Factors that lead to degradation of grasslands, important role of mechanization

INTRODUCTION

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The constant trampling by livestock on the grassland produces soil compaction, this implies that permeability is gradually lost, preventing water, air and nutrients from entering it, progressively reducing grassland production.

There are major problems caused by current pasture production systems such as soil erosion, early loss of forage production, long waiting periods between planting and starting production.

A grassland is considered degraded when its desirable species have lost their vigor and productive capacity per unit area and per animal and depopulated areas and undesirable species of low yield and nutritional value take their place, which causes ecological and economic deterioration. which is incompatible with productive livestock systems. Among the main causes of grassland degradation, the indiscriminate use of burning, weed invasion, pests and diseases, climatic factors and low soil fertility have been identified.

The bovine population in the world is growing with the increase in the human population. Thus, the planet's inhabitants increased from 2.5 billion in 1950 to 6.1 billion in 2001, while the mass of cattle grew from 750 million to 1.53 billion, and that of sheep-goats from 1.04 billion to 1.75 billion, in the same period of time (Brown, 2003BROWN, L.: Pastos mundiales se deterioram solo pressao crescente, [en línea], 2003, Disponible en: http://www.wwluma.org.br.). This behavior constitutes a threat to livestock areas, so that currently the degraded grasslands in the world reach 650 million hectares, which represents five times the cultivated territory of the United States. If we take into account that, practically, 4/5 of the world production of bovine-goat sheep mass (52 million t) comes from grass-fed animals, it is a necessity to know the causes of the degradation of grasslands, as well as possible solutions to this problem (Brown, 2003). Cuba is not immune to this reality. For example, in the 1980s, improved pastures represented approximately 60% of the grasslands in the country. Today they barely constitute 19%, and some present a high degree of degradation (Minag-Cuba, 2004MINAG-CUBA: Informe de la comisión ministerial sobre recuperación de la ganadería, Inst. Ministerio de la Agricultura (MINAG), Dirección Nacional de Ganadería. Grupo Nacional de Ingeniería en la Ganadería, La Habana, Cuba, La Habana, Cuba, 19 p., 2004.). This work aims to analyze the problem of grassland degradation, as well as its recovery in Cuba and other tropical regions. Alternatives are also offered that allow the introduction of new adapted species, replacing existing ones and replacing species that are about to degrade to restore the productivity of tropical grasslands, where unproductive species with little nutritional value predominate.

Grassland aerators have great agricultural and economic advantages over traditional renovation techniques. This characteristic has been revealed by other countries, which are trying to obtain its maximum benefit.

The technology of grassland aerators in our country does not exist and its cost is high, most of them can be imported, it must be added that most grass producers are unaware of the actions and advantages of this implement due to its limited diffusion. same in our country.

DEVELOPMENT OF THE TOPIC

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Magnitude of Grassland Degradation

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Grassland degradation is normally accompanied by the loss of natural soil fertility. In addition, it causes a decrease in livestock productivity and causes large economic losses. According to the UN, in 1991 losses caused by pasture degradation exceeded $23 trillion, of which 2/3 occurred in Africa and Asia. It has rightly been stated that the degradation of pastures constitutes the prelude to desertification. The most pressing problems of pasture deterioration occur in much of Africa, northern India, central Asia, Mongolia, Brazil and tropical America.

Desertification is a complex process, which has human and natural causes. For example, in 1995, Winograd identified that in Latin America and the Caribbean, livestock farming has been the activity responsible for 40% of deforestation and pasture area grew by 21.4 million hectares. The livestock population increased by 26 million animals in a period of just 10 years. As a consequence of the degradation that pastures have suffered in this region, the carrying capacity decreased by 2 cows/ha, Cuba is also affected by desertification and drought in 14% of its territory, for a total of 580,000 ha, distributed in 24 edaphoclimatic subzones. Mainly, desertification develops in areas of dry environment and dry subhumid. Among the main causes of desertification the following are recognized Martínez et al. (1984)MARTÍNEZ, H.; PADILLA, C.; SISTACH, M.: “Labores de cultivo para el mejoramiento de los pastos”, Revista ACPA, 8: 38, 1984.; Spain y Gualdrón (1991)SPAIN, J.M.; GUALDRÓN, R.: “Degradación y rehabilitación de pasturas”, En: Estabelecimento y renovación de pasturas: conceptos, experiencias y enfoque de investigación. Cali: CIAT, Red internacional de evaluación de pastos tropicales. Sexta reunión Comité Asesor CIAT. Cali, Colombia, Cali, Colombia, pp. 269-283, 1991.; Skerman y Riveros (1992)SKERMAN, P.; RIVEROS, F.: Gramíneas tropicales. Colección FAO: Producción y potencial vegetal. No. 23, no. 23, Inst. Org. Nac. Uni. Agr. Alim.(fao), Roma, Roma, Italia, 1992.; Fuentes et al. (1997)FUENTES, A.; CASTELLANO, N.; PENAS, J.: “Proceso de la desertificación y la Sequía en Cuba”, En: III Conferencia Regional de América Latina y el Caribe sobre la lucha contra la desertificación. La Habana, Cuba, vol. 4, p. 7, 1997.: - Deforestation as a source of exploitation of natural wealth, to establish new crops and plantations, as well as to obtain firewood, charcoal and roundwood. - Expansion of irrigation in inconvenient regions and use of irrigated land, applying incorrect technologies.

High concentration of livestock in the grasslands.
Annihilation of perennial vegetation due to the use of burning and bulldozers, inadequate techniques for the rehabilitation of pastures.
Low or minimal reforestation plans with very little survival.
Little application of regeneration technologies for native species.
Reduction of the fraction of soil covered with vegetation.
Erosion and impoverishment of the soil due to rainwater carryovers.
Inadequate application of techniques in established grasslands or in development.

Degradation Concept

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Grass is considered degraded when the desirable species has lost its vigor and productive capacity per unit area and per animal, being replaced by depopulated areas and undesirable species of low yield and nutritional value. This causes ecological and economic deterioration, incompatible with productive livestock systems. Criteria that must be considered to classify a pasture as degraded:

Decrease in vegetation cover, small number of new plantscoming from natural reseeding.
Decrease in the production and quality of forage, even in favorable times of growth.
Presence of broad-leaved weeds.
Erosive processes of the soil due to the action of rain.
Large proportion of weeds and colonization by native grasses.

According to Andrade et al. (2006)ANDRADE, M.; FERREIRA, M.; BATISTA, J.; ANDRADE, M.; CARNEIRO, A.: “Sistema de Produscao de Forragens: Alternativas para la sustentabilidade da Pecuaria”, En: Anais de Simposios da, Anais de simposio da 43 Reanido Anual de SBT_Joao Pessoa_PB2006, vol. 43, 2006., to characterize the degree of degradation of a grassland (table 1), the percentage of the area occupied by invasive plants is considered. The objectives of rehabilitation according to Martínez et al. (1984)MARTÍNEZ, H.; PADILLA, C.; SISTACH, M.: “Labores de cultivo para el mejoramiento de los pastos”, Revista ACPA, 8: 38, 1984. and Spain & Gualdrón (1991)SPAIN, J.M.; GUALDRÓN, R.: “Degradación y rehabilitación de pasturas”, En: Estabelecimento y renovación de pasturas: conceptos, experiencias y enfoque de investigación. Cali: CIAT, Red internacional de evaluación de pastos tropicales. Sexta reunión Comité Asesor CIAT. Cali, Colombia, Cali, Colombia, pp. 269-283, 1991. are the following:

Create a stable grass or forage production system.
Eliminate undesirable species from the ecological system that compete for an ecological niche with improved species.
Restore the vigor, quality and productivity of the grassland.
Increase the populations of desirable species, so that they predominate in the ecosystem -
Increase soil protection against erosion.

TABLE 1. Degree of degradation of a grassland

Degree of degradation	% of areas with invasive species
Productive	0-10
Mild degradation	11-35
Moderate degradation	36-60
Advanced degradation	61-100

Main Aauses of Grassland Degradation

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Among the main causes of grassland degradation, the following can be identified:

1. Indiscriminate use of burning: The frequent and poorly oriented use of fire can harm both the grass and the soil, since it destroys all the vegetation cover, leaving the soil unprotected until the leaves of the plants sprout. In that period, when the soil causes dragging of particles that begin the erosive process. Negative effects of burning:
- Prevents the return of organic matter and increases its degradation.
- Exposes the soil to erosion.
- Promotes soil compaction.

Additionally, burning reduces soil moisture, due to increased runoff rate and evapotranspiration.

2. More than a cause of the degradation of grasslands, the invasion of weeds must be conceived as a consequence of this process, since due to their opportunistic behavior weeds occupy the spaces that are eventually left open by the base grass.
3. Pests and diseases: In the tropics there are a large number of pests and diseases that attack grasses, and that in a certain way contribute to their degradation. A good example is the false meter and the saliva in the grasslands.

Table 2 shows the damage caused by the invasion of salivite (Monecphora bicinta fraterna):

4. Climatic factors: Prolonged droughts can reduce the vigor and competitive capacity of the grass, leaving open spaces for the establishment of invasive plants. The dry period can also be decisive by triggering the process of occupation of areas by invasive plants in pastures previously impoverished by burning or other stress factors. Excess humidity during the rainy season can also favor the proliferation of pests and diseases. Additionally, in areas where vegetation cover is scarce, heavy rains can contribute to the loss of soil fertility through erosion and leaching. On the other hand, high rainfall that occurs in the tropics for short periods can influence soil compaction. A drop of water on bare soil can cause high compaction.

