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GRADIENTES TÉRMICOS DEL SUELO SUPERFICIAL CULTIVADO CON MAÍZ EN

LABRANZA CONVENCIONAL Y EN SIEMBRA DIRECTA

Blasón, A.D.1,2, Fernández, N.R.1,4, Barrios, M.B.3, Makar, D. 1,

Molla Kralj, A.1 y R.O. Rodríguez1,4

1Cátedra de Agrometeorología, Facultad de Ciencias Agrarias, UNLZ 2Cátedra de Climatología Agrícola, Facultad de Agronomía y Ciencias Agroalimentarias, UM

3Cátedra de Edafología, Facultad de Ciencias Agrarias, UNLZ4Instituto de Clima y Agua, CIRN-INTA, Castelar

Revista de la Facultad de Agronomía y Ciencias Agroalimentarias Vol. V, Nº 9 y 10, p. 29-46, 2014

RESUMEN

La siembra directa produce impactos en el suelo en relación con su potencial capacidad de producción de los cultivos. Los residuos de cosecha esparcidos sobre el suelo ejercen una significativa influencia en la temperatura del mismo, disminuyendo su radiación absorbida al favorecer la reflectancia de la misma. La relación entre el calentamiento del suelo y los contenidos de humedad edáfica actúa en forma inversa a su contenido, ya que la energía radiativa incidente en el suelo será absorbida en parte, por la mayor capacidad calórica del agua disponible.El calentamiento del suelo dependerá de la cantidad de radiación neta que se encuentre en la superficie terrestre resultado de considerar el balance de radiación de onda corta y de onda larga.El presente trabajo tiene como objetivo indagar sobre las modificaciones que produce el tipo de labranza sobre los gradientes térmicos en el suelo cercano a superficie.

ABSTRACT

No-tillage agriculture impacts on soil rela-tive to its potential production capacity of the crops. The stubble scattered on the ground, have a significant influence on its temperature, decreasing radiation ab-sorbed by favoring its reflectance.The relationship between the soil´s warm-ing and the soil moisture content acts in-versely to its quantity, as the radiative inci-dent energy on the ground will be absorbed in part by the higher calorific capacity of water available.Soil´s warming will depend on the amount of net radiation that is on the earth’s sur-face, as a result of considering the balance of shortwave and longwave radiation.This paper aims to investigate the changes that produce the different types of tillage on soil thermal gradients in the near sur-face.The effects produced by different tillage, type and degree of residue cover on soil physical properties and performance of the corn, soybean, sorghum and wheat,

Rev. Fac. Agronomía y Cs. Agroalim. UM - Vol. V Nº 9 y 10 - 2014

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Los efectos producidos por clase de labranza, tipo y grado de cobertura de rastrojos sobre las propiedades físicas del suelo y desempeño de maíz, soja, sorgo y trigo están siendo evaluados en un experimento en curso sobre rotación de cultivos, localizado en el Campo Experimental de la CNEA - Ezeiza, Provincia de Buenos Aires, incluido en la subregión de Pampa Ondulada (34° 49’ 01’’ LS, 58° 34’ 16’’ LW).Para el análisis se consideró el periodo de estudio en dos. El primer período abarcó desde el día de la siembra hasta el cultivo en estadíos entre V6 y V8, procurando evitar que el efecto de sombreado del entresurco provocado por la canopia del maíz, donde se hallaban instalados los sensores de temperatura del suelo, extinga diferencias presumibles al tipo de labranza. El segundo período abarcó el ciclo completo para este cultivo buscando de esta manera, mediante variables acumuladas a lo largo del mismo, maximizar posibles diferencias térmicas entre labranzas.Las temperaturas en el suelo fueron registradas en parcelas de labranza convencional (LC) y siembra directa (SD) a 25 y 50 mm de profundidad cada 10 minutos. Paso seguido se calcularon los gradientes correspondientes dividiendo las diferencias térmicas establecidas por la distancia vertical entre sensores en cada labranza.Otra información meteorológica utilizada complementariamente corresponde a los registros horarios de la estación Ezeiza (aero) del S.M.N., próxima al ensayo.En concordancia con otros autores, las diferencias térmicas entre la SD y la LC se

