Evaluación del efecto de tres sistemas de labranza sobre las pérdidas de agua desde el suelo, en la Irrigación Majes Arequipa

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(1)UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA FACULTAD DE AGRONOMÍA ESCUELA PROFESIONAL DE AGRONOMÍA. “EVALUACIÓN DEL EFECTO DE TRES SISTEMAS DE LABRANZA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE AGUA DESDE EL SUELO, EN LA IRRIGACIÓN MAJES-AREQUIPA”. Tesis presentada por el bachiller JHONATAN. RODRIGUEZ. PARRA ALFARO, Para optar el título profesional de INGENIERO AGRÓNOMO. AREQUIPA – PERÚ 2019.

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(3) DEDICATORIA. A mi abuela con mucho amor y cariño le dedico todo mi esfuerzo y trabajo puesto para la realización de esta tesis..

(4) AGRADECIMIENTOS. Agradecerte a Dios, por su amor, y su bondad infinita quien ha forjado mi camino y me ha dirigido por el sendero correcto en cada momento de mi vida, este trabajo ha sido una bendición en todo sentido y te agradezco por eso.. A la Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional del San Agustín de Arequipa, por brindarme la oportunidad de formarme como Ing. Agrónomo.. A Ciencia Activa (CONCYTEC)- UNSA quien auspicio la realización de esta tesis y apoyo el financiamiento de este trabajo, así como a cada uno de los miembros del equipo de investigación.. A mi Asesor Ing. Godofredo Peña Dávila, por todo el tiempo brindado, su apoyo incondicional en cada momento y ante todo agradecerle por su amistad y consejos brindados.. Al Ing. Martin Villalta por el apoyo que me brindo con cada una de sus palabras de motivación, su afecto y consejos que me brindo en cada momento.. Agradecer a mi familia y a todas las personas que hicieron posible de una u otra manera la culminación de esta tesis..

(5) RESUMEN El presente trabajo de investigación ha sido realizado en la provincia de Caylloma, distrito de Majes, cuya instalación se hizo en una parcela experimental del CIEPA - UNSA, con el objetivo integral de evaluar durante cuatro campañas de rotación de cultivo de Maíz–Frejol el efecto de tres sistemas de labranza: No Labranza (NL), Labranza Vertical (LV) y Labranza Tradicional (LT), sobre el contenido volumétrico de agua del suelo (%), temperatura del suelo (°C), estrés hídrico medido en la hoja (%) y rendimiento del cultivo (t ha-1) en un suelo franco arenoso. Se estableció un arreglo experimental de tres tratamientos de labranzas repetidas tres veces cada una en bloques al azar. Para el análisis de los datos se utilizó el complemento para excel Real Statistics para determinar el ANOVA, y la prueba de Tuckey (α=0,05). Los resultados al cabo casi de dos años de rotación de cultivo de Maíz–Frejol muestran que existe diferencia estadística significativa entre los sistemas de labranza para contenido volumétrico de agua o humedad del suelo (%) medido en estrato a 20 cm y estrés hídrico medido en la hoja (%). Para contenido volumétrico de agua del suelo (%) los tratamientos de NL (19,73 %) y LV (17,16 %) fueron similares estadísticamente, pero diferentes al tratamiento de LT (13,80 %), para el estrés hídrico medido en la hoja el tratamiento de NL (16,52 %) fue superior en comparación a los tratamientos de LV (18,92 %) y LT (20,57 %) que fueron similares estadísticamente. Los valores temperatura en ºC medido en estrato a 20 cm y rendimiento del cultivo en t ha-1 no mostraron diferencias significativas entre los tratamientos de sistemas de labranza. En los resultados por cultivo, en Maíz (1ra y 2da campaña) se muestra diferencia estadística significativa entre los tratamientos, para contenido volumétrico de agua del suelo se observó que el suelo tenía superior contenido volumétrico en NL (21,59%) en comparación a LT (15,02%), en estrato a 20 cm, encontrando diferencia estadística entre ambos tratamientos, en estrés hídrico medido en la hoja, se presentó los menores valores promedios en NL (18,32%) seguido de LV (19,79%) y LT (21,00%) que presento el valor más alto, encontrando diferencia estadística significativa entre NL y LT, los valores temperatura del suelo y rendimiento no mostraron diferencias significativas entre los tratamientos de labranza. Los resultados del cultivo de Frejol (1ra y 2da campaña) para el contenido volumétrico de agua del suelo muestran que hay diferencia estadística entre los tratamientos en estrato a 20 cm (NL=17,29; LV=16,03 y LT=12,19) encontrando diferencia estadística significativa entre NL y LV (labranza de conservación) en comparación a LT, en temperatura del suelo, se encontró.

(6) menores valores promedio en NL (21,32°C) seguido de LV (22,15°C) y LT (23,00°C) que presento el valor más alto, mostrando los resultados diferencia significativa entre NL y LT, en estrés hídrico medido en la hoja, los resultados muestran que hay diferencia estadística entre los tratamientos de labranza, se presentaron mayores valores promedio en LT (20,01%), seguido de LV (17,78%) y NL (14,14%) que presento el menor valor, mostrando el tratamiento de NL ser superior a LV y a LT, los valores rendimiento no mostraron diferencias significativas entre los tratamientos de sistemas de labranza.. Palabras clave: No labranza, labranza horizontal, labranza vertical, contenido volumétrico de agua del suelo, temperatura, estrés hídrico en la planta y rendimiento..

(7) ABSTRACT The present research work has been carried out in the province of Caylloma, district of Majes, whose installation was done in an experimental plot of CIEPA - UNSA, with the integral objective of evaluating the effect of four Maize – Bean crop rotation campaigns on the effect of three tillage systems: No Tillage (NL), Vertical Tillage (LV) and Traditional Tillage (LT), on the volumetric content of soil water (%), soil temperature (° C), water stress in the plant ( %) and crop yield (t ha-1) in a sandy loam. An experimental arrangement of three treatments of repeated crops three times each in randomized blocks was established. For the data analysis, the complement for Excel Real Statistics was used to determine the ANOVA, and the Tuckey test (α = 0,05). The results after almost two years of Corn- Bean crop rotation show that there is a statistically significant difference between tillage systems for volumetric water content or soil moisture (%) measured in strata at 20 cm and water stress measured in the sheet (%). For volumetric content of soil water (%) the treatments of NL (19,73%) and LV (17,16%) were statistically similar but different from the treatment of LT (13,80%), for the water stress measured on the leaf the treatment of NL (16,52%) was higher compared to the treatments of LV (18.92%) and LT (20,57%) that were similar statistically. Temperature values in ºC measured in strata at 20 cm and crop yield in t ha-1 did not show significant differences between tillage system treatments. In the results by crop, in Corn (1st and 2nd campaign) there is a significant statistical difference between treatments, for volumetric content of soil water it was observed that the soil had a higher volumetric content in NL (21,59%) compared to LT ( 15,02%), in a stratum at 20 cm, finding statistical difference between both treatments, in water stress measured on the leaf, the lowest average values in NL (18,32%) were presented followed by LV (19,79%) and LT (21,00 %) that I present the highest value, finding significant statistical difference between NL and LT, the soil temperature and yield values showed no significant differences between the tillage treatments. The results of the Bean crop (1st and 2nd campaign) for the volumetric content of soil water show that there is a statistical difference between the treatments in strata at 20 cm (NL = 17,29 LV = 16,03 and LT = 12,19) finding significant statistical difference between NL and LV (conservation tillage) compared to LT, in soil temperature, lower average values were found in NL (21,32 ° C) followed by LV (22,15 ° C) and LT (23,00 ° C) that presented the value higher, showing the results significant difference between NL and LT, in water stress measured on the leaf, the results show that there is statistical.

