Download disponibilidad de agua para el cultivo de sorgo en un alfisol de

XI IRCSA CONFERENCE - PROCEEDINGS
DISPONIBILIDAD DE AGUA PARA EL CULTIVO DE
SORGO EN UN ALFISOL DE VENEZUELA, BAJO
DIFERENTES SISTEMAS DE LABRANZA.
Deyanira Lobo Luján*
*Universidad Central de Venezuela, Facultad de Agronomía, Instituto de Edafología. Maracay, Venezuela. E-mail:
lobod@agr.ucv.ve
INTRODUCCIÓN
El manejo sostenible del suelo en la agricultura, consiste en el uso del suelo como recurso
para la producción de bienes y servicios agrícolas con el fin de satisfacer las necesidades
humanas, y así asegurar las funciones ecológicas y socioeconómicas del suelo a largo plazo
(Grieder, 1995, citado por Delgado, 2001). Con relación a este aspecto, Pla (1995) afirma
que el término sostenible implica rendimientos sostenidos en el tiempo, sin degradación de
los recursos y la reducción de costos de producción.
Entre las opciones tecnológicas para el manejo conservacionista de los suelos, se
encuentran las prácticas de labranza (labranza reducida, labranza vertical, labranza sobre
cubiertas (mulch), siembra directa, entre otras), programas de fertilización, incorporación de
restos de cosechas, incorporación de abonos orgánicos, abonos verdes, enmiendas para
suelos ácidos y sódicos, cultivos de coberturas, rotación de cultivos, cultivos en contorno,
manejo de residuos, etc.
El objetivo general de la labranza, es modificar por medios mecánicos las condiciones
originales del suelo para mejorarlas, produciendo efectos directos sobre los procesos y
propiedades físicas e indirectos sobre el crecimiento de los cultivos. El sistema de labranza
a seleccionar debe incrementar los rendimientos del cultivo, reducir los riesgos de
producción, facilitar la conservación de suelos y agua, mantener niveles adecuados de
materia orgánica y controlar o revertir procesos de degradación FAO (1992).
Plaster (2000) señala que la labranza conservacionista, a pesar de ser una de las técnicas
más beneficiosas para la conservación de suelos, presenta algunos inconvenientes, entre los
que se destacan:
•
Se requiere un nivel de manejo y especialización mas alto que para la labranza
convencional.
•
No está adaptada a todos los suelos, climas o cosechas
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•
La superficie ácida del suelo interfiere con la actividad de los herbicidas, necesitándose
una supervisión cuidadosa del pH del suelo y un encalado mas frecuente.
Los sistemas de labranza influencian la disponibilidad de agua en los suelos. Ahuja et al,
(1998) señalan que la labranza, generalmente, incrementa la porosidad del suelo y produce
cambios en la distribución de tamaños de poros, promoviendo cambios en la curva de
retención de humedad del suelo y en los valores de conductividad hidráulica
El objetivo fundamental de la presente investigación evaluar los efectos de diferentes
sistemas de labranza sobre la penetración y disponibilidad de agua en el suelo en un Typic
Haplustalfs en los Llanos Centrales de Venezuela.
MATERIALES Y MÉTODOS
La investigación se realizó en un Typic Haplustalfs, ubicado en el municipio Mellado del
estado Guárico, correspondiente a la Región de los Llanos Centrales ondulados con
pendiente entre 3 y 5 %. La zona tiene una precipitación media anual de 930 mm, con
marcada estacionalidad con 4 a 6 meses húmedos, y una temperatura media anual de 27,9
ºC. (Chacón et al., 1991).
Este alfisol presenta un horizonte superficial Franco arenoso (0 – 15 cm), seguido de dos
horizontes Francos (15 – 25 cm y 35 –50 cm), predominando en estos las partículas entre 2
y 250 µm, lo cual les confiere una alta separabilidad y por tanto, alta susceptibilidad al
sellado superficial, encostramiento y compactación
Tratamientos de Labranza:
Se probaron tres tratamientos de labranza:
i)
Labranza mínima, la cual consistió en 2 pases de rastra, dejando un 37% de
residuos sobre la superficie. (LM)
ii)
Subsolado + labranza mínima, dejando un 31% de cobertura de residuos
(S+LM)
iii)
Labranza tradicional, que consistió en 4 pases de rastra, dejando un 10% del
suelo cubierto con residuos. (LT)
Las unidades experimentales fueron parcelas de 30 m x 30 m, en las cuales se sembró
sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench) al voleo.
