FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

Dpto. Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

FERTILIDAD

Y MANEJO

DE SUELOS (código 727)

Cursada 2013

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INDICE

N°

orden Detalle Pág.

1 Presentación de FERTILIDAD Y MANEJO DE SUELOS ….…………… 5

2 Cronograma de Clases Teóricas, Trabajos Prácticos y evaluaciones ……. 8

3 Programa de FERTILIDAD Y MANEJO DE SUELOS …………………. 9

4 TP N°1 - Productividad y Limitaciones del Uso de los suelos ……………. 17

5 TP N°2 - Factores que afectan el comportamiento de los cultivos ……….. 29

6 TP N°3 - Disponibilidad de agua y rendimientos …………………………. 35

7 TP N°4 - Evaluación de la disponibilidad de nutrientes ………………….. 45

8 TP N°5 – Balance de nitrógeno ……………………………………………... 53

9 TP N°6 - Balance de fósforo ............................................................................ 63

10 TP N°7 – Diagnóstico y recomendación de N y P …...……………………... 69

11 TP N°8 - Visita a planta de distribución de fertilizantes ….………………. 85

12 TP N°9 – Labranzas ….……………………………………………………… 87

13 TP N°10 – Combinaciones de cultivos …..………………………………….. 101

14 TP N°11 – Topografía aplicada a la conservación de suelos ……………… 113

15 TP N°12 – Ecuación Universal de Pérdida de Suelo …..…………………... 119

16 TP N°13 – Estimación de escurrimiento …..……………………………….. 129

17 TP N°14 - Diseño de estructuras simples de conservación de suelos .…….. 137

18 TP N°15 - Visita a establecimiento sistematizado …………...…………….. 143

19 ANEXOS …………………………………………………………………….. 145

20 Anexo 1 – Boletín Técnico EEAB N° 125. 1994. .........…………………… 147

21 Anexo 2 – Artículo Informaciones Agronómicas N°8. 2000. ……………. 155

22 Anexo 3 – Capítulos Tecnologías de Análisis de Suelos. 2005. …….……. 161

23 Anexo 4 – Artículo Rural Sudeste. 1996. ………………………………… 169

24 Anexo 5 – Boletín Técnico EEAB N° 140. 1996. ......................................... 177

25 Anexo 6 – Archivo Agronómico N° 11. ........................................................ 191

26 Anexo 7 – Artículo Informaciones Agronómicas N° 16. ............................ 195

27 Anexo 8 - Boletín Técnico EEAB N° 149. 1998. .......................................... 201

28 Anexo 9 – Boletín Técnico EEAB N° 135. 1995. ......................................... 219

29 Anexo 10 – Artículo Ciencia del Suelo 26(2). ……………..……………….. 231

30 Anexo 11 – Artículo Ciencia del Suelo 27(1). ………………..…………….. 243

31 Anexo 12 – Nociones de topografía aplicada. …………………………….. 255

32 Anexo 13 – Prediciendo la pérdida de suelo. …………………………...… 267

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asingatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

Presentación de FERTILIDAD Y MANEJO DE SUELOS

¿Por qué esta asignatura? Los profesionales de la Agronomía (PA)

(Ingenieros Agrónomos, Licenciados en Producción Vegetal, Licenciados en Producción Animal) deben hacer uso de recursos naturales para lograr sus objetivos. Por otro lado, manejan, utilizan y/o recomiendan el uso de sustancias que pueden influir sobre la salud de la población y el estado del ambiente. Asimismo, el accionar de los PA tiene influencia sobre el comportamiento económico-financiero de la empresa agropecuaria. A la luz de lo expuesto se considera que los planes de docencia deben estar orientados a la formación de PA comprometidos con el logro de agroecosistemas sostenibles. Estos son aquéllos que generan los productos agropecuarios que la sociedad demanda, manteniendo y/o restaurando los recursos naturales en uso, no afectando al resto de los recursos naturales y velando por la calidad de vida de la población rural y de la sociedad en general. Esto se refiere a la obtención de una producción continua y lucrativa mediante la utilización, adaptación o generación de la tecnología que permita hacer un uso racional de los recursos disponibles.

El suelo es un subsistema de la gran mayoría de los agroecosistemas. Gran parte de las decisiones que se tomen sobre la producción agropecuaria tendrán un efecto directo y/o indirecto sobre el suelo. Por otro lado, muchas de esas decisiones se toman en función del uso y manejo que se haga de ese recurso. Esto es particularmente así en sistemas de producción como los predominantes en la región pampeana, dado que a través de la forma en que se haga uso del suelo se controlan y manejan importantes aspectos de la producción agropecuaria. Es así que los PA, cualquiera sea su orientación, tendrán que tomar decisiones o influir sobre las de terceros, que, en definitiva, tendrán que tener en cuenta al suelo. Si se considera que éste es un recurso natural no

renovable (al menos en el período de vida del ser humano) y lo expuesto, se podrá concluir sobre la importancia de una sólida formación de los PA en lo que se refiere a los suelos a los efectos de tender hacia una agricultura sostenible.

En el curriculum de asignaturas de grado de la F.C.A. (Fig. 1) se ofrecen 9 UVAc en asignaturas cuyo objeto de estudio principal es el suelo (todas obligatorias para Ingeniería Agronómica Licenciatura en Producción Vegetal y algunas obligatorias y otras optativas para la Licenciatura en Producción Animal). A través de esas asignaturas se construye el conocimiento de los alumnos comenzando por las características y procesos básicos (Edafología Agrícola, 3 UVAc) y siguiendo por la comprensión de su formación, reconocimiento y clasificación (Génesis, Clasificación y Cartografía de Suelos, 3 UVAc). Estas dos asignaturas representan la primera parte de una línea de correlatividad en la que se pretende que el alumno aprenda a reconocer las características que tienen que ver con la capacidad productiva del suelo y su relación con

el ambiente.

La parte final de la línea (Fertilidad y Manejo de Suelos, 3 UVAc) entiende sobre los efectos de poner el suelo en producción y sobre las prácticas necesarias para permitir el uso evitando su degradación y la del resto del ambiente. Para ello se profundizan los

conocimientos adquiridos en otras asignaturas sobre los procesos y mecanismos del suelo, y se los

integra con otros que permitan conocer cómo son alterados por las distintas prácticas y controlarlos a través del ajuste de las mismas dentro del marco conceptual de la agricultura sostenible. Es así que se entiende a Fertilidad y Manejo de Suelos como un nexo integrador entre los cursos

básicos de suelos junto con algunos contenidos de otras materias no directamente relacionadas al suelo, y las asignaturas de producción.

Fertilidad yManejo de Suelos

Gén., Clasif. yCart. de Suelos

EdafologíaAgrícola

Física, Químicasy Biología

Microbiología Agrícola

ICA

ISPAgrometeorología

Mecanización Agrícola

Ecología

Zoología Agrícola

Forrajes

Patología Vegetal

Terapéutica Vegetal

Cereales y Oleaginosas Horticultura Optativas Prod.

