EFECTO RESIDUAL DE DISTINTAS ALTERNATIVAS DE
DESCOMPACTACIÓN SOBRE PROPIEDADES FÍSICAS E HIDRÁULICAS
DE UN SUELO BAJO AGRICULTURA CONTINUA EN SIEMBRA
DIRECTA
Emanuel Adriel Díaz
Práctica Pre Profesional de Integración
Carrera de Ingeniería Agronómica
Facultad de Agronomía
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DE LA PROVINCIA DE
BUENOS AIRES
Azul, 24/04/2018
II
Aprobado por:
---
Veedor de la Facultad Presidente del Tribunal Evaluador
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Docente de la Facultad Miembro del Tribunal Evaluador
---
Docente de la Facultad Miembro del Tribunal Evaluador
III
DEDICATORIA
IV
AGRADECIMIENTOS
Ing. Agr. Carlos Vicente Bongiorno por realizar la dirección del trabajo dedicadamente, tanto en actividades a campo como en gabinete, poner movilidad propia, herramientas y gastos varios.
Ing. Agr. Juan Manuel Ressia por realizar la codirección del trabajo a la par del director, dedicadamente tanto en actividades a campo como en gabinete en el procesamiento de la información, poner movilidad propia y gastos varios.
Ing. Agr. Gustavo Oscar Mendivil por la colaboración en mediciones a campo, manejo de
las herramientas, poner movilidad propia y gastos varios.
Med. Vet. Carlos Villanueva, propietario del establecimiento “La Magnolia” donde se realizó el ensayo, por colaborar aportando el sitio e instalaciones.
Ing. Agr. Javier Alejandro Grosso por colaborar en el procesamiento de la información, búsquedas bibliográficas y aportes de su experiencia en la confección de su PPPI.
V
ÍNDICE DE CONTENIDOS
DEDICATORIA………..….III AGRADECIMIENTOS………...IV ÍNDICE DE CONTENIDOS………...….V ÍNDICE DE TABLAS………...……….VII ÍNDICE DE GRÁFICOS………...…VIII ÍNDICE DE FIGURAS………...IX ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS………...X RESUMEN………....…XI
1. INTRODUCCIÓN………...1
2. ANTECEDENTES……….2
2.1. PLANTEO DEL PROBLEMA………...9
3. OBJETIVOS………..10
3.1. Objetivo general………10
3.2. Objetivos específicos………..10
4. HIPÓTESIS………...10
5. MATERIALES Y MÉTODOS……….10
5.1. Sitio experimental y características del suelo……….……….10
5.1.1. Serie Balcarce……….………..………...11
5.1.2. Serie Cinco Cerros……..………12
5.2. Caracterización de las parcelas……….…………12
5.3. Características de la cosechadora sobre la cual se evaluó el efecto tráfico……….….13
5.4. Historial de labores de las parcelas e intensidad de tráfico previa al experimento…...….13
5.5. Diseño experimental y tratamientos resultantes………..…15
5.6. Variables respuestas………..…..15
5.6.1. Tasa de infiltración………..….15
5.6.2. Densidad aparente………...16
5.6.3. Resistencia a la penetración………..18
6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN……….19
6.1. Tasa de infiltración……….…..19
6.1.1. Curvas de infiltración ajustadas por Smith, en función de la descompactación y tráfico……….……..19
6.1.2. Tasa de infiltración básica y tasa de infiltración a los 30, 60, 90 y 120 minutos……….……….20
6.1.3. Efecto de la descompactación previa…..……….21
6.1.4. Efecto del tráfico instantáneo durante la cosecha………..23
VI
6.2.1. Efecto de la descompactación y su interacción con el trafico posterior...24
6.2.2. Efecto de la descompactación e interacción con los estratos analizados…………..26
6.2.3. Efecto del tráfico e interacción con los estratos analizados....……….28
6.2.4. Test Proctor………..30
6.3. Resistencia a la penetración………..….31
6.3.1. Efecto de la descompactación………...31
6.3.2. Efecto de la descompactación y su interacción con los estratos analizados……….…32
6.3.3. Efecto del tráfico e interacción con los estratos analizados...……….33
7. CONCLUSIONES………36
8. BIBLIOGRAFÍA………...…………37
9. ANEXOS………...43
9.1. ANOVAS Tasa de infiltración………..……42
9.1.1. ANOVA Tasa de infiltración a los 30 minutos……….43
9.1.2. ANOVA Tasa de infiltración a los 60 minutos……….43
9.1.3. ANOVA Tasa de infiltración a los 90 minutos……….43
9.1.4. ANOVA Tasa de infiltración a los 120 minutos………...44
9.1.5. ANOVA Tasa de infiltración básica…………...………44
9.2. ANOVA Densidad aparente……….…………...44
VII
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Características de la serie Balcarce………..……….11
Tabla 2: Características de la serie Cinco Cerros………..………..12
Tabla 3: Historial de labores en el sitio experimental………..………….………..……….14
Tabla 4: Tasa de infiltración promedio en función del tiempo y la descompactación
previa………...21
Tabla 5: Tasa de infiltración en función del tiempo y el tráfico de la cosechadora………23
Tabla 6: Densidad aparente en función del tráfico y descompactación previa………...26
Tabla 7: Densidad aparente en función de los estratos de muestreo y descompactación
previa………...26
Tabla 8: Densidad aparente en función del estrato de muestreo y el tráfico………..28
Tabla 9: Caracterización de los rodados…..……….29
Tabla 10: Densidad aparente Proctor máxima y Compactación Relativa en función de los
tratamientos de tráfico y los estratos de muestreo………..………30
Tabla 11: Resistencia a la penetración (RP) promedio hasta los 450 mm post labor de
descompactación (Grosso 2013) y RP residual en función de la descompactación previa………..31
Tabla 12: Resistencia a la penetración en función de los estratos de muestreo y la
descompactación previa………...32
Tabla 13: Resistencia a la penetración en función de los estratos de muestreo y el
tráfico...34
Tabla 14: Humedad a Proctor máxima (Grosso 2013) y humedad al momento de la determinación
VIII
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Tasa de infiltración ajustada por bloques para testigos ………...19
Gráfico 2: Tasa de infiltración ajustada por bloques, con descompactación superficial…….……...20
Gráfico 3: Tasa de infiltración ajustada por bloques, con descompactación profunda...………20
Gráfico 4: Tasa de infiltración ajustada promedio en función de la descompactación previa y tráfico
posterior en la cosecha (tf0 sin tráfico, tf1 con tráfico). ………..21
Gráfico 5: Tasa de infiltración ajustada promedio en función del tiempo y la descompactación
previa. ……….………22
Gráfico 6: Densidad aparente en función del tratamiento de descompactación y su interacción con
el tráfico………...………25
Gráfico 7: Densidad aparente en función de los estratos de muestreo y descompactación
previa………...27
Gráfico 8: Densidad aparente en función del tráfico y el estrato de muestreo………..……..28
Gráfico 9: Resistencia a la penetración en función de los estratos de muestreo y la
descompactación previa………..33
Gráfico 10: Resistencia a la penetración en función de los estratos de muestreo y el
IX
ÍNDICE DE FIGURAS
X
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS
Foto 1: Infiltrómetro de doble anillo en funcionamiento….………..……..……….…16
Foto 2: Barreno para la determinación de densidad aparente……..……….………17
Foto 3: Fraccionamiento de las muestras de suelo para la determinación de densidad aparente por
estratos………17
XI
RESUMEN
La compactación causada por el tránsito de maquinarias constituye un problema
importante en suelos agrícolas, afectando las propiedades físicas e hidráulicas de los mismos.
Existen alternativas de descompactación, entre ellas intervenciones mecánicas con
herramientas de labranza vertical.
En este trabajo se evalúa la residualidad de distintos tratamientos de descompactación
sobre un suelo bajo agricultura continua en siembra directa, y a su vez el efecto del tránsito
instantáneo reciente generado durante la cosecha, a través de los cambios ocurridos en algunas
propiedades físicas e hidráulicas a dos años de la descompactación.
Se realizó un experimento al sur del partido de Azul en un establecimiento agrícola, donde
se contrastaron 6 tratamientos resultantes de la combinación de descompactación previa y tráfico
instantáneo durante la cosecha.
El experimento contempló 4 repeticiones para cada uno de los 6 tratamientos contrastados,
mediante un diseño en parcelas divididas. Como variables respuestas se analizaron: tasa de
infiltración, densidad aparente y resistencia a la penetración. Sobre los datos obtenidos se realizó
el análisis de varianza y un test de comparación de medias (DMS; = 0,10).
La tasa de infiltración manifestó variaciones significativas para el tratamiento de
descompactación profunda a los 60 minutos siendo superior al testigo. La tasa de infiltración fue
influenciada negativamente por efecto del tráfico instantáneo.
La densidad aparente para la descompactación profunda fue un 2,84 % menor con
respecto al testigo, manifestándose el efecto en el estrato que trabajó este implemento. La
descompactación profunda tuvo un incremento de la densidad aparente por efecto del tráfico de
un 8,5 % y la superficial de un 5,8 %.
La descompactación provocó una menor resistencia a la penetración en los estratos que
trabajó cada implemento.
El efecto tráfico sobre la resistencia a la penetración tiene los mayores incrementos sobre
1
1. INTRODUCCIÓN
La compactación excesiva causada por el tránsito de maquinarias pesadas constituye un
problema importante en suelos agrícolas de diversas regiones del mundo (Gupta y Allmaras 1987;
Hamza y Anderson 2005; Spoor 2006). La preocupación sobre el impacto negativo de la
compactación excesiva se ha visto incrementada en los últimos años en la Argentina, en
consonancia con la intensificación agrícola y la expansión geográfica de la siembra directa (Álvarez
et al. 2009; Botta et al. 2007; Sasal et al. 2006; Senigagliesi y Ferrari 1993).
La Argentina ocupa el tercer lugar en el mundo en superficie manejada bajo Siembra
Directa (SD), 18 millones de hectáreas (Derpsch 2005). En este sistema de manejo, la
compactación del suelo es causada por la alta intensidad de tránsito resultante del pasaje de los
vehículos e implementos utilizados en la protección de los cultivos y en la cosecha. Ello ocurre
especialmente cuando estas operaciones son realizadas con el suelo húmedo y con alta presión en
los neumáticos (Botta et al. 2004).
Si bien el uso extensivo de la SD permitió reducir y limitar los procesos erosivos, la
degradación física provocada por el tránsito con suelo húmedo, asociada a la escasa difusión de
buenas prácticas agrícolas como: rotación de cultivos, nutrición estratégica, manejo integrado de
plagas, manejo eficiente y responsable de fitosanitarios (Aapresid 2010), se convirtió en el factor de
mayor riesgo en estos sistemas. La degradación física se manifiesta como una pérdida de la
porosidad de los suelos y está asociada a la textura, al contenido de materia orgánica y al peso y
presión de la maquinaria utilizada (Jorajuría 2005). Por otra parte, la intensificación en la
producción agrícola generó la aparición de equipos de mayor capacidad de trabajo (con el
consecuente incremento de su peso) y un mayor número de pasadas asociadas a tratamientos de
fertilización y protección del cultivo (contra malezas, plagas y enfermedades), aspectos que
generalizaron este problema (Gerster 2008).
La intensificación agrícola de manera no sustentable, trae consigo un efecto negativo sobre
las propiedades físicas e hidráulicas de los suelos, existiendo alternativas para mitigar estos
efectos. Entre las alternativas cabe mencionar las intervenciones mecánicas como el subsolado.
2
variable, existiendo escasa información al respecto.2. ANTECEDENTES
Se define a la compactación como el aumento de la densidad del suelo como resultado de
las cargas o presiones aplicadas al mismo. Su magnitud generalmente se expresa como un
aumento de la densidad aparente y de la resistencia del suelo a la penetración, estos parámetros
pueden alcanzar valores críticos que alteran el normal crecimiento de los cultivos. Las principales
causas de la compactación del suelo son las presiones generadas por el paso de rodados e
implementos agrícolas, el pisoteo animal y el reacomodamiento de las partículas de suelo en
planteos de trabajo sin laboreo (Richmond y Rillo 2006).
La compactación por tráfico de los estratos superficiales está causada por la presión
específica, que está estrechamente correlacionada con la superficie y la presión de inflado de los
neumáticos. La compactación de los estratos más profundos (mayores a 300-400 mm) está
determinada principalmente por la acumulación total de la carga, independientemente de la
extensión de la superficie en la que se distribuye la misma (Smith y Dickson 1990, citado por
Jorajuría y Draghi 2000).
Bacigaluppo y Gerster (2003) compararon sectores con y sin huella de maquinarias en
suelos argiudoles, encontraron diferencias en la densidad aparente hasta una profundidad de 310
mm.
En lo que respecta a resistencia a la penetración, Bowen et al. (1994) citan valores entre 900 y 1500 kPa como límites para impedir el crecimiento satisfactorio de las raíces, mientras que
Threadgill (1982) indicó que valores de índice de cono superiores a 1500 kPa dificultan el normal
desarrollo radicular y que por encima de 2500 kPa el crecimiento de raíces puede detenerse.
Con respecto a la densidad aparente, Reinert et al. (2001) mencionan como valores críticos para el normal crecimiento radical, 1,45 g/cm3 para suelos con horizonte de textura arcillosa, 1,55
g/cm3 para suelos con horizonte de textura media y 1,65 g/cm3 para suelos con textura arenosa.
Veihmeyer y Hendrickson (1948) determinaron que valores de 1,46 g/cm3 constituyen el umbral
crítico para el desarrollo radical de gramíneas en suelos arcillosos, mientras que para suelos
3
Una forma de abstraerse de la influencia de la textura sobre los umbrales de densidad
aparente que pueden afectar el normal crecimiento y desarrollo de los cultivos es a través del
indicador porcentaje de compactación relativa; éste es el cociente entre la densidad aparente a
campo y la densidad máxima en ensayos de test Proctor (Bruce 1955).
El test Proctor de máxima compactabilidad es una alternativa experimental que describe los
cambios en la densidad del suelo, la resistencia del suelo a la compactación sobre un rango de
contenidos de agua utilizando una cantidad constante de energía para la compactación (Aragón et al. 1996; Aragón et al. 2000; Barzegar et al. 2000; Díaz Zorita y Grosso 2000; Pecorari et al. 1996; Zhang et al. 1997). La densidad aparente máxima del suelo y el contenido de humedad a esa densidad aparente son los parámetros más importantes de este test. La máxima densidad aparente
puede ser usada como un valor de referencia para evaluar el estado de compactación de los
suelos (Hakansson y Lipiec 2000). El contenido de humedad en la máxima densidad Proctor
produce una baja estabilidad estructural de los suelos. Wagner et al. 1992, encontraron que el mejor efecto de los implementos de labranza sobre la desagregación del suelo se produce en el
contenido de agua correspondiente a la máxima compactabilidad del test Proctor. Aragón et al.
(1996) trabajaron en suelos del sudeste de la provincia de Buenos Aires y determinaron una
densidad aparente máxima, según el método de Proctor, de 1,45 g/cm3 para un suelo bajo
producción agrícola.
Carter (1990) encontró una relación entre la compactación relativa y la macroporosidad de
los suelos canadienses. Este autor identificó un rango de macroporosidad de 12-14 % vol/vol como
adecuado para mantener un medio aeróbico óptimo en suelos franco-arenosos. Ello se relacionó
con niveles de compactación relativa de 83-86 %.
La compactación del suelo provoca una reducción del tamaño de poros y ocasiona una gran
disminución del volumen de agua que pasa a través de ellos. Este concepto también explica por
qué la compactación de un suelo afecta la velocidad de infiltración y el movimiento de agua y
nutrientes hacia las raíces (Richmond y Rillo 2006).
A este inconveniente se le suma la baja capacidad de regeneración de la estructura de los
suelos limosos (los cuales solo están presentes en el norte de la región pampeana húmeda),
4
formar estructura masiva con encostramiento superficial y pérdida de la porosidad estructural
(Pilatti y Orellana 2000).
Los parámetros comúnmente utilizados para la medición de los efectos del tráfico sobre el
suelo son la densidad aparente y la resistencia a la penetración; independientemente de ello, las
propiedades relacionadas con el movimiento del agua son las que se ven más afectadas (Mur y
Balbuena 2014). La reducción de la tasa de infiltración aumenta las pérdidas por escurrimiento y
disminuye la reserva disponible para los cultivos (Gil et al. 1993).
La infiltración se define como la entrada de agua al suelo. Luego de este proceso, el agua
percola a través de los distintos horizontes y una parte llega a capas u horizontes más profundos. A
medida que avanza el agua se va cargando el perfil de agua retenida como agua útil. Muchos
factores del suelo afectan el control de la infiltración, así como también gobiernan el movimiento del
agua dentro del mismo y su distribución durante y después de la infiltración (Vélez y Vélez 2002).
Si se aplica agua a determinada superficie de suelo, a una velocidad uniforme, tarde o temprano se
llega a un punto en que la velocidad de aporte comienza a exceder la capacidad del suelo para
infiltrar agua; este exceso escurre si las condiciones de pendiente lo permiten o encharca si el
paisaje es plano. Entonces, la capacidad de infiltración, conocida también como “infiltrabilidad del
suelo” es simplemente el flujo que el perfil del suelo puede absorber a través de su superficie
cuando es mantenido en contacto con el agua a presión atmosférica. Mientras la velocidad de
aporte de agua a la superficie del suelo sea menor que la infiltrabilidad, el agua se infiltra tan
rápidamente como es aportada, esto indica que la velocidad de aporte determina la velocidad de
infiltración, el proceso es controlado por el flujo. Sin embargo, existe también la posibilidad que la
velocidad de aporte exceda la infiltrabilidad del suelo y en ese mismo momento esta última es la
que determina la velocidad real de infiltración; de ese modo, el proceso es controlado por las
características del perfil (Gurovich 1985).
Dentro de las metodologías para medir esta propiedad hidráulica existe el método del doble
anillo, desarrollado en sus orígenes por Munz (Custodio y Llamas 1976). Consiste en introducir dos
anillos concéntricos en el suelo hasta una profundidad de unos 100 mm, afectando lo menos
posible la superficie en la cual se va a realizar la medición. La función del anillo externo es evitar el
5
que sí se comete con el infiltrómetro de anillo simple. Chowdary et al. (2006), midieron la magnitud de la componente lateral en anillos simples y encontraron que dicha componente podía variar de
31,8 al 67,9 % mientras que en los infiltrometros de doble anillo era tan solo de 11,7-11,9 %, siendo
este el método más preciso.
Según Guevara-Pérez y Márquez-Romance (2012) los modelos más utilizados para estimar
la infiltración son los desarrollados por: Green y Ampt (1911), Philip (1957,1969), Mein y Larson
(1971,1973), Smith y Parlange (1978), Horton (1938), Holtan (1961), Overton (1964), Singh y Yu
(1990), Grigorjev y Iritz (1991), Soil Conservation Service (1956,1971), Kostiakov (1932), Huggins y
Monke (1966), Smith (1972) y Collis-George (1977).
Lipiec et al. (2009) afirma que la metodología más utilizada y precisa para el ajuste de curvas de infiltración de campo obtenidas mediante el método del doble anillo, es la ecuación de
Kostiakov modificada por Smith (1972), introduciendo el término ƒc.
ƒ=α.t-β+ƒ
c
Donde:
ƒ: infiltración instantánea en el suelo ƒc: tasa de infiltración básica
t: tiempo que permanece el agua en el suelo desde que comienza el ensayo
α: coeficiente relacionado con el valor de la infiltración inicial, influyen en su valor las condiciones de humedad inicial y de compactación de la superficie del suelo
β: coeficiente relacionado directamente con la textura del suelo
Los coeficientes α y β se obtienen a partir de información obtenida en ensayos de campo,
con el uso de planillas de cálculo se facilita la tarea, se copian dos columnas con los valores de
Infiltración acumulada y tiempo, y luego el programa estadístico (SPSS utilizado en esta
investigación) ajusta la ecuación potencial y permite obtener los coeficientes α y β.
Hace unos años se utilizaba gráficos doble logarítmicos ploteando en abscisas el tiempo
acumulado y en ordenadas la infiltración acumulada, para luego trazar a mano la recta que mejor
se ajuste a los datos y encontrar los coeficientes. β, que representa la pendiente de la recta, se
obtiene directamente a partir de dos puntos cualesquiera, sólo que deben corresponder al mismo
6
calcular el antilogaritmo de dicho valor (Marano s.f.).Esta ecuación, a diferencia de la desarrollada inicialmente por Kostiakov (1932), no tiene la
limitante de que cuando t aumenta, ƒ tiende a cero, lo que no ocurre en realidad. Con la incorporación del parámetro ƒc se logra un mejor ajuste. Al principio cuando el suelo está más seco,
la velocidad de infiltración es más rápida; luego disminuye hasta que llega un momento en que se
hace más o menos constante (Leo s.f.). Cuando se alcanza este valor constante es donde se
alcanza la tasa de infiltración básica, y se caracteriza por un régimen relativamente estabilizado al
que se llega a lo largo del tiempo cuando el agua ha ocupado la totalidad del espacio poroso del
suelo (Horton 1940).
Existen diversos estudios que han investigado la infiltración en suelos bajo SD, dando
resultados disímiles. Varios autores sostienen que hay mayor tasa de infiltración en suelos bajo SD
(Baumhart y Lescano 1996; Benjamin 1993; Chang y Lindwall 1992; Fontanetto y Keller 1998;
Quiroga et al. 1998). Por el contrario Horne et al. (1992), en suelos de texturas limosas, encontraron menor tasa de infiltración en SD comparada con labranza mínima y convencional. Esta
propiedad también ha sido estudiada en suelos bajo SD de la Pampa Ondulada, existiendo
informes de menor infiltración bajo este sistema (Sasal et al. 2006), mientras existen investigaciones que informan mayor tasa de infiltración en SD para sitios ubicados en las
provincias de Buenos Aires, Santa Fe, Córdoba y San Luis (Steinbach y Álvarez 2007).
La infiltración cuando se mide a flujo saturado, está gobernada por la conductividad
hidráulica cuando el suelo está saturado. Esta es una medida constante de la facilidad con la que
el agua pasa a través de un medio natural (Custodio y Llamas 1976).
Porta et al. (1999) observaron que la infiltración se ve alterada por cambios estructurales debido a procesos naturales o a actividades de manejo. Amerman (1983) utiliza la tasa de
infiltración como un índice edáfico para medir la incidencia de determinadas prácticas culturales.
En este sentido, la infiltración se estudia como una variable dependiente de las prácticas culturales
o de la influencia humana en la explotación del medio (Sepúlveda 1999).
Etana et al. (2012) encontraron efectos significativos de la compactación del suelo por tráfico de una cosechadora de remolacha azucarera luego de 14 años de efectuado el mismo.
7
compactación subsuperficial, mientras que en la conductividad hidráulica las diferencias fueron
menores y de mayor variabilidad.
En la actualidad, existen prácticas para revertir los efectos de la compactación, tales como
la descompactaciòn mecánica del suelo. Esta operación se debería realizar siempre ligeramente
por debajo de la profundidad de la zona compactada (Schuler y Wood 1992). Esto evitaría una
innecesaria pérdida de capacidad portante del suelo en profundidad, con el consiguiente riesgo de
una futura recompactación, permitiendo además ahorrar energía. La descompactación con un
implemento superficial, a una profundidad de trabajo próxima a los 200 mm, permite una labor
energéticamente más eficiente que con el descompactador profundo, a una profundidad de trabajo
de 300 mm (Grosso 2013), por lo que se debe identificar con precisión la problemática y ver que
corresponde hacer y a que profundidad esta la limitante para hacer un uso eficiente de la labor.
Es importante señalar que el problema de la compactación de los suelos agrícolas
difícilmente termine con la descompactación mecánica. Un suelo, al ser laboreado, pierde buena
parte de su capacidad portante, es decir su capacidad para soportar cargas aplicadas sobre él,
tornándose más susceptible a procesos de recompactación posterior. Ante esa situación, los
procesos de reconsolidación que se desarrollan una vez que el suelo es removido, podrían
acelerarse con un inadecuado manejo posterior (Spoor et al. 2003).
Dexter (1991) sostiene que un suelo con inadecuadas condiciones físicas (sin agregación,
masivo, duro, anaeróbico) puede ser transformado temporalmente, a través de la labranza, en un
suelo con estructura aparentemente cercana a la óptima. Sin embargo, esta estructura está lejos
de encontrarse en equilibrio, siendo inestable mecánicamente, con posibilidades de colapsar
cuando se humedece, pudiendo quedar físicamente tan mal o a veces peor que antes del laboreo.
Busscher et al. (1986), observaron que, en un suelo franco arenoso, débilmente estructurado, la resistencia postlabor se incrementó de 1500 a 2500 kPa en el lapso de un año.
Desde entonces, el estado mecánico del suelo se tornó restrictivo para las raíces y toda la traza del
subsolado previo había desaparecido dentro de los dos años posteriores a la labranza.
Sojka et al. (1990), trabajando en un suelo franco arenoso, encontraron que la reconsolidación después de la descompactación mediante un subsolador alado, ocurrió dentro de
8
descompactación habían desaparecido al final de la estación del cultivo.
Unger (1993) encontró que el aflojamiento del suelo, a través del cincelado, era de corta
duración debido a las subsecuentes labranzas que provocaron la reconsolidaciòn del suelo.
Barber (1994) probó diferentes labranzas y en todas ellas observó una reducción de la
resistencia del suelo por efecto de la labranza. Sin embargo, en todas ellas se produjo
recompactación, alcanzándose valores de resistencia a la penetración restrictivos para la raíz,
después de los dos años de la labor.
Luego de descompactar con el objetivo de mejorar las condiciones físicas de los suelos, se
sigue transitando para sembrar, pulverizar, cosechar, sacar los granos del lote con tractores y
máquinas cada vez más pesadas y potentes. O sea que se vuelve al principio, a producir procesos
de compactación más severos si no se controla el tráfico, como así también la selección de los
rodados, con lo cual el problema seguiría existiendo luego de una labor de descompactación.
Las características de la maquinaria, como peso de las mismas, presión de inflado de los
neumáticos y superficie de contacto rueda-suelo, están directamente relacionadas con la
compactación (Botta et al. 2002).
Van Dijck y Van Asch (2001) examinaron el efecto de la compactación por tráfico sobre
parámetros involucrados en el movimiento del agua y encontraron diferencias significativas para la
tasa de infiltración básica; en ese experimento la huella tuvo valores de 7,6 mm/h inferiores que los
encontrados en el entresurco el cual no fue traficado.
Soracco et al. (2008) trabajaron en laboratorio sobre muestras de suelo sometidas a tres niveles de compactación y cuantificaron una tasa de infiltración básica significativamente más alta
en el tratamiento sin compactar con respecto al compactado, no detectándose diferencias entre los
tratamientos con distinto grado de compactación. Li et al. (2009) evaluaron el efecto de la compactación del suelo a través de distintas cargas sobre el eje trasero y determinaron una
disminución exponencial en la tasa de infiltración básica a medida que aumentaba la carga. Li et al.
(2001) hallaron un efecto significativo de la compactación del suelo sobre la tasa de infiltración
básica, siendo la diferencia 4 a 5 veces mayor para un suelo sin transitar respecto a uno transitado.
9
encontraron una disminución notable en la capacidad del suelo para absorber agua por capilaridad
(sortividad) con el aumento del tránsito.
Alakukku (1996) reporta reducciones significativas en la conductividad hidráulica producto
de la compactación del suelo en la huella, en comparación con la de las áreas no disturbadas, lo
cual fue asociado con un incremento de la densidad aparente y una disminución de la
macroporosidad.
Spoor et al. (2003) concluyen que cuanto mayor sea el período entre la descompactación de un suelo y su sometimiento a una carga posterior por tráfico, más permanente y exitosa será la
mejora lograda con la descompactación. Ese período sería vital para que el suelo se estabilice.
Esto no hace más que indicar la incidencia superlativa del tráfico sobre el proceso de
reconsolidación y posible recompactación del suelo descompactado.
A medida que un lote es utilizado para cultivos con o sin laboreos, suceden cambios
referidos al balance de materia orgánica y al de algunas fracciones de esta en particular. Su
disminución también esta vinculada con la calidad de la estructura, su estabilidad y los cambios en
la distribución de poros. También hay mecanismos biológicos que contribuyen a esa estabilización
del suelo, por lo tanto se deben tener en cuenta luego de una descompactación física, porque sin la
acción de estos hay alta susceptibilidad para la vuelta del problema.
2.1. PLANTEO DEL PROBLEMA
La compactación de suelos es un fenómeno costoso de corregir y conlleva el riesgo de
recompactación cuando se opta solo por la descompactación mecánica. El motivo de la presente
investigación fue aportar conocimientos acerca de la reconsolidación de suelos agrícolas bajo
siembra directa sometidos a descompactación mecánica, así como también acerca de la manera
10
3. OBJETIVOS
3.1. Objetivo general
Evaluar la residualidad de distintos tratamientos de descompactación, a través de
algunas propiedades físicas e hidráulicas, sobre un suelo bajo siembra directa, luego de dos años
de realizadas dichas labores de descompactación, y el efecto del tránsito instantáneo reciente
generado durante la cosecha.
3.2. Objetivos específicos
Evaluar la incidencia de la descompactación del suelo sobre la tasa de infiltración.
Cuantificar variaciones en la densidad aparente y la resistencia a la penetración en
los tratamientos de descompactación.
Evaluar el efecto del tráfico de la cosechadora sobre las propiedades físicas e
hidráulicas.
4. HIPÓTESIS
Suelos bajo siembra directa sometidos a descompactación mecánica presentan, a
los dos años de realizada la labor, una mejor condición (en términos de tasa de infiltración,
densidad aparente y resistencia a la penetración) que los no descompactados.
La descompactación profunda presenta mayores tasas de infiltración básica que la
descompactación superficial.
El tránsito de la cosechadora modifica las propiedades del suelo, afectando
negativamente la residualidad de los tratamientos de descompactación.
5. MATERIALES Y MÉTODOS
5.1. Sitio experimental y características del suelo
11
descompactación de suelos bajo siembra directa (Grosso 2013). El mismo se encuentra ubicado en
el establecimiento agrícola “La Magnolia”, sobre la ruta nacional Nº 3, km 327 (Latitud Sur 37º 01’
07’’, Longitud Oeste 59º 55’ 28’’), en el Sur del partido de Azul.
El potrero posee una larga historia agrícola, habiendo sido sometido a agricultura continua
bajo siembra directa desde el año 1995 hasta la actualidad. La rotación habitual que se ha llevado
adelante desde ese entonces es trigo-soja y cebada-soja, aunque en los tres últimos años sólo se
sembró soja. Esta rotación es un factor que ha desvirtuado los objetivos que se persiguen al
adoptar la siembra directa como practica de manejo de suelos de largo plazo, es decir para
planteos racionales y sustentables de agricultura continua.
La posición en el paisaje donde se encuentra el sitio experimental es una loma y de acuerdo
a la Carta de Suelos de la República Argentina 3760-22 los suelos corresponden al complejo Bal
26, compuesto por serie Balcarce (40 %), Cinco Cerros (40 %) y Sierra de los Padres (20 %) (INTA
Cartas de suelo 1982-83). Los datos analíticos de las series predominantes de este complejo
(Balcarce y Cinco Cerros) se describen en las tablas 1 y 2, respectivamente.
5.1.1. Serie Balcarce
Tabla 1: Características de la serie Balcarce. (A: Arena, M: Media, F: Fina)
Horizontes Ap BA Bt1 Bt2 2Ckkm
Profundidad (mm) 50 a 150 250 a 300 350 a 500 600 a 700 700 a +
Mat. orgánica (%) 7,06 4,54 2,06 1,1 NA
Arcilla < 2 µ (%) 25,7 27,8 31,3 29,3 NA
Limo 2-20 µ (%) 13 12,1 15,5 13,6 NA
Limo 2-50 µ (%) 31,5 27,3 28,3 35 NA
A-M-F 50-100 µ (%) 41,6 43,2 39 34,8 NA
A-F 100-250 µ (%) 1,2 1,7 1,4 0,9 NA
Textura Franco franco arcillo
arenoso
franco arcilloso
franco arcilloso
tosca en plancha Argiudol algo somero por tosca cercana, mal clasificado como:
12
5.1.2. Serie Cinco Cerros
Tabla 2: Características de la serie Cinco Cerros. (A: Arena, M: Media, F: Fina, G: Gruesa)
Estos suelos se caracterizan por tener un contenido de arcilla de entre un 30 y un 35 % en
la profundidad en que trabajaron los implementos de descompactación. Por otra parte, en todas las
mediciones de densidad aparente y resistencia a la penetración realizadas, se comprobó la
ausencia de tosca hasta los 450 mm de profundidad.
5.2. Caracterización de las parcelas
Los tratamientos iniciales, realizados dos años antes de los actuales, fueron: 1) testigo, sin
descompactación; 2) descompactación superficial mediante rejas aladas (150-200 mm) y 3)
descompactación profunda mediante cuerpos paratill (300-350 mm); detalles de estos tratamientos fueron descriptos por Grosso (2013).
A los tratamientos anteriores se les sumó, en el actual trabajo, el tránsito de la cosechadora
de la cosecha inmediata anterior. Quedaron definidos así seis tratamientos.
Horizontes Ap Bt 2Ckkm
Profundidad (mm) 0 a 230 230 a 450 450 a +
Mat. orgánica (%) 6,02 2,63 NA
Arcilla < 2 µ (%) 30,7 41,8 NA
Limo 2-20 µ (%) 15,1 10,6 NA
Limo 2-50 µ (%) 30,9 24,9 NA
A-M-F 50-75 µ (%) 25,7 18,6 NA
A-M-F 75-100 µ (%) 7,3 9,9 NA
A-F 100-250 µ (%) 5 3,6 NA
A-M 250-500 µ (%) 0,2 0,9 NA
A-G 500-1000 µ (%) 0,2 0,3 NA
Textura franco arcilloso Arcilloso Tosca
13
La cosecha se realizó en sentido perpendicular al lado mayor de las parcelas originales del
ensayo inicial, obteniéndose el diseño que se presenta en la Figura 1.
Figura 1: Diseño de las parcelas.
5.3. Características de la cosechadora sobre la cual se evaluó el efecto tráfico
La máquina cosechadora utilizada fue una Class Lexion 750 R con tracción mediante
orugas de goma en el eje delantero. El ancho de pisada de cada banda fue de 900 mm y el largo
de pisada de 2200 mm por lo que la superficie de pisada del eje delantero fue de 3,96 m2. La
máquina pesaba un total de 17950 kg con tolva vacía, distribuyéndose 12200 kg en el eje delantero
y 5750 kg en el eje trasero. En el eje trasero la máquina estaba equipada con neumáticos 500/70
R24, por lo que la superficie de pisada fue de 0,68 m2 en este eje. La capacidad de la tolva era de
10500 litros. La máquina en el momento de cosecha portaba un cabezal flexible de 12,19 m de
corte, por lo que es considerada una máquina de gran capacidad de trabajo en el parque de
maquinarias. Durante la cosecha se tuvo especial cuidado en que no ingrese ningún otro equipo al
sitio experimental.
5.4. Historial de labores de las parcelas e intensidad de tráfico previa al experimento
Se realizó el historial de labores desde que se comenzó la investigación en 2013 (Grosso
2013) hasta el momento previo a la toma de muestras. En la tabla 3 se describen los implementos
14
Tabla 3: Historial de labores en el sitio experimental.
Año Mes Labor Equipo
Peso a media carga(tn) Ancho de labor (m) Intensidad de tráfico (tn x km)/ha
2012 Noviembre Siembra
Tractor Case mx180 + Sembradora Gherardi AirDrill
22,000 9,87 22,29
2012 Noviembre Pulverización
Pulverizadora Mercedes Benz
Unimog 416 4,108 31 1,33
2012 Abril Cosecha Cosechadora Class
Tucano 470 30 pies 19,800 8,33 23,77
2013 Septiembre Pulverización
Pulverizadora Mercedes Benz
Unimog 416 4,108 31 1,33
2013 Noviembre Siembra
Tractor Case mx180 + sembradora Gherardi AirDrill
21,825 9,87 22,29
2013 Noviembre Pulverización Pulverizadora
Metalfor 3200 7,785 28 2,78
2014 Enero Pulverización Pulverizadora
Metalfor 3200 7,785 28 2,78
2014 Mayo Cosecha
Cosechadora Class Lexion 750 R
40 pies
25,500 12 21,25
2014 Octubre Pulverización Pulverizadora
Metalfor 3200 7,785 28 2,78
2014 Noviembre Siembra
Tractor Case mx180 + Sembradora Gherardi AirDrill
22,000 9,87 22,29
2014 Diciembre Pulverización Pulverizadora
Metalfor 3200 7,785 28 2,78
2015 Febrero Pulverización Pulverizadora
Metalfor 3200 7,785 28 2,78
2015 Mayo Cosecha
Cosechadora Class Lexion 750 R 40
pies
25,5 12 21,25
Desde la realización de las labores de descompactación realizadas por Grosso (2013) se
monitoreó la intensidad de tráfico. Para esto se consideraron las características de los equipos y el
historial de labores. La intensidad de tráfico acumulada hasta la instancia previa a la cosecha del
segundo ciclo de cultivo fue de 128,45 (tn x km)/ha. Este tráfico fue aplicado de manera aleatoria
sobre la superficie. La cosecha del segundo cultivo incrementó la intensidad de tráfico acumulada,
15
5.5. Diseño experimental y tratamientos resultantes
El experimento contempló 4 repeticiones para cada uno de los 6 tratamientos contrastados,
mediante un diseño en parcelas divididas. Las parcelas de descompactación originales tuvieron 25
m de ancho y 230 m de largo. Dentro de ellas se seleccionaron aleatoriamente, las subparcelas,
que incluyeron a los sectores con y sin tránsito de la cosechadora, donde se analizaron las
variables respuesta. Las subparcelas consideradas “sin tráfico” tuvieron una base de tráfico
aleatorio de las labores durante los dos años previos. Las subparcelas consideradas “con tráfico”
tuvieron, sobre esa base aleatoria, el tráfico generado por la cosechadora del segundo ciclo de
cultivo. Los tratamientos resultantes fueron:
1) testigo con tráfico
2) testigo sin tráfico
3) descompactación superficial con tráfico
4) descompactación superficial sin tráfico
5) descompactación profunda con tráfico
6) descompactación profunda sin tráfico
5.6. Variables respuesta
Las mediciones a campo y toma de muestras se realizaron luego de la cosecha de soja
correspondiente a la campaña 2014-2015, habiendo transcurrido dos años desde los tratamientos
de descompactación. Como variables respuesta se analizaron: tasa de infiltración, densidad
aparente y resistencia a la penetración.
5.6.1. Tasa de infiltración
Para esta medición se utilizó el método del doble anillo desarrollado por Munz y descripto
por Custodio y Llamas (1976), (Foto 1). El diámetro del anillo exterior fue de 530 mm y el del anillo
16
esta mantuvo la carga hidráulica constante en 40 mm. El anillo exterior fue abastecido con un
sistema de flotante automatizado, manteniendo la misma altura de lámina que el anillo interior, para
evitar el flujo lateral que podría ocasionar errores en la medición.
Foto 1: Infiltrómetro de doble anillo en funcionamiento.
Las lecturas en la botella durante la primera hora de ensayo se realizaron en lapsos breves
(desde 1 a 5 minutos) y luego se incrementaron a 10 minutos hasta que el consumo de agua fuera
constante en 3 mediciones como mínimo. Con las lecturas de cada medición se procedió a calcular
la tasa de infiltración y realizar las curvas de infiltración en función del tiempo en cada tratamiento.
Las curvas de infiltración de campo fueron ajustadas mediante la ecuación de Kostiakov
modificada por Smith (1972) utilizando el software estadístico SPSS A (2005).
Se realizaron cuatro mediciones de infiltración por subparcela de descompactación y tráfico,
por la combinación resultante de ambos se realizaron 24 ensayos de infiltración en el sitio
experimental (12 mediciones para los tratamientos de descompactación sin tráfico visible y 12
mediciones para los tratamientos de descompactación con tráfico visible generado en la cosecha).
Una vez ajustadas las curvas de campo, se procedió a determinar el parámetro ƒc (tasa de
infiltración básica), así como también la tasa de infiltración ajustada a los 30, 60, 90 y 120 minutos
de comenzadas las mediciones. Estas variables fueron luego analizadas estadísticamente.
5.6.2. Densidad aparente
Las mediciones se realizaron con una metodología adaptada del método del cilindro (Blake
17
2), equipado en su interior con una camisa de acrílico, que permitió extraer las muestras
inalteradas hasta la profundidad final en una sola operación de inserción. Se tomaron dos muestras
de suelo por subparcela, totalizando 48 puntos de muestreo hasta los 450 mm de profundidad. Una
vez obtenidas las muestras, se segmentaron en los estratos que interesaban: 0-100, 100-200,
200-300 y 200-300-450 mm (Foto 3). Las muestras obtenidas por estratos se colocaron en capsulas y se
llevaron a estufa a 60º C hasta peso constante. Con el peso de las muestras y el volumen ocupado
por ellas se procedió a calcular la densidad aparente para los cuatro estratos.
Foto 2: Barreno para la determinación de densidad aparente.
18
5.6.3. Resistencia a la penetración
Esta fue medida con un penetrómetro de cono FIELDSCOUT SC-900 (foto 4), construido
bajo norma ASABE S313 (ASABE 2008), con almacenamiento digital de la información. La toma de
datos fue cada 25 mm, desde la superficie y hasta los 450 mm de profundidad, con estas
mediciones se determinó la resistencia a la penetración para cuatro estratos (0-100, 100-200,
200-300 y 200-300-450 mm asignándose el valor promedio de 4 determinaciones para los tres primeros
estratos y el valor promedio de 6 determinaciones para el ultimo estrato). Se realizaron 10
mediciones en forma aleatoria en cada una de las subparcelas, realizándose en total 240
mediciones.
Foto 4: Penetrómetro de cono con almacenamiento digital.
Los resultados de los parámetros medidos fueron analizados a través de un análisis de
varianza. En aquellas situaciones en que el ANOVA detectó diferencias, se realizaron
comparaciones de medias mediante el Test de Tukey de diferencias mínimas significativas (DMS;
19
6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.1. Tasa de infiltración
6.1.1. Curvas de Infiltración ajustadas ajustadas por Smith, en función de la
descompactación y el tráfico
El tráfico y las labores afectaron las curvas de infiltración (gráfico 1, 2 y 3). Se identificó una
tendencia de encontrar mayores valores de infiltración en los tramos iniciales de las curvas (hasta
los 60-70 minutos) en los tratamientos que poseían labores de descompactación, así como también
una mayor heterogeneidad entre los bloques analizados en ausencia de tráfico. Por otra parte, el
tráfico disminuyó la heterogeneidad de las mediciones entre bloques, independientemente de la
descompactación. La amplia dispersión entre los tratamientos con descompactación antes de ser
traficados estaría reflejando parte del efecto de remoción previa del suelo (lo cual podría causar
flujo preferencial por grietas de la descompactación), como así también parte de la posible base de
tráfico aleatorio durante los dos ciclos previos a esta investigación.
20
Gráfico 2: Tasa de infiltración ajustada por bloques con descompactación superficial.
Gráfico 3: Tasa de infiltración ajustada por bloques con descompactación profunda.
6.1.2. Tasa de infiltración básica y tasa de infiltración a los 30, 60, 90 y 120 minutos
La tasa de infiltración manifestó una tendencia similar en todas las instancias analizadas,
siendo siempre mayores los valores de infiltración en los tratamientos con descompactación previa
en su historial respecto al testigo sin descompactación (gráfico 4).
El análisis estadístico solo detectó diferencias significativas para la labor de
descompactación profunda cuando se analizó la tasa de infiltración a los 60 minutos, presentando
mayores valores que el testigo en este tiempo mencionado; no sucedió lo mismo para la
descompactación superficial, la cual no difirió significativamente del testigo (tabla 4).
Para el resto de las instancias de comparación (30, 90, 120 minutos y tasa de infiltración
básica), las diferencias entre descompactados respecto al testigo no fueron significativas a pesar
de existir una tendencia a presentar mayores valores de infiltración en los tratamientos con
descompactación en su historial (tabla 4).
En los análisis de la varianza realizados en las comparaciones en los distintos tiempos,
21
descompactación previa y tráfico de la cosechadora (anexos).
Gráfico 4: Tasa de infiltración ajustada promedio en función de la descompactación previa y tráfico posterior en la cosecha (tf 0 sin tráfico, tf 1 con tráfico).
6.1.3. Efecto de la descompactación
La descompactación previa presentó efectos significativos para la descompactación
profunda cuando se evaluó la infiltración a los 60 minutos (tabla 4), diferenciándose la
descompactación profunda del testigo por presentar mayores valores de tasa de infiltración.
Tabla 4: Tasa de infiltración promedio en función del tiempo y la descompactación previa.
Descompactación/Tiempo
Tasa de infiltración a los 30 minutos
(mm/h)
Tasa de infiltración a los 60 minutos
(mm/h)
Tasa de infiltración a los 90 minutos
(mm/h)
Tasa de infiltración a los
120 minutos (mm/h)
Tasa de infiltración básica(mm/h)
Profunda 209,25 A 207,50 A 166,66 A 158,36 A 132,21 A
Superficial 194,91 A 176,1 AB 161,24 A 152,56 A 95,83 A
Testigo 105,76 A 100,90 B 98,54 A 97,44 A 93,94 A
22
Gráfico 5: Tasa de infiltración ajustada promedio en función del tiempo y la descompactación previa.
Los mayores valores de infiltración para la descompactación profunda a los 60 minutos
indican la persistencia de sus efectos dos años después de realizada la labor. Esta mayor tasa de
infiltración para la descompactación profunda puede estar relacionada con un aumento de la
velocidad con la que el agua se mueve en el suelo cuando atraviesa la capa descompactada.
Si bien el análisis de la densidad aparente (DAP) se hace más adelante, es importante
mencionar la menor DAP para la descompactación profunda con respecto al testigo en el estrato
200-300 mm, lo que puede explicar la mayor tasa de infiltración, correspondiéndose a un aumento
del espacio poroso por efecto de la remoción previa (gráfico 6).
La menor tasa de infiltración de la descompactación superficial determinada a los 60
minutos, respecto a la profunda, se debería a la mayor intensidad de roturación producida por la
descompactación superficial realizada por Grosso (2013), conservando menor macroporosidad y
siendo más susceptible a recompactación, si bien estadísticamente no difiere de la
descompactación profunda ni del testigo.
Aunque las diferencias a los 30, 90 y 120 minutos no fueron significativas, existió una
tendencia a que los tratamientos con descompactación previa presentaran mayores valores de
tasas de infiltración que el testigo.
Cuando se alcanzó la tasa de infiltración básica, los tratamientos de descompactación y el
23
significativas. Al comienzo las diferencias fueron superiores al 100 % y se redujeron a un 40 %
cuando se alcanzó la tasa de infiltración básica.
Esta disminución en las variaciones de la tasa de infiltración a lo largo de los tiempos
analizados y cuando se alcanza la tasa de infiltración básica, podría atribuirse a variaciones en las
características internas del perfil, como textura y actividad biológica (Gurovich 1985), siendo los
horizontes más profundos (menos permeables) los que gobiernan el movimiento del agua en el
tiempo en el que se alcanza la infiltración básica y no las capas descompactadas.
6.1.4. Efecto del tráfico instantáneo durante la cosecha
La tasa de infiltración básica como así también la tasa de infiltración a los 30, 60, 90 y 120
minutos de comenzadas las mediciones, fue afectada significativamente por el efecto del tráfico de
la cosechadora, resultando siempre mayores los valores de infiltración cuando las parcelas no
poseían tráfico (tabla 5).
Tabla 5: Tasa de infiltración promedio en función del tiempo y el tráfico de la cosechadora.
Tráfico/Tiempo
Tasa de infiltración a los
30 minutos (mm/h)
Tasa de infiltración a los
60 minutos (mm/h)
Tasa de infiltración a los
90 minutos (mm/h) Tasa de infiltración a los 120 minutos (mm/h) Tasa de infiltración básica(mm/h )
Sin tráfico 241,07 A 220,56 A 204,41 A 194,97 A 135,63 A
Con tráfico 92,22 B 84,33 B 79,88 B 77,28 B 79,03 B
Disminución porcentual de la tasa de infiltración por
efecto del tráfico
62% 62% 61% 61% 41%
Letras mayúsculas distintas entre filas indican diferencias significativas entre los tratamientos de tráfico.
Los tratamientos con tráfico alcanzaron la tasa de infiltración básica a los 90 minutos,
mientras que los sin tráfico lo hicieron a los 120 minutos. Esto podría deberse a que el rodado
estaría produciendo el colapso de los macroporos y por ende el agua se movería con mayor
dificultad en la matriz del suelo. En los tratamientos sin tráfico donde este sistema de poros no es
alterado, la tasa de infiltración básica fue mayor, así como también los tiempos en los que se
alcanzó la misma. Esto es coincidente con lo mencionado por Alakukku (1996) que asocia la
variable tráfico con la disminución de la macroporosidad del suelo, siendo este tipo de poros los
24
tasa de infiltración básica.Estas diferencias se pueden atribuir a que la infiltración pasó a estar gobernada por los
horizontes más profundos y menos permeables (debido a su textura más arcillosa y con menor
actividad biológica); a su vez donde el tráfico no tendría efectos importantes sobre estos horizontes
por llegar con menor presión.
En esta investigación, la tasa de infiltración básica disminuyó 56,6 mm/h debido al efecto
del tráfico de la cosechadora, representando en términos porcentuales un 42 %. Estos resultados
son similares en tendencia, a los obtenidos por Van Dijck y Van Asch(2001) quienes encontraron que la tasa de infiltración básica inmediata luego de traficar, donde no hubo efecto del tráfico tuvo
mayores valores respecto a las zonas traficadas, siendo la diferencia de 7,6 mm/h.
Otro resultado coincidente con esta investigación fue el obtenido en el trabajo desarrollado
por Li et al. (2001). Estos autores trabajaron con un tractor de 4078,86 kg equipado con rodado convencional, y encontraron que las parcelas que no poseían tráfico tenían una tasa de infiltración
4 ó 5 veces mayor que las traficadas, con la diferencia que las mediciones se realizaron
inmediatamente a posteriori del tráfico.
6.2. Densidad aparente (DAP)
6.2.1. Efecto de la descompactación y su interacción con el tráfico posterior
En ausencia de tráfico, solamente la descompactación profunda se diferenció
significativamente de la descompactación superficial y del testigo por tener una menor DAP (gráfico
6), existiendo efecto residual de la labor de descompactación profunda. Los efectos de la labor de
25
Gráfico 6: Densidad aparente en función del tratamiento de descompactación y su interacción con el tráfico.
El efecto de la descompactación profunda desapareció cuando el suelo fue traficado,
borrándose todo efecto residual de la labor de descompactación realizada por Grosso (2013). El
incremento porcentual de la DAP, por efecto del tráfico, resultó ser mayor para los tratamientos de
descompactación comparados con el testigo (tabla 6).
Este mayor incremento de la DAP cuando el suelo tuvo labores de descompactación, indica
el especial cuidado que se debe tener en el manejo del tráfico luego de una labor de
descompactación, ya que se alcanzan valores de DAP superiores al del testigo con tráfico,
produciendo sobrecompactación y convirtiendo la solución de descompactación mecánica en un
problema de mayor gravedad que la condición inicial, coincidente con lo manifestado por Jorajuría
y Draghi 2000.
Los valores de DAP, se acercaron a los valores críticos citados por Veihmeyer y
Hendrickson (1948) de 1,46 g/cm3, cuando los tratamientos fueron descompactados y luego
recibieron el tráfico de la cosechadora, siendo aún estos valores, superiores a la condición del
26
Tabla 6: Densidad aparente en función del tráfico y descompactación previa.
Descompactación/Tráfico Sin tráfico tf 0 (DAP g/cm3)
Con tráfico tf 1 (DAP g/cm3)
Incremento porcentual DAP por efecto tráfico
Testigo 1,278 a A 1,273 a A 0,4%
Superficial 1,246 a AB 1,318 b A 5,8%
Profunda 1,217 a B 1,32 b A 8,5%
Letras minúsculas distintas entre columnas indican diferencias significativas entre distintos tratamientos de tráficos e igual tratamiento descompactación.
Letras mayúsculas distintas entre filas indican diferencias significativas entre distintos tratamientos de descompactación e igual tratamiento de tráfico.
El tráfico sólo aumentó la DAP cuando el suelo presentaba en su historial remoción previa,
por esto mismo no se registraron variaciones significativas en la DAP para el testigo sin
descompactación.
El aumento de la DAP por efecto del tráfico para la descompactación superficial fue de un
5,8 % y para la descompactación profunda fue de un 8,5 %; ambos valores presentaron diferencias
significativas con respecto a los mismos sin tráfico. El testigo no manifestó cambios en la DAP
cuando se los traficó, el incremento porcentual de la DAP sólo fue de un 0,4 %, el cual no es
significativo estadísticamente.
6.2.2. Efecto de la descompactación e interacción con los estratos analizados
Además de la interacción significativa entre descompactación y tráfico, la DAP presentó
interacción significativa entre los estratos de muestreo y los tratamientos de descompactación
previos (tabla 7).
Tabla 7: Densidad aparente en función de los estratos de muestreo y descompactación previa.
