Influencia de dos sistemas de labranza sobre las propiedades físicas de un suelo Ferralítico rojo

Introducción

Algunos autores coinciden en plantear que la labranza es un componente esencial en el proceso de establecimiento y desarrollo de los cultivos, además de ser crucial para el crecimiento de las plantas y el rendimiento de los cultivos (Font, 2013; Wong, 2016). Esta afirmación se sustenta en el hecho de que las características físicas del suelo se ven alteradas, como son su composición granulométrica, textura, color, estructura, densidad, porosidad, consistencia, permeabilidad y temperatura posibilitando la absorción del agua y de los diferentes nutrientes. (Martín, 2006; Font, 2014).

La labranza tradicional, tal y como plantean Almeida 2010; Fernández et al. 2012; Arvidsson y Hakansson, 2014; Martínez, 2014; Rodríguez et al, 2015; Rodríguez et al. 2016; FAO 2016, produce modificaciones generalmente desfavorables desde el punto de vista de la conservación de algunas propiedades de los suelos lo que se traduce en una degradación integral de este recurso. De manera contraria, la labranza de conservación que puede incluir una amplia variedad de métodos, permite dejar en la superficie del suelo el 30 % o más de los residuos de la cosecha precedente. Este sistema reduce el escurrimiento, la erosión, conserva la materia orgánica e incrementa la retención de humedad. (Sun, 1992; Venegas, 1990, Martínez, et al, 2016).

En Cuba, a pesar de los avances alcanzados en el campo de la investigación en materia de laboreo, aún prevalece la labranza tradicional. Esta tecnología, caracterizada por el gran número de pases de aperos, trae aparejada no solo elevados gastos por el mayor uso de máquinas, aperos y fuerza de trabajo sino también la elevación del nivel de compactación del suelo, facilita la erosión al destruir los agregados del suelo y los restos vegetales,. (Martínez, 2014). El uso intensivo y a gran escala de este tipo de labranza ha contribuido a la degradación de los suelos cubanos, cifra que se estima en más del 40% según Olivera (2012), en particular los suelos Ferralíticos Rojos de la llanura Habana- Matanzas.

Teniendo en cuenta esta problemática, el Ministerio de la Agricultura se ha trazado como una de sus estrategias la implementación de varios programas para la rehabilitación de los suelos a escala nacional. Sus principios se agrupan en lo que se conoce por Uso, Manejo, Conservación y Mejoramiento de Suelos (Instituto de Suelos, 2001), para lo cual la implementación de nuevas tecnologías mecanizadas constituye uno de los objetivos para dar cumplimiento a esta tarea.

La estación experimental del Instituto de Ingeniería Agrícola, ubicada en el municipio Alquízar, constituye un área donde sus tierras han sido trabajas por más de 30 años mediante la tecnología tradicional de labranza, lo cual que ha ocasionado grandes problemas de degradación de sus áreas agrícolas. Basados en esta problemática y teniendo en cuenta las repercusiones futuras sobre la productividad de sus suelos, esta institución se ha trazado como una de sus líneas de investigación la aplicación de nuevas tecnologías de labranza que contribuyan a atenuar los impactos negativos de las tecnologías tradicionales de labranza de los suelos. Basados en esto, el presente trabajo tiene como objetivo evaluar la influencia de dos sistemas de labranza sobre algunas de las propiedades físicas de un suelo Ferralítico del área experimental del Instituto de Ingeniería Agricola.

Método

Variables Evaluadas

Densidad aparente (D_a) y humedad gravimétrica del suelo (H): El muestreo se realizó por el método de los cilindros (Norma ISO 11272, 2003; PNO 23-03, 2012) en tres puntos a lo largo de la diagonal del bloque y en tres horizonte de suelo de 0-10,10-20 y 20-30 cm de profundidad, al inicio y final del ciclo del cultivo.

Los datos se procesaron a través de las expresiones siguientes:

(1)

donde:

D_a- densidad aparente (g/cm³)

md - masa en gramos de la muestra secada a 105 ^ºC (g)

V - volumen en centímetros cúbicos del cilindro retenedor (cm³)

(2)

donde:

H - humedad del suelo, %

Peso de suelo húmedo - g

Peso suelo seco - g

Resistencia a la penetración (R _P ): Se midió en los mismos puntos de muestreo y a las profundidades establecidas con el auxilio de un compactómetro de cono de lectura directa.

El procesamiento estadístico de los datos experimentales se realizó mediante una hoja de cálculo Excel mediante la cual se organizaron los datos experimentales y se determinaron los principales estadígrafos para la densidad aparente. También para esta variable se realizó una prueba t de Student para muestras independientes con el objetivo de determinar la diferencia entre las medias con un nivel de confianza del 95%.

Resultados y Discusión

En la Tabla 1 se presentan los valores de la densidad aparente de los cultivos estudiados bajo los sistemas de labranza tradicional y conservacionista.

Tabla 1. Densidad aparente en el ciclo de los cultivos sembrados

En el caso del frijol, esta variable medida al inicio del experimento en el sistema de labranza tradicional disminuye a lo largo del perfil, alcanzando su valor más alto en los primeros 10 cm debido a los sucesivos pases de maquinaria a esta profundidad. La medición al final muestra un comportamiento diferente según el horizonte de suelo, apreciándose un incremento de la densidad a medida que se desciende en el perfil hasta llegar a los 20 cm de profundidad; a partir de aquí y hasta los 30 cm una disminución de la variable.

