AgrocienciaColegio de Postgraduadosagrocien@colpos.colpos.mxISSN (Versión impresa): 1405-3195MÉXICO                       ...
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30234401 estructura

  1. 1. AgrocienciaColegio de Postgraduadosagrocien@colpos.colpos.mxISSN (Versión impresa): 1405-3195MÉXICO 2000 Fidencio Sustaita Rivera / Víctor Ordaz Chaparro / Carlos Ortiz Solorio / Fernando de León González CAMBIOS EN LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE DOS SUELOS DE UNA REGIÓN SEMIÁRIDA DEBIDOS AL USO AGRÍCOLA Agrociencia, julio-agosto, año/vol. 34, número 004 Colegio de Postgraduados Texcoco, México pp. 379-386 Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal Universidad Autónoma del Estado de México http://redalyc.uaemex.mx
  2. 2. SUSTAITA-RIVERA ET AL.: USO AGRÍCOLA Y CAMBIOS EN PROPIEDADES DEL SUELO 379 CAMBIOS EN LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE DOS SUELOS DE UNA REGIÓN SEMIÁRIDA DEBIDOS AL USO AGRÍCOLA CHANGES IN THE PHYSICAL PROPERTIES OF TWO SOILS IN A SEMI-ARID ENVIRONMENT DUE TO AGRICULTURAL USE Fidencio Sustaita-Rivera1, Víctor Ordaz-Chaparro2, Carlos Ortiz-Solorio2 y Fernando de León-González3 1 Instituto de Hidrología. Universidad Tecnológica de la Mixteca. Km. 2.5 Carr. a Acatlima. 69000, Huajuapan de León, Oaxaca (sustaita@nuyoo.utm.mx). 2Especialidad de Postgrado en Edafología. IRENAT. Colegio de Postgraduados. 56230, Montecillo, Edo. de México (ordaz@colpos.colpos.mx). 3 Depto. de Producción Agrícola y Animal. Universidad Autónoma Metropolitana-Xochimilco. Calza- da del Hueso Núm. 1100. Col. Villa Quietud. 04960, México, D. F. RESUMEN ABSTRACTSe determinó la influencia del manejo del suelo y de la intensidad The influence of soil management and tillage intensity in thede labranza, en las propiedades físicas de un Fluvisol y un Regosol, physical properties of an eutric Fluvisol and an eutric Regosol,ambos eutricos, localizados en Noria de Ángeles, Zacatecas. Los located at Noria de Ángeles in the state of Zacatecas, México, wasmanejos evaluados fueron: labranza con tracción animal, labran- assessed. The management practices evaluated were: soil tillageza con tracción mecánica y, como referencia, suelos con vegeta- using animal and mechanical draft and, as control, naturalción natural. En campo se determinó la velocidad de infiltración y vegetation soils. The infiltration rate and penetration resistancela resistencia a la penetración; además, se tomaron muestras inal- were determined in the field; moreover, undisturbed soil samplesteradas y se describió los perfiles de suelo. En el laboratorio se were taken and soil profiles were described. The distribution ofdeterminó la distribución del tamaño de agregados, textura, den- aggregate size, soil texture, real and apparent density, organicsidad real y aparente, materia orgánica (MO), constantes de hu- matter (OM) content, and humidity constants were determined inmedad y se elaboraron y analizaron láminas delgadas de suelo. A the laboratory, and thin sections of soil were elaborated andpartir de los datos de textura, constantes de humedad y distribu- analyzed. Using soil texture, moisture constants and distributionción del tamaño de agregados, se generaron la porosidad total, of aggregate size data, total porosity, soil moisture retention curve,curva de retención de humedad, estabilidad estructural y diáme- structural stability and mean weight diameter were generated, andtro medio ponderado, y en láminas delgadas de suelo se determinó pore size distribution was determined in soil thin sections. Soilla distribución de poros por tamaño. El manejo del suelo causó management caused changes in physical properties of the soil,cambios en las propiedades físicas del suelo, lo que aumentó la increasing surface crustability and soil compaction, while aggregatecompactación y el encostramiento superficial y se disminuyó la stability decreased, with the predominance of microaggregatesestabilidad de agregados, con predominio de microagregados (me- (smaller than 0.25 mm); this situation was more evident innor a 0.25 mm), más evidente en suelos laboreados con tracción mechanically than in animal tilled soils. Macroaggregates (biggermecánica que con tracción animal. Los macroagregados (mayor a than 0.25 mm) were larger and more stable in undisturbed soils,0.25 mm) fueron mayores y más estables en suelos inalterados, maybe due to OM content (more than 3.5 %), while there were noposiblemente debido al contenido de MO (mayor a 3.5 %), mien- significant differences among soils for agricultural use. Undisturbedtras que entre el uso agrícola no hubo diferencias significativas. soils showed higher moisture retention and water infiltration ratesLos