ARTÍCULO ORIGINAL

Efecto de tres sistemas de labranza sobre propiedades del suelo y cultivo

MSc. Godofredo Peña-Dávila^{2  *} 
http://orcid.org/0000-0002-1816-608X

Ing. Jhonatan Rodríguez-Parra Alfaro² 
http://orcid.org/0000-0002-8035-5623

MSc. Héctor Medina-Dávila² 
http://orcid.org/0000-0002-3416-7154

PhD. Guido Sarmiento-Sarmiento² 
http://orcid.org/0000-0002-1420-2186

²Universidad Nacional de San Agustín, Facultad de Agronomía, Arequipa, Perú

RESUMEN

El conocimiento del efecto de diversos sistemas de labranza, sobre las propiedades del suelo, permite optimizar el manejo agronómico. Por ello, se investigó en el efecto de tres sistemas de labranza, sobre tres propiedades de un suelo franco arenoso, durante cuatro campañas agrícolas en la irrigación Majes, Arequipa, Perú. Los tratamientos fueron Labranza horizontal (LH): arado de discos, grada y rastra; Labranza Vertical (LV): arado de cinceles, grada y rastra, y no labranza (NL). Se evaluó contenido volumétrico de agua del suelo (porcentaje), temperatura del suelo (°C), estrés hídrico medido en la hoja (porcentaje) y rendimiento del cultivo (t∙ha^-1) en un suelo franco arenoso. Los resultados muestran que para contenido volumétrico de agua del suelo (porcentaje) los tratamientos de NL (19,73%) y LV (17,16%) fueron superiores estadísticamente al tratamiento de LH (13,80%), para el estrés hídrico medido en la hoja el tratamiento de NL (16,52%) fue superior en comparación a los tratamientos de LV (18,92%) y LH (20,57%) que fueron similares estadísticamente. Los valores temperatura en ºC medido en estrato a 20 cm y rendimiento del cultivo en t∙ha^-1, no mostraron diferencias significativas entre los tratamientos de sistemas de labranza. Se concluye que es recomendable el empleo de No Labranza en suelos de textura arenosa.

Palabras clave: arenoso; temperatura; estrés; humedad

INTRODUCCIÓN

La degradación del suelo afecta a un 33% de los suelos agrícolas a nivel mundial (^{FAO and ITPS, 2015}). En el año 2006, la Comisión Europea, preocupada por la magnitud del problema, identificó una serie de amenazas relacionadas con la agricultura (erosión, compactación, pérdida de materia orgánica, contaminación, salinización y acidificación) que están favoreciendo este proceso de degradación del suelo (^{Louwagie, 2011}). Algunas de estas amenazas como la erosión, la infiltración, la compactación y la pérdida de materia orgánica están directamente relacionadas con las prácticas de laboreo del suelo (^{Jones et al., 2012}).

La conservación de los residuos en los sistemas de labranza de conservación puede minimizar las posibles pérdidas de rendimiento según ^{Pittelkow et al. (2015)} & ^{Lundy et al. (2015)}; reducir las pérdidas de humedad, por evaporación y escurrimiento, mejorar la calidad del suelo de acuerdo a ^{López et al. (2012)}; ^{Palm et al. (2014)}, limitar el crecimiento de malezas según ^{Nichols et al. (2015)} y reducir los riesgos de erosión (^{Boulal et al., 2011}).

El efecto de la labranza sobre la humedad del suelo depende del implemento utilizado, así el arado de cinceles reduce las pérdidas de agua del suelo, en comparación a la grada de discos según ^{Olivet et al. (2019)}; asimismo la No Labranza reduce las pérdidas de agua del suelo comparada con la Labranza Convencional o la Labranza Vertical según ^{Molina et al. (2012)}, y el arado de cinceles incrementa la infiltración en comparación al arado de discos según ^{Herrera et al. (2017)}. Sin embargo, algunos autores reportan que no hay diferencia entre los tratamientos de labranza sobre la humedad del suelo (^{Bogužas et al., 2018}).

En relación a los agregados del suelo, la labranza de conservación puede aumentar significativamente el contenido de macroagregados estables en agua, el Diámetro Medio en Peso (MWD, Mean Weight Diameter) y el contenido de Carbón Orgánico del Suelo (^{Zheng et al., 2018}).