is being evaluated on an ongoing experi-ment on crops rotation located in the ex-perimental field of CNEA (Ezeiza, Buenos Aires, subregión of La Pampa Ondulada; 34°49´01´´SL, 58°34´16´´WL).For this study, the analysis was divided into two periods. The first period lasted from the seeding day up to v6 and v8 stages, trying to avoid the effect of the row spac-ing shading caused by corn canopy where soil temperature sensors were installed, extinct presumed difference between the types of tillage. The second period covered the entire cycle for this crop and looked for maximize potential thermal differences between tillage through accumulated vari-ables.The soil temperatures were recorded in conventional tillage (CT) and no-tillage (NT) plots at 25 and 50 mm depth every 10 minutes. Then the respective gradients were calculated by dividing the tempera-ture differences established by the vertical distance between sensors in each tillage.Other meteorological complementary in-formation used corresponds to the hourly records of Ezeiza station near the essay.According to other authors, the thermal dif-ferences between CT and NT due to lower shortwave radiation absorbed in NT, pro-ducing that soil temperature under stubble were colder at least during daytime. In rainy days that the soil is wet, due to the low temperature of the precipitated water, its high caloric capacity and its high latent heat of evaporation, the soil water man-age to extinguish the thermal differences between soil under both kind of tillages. This phenomena happens during the pre-cipitation and it remains proportional on

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Blasón, A.D.; Fernández, N.R.; Barrios, M.B.; Makar, D.; Molla Kralj, A. y Rodríguez, R.O.

deben a la menor radiación de onda corta absorbida en la SD produciendo que, al menos en las horas diurnas, el suelo bajo ella permanezca más frío que en la LC. Días con lluvia que mojan el perfil, dada la baja temperatura del agua precipitada, a su alta capacidad calórica y alto calor latente de evaporación logran extinguir las diferencias térmicas en el suelo bajo ambas labranzas durante su ocurrencia y perduran proporcionalmente a su cantidad.El suelo comienza a calentarse en ambas labranzas aproximadamente dos horas después de la salida del sol, no mostrando diferencias entre ellas. En cambio comienza a enfriarse junto con la puesta del sol en LC y hasta una hora antes en SD. Las duraciones de las recargas de energía (gradiente positivo) fueron mayores en LC que en SD. Mientras que complementario a esto las duraciones de las descargas de energía (gradiente negativo) fueron mayores en SD que en LC. La suma de aspectos favorables para una mayor carga en LC, reflejados en la diferencia de los gradientes térmicos positivos, resulta evidente; se debe a la diferente absorción de radiación solar y a las duraciones de recarga a favor de la LC respecto de SD.

Palabras clave: Temperatura del suelo, gradiente térmico, cultivo de maíz, labranza convencional, siembra directa.

its quantity. The soil begins to warm up in both tillages about two hours after sunrise, showing no differences between them. Instead it be-gins to cool with sunset in CT and up to one hour before in NT. Energy charging periods (positive gradient) were longer in CT and the energy download durations (negative gradient) were longer in NT.The higher energy charge on CT observed in the difference of the positive thermal gra-dients and it is related with the absorbed radiation and the recharge time duration.

Key words: Soil temperature, thermal gra-dient, corn crop, plows tillage, non till.


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INTRODUCCIÓN

La siembra directa produce impactos sobre el suelo en relación con su potencial capacidad de producción de los cultivos. El efecto de la siembra directa sobre el ambiente del suelo y las modificaciones que esta causa en las respuestas de los cultivos, está sin duda ligada a dos aspectos que identifican a este sistema y que regulan el funcionamiento del suelo, la acumulación de residuos de cosecha en la superficie y la no-remoción del suelo (Barrios, 2011). Los residuos superficiales actuarían como pequeños diques que demoran el escurrimiento de agua y prolongan el tiempo para su entrada en el suelo mejorando el almacenaje al disminuir las pérdidas superficiales (Reicosky, 2005). La no remoción del suelo contribuye a la conservación de la bioporosidad del suelo, los canales de lombrices y raíces resultan continuos, más estables y menos tortuosos que los macro poros creados por las labranzas, resultando los primeros más efectivos para el ingreso de agua en el perfil.