suelos inalterados tuvieron mayor retención de humedad y due to a larger structural stability and continuity of pores throughtasas de infiltración, debido a una mayor estabilidad estructural y the entire soil profile, while in cultivated soils there were lowcontinuidad de los poros hasta la superficie, mientras que en sue- infiltration rates as a result of surface crusting. Penetrationlos cultivados ocurrió encostramiento superficial que provocó ba- resistance increased with depth; values lower than 2.5 Mpa werejas tasas de infiltración. La resistencia a la penetración se incre- found in undisturbed soils and up to 30 cm depth where animalmentó con la profundidad, encontrándose valores menores a 2.5 draft was used. In the same soil tilled with mechanical draft,Mpa en suelos inalterados y con tracción animal hasta 30 cm de penetration resistance values surpassed 3 Mpa at 15 cm depth dueprofundidad, mientras que el mismo suelo con labranza mecani- to the formation of tillage pans. Agricultural soils had less porosityzada excedió 3 Mpa a la profundidad de 15 cm, debido a la forma- and were more massive. Through image analysis, a more intenseción del piso de arado. Los suelos agrícolas tuvieron menores surface crusting and micropore predominance in mechanicallyporosidades y fueron más masivos. Con el análisis de imágenes se tilled agricultural soils were observed.Recibido: Febrero, 1998. Aprobado: Diciembre, 1999. Key words: Image analysis, structural stability, soil management, soilPublicado como ARTÍCULO en Agrociencia 34: 379-386. 2000. tillage systems. 379
  3. 3. 380 AGROCIENCIA VOLUMEN 34, NÚMERO 4, JULIO-AGOSTO 2000observó el encostramiento superficial y predominio de microporos INTRODUCTIONen los suelos con uso agrícola con mayor intensidad en suelos bajo Alabranza mecanizada. rid and semiarid areas in México comprise nearly 96 million hectares (48.3 %), from whichPalabras clave: Análisis de imágenes, estabilidad estructural, manejo 39 million (20.1 %) are classified as semiarid.del suelo, sistemas de labranza. In these regions, there is rainfed agriculture, rainfalls are scarce and not well distributed and it is forbidden to INTRODUCCIÓN perforate deep wells for irrigation. Soil is characterized by its low depth, low organic matter (OM) content and aE n México las zonas áridas y semiáridas ocupan high susceptibility to degradation processes when cerca de 96 millones de hectáreas (48.3 %), de continuously tilled. Therefore, it is important and las cuales 39 millones (20.1 %) se clasifican como necessary to study soil behavior in these regions usingsemiáridas. En estas regiones la agricultura es de secano, different managements in order to identify the mostlas precipitaciones son escasas y mal distribuidas y exis- adequate for their use and conservation (Pagliai and De-te veda total para la perforación de pozos profundos para Nobili, 1993; Jaramillo, 1994; Tursina and Silakov, 1994).el riego; el suelo se caracteriza por su poca profundidad, Adequate soil use can be assessed through the changesbajo contenido de materia orgánica (MO) y alta suscepti- in its physical properties induced by its long termbilidad a procesos de degradación al ser laboreados con- management (Vyn and Rainbault, 1993). Because of thetinuamente. Por ello es importante y necesario, en estas intensive use of agricultural implements and machinery,regiones, estudiar el comportamiento de los suelos en soils with high content of silt and low OM content arefunción de diferentes manejos, para identificar el más ade- sensitive to compaction processes, surface crusting andcuado para su uso y conservación (Pagliai y De-Nobili, erosion. Especially in dry land regions, soil and water1993; Jaramillo, 1994; Tursina y Silakov, 1994). conservation and management of surface culture residues El uso adecuado del suelo puede estimarse por medio are very important, which can be achieved using adequatede los cambios en sus propiedades físicas inducidos por tillage practices (Tursina and Silakov, 1994; Cunha et al.,el manejo en el largo plazo (Vyn y Rainbault, 1993). De- 1997).bido al uso intensivo de maquinaria y de implementos The purpose of this investigation was to identify theagrícolas, los suelos con contenidos altos de limo y bajos changes in soil physical properties as a result of the changes in its use, from natural vegetation to agriculturalen MO, son susceptibles a procesos de compactación, use, and of the mechanization level of field operations inencostramiento superficial y erosión. Especialmente en two soils with regional systems of management.las regiones semiáridas, es muy importante la conserva-ción del suelo y agua y el manejo de residuos de cultivo MATERIALS AND