INFLUENCIA DEL SISTEMA DE LABOREO EN LA RESISTENCIA A LA PENETRACION y OTRAS

PROPIEDADES FISICAS DEL SUELO

F. PELEGRIN Escuela Universi taria de Ingeniería Técnica Agrícola. Universidad de Sevilla

Carretera de Utrera, Km. 1. 41013 Sevilla

F. MORENO J. MARTIN ARANDA

J.E. FERNANDEZ Instituto de ReC urSOS Naturales y AgrobioJogía (CSIC)

Apdo. 1052. 41080 Sev ill a

RESUMEN

Se ha estudiado la intluenci<l de tres sistemas de labranza en la res istencia a la penetración y Olri\~ propiedades físicas de un suelo franco arc illo arenuso (Haploxcra lf) de 1u provincia de Sevilla en estaJ o de barbecho desnudo y con un cu lt ivo de trigo.

Los siste mas de manejo estudiados se basaron en: 1) arado de vertedera (AV) ; 2) grada de discos (GD) y 3) no labon;n (NL). La rolación de cu lti vos en las pmcelas sembradas fue de cereal-girasol. Los resultados que se presentan corresponuen al tercer año (OIoño 198&-junio 19&7) en e l q ue el cereal fue trigo. En todos los tralamienlOS Sl: midiero n res i,.\enc ia a la penelración (R P) y su dislribución espa~

cia l, densidad apareme (DJ, conductiv idad hidráuJ ica a saturación (K s) y ve locidad de infil tración (i). Los resuhados moslraron que, en las parce las de barbecho con e l sue lo desnudo, la resistencia a

la penetración 1,;11 los primeros 30 cm fue menor que 0,5 MPa. tanto en AV como en GD y entre 0,5 MPa y 1,0 MPa en NL. ames de Marz.o. En los tratamientos sembrados con trigo la resistencia a la penetración aument ó con el tiempo, mOstrand o valores inferiores a 1,0 MPa en los 20 primeros cen­tímetros para AV y GD, Y entre 1,5 Y 3,0 MPa en NL, en Marzo, cuando e l tri go es ta ba en fase de encañado. En las parcelas con suelo desnudo la varinbilidad espacial de la RP fue baja en AV y en GD y alta en NL. En [os Iratamicnto scmbrado~ la variabilidad espacia l de la RP fue alta, Al final del perí­odo del cu ltivo, la densidad aparente fue signiticati va menre diferente en los tres Iralamie nlos de labo­reo sembrados. El tratamiento AV mostró los V:l, [ores m:is altos de Ks y de ve loc idad de infihraciÓn.

PALABRAS CLAVE: Sis temas de laboreo Rc..,islenc ia a la pene tr;¡d6n Densidad apare nte Conducti vidad hid ráulica infiltración Rotación de culti vo.

Recibido: 5-6-96 Aceptado para su publicación: ¡ 3-}-97 Redactor Asociado: J. Berengena

InveSl. Agr.: Prod. Prot. Veg. Vol. II (3), 1996

410 F. PELEG RI N el al.

INTRODUCCION

Se han reali zado muchos es tudios para medir el efecto de los diferentes sis­temas de laboreo en las propiedades físi cas d el suelo (Pidgeon, Soane, 1977; Hamblin. 1984' Lindstrom, Onstad. 1984 ). Una de las propiedades más afectada por el laboreo ~s la densidad aparente. L~ res istencia ~ ~a pene[rac ~ón es fr~c uen­temente usada como parámetro para medi r la penelraclOn de las ralees y aSI, com­parar entre los d iferentes sistemas ~e lab?feO, debido a ~l~ facilid ad ~e medl~a en e l campo. Al m ismo tiempo, la res istenc ia a la penetracJOo, ,la densidad apaJcnte y el contenido de agua en el suelo es tán es trechamente relaclOnadas(M ulqueen e l

al.. 1977; Ball , O' Sullivan, 1982) . . Los cambios producidos en el sue lo por Jos dife rentes sistemas d~ laboreo

afec tan a la estructura e influyen considerablemente, tan to en la dens Idad apa­rente como en la resi s tencia a la penetración. Pues to que la estructura del suelo inf1uye directamente en e l contenido de agua y en e l desarro llo deJ sis tema radi­cular de l cultivo (entre otros factores) , la res istenci a a la penetración debe ser u,n parámetro que cambia en e l tiempo y en e l e~pac i o: Un inc rement.o~ en la dens l­dad aparente tiene un marcado efecto en la resIsten.cla a I~ penelraclOll. ~omo han señalado O' Su llivan, Ball ( 1982). Las mayores dI ferencIas de la densIdad apa­rente y de la resis tenc ia a la penetración han sido encontradas en la capa arable cuando se han comparado los laboreos tradicionales C011 el no laboreo, tal co mo han señalado Ellis el aL (1 977), Pelegrín el al. (1990).

La densidad aparente del suelo afecta al desarrollo de los cultivos. El co~o­

cimiento del efecto de los diferentes sistemas de laboreo en las propIedades f,S,­cas de l suelo, bajo diferentes condic iones ambientales y va rios tipos de sue los, es importante para elegir el método de manejo más conveniente. _ .