En el sistema de labranza conservacionista el valor inicial de la densidad aparente entre los 0-10 cm es de 1,14 g/cm³, aumentando hasta alcanzar el valor constante de 1,30 g/cm³ desde 10 hasta los 30 cm. Al final las densidades registradas aumentan a medida que aumenta la profundidad en que se toman las muestras.

Al evaluar comparativamente la densidad aparente al inicio con respecto al final, tanto en la labranza tradicional como en la conservacionista se observa que esta va disminuyendo a medida que se pasa de un horizonte a otro.

En el boniato, la densidad al inicio mostró incrementos a medida que se profundizó en el suelo, con una ligera disminución en el horizonte de 20-30 cm, observándose al final que de 0-10 cm la variable aumentó, disminuyendo posteriormente en los dos horizontes siguientes, debido probablemente al efecto de los implementos. En la parcela con labranza conservacionista se observa al inicio y final de los muestreos una disminución de esta variable.

Para el maíz con el sistema de labranza tradicional la densidad inicial en el horizonte de 0-10 cm alcanzó el valor de 1,07 g/cm³, superior al obtenido en el horizonte de 10-20 cm, con un posterior aumento en el de 20-30 cm. La densidad aparente final no varió en los horizontes de 0-10 y 10-20 cm, sin embargo, disminuyó a partir de los 20 cm. En la parcela con labranza conservacionista la densidad, al inicio y final disminuyó desde los 0-30 cm.

Al término de la investigación, se observó una disminución en el comportamiento de la densidad aparente al inicio con respecto final de un 0,3% en el sistema de labranza tradicional y de un 29 % en el la labranza conservacionista. En sentido general y para las condiciones de este suelo, la densidad aparente en el horizonte de 0-30 cm alcanzó valores entre 0,92 y 1,30 g/cm³, superiores a los reportados por algunos autores (Carrillo, 1979); (Hernández, 1985). Sin embargo, este resultado coincide con los alcanzados por Santana y Fuentes (1998), los cuales plantean que la densidad, para la mayoría de los suelos, oscila entre 1,1 y 1,5 g/cm³ partiendo desde las arcillas hasta las arenas.

Como resultado del análisis estadístico mediante la prueba t student entre las medias de la densidad aparente al inicio y al final del periodo de la investigación, se comprobó que en el sistema de labranza tradicional, no se observaron diferencias significativas entre los valores obtenidos ya que p>0,05, sin embargo en el sistema de labranza conservacionista si existen diferencias significativas debido a que p<0,05.

En la Tabla 2 se presentan los resultados del cálculo de los principales estadígrafos para la variable densidad aparente en los dos sistemas de labranza estudiados.

Tabla 2. Principales estadígrafos para la variable densidad aparente

Humedad del suelo

La Tabla 3 presenta el contenido de humedad del suelo en el momento de la determinación de la densidad aparente para los tres cultivos de referencia.

Tabla 3. Humedad del suelo en los diferentes perfiles del suelo para los cultivos sembrados

En el caso del frijol, la humedad al inicio registró valores que se encuentran entre el 20 y el 29,49 % en las dos parcelas donde se realizó el muestreo, resultado que se corresponde a que el mismo antes del muestreo permaneció al descubierto y la incidencia directa de los rayos solares originó la evaporación y la perdida de agua en el perfil, alcanzando valores al final entre 34 - 39,67 %. En el boniato la humedad inicial estuvo en el rango de 33-39,67 % y la final 33-36,56%. En el maíz, la humedad inicial alcanzó valores desde 33-39,11% y la final desde 33% hasta 39,11%, observándose que las fluctuaciones de las humedades no son considerables.

Resistencia a la penetración

La Tabla 4 muestra los valores de la resistencia a la penetración en ambos sistemas de labranza. Según se aprecia, estos van variando al pasar de un horizonte de suelo a otro; considerándose elevados de acuerdo con lo citado por Martínez et al. (2016), motivado por el manejo de este suelo con tecnologías de labranzas agresivas durante largo tiempo y que aún no han posibilitado atenuar el efecto de la compactación.

Se aprecia en los tres cultivos que la resistencia a la penetración inicial en ambos sistemas de labranza, mantiene sus valores más altos en los primeros 20 cm; efecto que se percibe de manera más acentuada en la labranza tradicional debido al peso de los implementos utilizados y la acción compactadora de sus discos lo cual causa el sellamiento de los poros, de ahí que el suelo muestre mayor resistencia a ser penetrado tal y como indican los valores alcanzados. Producto del movimiento del suelo, los valores de resistencia final en el sistema tradicional experimentan cambios poco notables con respecto al inicial; sin embargo, este comportamiento en el sistema conservacionista es inverso, observándose una disminución de esta variable.

Tabla 4. Resistencia a la Penetración en el de los cultivos sembrados

Al concluir la investigación, en el sistema de labranza tradicional, la resistencia a la penetración aumentó en 9,67 kg/cm² respecto al valor inicial obtenido; en el de labranza conservacionista la disminución fue en 13,26 kg/cm², lo que demuestra el efecto favorable de la labranza conservacionista sobre la resistencia a la penetración.

Los valores de Rp obtenidos en la investigación fluctúan entre 15 y 49,45 kg/cm², que se encuentran dentro del rango de valores críticos de resistencia a la penetración señalados por (Bengough y Mullins, 1991; Martino y Shaykewich, 1994), por encima de los cuales se reduce significativamente ó no se produce crecimiento radicular; esta amplia variación sugiere que la R_P medida con un penetrómetro, no contempla todos los factores físicos del suelo que afectan el desarrollo de las raíces.

Conclusiones