inta-manual de fertilidad y evaluación de suelos

Manual de fertilidad y evaluacin de suelosEditores: Alberto Quiroga y Alfredo Bono

EEA INTA Anguil

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Este manual est dedicado a nuestro compaero Daniel Chamaco Prez cuya valiosa colaboracin en las tareas de campo, durante casi 30 aos, nos permiti hoy poder presentar este trabajo. Daniel falleci en octubre de 2007, siempre estars presente en nuestra memoria.Grupo de Suelos y Recursos Naturales

Manual de fertilidad y evaluacin de suelos

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AutoresCarlos Antonini, Ing. Agrnomo Profesor Adjunto Ctedra de Agricultura Especial, Facultad de ciencias Agrarias. UNCuyo. Nanci Kloster, Licenciada en Qumica Grupo de Suelos, Laboratorio de Suelos. EEA Anguil INTA. Egresada de la UNLPam. [email protected]

Fernando Arenas, Ing. Agrnomo Profesor Adjunto Ctedra de Agricultura Especial, Facultad de ciencias Agrarias. UNCuyo.

Pamela Azcarate, Licenciada en Qumica. M. Sc. Grupo de Suelos, Laboratorio de Suelos. EEA Anguil INTA. Egresada de la UNLPam con un posgrado en la UBA. [email protected]

Alberto Quiroga, Ing. Agrnomo. M.Sc., Doctor Grupo de Suelos, Manejo y Conservacin de Suelos. EEA Anguil INTA. Egresado de la UNLPam con posgrados en la UNS. [email protected]

Alfredo Bono, Ing. Agrnomo. M.Sc. Grupo de Suelos, Fertilidad y fertilizacin de cultivos. EEA Anguil INTA. Egresado de la UBA con un posgrado en NMSU, USA. [email protected]

Nicols Romano, Ing. Agrnomo Grupo de Suelos, Fertilidad y fertilizacin de cultivos. EEA Anguil INTA. Egresado de la UNPam. [email protected]

Romina Fernndez, Ing. Agrnomo. M.Sc. Grupo de Suelos, Manejo y Conservacin de Suelos. EEA Anguil INTA. Egresado de la UNLPam con un posgrado en la UNS. [email protected]

Matas Saks, Ing. Agrnomo Egresado de la UNPam. Depto. de Desarrollo PETROBRAS Energa SA. [email protected]

ObjetivoEl objetivo de este manual es realizar una sntesis de los aspectos ms importantes y utilizar los conceptos bsicos a tener en cuenta en fertilidad de suelos y fertilizacin de cultivos para poder interpretar y tomar decisiones sobre el manejo de los sistemas mixtos de la regin. Los contenidos abordados en el mismo surgen como respuesta a consultas ms frecuentes de productores y profesionales de la regin. Adems es un apoyo a los cursos de capacitacin para profesionales dictados desde 2002 y que peridicamente se dictan en la EEA INTA Anguil. Para ello se incluyen en este trabajo datos acumulados durante ms de 30 aos de estudio en los suelos de la Regin Semirida y Subhmeda Pampeana. Mucha de la informacin que se presenta en los distintos captulos de este trabajo fueron presentados en publicaciones tcnicas de la EEA INTA Anguil, en revistas de divulgacin, en congresos de la especialidad, en revistas internacionales, en captulos de libros y fueron parte de trabajos de tesis de grado y posgrado.


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Contenidos

captulo.IEl sistema suelo y caractersticas del intercambio de ionesFracciones granulomtricas Coloides en el suelo Intercambio Catinico Intercambio Aninico Ejemplo de valores de CIC de diferentes suelos de la Regin Semirida Pampeada

captulo .IVAgua del sueloCaracterizacin del sistema poroso Agua en el suelo Perfiles hdricos Probabilidad de precipitaciones, usos consuntivos y rendimientos Consideraciones sobre la estructura Compactacin Agua y sistemas mixtos de produccin Determinacin prctica del contenido de agua

captulo.IIAcidez y alcalinidad de los suelosFuentes de acidez y alcalinidad Efectos del pH Clasificacin de la acidez del suelo Medicin de pH en laboratorio Valores de pH en la Regin Semirida Pampeana Diagnstico de pH a campo: Alcalinidad y acidez

captulo .VContribucin de los cultivos de cobertura y las napas freticas a la conservacin del agua y nutricin de los cultivos1) Cultivos de cobertura Produccin de cultivos de cobertura Tecnologa en los cultivos de cobertura (fertilizacin y fecha de secado) Efecto en la disponibilidad de agua Efecto en la disponibilidad de nitrgeno Efecto en las malezas Efectos sobre el rendimiento de Maz y Sorgo 2) Ambientes con influencia de la napa de agua Experiencia en soja Experiencia en maz

captulo.IIIMateria orgnica del sueloComposicin de la Materia Orgnica de los suelos Rgimen hdrico y Materia Orgnica Capacidad de retencin de agua y Materia Orgnica Espesor del suelo Granulometra, Materia Orgnica, Manejo Propiedades fsicas y Materia Orgnica Secuestro de Carbono Balance de Carbono Efectos acumulados del aporte de nutrientes

captulo .VINitrgenoCiclo Tipos y fuentes de fertilizantes nitrogenados Momentos y formas de aplicacin Uso de fertilizantes en la provincia de La Pampa

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captulo .VII captulo .XFsforoCiclo Tipos y fuentes de fertilizantes fosforados Momentos y formas de aplicacin Estrategias de fertilizacin fosfricas

Muestreo e interpretacin de anlisis de suelosObjetivos generales Para que realizar una evalucin de suelos? Como tomar una muestra de suelo Cuando tomar las muestras Interpretacin de los resultados Interpretacin de datos reales

captulo .VIIIMtodos de diagnstico de fertilizacinObjetivos de la fertilizacin Mtodos de diagnstico Mtodo del balance Fertilizacin en trigo Fertilizacin en maz, girasol y soja

captulo .XIManejo de unidadesLas unidades Anlisis de pasaje de unidades Cuadernillo de ejercitacin

captulo .IXFertilizantes aplicados en la lnea de siembraTolerancia segn especies Efecto fitotxicos segn tipo de fertilizante Disponibilidad hdrica del suelo Tipo de suelo Espaciamiento entre hileras Ensayos realizados en la EEA Anguil INTA Dosis mximas orientativas para los diferentes cultivos


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captulo.IAlberto Quiroga y Nicols Romano

El sistema suelo y caractersticas del intercambio de ionesEl suelo es un sistema abierto, dinmico, constituido por tres fases. La fase slida esta compuesta por los componentes orgnicos e inorgnicos, que a travs de distintos arreglos dan lugar a la estructura del suelo. La forma (tipo), el tamao (clase) y la resistencia (grado) constituyen parmetros para clasificar la estructura de los suelos. Estos arreglos tambin incluyen el espacio poroso dentro de los agregados y entre los agregados, que de acuerdo al dimetro de los mismos, cumplen la funcin de almacenar agua o de drenaje e intercambio gaseoso. Por ejemplo, Taboada y Micucci (2002) sealan que el crecimiento de las races de la mayora de las plantas se limita con menos de 10% del espacio poroso lleno de aire y con una tasa de difusin de oxgeno 2 menor a 35 g/m seg. Una adecuada proporcin de poros menores de 10 m son necesarios para almacenar agua, mientras que tambin una proporcin de macroporos mayores de 100 m (ms 10%) son necesarios para la captacin del agua, el desarrollo races y el intercambio gaseoso. La Figura 1 representa un esquema simplificado de las relaciones de fases y los principales componentes del suelo: materia orgnica (MO) y sus fracciones, fracciones texturales (arcilla, limo y arena), sistema poroso con caractersticas cualitativas y cuantitativas influenciadas por la textura, MO y estructura. Las partculas del suelo tienen tamaos muy variables que abarcan desde 25 cm a menores de 1 m. La textura define la relacin porcentual de cada uno de los grupos de partculas menores de 2 mm de dimetro. Estas se denominan arena, limo y arcilla y constituyen las fracciones granulometricas, las cuales le otorgan al suelo alguna de las siguientes caractersticas: Arena gruesa: macroporosidad alta, permeabilidad alta, compacidad baja, poca inercia trmica, facilidad de laboreo, energa de retencin de agua baja, almacenamiento de nutrientes bajo. Limo: fertilidad fsica deficiente, riesgo de encostramiento superficial, velocidad de infiltracin baja, inestabilidad estructural alta, permeabilidad media a baja, erosionabilidad alta, almacenamiento de nutrientes y capacidad de retencin de agua til media a baja. Arcilla: fertilidad qumica alta segn mineraloga, superficie especfica muy alta, capacidad de intercambio catinico alta y variable con mineraloga, capacidad de retencin de agua til alta, microporosidad alta, dificultad penetracin races. La textura es una de las propiedades ms permanentes del suelo, no obstante puede sufrir cambiosFigura 1. Distintas fases del sistema suelo

Slido Inorgnico Slido Orgnico

(Textura)

M.O.T M.O vieja M.O joven

Porosidad

Cantidad Calidad

Textural Extructural

Materia orgnica

Agua Aire


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Internacionalpiedra 20 grava arena gruesa 2 0,2USDA arenasfina

arena fina 0,02

limo 0,002

arcilla mm

20

muy fina

gruesa

piedra

grava

muy gruesa

limo 0,002

arcilla mm

2

1 0,5 0,25

media

0,1

0,05

por laboreo (mezcla de horizontes), erosin elica (suelos ms gruesos por prdida de material), erosin hdrica (deposicin de materiales ms finos), etc. Es el elemento que mejor caracteriza al suelo desde el punto de vista fsico. La permeabilidad, la consistencia, la capacidad de intercambio de iones, de retencin hdrica, distribucin de poros, infiltracin y estructura, son algunas de las caractersticas del suelo que en gran medida dependen de la proporcin de las distintas fracciones texturales que constituyen un determinado suelo.

Figura 2. Tamao de partculas para dos sistemas de clasificacin. Adaptado de Dorronsoro (2007)

arenas, denominados pseudo-limo o pseudo arena. Estas formaciones tambin pueden observarse por presencia de concreciones de hierro y manganeso o de carbonato de calcio. La proporcin de las distintas fracciones determinan la textura de un suelo que puede ser representada a partir del tringulo textural. Las clases texturales dentro del sistema del USDA son 12 (Figura 3). En la Regin Semirida Pampeana predominan los suelos de texturas franco arenoso, arenoso franco y franco. En el sector Este de La Pampa, Sur de Crdoba y Este de San Lus predominan suelos de granulometras ms gruesas, mientras que en la regin de la Planicie con Tosca aumentan los contenidos de limos y de arcilla dando lugar a suelos que comparativamente poseen mayor capacidad de retencin de agua, mayor capacidad de intercambio catinico y menor macroporosidad. Este comportamiento se encuentra asociado con diferencias en la superficie especfica de las fracciones texturales que constituyen esos suelos (Figura 4). Para las distintas fracciones granulomtricas, los valores aproximados de superficie especfica son los indicados en la Tabla 1.