E n zonas con cl ima mediterráneo, I¡des como la zona Sur de Espana, la agn ­cultura de seca no está basada en una rotación de cultivos, cereal-cultivo de pri ­mavera (girasol). Esta práctica obli ga a dejar el suelo en barbecho desde la reco­lección de un cultivo has ta la siembra de l siguiente . Durante este pe ríodo, que coincide con la estación de lluvi as (otoño-invierno) , el perfil del suelo se recar­ga. EJ laboreo primario se lleva a cabo tras la rec?lección del ~ereal. si la .hume­dad de l perfi l es adecuada, y el laboreo sec undarla , tras lasp rlmeras llU Vias de l otoño (Octubre-Noviembre). El objetivo es aumentar la cantIdad de agua Infi ltra­da en e l suelo. More no (1986), moslró que la ausenc ia de labores preVIas a las ll u­vias de otoño en un olivar en la provincia de Sev illa, favorece la escorrentía, lle ­gando a produc ir una disminució n del 40 p. 100 en e l agua infi ltrada. Al fina l de l per iodo de barbecho (Marzo), an tes de la siembra del girasol, las propiedades físicas pueden haberse alterado has ta el extremo de afectar el desarrollo del cul­tivo. De ahí q ue la cuantificación de las propiedades físicas relevantes d~l suel o sea de gran interés. La evolución de estas propiedades a lo largo del Ciclo . de l cereal es, asi mismo, de inte rés para e legir el sistema de laboreo más convemen­te.

El presente estudio, que es una parte de un proyecto m~yor sobre diferentes sis temas de laboreo en e l Sur de España, tie ne por objeto conocer e l efecto de diferentes sistemas de laboreo en las propiedades físicas de l sue lo (principal-

LAB OR EO Y RES ISTENCIA A LA PENETRACION 411

meu.te, resis tenci.a a la penetraci.ón), que afectan al desárroll o de una rotac ión de culll vos cereal-giraso l. El estudIO contempl a dos situaciones.: e l pe ríodo de bar­becho (suelo desnudo) que precede al cultivo de pri mavera (girasol) y el período durante el que se desarro lla el cultlvo de cereal de invierno (trigo).

MATERIAL Y METO DOS

~ LiS e~perienc i as de campo se realizaron en una parcela de 1 ha dentro del a rea e~ pen~lent a J de la .Escue la Un iversitaria de Ingeniería Técnica Agrícola de l~ l!ntversldad de SeVilla. Los tratamientos de laboreo primario fueron los SIgUI entes : arado de vertedera (AV), de 22-25 Cm de profundidad ; grada de dis­cos (GO), de 12-15 cm. En el no laboreo (NL) se aplicó la siembra directa. Estos SIstemas de labranza se vienen aplicando desde 1984. El control de malas hierbas se real, zó medIante la aplicación de he rbic ida tipo g lifosato. Como laboreo secu.ndano, en las pacel as que se sembra ron, fue un ligero pase de grada de disco p:ev lamente a la Siembra, y no hubo [al laboreo secundario, en las que pe rmane­Clan desnudas.

.EI diseño experi~enta l fu e de bloq ues al azar, Con tres repeticiones por tra­tamlento. Se estableCJe ron Ires bloques, cada uno de e llos COn seis parcelas e le ­ment~ le s. A tres de e!las, se les re~itió cada año e l tratamiento de laboreo y se sembl ~ron COn el cultI VO de la rotac l6n; las otras Ires, que recibieron Jos mismos tratamlentos de laboreo, no se sem braron (sueJo desnudo). Cada parcela e lemen­tal fu e de 28x 3 111, dejando 1 m de borde enlre parcelas (total de anchura 4m).

El suelo de la p~rcc1a expenmental se ha clasificado como fra nco arc illo are­noso: H~ploxeral ~. Sus caracterís ticas fís icas generales han sido descritas en nna pU ~lrcacI6n antenor (Pelegrín el al., 1990). En la pa rcela, antes de l comienzo de l penod~ expenmental en 1984, se había seguido una rotación de trigo-g irasol y como umeas laboJes grada de dISCOS, durante los J O años anteri ores , con dos o lres pases cada año.

Las operaciones de cultivo d uranle el período experi mental (1986-l987) se muest ran en la Tabla] .

El c1 i m~ de la zona es típico medite rráneo, con Jlu yias en otoño-invierno, 500 mm .de medJa, y veranos secos y calurosos. Las máx imas alcanzan los 400 C. Las llU VIas de l pe ríodo experime mal se muestran en la Figura J.

Medidas in si tu

La resistenci a a la penetración (RP) se midió con un penetrómetro eq uipado con una banda COntInua de pape l, donde quedaban grabadas las Curvas de resis­tenCIa en funC Ión de la profun didad. La punta del penetrómetro es taba constitui­da por u.n Cano estúndar de 300 en el vértice y 1,29 cm2 de sección en la base. La profundidad alcanzada fue de 0,5 m y la curva media dibujada corresponde a 10 lepet¡C~ones por p~rcel a. Para la determinaci ón de la vari abilidad espac ial de RP se rea lt zaron ~edldas. el 20-4-87, tanto en los tratamientos con suelo desnudo como con cu [tlvo, haclendo un itinerario transversal a la dirección de las labores .