La densidad aparente del suelo se reduce y el espacio poroso se incrementa, con la labranza mínima o la no labranza en comparación con la labranza convencional, (^{García et al., 2018}; ^{Martínez et al., 2018}).

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se desarrolló en los terrenos del CIEPA-UNSA, Irrigación Majes Arequipa- Perú (16º19’ S, 72º13’ W) durante la campaña agrícola 2016-2017. El suelo es de textura franco arenosa, con 0.18% de materia orgánica.

Se aplicó un diseño de bloques completos al azar (DBCA), para tres tratamientos con tres repeticiones por cada uno. Los factores de tratamiento evaluados fueron:

• Labranza Horizontal (LH), arado de discos, grada y rastra.

• Labranza Vertical (LV), arado de cinceles, grada y rastra; y

• No Labranza (NL).

La unidad experimental tenía 20 m de largo por 6 m de ancho, área de 120 m².

La parcela experimental había estado bajo alfalfa desde 1998 hasta la campaña 2016. Los cultivos realizados en 2017 y 2018 fueron maíz forrajero y frejol, respectivamente.

Se aró la alfalfa y se sembró, 24/7/2017, un cultivo de cobertura (frejol) para contar con una capa de materia orgánica. Cuando el cultivo de cobertura se desarrolló, se le aplicó glifosato 1/10/2017. La labranza se realizó el 6/10/2017, utilizando arado de discos, grada de discos y rastra de dientes rígidos (LH), arado de cinceles, grada de discos y rastra de dientes rígidos (LV) y glifosato (NL).

La siembra de la primera campaña de maíz forrajero, 8/10/2017, se realizó en forma manual (0.75 m entre surcos y 0.20 entre golpes). La variedad utilizada fue Opaco Mal Paso, con densidad de 133 000 plantas∙ha^-1. Se aplicaron 120-60-40 kg∙ha^-1 de N-P-K, en el agua de riego. El riego se aplicó por goteo, volúmenes de 5 000 m³/campaña.

La temperatura del suelo se midió en grados centígrados, y el contenido volumétrico de agua del suelo en m³/m³ (luego fue llevado a%), ambos con un sensor de humedad del suelo FDR modelo GS3 (marca Decagon Devices, USA) instalado a una profundidad de 20 cm y en un solo punto por cada unidad experimental. Se tomó lecturas semanales. El estrés hídrico en la planta se midió en porcentaje con un sensor de hoja (Leaf Sensor) que mide la turgencia (grosor de la hoja).conectado a un multimetro con voltaje de entrada 2,0 V, se utilizó en una sola planta por cada unidad experimental. Se tomó lecturas una vez por semana en la misma hoja, y durante el desarrollo del cultivo. El rendimiento se midío en peso por unidad de área (t∙ha^-1), para ello se tomaron 05 muestras al azar por cada unidad experimental, partiendo del centro, y se peso para obtener el rendimiento del cultivo en fresco.

A excepción del rendimiento todas las variables se midieron in-situ. A todas las variables se les realizó un análisis de varianza, una prueba de Tukey y una prueva de Levene's de al 95% de confianza (α =0,05), utilizando el complemento para excel Real Statistics.

El primer cultivo de maíz forrajero se cosechó el 27/12/2017. Luego se sembró frejol vainita variedad Canario, el 30/01/2018, en forma manual (0,75 m entre surcos y 0,20 entre golpes) densidad de 133 000 plantas∙ha^-1. Se aplicaron 20-60-40 kg∙ha^-1 de N-P-K, en el agua de riego. El riego se aplicó por goteo, volúmenes de 3 000 m³/campaña. El primer cultivo de frejol vainita se cosechó el 3/04/2018. Luego se sembró el segundo cultivo de maíz forrajero, 26/04/2018, que se cosechó el 8/8/2018. Luego se sembró el segundo cultivo de frejol vainita, 15/08/2018, que se cosechó el 27/10/2018.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados del contenido volumétrico de agua del suelo medido a profundidad de 20 cm, indican que existen diferencias significativas entre los sistemas de labranza para este parámetro. La Figura 1, muestra los resultados de la prueba de significación de Tukey (α = 0,05) donde se muestra claramente la superioridad de los tratamientos de no labranza (NL) y labranza vertical (LV) con 19,73% y 17,16% respectivamente, siendo similares estadísticamente, pero diferentes al tratamiento de labranza horizontal (LH) con 13,80%, con lo cual se concluye que estos sistemas de labranza de conservación tienen un efecto positivo en la retención de humedad del suelo.

