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Propiedades físicas del sueloCompactación del suelo
Gilberto Cabalceta AguilarCentro de Investigaciones
AgronómicasUniversidad de Costa Rica
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Compactación del suelo
Se define como un incremento de la densidad aparente del suelo, un empaquetamiento de las partículas más denso y una disminución de la porosidad, especialmente de la macroporosidad.
Compactación superficial: es la producida en los primeros 30 cm del suelo.
Un caso particular es la denominada costra.
Compactación profunda: producida por debajo de
30 cm.
Un caso particular es la denominada suela de
labor o piso de arado: laboreo continuo o bien por
realizarce en condiciones de humedad inadecuadas.
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Compactación del suelo: FACTORES QUE LA PROVOCAN
FACTORES NATURALES
La lluvia
El efecto de gotas de lluvia sobre agregados con baja estabilidad produce:
*una capa compactada en la superficie del suelo*limita la permeabilidad y la infiltración de agua.
Otros factores naturales
Algunos procesos edafogénicos también pueden originar compactación como pueda ser la iluviación de arcillas.
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Compactación del suelo: FACTORES ANTRÓPICOS
El pastoreo
El pastoreo puede producir una compactación muy
superficial.
El paso de rebaños sobre suelos con alto contenido en
humedad origina una compactación muy superficial.
Máquinas agrícolas y el propio laboreo
La compactación del suelo será tanto mayor cuanto
menor sea su resistencia y cuanto mayor sea la
magnitud de las tensiones ejercidas sobre el mismo.
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Compactación del suelo
Factores relacionados con la fuerza externa • El peso por eje. • La presión de contacto entre la rueda y el suelo. • La presión de inflado de los neumáticos. • Número de pases• Deslizamiento.
Laboreo del terreno
La compactación del suelo no siempre tiene efectos negativos. Una ligera compactación tras la siembra mejora el contacto de la semilla con el suelo, permite una mejor humectación y germinación. También reduce las pérdidas de agua del suelo por evapotranspiración.
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Compactación del suelo
En la agricultura el suelo está sometido a un ciclo
anual de compactación.
Empieza con un esponjamiento en el que la densidad
aparente disminuye y aumenta la porosidad con la
vertedera.
Labores secundarias van a ocasionar compactación
hasta el próximo labrado: preparación del lecho de
siembra, siembra, abonados, tratamientos herbicidas
y fitosanitarios, recolección, etc.
La humedad del suelo marca el momento de realizar
las labores. Si la humedad del suelo no es la adecuada
cualquier labor puede producir compactación.
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MEDIDA DE LA COMPACTACIÓNNo existe una medida física directa que mida la compactación del suelo. No hay forma única de medirla.Los parámetros edáficos que se miden con más frecuencia son la densidad aparente, la resistencia a la penetración y la porosidad.Aunque también se utilizan la permeabilidad y la velocidad de infiltración.Densidad aparente.Relación entre un volumen de suelo, como está en el terreno, y su peso seco. Está relacionada con la textura y se expresa en g/cm3, kg/m3 o t/m3.La densidad aparente aumenta al compactarse el suelo.Límite de densidad aparente en maíz y cebada sería de 1,8 g/cm3.
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Valores frecuentes en suelos pueden ser:
Los valores críticos de densidad aparente en función de la textura son:
TEXTURA Densidad aparente crítica (Mg m-3)
Franco arcillosa 1,55
Franco limosa 1,65
Franco arenosa fina 1,80
Arenosa franca fina 1,85Bowen, 1981 citado por Porta et al., 1999
TEXTURA Densidad aparente (Mg m-3)
Arcillosa 1,12-1,20
Franco arcillosa 1,20-1,23
Franca 1,28-1,44
Franco arenosa 1,44-1,60
Arenosa 1,60-1,76 Roquero y Porta (1992): Agenda de campo para el estudio del suelo.
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Resistencia a la penetración.
