Revista de la ciencia del suelo y nutrición vegetal - <b>ESTABILIDAD ESTRUCTURAL DE UN SUELO GRANÍTICO (Alfísols) SEGÚN SISTEMAS DE USO Y MANEJO</b>
Revistas Electrónicas UACh
Web Sistema de Bibliotecas UACh
Formulario de Contacto Revistas Electrónicas UACh (OFF)
Revistas Electrónicas UACh - Revista de la ciencia del suelo y nutrición vegetal
 
vol.1 no.2Angulo de contacto y carga superficial de mezclas de partículas de limo hidrófobas y humedeciblesEFECTO DE ROTACION DE CULTIVOS EN EL BALANCE DE NITROGENO (15N), EN LABRANZA CONSERVACIONISTA  Indice de autoresIndice de materiabúsqueda de artículos
Inicio revistalista alfabética de revistas  
-
 
Revistas Electrónicas UACh - Revista de la ciencia del suelo y nutrición vegetal
Revista de la ciencia del suelo y nutrición vegetal

ISSN 0718-2791 versión on-line
 
  Como citar este artículo
  Agregar a favoritos
  Enviar a e-mail
  Imprimir HTML

  R.C. Suelo Nutr. Veg. v.1 n.2 Valdivia dic. 2001




 

R.C. Suelo Nutr. Veg. 1 (2) 2001 (34-41)

 

ESTABILIDAD ESTRUCTURAL DE UN SUELO GRANÍTICO (Alfísols) SEGÚN SISTEMAS DE USO Y MANEJO

Effect of soil management systems on the structural stability of a granitic soil (alfisols)

 

Pedro Manzanarez N. 2 Raúl Raggi M. 2 y Ángel Gallegos C. 2

2 Departamento de Silvicultura, Facultad de Ciencias Forestales, Universidad de Concepción. Victoria 631, Casilla 160-C, Concepción. pmanzan@udec.cl.


ABSTRACT

The effect of tillage and covering on the structural stability of a clay loam soil (Typic Haploxeralf; San Esteban Asociation) has been studied. The soil is located at the "Cordillera de la Costa" in the 8th region of Chile (36°50' S of latitude and 73°03' W of longitude).
The Dispersion Ratio method has been used for measuring aggregate stability, in a six - treatment soil - tillage trial. Treatments included different tillage methods associate to different cover levels: conventional tillage (with 0%, 18% and 33% of artificial cover); conventional tillage and wheat cover, "Zero tillage" and grassland.
Effects on soil by tillage were found: grassland and "zero tillage" treatments help soil-aggregate stability on the soil studied. Significant and positive correlations were found between organic matter content and aggregate stability and between cover level and soil stability. Finally, it has been shown that stability variation could be explained by both coverture and organic matter (84%), being the coverture the most significant one (80% versus 73%, aprox)

Key Words; hydric erosion, aggregate stability, erosivity, erodability, use and management the soil.

RESUMEN

Se estudió el efecto de la labranza y diferentes cubiertas vegetales, sobre la estabilidad estructural de un suelo franco-arcilloso (Typic Haploxeralf; Asociación San Esteban, Serie San Esteban), ubicado en la Cordillera de la Costa, VIII Región de Chile (36°50' de latitud S y 73°03' de longitud O), a través de la estabilidad de los agregados; determinada mediante el método conocido como Relación de Dispersión. El estudio se realizó en seis tratamientos, que consideran las siguientes situaciones de uso - manejo: labranza tradicional sin cobertura y con cobertura artificial (18% y 33%), labranza tradicional y cobertura de trigo, "cero labranza" con cubierta de trigo y sin labranza con cubierta de pradera natural.
Los resultados muestran una muy baja estabilidad (52-64%) de los agregados en los tratamientos que incluyeron labranza, mientras que en los tratamiento que excluyeron la labranza e incluyeron cobertura permanente, le estabilidad supero el 90%.
También se encontraron relaciones positivas y significativas entre la cobertura del suelo y el contenido de materia orgánica del suelo, por un lado; y entre estos parámetros y la estabilidad de los agregados. El contenido de materia orgánica y el grado de cobertura explican en medida considerable (84%) el comportamiento de la estabilidad de los agregados, siendo el factor cobertura el más significativo (80% versus 73%, aproximadamente).