Fracciones granulomtricasPara separar las distintas fracciones granulomtricas (arcilla, limo y arena) normalmente se recurre a tcnicas de sedimentacin (ley de Stoke) que permiten separar partculas menores de 70 um. Para cuantificar distintas fracciones de arenas se emplean tamices. En ambos casos, sedimentacin y tamizado, se requiere un tratamiento previo de la muestra de suelo a fin de que las fracciones se encuentren en forma individual para ser cuantificadas convenientemente. En la Figura 2 se indican los tamaos para las distintas fracciones, de acuerdo al criterio del Departamento de Agricultura de EE.UU. adoptado por la Argentina. Tambin se presenta el sistema de la Sociedad Internacional de la Ciencia del Suelo (ISSS). En funcin de propiedades que le confieren las fracciones ms finas y de la accin de cementantes inorgnicos (slice coloidal, carbonatos de calcio) u orgnicos (humus), es muy comn que las partculas ms pequeas se agrupen muy establemente, formando microagregados del tamao del limo o de las

Coloides en el sueloLa Qumica Coloidal es una rama especializada dentro de la fsico qumica y en el caso de los suelos comprende las arcillas, los xidos y las sustancias hmicas (Conti 2005). Durante los procesos que desencadenan la formacin de los suelos, como por

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Figura 3. Triangulo de texturas. Adaptado de Dorronsoro (2007)

ejemplo la meteorizacin del material parental, ciertos minerales y materiales orgnicos se dividen en partculas extremadamente pequeas. Distintos procesos qumicos ms tarde reducen an ms el tamao de estas partculas hasta el punto que no es posible verlas a simple vista. Estas partculas son denominadas coloides. Los coloides de las arcillas tienen estructura laminar y naturaleza cristalina. En la mayora de los suelos los coloides de arcilla son ms numerosos que los coloides orgnicos. Para clasificarlos pueden tenerse en cuenta aspectos como su relacin con el agua y su carga (Conti 2005).Tabla 1. Distintas fracciones granulometricas y sus valores orientativos de la superficie especifica. Adaptado de Porta Casanellas 1999

Figura 4. Relacin entre la cantidad de superficie y el tamao de las partculas. Adap. de Porta Casanellas 1999superficie especifica cm2 g -1

arcillla

arena

Fraccin Arena muy gruesa Arena gruesa Arena media Arena fina Arena muy fina Limo Arcilla

Dimetro aparente (mm) 2.00-1.00 1.00-0.50 0.50-0.25 0.25-0.10 0.10-0.05 0.05-0.002 < 0.002

N de partculas por gramo 90 720 5700 46.000 722.000 5.776.000 90.260.853.000

Superficie especifica 2 -1 (cm g ) 11 23 45 91 227 454 Variable segn la mineraloga de la arcilla


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Figura 5. Los cationes son atrados por las arcillas y la materia orgnica del suelo, los aniones en cambio son repelidos. Adaptado de Darwich, 1998

N+ S-

S- N+

N+ S-

N+ S-

Los polos (cargas) idnticos se repelen Mg++ Ca++

Los polos (cargas) opuestos se atraen

NO 3Cl-

+ -- - Coloide del Na suelo ++ + - -- Ca K

H+

SO 4NO 3-

Por su relacin con el agua los coloides pueden ser hidroflicos que adsorben gran cantidad de agua e hidrfobos, los cuales presentan menos molculas de agua unidas sobre las partculas y floculan fcilmente con el agregado de electrolitos. Los xidos de hierro (Fe) y aluminio (Al) se consideran hidrfobos, mientras que las arcillas silicatadas (principalmente expandentes) y la MO se consideran hidroflicas. Por su carga, se llaman coloides positivos (xidos de Fe y Al) a los que presentan como balance cargas positivas a pH normales del suelo. Se llaman negativos aquellos que como balance tienen carga neta negativa (la mayora de las arcillas silicatadas, sustancias hmicas). Cada coloide tiene una carga elctrica negativa desarrollada durante el proceso de formacin, que le confiere la propiedad de atraer partculas con cargas positivas y repeler partculas con cargas negativas al igual que los polos de un imn (Figura 5). Esta caracterstica permite explicar por qu los nitratos (NO3 ) o los cloruros (Cl ) se lixivian ms fcilmente del suelo que el in amonio (NH4+) o el in potasio (K+).

fases. La capacidad de intercambio catinico normalmente se expresa en meq/100 gr de suelo y de acuerdo a la proporcin de coloides y mineraloga de los mismos (superficie especfica) puede variar en un amplio rango. En suelos arenoso franco de la RSP alcanzan valores tan bajos como 5 meq/100gr, mientras que en suelos francos pueden superar los 15 meq/100gr. Es un proceso dinmico que se desarrolla en la superficie de las partculas. Como los iones adsorbidos quedan en posicin asimilable constituyen la reserva de nutrientes para las plantas. La siguiente reaccin muestra como el calcio puede ser intercambiado por dos iones hidrgeno H+ o por dos iones K+.Ca ++

-

coloide

+ 2H+

H+ H+

coloide

+ Ca++

Intercambio CatinicoSe define el intercambio catinico como los procesos reversibles por los cuales las partculas slidas del suelo adsorben iones de la fase acuosa liberando al mismo tiempo otros iones en cantidades equivalentes, establecindose el equilibrio entre ambas

Esta reaccin ocurre rpidamente, es qumicamente equivalente y adems es reversible ya que si se le agrega ms calcio al sistema este desplazar nuevamente al hidrgeno. Este proceso ocurre en suelos con bajo pH cuando se realiza la prctica del encalado. Ms adelante analizaremos algunos casos de sistemas de produccin tamberos, con alta extraccin de bases (silos maz, pasturas) donde la saturacin del complejo de intercambio con bases puede resultar limitante para la nutricin de los cultivos.coloide

- H+ + Ca++ + - H

coloide

Ca ++ + 2H+

-

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Las causas que originan el intercambio inico son los desequilibrios elctricos de las partculas del suelo. Para neutralizar las cargas se adsorben iones que quedan dbilmente retenidos sobre las partculas del suelo y se pueden intercambiar con la solucin del suelo.H+ Na+ Ca++

Tabla 2. Proporcin relativa de cationes metlicos adsorbidos en el complejo de intercambio de diferentes suelos pampanos (capa arable)

CATIONES DE INTERCAMBIO % Suelo pH Ca Mg Na Argiudol Natralbol Hapludol Natracuol 5.8 6.5 6.3 9.8 80.8 65.2 51.0 50.0 13.0 21.1 32.7 13.7 --1.8 5.0 36.4

K 6.2 11.9 11.3 9.9

- -

++ - coloide - Mg - K+ + H+

-

-

K+

Na+ - K ++ H+ Ca coloide Mg++ - K+ H+ - K +Cationes adsorbidos al coloide

+

K

Cationes en solucin

Al analizar este proceso Conti (2005) seala que el equilibrio entre cationes retenidos y los iones en la solucin del suelo depende de la concentracin de la solucin y la actividad relativa de cada in, de las caractersticas de cada catin (valencia y grado de hidratacin) y del grado de afinidad entre el intercambiador y el catin. En la Tabla 2 se muestran ejemplos de distintos suelos.Profundidad : 0 - 10 cm 0-10 L 2803 CIC 17,67 Ca Mg Na K Valor S % Sat % Ca % Mg Ca/Mg 4,60 1,83 0,70 1,73 8,86 50,57 26,18 10,6 2,7

En la Tabla 3 se muestra un resumen de evaluaciones realizadas en unos 30 establecimientos, donde se determin capacidad de intercambio catinico (CIC), cationes adsorbidos y se calcularon los porcentajes de saturacin y relaciones entre cationes (Quiroga et al. 2007). Estos parmetros son importantes indicadores de las condiciones edficas que pueden limitar la productividad de pasturas con base alfalfa. Al respecto, existen referencias que indican que la saturacin con bases debe ser superior al 80%, la de Calcio debe ser superior al 40%, Magnesio superior al 10% y Sodio menor al 5%,Tabla 3. Capacidad de intercambio catinico y cationes intercambiables (meq/100gr) para dos espesores (0-10 y 10-20 cm) en lotes de productores destinados a la produccin tambera. L 2803 indica tambo 28 y lote 3.

L 2805 18,33 5,67 2,73 0,83 2 11,23 61,26 30,87 14,94 2,12

L 1211 16,60 3,40 1,60 0,47 2,00 7,47 44,99 20,50 9,65 2,19

L 1213 18,93 8,77 4,07 1,60 2,40 16,84 88,86 46,29 21,43 2,27

L 1236 16,63 3,37 1,60 0,50 1,70 7,17 43,03 20,26 9,50 1,84

L 0210 10,4 5,69 2,51 0,19 1,55 9,95 95,64 54,76 24,12 2,27

Profundidad : 10 - 20 cm 10 - 20 L 2803 L 2805 CIC 17,93 17,6 Ca Mg Na K Valor S % Sat % Ca % Mg Ca/Mg 4,57 3,30 0,83 1,77 10,47 58,67 25,62 18,50 1,40 5,83 2,57 0,83 1,93 11,16 63,46 33,16 14,57 2,28

L 1211 16,27 3,47 1,73 0,50 1,90 7,60 46,68 21,28 10,67 2,25

L 1213 18,80 7,87 4,17 1,63 2,10 15,77 83,75 41,75 22,12 1,91

L 1236 16,40 3,27 1,80 0,40 1,80 7,27 44,35 19,92 10,95 1,84

L 0210 9,9 5,54 2,67 0,24 1,18 9,63 97,29 55,98 26,97 2,08


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Adems es conveniente que la relacin entre cationes no supere ciertos lmites (ej. Ca/Mg menor de 5). Cmo se puede observar en las Tablas anteriores los +2 cationes qu predominan en los suelos son Ca , +2 + + Mg , K Na . La predominancia de estos cationes se debe a que en los comienzos de la formacin de las arcillas, la solucin formada por la disolucin de los silicatos contiene estos iones, adems de aluminio (Al) e hierro (Fe), los cuales fueron liberados por la meteorizacin de los minerales primarios. En las regiones ms ridas y/ o semiridas o subhmedas , el Ca+2, Mg+2, K+, Na+, pasan a dominar el complejo de intercambio a pH cerca de la neutralidad o ligeramente alcalino. En regiones hmedas o subhmedas con drenajes impedidos, el Na a pesar de su fcil desplazamiento, este no se lixivia y tiende a acumularse en el perfil pasando a ocupar ms del 15% del complejo de intercambio, dando lugar a suelos sdicos (ej. Natracuol, Tabla 2). El origen de las cargas puede ser permanente por sustitucin isomrfica, donde un catin del interior del mineral que forma la arcilla es reemplazado por otro catin de menor o mayor valor valencia pero igual radio (Figura 6). Otra fuente de cargas es la variable o pH dependiente en la MO y arcillas tipo 1:1, dado por la ionizacin y protonacin de grupos qumicos especficos localizado en la superficie de los coloides (Figura 7).200 180 160 CIC meq/100 gr 140 120 100 80 60 40 20 4 5 6 pH del suelo 8Cargas permanentes Coloides orgnicos Montmorillonita Cargas pH dependientes

Figura 6. Sustitucin isomorfica en la red cristalina de la arcilla. Adaptado de Darwich 1998.

Figura 7. Carga negativa en el borde de las arcillas. En este caso los oxgenos seran las cargas negativas (insatisfechas). A pH superiores a 7 los hidrgenos estn dbilmente retenidos y pueden ser fcilmente intercambiados por otros cationes. Adaptado de Darwich, 1998.