TABLE 2. Evaluation of losses in cross-bermuda shorts in field conditions, caused by the salivite plague ()

Treatment	Not nymph	Not adults	Yields, kg/ha	Loss, %
No damage	6.0	1.0	3245.0^a	0.0
Moderately damaged	37.0	96.0	2088.0^b	36.0
Very damaged	60.0	208.0	1434.0^c	56.0
EE ±	-	-	0.180**	-

The Compaction of Agricultural Soils

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Origin

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According to: F. G. & P. J. (1994)F G, J.; P J, E.: Principios Básicos del riego por superficies, no. ser. Num-10-11/94 HD, 1994, ISBN: 84-491-0262-6., soil compaction corresponds to the loss of volume experienced by a certain mass of soil, due to external forces acting on it. These external forces, in agricultural activity, have their origin mainly in:

Soil tillage implements.
Loads produced by tractor tires and towing implements.
Trampling animals.

Causes

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Compaction is caused by the repetitive and cumulative effect produced by heavy agricultural machinery and excessive grazing, under conditions of high soil moisture. It is not specific to agricultural soils, but places occupied by buildings and highly frequented recreational areas are also susceptible. There are two main types of compaction: that which occurs at shallow depths or that which occurs at greater depths, at the subsoil level. The first preferably takes place in the preparatory phases of the soil for planting, with the use of fertilizers and pesticides.

Compaction at the subsoil level is caused by heavy machinery used during harvest and by the dissemination of organic remains of animal origin with large capacity tanks that have heavy shafts, soil compaction is potentially the greatest threat to agricultural productivity.

The incidence of wind erosion, typical of arid and semi-arid climates, is almost always due to the decrease in the vegetation cover of the soil, either due to overgrazing or due to the elimination of vegetation for domestic or agricultural uses (Varillas, 2012VARILLAS, R.P.E.: Desertificación en el altiplano Andino Peruano: Comparación de manejo del territorio por las sociedades pretéritas, 2012.).

Effects

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Ribes (1996)RIBES, D.M.: Estudio de la compactación de los suelos sometidos a un proceso de nivelación laser, Ed. Universitat de Lleida, 1996, ISBN: 84-89727-64-3., Currently, due to poor management of agricultural machinery, this is what has produced a compaction of crop soils, observing that in our environment there is an increase in apparent density, mechanical resistance and a destruction of the soil structure. A low porosity of the soil produces less aeration and oxygenation, which affects a decrease in the absorption of nutrients and water, aggravating this phenomenon when excessive watering occurs, causing suffocation and death of the roots.

The effects that compaction produces translate into less development of the root system of the plants. Compaction modifies the biochemical and microbiological activity of the soil. The greatest physical impact that occurs is the reduction of porosity, which implies a lower availability of both air and water for the roots of the plants. At the same time, roots have more difficulty penetrating the soil and reduced access to nutrients. The biological activity is thus substantially decreased. Another effect of compaction is increased runoff, decreasing the filtration capacity of rainwater. This increases the risk of erosion caused by water and the loss of surface soil layers and the consequent loss of nutrients. There are estimated calculations on the loss of crop productivity due to this phenomenon, which in the case of soil surface compaction reaches values of up to 13% while subsoil compaction can cause losses of between 5-35%. (Martínez et al., 1992MARTÍNEZ, J.; NOGUERA, P.; NÉSTOR, P.; WILHEMUS, C.; TYRONE, J.; CASANOVA, A.: “Efecto de la compactación del suelo sobre la producción de forraje en pasto guinea (Panicum maximum Jacq)”, Revista de la Facultad de Agronomía-Universidad del Zulia, 2(3): 97-108, 1992.).

Prevention

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Walter et al. (2020)WALTER, R.A.J.; GÓMEZ, E.J.; FATECHA, D.A.F.; LEGUIZAMÓN, C.A.R.: Compactación del suelo y su efecto en el crecimiento vegetativo de soja, maíz y guandú, Inst. Universidad Nacional de Asunción Facultad de Ciencias Agrarias, San Lorenzo, Paraguay, 2020., Reports, one of the biggest problems is remedying soil compaction, since it implies high costs, therefore, it is better to avoid it with adequate management of soils and agricultural machinery. Among the factors so that this phenomenon does not reach levels that affect the productivity of the cultivated species, there are the following:

The Machinery

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The factors described must be controlled to mitigate the effects that occur due to misuse of Machinery in agricultural work:

Weight of the machinery: the greater the ballast of the machinery, the greater the risk of compacting the soil, reaching greater depths of quench.
Tire inflation width and pressure: The larger the tire area (wider tires) and the lower the inflation pressure, the less compaction on the ground.
Wheel skating: As long as there is traction to the implements on the part of the tractor, the phenomenon of skating will always be present, which must be minimized depending on its weight, ground condition, giving permissible values of 15 - 18 % for compact floors and 25 - 30% for friable floors.
Working speed: when the pressure on the soil is maintained for a longer time, the compaction phenomenon has a greater possibility of occurring, so it would be appropriate to carry out the work at the highest possible speed. Furthermore, the number of passes planned must be the minimum necessary, since a longer time the machinery remains in the field contributes to greater compaction.
Working depth of the soil tillage implement: it is recommended to vary the tillage and/or aeration depth using similar implements for said tasks.

Soil-Related Factors

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Physical factors or properties that are directly related to the condition of a soil, texture, type and stability of the structure, apparent density, historical load, resistance to deformation. Soil moisture content is related to a higher water content, the soil can deform and compact with lower pressures received. Therefore, the work must be carried out with the soil as dry as possible.

Measures to Avoid the Problem

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It is necessary to resort to certain recommendations that help minimize the problem of compaction in grasslands, so that yields remain at productivity levels and do not affect significant decreases in the availability of feed for livestock and among these the following are cited:

Incorporation of organic matter into the soil: the organic matter incorporated into the soil acts directly and indirectly, promoting the formation and stability of the soil structure, which can help prevent compaction.
Use of vegetal covers: the penetration of the roots and their subsequent death produce continuous pores that help the movement of air and water in the soil. Through the vegetation cover, organic matter is also incorporated.
Use of ridges for the tractor track: by building ridges for the passage of machinery wheels, the effect of compaction is prevented from reaching greater depth.
Use of circulation tracks: by locating exclusive tracks for the transit of machinery, the unnecessary passage of machinery over the ground surface can be avoided.
Adjust machinery to the same track: this measure is aimed at reducing the area that is used by the machinery, maintaining a single footprint for the passage of the wheels.

Corrective for Compaction

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Navarro (2020)NAVARRO, S.J.H.: Compactación de los suelos, Inst. Universidad Católica de Valparaíso. Escuela de Ingeniería en construcción, Valparaíso, Chile, 2020., assure that, to mitigate the compaction of a soil, corrective measures can be taken such as: subsoiling, aerating and complementary measures, which have effects on the soil, in the medium and long term. The first is a task that goes from 30 to 70 cm deep and is carried out with a subsoiler or Chisel. In case of maintenance work and surface breaks in compacted areas, aerators are used, whose cutting depth can reach 20cm, having vertical cutting systems using rotating blades as implements and to complement it, plant remains are incorporated, in order to supply organic matter to the soil.

If the compaction that exists in a batch is superficial, it can be solved relatively easily with soil plowing in the first 5 cm. using aerator rollers or rotating harrows. If the compaction is deep, breakages must be carried out up to at least 40cm deep, mainly using scarifiers or subsoilers with which the hardened layer is broken to allow water infiltration and the passage of roots through the cracks. produced. Nowadays decompactions below the normal plow depth are difficult to resolve and have a high economic cost. Before using the subsoiler, you must identify how deep the compaction is and pass it 5 to 10 cm. below it, and with the soil dry enough. If subsoiling is done when the lot has soil moisture at field capacity, more compaction can be created instead of eliminating it. The subsoiler seen in Graph 2 is the tool that, when used conveniently, loosens the soil and releases the compacted layers, lifting and disintegrating them, forming a network of interconnected macropores, some of which go from the loose subsoil to the surface, acting as pathways for root penetration and water and air flow. Subsoilers normally work at depths of 30-70 cm.

Subsoiling is a high-cost task and therefore should be done only when the characteristics of the soil justify it. Before making the decision to do this work, the soil profile must be carefully studied, determining the presence of compacted soil strata. analyzing its location and spatial distribution in the lot (Walter et al., 2020WALTER, R.A.J.; GÓMEZ, E.J.; FATECHA, D.A.F.; LEGUIZAMÓN, C.A.R.: Compactación del suelo y su efecto en el crecimiento vegetativo de soja, maíz y guandú, Inst. Universidad Nacional de Asunción Facultad de Ciencias Agrarias, San Lorenzo, Paraguay, 2020.).