Vegetal

Trabajo de CampoProducciones Animales

Figura 1: Ubicación de Fertilidad y Manejo de Suelos en el Plan de Estudio (IA)

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Objetivos de la Asignatura

Objetivo general

Lograr que los estudiantes adquieran los conocimientos y desarrollen la actitud y la habilidad necesarios para manejar el recurso suelo para el logro de una agricultura sustentable.

Objetivos específicos

Lograr que los estudiantes:

• reconozcan el rol del manejo del suelo en la producción agropecuaria y su incidencia sobre la integridad de los recursos naturales, y su responsabilidad en ese aspecto como futuros profesionales de la Agronomía;

• integren los conocimientos adquiridos para comprender y manejar de manera sustentable la relación entre las propiedades del suelo, las del ambiente y la producción agropecuaria;

• sean capaces de detectar, analizar, interpretar y resolver problemas relacionados con la productividad del recurso suelo en el contexto del sistema de producción y de las características de su ambiente;

• conozcan y comprendan los procesos de degradación del suelo y los factores que los producen y regulan;

• conozcan y comprendan los factores más importantes que regulan la dinámica y la disponibilidad de los nutrientes y el uso de los fertilizantes;

• conozcan las prácticas de manejo de suelos y de fertilizantes y comprendan la interacción entre ellas y con las propiedades del suelo y del ambiente y con la producción agropecuaria.

• sean capaces de proponer combinaciones de prácticas de manejo para lograr una producción agropecuaria continua con el menor efecto sobre los recursos naturales.

Integración del equipo Docente

Ing. Agr. Guillermo A. Studdert, MSc, Dr: Profesor Asociado con dedicación exclusiva (Responsable de la Asignatura). Dictado de teóricos y participación en trabajos prácticos. Oficina Nº 226 Área de Investigación en Agronomía. Teléfono interno Nº 766. E-mail: gstuddert@balcarce.inta.gov.ar.

Ing. Agr. Hernán R. Sainz Rozas, MSc, Dr: Profesor Adjunto con dedicación simple. Dictado de teóricos y participación en trabajos prácticos. Oficina Nº 198 Área de Investigación en Agronomía. Teléfono interno Nº 577. E-mail: sainzrozas.hernan@balcarce.inta.gov.ar.

Ing. Agr. Roberto H. Rizzalli, MSc, Dr: Profesor Adjunto con dedicación exclusiva. Participación en trabajos prácticos. Oficina Nº 212 Área de Investigación en Agronomía. Teléfono interno Nº 519. E-mail: rrizzalli@balcarce.inta.gov.ar.

Ing. Agr. Germán F. Domínguez, MSc: Jefe de Trabajos Prácticos con dedicación exclusiva. Participación en Trabajos Prácticos. Oficina Nº 226 Área de Investigación en Agronomía. Teléfono interno Nº 767. E-mail: gdominguez@balcarce.inta.gov.ar.

Ing. Agr. María A. Agostini, MSc: Ayudante de Primera con dedicación exclusiva. Participación en Trabajos Prácticos. Oficina en Área de Investigación en Producción Animal. Teléfono interno N° 448. E-mail: agostini.maria@balcarce.inta.gov.ar.

Ing. Agr. Juan Pablo Martínez: Becario UNMdP (JTP con dedicación simple). Participación en Trabajos Prácticos. Oficina Nº 149 Área de Investigación en Agronomía Teléfono interno N° 784. E-mail: juanpablomartinez999@hotmail.com.

Ing. Agr. Magalí N. Domingo: Becaria CIC (Auxiliar Adscripta con dedicación simple). Participación en Trabajos Prácticos. Oficina Nº 87 Área de Investigación en Agronomía Teléfono interno N° 555. E-mail: magalidomingo@hotmail.com.

A designar: Ayudante alumno con dedicación simple. Participación en Trabajos Prácticos. Desarrollo de la cursada 2013

Modalidad de promoción de la Asignatura: CON examen final

Modalidad de evaluación de la cursada: Dos (2) instancias de evaluación escritas durante la cursada de APROBACIÓN OBLIGATORIA: dos (2) exámenes parciales que podrán ser recuperados. Para aprobar la cursada los estudiantes deberán asistir a al menos el setenta y cinco por ciento (75%) de los trabajos prácticos obligatorios (10 sobre 13 totales).

Contribución a la calificación global (CG) de las instancias de evaluación:

Primer examen parcial: 25% (se califica de 1 a 10)

Segundo examen parcial: 25% (se califica de 1 a 10)

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Examen final: 50% (se califica de 1 a 10) (El examen final es oral, salvo que el número de

inscriptos haga necesario elaborar una prueba escrita)

Evaluación de los trabajos prácticos:

Al inicio de cada trabajo práctico obligatorio (13 trabajos prácticos) se tomará una evaluación consistente en una pregunta sobre la temática del trabajo práctico anterior y otra sobre los pre-requisitos para el trabajo práctico del día. En el primer trabajo práctico la evaluación consistirá en dos preguntas referidas a los pre-requisitos para el mismo.

Las evaluaciones de los trabajos prácticos no serán eliminatorias. Los resultados serán utilizados como apoyo de concepto a las calificaciones de los exámenes parciales.

En los trabajos prácticos obligatorios se tomará asistencia al finalizar el turno de trabajo.

Cronograma de clases y evaluaciones (ver página 8): Primera clase: 7 de marzo Última clase: 28 de junio Cronograma y fechas propuestas de exámenes parciales y recuperatorios (página 8).

Horarios: * Clases teóricas: jueves 8:30 a 11:20. Habrá dos clases teóricas en horario de trabajo

práctico (3 y 10 de mayo) (ver página 8 y cartelera). A efectos de compensar horas de clase de días feriados, habrá tres clases teóricas cuyo horario será 8:30 a 12:20 (ver página 8 y cartelera).

* Clases prácticas: Comisión 1: viernes 8:30 a 11:20. Comisión 2: viernes 13:00 a 15:50.

Una vez definida la comisión, no se van a permitir cambios. La asistencia se controlará al final de cada turno (11:20 y 15:50, respectivamente). Entre las 11:20 y las 12:20 y las 15:50 y las 16:50 para los turnos mañana y tarde, respectivamente, los docentes permanecerán en el aula para que aquellos estudiantes que lo deseen, continúen con las actividades del trabajo práctico y evacuen dudas sobre el mismo y otros contenidos de la Asignatura. Habrá dos actividades prácticas NO OBLIGATORIAS que se desarrollarán en día sábado (ver página 8 y cartelera para las fechas propuestas).

* Exámenes parciales y recuperatorios: 8:30 a 11:30 (el horario de los recuperatorios debe ser acordado: puede ser superpuesto con la clase teórica de ese día o fuera de hora a la tarde). Luego de los exámenes parciales y recuperatorios (de 11:30 a 12:20) se hará la resolución CONJUNTA y pública de los exámenes entre los docentes y los estudiantes que deseen participar.