La CIC en la mayora de los suelos se incrementa al aumentar pH. Esto es debido al incremento de las denominadas cargas pH dependientes (Figura 8). En suelos cidos pH 4 a 5 la mayora de las cargas son permanentes dadas por la sustitucin isomrfica en la red cristalina, pero en la medida que el pH + aumenta sobre 6 la ionizacin de los ions H sea en la fraccin orgnica o en los bordes expuestos de los cristales de arcilla aumenta considerablemente. Cuando el % de saturacin de bases es 80, significa que el 80% de la CIC est ocupada por bases y solo un 20% est ocupado por otros iones como hidrgeno y Al. Como se observa en la Figura 9, existe una estrecha relacin entre el pH y el % de saturacin de bases de un suelo.

Figura 8. Carga dependientes de pH

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pH 9 8 7 6 5 4 3

Figura 9. Relacin entre el pH y el porcentaje de saturacin de bases de un suelo.

20

40

60

80

100

%SB

Intercambio AninicoExisten algunos xidos de Fe, hidrxidos de Al y otros materiales amorfos como el alofano qu desarrollan cargas positivas que atraen iones como fosfatos, sulfatos, nitratos y cloruros.

+Particul a de hi drxi do de Fe o Aluminio

-PO4 H2

+ -PO H + -NO - H - ++Al(OH) + -SO H4 2 3 + 4

+ -

-SO 4 H H+

los iones del intercambiador son reemplazados por iones de la solucin del suelo e inmediatamente se genera un nuevo equilibrio, el cual se modifica cuando las plantas toman nutrientes, hay lixiviacin por agua, hay aportes por fertilizantes y/o enmiendas. Resultan frecuentes las consultas respecto a la aplicacin de enmiendas en suelos afectados por Na (sulfato de calcio) y en suelos con baja saturacin de bases (pH bajo) que condicionan procesos biolgicos considerados relevantes en los sistemas de produccin de la RSP (ej. Fijacin biolgica de N). A manera de ejemplo y con la finalidad de reconocer distintos factores que debern ser considerados, se presenta un anlisis simplificado del clculo de requerimiento de enmienda para el lote L2805 de la Tabla 3. Valores de los cationes de intercambio en el espesor del suelo, 0-10 cm, considerando una densidad apa-3 rente de 1250 kg m . Capacidad de intercambio cationico:18,3 meq/100gr 2+ Ca : 5,67 meq/100gr Mg2+: 2,73 meq/100gr K+: 2.00 meq/100gr Na+: 0.83 meq/100gr Porcentaje de saturacin de bases: 61,3% El suelo en 10 cm de profundidad pesa 1.250.000 kg ha-1. Los valores de meq/100g de suelo a ppm o mg/kg de suelo. Calcio: 5,67 meq/100g x 20 (peso atmico del Ca dividido 2) x 10= 1134 mgCa/kg x 1.250.000 kg/ha = 1417 kgCa/ha.

Estos procesos no tienen la magnitud de los procesos de intercambio catinico en la mayora de los suelos, pero son muy importantes como mecanismos para retener e intercambiar aniones. Alcanza valores importantes en suelos tropicales con altos contenidos de caolinita y arcillas de xidos o en suelos cidos de alofanos. La afinidad y fuerza de unin depende, como en los cationes, del orden de valencia e hidratacin. Conti (2005) seala que en los fosfatos la adsorcin puede resultar irreversible por la formacin de uniones fuertes con el intercambiador (fijacin de fosfatos) y la formacin de sales de Al y Fe. Por eso para fosfatos el proceso se llama adsorcin y no intercambio. Cuando en el complejo se produce un intercambio,


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Magnesio: 2,73 meq/100g x 12 (peso atmico del Mg dividido 2) x 10= 328 mgMg/kg x 1.250.000 kg/ha = 409 kgMg/ha. Potasio: 2.00 meq/100g x 39 (peso atmico del K,

Bibliografa Conti M. 2005. Principios de Edafologa, con nfasis en Suelos argentinos. Editorial Facultad de Agronoma (UBA), 430pp. Darwich N. 1998. Manual de la fertilidad de suelos y uso de fertilizantes. Mar del Plata, 182 pp. Dorronsoro C. 2007. Curso de Introduccin a la Edafologa. Universidad de Granada. Espaa. TEMA 1: Edafologa: concepto y fines. Formacin del suelo. Procesos y factores formadores. El perfil del suelo. http://edafologia.ugr.es/introeda/tema00/progr.htm. Echeverra E. y F. Garca. 2005. Fertilidad de suelos y fertilizacin de cultivos. INTA-INPOFOS. Porta J., Lpez Acevedo M. y C. Roquero.1999. Edafologa para la Agricultura y el Medio Ambiente. Ediciones MundiPrensa. 849 pp. Quiroga A., Fernndez R., Farrell M. y O. Ormeo. 2007. Caracterizacin de los suelos de tambos de la cuenca de Trenque Lauquen. In: Revista CREA, N 324. pp. 84-86. Taboada M. y F. Micucci. 2002. Fertilidad Fsica de los Suelos. Ed. Facultad de Agronoma (UBA), 79pp.

valencia 1) x 10= 780 mgK/kg x 1.250.000 kg/ha = 975 kgK/ha. Sodio: 0.83 meq/100g x 23 (peso atmico del Na,

valencia 1) x 10=190,9 mgNa/kg x 1.250.000 kg/ha = 238 kgNa/ha. Aporte de enmienda: si las pasturas de alfalfa

requieren 80% de saturacin con bases y el suelo en cuestin presenta 61,3%, es necesario lograr un incremento de aproximadamente 20%. Como la CIC es de 18,3 meq/100gr, el 20% representa 3,7 meq/100gr. Esta es la cantidad de protones que deben ser reemplazados por cationes (normalmente Ca y Mg). Considerando que 1 meq/100gr de Ca en el suelo en cuestin (10 cm espesor y 1250 kg/m3) representan 250 kg/ha de Ca, para incorporar el equivalente a 3,7 meq/100gr es necesario aportar 925 kg/ha de Ca. Posteriormente es necesario afectar este valor por la concentracin de Ca en la enmienda utilizada y por la eficiencia de aplicacin.

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captulo.IIPamela Azcarate y Nanci Kloster

Reaccin del suelo: pHLa reaccin del suelo hace referencia al grado de acidez o basicidad del mismo y generalmente se expresa por medio de un valor de pH (Porta Casanelas et al. 1999). El pH fue definido por Sorensen (1909) como el logaritmo negativo, en base 10, de la actividad del protn (H+): pH = - log aH+ aH+ = actividad del H+ nibilidad de nutrientes esenciales y la toxicidad de otros elementos. Permite predecir los cationes dominantes en los coloides del suelo y est involucrado en la retencin de plaguicidas, factor importante al momento de evaluar contaminacin de suelos y aguas y/o persistencia.

Fuentes de acidez y alcalinidadLos factores que influyen en el valor del pH son diversos, entre los que podemos numerar: El material parental es la roca que dio origen a dicho suelo, si la misma es de de reaccin cida o alcalina aportar al pH de se suelo. Las precipitaciones tienden a acidificar el suelo, 2+ por lixiviacin de las bases calcio (Ca ), magnesio 2+ + a+ (Mg ), potasio (K ) y sodio (N ), disueltas en solucin e intercambio de las bases adsorbidas al complejo de intercambio por H+ (Vazquez 2006). La mineralizacin de los residuos orgnicos genera amonio (NH4+) cuya posterior oxidacin a nitrato (NO3-) ocurre con liberacin de H+. Adems los cidos hmicos resultantes de dicha mineralizacin poseen grupos reactivos, carboxlicos y fenlicos, que se comportan como cidos dbiles.Tabla 1. Reaccin en el suelo de algunos fertilizantes empleados usualmente.

En las soluciones diluidas, la actividad puede reemplazarse por la concentracin sin alterar el resultado por lo tanto podemos expresarlo como: pH = - log CH+

CH+ = concentracin de H+

El significado prctico de la escala logartmica es que permite visualizar que un cambio de una unidad de pH implica un cambio de 10 veces en el grado de acidez o alcalinidad del suelo. La medida se extiende en una escala de 1 a 14, un pH inferior a 7 es cido y superior a 7 es alcalino. En sistemas naturales los valores de pH se hallan generalmente en un intervalo de 4,5 a 10. El pH es una de las mediciones qumicas ms importante que se puede hacer en un suelo. A pesar de su simplicidad, no slo indica si el mismo es cido, neutro o alcalino, sino que aporta informacin bsica para conocer su potencial agrcola, estimar la dispoFertilizantes

Reaccin con el suelo libera amonaco y dixido de carbono e inicialmente se observa un incremento en el pH del suelo por hidrlisis del amonaco. Sin embargo es ta variacin del pH es temporario, y el suelo vuelve a su valor inicial luego de que el amonio producido es oxidado a NO3 , y se disocia el cido carbnico (Montoya 1999; Tisdale et al. 1985) es un fertilizante de reaccin cida, debido a la presencia del anin H 2PO4 . es un fertilizante constituido por dos iones de carcter dbil, por lo que la reaccin final en el suelo resulta del equilibrio de disociacin e hidrlisis entre ambos compuestos. es un elemento que puede oxidarse en presencia de bacterias especficas. Durante + dicha reaccin de oxidacin se liberan H que disminuyen el pH del suelo.-

Urea

Superfosfato triple (SPT) Fosfato diamnico Azufre elemental


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La extraccin de bases por los cultivos, generalmente es mayor que el aporte de fertilizacin, lo que lleva a una acidificacin del suelo (Casas 2003). El uso de fertilizantes, los cuales pueden dejar residuos cidos o alcalinos de acuerdo al carcter cido o bsico dbil de los iones constituyentes del mismo, o a su posibilidad de experimentar reacciones de xido reduccin. Mientras que tambin existen fertilizantes que no influyen en el pH del suelo (Tisdale et al. 1985) (Tabla 1).

tada por el pH, ya que determinados nutrientes no se encuentran disponibles para las plantas en determinadas condiciones de pH (Figura 1). La mayor disponibilidad de nutrientes se da a pH entre 6-7,5 pero esto depende de cada cultivo. Cada planta adquiere mayor vigor y productividad dentro de ciertos intervalos pH. Esto no implica que el cultivo no pueda vivir fuera del intervalo indicado dado que el mismo presenta cierta capacidad de adaptacin (Tabla 2).

Clasificacin de la acidez del suelo Efectos del pHEl pH influye en las propiedades fsicas y qumicas del suelo. Las propiedades fsicas resultan ms estables a pH neutro. A pH muy cido hay una intensa alteracin de minerales y la estructura se vuelve inestable. A pH alcalino, las arcillas se dispersan, se destruye la estructura y existen malas condiciones desde el punto de vista fsico (Porta Casanellas et al. 1999). La asimilacin de nutrientes del suelo es afecFigura 1. Disponibilidad de nutrientes en funcin del pH. Adaptado de Picone (2005)

Existen distintos tipos de acidez y su evaluacin depender del objetivo deseado (Bohn et al. 1993; Porta Casanelas et al. 1999; Vazquez 2005). En los suelos los H+ estn en la solucin del suelo, en el complejo de intercambio, en los grupos dbilmente cidos de la materia orgnica y en los polmeros hidratados de aluminio sin neutralizar. Los iones que estn en solucin representan la acidez activa o actual, y la acidez de cambio o de reserva esta dada por los que se encuentran adsorbidos en el complejo de intercambio. Ambas concentraciones de iones estn en equilibrio dinmico, es decir, al eliminarse + + H de la solucin del suelo se liberan H adsorbidos hasta alcanzar el equilibrio nuevamente, mostrando el suelo una fuerte resistencia a cualquier modificacin de su pH. Esta resistencia de un suelo a variar su pH se la denomina capacidad buffer o tampn. Tambin debe mencionarse la acidez no intercambiable denominada tambin acidez titulable pero no intercambiable, dada por los polmeros de aluminio y grupos funcionales orgnicos, que no liberan H+ sino que consumen OH- para su neutralizacin. Otro tipo de acidez denominada acidez titulable o acidez total, se determina como la cantidad de base fuerte (NaOH o Ca(OH)2) requerida para elevar el pH de un suelo de un valor inicial a un valor final especificado. Esta tiene en cuenta la acidez activa y la de reserva y se utiliza para la caracterizacin de los suelos cidos y para la determinacin de la necesidad de encalado de los mismos.