Diseño Estadístico:
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Sobre la base del estudio de variabilidad espacial realizado en el año de 1999, se permitió
definir el Diseño de Parcelas Grandes o Diseño STRIP, en el sitio experimental. El cual
incluye muestreos dentro de parcelas establecidas, sin efectuar repeticiones y tomando de
cada parcela muestras de tamaño “n”. (Smith et al., 1992 citado por Machado, 2000).
En cada unidad experimental se instalaron tres parcelas pequeñas (1 m2) para evaluar la
escorrentía en diferentes etapas del ciclo del cultivo, así como la humedad en el perfil, la
cual fue determinada en diferentes puntos alrededor de las pequeñas parcelas, con el
propósito de monitorear el balance de agua en el suelo. (Figura 1)
En cada tratamiento se realizaron pruebas de infiltración por el método del doble anillo y se
tomaron muestras no alteradas, hasta 60 cm de profundidad para determinar: densidad
aparente, porosidad, conductividad hidráulica saturada. En los mismos puntos de muestreo
se tomaron muestras disturbadas para determinas los índices de consistencia y retención de
humedad. (Figura 1)
Labranza Mínima
Subsolado + Lab. Mínima
Labranza Tradicional
7
1
8
1
5
6
6
2
2
4
Figura 1. Distribución de los tratamientos en el campo y puntos de muestreo
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Con respecto a los índices estructurales, solo se encontraron diferencias significativas en los
valores de densidad aparente en las tres profundidades evaluadas. En la superficie del suelo
los valores de densidad aparente del tratamiento con subsolado fue significativamente mayor
que los tratamientos con labranza tradicional y mínima (Figura 2). Sin embargo, los 35 y 50
cm se observa el efecto del subsolado permitiendo una menor densidad aparente que en los
sistemas de labranza mínima y tradicional en los que la rastra de discos no penetra mas de
unos 12 cm.
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Densidadaparente (Mg.m3)
Profundidad
1,55
1,6
1,65
1,7
1,75
0
20
40
60
LM
S+LM
LT
Figura 2. Efecto de los sistemas de labranza sobre la Densidad aparente
Los valores de porosidad total en el tratamiento con subsolado en la superficie resultaron ser
significativamente menores a los presentados con la labranza mínima y tradicional. No
obstante, a la profundidad de 35 cm, la porosidad total resultó significativamente mayor. A
los 50 cm no se encontraron diferencias significativas, presentando el menor valor el sistema
de labranza tradicional, (Figura 3)
Con la porosidad con r > 15 µm solo se consiguieron diferencias significativas a los 35 cm,
encontrándose los valores mayores con el sistema que incluye el subsolado, mientras que
los valores menores se encontraron en el sistema con labranza tradicional,
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Porosidad Total v/v (%)
Profundidad
36
37
38
39
40
41
42
0
20
40
60
LM
S+LM
LT
Figura 3, Efecto de los sistemas de labranza sobre la Porosidad Total
Profundidad
0
2
4
6
8
10
12
14
0
20
40
60
LM
S+LM
LT
Figura 4. Efecto de los sistemas de labranza sobre la Porosidad con r > 15 µm
La evaluación de la disponibilidad de agua se realizó a través del monitoreo del contenido de
humedad en el suelo, el cual se llevó a cabo cada 10 días. A continuación se presenta el
monitoreo de la humedad del suelo cada 20 días.
La Figura 5 corresponde a la humedad el suelo 5 días después de la siembra del sorgo; en
ella puede notarse que no hay diferencias apreciables en el contenido a las diferentes
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profundidades. Esto puede ser debido a que todos los suelos fueron roturados aumentando
su capacidad de almacenamiento de agua.
31 Mayo
Profundidad
(cm)
% Humedad
0
10
20
30
0
20
40
60
LM
S+LM
LT
Figura 5. Contenido de humedad en el suelo a los 5 días después de la siembra
A los 25 y 45 días después de la siembra (Figuras 6 y 7) se puede notar como en el
tratamiento con subsolado hay una mejor distribución de agua en el perfil, poniéndose de
manifiesto las limitaciones derivadas del incremento de la densidad aparente a los 15 cm de
profundidad y disminución drástica de la conductividad hidráulica saturada en los otros
tratamientos.