Recomendaciones a los estudiantes que cursan la Asignatura

asistir a TODAS las clases teóricas.

considerar a la Asignatura como un todo integrado: todos los contenidos están íntimamente relacionados aunque que por su especialización los docentes cubran temáticas aparentemente desconectadas.

leer la bibliografía recomendada. llevar al día la lectura del material bibliográfico y el estudio de los contenidos de la Asignatura. poner énfasis en los conceptos, mecanismos y procesos y no sólo en los datos. participar en clase con preguntas, opiniones, comentarios, ideas, etc. no dudar en recurrir a los integrantes del Equipo Docente para aclarar dudas y/o discutir y/o

aportar ideas sobre el desarrollo de la Asignatura. contemplar la reserva de tiempo para completar todas las Evaluaciones de la Asignatura. planificar rendir el Examen Final lo antes posible.

Evaluación de la Asignatura y de los integrantes del equipo Docente

Junto con el segundo parcial se entregará una ficha de evaluación del desarrollo del dictado de la Asignatura y del desempeño de cada uno de los integrantes del equipo Docente, elaborada por el Dpto. de Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural. Esta evaluación es interna y es independiente de la que realiza la Universidad para Carrera Docente. Los resultados de las encuestas en años anteriores están a disposición de quien desee consultarlos (se pueden consultar en el sitio web de la Facultad en la página de la Asignatura).

Es muy importante que los estudiantes completen estas fichas para que, de ser necesario, los docentes puedan ajustar sus técnicas de enseñanza. Se ruega que durante la cursada se preste especial atención al desarrollo de la Asignatura y a las impresiones que genere el desempeño de los docentes, a efectos de permitir responder objetivamente lo consultado en las fichas de evaluación.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

Facultad de Ciencias Agrarias

Uso

Interno

Folio Nº

11

DEPARTAMENTO Prod. Vegetal, Suelos e Ing. Rural AREA ---

PROGRAMA DE FERTILIDAD Y MANEJO DE SUELOS CÓDIGO 727

1- OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL

Lograr que los estudiantes adquieran los conocimientos y desarrollen la actitud y la habilidad necesarios para manejar el recurso suelo para el logro de una agricultura sustentable.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Lograr que los estudiantes:

reconozcan el rol del manejo del suelo en la producción agropecuaria y su incidencia sobre la integridad de los recursos naturales, y su responsabilidad en ese aspecto como futuros profesionales de la Agronomía;

integren los conocimientos adquiridos para comprender y manejar de manera sustentable la relación entre las propiedades del suelo, las del ambiente y la producción agropecuaria;

sean capaces de detectar, analizar, interpretar y resolver problemas relacionados con la productividad del recurso suelo en el contexto del sistema de producción y de las características de su ambiente;

conozcan y comprendan los procesos de degradación del suelo y los factores que los producen y regulan;

conozcan y comprendan los factores más importantes que regulan la dinámica y la disponibilidad de los nutrientes y el uso de los fertilizantes;

conozcan las prácticas de manejo de suelos y de fertilizantes y comprendan la interacción entre ellas y con las propiedades del suelo y del ambiente y con la producción agropecuaria.

sean capaces de proponer combinaciones de prácticas de manejo para lograr una producción agropecuaria continua con el menor efecto sobre los recursos naturales.

2- CONTENIDOS MÍNIMOS:

- El manejo de suelos como fundamental para una producción agropecuaria sustentable. Conceptos de fertilidad y productividad del suelo en el marco de la relación “suelo-planta-ambiente”. La degradación de los suelos, sus tipos y su relación con el uso de los mismos. Calidad y salud del suelo.

- Dinámica de macro y micronutrientes en el suelo. Características químicas, físico-químicas y biológicas del suelo que afectan su disponibilidad y la absorción por los cultivos.

- Características y propiedades físicas y químicas de los fertilizantes y su interacción con el suelo y los cultivos. Manejo de la fertilización.

- Diagnóstico de fertilidad de suelos: utilización y manejo de la información necesaria; métodos de evaluación e índices de disponibilidad para macro y micronutrientes.

- Labranzas: definición y tipos. Sistemas de labranzas y sus efectos sobre el suelo, el ambiente y la producción agropecuaria. Criterios para la selección del sistema de laboreo.

- Combinación de cultivos en el tiempo: Distintos tipos y sus efectos sobre el suelo, el ambiente y la producción agropecuaria. Sistemas de cultivo: la relación rotaciones-labranzas. Criterios para la implementación y planificación de los sistemas de cultivo.

- Erosión: Su importancia nacional y regional. Caracterización y evaluación del proceso; tipos (hídrica y eólica), factores, formas, causas, grados. Control de la erosión: principios básicos y objetivos, prácticas de control de erosión. Criterios para decidir su utilización.

- Suelos halo-hidromórficos y de zonas áridas y semiáridas: su importancia en la Región Pampeana y sus características. Criterios para su uso y manejo.

VIGENCIA Ciclo lectivo 2009 2010 2011 2012 2013

Inicial Resp.

Form. Prog. 1

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

Facultad de Ciencias Agrarias

Uso

Interno

Folio Nº

12

DEPARTAMENTO Prod. Vegetal, Suelos e Ing. Rural AREA ---

PROGRAMA DE FERTILIDAD Y MANEJO DE SUELOS CÓDIGO 727

3- PROGRAMA ANALÍTICO:

1.- Introducción al manejo de suelos: Importancia del suelo en el agroecosistema: definición, propiedades y

relaciones. Concepto de agricultura sustentable. Concepto de manejo de suelos y aguas. Concepto de calidad y salud del suelo. Degradación de suelos: concepto e historia, tipos, efectos, causas y factores que determinan su intensidad.

2.- Fertilidad y productividad: Conceptos. Formas de los elementos nutritivos en el suelo: fertilidad actual y

fertilidad potencial. La absorción de los nutrientes por las plantas y los factores que la afectan. El concepto de eficiencia agronómica de nutrientes. El concepto de balance de nutrientes. Aspectos físicos de la productividad y su relación con la fertilidad. El balance de carbono y su relación con la productividad y la fertilidad del suelo.

3.- El crecimiento de los cultivos: Efecto de algunos factores edafoclimáticos y de manejo sobre los rendimientos y la interacción entre ellos. La relación fertilidad del suelo y rendimiento de los cultivos. La relación disponibilidad de agua y la producción de los cultivos. Requerimientos hídricos y períodos críticos de los cultivos.

4.- Aspectos generales de los fertilizantes y de la fertilización: Características físicas y químicas de los fertilizantes. Sistemas de aplicación de fertilizantes: superficiales, subsuperficales, foliares, fertirrigación. Mezclas de fertilizantes: criterios, compatibilidad.

5.- Nitrógeno: El ciclo del nitrógeno (N) en el sistema suelo-planta-atmósfera. Formas inorgánicas y orgánicas

y sus transformaciones en el suelo. Balance de N en los sistemas agrícolas: pérdidas y ganancias. El contenido de N total en los suelos pampeanos: su variación según zonas y suelos. Fertilizantes nitrogenados: obtención, características de los distintos fertilizantes y su reacción en el suelo. Consumo de fertilizantes nitrogenados en la Argentina.