Expresa la resistencia que ofrece un suelo a ser
atravesado por una superficie de forma cónica.
PENETRÓMETRO: aparato que realiza esta medición.
Punta de forma cónica con una superficie
determinada y se introduce la lanza en el suelo de
forma manual.
Los resultados se expresan a modo de presión fuerza
necesaria por unidad de superficie.
Las unidades empleadas son unidades de presión: N
cm-2, kPa, MPa, bar
Valor limitante es 29,6 bares a humedad CC (0,33
bares)
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Porosidad.
La porosidad es la relación entre el volumen de huecos y el volumen total del suelo.
La determinación de la porosidad en suelos minerales puede realizarse a partir de la
densidad aparente y la densidad real.
Una estimación que suele hacerse es considerar el valor de la densidad real de 2,65 g/cm3
y de esta manera se puede calcular la porosidad a partir de la densidad real.
Vp (%) = 100 (1- da/dr)
La medida de la cantidad, tamaño, forma, y continuidad pueden estudiarse por tratamiento
de imágenes.
Suelos compactados: 25-30% Ep total
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PermeabilidadLa permeabilidad expresa la facilidad que un suelo ofrece al flujo de un fluido. Si el fluido es agua y el suelo está saturado se denomina conductividad hidráulica saturada y expresa la velocidad con la que circula el agua en un suelo saturado.
Las unidades se expresan en longitud por unidad de tiempo: m s-1, m d-1, cm h-1.
En líneas generales la permeabilidad hace referencia a la velocidad con la que puede circular el agua dentro del suelo, este parámetro en física de suelos se denomina conductividad hidráulica.
La conductividad hidráulica saturada en campo se determina con un equipo denominado PERMEÁMETRO DE GUELPH.
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Valores orientadores para diferentes texturas y estructuras:
Textura y estructura
Conductividad hidráulica saturada(mm día-1)
Textura fina 10
Buena estructura
10 y 1000
Textura gruesa Mayor de 1000
Gravas 10-1 y 10
Arcilla compacta 10-11 y 10-9
Porta et al., 1999
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Velocidad de infiltración.La infiltración es el proceso de entrada de agua a través de la superficie del suelo, en condiciones no saturadas.Suelos con bajo contenido de humedad la velocidad de infiltración desciende de manera rápida con el tiempo en los primeros momentos y tiende a estabilizarse a lo largo del tiempo.A éste valor estabilizado se le denomina velocidad de infiltración básica o final.Infiltración acumulada es la cantidad de agua que se infiltra por unidad de superficie a lo largo del tiempo.Las unidades expresan en longitud por unidad de tiempo: mm día-1. Este parámetro se utiliza para cuantificar la compactación en la parte más superficial del suelo originada por un encostramiento o bien por la acción del pastoreo.
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Velocidad de infiltración.
Esta determinación se hace en campo con un equipo
denominado infiltrómetro de doble anillo.
Consiste en dos anillos concéntricos que se clavan
en el suelo alterándolo lo menos posible y se introduce
una lámina de agua.
Conviene que la lámina del anillo exterior tenga una
altura constante.
Se toman alturas de la lámina de agua en el anillo
interior con el tiempo.
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Valores de F.A.O. citados por Roquero y Porta (1992) según la textura serían.
Textura Velocidad de infiltración básica(mm hora-1)
Arenas gruesas 19-25,5
Arenas finas 12,5-19
Franco arenosa fina 12,5
Franco limosa 10
Franco arcillosa 7,5Roquero y Porta (1992): Agenda de campo para el estudio del suelo pag. 64
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Efectos sobre el suelo.
Velocidad de infiltración
Encostramiento superficial
Erosión
Desarrollo del sistema radicular
Ciclo de nutrientes
Aireación del suelo
Percolación y evaporación de agua
Estructura del suelo
Resistencia del suelo.
Reducción del tamaño de macroporos.
Conductividad hidráulica saturada.
Velocidad de infiltración
Erosión.
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Efectos sobre la planta.