Los promedios de la capacidad de almacenamiento de agua del suelo en la presente investigación son distintos a los reportados en la investigación de ^{Olivet et al. (2019)} quienes concluyen que la capacidad de almacenamiento de agua es mayor en los suelos con LV.

FIGURA 1 Efecto del sistema de labranza en el contenido volumétrico de agua del suelo.  

Los resultados de la temperatura del suelo medida a profundidad de 20 cm., muestran que no existen diferencias estadísticas significativas (α = 0,05), entre los sistemas de labranza.

Sin embargo, la temperatura del suelo en promedio para el tratamiento de no labranza (20,23°C) fue ligeramente menor, seguido de labranza vertical (21,05°C) y labranza horizontal (21,35°C) respectivamente, Figura 2.

FIGURA 2 Efecto del sistema de labranza sobre la temperatura del suelo.  

Para el tratamiento de no labranza la presencia de residuos en la superficie y la mayor proporción de agua en el suelo al parecer contribuyeron en la regulación y reducción de la temperatura edáfica en las últimas campañas (2da. campaña de maíz y 2da. campaña de frejol respectivamente), pudiendo disminuir las pérdidas de agua ocasionadas por evaporación, al funcionar los restos como cubierta protectora (mulch) al agua y factores externos como la radiación solar, el viento, la humedad y la temperatura según ^{Yoo et al. (2006)}, demostrando ser la NL con manejo de residuos sobre el suelo y rotación de cultivos, prometedor en cuanto a disminución y regulación de la temperatura del suelo en estrato de 20 cm, con mejores resultados a partir del segundo año.

Los resultados del estrés hídrico muestran que existen diferencias significativas (α = 0,05), entre los sistemas de labranza. Se muestra claramente la superioridad del tratamiento de no labranza (NL) con 16,52%, en comparación a los tratamientos de labranza vertical (LV) con 18,92% y labranza horizontal (LH) con 20,57% respectivamente, que fueron iguales estadísticamente, con lo cual se concluye que el tratamiento de no labranza (NL) tienen un efecto positivo en cuanto a la disminución del estrés hídrico o aumento en la turgencia de las hojas de las plantas, Figura 3.

FIGURA 3 Efecto del sistema de labranza sobre el estrés hídrico de la planta. 

Los resultados obtenidos en la presente investigación concuerdan con los reportados por Navarro (2000), que, al investigar el efecto de la labranza sobre la estructura del suelo, la germinación y el desarrollo del maíz y frejol reporta que los suelos mantienen un mejor estado estructural en sitios sin perturbar o con poco movimiento de suelo, lo cual reduce las pérdidas de humedad del suelo y por lo tanto disminuye el estrés hídrico en las plantas.

Los datos de rendimiento del cultivo indican que no existen diferencias estadísticas significativas entre los sistemas de labranza; ni para el cultivo de maíz chala ni para el cultivo de frejol, Figuras 4 y 5.

FIGURA 4 Efecto del sistema de labranza sobre la producción de maíz forrajero. 

FIGURA 5 Efecto del sistema de labranza sobre la producción de frejol, Arequipa, 2017. 

Los resultados obtenidos durante este trabajo fueron similares a los encontrados por ^{Prieto et al. (2010)} que no encontraron diferencias significativas sobre los rendimientos de los cultivos de maíz y algodón para tres sistemas de labranza, concluyendo que dos años de manejo en el suelo no eran suficientes para lograr mejoras significativas.

CONCLUSIONES

• El contenido volumétrico de agua suelo, hasta los 0,20 m se reduce significativamente cuando se utiliza la LH.

• No existen diferencias en la temperatura del suelo, hasta los 0,20 m, entre los 3 tratamientos de labranza.

• El estrés hídrico en las plantas, se reduce significativamente cuando se utiliza la NL.

• No existen diferencias en el rendimiento del cultivo de maíz forrajero o frejol, entre los tres tratamientos de labranza.

• La NL es el tratamiento recomendado, para optimizar los tres parámetros del suelo investigados en el presente trabajo.

REFERENCES

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Recibido: 10 de Enero de 2020; Aprobado: 18 de Junio de 2021

^*Author for correspondence: Godofredo Peña-Dávila, e-mail: [e-mail]