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Indicadores de calidad de suelos con diferentes sistemas de labranzas y rotaciones

Publicado: 21 de enero de 2015
Por: Humberto Carlos Dalurzo (Manejo y Conservación de Suelos, F.C.A.-UNNE); Paredes, F.A. ; Rey Montoya, T.S. (INTA EEA Corrientes – Edafología, FCA-UNNE); Expucci, H.; y Fernández, D.F.(Becarios INTA-AUDEAS-CONADEV). Argentina.
INTRODUCCIÓN

El suelo debe proveer condiciones adecuadas para el desarrollo de las plantas, y tanto las secuencias de cultivos como el tipo e intensidad de las labranzas son factores que modifican sus propiedades físicas de manera directa e indirecta (Hamblin, 1985). Dependiendo de la dirección y de la magnitud de los cambios, éstos pueden modificar los resultados productivos. Para su evaluación se pueden utilizar diferentes variables relacionadas con la capacidad de exploración de las raíces y con el movimiento del agua, como la biomasa de rastrojos en la superficie del suelo (BM) y el porcentaje de suelo cubierto por éstos (Cob), la densidad aparente (Da), la humedad equivalente (HE), la resistencia mecánica (RM), la estabilidad de los agregados (EA), y la infiltración básica de agua en el suelo (Ib).

En el caso de los agricultores familiares de Corrientes, son habituales las prácticas de manejo tradicionales como el laboreo superficial, los barbechos cortos, la escasa diversificación de cultivos, el monocultivo, y la baja reposición de nutrientes. Éstas tienen consecuencias diferentes en las distintas propiedades de los suelos y dentro de las variables físicas, se hacen evidentes a través del deterioro de la estructura, de la formación de costras superficiales y de densificaciones inducidas en la profundidad de laboreo (Ligier y Kurtz, 2001).

La materia orgánica del suelo es considerada uno de los componentes más importantes de la calidad del suelo (Doran y Parkin, 1996), y cumple un rol fundamental en el funcionamiento edáfico. Dicha variable está considerada como el indicador más significativo de la calidad de suelo (Larson y Pierce, 1991). Doran y Parkin (1996) han incluido a la materia orgánica del suelo como el componente más importante a seleccionar dentro del grupo de datos mínimos para definir la calidad del suelo. Los efectos de las prácticas de manejo sobre la materia orgánica son fundamentales para evaluar la sustentabilidad de los cultivos, sistemas de laboreo y sus efectos sobre el medioambiente.

La inversión abrupta o mezcla de la capa superficial del suelo puede conducir a incrementar la mineralización de la materia orgánica del suelo a través del aumento de la aireación, temperatura, accesibilidad de los sustratos a la superficie del suelo sobre el cual actúan las poblaciones microbianas. El laboreo puede producir la pulverización física de los agregados y enterrar completamente los residuos superficiales. El efecto inmediato o a corto plazo de las labranzas, pueden afectar la estructura del suelo, acrecentar la vulnerabilidad de la superficie del suelo a la erosión, y aumentar los nutrientes inorgánicos solubles como consecuencia de la alteración de la mineralización. Efectos secundarios incluyen disminución de la fauna, particularmente lombrices y otros detrívoros, por la disrupción del hábitat natural y la pérdida de sustratos alimenticios (Lal, 1991; Weil et al., 1993).
 
El análisis factorial multivariado es una técnica que permite analizar simultáneamente variables correlacionadas y es usado con frecuencia para evaluar la sustentabilidad de sistemas de manejo e identificar indicadores de calidad de suelos (Wander y Bollero, 1999; Bredja et al., 2000a,b; Dalurzo, 2002; Shukla et al., 2006).

Debido a que diversas variables son consideradas juntas, este análisis permite ver relaciones que no fueron previstas durante el análisis individual de cada variable (James y McCulloch, 1990); a la vez, el método permite agrupar diferentes propiedades del suelo en unos pocos factores.
 