20 Junio
% Humedad
Profundidad
(cm)
0
10
20
30
40
0
20
40
60
LM
S+LM
LT
Figura 6. Contenido de humedad en el suelo a los 25 días después de la siembra
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10 Julio
% Humedad
Profundidad
(cm)
0
10
20
30
40
0
20
40
60
LM
S+LM
LT
Figura 7. Contenido de humedad en el suelo a los 45 días después de la siembra
A los 65 días después de la siembra (Figura 8) se puede que en la capa superficial del suelo
el contenido de humedad es similar en los tres sistemas de labranza; sin embargo, a mayor
profundidad el contenido de humedad es mucho mayor en los tratamientos con labranza
mínima y subsolado + labranza mínima. Esto puede ser debido a que en el suelo con
labranza tradicional se manifiestan los efectos del sellado superficial y las limitaciones para
el movimiento de agua en el perfil.
31 Julio
% Humedad
Profundidad
(cm)
0
10
20
30
0
20
40
60
LM
S+LM
LT
Figura 8. Contenido de humedad en el suelo a los 65 días después de la siembra
En la Figura 9 se puede observar como después de unos días con lluvias sucesivas, el suelo
bajo los sistemas de labranza tradicional y labranza mínima presentan los mayores valores
de humedad en la capa superficial. Sin embargo a mayor profundidad presentan los menores
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valores de humedad, poniéndose de manifiesto las ventajas del subsolado al permitir la
penetración de agua a mayor profundidad, evitando así los excesos de humedad.
20 Agosto
% Humedad
Profundidad
(cm)
0
10
20
30
0
20
40
60
LM
S+LM
LT
Figura 9. Contenido de humedad en el suelo a los 85 días después de la siembra
A los 105 días después de la siembra, se pueden notar las diferencias significativas en el
contenido de humedad en los diferentes tratamientos de labranza, encontrándose los
menores valores en el suelo bajo labranza tradicional. Los mayores valores de humedad en
el tratamiento de Labranza mínima pueden atribuirse a los efectos de la cobertura, mientras
que en el tratamiento con Subsolado + labranza mínima puede atribuirse al efecto conjunto
del subsolado y la cobertura superficial.
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10 Septiem bre
% Humedad
Profundidad
(cm)
0
10
20
30
0
20
40
60
LM
S+LM
LT
Figura 10. Contenido de humedad en el suelo a los 105 días después de la siembra
Los efectos de los sistemas de labranza sobre la penetración y movimiento de agua en el
suelo se muestran en el Cuadro 1. Se puede observar como la tasa de infiltración es mayor
en el sistema de labranza tradicional, debido a la mayor capacidad de infiltración instantánea
promovida por la labranza. Sin embargo, a los 60 minutos después de iniciada la prueba la
tasa de infiltración en este sistema es apreciablemente menor que en los otros sistemas de
labranza.
En el sistema de labranza que incluye el subsolado la tasa de infiltración es apreciablemente
mayor a los 60 y 120 minutos después de iniciada la prueba.
Por otra parte el hecho de mantener mayores valores de conductividad hidráulica permite
una mejor distribución de agua en el perfil, lo cual fue observado en los perfiles de humedad
(Figuras 5 a 10)
Cuadro 1. Tasa de Infiltración y Conductividad hidráulica saturada, bajo los diferentes
sistemas de labranza
Sistema de
Infiltración
Infiltración
Infiltración
Conductividad Hidráulica
Labranza
inicial
a 60 min.
a 120 min.
Saturada (mm.h-1)
(mm.h-1)
(mm.h-1)
(mm.h-1)
218
4.5
210
230
Labranza
0 - 15
15 - 35
35 - 50
2.0
2.3
1.7
0.5
15.0
6.0
5.6
4.0
4.8
1.5
0.5
1.9
0.26
0.6
Mínima (LM)
Subsolado +
Labranza
Mínima (S+LM)
Labranza
Tradicional (LT)
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Al analizar el comportamiento de la escorrentía (Figura 11), se puede apreciar que a
excepción de las primeras lluvias, el % de escorrentía siempre es mayor en el sistema de
labranza tradicional. Esto puede ser explicado debido a que al principio existe una mayor
capacidad de infiltración instantánea, pero que a medida que esta se va perdiendo
comienzan a manifestarse el efecto protector de la cobertura. Desde luego que en el sistema
que incluye cobertura subsolado se manifiestan ambos efectos, permitiendo una mayor
infiltración y por lo tanto menor escorrentía superficial.
LM
S+LM
LT
% Escorrentía
50
40
30
20
10
0
25 Mayo
19 Junio
25 Julio
26 Agosto
Fechas de eventos de lluvia
Figura 11. Efectos de los sistemas de labranza sobre la escorrentía superficial
En términos generales se puede decir que la labranza convencional, y en este caso la
tradicional puede incrementar la porosidad de aireación (Marcano et al, 1993) y promover
incrementos en la fertilidad de los suelos al incorporar los residuos vegetales (FAO, 1992).
Sin embargo, la magnitud de los cambios en las propiedades físicas y las tendencias
depende de las condiciones antecedentes. Resultados contradictorios han sido reportados,
Lal et al, (1994) reporta efectos positivos del uso del cincel y la siembra directa en el
mejoramiento de las propiedades físicas.
La principal desventaja de la labranza convencional es que deja la superficie del suelo
prácticamente desprovista de cobertura haciéndolo mas vulnerable al sellado y
encostramiento. Esto induce a cambios en el balance hídrico, disminuyendo la infiltración
(Lal, 1997). Estos cambios pueden activar procesos de erosión hídrica.
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Los efectos de la cobertura dejada por la labranza sobre la regularización del régimen hídrico
de los suelos pueden ser debido a la reducción de las pérdidas de agua, lo que ocurre no
solo porque actúa como barrera para prevenir el impacto directo de las gotas de lluvia, sino
por sus efectos en la disminución de la tasa de evaporación (Gardner et al, 1999)
CONCLUSIONES
Aun cuando las diferencias no son significativas en todos los casos, los sistemas de
labranza evaluados presentaron efectos sobre los índices estructurales, especialmente
sobre la densidad aparente.
Se encontró una mayor cantidad de agua disponible para el cultivo de sorgo durante
el período de crecimiento y una distribución mas uniforme de la misma en la profundidad
evaluada en el tratamiento con subsolado. Mientras que en los tratamientos de labranza
superficial los mayores contenidos de humedad se encontraron en la capa superficial del
suelo, destacando la limitación que ejerce el horizonte argílico al movimiento de agua en
el perfil.
La presencia de residuos en la superficie permite una mayor penetración de agua en
el suelo, siendo menor en el sistema de Labranza tradicional.
Al comparar los sistemas de Labranza mínima y Subsolado + labranza mínima, se
encontró que en el tratamiento con subsolado hubo mayor penetración de agua y menor
escorrentía, debido a los efectos del subsolado.
BIBLIOGRAFÍA
Chacón P.; I. López H.; M. Lamote 1991. Le cicle de razote dans ene savane a
trachypogon an centre an Venezuela. Reviu de' ecologie et biologie du sol. 8:67-75.
Delgado, F. 2001.
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Interamericano de Desarrollo e Investigación Ambiental y Territorial (CIDIAT). Series
Suelos y Clima. 205p.
FAO (1992). Manual de Sistemas de Labranza para América Latina. Boletín de Suelos de la
FAO. Roma. 193p.
Gardner C. M. K.; K. B. Laryea; P. W. Unger. 1999. Soil Physical Constraints to Plant
Growth and Crop Production. FAO, Roma. 96p.
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Lal R. 1997. Long-term tillage and maize monoculture effects on tropical alfisol in western
Nigeria I: Crop yields and physical properties. Soil Till. Res. 42:145-160
Machado W. 2000. Planificación y análisis de experimentos de campo en grandes parcelas
sin repetición. Rev. Fac. Agr.(Venezuela) Alcance N° 59. 73p.
Marcano F.; C. Ohep; F. Desiderio. 1993. Efectos de la labranza sobre algunas variables
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L.) Venesuelos 1:2-8.
Pla I. 1995. Evaluación y diagnóstico de las propiedades físicas del suelo con relación a la
labranza. In: Memorias de la II Reunión Bienal de la Red latinoamericana de Labranza
Conservacionista. Guanare (Venezuela) pp 42-51.
Plaster E. 2000. La Ciencia del Suelo y su Manejo. Editorial Paraninfo, Madrid, España.
419p.