La temperatura del suelo es un elemento importante cuando se usan labranzas con coberturas, ya que los rastrojos impiden que los rayos del sol caigan directamente sobre la superficie, lo cual reduce la evaporación, pues el suelo permanece un poco más frío que el suelo descubierto (Schneider and Gupta, 1985).

El calentamiento del suelo dependerá de la cantidad de radiación neta que se encuentre en la superficie terrestre resultado de considerar el balance de radiación de onda

corta y de onda larga, considerando los siguientes factores: la radiación global, el albedo y el balance resultante de radiación infrarroja que dependerá de la temperatura y de las emisividades de la atmósfera y la superficie considerada. La radiación absorbida en la superficie es el resultado de restar a la radiación global el porcentaje que es reflejado, esto es, el albedo (Wierenga et al., 1982).

La presencia de una importante cubierta vegetal disminuye la cantidad de radiación absorbida, por efecto de la sombra que hace disminuir la radiación directa. Los residuos más claros reducen la temperatura del suelo en los primeros centímetros del perfil, lo cual puede impedir la emergencia y crecimiento. (Morandini et al., 2005, 2009; Digonzelli et al., 2011).

El albedo depende de la naturaleza de la superficie y, entre otros factores, del color y la humedad. Un suelo oscuro rico en materia orgánica puede tener un albedo del 0,2; esto significa que absorbe hasta el 80 % de la radiación recibida, mientras que en un suelo blanquecino puede llegar a absorber un 30 %. Así, cuanto más oscuro sea el suelo mayor es la absorción pero también lo es la emisión nocturna, por el contrario los colores blanquecinos actúan de forma contraria. En relación con el contenido en humedad, es fácil comprobar que un suelo seco se oscurece al ser humedecido disminuyendo el albedo.

Según Van Doren y Allmaras (1978), los residuos de cosecha esparcidos en el suelo ejercen una significativa influencia sobre

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la temperatura del mismo, disminuyendo la radiación absorbida sobre el suelo al favorecer la reflectancia de la misma. Estos autores señalan que la diferencia de temperatura entre un suelo con y sin cobertura, es función del porcentaje de área cubierta, y que cuando este supera el 80%, la diferencia se incrementa notablemente.

Respecto de la relación entre el calentamiento del suelo y los contenidos de humedad edáfica, Van Doren y Allmaras (1978) señalan que la misma actúa en forma inversa a su contenido, ya que la energía radiativa incidente en el suelo será absorbida en parte, por la mayor capacidad calórica del agua disponible.

El presente trabajo tiene como objetivo indagar sobre las modificaciones que produce el tipo de labranza sobre los gradientes térmicos en el suelo cercano a superficie.

MATERIALES Y MÉTODOS

Los efectos producidos por clase de labranza, tipo y grado de cobertura de rastrojos sobre las propiedades físicas del suelo y desempeño de maíz, soja, sorgo y trigo están siendo evaluados sobre un experimento en curso sobre rotación de cultivos localizado en el campo Experimental de la CNEA - Ezeiza, Provincia de Buenos Aires, incluido en la subregión de Pampa Ondulada (34° 49’ 01’’ LS, 58° 34’ 16’’ LW). En particular, el presente trabajo presenta detalle de las temperaturas ocurridas en el suelo cultivado con maíz durante la campaña 2010/11, procediendo

según labranza convencional (LC) y en siembra directa (SD) (Blasón, et al. 2011). Para el análisis de la información se consideró el periodo de estudio en dos.

El primer período abarcó desde el día de la siembra (26/10/2010) al mediodía como lo muestra la figura 1, hasta el día 30/11/2010, encontrándose el cultivo en estadíos entre V6 y V8 como se observa en la figura 2, procurando evitar que el efecto de sombreado del entresurco, provocado por la canopia del maíz donde se hallaban instalados los sensores de temperatura del suelo, extinga diferencias presumibles al tipo de labranza. El segundo período abarcó el ciclo completo para este cultivo, desde la mencionada siembra hasta el día 27/02/2011 en que fue cosechado (figura 3), buscando de esta manera, mediante variables acumuladas a lo largo del mismo, maximizar posibles diferencias térmicas entre labranzas.