La costra dificulta la nascencia. La planta no es capaz de romperla o bien la difusión de
oxígeno está muy restringida y la radícula tiene dificultad para respirar.
La compactación dificulta el crecimiento radicular.
La absorción de nutrientes.
Estado de aireación del suelo.
Las raíces no son capaces de penetrar en un poro rígido si es de menor tamaño.
La presión mínima que es capaz de hacer disminuir de forma notoria la elongación de la
raíz es de 50 kPa y se produce una detención casi total a 70 kPa en cebada.
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Efecto de la compactación sobre el Nitrógeno.
.
La compactación modifica el balance de nitrógeno en el suelo como consecuencia de que
reduce la mineralización y aumenta la desnitrificación.
La desnitrificación está relacionada con la porosidad aérea. Esta desnitrificación favorece
las pérdidas de nitrógeno en forma gaseosa y en periodos de humedad elevada en el suelo se
pueden producir deficiencias de nitrógeno.
Efecto de la compactación en la absorción de Fósforo.
El fósforo es relativamente inmóvil por eso la absorción de fósforo estará muy relacionado
con la configuración del sistema radicular.
Un sistema radicular confinado produce una menor accesibilidad de la raíz al fósforo del
suelo se traduce en una absorción menor.
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Efecto de la compactación en la absorción de potasio.
.
La absorción de potasio por la planta se puede ver reducida si se ve afectada la respiración
radicular y esto ocurre cuando aumenta la compactación del suelo.
Efecto de la compactación al agua de escorrentía.
La velocidad de infiltración de un suelo compactado por el tránsito agrícola severo puede
ser hasta cinco veces inferior a un suelo no compactado.
Esto origina un aumento de la escorrentía tanto durante el riego como tras una
precipitación.
Un aumento de la escorrentía produce erosión en suelo.
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PRÁCTICAS DE MANEJO PARA REDUCCIR LA COMPACTACIÓN.
.
Evitar entrar con suelo húmedo.
En suelos con riego la compactación del suelo puede ser un problema importante ya que
durante las labores de cultivo se mantiene el suelo con humedad y cualquier labor que se
realice durante este periodo puede ocasionar una compactación mayor que si se produjera
con el suelo seco.
Manejo de la materia orgánica.
La materia orgánica aumenta la capacidad del suelo a resistir cargas compactivas. Hay una
alta correlación entre la estabilidad estructural de los agregados y el contenido de materia
orgánica. La incorporación de restos de cosechas o el aporte de estiércol serían prácticas
recomendables.
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Manejo de la maquinaria agrícola.
.
MENOR PESO: El empleo de tractores y aperos cada vez mayores repercute en una mayor
presión sobre el suelo y en un mayor peso por eje.
AUMENTO DE LA SUPERFICIE DE APOYO: El objetivo es disminuir la presión en la superficie
del suelo para reducir principalmente la compactación superficial.
CONTROL DE TRÁFICO: Consiste en utilizar siempre las mismas rodadas para la realización
de cualquier labor agrícola, con el fin de compactar siempre la misma superficie y evitar la
compactación en el resto de la parcela.
USO DEL LABOREO. La compactación profunda puede reducirse mediante el empleo de la
vertedera o del chisel.
Sobsolado
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Rotación de cultivos
El uso de diferentes cultivos con sistemas radiculares diferentes puede mejorar el estado
de la compactación del suelo.
Agricultura de conservación.
El laboreo de conservación permite mantener una cubierta vegetal con residuos de cosecha
que cubra al menos un 30% de la superficie del terreno.
Con este tipo de sistemas de laboreo se consiguen aumentos del contenido de materia
orgánica, mejoras en la estructura y en su estabilidad, mayor continuidad en los macroporos.
Todo ello repercute en una mejora de la infiltración, menor erosión, menor riesgo de
encostramiento y mejor distribución de la humedad en el tiempo. Este sistema reduce el
número de labores y por ello los costes.
