. Al momento del muestreo (Julio) se había sembrado trigo, el
cual aún no había emergido. El cultivo antecesor fue soja, implantada el año
anterior, y antes de ésta se había sembrado maíz.
Se planteó un diseño experimental completamente al azar, con dos tratamientos:
siembra directa continua (SD) y labranza conservacionista (LC). En LC se realizó
un laboreo vertical anual en el mes de septiembre. El sistema utilizado para
remover el suelo en las parcelas de LC fue un descompactador de montantes
curvos (designación comercial "cultivie"), con una profundidad de trabajo efectiva
de entre 0,25 – 0,30 m.
El contenido medio de Materia Orgánica del horizonte A no difirió entre los
tratamientos presentes y fue de 40 g.kg-1. Al momento del muestreo se observó
en el suelo estudiado una estructura laminar dentro de los primeros 10 cm de
profundidad.
Las muestras para medir Ks en laboratorio fueron extraídas en cilindros de PVC
de 5,88 cm de diámetro por 15 cm de largo, en sentido vertical y horizontal, a dos
profundidades: 0-15 cm y 15-30 cm. Se extrajeron 12 muestras por tratamiento y
orientación, haciendo un total de 96 muestras. El cilindro se introdujo hasta
aproximadamente la mitad de su largo en el suelo. Antes de la extracción se le
colocó una delgada capa de litio en el interior, para facilitar la penetración del
cilindro, y para evitar flujo de agua entre la muestra y la pared del cilindro al medir
Ks.
La Ks fue medida en laboratorio usando el método de carga constante (Klute &
Dirksen, 1986).
Para el análisis de Ks se realizó un ANOVA multifactor para cada profundidad,
tomando como variable respuesta la Ks y como factores que la modifican el
sistema de labranza (SD y LC) y la orientación de muestreo (vertical y horizontal).
Los análisis se hicieron sobre los logaritmos de los valores, ya que la distribución
de los valores fue log-normal, lo que es habitual para esta variable (Bagarello et
al., 2006).
RESULTADOS
A 0-15 cm de profundidad no hubo interacción significativa entre factores. No
hubo efecto significativo del sistema de labranza, mientras que la orientación de
muestreo tuvo un efecto significativo sobre la Ks (P=0,05). La Ks fue
significativamente mayor en orientación horizontal respecto a la orientación
vertical para ambos tratamientos (Figura 1).
A 15-30 cm de profundidad no hubo interacción significativa entre factores. No
hubo efecto significativo del sistema de labranza ni de la orientación de muestreo
sobre Ks (P=0,05) (Figura 1).
Figura1. Valores de conductividad hidráulica saturada (Ks) según sistema de labranza (SD:
siembra directa, LC: labranza conservacionista), profundidad de muestreo (0-15 cm, 15-30 cm), y
orientación de muestreo (Ksv: Ks vertical, Ksh: Ks horizontal). Letras diferentes sobre las
columnas, para la misma profundidad de muestreo, indican diferencias estadísticamente
significativas (P= 0,05). Los análisis estadísticos se hicieron utilizando los logaritmos de los
valores.
A la fecha de muestreo, diez meses después del laboreo en el tratamiento LC, no
se encontraron efectos del sistema de labranza sobre la Ks. En ambos
tratamientos la Ks fue anisotrópica a 0-15 cm de profundidad, con valores de Ks
horizontal alrededor de 5 veces mayor en dirección horizontal respecto a la
dirección vertical. La Ks fue isotrópica en la profundidad 15-30 cm en ambos
tratamientos.
DISCUSIÓN
Los resultados encontrados en este trabajo permiten afirmar que existe
anisotropía de la Ks, y de la porosidad, en el estrato superficial del suelo
estudiado bajo SD. Esto coincide con lo reportado por otros autores (Ball &
Robertson, 1994; Sasal et al., 2006). Al igual que lo observado en el presente
trabajo, otros autores, además de los mencionados anteriormente, reportaron la
observación a campo de estructura laminar superficial, con agregados delgados y
planos orientados en paralelo a la superficie del suelo bajo SD continua (Andriulo
& Rosell, 1988; Senigagliesi & Ferrari, 1993; Álvarez et al., 2009). Es interesante
también la observación de que está situación no fue modificada por el laboreo de
descompactación realizado en el tratamiento LC, al momento del muestreo.
La inspección de la estructura del suelo reveló la presencia de agregados
planares orientados horizontalmente en los primeros 10 cm del suelo en ambos
tratamientos. Hillel (1998) señaló que la anisotropía en la Ks se debe
generalmente a la estructura del suelo, que puede ser laminar, y así exhibir un
patrón de microporos o macroporos con un sesgo direccional determinado.
En este estudio la labranza vertical practicada en LC no afectó la anisotropía en la
Ks al momento del muestreo. Álvarez et al. (2006) encontraron, en suelos
similares, que el efecto de la labranza de descompactación previo a la siembra
sobre la tasa de infiltración no persistió después de la labranza.