6.- Diagnóstico de deficiencias de N y manejo de la fertilización para los principales cultivos agrícolas: Dinámica de absorción y requerimientos y partición de N de los distintos cultivos. El método del balance de N. Índices directos para evaluar disponibilidad de N en suelos: los índices químicos y biológicos. Índices indirectos para evaluar disponibilidad de N en suelos: síntomas de deficiencia, contenido total de N en planta, curva de dilución de N, formas lábiles de N en base de tallo, índice de verdor y avances en el uso de sensores remotos para diagnóstico de deficiencias de N. Eficiencia de uso agronómica del N y los factores que la afectan. Fertilización foliar en trigo: su efecto sobre la calidad panadera del grano. Evaluación económica de la fertilización nitrogenada.

7.- Fósforo: El ciclo del fósforo (P) en el sistema suelo-planta. Formas orgánicas e inorgánicas del P en el suelo: su contenido y transformaciones. Retención de P en el suelo (fijación y precipitación): factores que influyen sobre la capacidad de retención y la solubilidad de compuestos inorgánicos. Isotermas de solubilidad de los minerales fosfatados. Fertilizantes fosfatados: Rocas fosfóricas, origen y características. Obtención de los fertilizantes fosfatados solubles. Evolución y transformación de los fosfatos incorporados al suelo. El valor residual del P incorporado.

8.- Diagnóstico de deficiencias de P y manejo de la fertilización para los principales cultivos agrícolas: Dinámica de absorción y requerimientos y partición de P de los distintos cultivos. Pasos en el desarrollo de una metodología de diagnóstico: correlación, calibración y recomendación. Métodos para estimar de P disponible. Criterios para la selección de una adecuada metodología de análisis de P. Índice de disponibilidad de P en suelos argentinos con especial énfasis en la Región Pampeana. Respuesta a la fertilización fosfatada de los cultivos según niveles de P índice de disponibilidad en la Región Pampeana. Criterios de recomendación de fertilización: rápida reconstrucción-mantenimiento y nivel de suficiencia. Eficiencia de uso agronómica del P y los factores que la afectan. Evaluación económica de la fertilización fosfatada.

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3- PROGRAMA ANALÍTICO (CONTINUACIÓN):

9.- Azufre: El ciclo del azufre (S) en el sistema suelo-planta-atmósfera. Formas inorgánicas y orgánicas y sus

transformaciones en el suelo. Dinámica de absorción y requerimientos y partición de S de los distintos cultivos. Efecto de la disponibilidad de S sobre la determinación del rendimiento y de la calidad de los productos agrícolas. Índices de disponibilidad directos e indirectos de S. Fertilizantes y manejo de la fertilización azufrada.

10.- Potasio, Calcio y Magnesio: El ciclo del potasio (K), Calcio (Ca) y Magnesio (Mg). Contenido en el suelo. Las formas químicas y su relación con la disponibilidad para las plantas. Dinámica de absorción de K, Ca y Mg, requerimientos y partición. Índices de disponibilidad de K, Ca y Mg. Los niveles de K disponibles en distintas regiones del país. Fuentes de K, Ca y Mg.

11.- Micronutrientes: El ciclo del Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Co. La química de los micronutrientes en el suelo. Los factores que afectan su disponibilidad: el pH, la materia orgánica y el potencial Redox. Dinámica de absorción, requerimientos y partición de los distintos micronutrientes. Diagnóstico y corrección de sus deficiencias. Fuentes de micronutrientes.

12.- Labranzas: Definición y objetivos. Concepto de dinámica de suelos. Tipos de labranzas según su función y profundidad de trabajo. Los sistemas de labranza: convencional, reducida, mínima. Labranza conservacionista. Siembra directa. Efecto de las labranzas sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. Las labranzas y la cobertura. Barbecho: definición, objetivos, tipos. Criterios para la elección de las labranzas a utilizar.

13.- Combinación de cultivos en el tiempo: Conceptos, tipos y objetivos. Sistemas de cultivo: la relación

rotaciones-labranzas. Efecto de las combinaciones de cultivos en el tiempo sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos. Rotaciones mixtas y rotaciones de cultivos: objetivos, ventajas y desventajas. Manejo de los residuos, abonos verdes y cultivos de cobertura. Criterios para la implementación y planificación de los sistemas de cultivo.

14.- Erosión hídrica y eólica: Importancia en el país y en la región. Factores predisponentes para cada proceso. Mecánica y formas. Grados. Modelos para predecir su intensidad.

15.- Control de la erosión: Principios básicos y fundamentos. Prácticas agronómicas de control de erosión y de los escurrimientos. Prácticas mecánicas de control de erosión hídrica y de los escurrimientos: tipos, descripción y criterios para decidir su utilización. Cortinas rompevientos. Planificación del control de la erosión.

16.- Manejo de suelos halo-hidromórficos. Caracterización distribución e importancia de los suelos halo-hidromórficos en la Región Pampeana. Criterios para el manejo de suelos alcalinos. Recuperación de suelos alcalinos: enmiendas, prácticas hidráulicas. Drenaje. La arada profunda.

17.- Manejo de suelos de zonas áridas y semiáridas: Caracterización distribución e importancia de los

suelos de zonas áridas y semiáridas en la Región Pampeana. Criterios para el manejo de suelos de zonas áridas y semiáridas: agua, fertilidad.

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4- PROGRAMA DE ACTIVIDADES PRÁCTICAS:

OBJETIVO

El presente Programa de Trabajos Prácticos tiene como objetivo contribuir a que los estudiantes desarrollen una mejor comprensión de los conocimientos adquiridos en las clases teóricas, y sean capaces de manejar e integrar conceptos, mediante el análisis de información, el diagnóstico de problemas, el conocimiento de metodologías que apoyen la toma de decisiones y el desarrollo de una actitud crítica y científica en la búsqueda de soluciones.

El temario enfatiza en tecnologías probadas y de importancia regional, que apuntan a mejorar la productividad de los suelos a través de un manejo conservacionista del agua y de los nutrientes.

Se desarrollarán los siguientes trabajos prácticos:

1- Productividad y limitaciones de uso de los suelos

Se pretende que los estudiantes logren: • integrar la información de cartas topográficas y de suelos a fin de identificar las principales limitaciones

de uso de los suelos en distintos ambientes, • relacionar las limitaciones de uso de los suelos con los requerimientos de manejo.

2- Factores que afectan el comportamiento de los cultivos Se pretende que los estudiantes logren: • identificar los factores bióticos y abióticos que afectan el crecimiento y desarrollo de los cultivos y

analizar e interpretar sus interacciones, • reconocer que el efecto de los factores y la expresión de sus interacciones pueden ser manejados a

través de la combinación de prácticas que inciden sobre los procesos en que intervienen.

3- Disponibilidad de agua y rendimientos Se pretende que los estudiantes logren: • identificar al agua como el factor de mayor importancia en la definición de la producción de los cultivos

y de la productividad de los sistemas, • aplicar conocimientos previamente adquiridos para estimar la disponibilidad de agua y su relación con

la productividad de los cultivos y con la necesidad de aplicación de prácticas de manejo.

4- Evaluación de la disponibilidad de nutrientes Se pretende que los estudiantes logren: • familiarizarse con técnicas de muestreo de suelos y su procesamiento para la evaluación de la

disponibilidad de nutrientes, • realizar un muestreo de suelos bajo diferentes condiciones ambientales y de muestreo y acondicionar

las muestras obtenidas para su ingreso a laboratorio.

