La Compactación de los Suelos bajo Agricultura

La definición de una buena calidad física edáfica refiere a un ambiente favorable para el desarrollo de las raíces y de la biota del suelo, a una adecuada capacidad para amortiguar déficits hídricos y, a su vez, a una alta resistencia a la degradación por acción de agentes externos. La calidad física del suelo está determinada genéticamente (calidad intrínseca), y a su vez es modificada por el manejo antrópico (calidad dinámica o salud del suelo) (Alvarez y Taboada, 2008). Un ambiente favorable para el desarrollo radical significa que el suelo esté, entre otras condiciones, libre de impedancias mecánicas. El término impedancias mecánicas se relaciona con la existencia de capas de suelo con elevadas resistencias, o densidades aparentes, o estructuras desfavorables (masiva o granular), las cuales son capaces de afectar negativamente y/o impedir el crecimiento de los cultivos a través de efectos directos (e.g. menor emergencia de plántulas; menor crecimiento de raíces) e indirectos (e.g. menor absorción de nutrientes).

Los suelos bajo producción agrícola y/o ganadera están expuestos a la aplicación de fuerzas de estrés debido al tránsito de maquinaria o de animales. En la región pampeana, los sistemas agrícolas, e incluso los sistemas mixtos, se manejan en una alta proporción bajo siembra directa (SD), siendo el tránsito de maquinarias y el pisoteo animal los factores que conducen a la compactación de los suelos. Anteriormente, en ésta región era importante la presencia de pisos de arado y el encostramiento superficial de los suelos asociados a la labranza convencional (LC).

En el sistema de SD se pueden distinguir dos zonas o profundidades de compactación: i) una que se ubica más superficialmente, la cual en sistemas laboreados es borrada por la labranza; y ii) otra más profunda en el perfil, presente en cualquier tipo de sistema de labranza. La compactación superficial esta más asociada a la presión que ejerce el tránsito y la consolidación de las partículas, mientras que la compactación profunda se relaciona más con el peso del agente que aplica el estrés. En SD, se observa un leve aumento de la densidad aparente y un importante aumento de la resistencia a la penetración (Figura 1; Figura 2) (Alvarez y Steinbach, 2009; Alvarez et al., 2009; 2012). De Battista et al. (2005) evaluaron la estructura del suelo a través del método de perfil cultural. Por ejemplo, en un sistema bajo 7 años de agricultura en SD observaron una capa superficial, de 3 cm de espesor, de tierra fina y restos vegetales, con una estructura favorable con terrones individualizados (F; Figura 3), presentándose luego una capa continua de 4-6 cm de espesor con estructuras laminares, de baja porosidad y caras de ruptura lisas (MΔ). La capa subsiguiente se corresponde con una capa que presenta zonas de terrones adheridos en grados crecientes (desde SF a SD) hasta masivos (MΓ) con características de porosidad cada vez menos visible y caras más lisas producto de la acción mecánica (desde Γ a Δ). La estructura laminar hallada en sistemas de SD produce un efecto negativo sobre la infiltración de agua al suelo (Alvarez et al., 2014) y sobre el crecimiento de las raíces. Esta compactación superficial es más fácil de prevenir y corregir que la compactación más profunda, ya que la corrección de esta última requiere mayor energía y los mecanismos ligados a la materia orgánica o a la actividad biológica están restringidos a los estratos más superficiales. 

Existen distintas estrategias para manejar la compactación en suelos agrícolas basadas en su prevención o en su remediación. En la Figura 4 se presentan las diferentes opciones de manejo desde cada una de las estrategias. Entre ellas se encuentran el tránsito controlado, aplicar menor presión de neumáticos, el momento del tránsito, la descompactación, el aumento del contenido de materia orgánica, actividad de raíces, entre otras (Figura 4).

Para conocer el beneficio económico de aplicar éstas estrategias es necesario por un lado, conocer el costo de la práctica y, por el otro, el impacto de la compactación sobre el rendimiento y/o el aumento que produce ésta en los costos de producción (mayor requerimiento de fertilizantes, o energía en la siembra).

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Figura 1. Densidad aparente e índice de cono (resistencia a la penetración) en suelos bajo labranza de arado y vertedera (ARV) o labranza vertical (LV) y labranza reducida (LR) vs. siembra directa (SD) en ensayos de larga
duración en la región pampeana La línea corresponde a la relación 1:1. Adaptado de Alvarez y Steinbach, (2009).

Figura 2. A. Densidad aparente de 0-15 cm en la región pampeana norte en lotes bajo distintos manejos (AGR-LC: agricultura continua con laboreo; AGR-SD: agricultura continua en siembra directa; MIXTOS-SD: sistema  agrícolaganaderos en SD y Referencia: situaciones cuasi prístinas (cascos). Adaptado de Alvarez et al. (2012) B. Resistencia a la penetración (RP) y su relación con la humedad del suelo en suelos laboreados (círculos) o siembra  directa (cuadrados). Adaptado de Alvarez et al. (2009) 

Una revisión realizada a nivel mundial presenta el incremento del rendimiento comparando situaciones sin tránsito respecto de situaciones bajo tránsito convencional (Chamen et al., 2015). Se puede observar que el impacto es variable entre los cultivos analizados (Figura 5), siendo también distinto según el tipo de suelo y clima. 

Asimismo, estimaron el aumento o disminución de los márgenes brutos de distintas estrategias de mitigación y corrección de la compactación sobre el cultivo de trigo, mostrando variaciones positivas y mayores de las prácticas de prevención sobre las de remediación (Figura 6). A continuación se presentarán ejemplos de dos evaluaciones económicas locales, una de prevención y otra de remediación de la compactación. 