Palabras Claves: erosión hídrica, estabilidad de agregados, erosividad, erodabilidad, uso y manejo del suelo.


 

INTRODUCCIÓN

La degradación de los suelos constituye un problema, y una preocupación, nacional en Chile. El Instituto Nacional de Investigación de Recursos Naturales (CIREN, 1999) reporta que el 46% de ese territorio (alrededor de 34 millones de hectáreas) está afectado de erosión, en grados que varían entre leve y muy grave. Una de las unidades geomorfológicas más degradadas es la vertiente oriental de la Cordillera de la Costa, el llamado secano interior, especialmente en la VIII Región, donde predominan suelos graníticos. Estudios más recientes confirman este diagnóstico. Peralta (1977), estima en 70% el área de la provincia de Concepción que es afectada por erosión, de moderada a muy severa. Peña (1995), sostiene que alrededor del 91% de la superficie de la cuenca del Bio Bio (531.043 ha) están afectadas por erosión hídrica, de moderada a muy severa. Mientras que CONAF (1997), declara que en el secano interior de la VIII Región estaría operando un grave proceso de desertificación.

La erosión acelerada es inducida por el hombre; y por ello, se le considera un problema de naturaleza socioecómica y cultural (Kirby y Morgan, 1994, Morgan, 1979). Por sus efectos sobre la productividad de la tierra y su relación con procesos como la desertificación y la pobreza, la erosión constituye uno de los problemas ambientales más serios que ha enfrentado la humanidad, particularmente durante el siglo XX, agravado por el cambio climático global que afecta al nuestro planeta (Oldeman. 3990).

La erosión hídrica resulta de la interacción de la erosividad de la lluvia y la erodabilidad del suelo. Las cubiertas vegetales disminuyen la capacidad o potencial erosivo de la lluvia y reducen la erodabilidad de los suelos (Morgan, 1979, Chaney y Swift, 1984).

La erodabilidad, entendida como la susceptibilidad o resistencia del suelo a la erosión, depende por último de propiedades físicas determinantes de la infiltración y permeabilidad del suelo, como son su contenido de material fino (textura) y de materia orgánica (humus); ambos materiales condicionan la agregación del material edáfico y, con ello, el desarrollo de la estructura y de la porosidad (Carpenedo y Mielniczuk, 1990, Evans, 1994). Tan o más importante que la estructura y la porosidad mismas es la estabilidad de la estructura, entendida como la cohesión de las partículas en agregados y la resistencia de éstos a la dispersión, bajo la acción de la humedad. De modo que la estabilidad de la estructura es un indicador de la erodabilidad (Bryan, 1968) y que se determina indirectamente, ponderando parámetros como la textura, el contenido de materia orgánica, la estructura y la permeabilidad del suelo, mediante el normograma de erodabilidad (Wischmeier, 1971).

La pérdida de la estabilidad de los agregados del suelo, y el consecuente incremento de su susceptibilidad a la erosión, resulta de la pérdida de material fino causada por prácticas de uso y/ o manejos inadecuados de los suelos, como son los excesos de labranza y/o eliminación drástica de las cubiertas vegetales. Según Hudson (1973), FAO (1965) y Morgan (1979), la labranza del suelo produce mullimiento de los macro y mesoagregados, predisponiendo los elementos texturales resultantes, a la acción dispersante de la humedad, especialmente tras ciclos alternados de humectación y secado, reduciendo la capacidad de infiltración y la permeabilidad del suelo, por vía de la destrucción de la porosidad. La labranza, como el mullimiento mismo, promueve la oxidación de la materia orgánica, contribuyendo con ello a debilitar la cohesión de los agregados (Chaney y Swift, 1984).

La eliminación o reemplazo de la vegetación natural suele exponer, en mayor o menor grado, la superficie del suelo a la acción dispersante de la lluvia, causando fenómenos como la compactación y el sellado de la superficie del suelo, bloqueando la infiltración y promoviendo el escurrimiento superficial. Por otra parte, los aportes de material vegetal, vía la hojarasca y las raíces finas se reducen substancialmente y, con ello, el contenido de materia orgánica y, consecuentemente, la síntesis de humus y su acumulación en el suelo (Fassbender, 1975).