Como lo muestra la figura 1, las temperaturas en el suelo fueron registradas en las parcelas de LC y SD a 25 y 50 mm de profundidad (Blasón y col., 2002/03) cada 10 minutos mediante un sistema adquisidor de temperaturas (Moltoni, y col., 2008), y corregidas según ecuaciones particulares de calibración para cada sensor (Blasón, y col., 2007) asegurando errores no mayores a 0,2 ºC. Toda otra información meteorológica utilizada complementariamente corresponde a los registros horarios de la estación Ezeiza (aero) del S.M.N., próxima al ensayo.


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Figura 1: Instalación de los sensores inmediatamente después de la siembra, el 26/10/2010 a las 14:30; izquierda SD y derecha LC.

Figura 2: Estado del cultivo al 30/11/2010, izquierda SD en V6 y derecha LC en V8.

Figura 3: estado del cultivo a la cosecha el 27/02/2011, izquierda del panel solar SD, derecha LC y recuadro con zoom mostrando el estado de una mazorca.

Con las temperaturas corregidas se procedió a calcular las diferencias registradas entre los 2,5 y los 5 cm de profundidad en ambas labranzas para cada período de 10 minutos observado a lo largo de todo el lapso de ensayo. Paso seguido, se calcularon los gradientes correspondientes dividiendo las diferencias térmicas establecidas por la distancia de 2,5 cm entre sensores en cada labranza.

A modo de ejemplo, la figura 4 presenta las temperaturas del suelo, la precipitación y la radiación global; la figura 5, las diferencias térmicas producidas entre los 2,5 y 5 cm de profundidad en ambas labranzas a lo largo del tiempo, y la figura 6, los gradientes establecidos y su diferencia neta entre labranzas durante la primera semana del ensayo, para clarificar su procesamiento y posterior análisis.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Como enunciara Angot (1890) en sus leyes de física térmica del suelo se aprecia claramente en la figura 4, cómo con el aumento proporcional de la profundidad se produce una disminución más que proporcional en las amplitudes térmicas en este caso diarias, tanto para la LC como para la SD comparando las correspondientes series de temperaturas del suelo medidas a 2,5 con las medidas a 5 centímetros de profundidad. También se observa aunque con mayor sutileza dada la poca diferencia de profundidad, el efecto del desfasaje de las ondas térmicas con el aumento de la profundidad debido a la

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lentitud del transporte de calor en el suelo por conducción. Comparando lo enunciado anteriormente entre labranzas realizadas simultáneamente y en el mismo sitio geográfico, lo que garantiza haber transcurrido bajo las mismas condiciones meteorológicas, se observa claramente sobre la SD una merma en la amplitud térmica tanto a 2,5 como a 5 cm de profundidad (aunque ya en menor grado) respecto a sus equivalentes en LC, pero sobre todo producida sobre los registros de temperaturas máximas diarias y en días mayormente despejados y con alta radiación solar incidente; mientras que no se registra el mismo efecto sobre las temperaturas mínimas diarias resultando muy parecidas, en donde el flujo de energía preponderante es la radiación terrestre de onda larga perdida por la tierra hacia el espacio. Esto permite suponer, reafirmando en concordancia con lo expuesto por otros autores, que las diferencias térmicas entre la SD y la LC son producidas por una menor radiación de onda corta absorbida en la SD o, complementariamente, una mayor radiación de onda corta reflejada, provocada presumiblemente por el mayor coeficiente de reflexión o albedo de onda corta de la cobertura de rastrojo sobre la misma, produciendo que, al menos en las horas diurnas, el suelo bajo ella permanezca un poco mas frío que en la LC.Digonzelli y col. (2011) Encontraron en su análisis de paso diario, que las diferencias de temperaturas entre tratamientos no siempre fueron significativas, sin embargo, tuvieron significancia biológica permitiendo alcanzar el umbral térmico para una