Invest. Agr.: Procl. Prol. Wg. Vol. 1I (3). 1996

412 F. PELEGRI N f:f (11.

TABLA 1

CALENDARIO DE LABORES AGRICOLAS EN LA PARCELA EXPERIMENTAL

TiLlage and (Jg ronomic operol ions carried out in ¡he experimental pLots

Fecha Operaciones agrícolas

Cu ltivo: Trigo (TririclIlII aeslivllm. L. )

86 Aplicación de los tratam ientos de laboreo de acuerdo con el di~f1o experimental. 24.10. Profundidades de labor : arado de veT1 cdera 22-25 c m; grada de diSCO 12- 15 c m

Abonado de fondo: 48 kg ha· ' de N. 42 kg ha·] .de P y 4~ k ha de K. en cada 20 .1 1.86 lIatamicnto sie ndo enterrado con un pase superfiCial de cultl vad.or

S iembra co~ sembradora de cereales :lo "chorrillo" en los IralamlenlOS de laboreo y 02. 12.86 li bo

con sembradora de siembra direcLa en e no a reo

23.01.87 10.02.87

15.03 .87 10.04.87 10.06.87

E S • . " -= ...¡

50

40

30

20

10

O

Abon ado de co benera: 92 kg ha·] de N en forma de Urea: Trawmie nto de herbicidas ~ontra malas hierbas de hOja ancha: mezc.la de sales

aminicas de 2-4 -D+MCPA, 1,5 l!h a Encañado Floración Reco lección

~19B6 > E: 1987

1I \ 1I

s O N D E F M

Meses

Fig. 1. Distribución de la lluvia durante ~l período ~xperim.ental Rainfall durin g !he expe/"ll Il(!II !ol penod

,.

A M

Este itinerario consistió en un a malla de penetrac iones formada por c~atro pene­trac iones, separadas 20 cm en la direcci ón de las. labores y 11 penetrac lOnes. tam­bién separadas 20 cm entre las mismas, en senudo transversal , lo que da Ju~a.r a un rectán gulo de O 6 x 2 m y un total de 44 penetraciones hasta una profundtdad de 0,5 m. Una vez 'obtenidas las curvas .• RP-Profundidad, dibujadas por e l pene-

LA80 REO y I{ESISTENCI A A LA PENETR ACION 413

trómetro, se obtuvieron para cada profundidad la media de la RP de las cuatro penetraciones (cuatro repe liciones) dadas en la dirección de las labores y este valor medio para cada profundid ad es el que se representa en las Figuras 4 y 5 .

La evolución del contenido de humedad en el perfil se midió duran le el perí­odo oroño-1 986 a juoio-1 987, mediante una sonda de neutrones marca Trox le r 3333, a inlervalos de 10-1 5 días.

La infiltración se midió mediante el método del doble anillo (B ower, 1961 ) con tres repeti c iones por lratami ento. El diámetro del anillo exterior fu e de 30 cm y el del inlerior de 10,5 cm. La profund idad a que se clavaron ambos anillos fu e de 12 cm y la altura de la lámina de agua, 5 cm. La tasa de infiltración se midi ó al contabilizar mediante un cronómetro, el tiempo que tarda en baj ar el incre­mento de la lámina de ag ua en el anillo inte rior al verte r un volumen de 100 cm3.

La detección del nivel dentro de l anillo inte rior se realizó medi ante un a aguja cla­vada en e l suelo que sobresale de és te 5 cm, altura constante de la carga del agua. El extremo de la punta exterior muestra claramente cuando el nivel de agua baja hasta este extremo, aJ romper la aguja la pe lícula de agua .

Medidas en el laboratorio sobre muestras inalteradas

La conducti vidad hidráulica a saluración (Ks) se midi ó si guiendo a Flanery, Kirkham ( 1964), usando un permeámetro desarrollado por Martín Aranda (1973) , con cuatro repeticiones po r cada tratamiento y cada profundidad.

La densidad aparente (Db

) se determinó en el perfil de cada tratamiento a par­ti r de la relación masa/volumen de muestras de suelo tomadas mediante cilindros de 8 cm de diámetro y 4 cm de altura, con una barrena que permite tomar tres cilindros cada vez que se clava, alcanzándose hasta 36 cm de profundid ad. Se tomaron cuatro repeticiones por cada tratamien to al fin al del ciclo del cultivo.

RESULTADOS Y DISCUSION

La resis[enc ia a la pene tración en los diferentes tratamientos, tamo en las par­celas sembradas como en las que permanecían desnudas, se muestra en la Fi gura 2.

Las medidas realizadas en fechas re lativamente próximas a las Jabores, 18-12-86 Y 17-2-87, muestran que en las parcelas con suelo desnudo. la RP perma­nece constante en cada tra tamiento, mostrando los valores más altos e l no- labo­reo.

Por el co ntrario, en los tratamientos de vertedera y grada sembrados se obser­vó un incremento de la RP entre el 18-/2-86 y el 17-2-87; sin embargo. en el lra­(amiento de no laboreo los va lores de RP fueron prácticamente iguales en ambas fechas. Esta diferenda de comportamiento de los tratamientos sem brados frente a los no sembrados puede ser debida, de una parte, a que en las parcelas labradas la propia labor de siembra produce una ligera compac tación, circuns tancia que no se manifiesta en e l no-laboreo dado que el sue lo en este tratamiento tiene una co mpactación natural difícil de aumentar por el paso del tractor y sembradora.

hw..:sl. Agr.: Pro<!. Prol. Veg. Vol. I t (3). 1996

4 14 F. PELEGRIN el al.