5- Balance de N Se pretende que los estudiantes logren: • conocer los componentes del balance de N, su variación según prácticas de manejo de suelo y su

aplicación para el diagnóstico de necesidades de fertilización, • aplicar el balance de N como metodología para estudiar el destino del N del fertilizante según

diferentes prácticas de manejo de la fertilización.

6- Balance de P Se pretende que los estudiantes logren: • identificar los principales componentes del balance de P para los sistemas agrícolas de la región

pampeana, • aplicar la metodología del balance de P para determinar la dosis de P que no produzca cambios en el

nivel de P del suelo.

7- Diagnóstico y recomendación de N y P Se pretende que los estudiantes logren:

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4- PROGRAMA DE ACTIVIDADES PRÁCTICAS (CONTINUACIÓN):

• poner en práctica diferentes metodologías para el diagnóstico de deficiencias de N y P, • desarrollar criterios para la recomendación de fertilización con N y P.

8- Visita a planta de procesamiento y distribución de fertilizantes (NO OBLIGATORIO, en día distinto del asignado)

Se pretende que los estudiantes logren: • familiarizarse con la problemática de la manipulación y distribución comercial de los fertilizantes, • conocer la estructura y la logística de una empresa de servicio de evaluación, recomendación,

elaboración de mezclas y distribución de fertilizantes.

9- Labranzas Se pretende que los estudiantes logren: • identificar la incidencia de distintos sistemas de labranza sobre los procesos edáficos a corto y largo

plazo y el comportamiento de los cultivos, en relación con las condiciones ambientales y de aplicación, • relacionar a los sistemas de labranza con la magnitud del efecto de los factores que determinan la

productividad de los cultivos y sus interacciones según las condiciones ambientales y de aplicación.

10- Combinaciones de cultivos Se pretende que los estudiantes logren: • reconozcan que la combinación de cultivos incide sobre los procesos edáficos a corto y largo plazo y el

comportamiento del sistema de producción, • relacionar a combinación de cultivos ligada a los sistemas de labranza con la magnitud del efecto de

los factores que determinan la productividad de los cultivos y sus interacciones.

11- Topografía aplicada a la conservación de suelos Se pretende que los estudiantes logren: • adquirir los conocimientos básicos de topografía y desarrollar habilidades para la interpretación y uso

de mapas topográficos necesarios para planificar la conservación de suelos de un establecimiento, • delimitar y caracterizar cuencas hidrográficas como instrumento para el manejo de escurrimientos.

12- Ecuación Universal de Pérdida de Suelo

Se pretende que los estudiantes logren: • comprender el significado y la forma de cálculo de cada factor de la Ecuación, • evaluar el efecto de los factores clima, tipo de suelo, relieve y manejo sobre la pérdida de suelo, • comprender cómo adecuar el manejo de suelos y cultivos para conservar el suelo según el ambiente.

13- Estimación de escurrimiento Se pretende que los estudiantes logren: • desarrollar la habilidad de calcular y/o estimar los factores y coeficientes necesarios para el cálculo del

escurrimiento crítico de un área de aporte, • calcular el volumen y el caudal de escurrimiento crítico de distintas áreas de aporte, • interpretar el efecto de los factores más relevantes sobre el volumen y el caudal del escurrimiento.

14- Diseño de estructuras de conservación de suelos Se pretende que los estudiantes logren: • conocer los factores que determinan la capacidad de retención y conducción de escurrimientos de una

estructura y utilizarlos para diseñar desagües vegetados, canales de guardia y terrazas, • analizar la factibilidad de construcción de la estructura proyectada y la facilidad de operación, en

función de sus dimensiones de diseño, la pendiente del terreno y la profundidad del horizonte A.

15- Visita a un establecimiento sistematizado (NO OBLIGATORIO, en día distinto del asignado) Se pretende que los estudiantes logren: • observar y comprender in situ prácticas de control de escurrimientos, los criterios que fundamentaron

su planificación y las distintas etapas que significó su realización, • comprender el funcionamiento de un campo sistematizado con obras de conservación de suelos a

través del contacto con los participantes en el manejo de los mismos.

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5- BIBLIOGRAFÍA:

ALVAREZ, R. (Ed.). 2012. Fertilización de cultivos y pasturas. Diagnóstico y recomendación en la región pampeana. 1a edición. Facultad de Agronomía, UBA. Buenos Aires, Argentina. (2 ej.**)

BEASLEY, R.P. 1976. Erosion and Sediment Pollution Control. Iowa State University Press, Ames. Iowa, Estados Unidos de Norteamérica. (1 ej.*)

BRADY, N.C. 1999. The Nature and Properties of Soil. 9th edition. MacMillan, New York, Estados Unidos de Norteamérica. (1 ej.**)

BLACK, C.A. 1975. Relación Suelo-Planta. 1a edición. Editorial Hemisferio Sur. Buenos Aires, Argentina. (6 ej.*)

BLANCO, H. and R. LAL. 2008. Principles of soil conservation and Management. Springer, New York, New York. Estados Unidos de Norteamérica. (1 ej.**)

BUCKMAN, H.O and N.C. BRADY. 1991. Naturaleza y Propiedades de los Suelos. 4a reimpresión. Editorial Limusa S.A:, México, México. (1 ej.*)

FAO. 1961. La Erosión Eólica y Medidas para Combatirla en los Suelos Agrícolas. Cuaderno de fomento agropecuario Nº 71. Roma, Italia. (1 ej.*, 1 ej.**)

FAO. 1967. La Erosión del Suelo por el Agua. Cuaderno de fomento agropecuario Nº 81. Roma, Italia. (1 ej.*, 1 ej.**)

FECIC. 1988. El Deterioro del Ambiente en la Argentina. FECIC, Buenos Aires, Argentina. (2 ej.*, 1 ej.**)

ECHEVERRÍA, H.E. y F.O. GARCÍA (Eds.). 2005. Fertilidad de Suelos y Fertilización de Cultivos. Ediciones INTA, Balcarce, Buenos Aires, Argentina. (4 ej.*)

GOLDBERG, A.D. y A.G. KIN (Eds.). 2003. Viento, Suelo y Plantas. Ediciones INTA. Anguil, La Pampa, Argentina. (1 ej.*, 1 ej.**)

HAVLIN, J.L., J.D. BEATON, S.L. TISDALE and W.L. NELSON. 2005. Soil Fertility and Fertilizers. An

Introduction to Nutrient Management. 7th edition. Pearson-Prentice Hall. Upper Saddle River, New Jersey. Estados Unidos de Norteamérica. (1 ej.**)

HUDSON, N. 1982. Conservación del Suelo. Editorial Reverté S.A., Barcelona, España. (2 ej.*)

PRYSTUPA, P. (Ed.). 2007. Tecnología de la Fertilización de Cultivos Extensivos en la Región Pampeana. 1a edición. Facultad de Agronomía, UBA. Buenos Aires, Argentina. (1 ej.*)