Tabla 2. Intervalos de pH ptimo y de rendimiento satisfactorio para diversos cultivos

Especies Alfalfa Avena Girasol Maz Soja Sorgo Trigo

ptimo 6,5 7,5 5,5 7,0 5,5 6,0 5,5 6,0 7,0 7,0 7,0 7,0

Tolerancia para ren d. satisfactorio 6,0 8,0 4,0 7,5 6,0 7,5 5,0 8,0 4,5 7,5 5,5 8,5 5,8 8,5

Medicin del pHEn laboratorio pueden evaluarse distintos tipos de acidez de acuerdo al objetivo deseado: pH actual, pH potencial y pH hidroltico (Vzquez 2005).

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EEA INTA, Anguil

pH actual: es aquel que considera los H presentes en la solucin del suelo y se considera un reflejo de lo que encontrara una planta en su ambiente radicular (Figura 2). Para su determinacin se emplea como solucin extractora agua destilada o cloruro de calcio (CaCl2) 0,01M en diferentes relaciones suelo:solucin, tales como pasta de saturacin, 1:1, 1:2 y 1:2,5. En nuestro pas, se propuso realizar la determinacin con una relacin suelo:solucin extractora 1:2,5 (IRAM 29410. 1999; SAMLA 2004; Vazquez 2005) y las diferencias tcnicas se encuentran en los tiempos de agitado, reposo y lectura adems de la solucin extractante. El SAMLA (2004) propone 30 segundos de agitado, reposo de 1 hora y como solucin extractora agua destilada, CaCl2 0.01M o KCl 1M, mientras que Vzquez (2005) e IRAM 29410 (1999) proponen un agitado de 5 minutos y reposo de 2 a 24 horas. IRAM sugiere nicamente agua destilada como solucin extractante. En Argentina, los trabajos de investigacin muestran que existe una gran variacin en la metodologa utilizada para la determinacin del pH. La mayora emplean la medida de pH con una relacin suelo:agua 1:2,5 (Echeverra et al. 2001; Galantini et al. 2005; Quiroga et al. 2006) aunque se encuentran algunos trabajos en que la determinacin se realiza en pasta de saturacin (Romano y Roberto 2007; Adema et al. 2003), y en menor medida con una relacin suelo:agua 1:1 (De la Casa et al. 2003). En algunos casos no se menciona la tcnica empleada. Kloster et al. (2007) buscaron un factor que permita convertir datos entre dos metodologas (pH en una pasta de saturacin y una relacin suelo:agua 1:2,5) y encontraron que no es posible definir un factor de conversin entre las tcnicas, debido a que son numerosos los factores que influyen la determinacin de pH (contenido de dixido de carbono, CO2, el contenido de sales, CaCO3, si la solucin se encuentra en reposo o agitacin e inclusive donde se encuentra ubicado el electrodo). Es importante conocer la metodologa que se adapte mejor a la regin o zona en estudio adems de tener en cuentaFigura 2. Esquema del equilibrio suelo-solucin, sealando el H+ evaluado en la medida de pH actual.

+

Figura 3. Esquema del equilibrio suelo-solucin, sealando el H+ evaluado en la medida de pH potencial.

que, cada vez que se comparen resultados de anlisis de laboratorio los mismos deben haber sido realizados con la misma metodologa. pH potencial: cuantifica no solo los H+ en solucin, sino tambin los intercambiables, permitiendo realizar una estimacin de la capacidad de acidificacin del suelo (Figura 3). En dicho caso la solucin extractora es cloruro de potasio (KCl) 1M. pH hidroltico: se determina en aquellos casos en que el pH actual es alcalino, y permite estimar si un suelo esta afectado por sodificacin debido a carbonato de sodio (diferencia entre pH hidroltico y pH actual de una unidad o mayor). Para realizar esta determinacin tambin se utilizan como soluciones extractoras agua destilada o CaCl2 0,01 M, pero se incrementa la relacin suelo:solucin a 1:10 (Vazquez 2005) (Figura 4). Es necesario tener en cuenta que los suelos sdicos no necesariamente son alcalinos, sino que el pH caracterstico de dicho suelo depender del anin acompaante predominante. Suelos sdicos con abundancia de sulfato 2(SO4 ) o cloruro (Cl ) pueden tener pH cercano a la neutralidad e incluso cido (Vazquez 2006).

Valores de pH en la regin semirida pampeanaLa mayor parte de la Regin Semirida Pampeana est representada por valores de pH que oscilan entre 6,2 y 7,5 en los cuales no existira ningn tipoFigura 4. Esquema del equilibrio suelo-solucin, sealando los diferentes iones evaluados en la medida de pH actual y pH hidroltico.

pH actual (1:2.5)

pH hidroltico (1:10)


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Tabla 3. Valores de pH actual y pH potencial agrupadas en muestras de la planicie medanosa.(1) promedio calculado por departamento para cada determinacin. (2) pH = pH actual pH potencial

Departamento Atreuc Capital Chapaleuf Conhelo Guatrach Hucal Marac Rancul Realic Trenel Utracn

n de muestras 4 2 9 14 6 5 19 10 3 13 5

X pH actual 6,31 7,89 6,68 6,73 7,19 7,84 6,46 6,71 6,78 6,86 6,47

(1)

X pH potencial 5,57 7,14 5,96 5,99 6,12 6,89 5,69 5,96 6,01 6,05 5,92

(1)

pH

(2)

0,73 0,75 0,72 0,74 1,08 0,95 0,77 0,75 0,76 0,81 0,55

de restriccin para el establecimiento y la produccin de cultivos y pasturas. Sin embargo, existen reas (norte de Rancl, oeste de Conhelo, y de la Planicie medanosa Chapaleuf, Marac y este de Atreuc) con valores ligeramente cidos, entre 5,2 y 6,2 (Figura 5), donde se presentaran limitantes principalmente para las leguminosas como la alfalfa y soja, las cuales son sensibles a la acidez. La acidez puede afectar a los cultivos por toxicidad por aluminio y/o manganeso, inhibicin de la fijacin biolgica del nitrgeno y restricciones en el crecimiento radicular y/o afectando la nutricin fosfatada, (Marschner 1995). Estos valores para los departamentos de Chapaleuf y Marac se justificaran ya que se trata de una regin con un proceso de agriFigura 5. Distribucin de los valores de pH en pasta de saturacin en la RSP (Romano y Roberto 2007)

culturizacin muy importante (Romano y Roberto 2007). Los valores de pH en la RSP, se observan en la Figura 5. Para medir el potencial de acidificacin de un suelo es necesario contar con datos de pH potencial. Un anlisis exploratorio de muestras provenientes de varios departamentos de la RSP, indican que las diferencias de los promedios por departamento entre pH actual (pH 1:2,5) y potencial (pH KCl) se encuentran entre 0,55 y 1,08 unidades, reflejando la variabilidad de la acidez intercambiable de estos suelos (Tabla 3; Figura 6). El valor mnimo de pH potencial medido es de 5,57, y el de pH actual es de 6,31 indicando que la acidificacin no sera una proFigura 6. Diferencias entre los promedios de pH actual y potencial por departamento. n= nmero de muestras

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blemtica a tener en cuenta en el largo plazo. Es necesario continuar estas mediciones a lo largo del tiempo para confirmar stos resultados. Las zonas con valores alcalinos (7,5-8,5) a muy alcalinos (>8,5) son reas muy limitantes para la produccin y establecimiento de cultivos y pasturas. Estas reas tienen un origen natural que corresponde a una asociacin de suelos Haplustoles y Calciustoles, dentro del orden de los Molisoles (INTA, 1980). En ellas es importante considerar la posible alcalinizacin de los suelos, caracterstica de zonas ridas o semiridas con capas freticas cercanas. La condicin sealada hace que el balance hdrico sea negativo, es decir, alta temperatura y baja precipitacin llevan a una tasa alta de evapotranspiracin con el consecuente ascenso de sales hacia la superficie del suelo. La composicin de las sales determinar la naturaleza del fenmeno, que puede ser de sodificacin, salinizacin o sodificacin-salinizacin. No se dispone de informacin regional acerca de esta temtica, si bien es comn la aparicin de zonas con problemticas de acumulacin de sales superficiales. Inicialmente, es de suma importancia la determinacin de la conductividad elctrica del extracto de suelo (CE) y de los cationes adsorbidos a los coloides del suelo, a partir de los cuales se realiza el clculo del Porcentaje de Sodio Intercambiable (PSI). Con estos dos parmetros es posible determinar cual es la problemtica especfica de un suelo.

Gusto del suelo. Presencia de especies resistentes (agropiro, pelo de chancho, lotus). Para diagnstico de suelos salinos es til observar: distribucin y estado de los cultivos en explotacin (sntomas de toxicidad o deficiencia nutricional), presencia de una capa superficial blanca, aparicin de cristales de sales en un terrn de suelo. Para diagnstico de suelos sdicos considerar: aparicin de eflorescencias negras sobre la superficie (asociado a la dispersin de los coloides orgnicos), presencia de estructuras columnares (prismas de cabeza redondeada) (Vazquez 2006). Acidez Medida del pH del suelo con pHmetro porttil, en pasta de suelo o solucin. Empleo de tiras reactivas de pH, que presentan una coloracin caracterstica luego de su contacto con el suelo.

Bibliografa Adema E.O., Buschiazzo D.E., Babinec F.J., Rucci T. y V.F.Gmez Hermida. 2003. Balance de agua y productividad de un pastizal rolado en Chacharramendi, La Pampa. Ediciones INTA. EEA Anguil. Publicacin tcnica N 50. Bohn H., McNeal B.N. y G.A OConnor. 1993. Qumica del suelo. Editorial Limusa. Primera edicin. pp. 233-257. Casas R.R. 2005. Efecto de la intensificacin agrcola sobre los suelos. Ciencia Hoy. 15(87): 42 43. De la Casa A., Ovando G., Rodrguez A., Bressanini L. y E. Buffa. 2003. Evaluacin espacial del nitrgeno disponible del suelo en un cultivo de papa cv. spunta en Crdoba, Argentina. Agric. Tcnica. 63 (3). Echeverra H.E., Sainz Rozas H.R., Calvio P. y P. Barbieri. 2001. Respuesta del cultivo de trigo al encalado. V Congreso Nacional de Trigo y III Simposio Nacional de Cultivos de Siembra Otoo Invernal. Carlos Paz- Crdoba. Actas en CD. Galantini J.A., Suer L. y H. Kruger. 2005. Dinmica de las formas de P en un Haplustol de la regin semirida pampeana durante 13 aos de trigo continuo. RIA. 34(2) artculo N2. INTA-Gobierno de La Pampa y UNLPam. 1980. Inventario integrado de recursos naturales de la provincia de La Pampa, ISAG. Buenos Aires, pg 493. IRAM (Instituto de Normalizacin). 1999. Norma 29 410. Determinacin del pH.