E "-el TI '5 o o e "-

E "-TI ro TI '6 o o e "-

E "-TI ro TI '6 o o e "-

RP (MPa) AP(MPa)

1,5 2,0 2,5 3,0 0,5 1.0 1,5 2,0 2.5 3,0 0,0 0.5 1,0

O

10 10

20 20

30 30

40 40

Arado de Ve rtedera Arado de Vertedera

50 50

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2,5 3.0

10 10

20

~ 20

30 30

40

Grada de discos Grada de discos

50 50

0,5 1,0 1.5 2,0 2.5 3,0 0,5 1,0 1,5 2.0 2.5 3,0

10 10

20 20

30

No Laboreo No l aboreo 50 50

(al (bl

~ 18-12-86 <> 17·02·87 + 09·03·87 • 18.()3·87

Fig. 2. Variación de la resistencia a la pe:netraci6n en cuatro ocasiones duran~e el período experimental: (a) tratamientos con suelo desnud o y (h) tratamientos con el cultlVo. Las barras , horizontales indican valores de la des vi aci6n mínima significativa, d.m.s. (P=O,Ol)

Varia/ion of pelletralion resista/Ice 011 Jour occasions during {.he .e.~perill1eJltal perlad: a) bare soi! ¡reatments and (b) cropped trcalmen/S. Horiwnral han' ¡ndlcated I.s .d. va/un (P=O.OJ J

LA BOR EO Y RESIST ENCIA A LA PENETRACJON 415

Por el contrario. los tratamientos que permanecen desnudos no han sido alterados desde que se le dieron las labores.

En general para todos los tratamientos, desnudos y sembrados, y para estas dos primeras fechas, entre las que se producen la mayoría de las precipitaciones y la demanda evaporativa es escasa, se puede interpre tar que las d iferencias de la RP entre lo!; tra tamientos sembrados son debidas a la variación de la dens idad aparente del perfi l producida por la propia siembra. que afec ta de diferente mane­ra a cada tratamiento. La otra variable, la humedad, abund i:l nte en todos, debe influir menos para estos valores aJtos de contenido de agua.

A partir del 17-2-87, Y concretamente para las medidas efecllladas el 9-3-87 yel 18-3-87, se pone ya de manifiesto la influencia del contenido de humedad en Ja RP, sobre todo en los tratamientos con cultivo. En los lratamienW$ desnudos, los valores de la RP (Fig. 2a) e l 9 -3-87 difie ren poco de los de fechas anteri ores. debido qui zás a que no hay ex tracción por e l cultivo y la evaporación desde el suelo es escasa. Por el contrario, en los tratamientos sembrados, Fig. 2b, Jos val o­res de RP son más elevados. debido probablemente a una menor hu medad en el suelo causada por la extracción del trigo.

Los cambios en el contenido de agua en el suelo desnud o entre el 17-2-87 y e l 18-3-87. fueron pequeños (Figura 3a). pero suficientes para p roducir variacio­nes en la RP. Es ta. en general, se incrementó (Fig. 2a) con aumentos muy peque­ños en el tra tamiento AV. muy grandes en el NL y medios en el GD. Esto es. para un tratamiento dado, los cambios en el contenido de agua no fu eron muy grandes, mientras que los cambios en la RP fueron significativamente dife rentes e, indu­dablemente. dependientes de otros factores además del contenido de agua, parti­cularmente de la es tructura proporcionada por el conespondieute sistema de laboreo, como ha señalado Young el al. (199 1).

Un análisis más de tal lado de la RP en los tra tamiento sembrados (Fig. 2b) comparada co n la de los de suelo desnudo (Fig. 2a), muestra que con di ferencias significa ti vas en e l contenido de agua (1 8-3-87) en los 20 primeros cm. las dife­renc ias de la RP en los pri meros 10 cm fueron prácticamente inex istentes en el AV, ligeramente mayores en el G D y significati vamente diferentes en el NL. Esto puede ser debido al hecho de que en los tratamientos sembrados con trigo. la den ­sidad de raíces en los primeros 10 cm es mayor para GD y NL que para AV Y. por tanto, que la mayor resistencia se dé en la profundidad , donde la extracción sea mayor porque las raíces han alcanzado esa profundidad anteriormente. As í, en el NL, las raíces estarían concentradas en los 10 primeros cm, debido a encont rar resistencias más altas en la capa de 10-20 cm, originando una exploración hori­zontal del perfi l. como ha señalado Francis el al. (1987). El suelo de las parce las , en estas fecha s, no mostró fe nómenos de agrietamiento que permitiera justificar un desarroUo en profundid ad del sistema radicular al penetrar las raíces por las grietas.