Los suelos bajo estudio perdieron su cubierta natural hace ya varías décadas si no siglos y fueron extensivamente aprovechados, bajo régimen de monocultivo. Sin embargo, presentemente enfrentan las exigencias de la diversificación agrícola y constituyen de hecho la base de la agricultura campesina. El presente trabajo tiene como objetivo general estudiar los efectos de diversos tipos de uso-manejo sobre la estabilidad estructural de un suelo granítico, franco arcillo arenoso (Asociación San Esteban), a través del método conocido como la «Relación de Dispersión» (RD) (Middleton, 1930 citado por López y Blanco, 1968, Demott, 1967 citado por Kemper y Rosenau, 1986).

MATERIALES Y METODO

El método de la relación de dispersión (RD).

El método RD determina el grado de agregación mediante el análisis de la dispersión. La dispersión misma se determina en dos muestras de suelo. Una de ellas se somete a dispersión usando agua destilada y agitación manual (dispersión suave) y la otra muestra se trata con dispersante químico (oxalato de sodio) y agitación violenta (10.000 revoluciones por minuto), durante 10 minutos. En adelante el procedimiento consiste en la determinación de los contenidos de limo de arcilla, mediante uso del hidrómetro (Kemper y Rosenau, 1986; Berryman, 1982 y Seguel, 1997).

La relación de dispersión (RD) se calcula como el cuociente entre el contenido de arcilla y limo, expresados en %, correspondiente a la dispersión suave (A + L) y el contenido de arcilla y limo determinado producido por la agitación violenta (a + l). multiplicado por 100:

RD = ((A + L)/(a + l))* 100

El Índice de Dispersión (EA) se expresa como la diferencia entre 100% y RD (EA = 100 - RD). De modo que EA corresponde al % de agregados que no se dispersan en agua y se considera como un índice de estabilidad de la estructura del suelo (FAO, 1965).

Localización y entorno físico.

El estudio se realizó en el predio "Chequén", ubicado en la vertiente occidental de la Cordillera de la Costa a 280 m sobre el nivel del mar, comuna de Florida (36°40' de latitud S y 72°30' de longitud O), VIII Región de Chile. El estudio es parte del proyecto sobre la «Pérdida de la productividad de los suelos como consecuencia de la erosión hídrica», que desarrolla allí el Servicio Agrícola y Ganadero (SAG), con auspicio de la FAO.

El suelo formado a partir de material derivado de granito (material intrusivo rico en cuarzo, califica como Typic Haploxeralf) (CIREN, 1999); es profundo, de estructura en bloques subangulares medios y finos en superficie y maciza en profundidad. La textura es franco arcillosa arenosa, predominantemente; bien drenado en superficie y moderado en profundidad. Presenta poros finos, muy finos y abundantes, en todo el perfil. Altamente susceptible a la erosión hídrica cuando su superficie no tiene protección adecuada (Raggi, 1995).

Tratamientos y análisis estadístico.

El estudio se realizó en 6 parcelas de escurrimiento establecidas el año 1994, de acuerdo al modelo de Stocking (1985) de 11 m de largo por 3,5 m de ancho, ubicadas con su eje mayor en el sentido de la pendiente. En cada parcela se estableció cada uno de los tratamientos que se describen a continuación:

Tratam.1. Labranza tradicional (arado y rastra), sin cobertura.
Tratam.2. Labranza tradicional (arado y rastra), 18% de cobertura artificial (malla rachel).
Tratam.3. Labranza tradicional (arado y rastra), 33% de cobertura artificial (malla rachel).
Tratam.4. Labranza tradicional (arado y rastra), siembra de trigo y rastra de ramas (60% de cobertura).
Tratam.5. Cero labranza, cobertura de trigo.
Tratam.6. Pradera permanente (25 años).

Para el estudio de los efectos de los tratamientos en la estabilidad de la estructura se tomaron cuatro muestras de suelo en los primeros 15 cm del perfil, en cada parcela (n = 24). Luego se secaron al aire durante una semana, se les determinó el contenido de humedad y una porción se destinó para la determinación de la estabilidad y otra para la medición del contenido de materia orgánica (vía seca).

Los resultados experimentales fueron sometidos a un análisis de varianza. Posteriormente se realizó el test de Tukey (p<0,05) para determinar la variación entre los diferentes tratamientos.

