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.

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Autor:

Manuel Antonio
García.