En los tratamientos sembrados, se encontraron diferencias entre e l AV y el GD en la capa de 0-20 cm de profundidad en las fechas de 9-3-87 y 18-3-87 . Los valores de RP para e l tratamiento GD fuero n mayores q ue para AV (Fig. 2b). Los co ntenidos de agua del perftl ent re 0-20 cm en ambos tratamientos (Fig. 3b) fue­ron li geramente diferentes y prácticamente el mismo para las fechas de 9-3-87 y

Inves!. Agr.: Prod. PrOl. Ve!,!. Vol. 11 (3). 1996

416 F. PELEGRIN e l al.

e (cm3 crrr3) e (CIT'f cm-s)

0,2 0,3 0,4 0,0 0,1 0,2 0,3 0,< 0,0 0,1

° ° E 2<) - 2<)

!!-u • 40 u

40 '5 e , e

60 "- 50

Arado de Vertedera Arado de Vertedera

80 80

0,3 0,4 0,0 0,1 0,2 0,3 0,< 0,0 0,1 0,2

° ° E 20

20

!!-u ro

40 " 40 u e

~ 6(f "- 50

Grada de Discos Grada de Discos

80 80

0,3 0,4 0 ,0 0,1 0,2 0,3 0,< 0,0 0,1 0,2

° ° E 20

20

!!-u • 40 u

40 '5 e , e

60 "- 50

No Laboreo 80 80 (b)

(a)

Fig.3. Cambios del contenido de agua del perfil dura~te el periodo exper!menta l: ~a) . tratamientos con suelo desnudo y (b) trat amientos con cult~vo. Las barras honzontales mdlcan

valores de la desviación mínima significativa, d.m.s. (P==O,Ol )

Changes Ofll/OIeT comen! during ¡he e:rperimelllaJ period: (a) bare sail /realmenlS (Ind (b) cropped trealmelllS. Hori:Ol1lal oors indica/ed I.s.d. values (P=O.OI)

LABOREO Y RESISTENCIA A L A PENETRAC¡ON 417

18-3-87, respectivamente. Estas diferencias en los valores de RP para GD y AV deben es tar relac ionadas con el efecto de uno y otro tratam iento en la es tructura del suelo. Observaciones mediante el microscopio electrónico de barrido, en muestras tomadas eoLIe 0-20 c m de ambos tratamientos (dalos no publicados), muestran que la estructura es diferente. En AV, la es tructura es gruesa, fuer te­mente empaquetada, en la que agregados grandes están incrustados con otros más pequeños, dando lugar a una red de poros de amplio rango de tamaiios. En el tra­tamiento de GD, es tán presentes gra ndes bl oques de agregados en los que predo­minan los poros grandes.

En la capa de 20-40 cm de profundidad, para todas las fechas excepto 18-3-87, Ja RP fue la misma o li geramente más alta en grada de discos que en vertedera (Fig, 2b) , El con tenido de agua en ambos tra tamientos fue muy similar en todas las fechas para es ta capa (Fig, 3b), Por el co ntrario, a 18-3-87 los valores de la RP fueron más altos en vertedera que en grada de discos (Fig, 2b), Esto es tá de acuerdo con el con tenido de agua más bajo en vertedera que grada de discos. La capa de suelo entre 20-40 cm, donde se encuentra una suela de labor, muestra una estructura similar en ambos tra tamientos, consistiendo en unos agregados de suelo más compaclOs con menos macroporos que en la capa superior. A esta pro­fundidad, tos macro poros fueron más abundantes en vertedera que en grada de discos. Es to puede facilirar la penetración de las raíces en las capas más profun ­das de vertedera, lo que es tá de acuerdo con una posible extracción de agua mayor por el cul tivo en este tratamiento que en los otros, tal como se muestra en los perfi les de la Figura 3b,

En no- laboreo, los valores más altos de la RP fu eron encon trados en los pri­meros 20 cm, particularmente entre 10-20 cm (Fig 2b), aunque el contenido de agua fue más alto que en los otros tratamientos (Fig , 3b) , Estas diferencias en la RP puede ser debido a una mayor densidad de raLces en esta capa de suelo, como han mostrado Finney, Knigh, '0973). Francis el a/. (1987), Por el contrario, en las capas más profundas, la RP fue más similar a la de los otros tratamientos sembra­dos, de acuerdo con contenidos de agua similares en todos los tratamientos. Así, aunque la densidad aparente y la masa de raíces controlan la resistencia a la pene­tración, parece que eIJo produjo efeclOs parecidos a esta profundidad (20-40 cm) y en esta fecha (1 8-3-87), Las observaciones de la estructura del sue lo en no- labo­reo (20-40 cm) mostraron, tanto oculrumente como con el microscopio electróni­co de barrido, que aquélla era parecida a la de vertedera y grada de discos, pero con los macroporos más pequeños. Esto nos sugi ere la presencia de una viej a suela de labor que afecta negativamente al desarrollo de las raíces del cultivo,

Es de interés reseñar el considerable aumento observado en la RP en sólo una semana (entre 9-3-87 y l 8-3-87) , en los tratamientos sembrados, como se ve en la Figura 2b, Esto fue probablemente debido al incremento de la demanda evapora­tiva que produjo una gran extracción de agua del perfil por e) cultivo, tal como se muestra en la Fi gura 3b, que corresponde al período prác ticamente si n lluvias, desde 17-2-87 hasta los primeros días de abriL