Diagnstico del pH a campo: alcalinidad y acidezSe detallan a continuacin como puede hacerse un diagnstico rpido en el campo de la acidez y/o alcalinidad de ese suelo. Alcalinidad Medida del pH del suelo con pHmetro porttil, en pasta de suelo o solucin. Empleo de tiras reactivas de pH, que presentan una coloracin caracterstica luego de su contacto con el suelo. Reaccin con fenolftalena, un indicador qumico que presenta coloracin rosa a pH > 8. Reaccin del suelo con HCl, que en presencia de CO32- libera CO2, este ltimo puede observarse por formacin de pequeas burbujas.


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EEA INTA, Anguil

captulo.IIIAlberto Quiroga y Alfredo Bono

Materia orgnica del sueloLa calidad del suelo es uno de los factores ms importantes en el sostenimiento global de la biosfera y en el desarrollo de prcticas agrcolas sustentables (Wang y Gong 1998). Los estudios parecen orientarse decididamente a identificar, en distintas regiones del mundo, indicadores confiables y sensibles que permitan estimar el estado actual y las tendencias en la calidad de suelos como paso fundamental para definir sistemas de produccin sustentables (Reeves 1997). Identificar propiedades edficas discriminantes e incorporarlas a mtodos de evaluacin y de diagnstico resulta prioritario para establecer estrategias de manejo conservacionistas. La sensibilidad, el carcter predictivo, la independencia respecto de otras propiedades, la practicidad para su determinacin y extrapolacin, constituyen algunas de las caractersticas que debe reunir un indicador edfico. Si bien los indicadores fsicos, qumicos y biolgicos no determinan independientemente la calidad del suelo, la mayora de los estudios coinciden en que la materia orgnica (MO) es el principal indicador e indudablemente el que posee una influencia ms significativa sobre la calidad del suelo y su productividad. Los suelos de la Regin Semirida Pampeana (RSP) se caracterizan por presentar bajos contenidos de arcilla que dan como resultado un pobre desarrollo de la estructura con agregados de media a baja estabilidad. En estas condiciones resulta significativa la influencia de la MO, principalmente sobre propiedades fsicas vinculadas a la dinmica del agua. Por consiguiente, es necesario reconocer la fragilidad de los suelos de la regin y los importantes cambios que normalmente tienen lugar por influencia del manejo. Durante los ltimos 15 aos, tanto en la RSP como en el mundo, se han intensificado los estudios que tratan de interpretar los cambios cuantitativos y cualitativos en la MO influenciada por distintas prcticas de manejo. Como as tambin las consecuencias de cambios en la MO sobre otras propiedades fsicas, qumicas y biolgicas. En general se coincide en un efecto diferencial del manejo sobre las fracciones de MO, con mayor incidencia sobre las fracciones ms lbiles. De esta manera, los contenidos de MO total y sus fracciones se han constituido en importantes atributos de la calidad del suelo (Gregorich et al. 1994) y frecuentemente los ms reportados en estudios de larga duracin tendientes a evaluar la sustentabilidad agronmica (Reeves 1997). Al respecto, Kapkiyai et al. (1999) sealaron que la fraccin joven de la MO (MOj) resulta clave para interpretar cambios en la fertilidad del suelo y potencialmente puede ser utilizada como un ndice de calidad de los mismos. De similar manera, Biederbeck et al. (1998) comprobaron que fracciones lbiles de la MO fueron indicadores ms sensibles a los cambios en la calidad del suelo que el CO y N total. Esta fraccin estara compuesta principalmente por fragmentos de races parcialmente descompuestas (Cambardella y Elliott 1993). Cambardella y Elliott (1994) y Beare et al. (1994) comprobaron un efecto positivo de la siembra directa (SD) sobre el contenido de MO, especialmente la fraccin lbil. Quiroga et al. (1996), comprobaron sobre Haplustoles Enticos que la fraccin ms estable de la MO ( 2 mm. Independientemente de la granulometra, el manejo afect en orden de importancia los contenidos de MOj, residuos, MOi, MOv. Respecto a esta ltima fraccin, en suelos de granulometras ms finas no se observaron diferencias entre manejos. Posiblemente el mayor contenido de arcilla y una estructura ms desarrollada determinen una mayor proteccin fsica de la MO, en suelos

de granulometra ms fina. Si bien estos resultados muestran diferencias significativas (P 1500

breve caracterizacin de parmetros estructurales influenciados por el manejo y relacionados con dinmica del sistema poroso. Distintos estudios han abordado los problemas en la captacin del agua (infiltracin, conductividad hidrulica, escurrimientos) a partir de la reduccin de la macroporosidad como consecuencia de la degradacin fsica de los suelos. Parmetros edficos indicadores de compactacin han sido incorporados en los estudios de las relaciones agua suelo planta. Entre los principales, densidad aparente mxima, compactacin relativa, susceptibilidad a la compactacin, niveles crticos de humedad, resistencia a la penetracin, conductividad hidrulica y cuantificacin de la macroporosidad a partir de mesas de tensin.

Caracterizacin del sistema porosoEl sistema poroso del suelo impacta directamente sobre el balance de agua (entradas y salidas del sistema), en el funcionamiento hdrico (relaciones agua- planta), en la entrada y difusin de gases y de calor, y en el desarrollo y crecimiento de las races (Gil 2007). Existen distintas clasificaciones que responden a otro tanto de criterios y aplicaciones (Ingeniera agronmica, civil, hidrologa). En la Tabla 1 se muestran criterios agronmicos adaptados de la clasificacin propuesta por De Boodt y De Leenheer (1967). En la Figura 1 se ha representado la variacin a travs del perfil de la proporcin de poros de distintos dimetros de un suelo Haplustol Entico franco arenoso prximo a la localidad de Dorila. Entre los perfiles hdricos de pF 2,5 (capacidad de campo (CC)) y 4,2 (punto de marchitamiento (PMP)) se encuentraClasificacin Macroporos Macroporos Macroporos Mesoporos Mesoporos Microporos Diam. poros (m) 3000-900 900-300 90-30 30-9 10-0.2 Funcin Drenaje instantneo Drenaje rpido Drenaje medio Drenaje lento Agua til Agua no disponible

< 0.2


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Figura 1. Distribucin de poros de distinto dimetro a travs del perfil de un suelo franco arenoso.

0 0Profundidad (cm)

10

20

30

Porosidad (%) 40

20AM AP DL

Aireac

40 60 80pF 4,2 pF 3,5 pF 2,5 pF1,8 pF 1 pF 0

100

contenida el agua biodisponible. A pF menores de 2,5 el agua se encuentra contenida en macroporos, poros donde tiene lugar el drenaje y el intercambio gaseoso. La relacin entre la capacidad de almacenaje y el movimiento del agua en los suelos, con la porosidad es evidente y fundamental, en la medida que algunas funciones resultan muy sensibles a la influencia del manejo. Sin embargo no es solamente la cantidad total de poros lo que define el comportamiento hdrico del suelo, sino tambin y en muchos casos de manera predominante, las caractersticas especficas del sistema poral, en trminos de forma, tamao, distribucin, orientacin, interconexin y estabilidad. Por lo expuesto, la porosidad total normalmente no resulta un indicador adecuado para explicar distintos aspectos de la dinmica hdrica, intercambio gaseoso, desarrollo de las races. En regiones semiridas existe especial preocupacin por las restricciones que el sistema poroso ejerce en la captacin del agua pluvial, condicionando con bastante frecuencia una baja eficiencia de uso. La eficiencia en los procesos de ingreso del agua al suelo (infiltracin) y movimiento entre los horizontes del perfil (conductividad hidrulica) es fuertemente condicionada por el manejo, en mayor grado en Molisoles que en Entisoles de la RSP.

ciente en el tiempo y asinttica del eje que lo representa. La velocidad de infiltracin decrece en el tiempo rpidamente, siendo elevada al comenzar el proceso. Eso se debe a que en el fenmeno participan otras fuerzas adems de la gravitatoria, como por ejemplo las tensiones capilares. En una primera etapa tiene lugar el almacenaje de agua y colmada esta capacidad, el horizonte en cuestin acta como una capa de conduccin, transfiriendo a horizontes inferiores el agua que ingreso al mismo. Cuando la velocidad e infiltracin se estabiliza en el tramo asinttico de la curva, la velocidad de infiltracin se aproxima a la conductividad hidrulica. En la agricultura de regado es necesario definir en cada situacin parmetros como infiltracin promedio, infiltracin bsica, infiltracin acumulada en un determinado tiempo a partir de la cual calcular los tiempos de riego. Para la zona de riego gravitacional de Colonia 25 de Mayo se cuenta con esta informacin, la cual normalmente es obtenida con ensayos de campo o bien estimada a partir de la composicin granulomtrica de los suelos. lvarez (2007) evalu el efecto de las labranzas sobre la infiltracin en suelos de similar granulometra (franco arenoso) pero diferenciados por el rgimen hdrico (Ustol y Udol). La Figura 2 muestra que la infiltracin acumulada y velocidad de infiltracin resultaron mayores en el Ustol, coincidiendo con la mayor porosidad total y proporcin de macroporos de este suelo. En el mismo se comprob mayor infiltracin bajo siembra directa (SD), coincidiendo con resultados obtenidos sobre Haplustoles por Quiroga y Monsalvo (1989). Distinto comportamiento se registr en el Udol donde la infiltracin result mayor bajo labranza convencional (LC), lo cual podra estar relacionado con la menor proporcin de macroporos que presento este suelo. Respecto al

Agua en el sueloLa infiltracin o cantidad de agua que ingresa al suelo a travs de su superficie, es una funcin creciente del tiempo, mientras que la velocidad de infiltracin es una funcin variable y decreciente. La velocidad de infiltracin es la relacin entre el volumen infiltrado o lmina y el tiempo transcurrido. Su representacin grfica es una curva cncava, decre-

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EEA INTA, Anguil

a)Infiltracin acumulada (cm min-1)

35 Us t o l 30 25 20 1 5 1 0 5 0 0 20 40 60 80 1 00

1 .4 1 .2

b)Velocidad de infiltracin (cm min-1) Infiltracin acumulada (cm min-1)

35 Udo l 30 25 20 1 5 1 0 5 0 0 20 40 60 80 1 00

1 .4 1 .2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0

Tiem po (m in)LC SD LC vel SD vel LC

Tiem po (m in)SD LC vel SD vel

Figura 2. Infiltracin acumulada (cm min-1) y velocidad de infiltracin (cm min-1) para las distintas labranzas sobre un Ustol (a) y un Udol (b).

valor m de la pendiente de infiltracin acumulada (I=k tm) se comprob que la misma fue mayor en SD y en el Udol (SD=0.88 y LC= 0.66), diferencias que coincidieron con las observadas al evaluar la estabilidad estructural en hmedo. Quiroga y Monsalvo (1989) indican que este parmetro, la pendiente m, constituye un importante indicador de estabilidad estructural en Molisoles de la RSP. Parte del agua que ingresa al perfil es retenida en los capilares del suelo menores a 10 um de dimetro y parte drena a mayor profundidad. En la Figura 3 se han representado las relaciones tensin (pF) y humedad (%) para dos suelos de texturas representativas de la RSP. La tensin es una medida de la tenacidad con que es retenida el agua por el suelo, es una presin negativa que involucra las fuerzas de gravedad, hidrostti4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 10

ca y capilares, con excepcin de las fuerzas osmticas. Se mide como una fuerza por unidad de rea, que debe aplicarse para extraer el agua. El contenido de humedad en % que tiene el suelo despus de la eliminacin del agua gravitacional se denomina CC. La CC no puede ser determinada con precisin debido a que no existe en el tiempo discontinuidad en la curva de humedad. No obstante, las determinaciones de este parmetro en laboratorio se realizan a tensiones de 0,3 atm (pF = 2,5; 33 KPa). De la misma manera se determina el coeficiente PMP a tensiones de 15 atm (pF = 4,2; 1500 KPa), el cual constituye el limite inferior del AU en el suelo. Las plantas tienen una capacidad de succin lmite variable segn las especies. El PMP corresponde al estado particular en el que el agua es retenida por el suelo con fuerzas superiores a las fuerzas de succin de las races.PF

PMP AM AP CC

pF

20 30 Humedad (%) AF

40 FA

50

Figura 3. Relaciones tensin humedad en suelos de texturas arenoso franco (AF) y franco arenoso (FA). Adaptado de Fernndez (2007).