Se realizó análisis de regresión simple entre estabilidad de agregados (EA), como variable dependiente, la cobertura del suelo y la materia orgánica (MO) como variables independientes. Finalmente, se realizó un análisis de regresión múltiple para conocer el aporte éstas últimas, respecto de EA.

RESULTADOS Y DISCUSION

Efecto de los tratamientos en la estabilidad de los agregados del suelo.

Los resultados del estudio (Cuadro 1) revelan que los tratamientos 5 y 6 son los que favorecen en mayor medida la EA del suelo. Estos tratamientos alcanzan un índice de 91 y 93% respectivamente. Mientras que en el resto de los tratamientos la estabilidad varía entre 52 y 64%. El método establece como criterio de estabilidad aceptable un 70%. El análisis de varianza indicó que existe diferencia altamente significativa entre los distintos tratamientos (Cuadro 2). El test de Tukey comprobó que existe clara diferencia entre los tratamientos 5 y 6 con respecto a los tratamientos 1, 2, 3, y 4, Pero, no existe diferencias significativas, entre los tratamientos 5 y 6 ni entre los cuatro primeros.

Los resultados anteriores podrían explicarse por el hecho que en los tratamientos 5 y 6 el suelo, 100% cubierto, no ha sido perturbado por labranza. Luego, estos tratamientos favorecen una mayor acumulación de materia orgánica. Mientras que en los tratamientos 1 al 4 la inversión del suelo evita que la materia orgánica cumpla su función estabilizadora de los agregados del horizonte más superficial; además, la dispersión de las partículas se ve favorecida por la protección parcial del suelo, contra la acción directa de las gotas de lluvia.

 

Cuadro 1. Efectos de los sistemas de uso-manejo del suelo sobre el contenido de materia orgánica (MO) y la estabilidad de los agregados (EA), de un suelo granítico arcillo arenoso (Haploxeralfs).
Table 1. Effects of soil management systems on the organic matter content (MO) and the aggregate stability (EA) of a granitic clay loam soil (Haploxeralfs).
 
En las columnas letras iguales muestran valores sin diferencia significativa (p<0,005).
Nota: * determinada por vía seca.

 

Cuadro 2. ANOVA para estabilidad de los agregados.
Table 2. ANOVA for aggregate stability.
 

 

La ausencia total de cobertura expone al suelo a la formación de «costras» superficiales, como consecuencia del impacto de las gotas de lluvia. Esto contribuye a explicar el hecho que el tratamiento 1 muestre una mayor estabilidad que los tratamientos 2 y 3. La costra impermeabilizaría la superficie, protegiendo a los agregados subyacentes del efecto desintegrador de la humedad; consecuentemente, estos agregados mantendrían una mayor estabilidad ante la prueba de dispersión. En los tratamientos 2 y 3, la coberturas, aunque parciales, evitan el encostramiento permitiendo una humectación más rápida y continua, lo que se traduciría en una mayor dispersión de los agregados.

Efecto de la materia orgánica (MO) en la estabilidad de los agregados.

La máxima acumulación de MO ocurre en el tratamiento 5 (cero labranza) mayor incluso que el tratamiento 6, pradera permanente. El análisis de varianza determinó que existe una diferencia altamente significativa en los contenidos de MO asociados a los diferentes tratamientos (Cuadro 3). De igual forma, la prueba de Tukey indicó que la diferencia entre el tratamiento 5 y los tratamientos 1 al 4 es significativa. Además, se encontró diferencia significativa entre el tratamiento 5 y el tratamiento 6 (Cuadro 1). El contenido de MO con cero labranza es aproximadamente un 70% mayor que el de los tratamientos (1 al 4) que incluyeron la aplicación de arado y rastra y proporciona al suelo un 30% más de MO que el tratamiento 6. Estos resultados concuerdan con los encontrados por Franzluebbers y Arshad (1996), en el sentido que la cero labranza evita la exposición del suelo a la acción perturbadora de la lluvia, promoviendo la estabilidad de los agregados.

Existe una correlación significativa y positiva entre la MO y la estabilidad de los agregados. El 72,67% de la variación en la estabilidad de agregados se explica por el contenido de MO del suelo. Estos resultados concuerdan con los reportados por Chaney y Swift (1984), quienes también encontraron una correlación similar entre estos factores. En resumen, los tratamientos 5 y 6 (cero labranza y pradera permanente, respectivamente) son los que aportan un mayor contenido de MO, en comparación con el resto de los tratamientos. Resultados similares han sido reportados por Gouet (1997), quien estudió el efecto de la cero labranza sobre propiedades físicas, químicas y microbiológicas de un suelo similar al usado en el presente ensayo (Xeralfs).