Estos res ultados muestran , además, que la resis tencia a la penetración puede sufri r cambios rápidamente en el tiempo, sobre todo cuando baja el contenido de agua en las capas de suelo, acentuándose la RP cuando, además, éstas tienen una

l n\·c~1. Agr.: Prod. Prn!. Veg . Vol. 1I (3), 1<JC)ó

41 8 F. PELEGR IN el (/1.

alta densjdad aparente. Este fenómeno sucede, como en este caso, por la extracción de l cultivo de cereal ya desarrollado, afectando a la capa donde están las raíces,

E n los tra tamientos sembrados, la vel1edera mantuvo, a lo largo de l pe ríodo experimental , una menor compactación en los primeros 20 cm que los otros tra­tamientos, particularmente meno r q ue en no-laboreo, ta l como fue también obser­vado por Carter ( 199 1),

Distribución espacial de la resistencia a la penetración

Los resultados mostrados corresponden para cada profundidad a los valores medios de cuatro repeticiones (Figs. 4 y 5) de un itinerario transversal a la direc­c ión en que se dieron las labores, tomando como modelo una representac ión simi­lar a la utilizada por O ' Sullivan el al, (1987).

En los tra tamientos desnudos (barbecho), AV y GD (Fi g, 4), mos traron una marcada homogene idad transversa l de la RP por debajo y por encima de la pro­fundidad de la labor, En ambos tratamientos, la RP fue <0 ,5 MPa en la capa labra­da, mientras que por debajo de ésta, los va lores estaban comp rend idos entre 0,5 y 1,0 M Pa, Estos resultados muestran que la variabilidad espacia l transversal no fue muy alta y además, que los va lores e ran similares a los observados un mes antes ( 18-3-87, Fig, 2a). Por e l contrario, la variabilidad espacia l transversal fue a lta en e l no-laboreo (Fig. 4), con valores> 1 ,5 , entre 1-1 ,5 Y ent re 0,5- 1 MPa, res­pec ti vamente, en los primeros S cm de l perfil. Variabil idad que dismi nuye con la profundidad en una amplia zona de marcada homogeneidad.

Una amplia información sobre la distribución de la RP en las zonas más com­pactadas del perfil del no-laboreo puede ser perdida con sólo calcular la media y la desv iac ión estándar de los valores de RP medidos, tal como han pues to de manifies to Hadas , Shmulew ich ( 1990). Por el contrario, la media de los valores de un adecuado número de repe tic io nes parece ser sufic iente en el caso de verte­dera y grada de discos para mostrar e l estado de mulJj miento y compactac ión de las capas del perfil en este sue lo,

U na secuencia sim ilar de valores de RP. aunque más a ltos e n magnitud, se encontraron en los tratamientos sembrados (Fig. 5) . Por otra pane, Ja variabilidad es pacial en AV y GD fue más al ta q ue en los mi smos tratam ientos con suelo des­nudo. También la variabilidad más alta se encontró en NL, si bien en este caso aparece un núcleo entre los 10-40 cm de cier1a homogeneidad (2,5-3 MPa), inva­dida por sus laterales por zonas de menor RP, quizás debido a la existencia de fisuras por donde pudo infiltrarse agua de lluvia en la primera decena de abril. Hubo zonas en todos los tratamientos en los que los va lores de la RP se salieron del rango de medid a del penetrómetro usado (3,5 MPa),

A la vista de las Figuras 4 y 5, se puede deducir que la consolidación del per­fil de un tratamiento dado, fue afectada por el culti vo y asi mismo, como se des­prende de las dife renc ias de la RP, entre tratamientos desnudos (barbecho) y sem­brados para una mi sma fecha (Fig, 2), Todo e llo dependiendo, de un parte, de la influenc ia que sobre la RP tiene la densidad aparente de l sue lo y de otra, pensa­mos que es la más importante . el contenido de humedad. Si bien es difíc il cono­cer cuándo y cuán to infl uye una vari able más q ue la otra.

r 0 ,1

" ~ 0,2 e

~ "-

0,3

0,4

r 0, 1

" ~ ~ 0,2 e , e "-

0,3

0,4

r 0,1

'-~ 'O 0.2 e , e Q

0,3 -

0,4

O

°

° l

LABORtO y RI:::S1STENUA A LA PENETRACION 41 9

Distancia (m)

0,5 1,0 1,5 20,0

~ 0-0,5 MPa

~ 0,5-1 ,O MPa

~ 1,0 -1 ,5 MPa

;> 1.5 MPa

Vertedera

0,5 1,0 1,5 20,0

Grada de discos

0,5 1,0 15 20 O 1 1

1 ¡::=J

l I No laboreo

Fig. 4. Distribución espacial de la resistencia a la penetración en los tratamientos con suelo desnudo (20·4·87)

Spatial dislribllliofl 01 penelratio" resi.wQlIce i" bare SQiJ lreatmelllS (20.4-87)

Invest. Agr. : Procl. Pro!. Vcg. Vol. II (3), 1996

420

I .., • .., -g ~ "-

I .., • .., " e " e "-

I 1l

0,1

0,2

0,3

0,4

0,1

0 ,2

0 ,3

0,4

0,1

° 05 i

O 05

O 05 i

-

-:

[J

F. PELEGR IN el al

Distancia (m)

10 i

Ver1edera

1,0

,

, ' ",

Grada de diSCOS

1,0 1

J

1,5 I

1,5

1.5

20,0

'---

, o ' ,

[==:J 0-0,5 MPa

[==:J 0,5-1 .0 MPa

c=J 1,O-1,5MPa

> 1,5 MPa

20,0

20,0

¡ ',,., . t-.Sf-L:..:.....