Figura 4. Curva de histresis que muestra la relacin tensin humedad de un suelo por la va de la humectacin o desecamiento.

velocidad de infiltracin (cm min-1)

H%


37

Tabla 2. Capacidad de almacenaje de agua til (mm) en un suelo franco arenoso de Embajador Martni: Haplustol Entico de la planicie con tosca.

Prof. 0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 Tosca 0-100 Prof. 0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 100-120 120-140 0-140

DA 1.19 1.30 1.21 1.23 1.23

CC % Hum 16.46 16.30 16.90 16.47 16.47

mm 39.17 42.38 40.49 40.52 40.52 203.49

PMP % Hum 7.64 7.84 7.85 6.77 6.77

mm 18.18 20.38 19.00 16.65 16.65 90.87

Agua Util mm 20.99 22.00 21.90 23.86 23.86 112.61 Agua Util mm 8.36 3.99 10.14 5.19 7.42 5.86 4.86 45.82

Tabla 3. Capacidad de almacenaje de agua til (mm) en un suelo arenoso franco de Miguel Riglos: Ustipsamente Tipico de la planicie medanosa.

DA 1.22 1.27 1.20 1.22 1.22 1.22 1.22

CC % Hum 7.54 5.47 6.45 4.74 5.90 5.36 4.86

mm 18.40 13.89 15.47 11.57 14.39 13.09 11.87 96.68

PMP % Hum mm 4.12 10.04 3.90 9.91 2.22 5.33 2.61 6.38 2.86 6.97 2.96 7.22 2.87 7.01 52.86

Estas relaciones tensin humedad pueden variar en funcin de que el suelo se est humedeciendo o secando y se conoce este fenmeno como histresis. Es decir que dado un contenido de agua en el suelo, las tensiones varan segn se haya llegado a ese punto por incremento de la humedad en el suelo o por desecacin del mismo (Figura 4).

Perfiles hdricosLos perfiles hdricos muestran la variacin de los contenidos totales de humedad en el espesor de suelo definido como seccin control, el cual normalmente se establece en funcin de la profundidad efectiva de las races. Cuando el contenido de agua total se relaciona con los perfiles hdricos de PMP y CC queda representada el AU y la necesidad de recarga del perfil. En la regin de la planicie medanosa del Este de La Pampa es frecuente que a profundidades de 100 a 180 cm los contenidos de agua superen el valor de CC, situacin que tiene lugar por influencia de la napa de agua. A continuacin y con el propsito de integrar los conceptos desarrollados se presentan resultados de estudios realizados en la RSP. En las Tablas 2 y 3 se muestra la capacidad de almacenaje de AU para un perfil de suelo representativo de la Planicie con Tosca (E. Martni), comparativamente de granulometroas ms finas que un suelo de la Planicie Medanosa (M. Riglos).

En la Figura 5 se muestran resultados de un mdulo de experimentacin de larga duracin, que acumula efectos de las labranzas y la ganadera sobre propiedades de un Haplustol Entico franco arenoso, localizado en Dorila. Se han representado los perfiles hdricos correspondiente a PMP, a SD con (SDCP) y sin (SDSP) pastoreo y a LC tambin con y sin pastoreo (LCCP, LCSP). Se comprueba influencia positiva de la SD sobre los contenidos de AU en los primeros 40 cm del perfil, con alguna ventaja cuando no se utilizan los rastrojos con la ganadera y una mayor cobertura queda sobre la superficie del suelo. Otro aspecto a considerar es la influencia del relieve, como factor formador de suelos, sobre propiedades edficas estrechamente relacionadas con la productividad de los cultivos. Tanto en cultivos destinados a la produccin de grano como de forraje se comprueban diferencias significativas en rendimientos y/persistencia entre lomas, medias lomas y bajos de un mismo potrero. Con el objetivo de desarrollar tecnologa sitio-especifico, en apoyo de la agricultura de precisin, se han conducido ensayos con distintos hbridos, densidades de siembra y niveles de nutricin en maz, girasol y trigo. La Figura 6 tiene como propsito mostrar como vara la disponibilidad de agua durante el cultivo de maz en distintos ambientes de un mismo potrero. En base a lo expuesto es necesario considerar en la estrategia de produccin y de manejo del agua los requerimientos hdricos de la secuencia de cultivos,

38

EEA INTA, Anguil

Figura 5: Contenidos de agua en el perfil de un suelo franco arenoso influenciado por el sistema de labranza y la ganadera.Profundidad (cm)

Humedad (mm)

0 0

10

20

30

40

50

*40 80 120 160 200LCSP LCCP SDCP (mm) SDSP (mm) PM P (mm)

*

400 350 300Agua (mm)

Probabilidad de precipitaciones, usos consuntivos y rendimientosEl girasol es uno de los principales cultivos de la RSP. Para alcanzar adecuados rendimientos (2000 a 3500 kg/ha) posee requerimientos de agua variables entre 420 a 450 mm. La probabilidad de que en Anguil, durante octubre-febrero, las precipitaciones cubran este requerimiento es inferior al 30% (Figura 7a). Para satisfacer los requerimientos con una probabilidad del 70% el contenido de AU en el suelo (a la siembra) deber ser superior a 150 mm. En la medida que esto no suceda los rendimientos estarn significativamente condicionados por la variacin (entre lotes) de los contenidos iniciales de agua (Figuras 7 a y b). Similares resultados se comprobaron en trigo, donde la variacin del rendimiento se relacion con el agua almacenada a la siembra y esta con la canti800Precipitaciones (mm)

250 200 150 100 50 0 04-nov loma 20-dic 04-nov 20-dic 04-nov bajo Disponible 20-dic

media No Disponible

Figura 6. Influencia del relieve sobre los contenidos de agua til en dos momentos del ciclo de Maz.

la capacidad de los suelos de almacenar agua durante los barbechos, las probabilidades de precipitaciones a travs de cada uno de los ciclos, el espesor de suelo que exploran los cultivos, el cual resulta variable entre especies, cultivares y fechas de siembra.100Probabilidad (%)

a)

80 60 40 20 0 0 100 200 300 400 500 600

b)

600 400 200 0 0 50 4219 kg/ha 100 150 Das desde siembra 1792 kg/ha

Precipitaciones (mm)

Figura 7a). Probabilidad de ocurrencia de precipitaciones de octubre a febrero, (Anguil, 1921 2005). b) Usos consuntivos, ciclo y rendimiento para un hbrido de girasol con y sin limitaciones hdricas.


39

Eficiencia de barbecho (%)

25 20 15 10 5 0 B

< 1.00

> 2.00

de los barbechos y los efectos de la cobertura (Fernndez et al. 2007). Fontana et al. (2006) comprobaron adems que el rendimiento de trigo, para un mismo nivel de cobertura, vari no solo en funcin del espesor de suelo sino tambin de la textura (Figura 9). Determinaron que en perfiles del mismo espesor y cobertura el rendimiento de trigo fue mayor en aquellos de granulometras ms finas. Al considerar conjuntamente precipitaciones, uso consuntivo y la CRA de 85 lotes destinados a girasol se comprob que el 60% de los sitios present limitantes edficas (genticas) que condicionaran el rendimiento (Figura 10). Adems, en el 40% restante de los sitios, con adecuada CRA (mayor 150 mm), el manejo previo tambin condicion una menor disponibilidad de agua a la considerada crtica (150 mm). La Tabla 4 es un esquema que resume el efecto conjunto de distintos factores sobre la disponibilidad de agua del suelo.120 100Agua til (mm)

M

A

Figura 8. Eficiencia de barbecho en sitios con profundidad menor a 1 m y mayor a 2 m, con bajo (B), medio (M) y alto (A) nivel de residuos. Adaptado de Fernndez (2007).

dad de residuos en superficie durante el barbecho (r=0,85). Los resultados mostraron adems que la eficiencia del barbecho result dependiente del nivel de cobertura (Figura 8) comprobndose un valor crtico de aproximadamente 2000 kg/ha de materia seca (60% de cobertura). Sin embargo, el espesor de suelos y/o PER condicion la eficiencia3500 3000Rendimiento (Kg/ha)

d c b b b a 120 cm

a)

1,2 m

b)

2500 2000 1500 1000 500 0

80 60 40 20 0

T

S

D

Siembra

Floracin Cosecha

Tratam ientos

Fechas de muestreos

Figura 9. a) Respuesta de trigo a la fertilizacin nitrogenada y b) Contenidos de agua til en suelos con distintas profundidad efectiva T: testigo, S: 40 kg N/ha, D: 80 kg N/ha. Adaptado de Fontana et al. (2006).UC 500 Pp (prob 50 %)

a)CRA (mm)

201-250 151-200 101-150 51-100

b)

Agua (mm)

400 300 200 100 0 0 50 100 150 Recarga Deficit

0-50 0 10 20 Frecuencia (%) 30 40

Das desde emergencia

Figura 10. a) Uso consuntivo y precipitaciones acumuladas durante el ciclo del cultivo de girasol con una probabilidad del 50 %, b) Frecuencia de la capacidad de retencin de agua til de los 85 lotes evaluados previo a la siembra del girasol. Adaptado de Funaro (2007).

40

EEA INTA, Anguil

Tabla 4. Efecto de distintos factores sobre la disponibilidad de agua.