brotación más temprana o tardía; esto explica los diferentes porcentajes y tasas de emergencia obtenidos con cada tratamiento y variedad.Respecto al retardo por conducción en profundidad afecta de manera semejante en ambas labranzas, aunque observando los registros desde la siembra hasta maíz en V6, pareciera ocurrir un mayor retardo poco apreciable en la SD respecto la LC, presumiblemente por la capa límite de aire de mayor espesor (muy aislante al paso de calor) presente en la SD. Para mayor conocimiento debería plantearse un experimento específico para poder determinar si estas diferencias en el retardo resultan verdaderamente significativas.Por otra parte, los días cubiertos con nubosidad de importante espesor y permanencia impiden sensiblemente la llegada de radiación solar limitando el calentamiento en ambas labranzas, extinguiendo así notablemente sus diferencias. Párrafo aparte merecen los días de lluvia con láminas de agua que mojan el perfil, que por la baja temperatura del agua precipitada, sumados su alta capacidad calórica y alto calor latente de evaporación, logran extinguir completamente las diferencias térmicas en el suelo bajo ambas labranzas al menos en el tiempo que dure su ocurrencia y perdurando proporcionalmente a su cantidad. Resulta necesario en nuestro caso particular relevar mayor cantidad de información detallada de este tipo de evento como para poder mensurar si realmente se extinguen completamente las diferencias o no siempre resulta así.


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Figura 4: Temperaturas registradas en LC y SD durante la primera semana de ensayo, acompañadas de la precipitación y la radiación global registradas en el período.

la evapotranspiración de los días anteriores manifestándose en el aumento de la amplitud térmica y en las diferencias entre SD y LC especialmente en el suelo más superficial.

Morandini y col. (2009) reportaron que desde la emergencia hasta el entrecruce de la canopia, la temperatura media del suelo fue 1,8 ºC menor en tratamientos bajo rastrojos que en los de suelo desnudo. Estos autores también informaron en coincidencia, que el riego como la lluvia reduce las diferencias de temperaturas en el suelo entre ambos tipos de tratamientos.

Como se observa en la figura 4, en el día 29 las diferencias se extinguen debido a la acción conjunta de la lluvia, la humedad en el suelo y la baja radiación debida a la nubosidad.

Sin embargo, en los días 30 y 31, la radiación aumenta (cielo despejado) pero las temperaturas a diferentes profundidades y tratamientos se mantienen similares debido al alto contenido hídrico del suelo disminuyendo las amplitudes térmicas en esos días.

En el día 1 de noviembre el contenido de agua disminuyó marcadamente merced a

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Figura 5: Gradientes térmicos entre los 2,5 y 5 centímetros de profundidad en LC y SD durante la primera semana del ensayo y su diferencia neta entre ambas labranzas.

Como lo presenta la figura 5 (durante la primera semana) pero considerando los períodos del ensayo antes descritos (imposibilidad de presentar gráficamente períodos largos y de tal detalle por la compresión de la escala temporal que hace inentendibles los mismos) se procedió a analizar el comportamiento de los gradientes de temperatura del suelo entre los 2,5 y 5 cm de profundidad en ambas labranzas considerando dos aspectos relevantes. En primer lugar, el horario local toda vez que los gradientes en ambas labranzas se hacen cero (temperaturas igualadas en las profundidades medidas, lo que indica prácticamente radiación neta igual a cero), la duración de los gradientes positivos (temperaturas a 2,5 mayor que 5 cm), suelo superficial calentándose y la duración de los gradientes negativos, suelo superficial enfriándose.

En segundo término, se evaluaron los gradientes por su valor absoluto en cada labranza, para los períodos diurnos de calentamiento y nocturnos de enfriamiento, tanto en su secuencia temporal, como en su acumulado para establecer cuantitativamente las diferencias observadas.

A simple vista resulta claro que la carencia de cobertura y de su efecto reflectivo de onda corta y aislante térmico o de onda larga en la LC provoca gradientes más intensos cercanos a 1º C/cm que los correspondientes a SD durante los períodos diurnos, en especial correspondientes a días despejados, lo que provoca un mayor calentamiento del suelo a favor de la LC en dichos períodos. Mientras que en los períodos nocturnos la cobertura de


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la SD solo actúa como aislante térmico provocando que los gradientes negativos de pérdida o enfriamiento del suelo no resulten tan intensos como los de LC, en especial en las noches despejadas y de alta emisividad terrestre en las cuales la LC alcanza gradientes mayores que pueden superar 1º C/cm para su enfriamiento; mientras que en la SD resultaron menores.

En el caso de noches cubiertas de nubosidad y en especial si se registró precipitación que mojara el suelo, los gradientes en ambas labranzas tienden a hacerse menores tanto los positivos como los negativos por la gran capacidad calórica que aporta al medio el agua, provocando que las diferencias netas de los gradientes entre la LC y la SD se acerquen notablemente a cero.

Figura 6: Gráfica temporal de los horarios de cambio de sentido de los gradientes térmicos (balance de energía neto igual a cero) entre 2,5 y 5 cm de profundidad en el suelo en contraste con el respectivo horario local de salida y puesta del sol, precipitación y heliofanía efectiva registradas. (Espacios en la gráfica por pérdida de datos).

La figura 6 presenta la gráfica correspondiente a los momentos del día en que los gradientes se hacen nulos o sea, cambian su sentido de flujo de calor desde la siembra y hasta el cultivo de maíz en V6 a V8. Se observa que el cambio de gradiente de negativo hacia positivo (suelo comenzando a calentarse, temperaturas a 2.5cm mayores que a 5cm) ocurre

en ambas labranzas aproximadamente dos horas después de la salida del sol. En cambio el paso hacia un gradiente negativo (suelo comenzando a enfriarse, temperaturas a 2.5cm menores que a 5cm) ocurre junto con la puesta del sol o incluso antes de la misma. En el caso del inicio de gradiente positivo parecen no existir diferencias en los horarios

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entre ambos tipos de labranzas más allá de las diferencias mínimas producidas probablemente por las condiciones meteorológicas reinantes. Por el contrario, cuando los gradientes comienzan a ser negativos se nota una marcada diferencia entre las mismas, resultando en general el inicio de la pérdida en SD hasta una hora antes que en LC, coincidiendo además esta última prácticamente con el horario de la puesta del sol. Esto es una causa probable acerca de por qué la duración de la carga resulta mayor en LC que en SD. Cabe aclarar que los picos notables sobre las series de hora de entrada y de salida de calor en el suelo sobre la gráfica se corresponden con condiciones meteorológicas de cielo completamente cubierto por nubosidad e incluso eventos de precipitación que

mojaron suficientemente el suelo a la profundidad de medición, lo que evidencia en forma clara como este tipo de evento altera marcadamente la evolución normal e incluso es capaz de extinguir completamente diferencias de este tipo entre labranzas.

La diferencia en duración de los gradientes entre las labranzas indica que son mayores en la LC en la recarga de energía y de valores similares o algo menores la SD durante la descarga (de noche), esto se debe a que durante el día la carga es mayor dado el menor albedo del suelo desnudo, que su contrapartida en la SD donde el rastrojo aumenta su albedo en onda corta.La descarga es debida principalmente a la irradiación terrestre, lo que parecería que es aproximadamente igual o levemente inferior en la SD.

Figura 7: Duraciones de los ciclos diarios de entrada y salida de energía en los primeros centímetros de suelo, evaluadas a través del gradiente térmico entre 2,5 y 5 cm de profundidad para la LC y la SD en función de la duración del día, y acompañados de la precipitación y heliofanía efectiva registradas. (Espacios en la gráfica por pérdida de datos).


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En la figura 7 se observan las diferencias entre las duraciones de los flujos de entrada y de salida de calor en la capa sub superficial de suelo comprendida entre los 2,5 y 5 cms. de profundidad para los dos tipos de labranzas. Las duraciones de las recargas de energía (gradiente positivo) fueron mayores en LC que en SD. Mientras que complementario a esto las duraciones de las descargas de energía (gradiente negativo) fueron mayores en SD que en LC. Estas diferencias en las duraciones de las entradas y salidas coinciden con lo visto en la figura 7 en la que se observa que el cambio hacia un gradiente negativo ocurre siempre mas tarde en LC y el cambio hacia un gradiente positivo no se presentan notables diferencias entre ambas, de esta forma resulta mayor la duración de la entrada en la LC. Las duraciones de las entradas fueron aumentando en ambos tipos de labranza al igual que las duraciones de salida fueron

disminuyendo debido al alargamiento de los días conforme avanzaba el ensayo, en total coincidencia con el aumento de la duración del día previo al solsticio de verano sobre el hemisferio Sur. Con lo aportado por estas observaciones térmicas se respalda que las principales diferencias entre los dos tipos de labranza son provocadas por la diferente duración de gradientes de entrada y salida y la menor radiación absorbida en la siembra directa producto del mayor albedo de onda corta de su rastrojo respecto a suelo desnudo en la labranza convencional. Para comprobar fehacientemente esto último sería necesario reiterar un ensayo similar al presente en el cual se observe además de la radiación incidente, la radiación de onda corta reflejada por los dos tipos de labranza, valorando directamente las diferencias sobre el balance de onda corta.