~ 0,2 -e

" e "-

0,3 ,-

0,4 No laboreo

Fig. S. Distribución espacial de la resistencia a la penetración en los tratamientos con scultivo (20-4-87)

SpaTla( distribuliOIl of penetration rcsis fance in cropped trealme/lC5 (20-4-87)

LABOREO Y RES ISTENCIA A LA PENETRAC ION 421

Densidad aparente, conductividad hidráuJica e infiltración

La densidad aparente (Db) en los primeros 20 cm de perfil (Tabla 2) , fue sig­nificativamente diferente entre los tres tratamientos sembrados al final del perío­do del culti vo. Los valores más airas de Db en no-l aboreo pueden ser debidos a la consolidaci ón natural de este suelo, desde 1984 sin labrar, así como por la com- I

pactación del tráfico del tractor en las operaciones de siembra y tratamiento con pesticidas, como han manifestado otros autores (EHis el al., 1977; Pidgeon , Soane, 1977; Francis el al" 1987),

TABLA 2

DENSIDAD APARENTE (D,J Y CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA SATURADA (Ks) DE LA LAPA SUPERIOR (0-20 cm) EN LOS

TRATAMIENTOS CON CULTIVO

Dry bulk dellsiry (D.J and salUraled hydraulic canduclivil)' (K) for ,he cropped treatmenls in rhe IOp layer (0-20 cm)

Tratamiento

Arado de vertedera Grada de discos No Laboreo

1,33 a 1,40 b 1.64 e

J~nio 1987

50,4 a 45 ,5 a 11 ,1 b

Va lore~ de Db, por coJumnas, seguidos de la mi:-. lOa letra 00 son signllicalivameme diferente..; al ni ve l de P=0,05, Valores de K" por columnas, seg uidos de la mi sma letra no son significativamente diferentes al nivel de P=O,05,

Los valores de conductividad hidráulica K¡ para tratamientos sembrados, (Tab la 2), no mostraron diferencias significativas entre AV y GD, Y sí entre éstos y NL, probablemente debido a su mayor densidad aparente,

Un comportamienlo similar fue observado en el caso de tratamientos desnu­dos, con val ores de conductividad hidráulica parecidos, aunque la densidad apa­rente fuera algo más baja. Los resultados de los tratamientos desnudos no se incluyen debido a no di sponer de suficiente número de repeticiones que los vali­daran estadísticamente.

Los resultados de la velocidad de infiltración al unal del perrodo del cultivo, se muestran en Ja Figura 6. Los valores fueron altos en AV y más bajos en GD y NL. Las velocidades de infiltraci ón, estabilizadas a los 90 min, tienen valores más airas que las respectivas Ks, tanto en los tratamientos con suelo desnudo como con cult ivo de trigo. Las diferencias encontradas en estos parámetros están rela­cionadas con las diferencias de estructura, tal como se puso de manifiesto para la

Invest. Agr.: Prod. Prot. Vcg. Vol. JI (3), 1996

422 F. PELEGRI N el al.

RP. Las diferencias e n las velocidades de infiltración entre AV y GD pueden ser debidas :d un diferente sellado del suelo en los 2-3 cm superfic iales, siendo pro­bablemente menos porosa en GD y, consecuentemente, con valores más bajos de

la velocidad de infiltración.

€ E §. e 'o 13 ~ = ~

(bl (al 300 300

200 - 200 -

100 - 100

! o~~-L~~ __ ~I-~-L~~ o~~-L~~--~~~-L~~

O 20 40 60 80 100 O 20 40 60 80 100

t (min) [ no laboreo I (min) O verledera • grada discos

Fig. 6. Velocidades de iofillración al final del período experimental : (a) tratamienlos con suelo desnudo y (b) t.ratamientos con cultivo.

(Barras verticales son desviaciones estándar)

Infiltra/ioll m/e (ll r/te end oI lhe experimenwl period: (a) bare soil¡remmellH arrd (b) cropped lrealmel1{~·.

(Vertical bars are standard (/cviatio/1s)

Las veloc idades de infiltrac ión en AV y GD de los tratamien tos desnudos fu e­ron un poco más altas que en los respectivos tratamientos sembrados (Fig_ 6a) , En NL los valores fueron si milares para ambas situaciones. En todos los ,casos la secuencia es la mi sma, tanto para los tratamientos con suelo desnudo como los sembrados. E l orden de estas velocidades de infiltración fue: AV>GD>NL

Las diferencias observadas en los valores de densidad aparente. conductivi­dad hidráulica e infiltrac ión al fin a l del período de cultivo, están en consonanc ia con las diferencias enco ntradas para la RP.