Precipitaciones

Anual 650-850 mm

Durante el cultivo 200-350 mm 420-450 mm

Requerimiento Agua til Agua til = Esp de suelo (CC PMP) x DA = Esp de suelo (Hum s PMP) x DA

30-200 mm 0-200 mm

180 mm (valor critico 60 % de los lotes)

Varia en funcin de: Precipitaciones, Textura, Espesor, Prof. efectiva de races

Antecesor Manejo Barbecho Cobertura Labranzas Napa

Centeno Maiz 60-100 mm 140 mm SC SD SC SD Precipitaciones 50 100 120 160 < Normal 100 150 150 180 Normal 180 180 180 180 > Normal Profundidad, textura, Prof. de races

En la actualidad los estudios sobre el manejo del agua para la produccin de granos estn orientados a identificar y establecer un orden jerrquico de los factores que en diferentes condiciones de sitio condicionan la eficiencia de uso del agua pluvial. A manera de ejemplo se concluye este punto haciendo referencia a estudios de lvarez et al. (2006), los cuales evaluaron el efecto del sistema de labranza sobre el rendimiento de maz en Molisoles de similar textura diferenciados por el regimen de humedad (Ustol y Udol). Las diferencias de rendimiento fueron significativas y mayores entre suelos que entre sistemas de labranza. A pesar de presentar similar nmero de granos/m2, la mayor disponibilidad de agua del Udol durante la etapa de llenado dio lugar a granos de mayor peso y consecuentemente mayor rendimiento. Estos resultados obtenidos en suelos de similar textura y manejo (sistema de labranza, gentica de maz y fertilizacin) muestran la significativa influencia que poseen las variaciones de las precipitaciones en la regin.

luacin y el manejo de aspectos fsicos de los suelos se torna relevante por su influencia sobre los rendimientos. En suelos como los de la RSP, con bajos contenidos de arcilla y medios a bajos de materia orgnica (MO), distintos parmetros vinculados a la estructura y al sistema poroso adquieren especial relevancia. Los efectos del manejo sobre la estructura de los suelos y el secuestro de carbono resultan dependientes de la condicin de sitio y varan con la cantidad, tipo y calidad de los residuos; caractersticas de los suelos, presencia y actividad de microorganismos, sistemas de labranza y caractersticas climticas (Blanco-Canqui y Lal 2007). Al considerar un sitio en particular, estos autores comprobaron que los efectos del aporte de residuos sobre la proporcin de macroagregados (>5mm) resultaron dependientes de los cambios en los contenidos de MO. Sin embargo, se ha comprobado que variaciones en la granulometra (condicin de sitio) tendran un mayor efecto sobre algunas caractersticas de la estructura que cambios en los contenidos de MO, dificultando en estos casos la extrapolacin de resultados que resultaran sitio dependiente. Al respecto, Campbell y Souster (1982) al comparar suelos vrgenes y agrcolas comprobaron importantes prdidas de MO (41-53%) con un efecto diferencial de la textura y mayores prdidas en suelos de granulometras ms gruesas. Tambin en Molisoles de la RSP,

Consideraciones sobre la estructuraDistintos factores (climticos, edficos y de manejo) pueden condicionar de manera significativa la eficiencia de uso del agua al incidir en las fases de captacin, almacenaje y uso. En la medida que se expande la frontera agrcola hacia regiones con mayores limitaciones climticas y edficas, la eva-


41

al evaluar los contenidos de MO, comprobaron interaccin significativa entre suelos (granulometra) y manejo. Analizando los resultados mediante la prueba de aditividad de Tukey (1949), se concluye que los efectos de distintos manejos no pueden generalizarse en la medida que no se consideren suelos de similar granulometra. Coincidentemente, Pieri (1995) comprob que en suelos de Africa los niveles crticos de MO resultaron dependientes de los contenidos de arcilla + limo. A fin de minimizar los efectos de variaciones en la granulometra distintos autores han considerado ms adecuado el uso de ndices, como MO/arcilla+limo (Pieri 1995; Quiroga et al. 2006), MO/arcilla (Ferraris et al. 2002), densidad aparente/textura (Daddow y Warrington 1983) o el ndice de estratificacin de la MO (Franzluebbers 2002). Al evaluar los efectos del manejo sobre la estructura tambin resulta importante considerar los cambios cualitativos, atendiendo al diferente grado de influencia que distintas fracciones orgnicas poseen sobre las propiedades fsicas de los suelos. En relacin con la estabilidad de los agregados, Tisdall y Oades (1982) diferenciaron los agentes orgnicos de unin en transitorios (principalmente polisacaridos), temporarios (races e hifas de hongos) y persistentes (componentes aromticos). Mientras la fraccin orgnica temporaria confiere estabilidad a los macroagregados y por lo tanto puede ser controlada por el manejo, la estabilidad de los microagregados es controlada por la MO persistente ligada a las fracciones minerales ms finas y en consecuencia es poco influenciada por el manejo. Al respecto resultan de inters los estudios realizados por BoixFayos et al. (2001) quienes al evaluar suelos del sur de Espaa a travs de una climosecuencia comprobaron que la estabilidad de los microagregados mostr correlacin positiva con los contenidos de arcilla mientras que la de macroagregados con la MO. De esta manera la MO asociada con fracciones de partculas menores a 20 um parece no contribuir significativamente a la estabilidad de macroagregados (Caravaca et al. 2004) y consecuentemente la influencia del manejo sobre los contenidos de MO tiene principalmente lugar en macroagregados (Wright y Hons 2005). En base a lo expuesto y a estudios realizados (Quiroga 2002) que muestran un amplio rango de

variacin en los contenidos de arcilla (4 a 26%) y de limo (6 a 54%) se planteo como objetivo de uno de los trabajos evaluar los efectos de variaciones en la granulometra, MO y el manejo sobre distintos aspectos de la estructura. Los resultados mostraron que la proporcin de agregados mayores a 2 mm result variable entre 15 y 65% y se relacion estrechamente con la fraccin granulomtrica menor a 50 um (R2 = 0,79 en V y 0,51 en A) y en menor medida con la MO (R2 = 0,31 en V y 0,27 en A). La Figura 11 muestra la relacin entre contenidos de arcilla + limo y agregados para el total de los suelos (R2 = 0,62). A diferencia de lo comprobado con la proporcin de agregados, la estabilidad de agregados en hmedo (EEH) no fue influenciada por variaciones en la granulometra (test de aditividad de Tukey, 1949) mientras que result significativa la influencia de la MO (Figura 12). Con contenidos de MOj mayores a 10 tn/ha se alcanzaron valores de EEH aceptables (< 1,5). A consecuencia de ello los suelos V presentaron agregados ms estables (p2mm en funcin de los contenidos de arcilla + limo (A+L).

42

EEA INTA, Anguil

3,5 3 2,5EEH

y = -0,4447Ln(x) + 2,5505 R2 = 0,56

2 1,5 1 0,5 0 0 20 40 60 MO j (Tn/ha)

Figura 12. Variacin de la estabilidad de agregados en hmedo en funcin de los contenidos de MOj en agregados de 2 a 8mm

las fracciones granulomtricas ms finas (Baver et al. 1972). En relacin con la influencia del manejo sobre la MO (Figura 13a) los suelos A (50,8 tn/ha) poseen significativamente menor contenido que suelos V (103,6140 120MO (Tn/ha)

tn/ha), comprobndose un efecto significativo y positivo de las fracciones granulomtricas ms finas (Figura 13b). La mayor incidencia del manejo ha tenido lugar en las fracciones orgnicas ms labiles las cuales tendran una mayor participacin en la estabilidad de los macroagregados (Elliot 1986; Caravaca et al. 2004). Sobre la base de estudios realizados por Casanovas et al. (1995) puede inferirse que como consecuencia de la descomposicin de la fraccin liviana han quedado como remanente en suelos A formas ms estables de la MO, normalmente asociadas a la dinmica de microagregados. Esto se pone en evidencia al considerar la relacin MOj/MO total entre suelos A (9,4%) y V (33,2%). En el mismo sentido, se comprueba un efecto diferencial del manejo sobre las fracciones orgnicas al considerar los contenidos de MOv (73%), MOi (36%) y MOj (14%) de suelos A respecto de los suelos V. Asociado con la disminucin en los contenidos de las fracciones ms labiles de MO y de EEH, en los140 120MO (Tn/ha)

a)

R2 = 0,052

b)

100 80 60 40 20 0 Virgen MOJ Agrcola MOI-V

100 80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 Virgen Agrcola A+L (%) R2 = 0,68

Figura 13. Contenidos promedio de MO en fracciones granulomtricas < 100um (MOv) y de 100 a 2000um (MOj) en suelos bajo manejos contrastantes (a) e influencia del manejo sobre los contenidos de MO en suelos de distintas granulometras (b).220 200 180 R2 = 0,76

a)PMA 4-8

220 200 180 160 140 120 100 R2 = 0,63

b)

PMA 4-8

160 140 120 100 0 20 Virgen 40 Agrcola 60 80 A+L (%) R2 = 0,72

0

50

100

150 MOT (tn/ha)

Figura 14. Peso medio de agregados (4-8mm) influenciados por el manejo y la granulometra (a) y por los contenidos de MO (b).


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suelos A, se registraron incrementos en el peso medio de los agregados. El aumento en la densidad result de 16, 17 y 13% en agregados de 2-3, 3-4 y 48mm de dimetro. Tanto el coloide orgnico como la fraccin granulomtrica influenciaron significativamente sobre este parmetro (Figuras 14 a y b). Puede concluirse que el ndice de EEH constituye un indicador edfico discriminante de calidad de suelos en Molisoles y Entisoles de la RSP, al no registrarse interaccin texturamanejo y al variar ante cambios en los contenidos de fracciones ms labiles de MO. En la Figura 15 se han representado, para suelos de distintas granulometras, los contenidos crticos de MO total, que contienen 10 tn/ha de MOJ, por debajo de los cuales el ndice de EEH alcanzara valores superiores a 1,5. Por otra parte se ha comprobado que existe restriccin para considerar la distribucin del tamao de agregados por resultar la fraccin mineral el principal factor determinante del mismo (efecto de aditividad). Este parmetro solo puede ser comparado entre suelos de similar granulometra, limitando en consecuencia los resultados a la condicin de sitio, tal lo expuesto por Blanco-Canqui y Lal 2007. Sin embargo, para facilitar la comparacin de algunos parmetros entre suelos puede resultar adecuado el uso de ndices que consideren la influencia de variaciones en la granulometra, tal como la relacin MO/ arcilla+limo utilizada para evaluar la productividad de cebada (Quiroga et al. 2006). El valor promedio del ndice en suelos A (3,6) result significativamente inferior al de los suelos V (7,5) y correspondera a condiciones edificas con140 120 100MO (Tn/ha)

importantes limitaciones para cebada (Quiroga et al. 2006) y con suelos afectados de manera importante por procesos de degradacin (Pieri 1995). Si bien estos resultados son preliminares, muestran la importancia de considerar la influencia conjunta de ambos coloides, orgnico y mineral, al evaluar parmetros fsicos en Molisoles y Entisoles de la RSP.

CompactacinToda perdida de poros incide sobre la dinmica del agua en el suelo y, cuando la intensidad de las precipitaciones supera la infiltracin, se producen escurrimientos y/o encharcamientos temporarios. En las publicaciones peridicas (AAPRESID, AACREA, AACS) y en distintos congresos se ha abordado la problemtica de la compactacin mediante el anlisis y evaluacin de indicadores edficos obtenidos, alguno de ellos, desde ensayos de compactacin (Test Proctor): densidad aparente mxima (DA mx.), susceptibilidad a la compactacin, contenido crtico de humedad, compactacin relativa. En suelos de la RSP se ha comprobado que pequeos cambios en los contenidos de MO pueden modificar significativamente las caractersticas y funcionamiento del sistema poroso y consecuentemente la eficiencia de uso del agua pluvial. Sobre este punto, Stengel et al. (1984) obtuvieron una ecuacin de regresin que muestra el incremento necesario en los contenidos de MO para disminuir -3 en 0,1 g cm la DA. Quiroga et al. (1999) indican que un incremento de aproximadamente 5 g kg-1 en el contenido de MO dio lugar a una disminucin de 0,06 g cm-3 en la DA max, en Haplustoles Enticos de la RSP. En la Figura 16 se representan los valores de DA max en funcin de la humedad para dos mdulos de labranzas, localizados en suelos texturas contrastantes de Macachn y Anguil. Se comprob un importante efecto de la textura y del manejo al comparar las curvas entre ambos sitios y de los sistemas de labranzas en cada sitio.