La proyección de una variable original en el espacio factorial indica la proporción de la variabilidad de esa variable original que se comparte con las otras variables. Esta proporción se denomina comunalidad. En consecuencia, la varianza de cada variable original es la suma de la varianza común (representado por la comunalidad) y la varianza del factor único para esa variable.
 
El objetivo del trabajo fue  Analizar el efecto de cuatro años de sistemas de labranzas y rotaciones sobre las variaciones de algunas propiedades del suelo en un Argiudol de Corrientes de régimen hipertérmico que sean posibles indicadores de calidad.
 

MATERIALES Y MÉTODOS

El ensayo se realizó en la Estación Experimental Agropecuaria Corrientes del INTA (latitud 27º 39' S; longitud 58º 46' W), en el Departamento Empedrado, Corrientes. El suelo empleado pertenece a la Serie Treviño clasificado como Argiudol ácuico (Escobar et al., 1996). Son suelos moderadamente bien drenados, encharcables por cortos períodos. Presenta un horizonte superficial mólico, franco arenoso. El horizonte argílico (Bt), franco arcillo arenoso, es fuertemente estructurado y reacción neutra. Son suelos moderadamente fértiles, con valores intermedios en bases de cambio, especialmente en el Bt y de materia orgánica en el epipedón, con pobres contenidos en fósforo.
 
El diseño fue en parcelas completamente aleatorizadas con cuatro repeticiones, donde cada tratamiento correspondió a la combinación de sistemas de labranza y secuencia de cultivos, con arreglo factorial (3x4) como se indica en la Tabla 1.
 
Tabla 1: Tratamientos evaluados. Referencias: LC: labranza convencional, LR: labranza reducida, SD: siembra directa, M: maíz amarillo, A: algodón, Av: avena negra, D: descanso.
 
Indicadores de calidad de suelos con diferentes sistemas de labranzas y rotaciones - Image 1
 
En la siembra del cuarto año se determinó: Densidad aparente por el método de cilindros no alterados de 5 cm diámetro y 5 cm de altura (100 cm3), de 0-7 y de 7-20 cm de profundidad (Pla, 1983). Resistencia a la penetración con penetrómetro de impacto (Pla, 1983), realizando dos observaciones por cada parcela de: 0-7 cm, 7-20 cm y 20-30 cm. Simultáneamente se determinó la humedad gravimétrica en las mismas profundidades. Infiltración de agua por el método de inundación con anillos concéntricos, con anillos internos de 30 cm diámetro (Pla, 1983). Se tomaron muestras compuestas de suelos que fueron secadas al aire y tamizadas (2 mm) para la realizar las siguientes determinaciones: Distribución del tamaño de partículas del suelo con el método hidrométrico (Pla, 1983). Humedad equivalente por el método de la Centrífuga (Montenegro González et al., 1990); estabilidad de agregados por el método de Kemper y Rosenau (1986) en muestras no alteradas. pH: potenciométricamente; materia orgánica (MO) por el método de Walkley y Black modificado (Nelson y Sommers, 1996). Calcio y magnesio intercambiables por complejometría. Potasio y sodio intercambiables, por fotometría de llama. Acidez intercambiable, por titulación (Dewis y Freitas, 1970).

Se realizó el análisis multivariado para interpretar la relación entre variables de suelo observadas simultáneamente al final del ensayo. Se aplicó el análisis factorial que es una técnica utilizada para reducir la complejidad de los datos al construir un subespacio de dimensión reducida (SAS Institute, 2004, identificando las variables de mayor peso entre las estudiadas y análisis discriminante. Para los análisis se utilizó el software Statistical Analysis System Versión 9.1. (SAS Institute Inc., 2004).
 
 
RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La matriz de correlación de las variables estandarizadas (SAS Institute, 2004) indicó que la mayoría de las variables presentaron elevada correlación entre sí con P<0,05 (datos no presentados).

En la Tabla 2 se observan los valores promedios obtenidos con las variables evaluadas y los desvíos estándares.

Tabla 2: Factores y proporción individual y acumulada de explicación de la variación. 
 