CONCLUSIONES

Se puede concluir con los resuhados obtenidos, que la resistencia a la pene­tración es diferenle en valor y evolución para los diferentes sis temas de laboreo empIcados, tantO en las parcelas con sue lo desnudo (barbecho) como en las sem­bradas de tri go , Los valores de RP medidos en las parcelas de barbecho, en e l mCs de marzo, pudieran condic ionar e l desarro llo de un cultivo que se sembrara en esta época, como sucede con el gi raso l. Las condiciones más favorab les (menor

LABOREO Y RESISTENCIA A LA PENETRACION 423

resis lenc ia) las encontraría en los tratamientos labrados con vertedera, seguidas por las de grada de discos y, las menOS favorable s, las de no-laboreo. Todo ello es taría condicionado por la lluvia esperada tras la siembra de los cultivos de pri­mavera, en cantidad y frecuencia, dependi endo de cómo iofluye ésta en el desa­rrollo radicular. De tal manera que si las lluvias son frecuentes. aunque la densi­dad aparente sea alta puede no alcanzarse RP limitadoras del crecim iento de las rafces. Por e l contrario, si a una densidad aparente alta se le suma una C$casez de llu vias, puede darse el conocido doblado de la raíz pivolante del girasol y fa sci­cu larse a pocos centímetros de la superficie, co n el correspondiente estrés hídri­ca a medida que avanza la primavera y la consiguie nte merma de cosecha.

Los tratami entos de vertedera crean un es tado de mullimiento más favorable en la capa de los pr imeros 20 cm que la grada de di scos_ En eSle sentido, e l no­laboreo es el lralamiento que en es te caso tiene las condic iones menos fa vorables: suelo más compactado. Por esta razón, en nuestras cond iciones climát icas es necesario un tiempo más largo de experi mentac ión para medir la influe nc ia de l no -laboreo en las pro piedades de l suelo y el desan ollo de Jos cultivos, un a vez que se hayan desalTo ll ado convenientemente Jos bioporos propios de este sistema de labranza y la materia orgánica alcance ulla tasa abundante.

La res istenc ia a la pene tración usada como índ ice del grado de mullimiento o com pactac ión de l sucio, mu estra una alta variabilidad espacial en ciertos casos y. po.r tanto,. el .u ~o ~e la medi a de los valores y la desviac ión estánd ar pueden no reflejar la dl stn buclón real de es ta variable en todas las parcelas. En otros casos, la homogene idad observada permite el uso de la media como valor representati­vo de la va riabl e.

Las diferencias entre tratamientos para otras propiedades físicas de l sue lo. a l final ~el perí.odo de cultivo, muestran un patrón similar al observado para la RP. Las dlfere'.lclas encontradas en las velocidades de infiltración entre vertedera y grada de dISCOS parece que son debidas a diferente sellado de la superfic ie. sien­do éste más acentuado en grada de di scos .

AGRADECIMIENTOS

Los auto res desea n agradecer b ay ud<l rec ibida del S r. J. Rodríg ueL en Itl parte ex pe rimental de este trabajo.

SUMMARY

The ínfluence of tiJIage methods on penelratíon resistanee and other soiJ physical properties

. The influence ofthree liJl age melhous olJlh e peneTrarion res islance and olher soil physical pro­perlles of a sandy clay IOél m (Haploxera lf) 0 1" The province of Sev illa (S\V Spain) was studied under bOlh baTe (fallow ) and croppcd soil conditi o ns.

The tillage melhc.x.ls llseu were mouldboard pl oughin g (AV) . di sc harrowing (GO) and nO-lillage (NL). A crop rot~tion :creal-s unfl ower was used. Rcsult s ;)re presenled fOI" ¡he Ihird year (aulumn J986-June 1987) ln whlch Ihe rotatian crop w t\S w heuJ. ln ullTrealmetm, Ihe res istance lO penetratíon

loves\. Agr.: Prod. Pral Vet'. Vol. 11 (3), 19911

424 F. PELEG RI N el CII .

(RP) ;1nd jl s sp31ia l distJibUlion, burk dens il Y ( DI;»' satu ... lled hydraulic COlldUCljvity (K~) and inlilrra­Iion rare (i) """,re mea\urtd .

Resuh~ show Ihal undo:r b.:l re-soi l (fallow) penetration resi slance vahles in Ihe IOp cm were lower than 0.5 MPa in AV 3 0 d GD Irea!menls aod between 0.5 and 1.0 MPa in the NL tre:Hmenl befare March. In cropped treatmenlS RP increased wjlh lime showing values < 1.0 MPa in lhe IOp 20 cm ror AV (lnd GD Ire3tmenlS :tnd hc{ween 1.5 :md 3.0 MPa in lhe NL Irealmen! in Marc h when Ihe wheat was tasseling. Under bare-soil (fallow) conditions s palial vnriabilily of RP was luw bolh above aud below lilla~c deplh in AV and GD IrealmenlS and hi gh in NL ¡realme nl. The croppcd IreafmenlS sito­wed high RP variability. At ¡he end of loe growing period soil bu lk densit y was significanlly different iu the thn:~ cropped treat01ents. The AV Ifcalmenl showed Ihe highest $atu rated hYrfluJic conducti vity aod infilt ralion rates.

KEY WORDS: Tillage systems Pcnetration resislance Bulk density Hydraulic conductivity ]nfihration Crop rotation.

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