(8) difference between tillage treatments, higher average values were presented in LT (20,01%), followed by LV ( 17,78%) and NL (14,14%) that presented the lowest value, showing the treatment of NL being higher than LV and LT, the yield values showed no significant differences between the treatments of tillage systems.. Keywords: No tillage, horizontal tillage, vertical tillage, volumetric water content of soil, temperature, water stress in the plant and yield..

(9) ÍNDICE CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN 1.1 Objetivos .................................................................................................................. 3 1.2 Hipótesis ................................................................................................................... 3. CAPÍTULO II REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 2.1 El suelo ..................................................................................................................... 4 2.2 El laboreo del suelo .................................................................................................. 5 2.2.1 Problemática del laboreo tradicional ..................................................................... 7 2.3 Labranza tradicional o convencional (LT) ............................................................... 9 2.4 Labranza de conservación (LC) ............................................................................. 10 2.4.1 Labranza vertical .......................................................................................... 13 2.4.2 No labranza .................................................................................................. 14 2.5 Estados de agua en el suelo .................................................................................... 15 2.5.1 Contenido volumétrico de agua del suelo .................................................... 16 2.6 Estrés ...................................................................................................................... 16 2.6.1 Estrés por déficit hídrico en la planta ........................................................... 17 2.7 Temperatura del suelo ............................................................................................ 18 2.8 Rendimiento ........................................................................................................... 19. CAPÍTULO III MATERIALES Y MÉTODOS 3.1 Ubicación del experimento: ................................................................................... 20 3.2 Equipo y material vegetal, de campo y gabinete: .................................................. 21 3.3 Metodología ........................................................................................................... 22 3.4 Diseño experimental............................................................................................... 23 3.5 Características del área experimental ..................................................................... 24 3.6 Parámetros (Variables de estudio) ......................................................................... 25 3.7 Manejo del ensayo y/o secuencia de Actividades .................................................. 27 3.8 Evaluación de las variables de estudio. .................................................................. 30 3.9 Secuencia de las observaciones y/o evaluaciones .................................................. 32 3.10 Análisis estadísticos y correlaciones .................................................................... 34.

(10) CAPÍTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1 Análisis general ...................................................................................................... 36 4.1.1 Análisis de contenido volumétrico de agua del suelo (%) ........................... 36 4.1.2 Análisis de temperatura del suelo (°C) ........................................................ 39 4.1.3 Análisis de estrés hídrico en la planta (%) ................................................... 41 4.1.4 Análisis de Rendimiento (t ha-1) .................................................................. 43 4.2 Análisis de contenido volumétrico de agua del suelo por cultivo .......................... 45 4.2.1 Resultados para el cultivo de Maíz .............................................................. 45 4.2.2 Resultados para el cultivo de Frejol ............................................................. 47 4.3 Análisis de la temperatura del suelo por cultivo .................................................... 49 4.3.1 Resultados para el cultivo de Maíz .............................................................. 49 4.3.2 Resultados para el cultivo de Frejol ............................................................. 50 4.4 Análisis de estrés hídrico en la planta por cultivo .................................................. 52 4.4.1 Resultados para el cultivo de Maíz .............................................................. 52 4.4.2 Resultados para el cultivo de Frejol ............................................................. 53 4.5 Análisis de rendimiento por cultivo ....................................................................... 54 4.5.1 Resultados para el cultivo de Maíz .............................................................. 54 4.5.2 Resultados para el Cultivo de Frejol ............................................................ 55 4.6 Correlaciones entre parámetros .............................................................................. 57. CAPÍTULO V CONCLUSIONES ........................................................................................................ 59. CAPÍTULO VI RECOMENDACIONES .............................................................................................. 61. CAPÍTULO VII BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... 62. ANEXOS ........................................................................................................................72.

(11) ÍNDICE DE FIGURAS. Figura 1. Composición del suelo. ......................................................................................... 5 Figura 2. Detalle de un apero de disco (A) y aspecto del suelo tras su pase (B). ................. 6 Figura 3. Labranza de conservación a nivel mundial en millones de ha.. .......................... 13 Figura 4. Esquema de la clasificación de los sistemas de labranza según el manejo de los residuos ................................................................................................................................ 15 Figura 5. Croquis del área experimental............................................................................. 25 Figura 6. Campo de frejol antes (A) y después (B) de la aplicación de herbicida para ser incorporado como materia orgánica. ................................................................................... 28 Figura 7. Labores de labranza mínima en la zona experimental ........................................ 29 Figura 8. Sensor de humedad GS3-FDR a 20 cm del suelo. .............................................. 29 Figura 9. Medición de las variables de estudio: equipo ProCheck (A) y multímetro (B). . 30 Figura 10. Pesaje del cultivo de maíz chalero con balanza digital. .................................... 31 Figura 11. Valores medios de contenido volumétrico de agua del suelo (%) para los 03 sistemas de labranza a profundidad de 20 cm.. ................................................................... 37 Figura 12. Comportamiento del contenido volumétrico de agua del suelo (%) en los 03 sistemas de labranza durante la rotación cultivo de maíz-frejol. ......................................... 38 Figura 13. Valores medios de contenido volumétrico de agua del suelo (%) en los 03 sistemas de labranza a lo largo de la rotación de cultivo maíz - frejol. ............................... 38 Figura 14. Valores medios de temperatura del suelo (°C) para los 03 sistemas de labranza a profundidad de 20 cm. ......................................................................................................... 39 Figura 15. Comportamiento de la temperatura del suelo (°C) en los 03 sistemas de labranza durante la rotación cultivo de maíz-frejol............................................................................ 40 Figura 16. Valores medios de temperatura del suelo (°C) en los 03 sistemas de labranza a lo largo de la rotación de cultivo maíz - frejol. ................................................................... 40 Figura 17. Valores medios de estrés hídrico en la planta (%) para los 03 sistemas de labranza a profundidad de 20 cm. ...................................................................................................... 42 Figura 18. Comportamiento del estrés hídrico medido en la hoja (%) en los 03 sistemas de labranza durante la rotación cultivo de maíz-frejol. ............................................................ 42 Figura 19. Valores medios de estrés hídrico en la planta (%) en los 03 sistemas de labranza a lo largo de la rotación de cultivo maíz - frejol. ................................................................. 43 Figura 20. Valores medios de rendimiento del cultivo (t ha-1) para los 03 sistemas de labranza. ............................................................................................................................... 44 Figura 21. Valores medios de rendimiento de los cultivos (maíz –frejol) en los 03 sistemas de labranza a lo largo del experimento. ............................................................................... 44 Figura 22. Comportamiento del contenido volumétrico de agua del suelo (%) en los 03 sistemas de labranza para el cultivo de maíz. ...................................................................... 46 Figura 23. Valores medios de contenido volumétrico de agua del suelo (%) en el cultivo de maíz para los 03 sistemas de labranza a profundidad de 20 cm. ......................................... 47 Figura 24. Comportamiento del contenido volumétrico de agua del suelo (%) en los 03 sistemas de labranza para el cultivo de frejol.. .................................................................... 47 Figura 25. Valores medios de contenido volumétrico de agua del suelo (%) para los 03 sistemas de labranza a profundidad de 20 cm. .................................................................... 48.

(12) Figura 26. Valores medios de temperatura del suelo (°C) en el cultivo de maíz para los 03 sistemas de labranza a profundidad de 20 cm.. ................................................................... 50 Figura 27. Valores medios de temperatura del suelo (°C) en el cultivo de maíz para los 03 sistemas de labranza a profundidad de 20 cm.. ................................................................... 51 Figura 28. Valores medios de estrés hídrico (%) en el cultivo de maíz para los 03 sistemas de labranza a profundidad de 20 cm.. .................................................................................. 53 Figura 29. Valores medios de estrés hídrico en la planta (%) para los 03 sistemas de labranza.. .............................................................................................................................. 54 Figura 30. Valores medios de rendimiento del cultivo de maíz (t ha-1) para los 03 sistemas de labranza. .......................................................................................................................... 55 Figura 31. Valores medios de rendimiento del cultivo de frejol (t ha-1) para los 03 sistemas de labranza. .......................................................................................................................... 56.