Servadio et al. (2005) encontraron desarrollo de estructura laminar, en los
primeros cm de un suelo compactado por una sola pasada de tractor. Es posible
que el tránsito de la cosecha gruesa haya contribuido a la formación de estructura
laminar en LC.
La estructura laminar del suelo, con macroporos con una mayor conectividad en
dirección horizontal, tiene un efecto negativo sobre la infiltración de agua y sobre
la aireación del perfil de suelo (Sasal et al., 2006). Por lo tanto el desarrollo de
este tipo de estructura bajo SD puede ser considerado una forma de degradación
física del suelo, por su efecto negativo sobre las propiedades físicas del suelo
asociadas a la porosidad, e indirectamente, sobre los cultivos.
CONCLUSIONES
La conductividad hidráulica saturada fue anisotrópica en los primeros 15 cm de
profundidad, e isotrópica entre los 15 y 30 cm de profundidad. La porosidad
presentó una mayor conectividad en dirección horizontal en el horizonte más
superficial.
La menor conectividad vertical de poros tiene un efecto negativo sobre las
propiedades físicas del suelo, por lo tanto presenta una degradación física.
El laboreo realizado previo a la siembra en el sistema de labranza
conservacionista no tuvo consecuencia alguna luego de la cosecha.
BIBLIOGRAFÍA
• Álvarez, C.R., Taboada, M.A., Bustingorri, C., Gutiérrez Boem, F.H. 2006.
Descompactación de suelos en siembra directa: efectos sobre las
propiedades físicas y el cultivo de maíz. Ci. Suelo 24: 1-10.
•
Álvarez, C.R., Taboada, M.A., Gutiérrez Boem, F.H., Bono, A., Fernández,
P.L., Prystupa, P. 2009. Topsoil properties as affected by tillage systems in
the Rolling Pampa region of Argentina. Soil Sci. Soc. Am. J. 73: 1242-1250.
•
Andriulo, A.E., Rosell, R.A. 1988. Propiedades físicas edáficas en dos
sistemas de labranza. Turrialba 38: 365-375.
•
AAPRESID. 2010. www.aapresid.org.ar
•
Bagarello, V., Iovino, M., Elrick, D.E., 2004. A simplified falling-head
technique for rapid determination of field-saturated hydraulic conductivity.
Soil Sci. Soc. Am. J. 68: 66-73.
•
Ball, B.C., Robertson, E.A.G.. 1994. Effects of soil water hysteresis and the
direction of sampling on aeration and pore function in relation to soil
compaction and tillage. Soil Tillage Res. 32: 51-60.
•
Costantini, A., De-Polli, H., Galarza, C., Pereyra Rossiello, R., Romaniuk,
R. 2006. Total and mineralizable soil carbon as affected by tillage in the
Argentinean Pampas. Soil Till. Res. 88: 274–278.
•
Díaz-Zorita, M., Duarte, G.A., Grove, J.H. 2002. A review of no till systems
and soil management for sustainable crop production in the subhumid and
semiarid Pampas of Argentina. Soil Till. Res. 65: 1-18.
•
Elissondo, E., Costa, J.L., Suero, E., Fabrizzi, K.P., García, F. 2001.
Evaluación de algunas propiedades físicas de suelos luego de la
introducción de labranza verticales en un suelo bajo siembra directa. Ci.
Suelo 19: 11-19.
•
Fabrizzi, K.P., García, F.O., Costa, J.L., Picote, L.I., 2005. Soil water
dynamics, physical properties and corn and wheat responses to minimum
and no-tillage systems in the southern Pampas of Argentina. Soil Till. Res.
81: 57-69.
•
Ferreras, L.A., Costa, J.L., Garcia, F.O., Pecorari, C. 2000. Effect of notillage on some soil physical properties of a structural degraded Petrocalcic
Paleudoll of the southern ‘‘Pampa’’ of Argentina. Soil Till. Res. 54: 31-39.
•
Hillel, D. 1998. Environmental Soil Physics. Ed. Academic Press, pp. 173201.
•
Klute A., Dirksen, C. 1986. Hydraulic conductivity and diffusivity: laboratory
methods. En: Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical
Methods. Agronomy Monograph no. 9. ASA-SSSA, Madison, USA.
•
Sasal,
M.C.,
Andriulo,
A.E.,
Taboada,
M.A.
2006.
Soil
porosity
characteristics and water movement under zero tillage in silty soils in
Argentinian Pampas. Soil Till. Res. 87: 9-18.
•
Senigagliesi, C., Ferrari, M. 1993. Soil and crop responses to alternative
tillage practices. In: Buxton, D.R., Shibles, R., Forsberg, R.A., Blad, B.L.,
Asay, K.H., Paulsen, G.M., Wilson, R.F. (Eds.), International Crops Science
I. Crop Science Society of America Inc., Madison, WI, pp. 27-35.
•
Servadio, P., Marsili, A., Vignozzi, N., Pellegrini, S., Pagliai, M. 2005.
Effects on some soil qualities in central Italy following the passage of four
wheel drive tractor fitted with single and dual tires. Soil Till. Res. 84: 87-100.
•
USDA. 2006. Keys to soil taxonomy. 10th ed. 332 p. USA.