Figura 8: Separación de los gradientes térmicos producidos entre 25 mm y 50 mm de profundidad en LC y SD positivos (suelo calentándose) y negativos (suelo enfriándose) para cada tipo de labranza y su acumulación gráfica.

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La figura 8 muestra gráficamente la separación de la ganancia térmica producto de la radiación absorbida y la pérdida térmica producto de la emisión terrestre acumulada a lo largo del ciclo completo del maíz, discriminada por el tipo de labranza. En primera instancia se observa que para ambas labranzas fue notablemente menor el tiempo en que el suelo se calienta por radiación solar que el que se enfría por irradiación terrestre; pero en contrapartida la intensidad del proceso hace que su acumulación térmica positiva alcance valores cercanos a los 6000 ºC/cm10min (equivalente a 41,6 ºC/cm día en suma directa), mientras que la acumulación térmica negativa logra valores próximos a los 4000 ºC/cm 10min (equivalente a 27,8 ºC/cm día en suma directa).Es de notar que la acumulación positiva en LC siempre resulta mayor que la SD a lo largo de todo el ciclo, a veces con mayor diferencia otras con menor, pero

siempre a su favor. Por el contrario, las acumulaciones negativas no muestran realmente diferencias de consideración, con la salvedad que pareciera que hasta aproximadamente antes de que la canopia cubra el entresurco del cultivo (V10 a V12), la SD parece enfriarse menos que la LC por emisión terrestre probablemente debido al mayor espesor de su capa límite causado por el rastrojo, mientras que a partir de ese momento se igualan e incluso parece superar a la LC en el final del ciclo.De la evaluación del ciclo completo del cultivo de maíz para esta campaña cuya duración fue de 15170 períodos de 10 minutos desde siembra a cosecha (equivalente a 2528 horas o 105 días) se desprenden los valores parciales presentados en el cuadro Nº 1, los cuales parcializan duraciones y acumulación térmica directa de los gradientes positivos y negativos en comparación entre ambas labranzas.

Cuadro Nº 1. Valores parciales de duración y acumulación de gradientes positivos y negativos en LC y en SD.



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Figura 9: Separación de los gradientes térmicos producidos entre 25 mm y 50 mm de profundidad en LC y SD por el módulo de la diferencia a favor de cada tipo de labranza y su acumulación gráfica durante el primer periodo analizado.

En la figura 9 se observa que las diferencias de gradientes térmicos acumulados, desde la siembra hasta V6-V8, a favor de LC son mayores que las mismas a favor de SD. La cantidad de periodos en que la diferencia estuvo a favor de SD fue mayor que los periodos a favor de LC. Se observa que a un periodo fijo dado la acumulación favorable a LC resulta desde la siembra igual o mayor al doble que el acumulado a favor de la SD. Esto es evidenciado por las pendientes de los ajustes lineales sobre ambas series. Siendo en particular un ajuste lineal casi perfecto para la SD, debido a que los periodos a su favor se dan en general

por una menor pérdida de radiación de onda larga que tiene un comportamiento más regular que la entrada por radiación de onda corta. En este caso como la acumulación fue separada a favor de cada tipo de labranza, los períodos cronológicos de 10 minutos sobre el eje de las abscisas son reales en términos de duración pero no siguen la cronología temporal ocurrida en el cultivo bajo las labranzas, observando por este motivo que para ambas siempre los valores acumulados son crecientes y lo que fluctúa tanto en cada una de las series como entre ellas son las pendientes que marcan la intensidad de proceso.

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Figura 10: Diferencias netas entre gradientes en la LC y la SD cronológicamente acumulados.