(13) ÍNDICE DE TABLAS. Tabla 1: Beneficios medioambientales del sistema de agricultura de conservación .......... 11 Tabla 2: Área bajo agricultura de conservación (no-laboreo) en diferentes países del mundo (países con > 100 000 ha) .................................................................................................... 12 Tabla 3: Resultados del análisis de suelo del terreno experimental ................................... 21 Tabla 4: Códigos de los tratamientos de sistemas de labranza ........................................... 23 Tabla 5: Esquema de análisis de varianza .......................................................................... 23 Tabla 6: Principales actividades realizadas durante el proyecto. ....................................... 33 Tabla 7: Contenido volumétrico de agua del suelo y significación de Tukey (α = 0,05) para los 03 sistemas de labranza.................................................................................................. 37 Tabla 8: Temperatura del suelo (°C) y significación de Tukey (α = 0,05) para los 03 sistemas de labranza ........................................................................................................................... 39 Tabla 9: Estrés hídrico medido en la hoja (%) y significación de Tukey (α = 0,05) para los 03 sistemas de labranza ....................................................................................................... 41 Tabla 10: Rendimiento del cultivo (t ha-1) y significación de Tukey (α = 0,05) para los 03 sistemas de labranza ............................................................................................................ 43 Tabla 11: Contenido volumétrico de agua o humedad del suelo (%) medido a 20 cm de profundidad, para los 03 sistemas de labranzas, en el cultivo de maíz ............................... 46 Tabla 12: Contenido volumétrico de agua o humedad del suelo (%) medido a 20 cm de profundidad, para los 03 sistemas de labranzas, en el cultivo de frejol .............................. 48 Tabla 13: Temperatura del suelo (°C) medido a 20 cm de profundidad, para los 03 sistemas de labranzas, en el cultivo de maíz ...................................................................................... 49 Tabla 14: Temperatura del suelo (°C) medido a 20 cm de profundidad, para los 03 sistemas de labranzas, en el cultivo de frejol ..................................................................................... 50 Tabla 15: Estrés hídrico en la planta (%) medido en la hoja, para los 03 sistemas de labranzas, en el cultivo de maíz ........................................................................................... 52 Tabla 16: Estrés hídrico en la planta (%) medido en la hoja, para los 03 sistemas de labranzas, en el cultivo de frejol .......................................................................................... 53 Tabla 17: Rendimiento del cultivo de maíz (t ha-1) para los 03 sistemas de labranzas ...... 55 Tabla 18: Rendimiento del cultivo de frejol (t ha-1) para los 03 sistemas de labranzas .... 56 Tabla 19: Coeficientes de correlación de Pearson entre los parámetros evaluados, durante el periodo de estudio en no labranza (NL). ......................................................................... 57 Tabla 20: Coeficientes de correlación de Pearson entre los parámetros evaluados, durante el periodo de estudio en labranza tradicional (LT). ............................................................. 58 Tabla 21: Coeficientes de correlación de Pearson entre los parámetros evaluados, durante el periodo de estudio en labranza vertical (LV). ................................................................. 58.

(14) ÍNDICE DE ANEXOS. Anexo 1. Clasificación propuesta de los sistemas de labranza de acuerdo al porcentaje de la superficie del suelo cubierta por residuos de cosechas........................................................ 72 Anexo 2. Cuadro de promedios de contenido volumétrico de agua del suelo (%) y significación de Tukey (= 0,05) para cada sistema de labranza, durante las 4 campañas de rotación de cultivo de Maíz-Frejol. ..................................................................................... 73 Anexo 3. Cuadro de promedios de temperatura del suelo (°C) y significación de Tukey (a= 0,05), para cada sistema de labranza, durante las 4 campañas de rotación de cultivo de MaízFrejol.. .................................................................................................................................. 74 Anexo 4. Cuadro de promedios de estrés hídrico en la planta (%) y significación de Tukey (a= 0,05) para cada sistema de labranza, durante las 4 campañas de rotación de cultivo de Maíz-Frejol.. ........................................................................................................................ 75 Anexo 5. Cuadro de promedios de rendimiento del cultivo (t ha-1) y significación de Tukey (a= 0,05) para cada sistema de labranza, durante las 4 campañas de rotación de cultivo de Maíz-Frejol.. ........................................................................................................................ 76 Anexo 6. Relación entre la humedad del suelo y la temperatura. ....................................... 77 Anexo 7. Relación entre la humedad del suelo y el estrés hídrico. ..................................... 78 Anexo 8. Relación entre estrés hídrico y temperatura. ....................................................... 79 Anexo 9. Relación entre conductividad eléctrica y estrés hídrico en la planta. .................. 80 Anexo 10. Análisis de varianza de un factor del contenido volumétrico de agua del suelo (%). ...................................................................................................................................... 80 Anexo 11. Análisis de varianza de un factor de la temperatura del suelo (°C). .................. 81 Anexo 12. Análisis de varianza de un factor del estrés hídrico en la planta (%) ................ 81 Anexo 13. Análisis de varianza de un factor del rendimiento del cultivo (t ha-1) ............... 82 Anexo 14. Análisis de varianza de un factor y prueba de Tukey del contenido volumétrico de agua del suelo (%), para el cultivo de Maíz. ................................................................... 82 Anexo 15. Análisis de varianza de un factor de la temperatura del suelo (°C), para el cultivo de Maíz. ............................................................................................................................... 83 Anexo 16. Análisis de varianza de un factor y prueba de Tukey del estrés hídrico en la planta (%), para el cultivo de Maíz. ............................................................................................... 84 Anexo 17. Análisis de varianza de un factor del rendimiento del cultivo (t ha-1), para el cultivo de Maíz. ................................................................................................................... 85 Anexo 18. Análisis de varianza de un factor y prueba de Tukey del contenido volumétrico de agua del suelo (%), para el cultivo de Frejol. ................................................................. 85 Anexo 19. Análisis de varianza de un factor de la temperatura del suelo (°C), para el cultivo de Frejol. .............................................................................................................................. 86 Anexo 20. Análisis de varianza de un factor del estrés hídrico en la planta (%), para el cultivo de Frejol. .............................................................................................................................. 87 Anexo 21. Análisis de varianza de un factor del rendimiento del cultivo (t ha-1), el cultivo de Frejol. .............................................................................................................................. 88 Anexo 22. Análisis de varianza de un factor y prueba de Tukey del rendimiento del cultivo (t ha-1), para el cultivo de Maíz 2da Campaña. .................................................................... 88.