Estrato(mm)/Descompactación Testigo
(g/cm3)
Superficial (g/cm3)
Profunda (g/cm3)
0-100 1,166 a D 1,174 a D 1,152 a C
100-200 1,237 a C 1,224 a C 1,242 a B
200-300 1,301 a B 1,302 a B 1,264 b B
300-450 1,399 a A 1,428 a A 1,419 a A
Letras minúsculas distintas entre columnas indican diferencias significativas entre distintos tratamientos de descompactación e igual estrato.
27
La DAP aumentó con el incremento de la profundidad en cada uno de los estratos para
todos los tratamientos de descompactación, excepto para la descompactación profunda; en este
tratamiento, la DAP no difirió significativamente entre los estratos 100-200 mm y 200-300 mm
(gráfico 7). Esta ausencia de diferencia se debería al efecto residual de la descompactación
profunda, conservando una menor DAP para el estrato 200-300 mm que fue donde trabajó el
implemento, mientras que en el estrato 200-300 mm la DAP para la descompactación profunda fue
de 0,037 g/cm3 menor con respecto al testigo.
Gráfico 7: Densidad aparente en función de los estratos de muestreo y descompactación previa.
Esta diferencia entre la descompactación profunda y el testigo no fue detectada por Grosso
(2013) en las instancias inmediatamente posteriores a la descompactación, pudiéndose atribuir
esto a la baja intensidad de muestreo en un medio altamente heterogéneo, o a la sensibilidad de la
variable.
La descompactación superficial no difirió significativamente del testigo en la profundidad
donde trabajó el implemento (100-200 mm), no manifestándose efecto residual alguno de la labor
inicial. La diferencia de la DAP para la descompactación superficial en el estrato donde se trabajó
sólo fue de 0,013 g/cm3, lo que significa un 1,05 % menos en el descompactado.
En el estrato 0-100 mm, donde hubo relaboreo por parte de las sembradoras que
transitaron las parcelas posteriormente a la labor inicial de descompactación, no se detectaron
diferencias en la DAP.
28
estrato no trabajó ninguna de las herramientas, y por ello no existieron diferencias significativas
entre los tratamientos de descompactación.
6.2.3. Efecto del tráfico e interacción con los estratos analizados
Además de la interacción entre descompactación y estrato, también se encontró interacción
significativa entre el tráfico y los estratos muestreados (tabla 8).
Tabla 8: Densidad aparente en función del estrato de muestreo y el tráfico.
Estrato (mm)/Tráfico Sin tráfico (g/cm3)
Con tráfico (g/cm3)
% de aumento de DAP respecto a sin
tráfico
0-100 1,13 a D 1,199 b D 6,11
100-200 1,215 a C 1,253 b C 3,13
200-300 1,258 a B 1,32 b B 4,93
300-450 1,386 a A 1,444 b A 4,18
Letras minúsculas distintas entre columnas indican diferencias entre tratamientos de tráfico en un mismo estrato.
Letras mayúsculas distintas entre filas indican diferencias entre estratos e igual tratamiento de tráfico.
En el gráfico 8 se observa el comportamiento de la DAP en función de los estratos de
muestreo y el tráfico posterior, ambos presentan una tendencia similar a medida que aumenta la
profundidad.
29
En todos los estratos se observa el aumento significativo de la DAP a causa del tráfico. Los
valores de los traficados fueron mayores y el mayor aumento de DAP a causa del tráfico se dio en
el estrato superior (0-100 mm) que fue de un 6,11 %, tratándose aún de una huella de
cosechadoras de orugas, en la que cabría esperar una baja influencia sobre el suelo. El aumento
porcentual de la DAP entre los 100-200 mm fue menor que en el resto de las mediciones, en este
estrato el tráfico solo incrementó la DAP un 3,13 %.
La presión de contacto estimada para la cosechadora utilizada fue de 42,57 kPa en el eje
delantero y 97,88 kPa en el eje trasero, la cual fue suficiente para producir compactación
superficial. Jorajuría (2001) menciona presiones de contacto de 50 kPa como suficientes para
causar compactación superficial, por lo calculado anteriormente puede inferirse que el problema
podría ser la presión generada en el eje trasero el cual supera el valor mencionado para causar
compactación.
Si se compara la presión de contacto generada por esta máquina equipada con orugas en
el eje delantero con la versión que utiliza neumáticos (la mayor parte del parque de cosechadoras
utiliza neumáticos) es esperable encontrar mayores presiones de contacto, por lo tanto el problema
es de mayor gravedad. El neumático que equiparía este modelo de cosechadora es el 900/60 R38
MI dual. Calculando la presión generada por este neumático se encuentra un incremento
porcentual del 111 %. La presión en el eje delantero aumentaría de 42,57 a 89,85 kPa (Tabla 9),
por lo cual los efectos negativos del tráfico sobre la DAP en el estrato superficial (0-100 mm)
deberían ser mayores.
Tabla 9: Caracterización de los rodados.
Rodado Parámetro Eje Delantero Eje Trasero Total
Oruga
Peso a media carga (kg) 17200 6750 23950
Superficie de apoyo (m2) 3,96 0,68 4,64
Presión de contacto (kPa) 42,57 97,88
Dual 900/60 R 38 MI
Peso a media carga (kg) 17200 6750 23950
Superficie de apoyo (m2) 1,88 0,68 2,55
Presión de contacto (kPa) 89,85 97,88
30
6.2.4. Test Proctor
La densidad aparente máxima determinada por Grosso (2013) mediante el desarrollo del
Test Proctor para este sitio experimental varió entre 1,41 y 1,56 g/cm3 (tabla 10). Ésta fue mayor a
medida que aumentó la profundidad de muestreo. Los valores de densidad aparente Proctor
máxima obtenidos son cercanos al valor mencionado por Aragón et al. (1996) de 1,45 g/cm3
perteneciente a suelos ubicados en el sudeste de la provincia de Buenos Aires en producción
agrícola.
El estado de compactación relativa del suelo, se determinó como el cociente entre la
densidad aparente al momento de realizar esta investigación y la densidad Proctor máxima
obtenida por Grosso (2013), y se muestra en la Tabla 10.
Tabla 10: Densidad aparente Proctor máxima (DAP Pr Máx., determinada por Grosso 2013) y Compactación Relativa (%) en función de los tratamientos de tráfico (tf 0 sin tráfico, tf 1 con tráfico)
y los estratos de muestreo.
Estratos(mm) DAP Pr Máx
(gr/cm3)
DAP tf 0 (gr/cm3)
DAP tf 1 (gr/cm3)
Compactación Relativa tf 0(%)
Compactación Relativa tf 1(%)
0-100 1,41 A 1,13 D a 1,19 D b 76,32 D a 81,51 D b
100-200 1,46 B 1,21 C a 1,25 C b 78,33 C a 83,20 C b
200-300 1,51 C 1,25 B a 1,32 B b 78,23 B a 85,61 B b
300-450 1,56 D 1,38 A a 1,44 A b 86,13 A a 91,67 A b
Letras mayúsculas distintas entre filas indican diferencias significativas entre estratos e igual tratamiento de tráfico. Letras minúsculas distintas entre columnas indican diferencias significativas entre tratamientos de tráficos e igual
estrato.
El porcentaje de compactación relativa permite conocer, en condiciones a campo, qué tan
cerca se encuentra cada unidad de muestreo del valor de máxima compactación.
El valor de compactación relativa para las parcelas sin tráfico está dentro del umbral de
83-86 % que menciona Carter (1990), considerado necesario para mantener un medio aeróbico
óptimo, con un porcentaje de macroporosidad de 12-14 %. En las parcelas con tráfico, dicho
umbral se alcanza en el estrato 200-300 mm. Esto indica que se habría alcanzado una condición
de suelo que sería capaz de afectar el normal crecimiento de los cultivos, por debajo de los 200
mm.
Además de presentar valores mayores a los óptimos de compactación relativa, las parcelas