Complementariamente, la figura 10 muestra la curva acumulada de las diferencias netas presentadas entre los gradientes de ambas labranzas distinguiendo los mismos en dos series, la primera desde la siembra hasta el maíz en V6 a V8, y la segunda considerando todo el ciclo. Presumiblemente esta sea la causa más importante por la cual el maíz en la LC se encontraba desarrollado en V8 mientras que al mismo momento en SD solo alcanzaba V6. Esta diferencia es más notable en los estadios más tempranos del

maíz debido a la cercanía del meristema apical de la caña de maíz al suelo y por la conductividad calórica de la misma que permite que una gran cantidad de calor fluya por ella hasta el meristema calentándolo más que el aire que lo rodea. En la medida que la caña elonga y se aleja cada vez del suelo se diluye el mencionado efecto pasando a preponderar sobre su desarrollo más la temperatura del aire que la del suelo.

Figura 11: Ajustes lineales entre los valores pareados de los gradientes observados en LC y SD. Series diferenciadas para el primer período considerado y para el ciclo completo.



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La figura 11 muestra como se relacionaron los gradientes observados cada 10 minutos simultáneamente en ambas labranzas, distinguiendo en series separadas los períodos analizados para poder observar diferencias producidas por la canopia del cultivo cuando cubre el entresurco. Puede observarse ya sea hasta V6 a V8 o para el ciclo completo que las pendientes de las rectas de ajuste resultaron un poco menores a 1 (uno) indicando que los gradientes producidos bajo la SD se vieron un poco atemperados en su magnitud respecto a los presentados por la LC, debido al efecto aislante, tanto para la radiación solar como para la terrestre, producido por la cobertura de rastrojos sobre la SD. Aunque para el primer período en que el entresurco no fue cubierto completamente por la canopia del cultivo, el efecto de la cobertura de rastrojo muestra diferencias mayores al 10 % sobre los mismos, mientras en promedio para todo el ciclo solo alcanzó el 5%.

En concordancia con lo informado por otros autores, el tratamiento sin rastrojo presentó una mayor temperatura del suelo durante primavera hasta enero tardío coincidiendo con el cierre del entresurco por la canopia, resultando similares posteriormente los tratamientos con y sin rastrojo. También reportado por Page et al., 1986; Wood, 1991; Chapman et al., 2001; Morandini et al., 2005; Viator et al., 2005; Morandini et al., 2009 y Digonzelli et al., 2011.

Por otra parte, la variabilidad de los gradientes fue menor hasta V6 a V8 alcanzando un valor R2 mayor al 93 % fundamentalmente por la fuerte relación física del fenómeno, mientras

que para todo el ciclo el creciente efecto físico-biológico introducido por la canopia del mismo cultivo en ambas labranzas provocó el aumento de dispersión en el fenómeno provocando una caída en el ajuste apenas por debajo del 90 %.

CONCLUSIONES

En concordancia con otros autores, las diferencias térmicas entre la SD y la LC se deben a la menor radiación de onda corta absorbida en la SD o complementariamente la mayor radiación reflejada, provocada por el mayor albedo de la cobertura de rastrojo sobre la misma, produciendo que al menos en las horas diurnas el suelo bajo ella permanezca más frío que en la LC.

Días con lluvia que mojan el perfil, dada la baja temperatura del agua precipitada, a su alta capacidad calórica y alto calor latente de evaporación logran extinguir las diferencias térmicas en el suelo bajo ambas labranzas durante su ocurrencia y perduran proporcionalmente a su cantidad.

El suelo comienza a calentarse en ambas labranzas aproximadamente dos horas después de la salida del sol, no mostrando diferencias entre ellas. En cambio comienza a enfriarse junto con la puesta del sol en LC y hasta una hora antes en SD.

Las duraciones de las recargas de energía (gradiente positivo) fueron mayores en LC que en SD. Mientras que complementario a esto las duraciones de las descargas de energía (gradiente negativo) fueron mayores en SD que en LC.

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La suma de aspectos favorables para una mayor carga en LC, reflejados en la diferencia de los gradientes térmicos positivos, resulta evidente, se debe a la diferente absorción de radiación solar y a las duraciones de recarga a favor de la LC respecto de SD.

BIBLIOGRAFÍA

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