Efecto de la cobertura en la estabilidad de los agregados.

Según Fassbender (1975), el efecto de la cobertura podría pasar por el efecto protector que ofrece, al disipar la energía cinética de las gotas de lluvia. Según los datos del Cuadro 1 los tratamientos con una cobertura del 100% son los que entregan también los más altos niveles de estabilidad. El análisis de regresión muestra una correlación significativa y positiva entre la cobertura del suelo y la estabilidad de los agregados; el 79,7% de la variación de la estabilidad de los agregados se explica por el grado de cobertura que presenta el suelo (Cuadro 4). Sin embargo, este porcentaje es algo mayor que el coeficiente de determinación para la MO y presenta un menor coeficiente de variación y un menor error estándar de los residuos, indicando que el porcentaje de cobertura tiene un efecto más determinante de la estabilidad de los agregados del suelo que el contenido de MO.

 

Cuadro 3. ANOVA para la materia orgánica.
Table 3. ANOVA for organic matter.
 

 

Cuadro 4. ANOVA para la regresión entre cobertura y estabilidad de los agregados.
Table 4. ANOVA for regression between covering and aggregate stability.
 

 

Efecto de la cobertura y la materia orgánica sobre la estabilidad de los agregados.

El análisis de regresión entregó el siguiente modelo:

EA = 31,27763175 + 2,157040911 * MO + 0,2480233533 * C

Donde:
EA: estabilidad de los agregados.
MO: porcentaje de materia orgánica.
C: porcentaje de cobertura del suelo.

El modelo indica que el 84% de la variación en la estabilidad de los agregados del suelo se explica por la acción conjunta de la MO y la cobertura (Cuadro 5). Es decir, existe una correlación positiva entre las variables. No obstante, la prueba de E determinó que esta alta relación entre la variables no es estadísticamente significativa. Los residuos presentan una varianza aproximadamente homogénea, pero es claro que debido al bajo número de observaciones (n = 6) el modelo es absolutamente perfectible.

Se estima que al aumentar el número de observaciones el análisis debería confirmar la relación natural entre los residuos, producto del agrupamiento al interior de cada tratamiento, lo que rebatiría los supuestos del modelo y permitiría evaluar alguna falta de ajuste, con mayor precisión.

Finalmente, al analizar por separado la contribución de cada variable se encontró que el efecto de la cobertura es más significativo que el efecto de la MO y, aunque no se encontró que el efecto adicional de cada una de estas variables fuera significativo, el porcentaje de cobertura se encuentra mucho más cerca de la significancia que el contenido de MO. Estos resultados concuerdan con los entregados por el análisis de regresión lineal para cada variable, por separado.

 

Cuadro 5. ANOVA para la regresión entre materia orgánica y estabilidad de los agregados.
Table 5. ANOVA for regression between organic matter and aggregate stability.
 

 

CONCLUSIONES

Existe un efecto negativo de la labranza sobre la estabilidad de los agregados del suelo.

Existe una relación significativa y positiva entre la estabilidad de la estructura del suelo con el contenido de MO y con el grado de cobertura del suelo.

Los tratamientos correspondientes a pradera permanente y a cero labranza son los que más promovieron la estabilidad de los agregados, en las condiciones de este ensayo.

La cero labranza es el sistema de manejo del suelo que permite evitar eficazmente la dispersión de las partículas y la consecuente erosión.

La cero labranza es el tratamiento que permite la mayor acumulación de MO; mayor incluso que el tratamiento de pradera permanente.

Es posible explicar las variaciones de la estabilidad de los agregados, por la acción combinada del contenido de MO y el grado de cobertura del suelo; no obstante, esta última variable es la más significativa de las dos.

A la luz de estos resultados el manejo de los sucios estudiados debería consultar sistemas que impliquen mínima perturbación del suelo y la mayor protección posible a través de cubiertas vegetales, como formas de promover una estructura estable y, consecuentemente, promover la resistencia de los suelos a la erosión hídrica.