(15) Anexo 23. Análisis de varianza de un factor y prueba de Tukey del rendimiento del cultivo (t ha-1), para el cultivo de Frejol 2da Campaña. .................................................................. 89 Anexo 24. Datos tomados del contenido volumétrico de agua del suelo (%). Majes, 20172018. .................................................................................................................................... 91 Anexo 25. Datos tomados de la temperatura del suelo (°C). Majes, 2017-2018. ............... 92 Anexo 26. Datos tomados del estrés hídrico en la planta (%). Majes, 2017-2018. ............ 93 Anexo 27. Datos tomados de la conductividad eléctrica del suelo (dS.m-1). Majes, 20172018. .................................................................................................................................... 94 Anexo 28. Datos tomados del rendimiento (t ha-1). Majes, 2017-2018. ............................. 95 Anexo 29. Resultados del análisis de suelo del terreno experimental del CIEPA – UNSA, Arequipa, 2017. ................................................................................................................... 95 Anexo 30. Siembra manual de frejol (Phaseolus vulgaris) como cultivo de cobertura en la zona experimental del CIEPA – UNSA.. ............................................................................ 96 Anexo 31. Frejol como cultivo de cobertura primeros brotes 14 DDS. CIEPA – UNSA Majes, 2017. ........................................................................................................................ 96 Anexo 32. Riego por aspersión del cultivo de cobertura. CIEPA – UNSA. Majes, 16 de febrero de 2017. ................................................................................................................... 96 Anexo 33. Desarrollo del cultivo de cobertura en la zona experimental del CIEPA – UNSA. Majes, 2017. ........................................................................................................................ 97 Anexo 34. Cultivo de cobertura antes (A) y después de la aplicación de herbicida (B), para incorporar como rastrojo, abril y mayo respectivamente. CIEPA – UNSA. Majes, 2017. . 97 Anexo 35. 1ra labor de labranza en la zona experimental del CIEPA – UNSA. Majes, 08 de agosto de 2017. .................................................................................................................... 97 Anexo 36. Instalación de válvulas, nanómetros, filtro basurero, hidrociclón, y filtro de mallas para el sistema de riego por goteo. Majes, 20 de agosto de 2017. ...................................... 98 Anexo 37. Instalación de la 1ra campaña de maíz: Tendido de líneas para el sistema de riego por goteo. CIEPA – UNSA. Majes, 20 de septiembre de 2017. .......................................... 98 Anexo 38. Instalación de la 1ra campaña de maíz: Instalación de sensor de suelo tipo FDR, modelo GS3, sensor de humedad, temperatura y conductividad eléctrica, a 20 cm del suelo. CIEPA – UNSA. Majes, 2017. ............................................................................................ 98 Anexo 39. Instalación de la 1ra campaña maíz: Semillas de maíz chalero (A) y siembra a 0.75 m entre líneas, 01 semilla por golpe y 0.20 m entre semillas (B). CIEPA – UNSA. Majes, 20 de septiembre de 2017. ....................................................................................... 99 Anexo 40. Crecimiento del maíz en los 03 sistemas de labranza, 24 DDS. 1ra Campaña de Maíz. CIEPA – UNSA. Majes, 14 de octubre de 2017. ...................................................... 99 Anexo 41. 1ra campaña de maíz: Tratamiento de labranza tradicional (A) y no labranza (B) en la zona experimental del CIEPA – UNSA. Majes, 26 de noviembre de 2017. .............. 99 Anexo 42. 1ra campaña de maíz: Crecimiento del maíz en los 03 sistemas de labranza. CIEPA – UNSA. Majes, 09 de diciembre de 2017. .......................................................... 100 Anexo 43. 1ra campaña de maíz: Crecimiento del maíz en los 03 sistemas de labranza. CIEPA – UNSA. Majes, 16 de diciembre de 2017. .......................................................... 100 Anexo 44. 1ra campaña de maíz: Tratamiento cero labranza (NL). CIEPA – UNSA. Majes, 16 de diciembre de 2017. ................................................................................................... 100 Anexo 45. 1ra campaña de maíz: Tratamiento cero labranza (NL) y labranza vertical (LV). CIEPA – UNSA. Majes, 23 de diciembre de 2017. .......................................................... 101 Anexo 46. 1ra campaña de maíz: Evaluación del rendimiento (A, B y C). ...................... 101.

(16) Anexo 47. 2da labor de labranza en la zona experimental del CIEPA – UNSA. Majes, 10 de enero de 2018. ................................................................................................................... 102 Anexo 48. 2da labor de labranza: tractor agrícola con implemento de discos. ................. 102 Anexo 49. 2da labor de labranza: tractor agrícola con implemento de cinceles. .............. 102 Anexo 50. Preparación de herbicida agrícola (Glifosato), nombre comercial Fuego 200ml/20l, para fumigación de la 1ra campaña de maíz (A y B). CIEPA – UNSA. Majes, 10 de enero de 2018. ............................................................................................................... 103 Anexo 51. Aplicación de insecticida (Cypermetrina) para controlar plagas (A) y aplicación de herbicida (Glifosato) al tratamiento de no labranza (B). .............................................. 103 Anexo 52. 1ra campaña de frejol: Siembra manual de frejol en la zona experimental (A y B). CIEPA – UNSA. Majes, 14 de enero de 2018............................................................. 103 Anexo 53. 1ra campaña de frejol: Tratamiento de no labranza (A) y labranza tradicional (B). CIEPA – UNSA. Majes, 2018. .......................................................................................... 104 Anexo 54. 1ra campaña de frejol: Primeros brotes de frejol en los sistemas de labranza. CIEPA – UNSA. Majes, 30 de enero de 2018. ................................................................. 104 Anexo 55. 1ra campaña de frejol: Tratamiento de no labranza (NL) y labranza tradicional (LT). CIEPA – UNSA. Majes, 18 de febrero de 2018. ..................................................... 104 Anexo 56. 1ra campaña de frejol: Preparación de herbicida agrícola - Glifosato, nombre comercial Fuego a razón de 200ml/20l (A y B). CIEPA – UNSA. Majes, 03 de abril de 2018. ........................................................................................................................................... 105 Anexo 57. 3ra labor de labranza en la zona experimental del CIEPA – UNSA. Majes, 11 de abril de 2018. ..................................................................................................................... 105 Anexo 58. 2da campaña maíz: Crecimiento de maíz chalero en los tratamientos de labranza en el CIEPA – UNSA. Majes 15 de mayo de 2018. .......................................................... 105 Anexo 59. 2da campaña maíz: Crecimiento de maíz chalero en el tratamiento cero labranza (NL) y labranza vertical (LV). CIEPA – UNSA. Majes, 21 de mayo de 2018. ................ 106 Anexo 60. 2da campaña maíz: Crecimiento de maíz chalero, en el tratamiento cero labranza (NL). CIEPA – UNSA. Majes, 2018. ................................................................................ 106 Anexo 61. 2da campaña maíz: Crecimiento de maíz chalero, en el tratamiento cero labranza (LT). CIEPA – UNSA. Majes, 2018. ................................................................................ 106 Anexo 62. 2da campaña maíz: No labranza y labranza vertical. 10 de julio de 2018....... 107 Anexo 63. 4ta labor de labranza en la zona experimental del CIEPA – UNSA. Majes, 08 de agosto de 2018. .................................................................................................................. 107 Anexo 64. 4ta labor de labranza: tractor agrícola con implemento de cinceles+ rastra de dientes. ............................................................................................................................... 107 Anexo 65. 2da campaña de frejol: Siembra manual de frejol en el terreno experimental del CIEPA – UNSA. Majes, 22 de agosto de 2018. ................................................................ 108 Anexo 66. 2da campaña de frejol: Labranza tradicional (LT). CIEPA – UNSA. Majes, 20 de octubre de 2018. ................................................................................................................ 108 Anexo 67. 2da campaña de frejol: No labranza (NL). CIEPA – UNSA. Majes, 20 de octubre de 2018. ............................................................................................................................. 109 Anexo 68. Medición de las variables de estudio: Medición de contenido volumétrico de agua y temperatura del suelo con medidor portátil Procheck (A); Medición de estrés hídrico en la planta con multímetro y sensor de hoja (B) y toma de datos (C). ..................................... 109 Anexo 69. Cabezal de riego: Limpieza del filtro de mallas (A, B y C). ........................... 110.

(17) CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN. La degradación del suelo afecta a un 33% de los suelos agrícolas a nivel mundial (FAO, 2015a). En el año 2006, la Comisión Europea, preocupada por la magnitud del problema, identificó una serie de amenazas relacionadas con la agricultura (erosión, compactación, pérdida de materia orgánica, contaminación, salinización y acidificación) que están favoreciendo este proceso de degradación del suelo (Louwagie et al., 2011). Algunas de estas amenazas como la erosión, la infiltración, la compactación y la pérdida de materia orgánica están directamente relacionadas con las prácticas de laboreo del suelo (Jones et al., 2012).. La conservación de los residuos en los sistemas de Labranza de Conservación puede minimizar las posibles pérdidas de rendimiento (Pittelkow et al., 2015; Lundy et al., 2015), reducir las pérdidas de humedad, por evaporación y escurrimiento (Uribe y Rouanet, 2002) mejorar la calidad del suelo (Erenstein, 2002; López et al., 2012; Palm et al., 2014), limitar el crecimiento de arvenses (Nichols et al., 2015) y reducir los riesgos de erosión (Boulal et al., 2011).. A pesar que la Labranza de Conservación está siendo promovida a nivel mundial, como parte de la “Agricultura de Conservación”, por centros de investigación y otros organismos internacionales, como una alternativa a la agricultura convencional, para conservar los recursos de agua y suelo dentro de los agroecosistemas, es poco conocida y/o empleada en nuestro país.. En los últimos años en la Irrigación Majes se han venido presentando una serie de problemas en la producción de cultivos, relacionados principalmente a la mala práctica en el laboreo del suelo lo cual ocasiona:.