METHODSsobre la superficie, lo cual se logra con prácticas adecua-das de labranza (Tursina y Silakov, 1994; Cunha et al., The study was conducted at Noria de Ángeles, Zacatecas, located1997). at 22o 24’ N, 101o 50’ W and 2200 m altitude. It has a Bs1kw-type Esta investigación tuvo como objetivo identificar los climate, considered as semidry with rainfalls during summer, thecambios que ocurren en las propiedades físicas del suelo average yearly temperature is 16 oC, with 298 mm precipitation andcomo resultado de cambios en su uso, de vegetación na- 2031 mm evapotranspiration, leading to drought conditions (Jaramillo,tural a agrícola, y del grado de mecanización de las ope- 1994).raciones de campo, en dos suelos sujetos a sistemas re- Management practices studied were: agricultural soils withgionales de manejo. mechanical tillage, agricultural soils with animal tillage and, as control, soils with natural vegetation of nopal (Opuntia spp.), unaltered for the MATERIALES Y MÉTODOS last 25 years at least in two types of soil: eutric Fluvisol and eutric Regosol4. El estudio se efectuó en el municipio de Noria de Ángeles, Za- The morphological description of soil profile was performed incatecas, con coordenadas geográficas de 22o 24’ N y 101o 50’ O y 2200 m the field; two types of samples in each soil horizon were taken: normalde altitud. El clima es del tipo Bs1kw, que se interpreta como semiseco samples for laboratory analysis and classification of soil according tocon lluvias en verano, temperatura media anual de 16 oC, precipita- the FAO system, and undisturbed samples to elaborate soil thin sectionsción de 298 mm y evapotranspiración de 2031 mm, lo que origina using a drill with internal-plastic cylinder.condiciones de sequía (Jaramillo, 1994). The assessed soil physical properties were: texture by the pipette Los manejos estudiados fueron: suelos agrícolas con labranza me- method; apparent density (rb) by the cylinder method; and real densitycanizada, suelos agrícolas con labranza de tracción animal, y como (rs) by the pycnometer method; with the results of these evaluationscomparación, suelos con vegetación natural de nopal (Opuntia spp.), total porosity was estimated; distribution of aggregate size through
  4. 4. SUSTAITA-RIVERA ET AL.: USO AGRÍCOLA Y CAMBIOS EN PROPIEDADES DEL SUELO 381inalterados por lo menos durante los últimos 25 años, en dos tipos de the dry and humid screening techniques were used to estimate structuralsuelo: Fluvisol y Regosol, ambos eutricos4. stability and mean weight diameter; penetration resistance through an En campo, se efectuó la descripción morfológica del perfil y se automatic penetrometer making three insertions at intervals of 3 cm totomaron dos tipos de muestras en cada horizonte del suelo: muestras 45 cm depth; humidity constants (field capacity and permanent wiltingnormales para los análisis de laboratorio y para clasificar al suelo según point) with the pressure plate and pressure membrane, respectively,el sistema FAO; y muestras inalteradas para elaborar láminas delgadas and with these values, the soil moisture retention curve using thede suelo, usando una barrena con cilindro interno de plástico. Palacios model (1980) was obtained, and the infiltration rate by the Las propiedades físicas del suelo evaluadas fueron: textura, por el double cylinder method (Klute, 1986). Besides, soil organic mattermétodo de la pipeta; densidad aparente (rb), por el método del cilin- content was determined with the Walkey and Black method.dro; y densidad real (rs), por el método del picnómetro, y a partir de In 44 soil thin sections, fixed in epoxic resin, the pore sizeellas, se obtuvo la porosidad total; la distribución del tamaño de agre- distribution was determined in five replicates with the image analyzergados, mediante las técnicas de tamizado en seco y en húmedo, con IMAGIA Version 3.0.los cuales se calculó la estabilidad estructural y el diámetro medioponderado; la resistencia a la penetración, mediante un penetrómetro RESULTS AND DISCUSSIONautomático haciendo tres inserciones a intervalos de 3 cm hasta 45 cmde profundidad; las constantes de humedad (capacidad de campo y Soil propertiespunto de marchitez permanente), mediante la olla y membrana de pre-sión, respectivamente, y con dichos valores se obtuvo la curva de re- Due to the fact that the managements assessed weretención de humedad aplicando el modelo de Palacios (1980); y la tasa implemented in contiguous soils with uniformde infiltración, por el método del doble cilindro (Klute, 1986). Ade- topography, climate conditions were similar; moreover,más, se determinó el contenido de materia orgánica del suelo por el soils had loam textures and ocric horizons, indicating amétodo de Walkey y Black. similar morphology profile for both soils, although the En 44 láminas delgadas de suelo fijadas en resina epóxica se de- eutric Regosol profile was more developed.terminó la distribución de poros por tamaño, en cinco repeticiones, In agricultural use managements, the low claycon el analizador de imágenes IMAGIA Versión 3.0. contents (less than 20 %), the high content of silt (nearly 50 %) and low OM contents, all together created RESULTADOS Y DISCUSIÓN adequate conditions for compaction and surface crusting in both soils (Tables 1 and 2). Sand content predominated Propiedades del suelo in eutric Fluvisol, because with agricultural use the clay and silt particles are more easily eroded since vegetal Debido a que los manejos evaluados se ubicaron en covering is not available.suelos con topografía uniforme y adyacentes entre sí, las Tillage effect was reflected in high values of apparentcondiciones de clima fueron similares; además, los sue- soil density, which increased as tillage intensity grew;los presentaron perfiles con texturas francas y horizontes the highest value corresponded to mechanical tillageócricos, lo cual indica una morfología del perfil similar managements. OM content in natural vegetation soils waspara ambos suelos, aunque el perfil del suelo Regosol high, from 3.5 to 3.9 %, while in agricultural use soils iteutrico se encontró más desarrollado. ranged from 0.8 to 1.5 %, which was considered a low En los manejos con uso agrícola, los contenidos de value, stating that OM has decreased in the long-termarcilla fueron bajos (menores de 20 %), lo cual, unido al according to tillage intensity.alto contenido de limo (alrededor de 50 %) y bajos con-tenidos de MO, crearon condiciones adecuadas para la Management effect in soil aggregationpresencia de compactación y encostramiento superficialen ambos suelos (Cuadros 1 y 2). En el Fluvisol eutrico Soil aggregates are divided into microaggregatespredominó la fracción arenosa, debido a que con el uso (smaller than 0.25 mm) and macroaggregates (bigger thanagrícola las partículas de limo y arcilla se erosionan más 0.25 mm) (Le Bissonais, 1996). Table 3 shows that thefácilmente, al no existir cobertura vegetal. change from natural vegetation to agricultural use has El efecto de la labranza se reflejó en valores altos de caused an important decrease in soil aggregation level,densidad aparente del suelo que se incrementaron confor- since in mechanical tillage management for both soils,me aumentó la intensidad de la labranza, correspondiendo microaggregate content is larger.el valor mayor a manejos con labranza mecanizada. The proportion of microaggregates is considered an El contenido de MO en los suelos con vegetación indicator of structural soil degradation (Boersma andnatural fue alto, de 3.5 a 3.9 %, mientras que en los Kooistra, 1994). Therefore, such managements may be4 Información obtenida en la Sección de Génesis y Clasificación de Suelos del Colegio de Postgraduados.
  5. 5. 382 AGROCIENCIA VOLUMEN 34, NÚMERO 4, JULIO-AGOSTO 2000manejados con uso agrícola varió de 0.8 a 1.5 % consi- considered of high risk to surface crusting due to soilderados como bajos, lo cual evidencia que la MO ha dis- pore blockade caused by scarce but highly intenseminuido a largo plazo en función de la intensidad de la rainfalls, which are normal in arid and semiarid areas.labranza. Besides, the decrease in aggregate stability may be largely attributed to the lower OM content in tilled soils. Efecto del manejo en la agregación del suelo On the other hand, both soils with natural vegetation had a higher macroaggregate content and structural Los agregados del suelo se dividen en microagregados stability compared to the agricultural use managements;(menores a 0.25 mm) y macroagregados (mayores a this is due to a larger OM content, which maintains soil0.25 mm) (Le Bissonnais, 1996). En el Cuadro 3 se ob- aggregation despite the influence of climatic factors, soilserva que el cambio de vegetación natural a agrícola ha management, and tillage type and intensity.causado una fuerte disminución en el grado de agrega- Soil aggregate stability to dry and humid techniquesción del suelo, ya que en el manejo con labranza mecani- was affected by soil management; thus, mechanicalzada para ambos suelos, el contenido de microagregados tillage caused a more severe disintegration of aggregateses mayor. where macroaggregate content for both soils in both La proporción de microagregados se considera como screening types was less than 50 % as a consequence ofun indicador de la degradación estructural del suelo (Bo- tillage. These results are similar to the ones found byersma y Kooistra, 1994). Por tanto, dichos manejos se Cunha et al. (1997), who observed a predominance ofpueden considerar de alto riesgo al encostramiento su- macroaggregates bigger than 0.25 mm in unchanged soilsperficial debido al taponamiento de los poros del suelo versus soils where different tillage systems were used.por las escasas lluvias pero de alta intensidad, normales The mean weight diameter of soil aggregates wasde las zonas áridas y semiáridas. Además, la disminu- larger in the natural vegetation management for both typesción en la estabilidad de agregados puede atribuirse engran medida al menor contenido de MO de los suelos Cuadro 3. Distribución del tamaño de agregados del suelo paralaboreados. tamizado en seco y en húmedo, de acuerdo con el ma- nejo de los suelos.Cuadro 1. Clasificación textural, densidad aparente(rb), densidad Table 3. Distribution of soil aggregate size for dry and humid real (rs )y materia orgánica (MO) de dos tipos de suelo. techniques according to soil management.Table 1. Classification of texture, apparent density (rb), real density (rs) and organic matter (OM) of two soil types. Porcentaje de agregados por tamaño Manejo Análisis mecánico Suelo del Tamizado Tamizado Manejo rb rs suelo en seco (mm) en húmedo (mm)Suelo del Arena limo arcilla Clase MO suelo (%) textural (g cm-3) (%) >11.5 11.5-0.25 <0.25 >3.25 3.25-0.25 <0.25Fluvisol VN 33 49 18 Franco 1.1 2.4 3.5 Fluvisol VN 6 57 37 80 11 9 eutrico TA 39 48 13 Franco 1.2 2.4 1.5 eutrico TA 0 42 58 15 44 41 TM 49 37 14 Franco 1.3 2.4 0.9 TM 0 38 62 7 22 71Regosol VN 39 49 12 Franco 1.0 2.3 3.9 Regosol VN 9 62 29 93 4 3 eutrico TA 37 46 17 Franco 1.3 2.4 1.3 eutrico TA 0 54 46 19 45 36 TM 36 48 16 Franco 1.3 2.4 0.8 TM 0 45 55 1 31 68VN = Vegetación natural; TA = Tracción animal; TM = Tracción me- VN = Vegetación natural; TA = Tracción animal; TM = Tracción me-cánica. cánica.Cuadro 2. Efecto del manejo sobre la estabilidad estructural y el encostramiento superficial del suelo, en dos tipos de suelos.Table 2. Management effect on soil structural stability and surface crusting in two types of soils. IndicadorSuelo Manejo del suelo Diámetro medio Estabilidad Estabilidad estructural Susceptibilidad al encostramiento ponderado (mm) estructural (%)Fluvisol Vegetación natural 2.8 90 Muy estable Sin encostramiento eutrico Tracción animal 1.3 39 Estable Encostramiento raro Tracción mecánica 0.6 33 Inestable Encostramiento frecuenteRegosol Vegetación natural 3.1 97 Muy estable Sin encostramiento eutrico Tracción animal 1.2 70 Medio Encostramiento frecuente Tracción mecánica 0.4 41 Inestable Encostramiento frecuente
  6. 6. SUSTAITA-RIVERA ET AL.: USO AGRÍCOLA Y CAMBIOS EN PROPIEDADES DEL SUELO 383 Por otro lado, el contenido de macroagregados fue of soils, with a trend to decrease as tillage intensitymayor y de mayor estabilidad estructural para ambos increased, indicating that the change of soil use caused asuelos con vegetación natural que para los manejados con decrease in the stability of soil aggregates with auso agrícola, debido a su mayor contenido de MO, que predominance of microaggregates (Table 2).mantiene la agregación del suelo ante la influencia defactores climáticos, de manejo del suelo, al tipo de arado Surface crustinge intensidad de labranza. La estabilidad de los agregados del suelo al tamiza- Structural stability for both types of soil, accordingdo, tanto en seco como en húmedo, fue afectada por el to the classification proposed by Le Bissonais (1996),manejo del suelo; así, la labranza mecánica provocó des- was more favorable in the natural vegetation management,integración más severa de los agregados, donde el conte- mainly due to its higher OM content, versus thenido de macroagregados para ambos suelos, en ambos agricultural use management (Table 2) which had thetipos de tamizado, fue menor de 50 % como producto de worst structural condition and presented surface crustingla labranza. Estos resultados son similares a los encon- evident in thin soil layers. This is attributed to the rupturetrados por Cunha et al. (1997), quienes observaron pre- of unstable soil aggregates because of the impact of raindominio de macroagregados mayores de 0.25 mm en sue- drops and to pore blockade by soil particles leading tolos inalterados respecto a suelos donde se aplicaron dife- low infiltration rates (Figure 1), while the highestrentes sistemas de labranza. El diámetro medio ponderado de agregados del suelo infiltration was observed in undisturbed soils due to thefue mayor en el manejo con vegetación natural para am- larger amount of soil macropores and OM.bos tipos de suelos, con tendencia a disminuir conforme Through image analysis, it was proved that surfacese incrementó