80 60 40 20 0 20 30 40 A+10 V 50

R2 = 0,92

60

70 A+L (%)

Figura 15. Variacin de los contenidos de MO total en funcin de la granulometra para suelos vrgenes (V) y agrcolas con contenidos de 10 tn/ha de MOj (A+10).

Los suelos bajo agricultura convencional han experimentado aumentos en la DA y susceptibilidad a la compactacin, a la vez que disminuciones de la EEH, la velocidad de infiltracin y la conductividad hidrulica (Quiroga et al. 1999). Estos cambios fsi-

44

EEA INTA, Anguil

1,7 1,6Densidad aparente (g cm-3)

aspectos, tratados en los puntos anteriores de este captulo, sern consideradas tres ecuaciones:Macachin

1,5 1,4 1,3

Ecuacin 1: AU (mm) = profundidad x (CC PMP) x DA= 50 a 200 mmAnguil

1,2 1,1 0 5 10 15 20 Humedad (%) SD 25 30

Profundidad= espesor de suelo explorado por las races. Esta ecuacin muestra que el AU de los suelos vara ampliamente en la regin (50 a 200 mm) y resulta determinante de la vocacin productiva del lote. Este trmino resulta muy prctico al momento de analizar la viabilidad de un sistema de produccin (cra, invernada, tambo, agricultura de verano). Por ejemplo un establecimiento de la planicie con tosca que posee suelos con capacidad de almacenar 80 mm de agua difcilmente pueda basar su produccin en cultivos de cosecha gruesa. En este caso el sistema de produccin estar fuertemente condicionado por el recurso suelo (y clima) antes que por el sistema de labranza, fertilizacin, gentica, etc. Esta variacin en la CRA (textura y espesor de suelo) conjuntamente con variaciones en la precipitacin condicionan el rgimen hdrico de los suelos incidiendo significativamente sobre la productividad de los cultivos y el balance de C de los suelos. Luego de considerar la viabilidad de un sistema de produccin para una determinada condicin de sitio (suelo y clima), es conveniente analizar la secuencia de cultivos a utilizar. Por tratarse de regin semirida, al referirnos a la rotacin de cultivos, consideramos oportuno introducir el concepto de secuencia de usos consuntivos. Es decir que el productor deber definir una estrategia de manejo para cada lote en particular a fin de cubrir los requerimientos de agua de los distintos cultivos. Es muy importante considerar la influencia del cultivo antecesor y el manejo del agua previo a la siembra dado que las precipitaciones normalmente no cubren los requerimientos de uso consuntivo en cultivos de buen rendimiento. En este sentido la ecuacin 2 resulta de fundamental importancia al momento de analizar una secuencia de cultivos.

LC

SD

LC

Figura 16. Densidad aparente mxima (g cm-3) en suelo arenoso franco (Macachin) y franco (Anguil) bajo SD y LC.

cos en el suelo afectaran significativamente la tasa de mineralizacin y contenidos de MO, en mayor grado la tasa de mineralizacin del nitrgeno, condicionando significativamente la productividad de los cultivos. Se ha observado adems que la densificacin en los suelos ms degradados tiende a lograrse a contenidos hdricos menores que en suelos de similar granulometra y con mayor contenido de MO. De confirmarse estos resultados preliminares las variaciones en los umbrales hdricos de cambio de estado pueden ser atribuidas a menores contenidos de MO. Estos cambios fsicos tienen un marcado efecto sobre aspectos biolgicos y necesariamente deben ser considerados al realizar un diagnstico y/o definir estrategias de manejo en base a los indicadores mencionados.

Agua y sistemas mixtos de produccinLos sistemas mixtos de produccin se encuentran ampliamente difundidos en las RSSP, comprendiendo las planicies con tosca y medanosa de La Pampa, Sur de Crdoba, Este de San Lus y Oeste de Buenos Aires. Particularmente en esta rea el manejo del agua es un factor trascendente a tener en cuenta por constituir el principal limitante de la produccin condicionando en no pocos casos la viabilidad de los planteos productivos. Aspectos como la capacidad y eficiencia de almacenaje y la eficiencia de uso del agua deben ser especialmente considerados al planificar el sistema de produccin, la secuencia de cultivos y la estrategia de manejo de un cultivo en particular. Para interpretar la importancia de estos


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Agua til y precipitaciones (mm)

Ecuacin 2: AU a la siembra = Profundidad X (humedad a la siembra PMP) x DA = 0-200 mm La secuencia de los cultivos (determinante de la longitud de barbechos) y la cobertura (sistema de labranza) inciden de manera significativa sobre la captacin y eficiencia de almacenaje del agua en el suelo. De esta manera los contenidos de AU a la siembra de un cultivo pueden variar ampliamente (0-200 mm). Es necesario considerar adems, como se expreso anteriormente, la influencia del rgimen hdrico (precipitaciones y CRA). En tal sentido, la Figura 17 muestra como la eficiencia del barbecho para almacenar agua resulto dependiente de la CRA, evaluada en 3 perfiles de suelo de un mismo lote (influencia del relieve). Desde el punto de vista prctico puede plantearse que dos potreros linderos: a) con la misma CRA, precipitacin y sistema de labranza pueden dar lugar a rendimientos contrastantes como consecuencia de diferencias en la secuencia y/o manejo del cultivo antecesor; b) bajo el mismo rgimen de precipitacin, sistema de labranza y secuencia de cultivos pueden dar lugar a rendimiento distintos en funcin de diferencias en la CRA. Por ejemplo estudios realizados en la regin han mostrado a la siembra de verdeos de invierno un amplio rango de variacin en los contenidos de AU en funcin del cultivo antecesor: girasol (10 mm), trigo (130 mm) y pastura (50 mm). De manera similar se comprob que cuando la siembra de pastura se realiz sobre girasol (10 mm) la disponibilidad de agua result menor que cuando se realiz sobre trigo (210 mm). El proceso de agriculturizacin ha implicado que muchos productores no realicen barbecho estival (por ejemplo antecesor trigo), predominando antecesores como girasol, maz e incluso soja, dando lugar a bajos contenidos de agua a la siembra de verdeos y pasturas. Otro aspecto a evaluar, principalmente en sistemas mixtos de regiones semiridas, son los usos consuntivos simultneos que tienen lugar bajo pasturas perennes polifticas. Estudios realizados por Vallejos et al (2002) muestran la importancia que

250 200 150 100 50 0 0 20 40 60 Barbecho (das) 80 100 b c d d d a

CRA 42-T CRA 90-T CRA 210-T Precipitaciones

CRA 42-B CRA 90-B CRA 210-B

Figura 17: Efecto de la capacidad de retencin de agua del suelo sobre el agua til almacenada durante el barbecho. B= barbecho, T= sin barbecho. Letras distintas indican diferencias al 5%.

posee este tema en los sistemas ganaderos de cra y recra localizados sobre Haplustoles de las Unidades cartogrficas de Mesetas y Valles y de Mesetas Relictos de relieve plano, con precipitaciones que oscilan entre 450 y 700 mm. Si bien uno de los aspectos buscados en las pasturas polifiticas es el aporte de N de las leguminosas, se comprueba visualmente la fuerte competencia por el agua en estos ambientes semiridos. La baja capacidad de los suelos para almacenar agua al ser limitados por la presencia de tosca y los altos requerimientos de la pastura determinan que con frecuencia el perfil alcance valores de humedad del PMP. A consecuencia de ello y como un mecanismo de defensa se producen defoliaciones recurrentes dando lugar a una baja disponibilidad de forraje. A fin de optimizar la productividad de la gramnea y evaluar su comportamiento respecto al uso del agua se establecieron pasturas de pasto ovillo puro, con algunas variantes respecto al manejo de la fertilidad nitrogenada (fertilizacin de primavera y otoo e intersiembra de vicia). La Figura 18 muestra la evolucin del AU en ambos perfiles de suelo, bajo pastura polifitica (PP) y de pasto ovillo (PO). Los resultados, si bien preliminares, son muy interesantes respecto a las diferencias en la disponibili-

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EEA INTA, Anguil

dad del agua entre pasturas, especialmente durante el verano y otoo. Asociado a una mayor disponibilidad de agua se comprueba que el periodo de produccin del PO se prolonga con la posibilidad de reducir la superficie destinada a verdeo de invierno. Adems la mayor disponibilidad de agua genera mejores condiciones para la fertilizacin nitrogenada. Al momento de decidir la estrategia de fertilizacin, principalmente postergada, resulta adecuado utilizar la ecuacin 3: Ecuacin 3: AU = Profundidad X (humedad a los 2 hojas PMP) x DA = 0-200 mm La ecuacin 3 permite calcular el contenido de agua que puede tener el suelo al momento de decidir una fertilizacin nitrogenada en verdeo (2 hojas). Resultados de 8 aos de experimentacin muestran que en suelos con contenidos inferiores a 80 mm de AU (fin de marzo) no es aconsejable la fertilizacin nitrogenada. De la misma manera se realizan evaluaciones a 6 hojas en maz, 4 pares de hojas en girasol, macollaje de trigo.

250Agu a Suelo mm

200 150 100 75 50 0 Junio Set.PP

Dic.

Feb.PO

MayoMedia

Julio

Figura 18. Variacin del agua disponible en el perfil del suelo (mm/ 80 cm) bajo pastura poliftica y pasto ovillo. 75 mm representa el punto de marchitez permanente.

conocimiento de la profundidad efectiva de las races y de los factores que pueden condicionar su normal desarrollo. Para determinar humedad en el perfil existen mtodos expeditivos. A continuacin se menciona una breve resea de los mismos. Humedad a campo al tacto A) Familiarizarse al tacto con tres tipos de suelos de textura diferente ms comunes en la RSP: Arenosos 80-90 % (textura gruesa), francos 40-50 % de arena (textura fina) y suelos de textura intermedia entre los anteriores. En primer termino reconocer los suelos en seco (diferencias texturales) y luego en 3 estados de humedad, correspondientes a 0, 50 y 100% de agua til. B) Ir a cada lote con pala barreno y luego de haber identificado el tipo de suelo, sacar muestras cada 20 cm hasta la tosca, 140 cm o mayor profundidad si se quiere conocer la profundidad de la napa fretica. Al tacto calcular cuantos mm de agua tiene cada capa y obtener los mm totales en el perfil. (Tabla 5) Con la informacin obtenida a campo de cada lote se pueden tener varias alternativas, suelo seco, humedad solo en los primeros cm, humedad en profundi80-90% arena ---4-6 mm 10-12 mm

Determinacin prctica del contenido de aguaEl conocimiento expeditivo del contenido de agua en el suelo resulta relevante para la toma de decisiones en los sistemas de producci

inta-manual de fertilidad y evaluación de suelos

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