(18) 1. Elevados costos de producción, principalmente por el uso excesivo de maquinaria agrícola (15 horas máquina. hectárea -1, equivalente a 1 500 Soles.hectárea-1) para preparación de tierras.. 2. Altos índices de erosión acelerada en los suelos por intensificación del laboreo, que causa perdida de cubierta vegetal lo cual implica una disminución de la poca materia orgánica del suelo (menos de 0,1%.), dejando a este desnudo frente a la erosión.. 3. Altas pérdidas de agua de riego por percolación profunda. Según la Autoridad Local del Agua (2016) en el subsuelo de la Irrigación Majes se han almacenado ya 3 000 hectómetros cúbicos de agua, debido al riego excesivo.. Estos problemas sumados a la escasa agua de la Irrigación debido al tipo de clima desértico que presenta, constituye un serio problema para la producción de cultivos. Es en este contexto que se propuso la adopción de dos sistemas de labranza de conservación (Labranza vertical y No labranza), nula o poco empleada por parte de los agricultores, que pudieran atacar de cierta forma estos problemas relacionados al tipo de labranza tradicional empleado en la Irrigación Majes, para poder hacer más rentable la producción de los cultivos en el área.. El objetivo integral del presente trabajo fue evaluar en 24 meses, dos sistemas de Labranza de Conservación (Labranza Vertical y No Labranza) y compararlos con la Labranza Tradicional empleada en la Irrigación Majes, evaluando su influencia y/o efecto durante 04 campañas (Maíz-Frejol-Maíz-Frejol) sobre: Contenido volumétrico de agua del suelo (%), Temperatura del suelo (°C), Estrés hídrico en la planta (%) y el rendimiento del cultivo (t ha-1).. 2.

(19) 1.1 OBJETIVOS:. OBJETIVO GENERAL. . Evaluación de tres sistemas de labranza sobre las pérdidas de agua desde el suelo, en la Irrigación Majes.. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. . Determinar el efecto de 3 sistemas de labranza sobre la temperatura del suelo (°C).. . Determinar el efecto de 3 sistemas de labranza sobre el contenido volumétrico de agua del suelo (%).. . Determinar el efecto de 3 sistemas de labranza sobre el estrés hídrico en la planta (%).. . Determinar el efecto de 3 sistemas de labranza sobre el rendimiento del cultivo (t ha-1).. Se formuló la siguiente hipótesis:. 1.2 HIPÓTESIS:. El empleo de sistemas de labranza de conservación en la Irrigación Majes, permitirá mejorar el almacenamiento de agua en el suelo, reducir las pérdidas de agua ocasionadas por evaporación superficial, escorrentía y percolación profunda, e incrementar los rendimientos de los cultivos.. 3.

(20) CAPÍTULO II REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA. 2.1 El suelo. El suelo es una capa delgada que se ha formado muy lentamente, a través de los siglos, con la desintegración de las rocas superficiales por la acción del agua, los cambios de temperatura y el viento. Las plantas y animales que crecen y mueren dentro y sobre el son descompuestos por microorganismos, transformados en materia orgánica y mezclados con el suelo. Su textura está dada por el tamaño de partícula y/o proporción relativa de arena, arcilla y limo. Suelos arenosos son de gránulos grandes, sueltos y trabajables con facilidad, pero con surcos que se desmoronan, el agua se infiltra rápidamente y tienen pocas reservas de nutrientes aprovechables por las plantas. Suelos limosos son de gránulos de tamaño intermedio, pero son pesados y tienen pocos nutrientes. Suelos arcillosos son de partículas muy pequeñas, no drenan ni se desecan fácilmente, contienen buenas reservas de nutrientes y son fértiles, pero al secarse se endurecen formando terrones y son pesados y difíciles de trabajar cuando están muy secos (Lanza et al., 1999).. La calidad del suelo está considerada por lo general en tres aspectos principales los cuales son las propiedades físicas, químicas y biológicas, estos son importantes para la evaluación del grado de degradación de la tierra y la identificación de las prácticas de gestión para el uso sostenible de la tierra (Dexter 2004).. 4.

(21) Figura 1. Composición del suelo. Fuente:https://www.diccionariomedioambiente.org/Diccionario MedioAmbiente/uploaded/images/factores_edaficos.jpg. 2.2 El laboreo del suelo. En sus orígenes, cuando el hombre comenzó la vida sedentaria modificó el ambiente para desarrollar los cultivos y aumentar la producción de los mismos para su alimentación. Comienza así el laboreo del suelo, desde la utilización de aperos rudimentarios hasta llegar al tradicional arado de disco y de vertedera en los tiempos más recientes (Huggins y Reganold, 2008).. La palabra “labrar” deriva del latín laborare, que designa la idea de trabajar u ocuparse en dedicaciones que requieren esfuerzo físico. La labranza del suelo son todas aquellas prácticas de manejo del suelo o explotación del suelo o del cultivo, que se llevan a cabo de diferentes formas sobre él (Jaramillo ,2002). La fragmentación del suelo es el objetivo principal de la mayoría de las operaciones de labranza, para crear en el suelo un ambiente favorable para el establecimiento y el crecimiento del cultivo, Munkholm (2001).. Las operaciones de labranza pueden ser buenas o malas, dependiendo de cuando y como se realicen, es decir, si un suelo se ha deteriorado en sus características físicas; esta compactado y los cultivos no se desarrollan, es necesario recuperar dichas características físicas pasando implementos para rompen o voltear el suelo y así permitir la entrada y almacenamiento de agua y aire para que pueda desarrollarse una planta, Romero (2002).. 5.

(22) Según Friedrich 2000, la labranza es definida por el tipo de actividad que realiza:. Inversión: Este tipo de labranza voltea el suelo en la parte que es trabajada. Las capas superficiales son completamente incorporadas y las capas más profundas del suelo son llevadas a la superficie. Se realiza con instrumentos de arado.. Mezcla: Esta operación mezcla todos los materiales de manera homogénea hasta una determinada profundidad del suelo, la que usualmente es alrededor de 10 cm.. Roturar: Este tipo de labranza rompe el suelo abierto, con el fin de aflojar al suelo sin mover los terrones, por ejemplo, en las operaciones de descompactación del suelo (subsolación). Se realiza generalmente con instrumentos de arado.. Pulverización: Esta operación es para desmenuzar los terrones del suelo con el objetivo de formar un horizonte muy fino, es decir, la cama de siembra. Es ejecutada dentro de unos pocos centímetros de la superficie.. El laboreo tradicional (LT) suele iniciarse con la quema de rastrojos del cultivo anterior y alzado posterior con un arado de disco (ocasionando el volteo del suelo) (Figura 2.). Esta técnica suele acarrear un elevado número de operaciones mecánicas, dando lugar al enterramiento del 95-100% de los restos de cosecha que quedan sobre el terreno (UrbanoTerrón, 1992). A. B. Figura 2. Detalle de un apero de disco (A) y aspecto del suelo tras su pase (B).. 6.