SCHWAB, G.O., D.D: FANDMEIER and W.J. ELLIOT. 1996. Soil and Water Management Systems. 4th Edition. John Wiley & Sons, Inc., New York, Estados Unidos de Norteamérica. (1 ej.**)

SUAREZ de CASTRO, F. 1979. Conservación de Suelos. IICA. San José de Costa Rica, Costa Rica. (10 ej.*)

THOMPSON, L.M and F.R. TROEH. 1980. Los suelos y su fertilidad. 4a edición. Editorial Reverté S.A., Barcelona, España. (8 ej.*)

TISDALE S.L. and W.H. NELSON. 1979. Fertilidad de los Suelos y Fertilizantes. 1a edición. Montaner y Simmons. Barcelona, España. (9 ej.*)

TISDALE S.L. and W.H. NELSON and J.B. BEATON. 1993. Soil Fertility and Fertilizers. 5th edition. Macmillan Publishing Company. New York, Estados Unidos de Norteamérica. (1 ej.*)

TROEH, F.R., J.A. HOBBS and R.L. DONAHUE. 1980. Soil and Water Conservation. 1st edition. Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, Estados Unidos de Norteamérica. (1 ej.*)

TROEH, F.R., J.A. HOBBS and R.L. DONAHUE. 1991. Soil and Water Conservation. 2nd edition. Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, Estados Unidos de Norteamérica. (1 ej.*)

* en Biblioteca de la Unidad Integrada Balcarce. ** en oficina de los docentes de la Asignatura.

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6- INFORMACIÓN ADICIONAL: Modalidad de promoción de la Asignatura: CON examen final.

Modalidad de evaluación de la cursada: Dos (2) instancias de evaluación escritas durante la cursada de

APROBACIÓN OBLIGATORIA: dos (2) exámenes parciales que podrán ser recuperados. Para aprobar la cursada los alumnos deberán asistir a al menos al setenta y cinco por ciento (75%) de

los trabajos prácticos obligatorios (10 sobre 13 totales). Contribución a la calificación global (CG) de las instancias de evaluación:

Primer examen parcial: 25% (se califica de 1 a 10)

Segundo examen parcial: 25% (se califica de 1 a 10)

Examen final: 50% (se califica de 1 a 10) (El examen final es oral, salvo que el número de inscriptos

haga necesario elaborar una prueba escrita) Evaluación de los trabajos prácticos:

Al inicio de cada trabajo práctico obligatorio (13 trabajos prácticos) se tomará una evaluación consistente en una pregunta sobre la temática del trabajo práctico anterior y otra sobre los pre-requisitos para el trabajo práctico del día.

En el primer trabajo práctico la evaluación consistirá en dos preguntas referidas a los pre-requisitos para el mismo.

Las evaluaciones de los trabajos prácticos no serán eliminatorias. Los resultados serán utilizados como apoyo de concepto a las calificaciones de los exámenes parciales y sus recuperatorios.

En los trabajos prácticos obligatorios se tomará asistencia al finalizar el turno de trabajo. Evaluaciones durante la cursada:

Los exámenes parciales y sus recuperatorios se tomarán en día de clase teórica (a menos que se acuerde lo contrario para evitar la superposición de exámenes).

El horario de los exámenes será 8:30 - 11:30.

De 11:30 a 12:20 los docentes junto con los estudiantes que deseen participar, realizarán la resolución conjunta de los exámenes.

Desarrollo de la cursada:

El horario de clases teóricas será los jueves de 8:30 a 11:20. Para compensar horas perdidas por feriados, se propondrá que algunos teóricos finalicen a las 12:20 o bien que se dicte algún teórico en horario diferente del que figura en el horario oficial.

El horario de trabajos prácticos será: viernes 8:30 - 11:20 (turno mañana) y 13:00 - 15:50 (turno tarde). Los docentes permanecerán en el aula hasta las 12:20 y hasta las 16:50, respectivamente para atender a aquellos estudiantes que quisieran completar la temática del trabajo práctico del día.

Habrá dos temas del programa analítico (Unidades 16 y 17) que se dictarán en horario de trabajos prácticos en horario a acordar para que todos los estudiantes puedan participar independientemente del turno de trabajos prácticos en que participen.

Habrá dos trabajos prácticos (Nº 8 y Nº 15) no obligatorios que se llevarán a cabo en día y horario

distinto del que figura en el horario oficial (posiblemente en días sábado).

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Horas semanales (X) o totales ( ) de Clases: Teóricas 3 Prácticas 3 Teórico/prácticas

TOTAL U.V.AC.

VIGENCIA DE ESTE PROGRAMA

Ciclo Lectivo* Firma y aclaración del Docente responsable

2009 Ing. Agr. Guillermo A. Studdert

2010 Ing. Agr. Guillermo A. Studdert

2011 Ing. Agr. Guillermo A. Studdert

2012 Ing. Agr. Guillermo A. Studdert

2013 Ing. Agr. Guillermo A. Studdert

* si es un curso no curricular, indicar período en que se dictará.

VºBº Area:

Firma y aclaración Coordinador

VºBº Departamento:

Firma y aclaración Director

FECHA DE ENTRADA NÚMERO DE FOLIOS

NÚMERO DE MESA DE ENTRADAS

DESPACHO COMISION DE ENSEÑANZA DE GRADO Y POST-GRADO

Firma Secretario Comisión

APROBADO CONSEJO ACADÉMICO Firma Secretario Consejo Académico

Fecha

Número de O.C.A. de aprobación: Fecha:

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Departamento Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO Nº 1

Productividad y Limitaciones de Uso de los Suelos

Un sistema de producción que pretenda ser sostenible debe contemplar las acciones

necesarias para que el suelo pueda mantener y/o mejorar su condición y, con ello, la

capacidad de permitir el desarrollo de los cultivos. La tendencia de un sistema de producción

hacia la degradación o hacia la sostenibilidad depende de las decisiones de los protagonistas

de la producción y está directamente ligada a lo que suceda en el suelo, para lo cual es

primordial el conocimiento de sus limitaciones y capacidades.

Las características de los suelos determinan las funciones que pueden desarrollar, definen

sus usos potenciales y limitaciones y son la base para establecer las prácticas de manejo que

conducirán a su aprovechamiento óptimo. El conocimiento de la distribución de los suelos, de

su relación con el paisaje y de sus propiedades es, por lo tanto, crucial e indispensable para

definir las estrategias de manejo. En el presente trabajo práctico se discutirá el efecto de

distintas variables sobre la productividad y la capacidad de uso de los suelos.

El presente trabajo práctico pretende que los estudiantes logren:

integrar la información de cartas topográficas y de suelos a fin de identificar las principales limitaciones de uso de los suelos en distintos ambientes,

relacionar las limitaciones de uso de los suelos con los requerimientos de manejo.

Para alcanzar tales objetivos, es necesario recurrir a los conocimientos básicos

vinculados con esta temática adquiridos en las asignaturas Edafología Agrícola y Genésis,

Clasificación y Cartografía de Suelos. Se sugiere la utilización de la bibliografía recomendada

en las mencionadas Asignaturas.

El parcialito de este trabajo práctico se referirá a los conocimientos previos

necesarios para la resolución del mismo.

Preguntas prerrequisito:

Las siguientes preguntas deberán ser resueltas antes del desarrollo del trabajo práctico a

manera de repaso de los conocimientos necesarios para resolver el mismo.

1) ¿Cuáles son los componentes del suelo? ¿Qué es la textura? ¿Cómo se caracterizan y qué

importancia tienen los “espacios vacíos” en el suelo? ¿Qué diferencia hay entre infiltración

y percolación?, ¿cómo se relacionan? ¿Qué es la estabilidad estructural y qué importancia

tiene?

2) ¿Cuáles son las unidades geomorfológicas presentes en la provincia de Buenos Aires?.

¿Qué características climáticas poseen (temperatura, precipitación y ETo promedio anual)?

¿Cuáles son las características de relieve de cada una de ellas?

3) Explique cómo actuaron los distintos factores formadores de suelo para generar los suelos

representativos de cada unidad geomorfológica de la provincia de Buenos Aires.

4) ¿Qué es la capacidad de intercambio catiónico (CIC)? ¿Qué elementos del suelo la

generan? ¿Cómo se determina? ¿Qué importancia tiene para el funcionamiento del suelo?

¿Qué otra/s determinación/ones adicional/es a ésta contribuye/n a la caracterización del

suelo?

5) Explique los procesos de formación de un horizonte argílico.

6) ¿Cuál es el efecto de la presencia de Na+ en el complejo de intercambio sobre los coloides

del suelo? Explique. ¿Qué dificultades le genera a los cultivos?

18

7) ¿Cuál es el rango óptimo de pH para el normal desarrollo de la mayoría de los cultivos?

8) ¿Cuáles son los sistemas de clasificación de las tierras según su aptitud productiva? ¿Qué

variables evalúan?

9) ¿En que unidades se puede expresar el contenido de nutrientes en el suelo?

10) ¿Cómo afectan la temperatura y el régimen de precipitaciones al contenido de materia

orgánica (MO) de un suelo? ¿Y la textura?

11) ¿Cuál es el porcentaje de C y de N en la MO del suelo?

12) ¿Cómo se puede expresar el contenido de agua de un suelo? ¿Qué variables necesita

conocer para calcularlo? ¿Qué es la capacidad total de almacenaje de un suelo? ¿Cuál es la

relación con la capacidad de campo?, ¿y con el agua útil? ¿Cómo influye la textura en la

capacidad de almacenaje de agua del suelo?

13) ¿Qué es una carta topográfica? ¿Qué información provee, cómo esta representada y cuál

es su utilidad? ¿Qué significado tienen los números con la cual se las designa? ¿En que

escalas son publicadas?

14) ¿Qué es un mapa de suelos?, ¿qué características y elementos lo componen?

15) ¿Qué utilidad tienen las fotos aéreas con cubrimiento estereoscópico?

Preguntas a resolver en clase

A continuación se presentan y se requiere analice ejemplos característicos de ambientes

muy diversos de la Región Pampeana. Se incluyen también algunos ejercicios para que

exprese el contenido de nutrientes de los suelos en diferentes unidades.

1.- Con la información adjunta de algunos suelos de la Región Pampeana, grafique en las

planillas que se adjuntan las curvas de distribución en el perfil según el siguiente detalle

(en todos los casos explique sintéticamente el por qué existen las diferencias que

observa):

a) Porcentaje de MO de los siguientes suelos:

a1- Argiudoles Típicos de Pampa Ondulada y Sistema de Tandilia y Haplustol Entico

del Sistema de Ventania;

a2- Hapludol Tapto Árgico y Natracuol Típico de Pampa Deprimida.

b) Porcentaje de arcilla (% As): Argiudoles Típicos de Pampa Ondulada y Sistema de

Tandilia y Hapludol Éntico de Pampa Arenosa.

c) Capacidad de intercambio catiónico (CIC): Argiudol Típico de Pampa Ondulada y

Hapludol Éntico de Pampa Arenosa.

d) Porcentaje de Na+ de intercambio (PSI) y pH: Hapludol Tapto Árgico y Natracuol

Típico de Pampa Deprimida.

2.- Estime el contenido de N total (en %) en el horizonte superficial de los siguientes suelos:

Argiudoles Típicos de Pampa Ondulada y de Sistema de Tandilia y Haplustol Éntico de

Sistema de Ventania. Exprese ese contenido en mg kg-1

y estime la cantidad total de N en

kg ha-1

que se encuentra en los primeros 10 cm. Compare.

3.- En el Hapludol Tapto Árgico y Natracuol Típico de Pampa Deprimida, exprese el

contenido de cada catión en el horizonte superficial en mg kg-1

y en %. Compare.

4.- Estime cuántos mm de agua útil para los cultivos pueden almacenar hasta los 2 m de

profundidad los Argiudoles Típicos de Pampa Ondulada y del Sistema de Tandilia y el

Haplustol Entico del Sistema de Ventania. Estime (Anexo 1, página 147) una capacidad

de almacenaje acorde con la textura del suelo. Compare. Discuta qué sucedería con el

agua útil en un Paleudol Petrocálcico del Sistema de Tandilia.

5.- ¿Qué variables considera que limitan en mayor grado la productividad y la capacidad de

uso de cada uno de los suelos presentados?

19

6.- Identifique el lugar representado en la copia parcial de la carta topográfica 3757-31-2 del

IGM. ¿Cuál es la diferencia de cota entre los puntos A y B indicados en la copia de la

carta? ¿Qué suelos podría encontrar en una toposecuencia de esa zona? Esquematice su

ubicación en el paisaje. ¿Cuáles considera más productivos y por qué? ¿Cuáles son sus

limitaciones de uso?

7.- ¿Qué pasos seguiría para conocer qué suelos están presentes en un establecimiento y en

qué proporción, cómo se distribuyen espacialmente y cuáles son su aptitud, limitaciones

de uso y requerimientos de manejo?

20

Argiudol Típico. Pampa Ondulada.

Ap A1 BA Bt1 Bt2 Bt3 BC Ck

0-13 13-22 22-35 35-60 60-85 85-115 115-155 155-220

6,5 17,5 28,5 47,5 72,5 98 135 187,5

2,9 2,5 1,6 1,1 0,9 0,6 0,3 0,2

5,8 5,8 6,0 6,2 6,5 6,4 6,4 7,9

20,4 19,6 19,6 23,1 29,8 27,3 23,1 21,0

11,4 12,7 12,0 13,8 18,3 17,2 16,5

2,9 2,5 3,1 4,5 6,5 6,4 3,8

1,4 1,0 0,9 1,3 2,3 2,4 2,3 2,4

0,2 0,1 0,2 0,1 0,2 0,2 0,3 0,5PSI 0,9804 0,5102 1,0204 0,4329 0,6711 0,7326 1,2987 2,381

20,1 24,8 27,9 34,2 46,4 32,0 22,0 14,9

75,6 70,8 67,2 61,3 50,0 63,0 72,7 79,9

4,3 4,4 4,9 4,5 3,6 5,0 5,3 5,2ARENATextu

ra

(%)

ARCILLA

LIMO

MO (%)

pH

CIC (meq 100g-1

)

Cationes I

nte

rc.