la intensidad de la labranza, lo cual indica crusting occurred more in mechanical tillageque el cambio de uso del suelo provocó una disminución management, where a macroporosity decrease wasen la estabilidad de los agregados del suelo con predomi- observed and the presence of horizontally-orientednio de microagregados (Cuadro 2). fissures, not linked among them, facts that were also detected by Pagliai and De-Nobili (1993) and by Boersma Encostramiento superficial and Kooistra (1994) in the surface horizon of tilled soils. La estabilidad estructural para ambos tipos de suelo, Soil moisturecon base en la clasificación propuesta por Le Bissonnais(1996), fue más favorable en el manejo con vegetación Moisture-holding capacity was affected by soilnatural, debido en gran medida a su mayor contenido de management. The highest moisture contents were foundMO respecto a los manejos con uso agrícola (Cuadro 2), in undisturbed soils, which is related to low OM contents,los que tuvieron la peor condición estructural y presenta- low porosity and low values of structural stability for bothron encostramiento superficial, que fue evidente en las soils. Figure 2 shows that eutric Fluvisol soil with naturalláminas delgadas de suelo. Lo anterior se atribuye al rom- vegetation had the highest moisture-holding capacity atpimiento de los agregados inestables del suelo por el im- any point of the curve, according to animal or mechanicalpacto de las gotas de lluvia y al bloqueo de poros por draft management. The same trend is observed in thepartículas de suelo, que se reflejó en bajas tasas de infil- eutric Regosol soil.tración (Figura 1), mientras que la mayor infiltración se Regarding infiltration rates, the highest rates were forpresentó en los suelos inalterados, debido a la mayor can- natural vegetation soils versus agricultural usetidad de macroporos y de MO del suelo. managements (Figure 1); this is, soil structural profile Con el análisis de imágenes se comprobó que el and porous system were more stable in unchanged soilsencostramiento superficial se presentó con mayor inten- than in animal draft tilled soils and much more than withsidad en el manejo con labranza mecánica, donde se ob- mechanical draft tillage. This is reflected in higher basicservó una reducción de macroporosidad y presencia de infiltration values in natural vegetation soils with 24 andfisuras orientadas horizontalmente, no unidas entre sí, locual también fue detectado por Pagliai y De-Nobili (1993) 31 cm h-1 for both soil units, while the agricultural usey por Boersma y Kooistra (1994) en el horizonte superfi- soils had 7 cm h-1 for the animal draft management and 2cial de suelos laboreados. and 5 cm h-1 for the mechanical draft tillage, indicating that on the long-term, soil management decreased the Humedad del suelo capacity to infiltrate water. This agrees with the observations of Cunha et al. (1997), who found that the La capacidad de retención de humedad fue afectada infiltration rate was higher in unchanged soils than inpor el manejo del suelo, correspondiendo el mayor agricultural use soils with different tillage intensity.
  7. 7. 384 AGROCIENCIA VOLUMEN 34, NÚMERO 4, JULIO-AGOSTO 2000contenido de humedad a los suelos inalterados, lo que Penetration resistanceestá relacionado con bajos contenidos de MO, baja poro-sidad y bajos valores de estabilidad estructural de ambos Penetration resistance increased with depth,suelos. En la Figura 2 se observa que el suelo Fluvisol irrespectively of soil type and management (Table 4).eutrico con vegetación natural mostró la mayor capaci- Natural vegetation soils had values below the critical leveldad de retención de humedad en cualquier punto de la of 2.5 Mpa proposed by Carter (1988) up to 30 cm depthcurva, respecto al manejo con tracción animal y que el (mean depth of crop root), while in the management withmanejo con tracción mecánica. La misma tendencia se animal draft it was higher at 27 to 30 cm and at 12 toobservó en el suelo Regosol eutrico. 15 cm depth for the mechanical draft tillage in the eutric Con respecto a la velocidad de infiltración, se presen- Fluvisol and eutric Regosol soils, respectively.taron mayores tasas en los suelos con vegetación natural In the mechanical draft management, 3 Mpa at 15 cmque en los manejos con uso agrícola (Figura 1); esto es, depth were surpassed, a value that, according to Oadesel estado estructural del suelo y el sistema poroso fue (1993), decreases root growth 80 %, and in this case, rootmás estable en suelos inalterados que en suelos laboreados exploration depth was restricted to 15 cm which, ascon tracción animal y mucho más que con tracción me- observed in the profile description, was due to a 10 cmcánica. Esto se refleja en valores de infiltración básica thick hardened layer (tillage pan) caused by tillage withmayores en suelos con vegetación natural, con 24 y implements at a same depth. In the management with31 cm h-1, para ambas unidades de suelo, mientras que animal draft and natural vegetation, critical penetrationlos suelos con uso agrícola tuvieron valores de 7 cm h-1 resistance values (3 Mpa) were found up to parent materialpara el manejo con tracción animal y de 2 y 5 cm h-1 para depth.tracción mecánica, lo que indica que el manejo del sueloa largo plazo disminuyó la capacidad para infiltrar el agua. Soil porosityLo anterior coincide con lo señalado por Cunha et al.(1997), quienes encontraron que la tasa de infiltración Total soil porosity was obtained from real and apparentfue mayor en suelos inalterados que en suelos con uso densities and, through image analysis, the pore sizeagrícola con diferente intensidad de labranza. distribution was quantified. This criterion is considered the best indicator of soil structure. Resistencia a la penetración Table 5 shows that managements for agricultural use in both soil types had less porosity and were more massive La resistencia a la penetración se incrementó con la than undisturbed soils, maybe because tillage destroyedprofundidad, independientemente del manejo y del tipoFigura 1. Velocidad de infiltración en función del manejo con trac- Figura 2. Curva de retención de humedad en función del manejo ción animal (TA), tracción mecánica (TM) y vegetación con tracción animal (TA), tracción mecánica (TM) y con natural (VN), en el suelo Fluvisol eutrico. vegetación natural (VN), en el suelo Fluvisol eutrico.Figure 1. Infiltration rate according to management with animal Figure 2. Soil moisture curve according to management with draft (TA), mechanical draft (TM) and natural vegetation animal draft (TA), mechanical draft (TM) and natural (VN) in the eutric Fluvisol soil. vegetation (VN) in the eutric Fluvisol.
  8. 8. SUSTAITA-RIVERA ET AL.: USO AGRÍCOLA Y CAMBIOS EN PROPIEDADES DEL SUELO 385de suelo (Cuadro 4), donde los suelos con vegetación na- the pores of biological origin (mainly from roots) andtural tuvieron valores menores al nivel crítico de 2.5 Mpa contributed to their change from round to irregular pores.propuesto por Carter (1988), hasta la profundidad de According to the images analyzed, unchanged soils30 cm (profundidad promedio de enraizamiento de los showed more macroporosity than the ones withcultivos), mientras que en el manejo con tracción animal agricultural use managements, with the predominance offue mayor a profundidades de 27 a 30 cm y 12 a 15 cm pores of biological origin.para el manejo con tracción mecánica en el suelo Fluvisol Based on the critical value of macropores of 10 %y Regosol eutricos, respectivamente. proposed by Plaster (1992), all managements had En el manejo con tracción mecánica se rebasó los macroporosities above this value, therefore, compaction3 Mpa a 15 cm de profundidad, valor que según Oades and crusting processes, present in agricultural use(1993) reduce el crecimiento de la raíz en 80 %, y en este managements were caused by the high contents of siltcaso restringió la profundidad de exploración de las raí- and low OM contents. On the other hand, for the tillageces a 15 cm, lo cual se debió, como se observó en la pan, macroporosity was 8 % and penetration resistancedescripción del perfil, a una capa endurecida de 10 cm 3.89 Mpa, factors limiting the development of crops.de espesor (piso de arado) producto de la labranza conimplementos a una misma profundidad. En el manejo con CONCLUSIONStracción animal y vegetación natural, los valores de re-sistencia a la penetración críticos (3 Mpa) se encontraron Natural vegetation soils had the most favorablehasta la profundidad del material parental. physical properties, followed by the animal draft tillage system, therefore, these may be considered the types of Porosidad del suelo managements causing less soil degradation. Managements with a higher tillage intensity showed bigger structural La porosidad total del suelo se obtuvo a partir de las unstability and susceptibility to compaction and surfacedensidades real y aparente, y con el análisis de imágenes crusting, negatively affecting soil processes such asse cuantificó la distribución de poros por tamaño, crite-rio que se considera el mejor indicador de la estructura Cuadro 5. Distribución de poros del suelo por tamaño en funcióndel suelo. del manejo de los suelos estudiados. En el Cuadro 5 se observa que los manejos dedicados Table 5. Pore size distribution according to the management ofal uso agrícola, en ambos tipos de suelo, tuvieron menor soils studied.porosidad y fueron más masivos que los suelos inaltera- Manejo Macro- Meso- Micro-dos, debido posiblemente a que la labranza destruyó los Suelo del Pt† porosidad porosidad porosidadporos de origen biológico (principalmente de raíces) y suelo (%) (>50 mm) (50-0.5 mm) (<0.5 mm)contribuyó al cambio de poros redondeados a poros irre-gulares. Fluvisol VN 54 29 15 10 eutrico TA 50 27 12 11 Los suelos inalterados presentaron mayor macroporo- TM 47 22 8 17sidad que los manejos con uso agrícola, dominando los Regosol VN 57 32 17 8poros de origen biológico, según las imágenes analizadas. eutrico TA 47 23 15 9 Basados en el valor crítico de macroporos de 10 % TM 46 19 11 16propuesto por Plaster (1992), todos los manejos tuvie- † Porosidad total promedio de cinco repeticiones.ron macroporosidades mayores a este valor, por lo cual VN = Vegetación natural; TA = Tracción animal; TM = Tracciónlos procesos de compactación y encostramiento que mecánica.Cuadro 4. Resistencia a la penetración (Mpa) en función de la profundidad y manejo del suelo, en dos tipos de suelo.Table 4. Penetration resistance (Mpa) according to soil management and depth in two types of soil. Manejo Profundidad (cm)Suelo del suelo 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33Fluvisol Vegetación natural 0.5 1.1 1.2 1.2 1.2 1.6 1.9 1.7 1.9 3.0 - eutrico Tracción animal 0.7 0.7 1.2 1.6 1.8 2.1 2.0 2.4 3.5 3.9 - Tracción mecánica 0.9 1.3 1.8 1.9 2.9 3.9 - - - - -Regosol Vegetación natural 0.4 0.7 0.7 1.4 1.5 2.4 1.6 1.9 2.4 3.0 - eutrico Tracción animal 0.5 0.8 1.6 2.3 1.8 1.8 2.1 2.4 2.0 2.5 2.8 Tracción mecánica 1.7 1.7 2.1 2.9 3.0 3.0 3.4 3.6 - - -
  9. 9. 386 AGROCIENCIA VOLUMEN 34, NÚMERO 4, JULIO-AGOSTO 2000ocurrieron en los manejos con uso agrícola se debieron infiltration, penetration resistance, aeration, and alsoal contenido alto de limo y bajo de MO. Por otro lado, limited the depth of root exploration.para el piso de arado, la macroporosidad fue de 8 % y laresistencia a la penetración de 3.89 Mpa, los cuales son —End of the English version—factores que restringen el desarrollo de los cultivos. CONCLUSIONES Cunha, M. J., M. J. Hernandez, and G. V. Sanchez. 1997. Effect of various soil tillage systems on structure development in a Los suelos con vegetación natural tuvieron las pro- haploxeralf of central Spain. Soil and Technol. 11: 197-204.piedades físicas del suelo más favorables, seguido por el Jaramillo V., V. 1994. Revegetación y Reforestación de las Areassistema de labranza con tracción animal, por lo que se Ganaderas en las Zonas Áridas y Semiáridas de México. Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos. México, D. F. 48 p.pueden considerar que son los tipos de manejo que pro- Klute, A. (ed.). 1986. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical andvocan menor degradación del recurso suelo. Los mane- Mineralogical Methods. Agron. Monogr. 9. 2nd ed. ASA. USA.jos con mayor intensidad de labranza mostraron mayor 1188 p.inestabilidad estructural y susceptibilidad a la compacta- Le Bissonnais, Y. 1996. Aggregate stability and assessment of soil crustability and erodability: theory and methodology. Europeanción y encostramiento superficial, lo que afectó negati- J. Soil Sci. 47: 425-437.vamente procesos del suelo, tales como infiltración, re- Oades, J. M. 1993. The role of biology in the formation, degradationsistencia a la penetración, aireación y limitó la profundi- and stabilization of soil structure. Geoderma 56:377-400.dad de exploración de la raíz. Pagliai, M., and M. De-Nobili. 1993. Relationships between soil porosity, root development and soil enzyme activity in cultivated soils. Geoderma 56: 243-256. LITERATURA CITADA Palacios V., E. 1980. Método para estimar la tensión de humedad del suelo en función de su contenido de humedad. Boletín TécnicoBoersma, O. H., and M. J. Kooistra. 1994. Differences in soil structure 14. Universidad Autónoma Chapingo. Departamento de Irrigación. of silt loam Typic Fluvaquents under various agricultural Chapingo, Edo. de México. 24 p. management practices. Agriculture, Ecosystems and Environment Plaster, E. 1992. Soil Science and Management. 2nd ed. Delmar Pub. 51: 21-42. New York, USA. pp: 60-77.Carter, M. R. 1988. Penetration resistance to characterize the depth Tursina, T. V., and S. N. Silakov. 1994. Change in the soil structure of and persistence of soil loosening in tillage studies. Can. J. Soil gray forest soils due to intensive cultivation. Eurasian Soil Sci. 26 Sci. 68: 657-668. (8): 67-77. Vyn, T. J., and B. A. Rainbault. 1993. Long-term effect of five tillage systems on corn response and soil structure. Agron. J. 85: 1074- 1079.

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