Aeration of Agricultural Soils

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Gutierrez et al. (1987)GUTIERREZ, E. m; GALAVIZ, S.A.; CASTRO, D.A.: Variación de la textura, densidad, porosidad y otras propiedades físicas de los sedimentos del talud continental al SW de la península Baja California, Inst. Instituto de Ciencias del Mar y Limnologia, México, México, 1987. indicates, soil aeration refers to the supply of oxygen for the proper development of microorganisms and the roots of the plants that the soil has. In other words, it is the change that occurs between the gases in the soil and the gases in the atmosphere. Among the important factors for good plant development is soil aeration, since its pores contain a mixture of

water and gases, constituting the soil atmosphere.

Importance of soil aeration in grasslands

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Da Silva & Kay (1994)DA SILVA, A.; KAY, B.D.: “Effect of water content variation on the least limiting water range of soils from properties and management”, Soil Sci. Am. Journal, 61: 884-888, 1994. indicates that periodic aeration of the soil is essential to keep croplands healthy. The health of Crops or pastures for livestock depends on allowing plants and herbs to form deep, strong root networks. Compacted soil is the result of the passage of tractors and large animals that crush it, which inhibits root growth and the formation of beneficial microorganisms by collapsing the necessary air pockets. Straw formation has the same effects. Consequently, the process of reinserting air holes by making holes in the soil has a healthy effect on the growth of agricultural flora by promoting root growth and improving irrigation. The optimal times to aerate the soil depend on the crop and its usual growing season.

Gaseous Composition of Soil Air

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Valenzuela (2022)VALENZUELA, B.G.I.: Balance de carbono de dos agroecosistemas en un suelo del distrito de riego del Río Zulia, departamento norte de Santander-Colombia, Ibonne Geaneth Valenzuela Balcázar, 2022., explains, the gaseous composition of the soil is as follows:

Oxygen

Above the soil surface, the atmosphere contains about 21% O2, 0.035% CO and more than 78% N₂.

In comparison, soil air has about the same level of N, but always has less O and more CO2. In the upper layers of a soil with a stable structure and abundance of macropores, the O2 content may be only slightly below below 20%. In the lower horizons of poorly drained soil, with few pores, it can fall to less than 5%, or even close to zero. When the O2 supply is virtually depleted, the soil environment is said to be anaerobic.

Low O2 contents are typical of wet soils. Although in well-drained soils, after heavy rains, the O2 content of soil air can decrease markedly, especially if it is being rapidly consumed by roots of highly active growing plants or by microorganisms that decompose conveniently available organic materials. Thus, when the soil is hot, oxygen is depleted more quickly.

Fortunately, in many soils water contains small but significant amounts of dissolved O2N. When all the pores of the soil are filled with water, microorganisms can extract, for their metabolism, most of the dissolved oxygen.

However, this small amount of dissolved O2 is quickly depleted, so if excess water is not removed, the aerobic activity of microorganisms and plant growth are endangered.

Carbon dioxide

Because the N2 content of soil air is relatively constant, there is a general inverse relationship between the contents of the other two main components -O and CO- with O decreasing as CO2 increases. Although the absolute differences in the amounts of CO2 may not be considerable, when compared they are significant. Thus, when soil air contains only 0.35% CO2, this gas is around 10 times more concentrated than in the atmosphere. When the CO2 concentration becomes as high as 10%, it can be toxic to some plant processes.

Other gases

Usually soil air has higher water vapor contents than the atmosphere, in fact, it is saturated, except at the surface or in its immediate proximity. Under waterlogging conditions, the concentrations of certain gases formed by the decomposition of organic matter, such as methane (CH) and hydrogen sulfide (H2S), are also noticeably higher in soil air. Another gas produced by anaerobic microbial metabolism is ethylene (CH2). This gas is particularly toxic to plant roots, even though it is in concentrations lower than 1μL/L (0.0001%). It has been shown that when gas exchange rates between soil and the atmosphere are too slow, ethylene accumulation inhibits the growth of the roots of numerous plants.

Mechanical Prairie Renovation Technology

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Techniques for the Recovery of Grasslands

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The recovery or rehabilitation of a pasture consists of the restitution of its productive capacity per unit area and per animal, until acceptable ecological and economic degrees are reached. The term rehabilitation implies the presence of one or more desirable forage species that are susceptible to being conserved, stimulated or complemented (Spain & Gualdrón, 1991SPAIN, J.M.; GUALDRÓN, R.: “Degradación y rehabilitación de pasturas”, En: Estabelecimento y renovación de pasturas: conceptos, experiencias y enfoque de investigación. Cali: CIAT, Red internacional de evaluación de pastos tropicales. Sexta reunión Comité Asesor CIAT. Cali, Colombia, Cali, Colombia, pp. 269-283, 1991.). Hence, when applying any grassland recovery work, it must be taken into account that the desirable species have an acceptable botanical composition. Among the most used techniques for the effective rehabilitation of degraded grasslands are: - Double subsoiling. - Plowing - Plowing harrow - Plowing organic matter - Plowing harrow complete formula (0.5 t/ha) Among them, those with the lowest cost-benefit ratio and greatest technical-economic impact are those with harrow plowing and plowing fertilization with complete formula. Various reasons have been identified that justify the preference for the use of recovery and rejuvenation techniques for degraded grasslands five-year period 1998 - 2003, approximately 27% were degraded, for a total of 70,000 ha, which produced economic losses of 25,700 pesos in that period (Minag-Cuba, 2004MINAG-CUBA: Informe de la comisión ministerial sobre recuperación de la ganadería, Inst. Ministerio de la Agricultura (MINAG), Dirección Nacional de Ganadería. Grupo Nacional de Ingeniería en la Ganadería, La Habana, Cuba, La Habana, Cuba, 19 p., 2004.). Among the advantages of rehabilitation with respect to the new sowing of degraded grasses can be found the following: - No seeds are needed and can represent a saving of up to 43% of planting costs when vegetative seed is used for sowing - Grass recovery time is reduced and better land use is achieved. - Productions of similar biomass are obtained between planting and rehabilitation, so the costs/t of MS produced when the pastures are rehabilitated are reduced. - The harmful effects of wind erosion are avoided. - The cost of rehabilitating Cuba CT-115 grass with the application of more graded plowing can be reduced between 3.1 and 8.7 times in relation to new plantations, depending on whether or not chemical fertilization is applied. Table 3 shows the economic advantage of rehabilitation with respect to new planting for several species of grasses in a state of degradation (Minag-Cuba, 2004MINAG-CUBA: Informe de la comisión ministerial sobre recuperación de la ganadería, Inst. Ministerio de la Agricultura (MINAG), Dirección Nacional de Ganadería. Grupo Nacional de Ingeniería en la Ganadería, La Habana, Cuba, La Habana, Cuba, 19 p., 2004.).

TABLE 3. Cost of new planting or rehabilitation for several degraded pastures, Cuban pesos ()

Species	Sowing	Rehabilitation	Differences
Fertilized likoni guinea	303.58	120.19	183.39
Unfertilized likoni guinea	225.79	91.87	133.91
Fertilized star grass	304.79	12.19	184.60
Unfertilized star grass	227.62	91.87	135.75

Cascajosa (2005)CASCAJOSA, M.: Ingeniería de labranza, Ed. Tébar, . México D.F., 96-101 p., 2005., suggests that mechanical intervention to renew degraded grasslands can be developed through several operations, which depend on the condition of the posture, the soil and the agroclimatic conditions of the place. Although disc harrows and other traditional implements have been used for renovation, some implements that do not invert the soil profile, and are based on vertical tools achieve better results.

Teams

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Cascajosa (2005)CASCAJOSA, M.: Ingeniería de labranza, Ed. Tébar, . México D.F., 96-101 p., 2005., explains that machines and implements have been developed in the international market for the renewal of meadows, which can only cut the soil and grass or include the application of fertilizers and seeds.

Meadow renewed with “Paratill”

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Lozano (2004)LOZANO, O.F.: Nuevos conceptos y estrategias para la renovación de praderas degradadas en el trópico alto colombiano, 2004., explains that the tool consists of pairs of stationary arms that fit on the drawbar. In front of these you have a cutter that passes through the grass and plant residues. Observations have shown that this leaves a soil surface even smoother than a cinch plow or parabolic subsoiler.

Paratill lifts the soil instead of pressing it and gives better results when there is a moisture content close to 50% or less of the field capacity, with well-drained soil, but not very dry. Under these conditions the grass remains almost intact and the soil explodes along the natural sliding planes, producing few loose clods. With drier soil there will be larger clods, but if it is very wet, there will be stubble buildup in front of the Paratill and no soil bursting.

Cascajosa (2005)CASCAJOSA, M.: Ingeniería de labranza, Ed. Tébar, . México D.F., 96-101 p., 2005., reports Paratill increases dry matter yield by 13% in the first cut, but does not significantly affect yields after this

Grassland Renovator with Chisels

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Cascajosa (2005)CASCAJOSA, M.: Ingeniería de labranza, Ed. Tébar, . México D.F., 96-101 p., 2005., The chisel plow is a vertical tillage tool that allows the soil to be tilled, without inverting it by superficially intermixing the plant remains. The chisel plow is an optimal tool that will allow conservation work to be carried out, in addition to promoting certain processes such as better infiltration of rainwater, reduction of ironing, better conservation of humidity, reduction of erosion, etc.

It consists of a certain number of steel arches (each chisel requires between 7 and 10 HP to be divided), generally separated 35 cm from each other, and a hardened steel spike is placed at its lower ends.

This implement is passed through the field at a depth of between 18 and 25 cm, it is considered convenient to use it at a speed of between 7 and 10 km/h. They are easy regulation tools, with minimal maintenance.

Lozano (2004)LOZANO, O.F.: Nuevos conceptos y estrategias para la renovación de praderas degradadas en el trópico alto colombiano, 2004., mentions the specialized equipment in Colombia for the renewal of meadows is a chisel plow, mounted in such a way that it does not allow the grass to rise. Its main objective is to break the compact layers of soil to different depths and aerate it through the layer of grass, without reversing the profile.

The operating depth of the chisels can be up to 60 cm. This depends on the depth at which they are found, if any, compact layers. Additionally, chisels help oxygenate the soil by popping clods in front of the tool.

The cut made to the sepedón helps its renewal, it develops cleanly thanks to the cutting discs that go in front of the chisels.

These slice the grassland and allow the chisels to penetrate without lifting the layer of grass.

Commercial grassland renovators are provided with an agrochemical dosing mechanism. This is driven by a guide wheel in contact with the ground that transmits the movement through a chain to the storage hopper dispenser. The agrochemical is deposited in the groove opened by the chisels according to calibration.

Bravo, D. (2000), highlights the use of chisels, which increase the porosity of the soil and break compact impermeable strata, due to the bursting of the soil into deep layers.

Japanese Grassland Renovator

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Ortiz-Cañavate (2012)ORTIZ-CAÑAVATE, J.: Tractores técnica y seguridad, Ed. Ediciones Mundi-Prensa, Madrid, España, 121-132 p., 2012, ISBN: 84-8476-520-2.,indicates that in 1993 they developed equipment that includes several operations: Prepares a narrow band on which to apply fertilizers, replant and cover the soil, compacting it. Preparation is done up to 10 cm using a mechanism of rotating blades fixed to a rotating shaft.

The active elements are 4 L-shaped blades and 2 straight blades, with which a T-shaped profile on the ground of 6 cm width by 10 cm depth is achieved.

While the straight blade softens the soil by cutting the root, the L-shaped blade makes a gap wide enough for the seed bed. The power for the planting and fertilization units comes from a wheel that goes to the ground.
The compactor wheel acts only on the hole due to the action of an independent spring

Lozano (2004)LOZANO, O.F.: Nuevos conceptos y estrategias para la renovación de praderas degradadas en el trópico alto colombiano, 2004., explains that the integral assembly machine operates at a width of 2.16 m and is pulled by a 60 HP tractor. The rotating unit tills a width of about 5 cm every 27cm. It has 2 sowing mechanisms for each row to sow different sizes of seed. wq

It has 8 pressure wheels with independent springs to press the seed grooves.

Seed calibration is done the same as in a fine grain seeder. In addition, different sizes of seeds can be sown, from legumes to forage.

This consists of the use of implements with rotating blades to make the necessary amount of scarification and plant legumes on an existing meadow. The blades cut grooves through grass on the ground. The cutting points of the blades have a tungsten carbide surface for working on heavy or stony soils.

Vertical Action Grassland Renewer “AerWay”

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Ortiz, J. (2012)ORTIZ-CAÑAVATE, J.: Tractores técnica y seguridad, Ed. Ediciones Mundi-Prensa, Madrid, España, 121-132 p., 2012, ISBN: 84-8476-520-2., explains that an interesting machine is the so-called “AerWay” used widely in North America and several European countries.

It basically consists of a star with blades that rotate freely around an axis. Its movement originates when advancing on the ground. The blades are bent at a small angle perpendicular to the feed. With this tool aeration and scarification are done at the same time.

Some commercial models allow a toolbar to accommodate from 1 to 4 rows of discs, and can also have widths from 3.60 m to 7.9 m.

General Considerations

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For the recovery of grasslands, the chemical and physical factors of the soil, the species, the type of soil and the degree of degradation of the species that are proposed to be restored must be taken into account. The experience in Cuba indicates that mechanical work on the soil is efficient when the season, grass and weeds that are eliminated from the ecosystem are required. - The application of tier plowing is the mechanical work that has had the most positive effect on the recovery of grass pastures, both in scientific research and in productive practice. - The tier plowing, as a minimum tillage to the soil, it constitutes a technical-economic option for the recovery of tropical grass pastures. - In Cuba, the use of harrow plowing or single plowing is the most efficient method for the recovery of grasslands of the species of the genus Cynodon and Panicum, when applied to the soil after the rainy period has stabilized. This cultural work can be combined with the application of chemical or organic fertilizer, when the degradation of the grassland was caused by the lack of nutrients in the soil. - The use of graded plowing work, alone or combined with the application of fertilizer, is also an efficient method for controlling sparrow in degraded grasslands. - Another aspect that must be taken into account is the technical-economic advantage that the rehabilitation of grasslands makes possible with respect to new crops. - The use of harrow plowing work, after rainfall has stabilized and with adequate populations, constitutes an option that should not be neglected by the primary producer, due to the benefits it represents, in the short term, for a farm or company.

CONCLUSIONS

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The degradation of grasslands is normally the loss of the natural fertility of the soils, its cause a decrease in livestock productivity and causes great economic losses. It has rightly been stated that the degradation of pastures constitutes the prelude to desertification, Cuba also It is affected by desertification and drought by 14 % desertification of its territory develops in areas of a dry and dry subhumid environment. Deforestation as a source of exploitation of natural wealth, to establish new crops and plantations, as well as to obtain firewood, charcoal and roundwood, the application of incorrect technologies.

INTRODUCCIÓN

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El constante pisoteo por parte del ganado al pastizal, produce compactación del suelo, esto implica que la permeabilidad se pierda paulatinamente, impidiendo que agua, aire y nutrientes ingresen en él, reduciendo progresivamente la producción del pastizal.

Existen grandes problemas que ocasionan los actuales sistemas de producción de pastos como son la erosión del suelo, pérdida precoz de la producción forrajera, largos periodos de espera entre la siembra e inicio de la producción.

Se considera que un pastizal está degradado cuando sus especies deseables han perdido su vigor y capacidad productiva por unidad de área y por animal y ocupan su lugar áreas despobladas y especies indeseables de escaso rendimiento y valor nutritivo, lo que provoca el deterioro ecológico y económico, que resulta incompatible con los sistemas ganaderos productivos. Entre las principales causas de la degradación de los pastizales se ha identificado el uso indiscriminado de la quema, la invasión de malezas, las plagas y enfermedades, los factores climáticos y la poca fertilidad de los suelos.

La población de bovinos en el mundo crece con el aumento de la población humana. Así, los habitantes del planeta aumentaron desde 2,5 billones en 1950 a 6,1 billones en el 2001, mientras que la masa de bovinos creció desde 750 millones hasta 1,53 billones, y la de ovino-caprino desde 1,04 billones hasta 1,75 billones, en igual período de tiempo (Brown, 2003BROWN, L.: Pastos mundiales se deterioram solo pressao crescente, [en línea], 2003, Disponible en: http://www.wwluma.org.br.). Este comportamiento constituye una amenaza para las áreas ganaderas, de modo que en la actualidad los pastizales degradados en el mundo alcanzan 650 millones de ha, lo que representa cinco veces el territorio cultivado de los Estados Unidos. Si se tiene en cuenta que, prácticamente, las 4/5 partes de la producción mundial de la masa bovina-ovina caprina (52 millones de t) proviene de animales que se alimentan de pastos, es una necesidad conocer las causas de la degradación de los pastizales, así como las posibles soluciones de este problema (Brown, 2003BROWN, L.: Pastos mundiales se deterioram solo pressao crescente, [en línea], 2003, Disponible en: http://www.wwluma.org.br.). Cuba no se halla ajena a esta realidad. Por ejemplo, en la década del 80, los pastos mejorados representaban aproximadamente 60 % de los pastizales en el país. Hoy apenas constituyen 19 %, y algunos presentan un alto grado de degradación (Minag-Cuba, 2004MINAG-CUBA: Informe de la comisión ministerial sobre recuperación de la ganadería, Inst. Ministerio de la Agricultura (MINAG), Dirección Nacional de Ganadería. Grupo Nacional de Ingeniería en la Ganadería, La Habana, Cuba, La Habana, Cuba, 19 p., 2004.). Este trabajo tiene como objetivo analizar el problema de la degradación de los pastizales, así como de su recuperación en Cuba y en otras regiones tropicales. Se ofrecen, además, alternativas que permiten introducir nuevas especies adaptadas, reemplazar las existentes y reponer las especies que están próximas a degradarse para restituir la productividad de las praderas tropicales, donde predominan especies improductivas y de poco valor nutritivo.

Los aireadores de pastizales presentan grandes ventajas tanto agrarias como económicas frente a las tradicionales técnicas de renovación, esta característica ha sido puesta al descubierto por otros países, que tratan de obtener su máximo provecho.

La tecnología de aireadores de pastizales en nuestro país no existe y su costo es elevado, en su mayoría pueden ser importados, hay que añadir que la mayor parte de los productores de pastos desconocen el accionar y ventajas de este apero debido a la escasa difusión del mismo en nuestro país.

DESARROLLO DEL TEMA

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Magnitud de la degradación de pastizales

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La degradación de los pastizales está acompañada normalmente de la pérdida de la fertilidad natural de los suelos. Además, causa la disminución de la productividad del ganado y provoca grandes pérdidas económicas. Según la ONU, en 1991 las pérdidas causadas por la degradación de los pastos sobrepasaban 23 billones de dólares, de los cuales las 2/3 partes ocurrieron en África y Asia. Con razón se ha afirmado que la degradación de los pastos constituye la antesala de la desertificación. Los problemas más acuciantes del deterioro de los pastos se presentan en gran parte de África, norte de la India, Asia central, Mongolia, Brasil y América tropical.

La desertificación es un proceso complejo, que tiene causas humanas y naturales. Por ejemplo, en 1995, Winograd identificó que en América Latina y el Caribe la ganadería ha sido la actividad responsable del 40 % de la deforestación y creció la superficie de pastos en 21.4 millones de ha. La población ganadera se incrementó en 26 millones de animales en un período de solo 10 años. Como consecuencia de la degradación que han sufrido los pastos en esta región, la capacidad de carga decreció de 2 vacas/ha, Cuba también está afectada por la desertificación y la sequía en 14% de su territorio, para un total de 580 000 ha, distribuidas en 24 subzonas edafoclimáticas. Principalmente, la desertificación se desarrolla en áreas de ambiente seco y subhúmedo seco. Entre las principales causas de la desertificación se reconocen las de los autores siguientes: Martínez et al. (1984)MARTÍNEZ, H.; PADILLA, C.; SISTACH, M.: “Labores de cultivo para el mejoramiento de los pastos”, Revista ACPA, 8: 38, 1984.; Spain y Gualdrón (1991)SPAIN, J.M.; GUALDRÓN, R.: “Degradación y rehabilitación de pasturas”, En: Estabelecimento y renovación de pasturas: conceptos, experiencias y enfoque de investigación. Cali: CIAT, Red internacional de evaluación de pastos tropicales. Sexta reunión Comité Asesor CIAT. Cali, Colombia, Cali, Colombia, pp. 269-283, 1991.; Skerman y Riveros (1992)SKERMAN, P.; RIVEROS, F.: Gramíneas tropicales. Colección FAO: Producción y potencial vegetal. No. 23, no. 23, Inst. Org. Nac. Uni. Agr. Alim.(fao), Roma, Roma, Italia, 1992.; Fuentes et al. (1997)FUENTES, A.; CASTELLANO, N.; PENAS, J.: “Proceso de la desertificación y la Sequía en Cuba”, En: III Conferencia Regional de América Latina y el Caribe sobre la lucha contra la desertificación. La Habana, Cuba, vol. 4, p. 7, 1997.:

Deforestación como fuente de explotación de las riquezas naturales, para establecer nuevos cultivos y plantaciones, así como para obtener leña, carbón y madera rolliza.
Ampliación del riego en regiones inconvenientes y utilización de las tierras con riego, aplicando tecnologías incorrectas.
Alta concentración de ganado en los pastizales.
Aniquilación de la vegetación perenne por el uso de la quema y del buldócer, técnicas inadecuadas para la rehabilitación de los pastos.
Bajos o ínfimos planes de reforestación con muy poca supervivencia.
Poca aplicación de tecnologías de regeneración de las especies autóctonas.
Reducción de la fracción de suelo cubierta de vegetación.
Erosión y empobrecimiento del suelo por los arrastres de aguas pluviales.
Aplicación inadecuada de técnicas en pastizales establecidos o en fomento.

Concepto de degradación

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Se considera que un pasto está degradado cuando la especie deseable ha perdido su vigor y capacidad productiva por unidad de área y por animal, siendo reemplazado por áreas despobladas y especies indeseables de escaso rendimiento y valor nutritivo. Ello provoca el deterioro ecológico y económico, incompatible con sistemas ganaderos productivos. Criterios que deben considerarse para calificar un pastizal como degradado:

Disminución de la cobertura vegetal, pequeño número de plantas nuevas provenientes de la resiembra natural.
Disminución de la producción y calidad del forraje, inclusive en las épocas favorables de su crecimiento.
Presencia de malezas de hojas anchas.
Procesos erosivos del suelo por la acción de las lluvias.
Gran proporción de malezas y colonización por gramíneas nativas.

Según Andrade et al. (2006)ANDRADE, M.; FERREIRA, M.; BATISTA, J.; ANDRADE, M.; CARNEIRO, A.: “Sistema de Produscao de Forragens: Alternativas para la sustentabilidade da Pecuaria”, En: Anais de Simposios da, Anais de simposio da 43 Reanido Anual de SBT_Joao Pessoa_PB2006, vol. 43, 2006., para caracterizar el grado de degradación de un pastizal (Tabla 1) se considera el porcentaje del área ocupada por plantas invasoras. Los objetivos de la rehabilitación según Martínez et al. (1984)MARTÍNEZ, H.; PADILLA, C.; SISTACH, M.: “Labores de cultivo para el mejoramiento de los pastos”, Revista ACPA, 8: 38, 1984. y Spain & Gualdrón (1991)SPAIN, J.M.; GUALDRÓN, R.: “Degradación y rehabilitación de pasturas”, En: Estabelecimento y renovación de pasturas: conceptos, experiencias y enfoque de investigación. Cali: CIAT, Red internacional de evaluación de pastos tropicales. Sexta reunión Comité Asesor CIAT. Cali, Colombia, Cali, Colombia, pp. 269-283, 1991. son los siguientes:

Crear un sistema estable de producción de pastos o forrajes.
Eliminar del sistema ecológico las especies indeseables que compiten por un nicho ecológico con las especies mejoradas.
Restaurar el vigor, la calidad y la productividad del pastizal.
Incrementar las poblaciones de las especies deseables, de modo que sean ellas las que predominen en el ecosistema
Aumentar la protección del suelo ante la erosión.

TABLA 1. Grado de degradación de un pastizal

Grado de degradación	Porcentaje de áreas con especies invasoras
Productivas	0-10
Degradación leve	11-35
Degradación moderada	36-60
Degradación avanzada	61-100

Principales causas de la degradación de pastizales

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Entre las principales causas de la degradación de los pastizales se pueden identificar las siguientes:

Uso indiscriminado de la quema: El uso frecuente y mal orientado del fuego puede perjudicar tanto al pasto como al suelo, ya que destruye toda la cobertura vegetal, dejando el suelo desprotegido hasta que rebrotan las hojas de las plantas. En ese período, en que el suelo sea que provocan arrastre de partículas que inician el proceso erosivo. Efectos negativos de la quema:
- Impide el retorno de la materia orgánica y aumenta la degradación de la misma.
- Expone el suelo a la erosión.
- Promueve la compactación del suelo.
- . Además, la quema reduce la humedad del suelo, debido al aumento de la velocidad de escurrimiento y la evapotranspiración.
Más que una causa de la degradación de los pastizales, la invasión de malezas debe concebirse como una consecuencia de este proceso, ya que debido a su comportamiento oportunista las malezas ocupan los espacios que eventualmente quedan abiertos por el pasto base.
Las plagas y enfermedades: En el trópico existe gran número de plagas y enfermedades que atacan a los pastos, y que de cierta forma contribuyen a su degradación. Un buen ejemplo lo constituye el falso medidor y el salivazo en los pastizales.

En la Tabla 2 se presentan los daños ocasionados por la invasión de salivita (Monecphora bicinta fraterna):

4. Factores climáticos: Las sequías prolongadas pueden reducir el vigor y la capacidad de competencia del pasto, dejando espacios abiertos para el establecimiento de plantas invasoras. El período seco puede ser decisivo también al desencadenar el proceso de ocupación de áreas por plantas invasoras en pastos previamente empobrecido por la quema u otros factores de estrés. El exceso de humedad durante la época lluviosa también puede favorecer la proliferación de plagas y enfermedades. Además, en áreas donde la cobertura vegetal es escasa, las fuertes lluvias pueden contribuir a la pérdida de la fertilidad del suelo por erosión y lixiviación. Por otra parte, las altas precipitaciones que se producen en el trópico durante períodos cortos pueden influir en la compactación de los suelos. Una gota de agua sobre un suelo desnudo puede provocar una alta compactación.

TABLA 2. Evaluación de las pérdidas en bermuda cruzada en condiciones de campo, causadas por la plaga de salivita ()

Tratamiento	N_o de ninfa	N_o de adultos	Rendimientos, kg/ha	Perdida,%
Sin daño	6,0	1,0	3245,0^a	0,0
Medianamente dañado	37,0	96,0	2088,0^b	36,0
Muy dañado	60,0	208,0	1434,0^c	56,0
EE ±	-	-	0,180**	-

La compactación de los suelos agrícolas

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Origen

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Según: (José y Enriques, 1994F G, J.; P J, E.: Principios Básicos del riego por superficies, no. ser. Num-10-11/94 HD, 1994, ISBN: 84-491-0262-6.) la compactación del suelo corresponde a la pérdida de volumen que experimenta una determinada masa de suelo, debido a fuerzas externas que actúan sobre él. Estas fuerzas externas, en la actividad agrícola, tienen su origen principalmente en:

Implementos de labranza del suelo.
Cargas producidas por los neumáticos de tractores e implementos de arrastre.
Pisoteo de animales.

Causas

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La compactación es causada por el efecto repetitivo y acumulativo producido por la maquinaria agrícola pesada y por el pastoreo excesivo, en condiciones de humedad elevada del suelo. No es específica de suelos agrarios, sino que también son susceptibles los lugares ocupados por edificios y las áreas recreativas muy frecuentadas. Existen dos tipos principales de compactación: la que se produce a poca profundidad o la que se produce a mayor profundidad, a nivel del subsuelo. La primera tiene lugar preferentemente en las fases preparatorias de la tierra para la siembra, con la utilización de fertilizantes y pesticidas.

La compactación a nivel del subsuelo es causada por la maquinaria pesada utilizada durante la cosecha y por la diseminación de restos orgánicos de origen animal con tanques de gran capacidad que poseen ejes pesados, la compactación del suelo es potencialmente la mayor amenaza para la productividad agrícola.

La incidencia de la erosión por el viento, propia de climas áridos y semiáridos, es casi siempre debida a la disminución de la cubierta vegetal del suelo, bien por sobrepastoreo o a causa de la eliminación de la vegetación para usos domésticos o agrícolas (Varillas, 2012VARILLAS, R.P.E.: Desertificación en el altiplano Andino Peruano: Comparación de manejo del territorio por las sociedades pretéritas, 2012.).

Efectos

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Ribes (1996)RIBES, D.M.: Estudio de la compactación de los suelos sometidos a un proceso de nivelación laser, Ed. Universitat de Lleida, 1996, ISBN: 84-89727-64-3., En la actualidad, debido a un mal manejo de la maquinaria agrícola es lo que ha producido una compactación de los suelos de cultivo, observando que en nuestro medio hay un aumento de la densidad aparente, la resistencia mecánica y una destrucción de la estructura del suelo. Una baja porosidad del suelo, produce una aireación y oxigenación menor, lo que incide en una disminución de absorción de nutrientes y agua, agravándose este fenómeno cuando se da riegos excesivos, produciéndose un ahogo y muerte de las raíces.

Los efectos que la compactación produce, se traducen en un menor desarrollo del sistema radical de las plantas la compactación modifica la actividad bioquímica y microbiológica del suelo. El mayor impacto físico que se produce, es la reducción de la porosidad, lo que implica una menor disponibilidad tanto de aire como de agua para las raíces de las plantas. Al mismo tiempo, las raíces tienen más dificultad en penetrar en el suelo y un acceso reducido a los nutrientes. La actividad biológica queda de esta forma, sustancialmente disminuida. Otro efecto de la compactación es el aumento de la escorrentía, disminuye la capacidad de filtración del agua de lluvia. Esto incrementa el riesgo de erosión producida por el agua y la pérdida de las capas superficiales de suelo y la consiguiente pérdida de nutrientes. Existen cálculos estimativos sobre la pérdida de productividad de las cosechas debido a este fenómeno que en el caso de la compactación de la superficie de suelo alcanza valores de hasta el 13% mientras que la compactación del subsuelo puede ocasionar pérdidas de entre un 5-35% (Martínez et al., 1992MARTÍNEZ, J.; NOGUERA, P.; NÉSTOR, P.; WILHEMUS, C.; TYRONE, J.; CASANOVA, A.: “Efecto de la compactación del suelo sobre la producción de forraje en pasto guinea (Panicum maximum Jacq)”, Revista de la Facultad de Agronomía-Universidad del Zulia, 2(3): 97-108, 1992.).

Prevención

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Walter et al. (2020)WALTER, R.A.J.; GÓMEZ, E.J.; FATECHA, D.A.F.; LEGUIZAMÓN, C.A.R.: Compactación del suelo y su efecto en el crecimiento vegetativo de soja, maíz y guandú, Inst. Universidad Nacional de Asunción Facultad de Ciencias Agrarias, San Lorenzo, Paraguay, 2020., Reporta, uno de los mayores problemas es el remediar la compactación del suelo, ya que implica altos costos, por lo tanto, es mejor evitar con un adecuado manejo de suelos y de la maquinaria agrícola. Entre los factores para que este fenómeno no llegue a niveles que afecten la productividad de la especie cultivada, están los siguientes:

La Maquinaria

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Los factores que se describen, deben ser controlados, para mitigar los efectos que por mal uso de Maquinaria en las labores agrícolas se dan:

Peso de la maquinaria: a mayor lastre de la maquinaria se presenta un mayor riesgo de compactar el suelo alcanzando profundidades mayores de tupimiento.
Ancho y Presión de inflado de los neumáticos: A mayor área de los neumáticos (neumáticos más anchos) y menor presión de inflado, la compactación sobre el suelo es menor.
Patinaje de las ruedas: Mientras exista tracción a los implementos de parte del tractor, el fenómeno del patinaje siempre va estar presente, lo que es necesario minimizarlo en función de su peso, estado de suelo, dando como valores permisibles del 15 - 18 % para suelos compactos y del 25 - 30% para suelos friables.
Velocidad de trabajo: cuando la presión sobre el suelo es mantenida por un mayor tiempo el fenómeno de compactación tiene una mayor posibilidad de producirse, por lo que sería adecuado realizar las labores a una velocidad lo más alta posible. Además, el número de pasadas que se planifique, deberán ser las mínimas necesarias, ya que un mayor tiempo de permanencia de la maquinaria en el campo contribuye a una mayor compactación.
Profundidad de trabajo del implemento de laboreo de suelos: se recomienda variar la profundidad de laboreo y/ o aireación utilizando implementos afines para dichas labores.

Factores relacionados con el suelo

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Los factores o propiedades físicas que se relacionan directamente con la condición de un suelo, la textura, tipo y estabilidad de la estructura, densidad aparente, carga histórica, resistencia a la deformación. El contenido de humedad del suelo se relaciona con un mayor contenido de agua, el suelo puede deformarse y compactarse con menores presiones recibidas. Por lo tanto, las labores deben realizarse con el suelo lo más seco posible.

Medidas para evitar el problema

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Es necesario recurrir a ciertas recomendaciones que ayuden a minimizar el problema de compactación en pastizales, de manera que los rendimientos se mantengan en niveles de productividad y no afecten a mermas significativas de disponibilidad de alimento para el ganado y entre estas se citan las siguientes:

Incorporación de materia orgánica al suelo: la materia orgánica incorporada al suelo actúa directa e indirectamente favoreciendo la formación y la estabilidad de la estructura del suelo, lo que puede ayudar a prevenir la compactación.
Uso de cubiertas vegetales: la penetración de las raíces y su posterior muerte producen poros continuos que ayudan al movimiento del aire y el agua en el suelo. Por medio de la cubierta vegetal, se incorpora también materia orgánica.
Uso de camellones para la huella del tractor: al construir camellones para el paso de las ruedas de la maquinaria se evita que el efecto de la compactación llegue a mayor profundidad.
Uso de pistas de circulación: al ubicar pistas exclusivas para el tránsito de la maquinaria se puede evitar el paso innecesario de maquinaria por la superficie del suelo.
Ajustar maquinaria a una misma trocha: esta medida está orientada a reducir el área que es usada por la maquinaria, manteniendo una sola huella para el paso de las ruedas.

Correctivos para la compactación

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Navarro (2020)NAVARRO, S.J.H.: Compactación de los suelos, Inst. Universidad Católica de Valparaíso. Escuela de Ingeniería en construcción, Valparaíso, Chile, 2020., aseguran que, para mitigar la compactación de un suelo, se pueden dar medidas correctivas como: el subsolado, aireado y medidas complementarias, que tienen efectos en el suelo, a mediano y largo plazo. El primero es una labor que va de 30 a 70 cm de profundidad y se lo realiza con un subsolador o cincel, en caso de labores de mantenimiento y roturas superficiales de zonas compactadas se recurre a aireadores, cuya profundidad de corte puede llegar a los 20cm, teniendo como implementos a sistemas de corte vertical mediante cuchillas rotativas y para complementar se incorpora restos vegetales, con el fin de suministrar materia orgánica al suelo.

Si la compactación que existe en un lote es superficial se puede solucionar relativamente fácil con roturación del suelo en los primeros 5 cm. usando rodillos aireadores o rastras rotativas. Si la compactación es en profundidad se deben realizar roturaciones hasta por lo menos 40cm., de profundidad usando principalmente escarificadores o subsoladores con los que se va rompiendo la capa endurecida para permitir la infiltración del agua y el paso de las raíces a través de los agrietamientos producidos. Hoy en día las descompactaciones por debajo de la profundidad normal del arado son difíciles de resolver y de alto costo económico. Antes de utilizar el subsolador se debe identificar a qué profundidad está la compactación y pasarlo 5 a 10 cm. por debajo de la misma, y con el suelo lo suficientemente seco. Si se hace un subsolado cuando el lote tiene la humedad del suelo a capacidad de campo se puede crear más compactación en vez de eliminarla.

El subsolado es una labor de elevado costo y por lo tanto debe hacerse sólo cuando las características del suelo lo justifican, antes de tomar la decisión de hacer esta labor debe estudiarse con detención el perfil del suelo, determinando la presencia de estratos de suelo compactados, analizando su ubicación y distribución espacial en el lote (Walter et al., 2020WALTER, R.A.J.; GÓMEZ, E.J.; FATECHA, D.A.F.; LEGUIZAMÓN, C.A.R.: Compactación del suelo y su efecto en el crecimiento vegetativo de soja, maíz y guandú, Inst. Universidad Nacional de Asunción Facultad de Ciencias Agrarias, San Lorenzo, Paraguay, 2020.).

Aa aireación de los suelos agrícolas

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Gutierrez et al. (1987)GUTIERREZ, E. m; GALAVIZ, S.A.; CASTRO, D.A.: Variación de la textura, densidad, porosidad y otras propiedades físicas de los sedimentos del talud continental al SW de la península Baja California, Inst. Instituto de Ciencias del Mar y Limnologia, México, México, 1987. indican , la aireación del suelo se refiere al abastecimiento de oxígeno para el buen desarrollo de los microorganismos y de las raíces de las plantas que posee el suelo. En otras palabras, es el cambio que se produce entre los gases del suelo y los gases de la atmósfera. Entre los factores importantes para un buen desarrollo de las plantas, está la aireación del suelo, ya que los poros de este contienen una mezcla de agua y gases, constituyendo la atmosfera del suelo.

Importancia de la aireación del suelo en pastizales

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Da Silva & Kay (1994)DA SILVA, A.; KAY, B.D.: “Effect of water content variation on the least limiting water range of soils from properties and management”, Soil Sci. Am. Journal, 61: 884-888, 1994. indican que, la aireación periódica de la tierra es fundamental para mantener sanas las tierras de cultivo La salud de las cosechas o pastizales para el ganado depende de permitir a las plantas y hierbas formar redes de raíces profundas y fuertes. La tierra compactada es el resultado del paso de tractores y animales grandes que la aplastan, lo que inhibe el crecimiento de las raíces y la formación de microorganismos benéficos al colapsar las bolsas de aire necesarias. La formación de paja tiene los mismos efectos. En consecuencia, el proceso de reinsertar de agujeros de aire al hacer orificios en la tierra tiene un efecto saludable en el crecimiento de la flora agrícola al promover el crecimiento de las raíces y la mejora del riego. Los momentos óptimos para airear la tierra dependen del cultivo y de su temporada de crecimiento habitual.

Composición gaseosa del aire del suelo

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Valenzuela (2022)VALENZUELA, B.G.I.: Balance de carbono de dos agroecosistemas en un suelo del distrito de riego del Río Zulia, departamento norte de Santander-Colombia, Ibonne Geaneth Valenzuela Balcázar, 2022., explica, la composición gaseosa del suelo es la siguiente:

Oxígeno

Por encima de la superficie del suelo, la atmósfera contiene cerca de 21% de O₂, 0,035% de CO y más de 78 % de N₂.

En comparación, el aire del suelo tiene más o menos el mismo nivel de N, pero siempre tiene menos O y más CO₂ En las capas superiores de un suelo con una estructura estable y abundancia de macroporos, el contenido de O₂ puede estar sólo ligeramente por debajo de 20%. En los horizontes inferiores de un suelo pobremente drenado, con pocos poros, puede caer a menos de 5%, o incluso hasta cerca de cero. Cuando la provisión de O₂ está virtualmente agotada, se dice que el ambiente del suelo es anaeróbico.

Los contenidos bajos de O₂ son típicos de los suelos mojados. Aunque en los suelos bien drenados, después de lluvias fuertes, el contenido de O₂ del aire del suelo puede disminuir marcadamente, especialmente si está siendo consumido rápidamente por raíces de plantas en Crecimiento muy activo o por microorganismos que descomponen materiales orgánicos convenientemente disponibles. Así, cuando el suelo está caliente el oxígeno se agota más rápidamente.

Afortunadamente, en muchos suelos el agua contiene cantidades pequeñas, pero significativas, de O₂N disuelto. Cuando todos los poros del suelo están llenos de agua, los microorganismos pueden extraer, para su metabolismo, la mayor parte del oxígeno disuelto.

Sin embargo, esta pequeña cantidad de O₂ disuelta se agota rápido, por lo que si no se quita el exceso de agua peligran la actividad aeróbica de los microorganismos y el crecimiento de las plantas.

Dióxido de carbono

Debido a que el contenido de N₂ del aire del suelo es relativamente constante, hay una relación general inversa entre los contenidos de los otros dos componentes principales -O y CO-decreciendo el O a medida que el CO₂ aumenta. A pesar de que las diferencias absolutas de las cantidades de CO₂ pueden no ser considerables, al compararlas son significativas. Así, cuando el aire del suelo contiene sólo 0,35% de CO₂, este gas está alrededor de 10 veces más concentrado que en la atmósfera. Cuando la concentración de CO₂se hace tan alta como 10%, puede resultar tóxica para algunos procesos de las plantas.

Otros gases

Usualmente el aire del suelo tiene contenidos mayores de vapor de agua que la atmósfera, en los hechos, está saturada, salvo en la superficie o en su proximidad inmediata. En condiciones de anegamiento, las concentraciones de ciertos gases que se forman por la descomposición de la materia orgánica, como el metano (CH) y el sulfuro de hidrógeno (H₂S) son también notablemente más altas en el aire del suelo. Otro gas producido por el metabolismo microbiano anaeróbico es el etileno (CH₂). Este gas es particularmente tóxico para las raíces de las plantas, aunque esté en concentraciones más bajas que 1μL/L (0,0001%). Se ha demostrado que cuando las velocidades de intercambio gaseoso entre el suelo y la atmósfera son demasiado lentas, la acumulación de etileno inhibe el crecimiento de las raíces de numerosas plantas.

La tecnología mecánica de renovación de praderas

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Técnicas para la recuperación de los pastizales

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La recuperación o rehabilitación de un pastizal consiste en la restitución de su capacidad productiva por unidad de área y por animal, hasta alcanzar grados ecológicos y económicos aceptables. El término rehabilitación supone la presencia de una o más especies forrajeras deseables que son susceptibles a ser conservadas, estimuladas o complementadas (Spain & Gualdrón, 1991SPAIN, J.M.; GUALDRÓN, R.: “Degradación y rehabilitación de pasturas”, En: Estabelecimento y renovación de pasturas: conceptos, experiencias y enfoque de investigación. Cali: CIAT, Red internacional de evaluación de pastos tropicales. Sexta reunión Comité Asesor CIAT. Cali, Colombia, Cali, Colombia, pp. 269-283, 1991.). De ahí que, en el momento de aplicar alguna labor de recuperación del pastizal se debe tener en cuenta que las especies deseables tengan una aceptable composición botánica. Entre las técnicas más utilizadas para la rehabilitación efectiva de pastizales degradados se encuentran: - Subsolación doble. - Aradura - Aradura + grada - Aradura + grada + materia orgánica - Aradura + grada + fórmula completa (0.5 t/ha) Entre ellas, las de menor relación costo-beneficio y mayor impacto técnico- económico son las de aradura + grada y aradura + grada +fertilización con fórmula completa. Se han identificado diversas razones que justifican la preferencia por el uso de técnicas de recuperación y rejuvenecimiento de pastizales degradados quinquenio 1998 - 2003, se degradaron aproximadamente 27 %, para un total de 70 000 ha, lo que produjo pérdidas económicas de 25 700 pesos en ese período (Minag-Cuba, 2004MINAG-CUBA: Informe de la comisión ministerial sobre recuperación de la ganadería, Inst. Ministerio de la Agricultura (MINAG), Dirección Nacional de Ganadería. Grupo Nacional de Ingeniería en la Ganadería, La Habana, Cuba, La Habana, Cuba, 19 p., 2004.). Entre las ventajas de la rehabilitación con respecto a la siembra nueva de pastos degradados se pueden encontrar las siguientes: - No se necesita de semillas y puede representar un ahorro de hasta 43 % de los costos de plantación cuando se utiliza semilla vegetativa para la siembra.

Se reduce el tiempo de recuperación del pasto y se logra un mejor uso de la tierra. - Se obtienen producciones de biomasas similares entre siembra y rehabilitación, por lo que se reducen los costos/t de MS producida cuando se rehabilitan los pastos. - Se evitan los efectos dañinos de la erosión eólica. - El costo de rehabilitación del pasto Cuba CT-115 con la aplicación de aradura más grada puede reducirse entre 3.1 y 8.7 veces en relación con las plantaciones nuevas, en dependencia de que se aplique o no fertilización química. La Tabla 3 muestra la ventaja económica de la rehabilitación con respecto a la siembra nueva para varias especies de pastos en estado de degrada c.

TABLA 3. Costo de la siembra nueva o de la rehabilitación para varios pastos degradados, pesos cubanos ()

Especies	Siembra	Rehabilitación	Diferencias
Guinea likoni fertilizada	303,58	120,19	183,39
Guinea likoni sin fertilizar	225,79	91,87	133,91
Pasto estrella fertilizado	304,79	12,19	184,60
Pasto estrella sin fertilizar	227,62	91,87	135,75

Cascajosa (2005)CASCAJOSA, M.: Ingeniería de labranza, Ed. Tébar, . México D.F., 96-101 p., 2005., plantea que la intervención mecánica para renovar praderas degradadas puede desarrollarse mediante varias operaciones, las cuales dependen de la condición de la postura, del suelo y de las condiciones agroclimáticas del lugar. Aunque se han usado rastras de discos y otros implementos tradicionales para la renovación, algunos implementos que no invierten el perfil del suelo, y que están basadas en herramientas verticales consiguen mejores resultados.

Equipos

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Cascajosa (2005)CASCAJOSA, M.: Ingeniería de labranza, Ed. Tébar, . México D.F., 96-101 p., 2005., explica que en el mercado internacional se han desarrollado máquinas e implementos para la renovación de praderas, las cuales pueden realizar solo el corte del suelo y del cespedón o incluir aplicación de abonos y semillas.

Renovador de praderas con “Paratill”

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Lozano (2004)LOZANO, O.F.: Nuevos conceptos y estrategias para la renovación de praderas degradadas en el trópico alto colombiano, 2004., explica que la herramienta consiste en pares de brazos estacionarios que se ajustan en la barra de tiro. En frente de estos tiene un cortador que pasa a través del césped y de los residuos vegetales. Las observaciones han mostrado que este deja una superficie de suelo aún más suave que un arado de cinches o un subsolador parabólico.

El Paratill, levanta el suelo en vez de presionarlo y da mejor resultado cuando hay un contenido de humedad cercano al 50% o menos de la capacidad de campo, con un suelo bien drenado, pero no muy seco. En estas condiciones el césped queda casi intacto y el suelo estalla a lo largo de los planos de deslizamiento naturales produciéndose pocos terrones sueltos. Con un suelo más seco habrá terrones más grandes, Pero si está muy húmedo, habrá acumulación de rastrojo frente al Paratill y no habrá estallido del suelo.

Cascajosa (2005)CASCAJOSA, M.: Ingeniería de labranza, Ed. Tébar, . México D.F., 96-101 p., 2005., reporta el Paratill incrementa en 13% el rendimiento de materia seca en el primer corte, pero no afecta significativamente los rendimientos después de esto

Renovador de praderas con cinceles

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Cascajosa (2005)CASCAJOSA, M.: Ingeniería de labranza, Ed. Tébar, . México D.F., 96-101 p., 2005., El arado cincel es una herramienta de labranza vertical que permite labrar el suelo, sin invertirlo entremezclando superficialmente los restos vegetales. El arado de cinceles es una herramienta óptima que permitirá efectuar labores conservacionistas, además de favorecer ciertos procesos como la mejor infiltración del agua de lluvia, reducción del planchado, mejor conservación de la humedad, reducción de la erosión, etc.

Consta de una determinada cantidad de arcos de acero (cada cincel insume entre 7 y 10 HP para ser fraccionado), separados generalmente a 35 cm uno de otro, y en sus extremos inferiores se les coloca una púa de acero endurecido.

Este implemento se pasa por el campo a una profundidad de entre 18 y 25 cm, se estima conveniente su uso a una velocidad de entre 7 y 10 km/h. Son herramientas de fácil regulación, de mantenimiento mínimo.

Lozano (2004)LOZANO, O.F.: Nuevos conceptos y estrategias para la renovación de praderas degradadas en el trópico alto colombiano, 2004., menciona el equipo especializado en Colombia para la renovación de praderas es un arado de cinceles, montado de tal forma que no permite que el cespedón se levante. Su objetivo principal es romper las capas compactas de suelo a diferentes profundidades y airearlo atravesando la capa de pasto, sin invertir el perfil.

La profundidad de operación de los cinceles puede ser hasta de 60 cm. Esta depende de la profundidad a la que se encuentren, si hay, capas compactas. Además, los cinceles ayudan a oxigenar el suelo, haciendo estallar los terrones en frente de la herramienta.

El corte hecho al sepedón ayuda a su renovación, este se desarrolla limpiamente gracias a los discos cortadores que van delante de los cinceles.

Estos rebanan la pradera y permiten que los cinceles penetren sin levantar la capa de pasto.

Los renovadores de praderas comerciales están provistos con un mecanismo dosificador de agroquímicos. Este se acciona por una rueda guía en contacto con el suelo que transmite el movimiento por una cadena al dosificador de la tolva de almacenamiento. El agroquímico es depositado en el surco abierto por los cinceles según la calibración.

Renovador de praderas japonés

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Ortiz-Cañavate (2012)ORTIZ-CAÑAVATE, J.: Tractores técnica y seguridad, Ed. Ediciones Mundi-Prensa, Madrid, España, 121-132 p., 2012, ISBN: 84-8476-520-2., indica que en 1993 desarrollaron un equipo que incluye varias operaciones: Prepara una banda angosta sobre la cual aplica fertilizantes, resiembra y cubre el suelo, compactándolo. La preparación se hace hasta 10 cm mediante un mecanismo de cuchillas rotativas fijas a un eje rotativo.

Los elementos activos son 4 cuchillas en forma de L y 2 cuchillas rectas, con las cuales se logra un perfil en el suelo en forma de T de 6 cm de acho por 10 cm de profundidad.

Mientras la cuchilla recta ablanda el suelo cortando la raíz, la cuchilla en forma de L hace un hueco suficientemente ancho para la cama de la semilla. La potencia para las unidades de siembra y fertilización provienen de una rueda que va al suelo.
La rueda compactadora actúa solo sobre el agujero debido a la acción de un resorte independiente

Lozano (2004)LOZANO, O.F.: Nuevos conceptos y estrategias para la renovación de praderas degradadas en el trópico alto colombiano, 2004., explica que la máquina, de montaje integral, opera a un ancho de 2,16 m y es halada por un tractor de 60 HP. La unidad rotativa labra un ancho de cerca de 5 cm cada 27cm. Posee 2 mecanismos de siembra para cada fila para sembrar diferentes tamaños de semilla. wq

Tiene 8 ruedas de presión con resortes independientes para presionar los surcos de la semilla.

La calibración de la semilla se hace igual que en una sembradora de grano fino. Además, se pueden sembrar diferentes tamaños de semillas, desde leguminosas hasta forrajes.

Esta consiste en el uso de implementos con cuchillas rotativas para hacer la cantidad necesaria de escarificación y sembrar leguminosas sobre una pradera existente. Las cuchillas cortan surcos a través de la hierba en el suelo. Los puntos de corte de las cuchillas tienen una superficie de carburo de tungsteno para trabajo en suelos pesados o pedregosos.

Renovador de praderas de acción vertical “AerWay”

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Ortiz-Cañavate (2012)ORTIZ-CAÑAVATE, J.: Tractores técnica y seguridad, Ed. Ediciones Mundi-Prensa, Madrid, España, 121-132 p., 2012, ISBN: 84-8476-520-2., expone que una máquina interesante es el llamado “AerWay” usada ampliamente en Norteamérica y varios países europeos.

Consiste básicamente en una estrella de cuchillas que giran libremente alrededor de un eje. Su movimiento se origina al avanzar sobre el suelo. Las cuchillas están dobladas un pequeño ángulo en el sentido perpendicular al avance. Con esta herramienta se hace aireación y escarificación al mismo tiempo.

Algunos modelos comerciales permiten una barra de herramienta para alojar desde 1 hasta 4 filas de discos, además puede tener anchos desde 3,60 m hasta 7,9 m.

Consideraciones generales

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Para la recuperación de los pastizales se deben tener en cuenta los factores químicos y físicos del suelo, la especie, el tipo de suelo y el grado de degradación de las especies que se proponen restaurar. La experiencia en Cuba indica que las labores mecánicas al suelo son eficientes cuando se precisan la época, el pasto y las malezas que se eliminan del ecosistema.
La aplicación de la aradura + grada es la labor mecánica que más efecto positivo ha tenido en la recuperación de pastizales de gramíneas, tanto en investigaciones científicas como en la práctica productiva. - La aradura + grada, como mínima labranza al suelo, constituye una opción técnico- económica para la recuperación de pastizales de gramíneas tropicales. - En Cuba, el uso de la aradura + grada o de la aradura sola resulta el método más eficiente para la recuperación de pastizales de las especies del género Cynodon y Panicum, cuando se aplica al suelo después de estabilizado el período lluvioso. Esta labor cultural puede combinarse con la aplicación de fertilizante químico u orgánico, cuando la degradación del pastizal fue provocada por la carencia de nutrientes en el suelo. - El empleo de las labores de aradura + grada, solas o combinadas con la aplicación de fertilizante, también resulta un método eficiente para el control del espartillo en pastizales degradados. - Otro aspecto que se debe tener en cuenta es la ventaja técnico- económica que posibilita la rehabilitación de pastizales con respecto a las siembras nuevas. - El uso de labores de aradura + grada, después de estabilizadas las precipitaciones y con las poblaciones adecuadas, constituye una opción que no debe descuidarse por parte del productor primario, debido a los beneficios que representan, a corto plazo, para una finca o empresa.

CONCLUSIONES

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La degradación de los pastizales normalmente es la pérdida de la fertilidad natural de los suelos su causa disminución de la productividad del ganado y provoca grandes pérdidas económicas, con razón se ha afirmado que la degradación de los pastos constituye la antesala de la desertificación, Cuba también está afectada por la desertificación y la sequía en 14 % de su territorio la desertificación se desarrolla en áreas de ambiente seco y subhúmedo seco. La deforestación como fuente de explotación de las riquezas naturales, para establecer nuevos cultivos y plantaciones, así como para obtener leña, carbón y madera rolliza, la aplicación de tecnologías incorrectas.