En un trabajo de Botta et al. (2007) se propone un ensayo con estrategia de prevención, con distintos ordenamientos del tránsito en el lote durante la operación de cosecha. El ensayo se realizó en un argiudol típico de la Pampa Ondulada y consideraba tres intensidades de tránsito. El lote fue manejado en SD en los últimos 9 años y se realizaba doble cultivo trigo/soja de segunda, a excepción de los años evaluados donde solamente se realizó soja de primera. En la Figura 7 se describen los distintos diseños propuestos para la cosecha, y en la Tabla 1 se describe la intensidad de tránsito aplicada, la capacidad operativa y el consumo de combustible en cada caso. En la Figura 8 se muestra el rendimiento medio de tres años de evaluación (Campañas 2004/05, 2005/06 y 2006/07). Los dos tratamientos que ordenaron la cosecha no presentaron diferencias entre ellos. Los autores concluyen la conveniencia económica del ordenamiento del tránsito derivada del aumento de rendimiento y del menor consumo de gasoil, a pesar de que disminuye la capacidad operativa. 

Figura 3. Evaluación estructural de suelos bajo agricultura continúa en siembra directa. Extraído de De Batista et al. (2005).F: SF: SD: MΓ: masiva; MΔ laminar.

Figura 4. Estrategias de prevención y remediación de la compactación.

Figura 5. Aumento del rendimiento atribuible a la ausencia de tránsito (comparando situaciones sin tránsito y con transito normal). Entre paréntesis se indica el número de ensayos considerados. Adaptado de Chamen et al. (2015).

 

Tabla 1. Intensidad de tránsito, consumo de combustible y capacidad operativa de los tratamientos aplicados en Botta et al. (2007). 

Figura 6. Variación del margen bruto para trigo con distintas prácticas de remediación o prevención de la compactación. Adaptado de Chamen et al. (2015). 

Figura 7. Diseños de la operación de cosecha y distintas características correspondiente al ensayo realizado por Botta et al. (2007).

Según se indicó en la Figura 4 dentro de las medidas de corrección de la compactación esta la descompactación mecánica. La detección de compactación o endurecimiento superficial en SD y una menor infiltración -visualizada muchas veces en forma de encharcamiento temporal- ha llevado a proponer el uso de descompactadores en la región pampeana como una estrategia de remediación. A lo largo de la última década se realizaron distintos ensayos especialmente en los cultivos de maíz y soja (Tabla 2). Se utilizaron diversos implementos como paratill, paraplow, cultivie, cincel, inclusive prototipos diseñados en distintas localidades. Para el cultivo de soja se recopilaron 4 ensayos y en promedio presentaron un incremento del rendimiento cercano al 6%. Para maíz se cuenta con un número mayor de ensayos. Parte de los mismos presentan respuestas positivas y, en ese caso, el incremento de rendimiento es cercano al 7%. Mientras que se registraron 4 casos de impacto negativo, 3 de ellos corresponden a la pampa arenosa en situaciones de loma. 

En resumen, se observa un bajo impacto de la descompactación sobre el rendimiento, a lo que se suma el costo de la práctica. Uno de los efectos negativos de una labor de descompactación es dejar al suelo más vulnerable (menor capacidad portante) a la aplicación de nuevos estreses compactantes. El tiempo de recompactación depende del manejo posterior del tránsito. En general, aún a la cosecha del cultivo de maíz, se observó que el suelo presentaba efectos de la labor de descompactación realizada meses atrás. Por otro lado, el escenario hídrico a cosecha suele ser muy húmedo, realizando ésta operación con el suelo en condiciones de mínima capacidad portante. Un escenario de alta intensidad de tránsito (no controlado) y altos rendimientos del maíz (incrementos en el peso de la maquinaria) generalmente contribuye a determinar una baja residualidad de la práctica de descompactación. De los resultados obtenidos, surge la importancia de practicar una estrategia preventiva de la recompactación luego del pasaje del implemento, para extender la residualidad de la práctica. Entre ellos, cabe mencionar: i) evitar el tránsito con baja capacidad portante del suelo, ii) controlar el tránsito (minimizar el área transitada), y iii) consolidar la estructura porosa del suelo a partir del entramado de raíces.

Finalmente, para el manejo de la calidad física de los suelos en siembra directa, se recomienda: 

• Aplicar medidas preventivas de la compactación a través del control de tránsito agrícola y, transitar con buena capacidad portante del suelo (altos contenidos de materia orgánica, no transitar cuando el suelo se encuentra cercano al contenido hídrico crítico).

• Propiciar la presencia de raíces vivas que aseguren la agregación por entramado radical, el cual parece ser un mecanismo de importancia para la buena estructuración de suelos limosos con arcillas no expansibles. Surge de los ensayos de la región que el suelo debería contar con raíces vivas a lo largo del mayor tiempo posible según la región (cultivos de cobertura, doble cultivo).

Figura 8. Rendimiento medio del cultivo de soja de los tres años de ensayo (2004/05, 2005/06 y 2006/07) para las tres intensidades de tránsito (Botta et al., 2007). Las barras verticales indican el error estándar y se presenta el valor de la media de cada tratamiento.

Figura 9. Variación porcentual del rendimiento por descompactación en soja y maíz. La fuente de los datos se presenta en la Tabla 2. En el caso de maíz se separó en respuesta positiva (Maíz +) y negativa (Maíz -).

 

Tabla 2. Características de los ensayos de descompactación.

• Aplicar prácticas tendientes a aumentar o mantener el contenido de materia orgánica del suelo, las cuales son las mismas que promueven la agregación por entramado. 

• Si se aplican medidas correctivas como la descompactación, asegurar su persistencia con un buen manejo pos-práctica, aplicando todas las medidas preventivas posibles descriptas en el ítem anterior.

Porque después de todo “Es mejor prevenir que curar”