(23) 2.2.1 Problemática del laboreo tradicional Luego de la “Revolución Verde” (nombre con el que se denominó al incremento de la producción agrícola que se dio en los años 60), se manifestaron efectos negativos de esta estrategia de producción intensiva como: degradación, erosión, desertización, salinización, contaminación de suelos y de aguas, sobre todo en muchas zonas del mundo donde no se aplicaron buenas prácticas agrícolas, con la consiguiente disminución de los rendimientos (Gil Ribes, 1997).. La evolución de los sistemas de labranza ha ido estrechamente ligada a la disponibilidad de herramientas adecuadas para conseguir sus tres fines básicos: control de malas hierbas, evitar la compactación del suelo y preparación de un lecho de siembra adecuado. Aunque la aparición del tractor y de los arados de disco y de vertedera supuso un claro avance en este sentido, se ha comprobado que su uso, y abuso, así como el de otros aperos, provocan numerosos problemas de calidad ambiental (Magdoff y Weil, 2004; Huggins y Reganold,. 2008), simultáneamente al desarrollo de estas tecnologías la convicción de la necesidad de labrar el suelo para poder obtener una buena cosecha fue calando en el pensamiento de los agricultores (García Torres y González Fernández, 1997). Los principales problemas económicos y agroambientales causados por la LT fueron identificados por Urbano-Terrón (1992).. Según Carmona 2015, la intensificación del laboreo agrícola y la percepción popular de la necesidad del laboreo, han generado una serie de efectos medioambientales negativos, directamente relacionados con la pérdida (erosión) y la degradación física y biológica (compactación, pérdida de materia orgánica) del suelo agrícola, abarcando una gran variedad de aspectos negativos que se exponen a continuación.. -. Erosión: Kirkby and Morgan (1980) citado por Carmona (2015) definen a la erosión como la pérdida de suelo por la acción de agentes externos como el agua o el viento, también señalan que la mayor parte de la erosión es producida por el hombre (erosión antrópica), debida a actividades como el sobrepastoreo, incendios provocados, arado. 7.

(24) del terreno y eliminación de la cubierta vegetal, la cual, a diferencia de la natural es producida a mayor velocidad que la formación del suelo.. El laboreo convencional del suelo reduce la densidad aparente del suelo a corto plazo, y aumenta la mineralización de la materia orgánica, lo que reduce la estabilidad de los agregados del suelo con el paso del tiempo. Todos estos efectos en conjunto favorecen la susceptibilidad del suelo a la erosión hídrica y eólica (Bronick and Lal, 2005).. -. Compactación: La compactación del suelo es uno de los principales problemas relacionados con la degradación física del suelo causada por el laboreo y el uso de maquinaria agrícola. La compactación del suelo es un proceso por el cual se reduce la porosidad del suelo, principalmente el espacio ocupado por los macroporos (Soane et al., 1980).. La degradación del suelo como consecuencia de la pérdida de C y MO se ve favorecida por la erosión del suelo y por la intensificación de la agricultura. Como consecuencia del laboreo, se acelera la mineralización de la materia orgánica y por tanto se contribuye a la reducción del carbono orgánico (Cid et al., 2014; Melero et al., 2008).. -. Pérdida de materia orgánica: La materia orgánica (MO) se genera a partir de los residuos vegetales y animales que se encuentran en el suelo. La fracción estable de la MO se conoce como humus y el principal componente de la MO es el carbono orgánico (C). Los suelos agrícolas representan uno de los mayores depósitos de carbono del planeta, por lo que están considerados como sumideros de carbono. (Panel Intergubernamental del Cambio Climático [IPCC], 2000).. Entre otras funciones, el C mejora la estructura y la estabilidad de los agregados del suelo, aumenta la capacidad de retención de agua y favorece la biodiversidad del suelo; La degradación del suelo como consecuencia de la pérdida de C y MO se ve favorecida por la erosión del suelo y por la intensificación de la agricultura. Como. 8.

(25) consecuencia del laboreo, se acelera la mineralización de la materia orgánica y por tanto se contribuye a la reducción del carbono orgánico (Cid et al., 2014; Melero et al., 2008).. 2.3 Labranza tradicional o convencional (LT). Según la Sociedad Americana de Ingenieros Agrónomos [ASAE] 2005, LT son todas aquellas operaciones de laboreo tradicionalmente realizadas para preparar el lecho de siembra de un cultivo en un área geográfica.. En la LT, la remoción del suelo es considerada una de las operaciones más importantes para crear una estructura favorable del suelo, preparar el lecho de las semillas y controlar las malezas, pero los implementos mecánicos (arado), especialmente aquellos arrastrados por tractores destruyen la estructura del suelo al reducir el tamaño de los agregados, actualmente los métodos de labranza convencional son la mayor causa de pérdida del suelo y de desertificación en muchos países en desarrollo (Benites y Bot, 2014).. El laboreo del suelo con los implementos tradicionales (arado de discos o de vertederas), es una práctica agrícola que la investigación está demostrando como causa de erosión, compactación, pérdida de humedad y aumento en los costos de producción cuando se usa con exceso (Bravo et al., 2000). Según Mora et al. (2001) el contenido de humedad del suelo a profundidad de 0 a 30 cm, es de 2 a 5% más en no labranza en comparación a labranza convencional.. Según Young (2003), citado por Benites y Bot (2014), menciona que las prácticas agrícolas tradicionales de la quema y el uso de la labranza del suelo en la costa, sierra y selva del país, dejan los suelos removidos y desnudos ocasionando erosión y pérdida de su materia orgánica (MO).. 9.

(26) 2.4 Labranza de conservación (LC). Esta técnica forma parte de lo que actualmente se denomina Agricultura de Conservación (AC) y resulta muy útil para evitar la erosión de los suelos y las pérdidas de agua por evaporación, escorrentía e infiltración, al dejar cubierta la superficie del suelo con los restos del cultivo anterior. La AC contempla el establecimiento de cubiertas vegetales y laboreo de conservación (LC), dentro de una adecuada rotación de cultivos e incluso el manejo integrado de nutrientes. El concepto de AC comprende una serie de técnicas que tienen como objetivo fundamental conservar, mejorar y hacer uso más eficiente de los recursos naturales, mediante un manejo integrado del suelo, el agua, los agentes biológicos e “inputs” externos (FAO, 2001). Permite de esta forma, la conservación del medio ambiente, así como una producción agrícola sostenible. Se trata pues de conseguir una agricultura sostenible en el tiempo, sin degradar los recursos naturales, pero sin renunciar a mantener suficientes niveles de producción (Lal, 2010).. La AC está siendo promovida a nivel mundial por centros de investigación y otros organismos internacionales, como una alternativa a la agricultura convencional para conservar los recursos de agua y suelo dentro de los agroecosistemas. Según la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura), la AC vista como parte de un sistema se basa en la combinación de tres elementos: 1) minimizar la alteración del suelo a través del laboreo de conservación; 2) maximizar la cubierta vegetal del suelo con otros cultivos, pastos o residuos del cultivo anterior (aproximadamente un 30% de la superficie del suelo cubierta); y, 3) favorecer la actividad biológica del suelo a través de rotaciones de cultivos (FAO, 2013).. Centrándonos en el aspecto medioambiental, el sistema de AC supone beneficios claros para suelo, aire y agua (ver la Tabla 1). [Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE)].. 10.

(27) Tabla 1: Beneficios medioambientales del sistema de agricultura de conservación. Categoría. Beneficios medioambientales Reducción de la erosión Incremento en los niveles de materia orgánica Mejora de la estructura y porosidad Para el suelo Mayor biodiversidad Incremento de la fertilidad natural del suelo Para el aire. Fijación de carbono Menor emisión de CO2 a la atmósfera. Para el agua. Menor escorrentía Menor contaminación de aguas superficiales y subterráneas Mayor capacidad de retención de agua Menor riesgo de inundaciones. Fuente: IDAE (2009).. La práctica de la AC, sin mantenimiento de una cubierta viva o de residuos puede generar pérdidas en el rendimiento (Lundy et al., 2015; Pittelkow et al., 2015a, b), el deterioro de la calidad del suelo (Erenstein, 2002; López et al., 2012; Palm et al., 2014) y el aumento de los riesgos de erosión (Boulal et al., 2011). Del mismo modo, cuando no se realizan rotaciones de cultivos aumenta la probabilidad de pérdidas de rendimientos (Lundy et al., 2015) y problemas en el control de arvenses (Nichols et al., 2015).. A nivel mundial, la AC se practica en aproximadamente 125 M ha (Tabla 2). Los principales países practicantes de AC (no laboreo) son: Estados Unidos (26,5 M ha), Brasil (25,5 M ha), Argentina (25,5 M ha), Australia (17,0 M ha), Canadá (13,5 M ha) y Paraguay (2,4 M ha).. Según varios autores citados por Carmona (2015) es frecuente encontrar en la bibliografía el uso de los términos Labranza de Conservación (LC), No Labranza (NL), Siembra Directa (SD) y Agricultura de Conservación (AC) cómo sinónimos creando mucha confusión. Además, esta confusión se agrava por la ausencia de información descriptiva sobre el manejo del sistema en mucha de la bibliografía publicada sobre AC.. 11.

(28) Tabla 2: Área bajo agricultura de conservación (no-laboreo) en diferentes países del mundo (países con > 100 000 ha). País EE. UU Brasil Argentina Australia Canadá Rusia Federación China Paraguay Kazakstán Bolivia Uruguay España Ucrania Sudáfrica Venezuela Francia Zambia Chile Nueva Zelanda Finlandia Mozambique Reino Unido Zimbabue Colombia Otros Total. Área NL (ha) 26 500 000 25 553 000 25 502 000 17 000 000 13 481 000 4 500 000 3 100 000 2 400 000 1 600 000 706 000 655 100 650 000 600 000 368 000 300 000 200 000 200 000 180 000 162 000 160 000 152 000 150 000 139 300 127 000 409 440 124 794 840. Fuente: FAO (2012).. En la Figura 3, se observa en color verde los principales países donde se usa la Agricultura de Conservación, mientras que en color marrón están los países en donde aún no se practica este sistema.. 12.

(29) Figura 3. Labranza de conservación a nivel mundial en millones de ha. Fuente: Instituto Internacional de Investigación sobre Políticas Alimentarias IFPRI (2009).. Existen diversas técnicas de LC, aunque las más frecuentes son el laboreo reducido (LR) y el no-laboreo (NL). En el LR se prescinde del arado de vertedera y de discos, para sustituirlo por un apero menos agresivo, como podría ser el arado de cincel o la grada, que no voltea el suelo y actúa a menor profundidad (25-30 cm). En el NL la maquinaria se limita a sembradoras capaces de hacer la siembra sobre los rastrojos. En ambos casos el agricultor debe cerciorarse de que la superficie del suelo queda suficientemente cubierta con residuos vegetales, lo que requiere frecuentemente un adiestramiento previo y la ayuda de técnicos suficientemente preparados.. 2.4.1 Labranza vertical. La labranza vertical (LV) o superficial es un tipo de labranza reducida o mínima, se trata de una práctica agronómica de menor grado de conservación que la siembra directa, en la que las únicas labores de alteración del perfil del suelo que se realizan son de tipo vertical o sub superficial, pero fundamental para aquellos agricultores que quieran hacer AC (IDAE, 2009).. 13.

(30) La roturación vertical de los suelos es una práctica conocida desde 1860, cuando se comenzaron a usar las cultivadoras de cincel; lamentablemente este sistema fue desplazado por la labranza horizontal en virtud de la popularidad que alcanzaron los implementos de discos y vertederas, Planchart (2003).. Según la FAO (2001), la labranza vertical se refiere a un sistema donde toda la tierra está preparada con implementos que no invierten el suelo y causan poca compactación. Por lo tanto, el suelo queda normalmente con una buena cobertura de rastrojo aprox. 15-30% sobre la superficie, también señala que los sistemas de labranza vertical y de labranza cero son muy similares ya que la tierra no se labra o se labra muy poco antes de la siembra; se dice que se hace una siembra directa.. Para Riquelme (2004), la labranza vertical es el sistema de manejo de suelo donde se busca alterar al mínimo la condición del suelo, para que se desarrolle el cultivo con el objetivo de reducir los gastos de energía y conservar humedad y disminuir la erosión del suelo, y reducir el tráfico de máquinas sobre el campo.. 2.4.2 No labranza. La no-labranza (NL) es una práctica agronómica de agricultura de conservación en cultivos anuales en la que no se realizan labores y se deja al menos el 30% de su superficie del suelo protegida por restos vegetales, la siembra se realiza con maquinaria o equipos para sembrar sobre el rastrojo del cultivo anterior (IDAE, 2009).. Vemos pues, que las técnicas de LC están íntimamente ligadas al manejo de residuos. Se trata de uno de los aspectos más importantes de la AC, que pretende conseguir una cobertura superficial que reduzca la exposición a los agentes erosivos. Gajri et al. (2002) establecieron una clasificación de los diferentes sistemas de laboreo atendiendo al porcentaje de restos de cultivos que quedan en el suelo tras las labores posteriores a la recolección (Figura 4). La importancia de los residuos es tal, que en esta clasificación puede comprobarse que el NL podría excluirse de las técnicas de LC si no mantiene sobre la superficie del suelo un. 14.

(31) porcentaje adecuado de residuos del cultivo anterior (utilizados para otros usos, o quemados).. Figura 4. Esquema de la clasificación de los sistemas de labranza según el manejo de los residuos. Fuente: Tomado de Gajri et al. (2002).. 2.5 Estados de agua en el suelo. Según Fuentes (1996) citado por Márquez (2012) el agua en el suelo puede presentar, un nivel de saturación, capacidad de campo y un punto de marchitamiento, un nivel de capacidad de campo se llega cuando el suelo ya no pierde más agua por gravedad, y el punto de marchitamiento, es aquel que se da cuando el nivel de agua llega a ser tan bajo que las plantas ya no pueden absorber desde el suelo toda el agua que necesitan y se marchitan irreversiblemente.. El potencial hídrico es una característica física que permite explicar la circulación del agua en las plantas, es la base biofísica del movimiento del agua y del crecimiento celular. Se pueden distinguir varios componentes en el potencial hídrico. Dichos potenciales son el matricial, osmótico, de presión y gravitacional (Márquez, 2012).. 15.

(32) 2.5.1 Contenido volumétrico de agua del suelo. Para conservar el contenido volumétrico de agua o humedad de un suelo es importante la presencia de una cubierta protectora que funcione a manera de mulch, así Yoo et al. (1994) citado por Uribe (2002) señalan que la cero labranza con residuos superficiales aumentan la infiltración y disminuyen la evaporación, lo que influye directamente en un mayor contenido de humedad del suelo. Además, a medida que avanza el período de cultivo, los suelos con cubierta vegetal tienen mayor infiltración que el mismo suelo cultivado en forma tradicional, esto debido a la presencia de raíces en descomposición y los canalículos dejados por ellas que sirven de vías de infiltración del agua al suelo. (Uribe y Rouanet, 2002).. El agua normalmente se pierde por evaporación, transpiración, escurrimiento superficial y percolación profunda. Los residuos vegetales reducen las pérdidas de humedad por evaporación y escurrimiento. Por otra parte, cuando se compara con suelos normalmente cultivados, la presencia de residuos tiene poco efecto en las pérdidas de humedad por transpiración. Las pérdidas por percolación son un poco mayores bajo condiciones de cero labranzas, debido al aumento de la infiltración. (Uribe y Rouanet, 2002). De todas estas pérdidas de agua que ocurren en las parcelas, la infiltración y la percolación profunda son más importantes (Ortiz et al., 1999).. Según Crovetto (1998) citado por Uribe (2002) señala que la mayor disponibilidad de agua para las plantas en la zona radicular bajo cero labranzas ayuda a mejorar los rendimientos en cultivos.. 2.6 Estrés El término estrés fue definido por Levitt (1980) como “cualquier factor ambiental potencialmente desfavorable que inhibe el crecimiento y desarrollo en las plantas y, en consecuencia, su productividad”.. 16.

(33) A lo largo de su ciclo las plantas están expuestas a condiciones estresantes que pueden ser factores bióticos como abióticos; como exceso de sales, temperaturas extremas, deficiencia de nutrientes, daños mecánicos, escasez de agua (sequía), etc. Las plantas ante condiciones adversas suelen adaptarse para conseguir prosperar, en el caso de la agricultura este esfuerzo de la planta conllevará irremediablemente una disminución en la cantidad y calidad de la producción. (Larcher, 2003).. 2.6.1 Estrés por déficit hídrico en la planta. La sequía, escasez de agua disponible o estrés por déficit hídrico es muy importante, y conocer el efecto fisiológico que la sequía produce en la planta es esencial para un buen desarrollo del cultivo. En climas áridos o semiáridos la falta de agua es el principal factor limitante del crecimiento tanto en plantas C3 como C4.. Según Barfield (1979) citado por Márquez (2012) el estrés hídrico es provocado por una escasez de agua en el suelo y un déficit hídrico en la planta, además señala que el déficit hídrico se refiere al grado de deficiencia de agua en la planta inducida por el entorno aéreo y subterráneo.. La cantidad de agua que contiene la planta es el resultado del balance interno entre el agua absorbida por las raíces y el agua que se pierde por transpiración. La mayor parte del agua absorbida es transportada a las hojas y se pierde por transpiración, tan sólo entre un 1-3% pasa al metabolismo de las plantas (Jack Fry y Bingru Huang, Applied turfgrass science and physiology, 2004).. Según Medrano y Flexas (2003) citado por Félix (2011), se define al estrés por déficit hídrico (EDH) desde un punto de vista ecofisiológico como cualquier limitación al funcionamiento óptimo de una planta, impuesta por una disponibilidad de agua insuficiente. Este estrés varía en función de la especie y su grado de tolerancia al fenómeno, y también en función de la magnitud de la falta de agua y de la rapidez con la que experimenta la carencia de ella (Luna 2006).. 17.

(34) Según Linchtenthaler (2003) y Gollan et al (1992) citado por Félix (2011), el déficit hídrico produce en las plantas un síndrome que dispara una serie de eventos, que comienzan con la disminución del potencial hídrico (Ψ) que se transmite a todos los órganos de la planta, la disminución del Ψ produce una pérdida concomitante de turgencia celular (Ψp), en el mediano plazo, el síndrome continúa con la síntesis de ácido abscicico ABA), y el bloqueo de la síntesis de citocininas en las raíces; y con un aumento del pH de la savia xilemática.. Según Neumann et al., (1988) citado por Márquez (2012) a medida que disminuye el potencial hídrico tisular el crecimiento celular y fotosíntesis sufren una disminución.. El estrés hídrico afecta a la mayor parte de las funciones vitales de la planta, según Satorre et al., (2012) la división y la expansión celular son procesos muy sensibles al déficit hídrico, la ocurrencia del mismo en etapas vegetativas tiene un efecto negativo sobre la expansión foliar y consecuentemente sobre el índice de área foliar.. 2.7 Temperatura del suelo. La temperatura del suelo es otro factor importante dentro del ciclo de los cultivos, principalmente para la germinación ya que condiciona la duración del período siembra emergencia y también para el período de Post emergencia. Las labranzas alteran el régimen térmico del suelo en dos sentidos, por un lado, porque se modifica la cobertura vegetal, con lo cual varía el coeficiente de reflexión que influye en la entrada y salida de energía calórica de la superficie del suelo, por otro lado, porque las labranzas modifican entre otras propiedades físicas del suelo, la densidad aparente, la porosidad y en contenido de agua del mismo (Marelli, Arce 1996).. Como consecuencia del incremento en la humedad del suelo y de la presencia de residuos vegetales en superficie, se ha determinado en suelos sin laboreo menores fluctuaciones de temperatura en la capa superficial del suelo (Unger 1978, Cox et al. 1990).. 18.

(35) 2.8 Rendimiento. La labranza de conservación es una de las opciones más viables para lograr la sostenibilidad de los recursos naturales suelo y agua, así como del rendimiento de los cultivos, Lal et al., (1990).. Martínez et al., (1990), utilizan el método del disco con y sin ajuste a regresión lineal, como técnica de muestreo para predecir la disponibilidad de materia seca. La disponibilidad de materia seca obtenida con y sin ajuste de la regresión difirió de la obtenida por el método de corte y la precisión fue mayor utilizando cinco marcos para la regresión. Por lo que se sugiere debe ser empleada en condiciones de producción.. Para cuantificar el rendimiento en materia seca es imprescindible obtener una muestra representativa del área, que en ocasiones puede ser muy heterogénea. La complejidad de la toma de muestras está vinculada a que las muestras no son absolutamente homogéneas, es decir, presentan discontinuidades tanto en la composición como el contenido del nutriente, pudiendo ser la heterogeneidad de la muestra tanto en tiempo como el espacio.. La FAO menciona que el rendimiento de los cultivos está estrechamente ligado a la productividad del suelo la cual, a su vez, depende del manejo dado (intervención mecánica). Los siguientes factores necesitan estar en óptima situación para el buen comportamiento del suelo y, por lo tanto, optimo crecimiento de la planta: Capacidad de retención de agua, Densidad, Porosidad y Estructura.. 19.

(36) CAPÍTULO III MATERIALES Y MÉTODOS. 3.1 Ubicación del experimento:. El presente trabajo de investigación se instaló y desarrolló en la parcela experimental del CIEPA-UNSA, en el periodo 2016-2018..  UBICACIÓN GEOGRÁFICA . LATITUD. : 16°19´33.6”S. . LONGITUD. : 72°13´02.1”O. . ALTITUD. : 1441 m.s.n.m..  UBICACIÓN POLÍTICA . DEPARTAMENTO. : AREQUIPA. . PROVINCIA. : CAYLLOMA. . DISTRITOS. : MAJES-PEDREGAL. Este proyecto fue patrocinado por la Universidad de San Agustin en convenio con Ciencia Activa (CONCYTEC), mediante el contrato de financiamiento No 036-2016.. El Distrito de majes presenta un clima desértico, las tempera alcanza valores maximos promedios de 26ºC y minimos de 12.1 ºC. La humedad relativa promedio es de 52%, los suelos de las Pampas de Majes y Siguas son suelos desérticos con textura arenosa a franco arenosa, con cantidades apreciables de materiales gruesos (piedras, guijarros, gravas) ..

(37) 3.1.1 Entorno edáfico. En el CUADRO N° 3, se muestra el análisis de suelo que se realizo en la parcela experimental, donde los resultados muestran que la textura del suelo es franco arenoso, la materia organica M.O es deficiente (0,18%) , el nitrógeno total es bajo (0,01%), el pH es ligeramente alcalino (7,12), el suelo no presenta problemas de salinidad ( 2,61mS/cm) y la capacidad de intercambia cationico C.I.C es de un nivel medio ( 21,904 cmol/kg).. Tabla 3: Resultados del análisis de suelo del terreno experimental. Análisis Físico Elemento Clase textural % Arena % Limo % Arcilla Elemento Materia Orgánica N total P K pH C.E. (mS/cm) C.I.C.. Análisis Químico Unidad (%) (%) (ppm) (ppm) pasta saturada pasta saturada (cmol/kg). Resultado Franco arenoso 76 19,2 4,8 Resultado 0,18 0,01 13,53 537,46 7,12 2,61 21,904. Fuente: Laboratorio de suelos de la facultad de AGRONOMÍA-UNSA (2017).. 3.2 Equipo y material vegetal, de campo y gabinete:. Material Vegetal . Semilla de maíz chalero. . Semilla de frejol. Material de Campo . Arado de discos. . Grada. . Rastra. . Arado de cinceles. 21.