REFERENCIAS

BERRYMAN, C.; Davies, D.; Evans, C.; Harrod, M.; Hughes, A.; Skinner, R.; Swain, R; Soane, D. 1988. Techniques for measuring soil physical properties. Ministry of Agricultura Fisheries and Food. Formely advisory paper. N° 18. Reference book. 441. 116 p.

BRYAN, R. B. 1968. The development, use and efficiency of indices of soil erodibility. Geoderma 2(1): 5-26.

CARPENEDO,V.,MIELNTCZUK, J. 1990. Estado de agregacao da qualidade de agregados de latossolo roxos, submetidos a diferentes sistemas de manejo. Revista Brasileira de Ciencia do Solo. Vol. 14: 99-15.

CHANEY, K., SWIFT. R. S. 1984. The influence of organic matter on aggregate stability ¡n some British soils. Journal of Soil Science. Vol 35: 223-230

CIREN. 1999. Descripciones de suelos materiales y símbolos. Estudio Agrológico. VIII Región. Tomo 2. Santiago, Chile.

CONAF. 1997. Mapa preliminar de la desertificación en Chile. Santiago, Chile.

EVANS, R. 1994. Mecanismos de erosión hídrica y sus controles especiales y temporales: un punto de vista empírico. En: Erosión de Suelos (Kirby and Morgan, 1994). Edil. Limusa S.A. México D.F. México.

FAO. 1965. Soil erosion by water: Some measures for its control on cultivated lands. Land and Water Development Series Nº 7, 279 p. Roma, Italia.

FASSBENDER, H. W. 1975. Química de suelos con énfasis en suelos de america latina. Instituto Interamericano de Ciencias Agrícolas. OEA Turiiba, Costa Rica.

FRANZLUEBBERS, A I., ARSHAD, M. A. 1996. Water-stable aggregation and organic matter in for soils under conventional and zero tillage. Canadian Journal of Soil Science. Vol. 76: 387-393

GOUET, CH. A. 1997. Algunas propiedades físicas, químicas y microbiológicas de un suelo Altisol bajo cero labranza y otros manejos en la Cordillera de la Costa de la VIII Región. Estudio de conservación. Tesis Fac. de Agronomía. Univ. de Concepción. Chillan.

HUDSON, N. 1973. Soil conservation. The Anchor Press Ltda. 319 p. London United Kindom.

KEMPER, W. D., ROSENAU, R. C. 1986. Aggregate stability and size distribution. Am. Soc. Agronomy Journal. Methods of soil analysis. Part 1. Physical and mineralogical methods. Agronomy Monograph N° 9.

KIRBY, M. J., MORGAN R. P. C. 1994. Erosión de Suelos. Editorial Limusa S.A. México. D.F. México. 368 p.

LÓPEZ, F., BLANCO, C. M. 1968. Aspectos Cualitativos y Cuantitativos de la erosión hídrica y del transporte y depósito de materiales. Ministerio de Agricultura e Instituto forestal de Investigaciones. Madrid. España. 184 p.

MORGAN, R. P. C. 1979. Soil Erosion. Topics in Applied Geography. The Chaucer Press Ltda. Bungay, Great Britain. 111 p.

PEÑA, L. 1995. Apuntes de Conservación de Suelos. Proyecto de desarrollo de la docencia. Universidad de Concepción. Concepción, Chile.

PERALTA, M. 1977. Las cárcavas y su control. Manual N°5. Fac. Cs. Forestales. Universidad de Chile.

RAGGI, R. 1995. Pérdida de la productividad del suelo como consecuencia de la erosión hídrica. (1 ° informe de avance). SAG, Documento interno. 23 p.

SEGUEL, O. 1997. Efectos del bioabono sobre las propiedades físicas de un suelo con cultivo de tuna. Memoria de título. Inuv. De Chile.

STOCKING, M. 1985. Pérdida de la productividad del suelo a causa de la erosión. Un diseño de investigación. F. A. O., Roma. Consultants Working Paper N° 2, 32 p.

WISCHMEIER, W. H.: JOHNSON, C. B., CROSS, B. V. 1971. A Soil Erodibility monograph for farmland and.

 

 
 

© 2014 • Sociedad Chilena de la Ciencia del Suelo
Teléfono: 56 45 325479 • Temuco • Chile
E-mail: