Compactación y variación de un vertisol dedicado al cultivo del tomate

Resumen

En un suelo vertisol, sometido a una preparación primaria con un Big Rome, se le realizaron diferentes evaluaciones con diferentes intensidades de tráfico del tractor modelo John Deere 4630. Los resultados indicaron que en este suelo en época de sequía, el suelo se vio compactado a una profundidad de 0-15 cm, sin embargo la variante aire incompleto sin contrapeso (AIS) fue la que mayor resistencia a la penetración mostró con un valor de 433 kPa, influyendo en este caso una menor cantidad en por ciento (%) de materia orgánica en el suelo 2,68 %, el valor de la densidad aparente (DA) fue de 1,17 g/cm3, lo cual muestra que el suelo tuvo una afectación bastante sensible. Analizando la comparación de medias para las diferentes intensidades de tránsito del sistema de rodaje del tractor, el mismo mostró a mayor número de pasadas del equipo, aumentó la resistencia a la penetración y solo se vio atenuado por la alta presencia de humedad gravimétrica (Ho) y la materia orgánica (MO). En el análisis de correlación, al correlacionar Rp (30cm) con Rp (45cm), el mismo tuvo un valor de 0,48 y significativo al 5%, test de Tukey, así también en este nivel la Rp (30cm) con Ho (30 cm), tuvo un valor de -0,62 y altamente significativo al 1 %.

Palabras claves: Compactación, tránsito, densidad aparente, tractor.

ABSTRACT

In a vertisol soil preparation undergone a primary Big Rome, she underwent different evaluations with different traffic intensities model John Deere 4630 tractors. The results indicated that in this soil in dry season, the soil was compacted to a depth of 0-15 cm, however the air variant incomplete without counterweight (AIS) had the highest penetration resistance showed a value of 433 kPa, influencing in this case a smaller amount in percent (%) of organic matter in the soil 2.68 %, the value of the bulk density (BD) was 1.17 g/cm3, which shows that the soil had a fairly appreciable effect. Analyzing the comparison of means for different traffic intensities system running the tractor, it showed a greater number of passes the team, increased penetration resistance alone was attenuated by the presence of high gravimetric moisture (Ho) and the organic matter (OM). In the correlation analysis, correlating Rp (30cm) with Rp (45cm), it had a value of 0.48 and significant at 5%, Tukey test, so in this level Rp (30cm) with Ho (30cm), had a value of -0.62 and highly significant at 1 %.

Keywords: Compactors, transit, bulk density, tractor.

Introducción

La compactación, es la disminución del espacio poroso, especialmente de los macro poros, lo cual trae como consecuencia una menor aireación a nivel de raíces, menor capacidad para obtener agua, nutrientes y finalmente una mayor impedancia para el desarrollo de las raíces (Jorajuría y Draghi, 2000).

Urgen y Kaspar (1994), definen a la compactación superficial como la compactación producida en el horizonte arable y como subsuperficial a la producida por debajo de la profundidad normal de labranzas.

Es necesario plantear que la función del sistema de rodaje de los vehículos y en particular de los tractores agrícolas, puede definirse como: ser el vínculo entre vehículo y el suelo, soportar un valor de carga normal impuesta y brindar una superficie de contacto tal, que no sobrepase la capacidad portante del suelo.

Solari (2000), plantea que el suelo debe de ser capaz de entregar una fuerza neta de tracción para arrastrar los distintos aperos y máquinas agrícolas que se desplazaran sobre el terreno agrícola siempre deformable.

La resistencia a la rodadura, asociados al comportamiento de la tracción de los tractores agrícolas, deberían presentarse en valores que permitan satisfacer los requerimientos de tracción solicitados en cada labor, a la vez de mejorar la eficiencia tractiva y reducir la compactación del suelo (González et al., 2009).

La rodadura del tractor en un suelo está en función del hundimiento de las ruedas al desplazarse sobre él y constituye el descuento de una cierta parte de la fuerza tangencial que llega a la rueda necesaria para vencer la resistencia que opone el terreno al paso del tractor, que se calcula para evaluar la capacidad de tracción del tractor en forma aproximada, disminuye a medida que aumenta tanto la resistencia mecánica del suelo, como la sección del caucho y el radio de la rueda, y disminuye el peso del tractor, cuando se opera con neumáticos que deflectan en un 20% de la altura de la sección, y sobre suelos agrícolas que no se compactan excesivamente (Gysi, et al., 2001).

En una primera distinción de efectos corresponde diferenciar compactación superficial de subsuperficial. La primera, involucra a la capa arable y normalmente ocurre por el empleo de maquinaria de bajo la masa y presión sobre el suelo (acción agregativa remanente) utilizadas en condiciones de alta humedad o sobre suelos con mayor susceptibilidad a la compactación (Hakanson et al., 1988; Hakanson et al., 1994).

La compactación subsuperfical, es la que se trasmite hasta el subsuelo, en profundidades de alrededor de 40 cm pudiendo profundizarse bastante más por efecto de la masa y la potencia de los equipos, su vibración en la marcha, el elevado valor de inflado de las cubiertas, la alta presión de contacto suelo-cubiertas (lastre agregado), como también por el patinaje (Hamza y Anderson, 2005).

Todos estos, son siempre efectos negativos, deletéreos, de larga duración pudiendo llegar a comportarse como casi permanentes, tal como la situación buscada para las construcciones viales.

El fenómeno de compactación producido por el tráfico agrícola es de compleja solución y/o prevención, ya que se realiza con independencia de que se haya logrado dotarlo de suficiente tamaño de rodado, u otro mecanismo motriz de alta flotación, que le permita el tráfico con baja presión superficial en el área de contacto rueda/suelo. Se ha demostrado que si bien la compactación superficial es principalmente dependiente de la presión específica, la subsuperfical lo es de la masa de los equipos (Hakansson y Reeder, 1994).

Oskoui y Voorhees (1990), demostraron efectos negativos del tráfico como, pérdidas de rendimiento de los cultivos debido a la sobre compactación del suelo, reducción del drenaje e incrementos en las pérdidas del agua utilizable, aumento de la erosión del suelo debido a la reducción de la infiltración y mayores costos energéticos producto del incremento en la reacción del suelo ante los trabajos de labranza.

Teniendo en cuenta lo anteriormente planteado se define como:

Problema científico:

Los aperos empleados en Venezuela para las labores de preparación de suelo en el cultivo del tomate (Lycopersicum sculentum), ocasionan compactación por sobrelaboreo y como consecuencia el deterioro del mismo.

Objetivo general:

Determinar el nivel de compactación y variación de las propiedades físicas ocasionada por las tecnologías de labranza en un vertisol dedicado al cultivo del tomate.

Objetivos específicos:

• 1. Evaluar los valores de la compactación a diferentes profundidades en el suelo, después del tránsito del sistema de rodaje del tractor.

• 2. Conocer la variación de algunas propiedades físicas del suelo, ocasionadas por el tránsito del sistema de rodaje del tractor, tales como densidad aparente (DA), resistencia a la penetración, humedad (Ho), porosidad (Po), materia orgánica (MO).

• 3. Determinar los rendimientos agrícolas del cultivo.

Materiales y métodos

Ubicación del experimento.

La parroquia San Francisco de Cara (Ver figura 1), cuenta con grandes recursos agroclimáticos, en los que se pueden nombrar sus suelos, recursos hídricos, así como los demás aspectos climáticos o meteorológicos, la misma se caracteriza por ser gran productora de hortalizas, que contribuye con la alimentación Venezolana, pero desde hace unos 10 años para acá dicha producción ha disminuido, ya que se ha hecho notorio y visible dentro de la comunidad y los mismos productores, y esto conlleva a que los agricultores se inclinen hacia la explotación de otros rubros. Toda esta situación puede atribuírsele a los suelos, pero en realidad no se han hecho las investigaciones pertinentes referidas al caso, y aunque se habla de las tecnologías de labranza para la protección de los suelos, las mismas no se han puesto en práctica en la zona, por lo tanto continúan sometiendo al suelo a una explotación indiscriminada.

Figura 1. Ubicación geográfica del sitio donde se realizaron los experimentos.

Parámetros considerados durante el experimento.

a) Densidad aparente (DA)

b) Resistencia a la penetración

c) Porcentaje de humedad (Ho)

d) Porosidad (Po)

e) Materia orgánica (MO)

Dichos análisis se realizaron en diferentes épocas a lo largo del experimento, después de cada pasada del tractor se tomaron muestras del suelo para llevarlas al laboratorio, donde se obtuvieron la densidad aparente, la densidad real y la materia orgánica.

Maquinaria agrícola empleada.

La fuente motriz utilizada en el experimento, es de la marca John Deere modelo 4630 (fórmula 4×2), (Ver figura 2) este tipo de tractor fue escogido por tener un uso bastante difundido entre los agricultores de la región de San Francisco de Cara, municipio Urdaneta, Estado Aragua, en las labores de preparación de suelos.

Figura 2. Tractor empleado en el experimento John Deere modelo 4630.

Análisis de muestras de suelo en laboratorio.

Se tomaron 3 muestras cada 15 cm de profundidad (15; 30 y 45 cm) para determinar en condiciones de laboratorio: la densidad aparente (DA), densidad real (Dr), materia orgánica (MO) y humedad del suelo (Ho).

Diseño experimental utilizado y disposición del tractor.

El diseño experimental de parcelas divididas y subdivididas completamente aleatorizadas que se utilizó en el trabajo experimental. El diseño constó de doce tratamientos y 3 repeticiones

El programa estadístico utilizado fue el Statistic 6.0, donde se efectuaron el ANOVA, prueba de comparación de medias, análisis de correlación y suma de cuadrados para los valores de F.

Determinación del rendimiento aproximado del cultivo.

Se tomó un marco de 1 m2 y se colocó en el suelo, haciendo coincidir con la calle (distancia entre una hilera y la otra consecutiva), se registró el número de plantas contenidas en el área, el siguiente paso fue contar la cantidad de fruto por planta, posteriormente se cosecharon los frutos de tomate para llevarlos a un pesaje apoyados en una balanza con precisión 0,01 g), se promedió la masa de frutos, ese resultado fue multiplicado por el área total que abarcó el cultivo en los tres últimos años y se determina el rendimiento aproximado del cultivo (ver figura 3).

Figura 3. Toma de muestra para determinar rendimiento del cultivo del tomate.

Discusión y análisis de los resultados

En la tabla 1, se puede observar la tendencia en el aumento de la compactación con el aumento de la intensidad o número de pasadas, solo hay diferencias, con respecto a los extremos 3 y 10 pasadas en la variante cuando se hace transitar el tractor 5 veces por el campo.

Es necesario tener en cuenta que los niveles donde más influye la compactación es el nivel superior e inferior, ya que en el intermedio la afectación no es tan sensible como en estos niveles, en los cuales el contenido de humedad juega un papel determinante.

Tabla 1. Grado de compactación del tractor, sin tener en cuenta la variante utilizada y por el número de pasadas o tráfico del tractor sobre el suelo de cultivo (4630).

Al analizar estadísticamente las diferentes variables medidas en los tratamientos, (tabla 2), se encontró que no existen diferencias significativas entre repeticiones para los diferentes niveles de resistencia a la penetración, con la excepción del nivel de profundidad de 0 a 15 cm y para las diferentes variables humedad de suelo (Ho), densidad aparente (DA), materia orgánica (MO) y porosidad del suelo (Po), se comportaron no significativas; en el factor sólo se detectaron diferencias significativas al 5% en los tres niveles de profundidad para la humedad de suelo (Ho), así como esos mismos niveles en la densidad aparente (DA) del suelo, también se detectaron diferencias significativas en los dos primeros niveles de profundidad (0 a 15 cm y 15 a 30 cm) y en este orden mostraron diferencias al 5% la porosidad del suelo (Po), lo cual es un índice de la presencia de compactación del suelo en función de las cargas o lastre del tractor en su tránsito por el terreno de labor.

En la interacción repeticiones por (Factor A), sólo mostró significación al 5% la porosidad del suelo (Po) en el nivel de profundidad 30 a 45 cm.

En las diferentes intensidades de tráfico (Factor B), la densidad aparente para los niveles de profundidad de 15 a 30 cm y de 30 a 45 cm fueron significativos al 5%, así como la porosidad de suelo para estos niveles de profundidad, las demás variables analizadas no mostraron significación.

Los factores lastre en el tractor y diferentes intensidades de tráfico (Factor A por Factor B), no fueron significativos para ninguna de las variables analizadas.

Analizando el coeficiente de variación (C.V.) para cada una de las variables y para los diferentes niveles de profundidad, se observa que hay un comportamiento bajo (10,16 %) en la resistencia a la penetración (Rp) en el nivel de 0 a 15 cm, lo cual puede plantearse como normal, sin embargo para los dos niveles inferiores sobre pasan el 30 %, lo cual es posible por el alto contenido de arcilla. (ver tabla 3).

Tabla 3. Análisis de textura del suelo vertisol, objeto de la investigación en el Centro de Investigación y Extensión en Suelos y Aguas (CIESA).

Los C.V. para las demás variables se muestran valores aceptables, teniendo en cuenta las observaciones anteriormente señaladas.

Tabla 2. Suma de cuadrados y valores de F para la resistencias a la penetración Rp a diferentes profundidades y humedad del suelo

Ho, con cuatro diferentes lastres (métodos) en el tractor y diferentes intensidades de tráfico en un suelo vertisol, en San Francisco de

Cara, Urdaneta, Aragua, Venezuela, 2013.

Analizando la prueba de comparación de medias (tabla 4) de la diferencia mínima mostró en las diferentes variables (Factor A), que en la resistencia a la penetración del suelo a 15 cm de profundidad existen tres grupos de medias, en el cual la variante (AIS) es la que muestra el mayor resultado con 433 kPa, con un contenido de (MO) de 2,68 %.

En la variable (ACC), el cual debe tener una mayor compactación por tener un menor área de contacto con el suelo y por lo tanto una presión específica de 64,09 kPa, el resultado es de 415 kPa de resistencia a la penetración (Rp) en la huella del paso del tractor, con una humedad del suelo (Ho) de 13,33 %, sin embargo el contenido de (MO) que fue de 3,44 % y la (DA), de 1,17 g/cm3, esta última un resultado alto respecto a lo mostrado por el testigo. En el nivel de profundidad de 15 a 30 cm, la resistencia a la penetración que mostró mayor valor aritmético fue la variante aire incompleto con contrapeso (AIC), acompañado del menor valor en contenido de humedad del suelo y el de mayor valor en (DA), con 1,20 g/cm3, lo cual está plenamente justificado este comportamiento, debe tenerse en cuenta que también para este nivel en la variante analizada el valor de la (MO), es de 2,12 %, siendo el más bajo dentro de este nivel y también el de menor valor estadístico dentro del grupo analizado.

Al realizar el análisis de la profundidad correspondiente al nivel inferior (de 30 a 45 cm), la comparación de medias, que el valor mayor lo tiene la variante aire completo con contrapesos o lastres (ACC) con una resistencia a la penetración de 218 kPa y el mayor valor de contenido de (Ho), con un 18,41 %, la (DA), 1,18 g/cm3, lo cual muestra un comportamiento acorde a la presión específica o masa portante que descarga el tractor en tales condiciones sobre el suelo, durante el tránsito que el mismo efectúa. En segundo lugar de este grupo se encuentra la variante (AIC), con una Rp de 214 kPa y una humedad de suelo de 18,71 %, la (DA), con un valor de 1,22 g/cm3 y la (MO), con 1,87 %, lo cual muestra un reflejo lógico para la variante analizada, no dejando de soslayar que en este nivel de profundidad el contenido de arcilla es del 47 % (tabla 3).

Las demás variantes en este nivel de profundidad están por debajo de estos valores, lo cual muestra que el comportamiento en las propiedades físicas y la (MO), en el suelo también determinan el que un suelo en estas condiciones pueda ser más o menos proclive al aumento de la compactación en función del tipo de preparación de primaria suelos.

Tabla 4. Comparación de medias del tractor modelo 4630, promediando la información de las variables de las propiedades físicas y químicas, por niveles de profundidad evaluadas en San Francisco de Cara, Urdaneta, Aragua, Venezuela, 2013.

ACC- tractor con aire completo y contrapesos en el sistema de rodaje.

AIC- tractor con aire incompleto y sin contrapesos en el sistema de rodaje.

ACS- tractor con aire completo y sin contrapesos en el sistema de rodaje.

AIS- tractor con aire incompleto y sin contrapesos en el sistema de rodaje.

En la (figura 4) se presentan las diferentes variables (Factor A), las cuales se comparan cada una de ellas con la presión específica sobre el suelo, dadas por las distintas cargas del tractor en función del área de su sistema de rodaje.

Al analizar el comportamiento de la compactación, a través de la resistencia a la penetración y la masa por unidad de área del tractor, se puede plantear que esta es una manera de aumentarla de forma tal que llega a crear un piso de aradura que puede limitar el crecimiento radical de las plantas y solamente un correcto cuidado e incorporación de materia orgánica en el suelo puede ayudar a disminuir la compactación por el tráfico reiterado y masa de los tractores en el suelo de cultivo, lo cual es coincidente con lo planteado por Draghi, et.al., (1989) y por Hakansson y Reeder, (1994).

Figura 4. Resistencia a la penetración (Rp) en las diferentes variables (ACC, AIC, ACS, AIS y testigo) en función de la presión específica sobre el suelo del tractor.

Finalmente se determinó el rendimiento correspondiente a los dos últimos años, como podemos observar en (figura 5) la diferencia no es significativa, aunque se aprecia que en el año 2012 existe un incremento del mismo.

Gráfico 5. Rendimiento correspondiente a los años evaluados.

Conclusiones

• 1. La resistencia a la penetración (Rp) tuvo aumentos sensibles cuando la materia orgánica en el suelo, fue menor, en igualdad de condiciones de tráfico del sistema de rodaje del tractor.

• 2. La densidad aparente (DA) se incrementó al paso del sistema de rodaje, en baja presencia de materia orgánica.

• 3. El lastre adicionado al tractor para la preparación primaria y complementaria, afecta la resistencia específica en la capa superficial del suelo (0-15 cm) y la subsuperficial (15-30 cm).

• 4. En los niveles de 30 a 45 cm de profundidad en la variante (tres pasadas del tractor) la resistencia a la penetración fue mayor por la alta presencia de arcilla y un menor contenido de humedad gravimétrica en el suelo.

• 5. En la capa superficial del suelo, en presencia de alto contenido de materia orgánica las diferencias en resistencia a la penetración no son significativas y solo es detectable la misma con el aumento de la densidad aparente.

• 6. Las propiedades de la materia orgánica amortiguan el efecto negativo de la densidad aparente (DA), al mantener en equilibro la aireación y la humedad del suelo.

Bibliografía

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Autor:

Manuel Antonio García.