Indicadores de calidad de suelos con diferentes sistemas de labranzas y rotaciones - Image 2
 
En la Tabla 3 se presentan los datos procesados del análisis factorial luego de aplicar una rotación Varimax. En ella puede verse, para cada factor, sus autovalores o valores propios, el porcentaje de variabilidad explicada por cada factor y la variabilidad acumulada.

Los autovalores representan la cantidad de la variancia explicada por cada factor y aquellos factores con autovalores menores a uno, explican menor variación que las variables individuales, por lo cual se retuvieron hasta el factor 5 (F5) ya que el F6 no superó el valor de 0.998. Los cinco primeros factores tuvieron autovalores mayores a 1 y explicaron el 66% de la variabilidad (Tabla 2).

En el análisis factorial, los factores comunes no son únicos. Normalmente, un primer conjunto ortonormal de factores comunes se calcula, pero estos factores se rotan para que sean más fáciles de interpretar en términos de las variables originales. Una rotación ortogonal preserva la ortonormalidad de los factores; una transformación oblicua presenta las correlaciones entre uno o más factores.

Los vectores específicos o autovectores de los cinco factores retenidos del modelo factorial, luego de la rotación se presentan en la Tabla 3 y adquieren magnitudes que varían entre +1 y -1. Para su interpretación se consideró especial relevancia a las variables que presentaron valores mayores o iguales a 0,7, ya sea positivo o negativo (Jeffers, 1967). Otros autores son más flexibles y sugieren márgenes de 0,4 o menores (Frese, 1991; Aparicio y López, 1995; Wander y Bollero, 1999; Maddonni et al., 1999).

Tabla 3: Modelo factorial de rotación Varimax (SAS Institute, 2004) con los autovectores de los primeros cinco factores.
Indicadores de calidad de suelos con diferentes sistemas de labranzas y rotaciones - Image 3
 
En el factor 1 (F1) las mayores comunalidades (>0.8) y autovectores valores (>0.9) correspondieron a la cobertura vegetal y la biomasa que con su función de protección al suelo influyeron a su vez en la EA que obtuvo un elevado valor de 0,72 indicando la importancia de la misma entre las variables edáficas, seguidas por la RM y la Da con 0,63 y 0,54 respectivamente.

El valor de comunalidad estima, para cada variable, la parte de la varianza explicada por los factores. Una variable con alta comunalidad indica que una elevada proporción de su variancia es explicada por los factores, mientras que aquella con bajo valor muestra que mucha de la variancia de esa variable permanece sin explicación. Así, al interpretar asociaciones de las variables representadas por cada factor, se adjudicó menor importancia a las variables con baja comunalidad (Brejda et al., 2000a).

En el F2 se explicó el 16% de la variación y manifiestó el mayor peso a la acidez del suelo ya que el pH en cloruro de potasio y en agua fueron los autovectores más relevantes (0,79 y 0,74) seguidos de un modo más moderado por el K y el Na mayores al 0,5.

El F3 explicó el 11% de la variación con variables químicas como el Mg y el K intercambiables con autovectores de 0,85 y 0,66

En el F4 la rotación redistribuyó un mayor peso de la variable humedad equivalente (0,84) y en el Ca (0,71) con autovectores elevados, coincidentes con la importancia que tiene para un suelo de textura más bien gruesa de retención hídrica y los contenidos moderados de Ca intercambiable.

Explicando el 8 por ciento de la variabilidad el F5 presentó a la MO con un autovector elevado de 0,75 y a la acidez intercambiable con 0,68 coincidente con la importancia dada por varios autores (Doran & Parkin. 1996; Dalurzo, 2002; Shukla, et al., 2006) al efecto de los contenidos de materia orgánica del suelo sobre la estructura, densificación, y retención hídrica.


CONCLUSIÓN

Los sistemas de labranzas y rotaciones influyeron directamente sobre la cobertura y la biomasa vegetal. Ello contribuyó a que atributos como la estabilidad de agregados, resistencia mecánica y la densidad puedan resultar indicadores de la calidad del suelo.

El pH, los cationes intercambiables, como fuente de nutrientes para la planta, la humedad equivalente, de importancia vital en suelos con baja retención hídrica y el rol de la materia orgánica explicaron en gran parte de la variabilidad y podrían considerarse adecuados indicadores de calidad del suelo.
 
 
BIBLIOGRAFÍA
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Autores:
Humberto Carlos Dalurzo
Universidad Nacional del Nordeste (UNNE - Argentina)
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herley llanos barrientos
10 de febrero de 2015
Buenas niches .lo que el señor cipriano Martinez dice es muy cierto yo en otros foros he hablado de este tema de suelos.quiero hacer Una pequeña reseña de la preparation de terrenos.cuando se empeso a mecanizar el agro se introdujo el arado de disco que lo que have es imbertir Los horizontes del suelo en ese tiempo era el boom en preparation luego de ararlo a profundidad. Promedio de50cms se le pass un rastrillo ya sea de todo o alce hidraulico hasta que el terreno quedara practicamente polvo hay se esta dañando la extructura y testura del suelo y se contribute con la erocion heolica desde luego se edta creando un piso o pie de arado no obtimo Para cultivos de raices grandes lastima que en algunos pauses todabia Los husen sabiendo el daño que esta causando .luego llego el arado de vertedera la diferencia con el.otro es un Corte MAs bonito en terminos generales nosotros mismos nos tiramos el suelo con Las malas preparaciones. Luego aparecio el arado de con el que se esta usando have mucho tiempo este no ccorta ruptura el suelo delandolo MAs permeable ya que al preparar un suelo con este se debe hacer cruzado Para Una mejor ropturacion use le da dos omaximo tres pases de rastra estos arados Los hay de varias formas .rigidos parabolicos semi Parabolicos bibratorios..tambien Los hay de dos tres cuatro cinco siete y ocho brasos y el caballaje de Los tractores ban desde 80 a 160 o mas Hp de fuerza.con preparacion ccon este arado podemos manejar humedades tener buena capacidad de campo y unas mejores fertilizaciones.ya que estas no se pierden por el contrario se van ala zona radicular.por lo consiguiente esto se refleja en producion.
Cipriano Martinez Tutiven
9 de febrero de 2015
Saludos a todos.- los suelos: con el paso del tiempo se convirtió en un tema complejo pero no difícil, la parte compleja nace con las equivocaciones que muchos agricultores cometieron incluyendo a profecionales en la rama de la agonomia y demas tecnicos que profesan el tema,los suelos han sido maltratados como les a dado la gana y a muchos con tal de ser los unicos ganadores hyan recomendado soluciones que no llegaron al caso y que el error de muchos cultivos comensaron en la previa convencidos unos que tenian que mecanizar toda las areas incluso las que no van a recibir cultivo o los que recomiendan no hacer mecanizacion y solo limpieza, que en resumen son los extremos de muchos fracasos.Cuando en estos foros en los que muchos hemos participado se a insistido en cuidar los suelos ya que es la madre donde se incian los cultivos y que no deberiamos maltratarla. En la actualidad y desde algun tiempo salio al mercado maquinaria que fue diseñada para cumplir labores en la construccion de vias y que se la puede incorporar a la agricultura para trabajos muy puntuales y permite despues que ella paso en uno de sus recorridos permite corregir parte de los suelos a emplear en el cultivo a iniciar permitiendo corregir mas y menos la carencia de algun elemento que cubra cualquier necesidad en la previa, tambie puede desarrollar otras labores complementaria que la combierten en buena compra.Puntualizo que no soy vendedor ni represento a nadie es mi aporte a la madre tierra y e nombrado esta maquina sin dar su nombre porque la utilice en el inicio de un cultivo de cacao y cafe.Saludos.
Fernando Quesada
4 de febrero de 2015
Gracias, hay veces debido a los resultados nos enamoramos de una porción de tierra; con un siembro x sin pensar a futuro las consecuencias en el suelo. Como usted sabiamente lo expone.
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