(meq 1

00g

-1) Ca

++

Mg++

K+

Na+

Horizonte:

Prof. (cm)

Hapludol Entico. Pampa Arenosa.

Ap A1 AC C

0-18 18-35 38-68 68-120

2,1 1,2 0,9

6,1 6,1 6,3 6,7

12,4 12,6 11,9 9,1

6,8 6,9 7,7 5,9

1,3 1,9 1,0 2,0

2,0 1,5 1,5 1,0

0,2 0,4 0,4 0,3PSI

16,1 17,4 17,4 6,3

27,2 20,7 19,1 22,2

56,7 61,9 63,5 71,5

K+

Na+

Cationes I

nte

rc.

(meq 1

00g

-1)

MO (%)

CIC (meq 100g-1

)

LIMO

ARENA

ARCILLA

Textu

ra

(%)

Horizonte:

Prof. (cm)

pH

Mg++

Ca++

21

Argiudol Típico. Sistema de Tandilia.

Ap A1 BA Bt2 BC C

0-12 12-30 30-40 40-70 70-105 105-134

6 21 35 55 87,5 119,5

7,8 6,4 2,1 1,2 0,4 0,2

6,4 6,2 6,8 7,0 7,2 7,3

27,4 29,0 25,3 26,0 18,5 15,8

14,3 17,1 15,4 15,8 12,0 11,1

2,4 1,2 4,6 5,6 4,9 3,8

3,6 3,4 2,0 1,3 1,2 1,3

0,4 0,3 1,0 0,5 0,5 0,5PSI 1,4599 1,0345 3,9526 1,9231 2,7027 3,1646

24,6 25,5 28,4 31,5 24,3 18,7

39,2 38,7 40,7 32,9 36,4 37,7

36,2 35,8 30,9 35,6 39,3 43,6Textu

ra

(%)

ARCILLA

LIMO

ARENA

MO (%)

pH

CIC (meq 100g-1

)

Cationes I

nte

rc.

(meq 1

00g

-1) Ca

++

Mg++

K+

Na+

Horizonte:

Prof. (cm)

Argiustol Típico. Pampa Interserrana.

A1 BA Bt1 Bt2 Tosca

0-14 14-25 25-40 40-60

7 19 42,5 50

3,5 3,5 2,3 0,8

7,0 7,1 6,9 7,4

19,7 24,0 27,7 26,1

13,4 18,9 20,7 22,9

3,1 2,1 4,2 4,1

2,7 2,2 1,8 0,9

0,4 0,4 0,5 0,6PSI 2,0305 1,6667 1,8051 2,2989

21,3 24,4 29,9 26,3

36,2 35,4 37,8 31,5

42,5 40,2 32,3 42,2Textu

ra

(%)

ARCILLA

LIMO

ARENA

pH

CIC (meq 100g-1

)

Cationes I

nte

rc.

(meq 1

00g

-1) Ca

++

Mg++

K+

Na+

Horizonte:

Prof. (cm)

MO (%)

22

Haplustol Entico. Sistema de Ventania.

Ap A1 AC Tosca

0-15 15-35 35-60

7,5 25 47,5

1,8 1,3 0,8

7,0 7,0 7,5

14,1 15,5 15,7

7,7 8,7 11,7

3,8 3,3 3,8

2,3 2,4 1,0

0,5 0,5 0,6PSI 3,196 3,4194 3,6283

12,8 13,7 12,0

29,2 28,6 27,3

58,1 57,6 60,6Textu

ra

(%)

ARCILLA

LIMO

ARENA

pH

CIC (meq 100g-1

)C

ationes I

nte

rc.

(meq 1

00g

-1) Ca

++

Mg++

K+

Na+

Horizonte:

Prof. (cm)

MO (%)

Hapludol Tapto Argico. Pampa Deprimida.

Ap A1 AC IIBt1 IIBC1 IIBC2 IICk

0-14 14-27 27-38 38-63 63-102 102-122 122-138

7 20 32 50 82,5 112 130

7,3 4,1 1,2 0,8 0,2

6,5 7,3 7,0 7,9 9,1 9,1 9,2

23,8 19,0 9,6 24,6 14,1 16,5

12,5 13,4 5,1 13,0

2,9 2,5 1,9 6,0

1,7 1,0 0,9 1,8 1,2 1,2

0,3 0,3 0,2 0,6 0,6 0,8PSI 1,2605 1,5789 2,0833 2,439 4,2553 4,8485

23,8 26,4 21,6 42,0 23,5 22,8 26,4

32,7 31,8 27,8 22,6 26,7 29,1 30,2

43,5 41,8 50,6 35,4 49,8 48,1 43,4

LIMO

ARENA

Mg++

K+

Na+

Horizonte:

Prof. (cm)

MO (%)

pH

CIC (meq 100g-1

)

Cationes I

nte

rc.

(meq 1

00g

-1) Ca

++

Textu

ra

(%)

ARCILLA

23

Hapludol Tapto Nátrico. Pampa Deprimida.

A1 AC IIBtn1 IIBtn2 IIBC

0-23 23-39 39-72 72-94 94-110

11 31 55,5 82 99

3,4 0,2 0,5 0,2

6,9 8,2 8,2 8,9 9,0

13,9 4,0 23,5 27,7 21,4

8,7 3,5 13,3

1,8 1,2 3,4

0,9 0,5 1,4 1,8 1,6

1,0 1,1 4,0 4,7 2,4PSI 7,1942 27,5 17,021 16,9675 11,21

18,6 8,8 40,1 25,8 20,2

33,0 24,2 12,3 31,8 37,9

48,4 67,0 47,6 42,4 41,9ARENATextu

ra

(%)

ARCILLA

LIMO

MO (%)

pH

CIC (meq 100g-1

)

Cationes I

nte

rc.

(meq 1

00g

-1) Ca

++

Mg++

K+

Na+

Horizonte:

Prof. (cm)

Natracuol Típico. Pampa Deprimida.

A1 AB Btn1 Btn2 BC1 BC2

0-10 10-21 21-35 35-47 47-70 70-93

5 15,5 28 41 58,5 81,5

2,9 2,4 1,1 0,7

7,2 8,5 9,5 9,2 9,2 9,3

16,2 23,1 23,3 46,2 22,1 25,9

5,7 6,9 5,4

5,8 5,0 5,1

1,3 1,1 1,5 2,2 1,8 2,0

2,6 10,3 12,0 22,4 9,0 11,6PSI 16,049 44,589 51,502 48,485 40,724 44,788

18,4 23,7 38,2 37,5 28,1 26,2

41,8 40,4 32,5 28,5 43,6 40,2

39,8 35,9 29,3 34,0 28,3 33,6Textu

ra

(%)

ARCILLA

LIMO

ARENA

MO (%)

pH

CIC (meq 100g-1

)

Cationes I

nte

rc.

(meq 1

00g

-1) Ca

++

Mg++

K+

Na+

Horizonte:

Prof. (cm)

24

Gráfico pregunta 1 inciso a1) Gráfico pregunta 1 inciso a2)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8

MO (%)

Pro

fun

did

ad

(cm

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8

MO (%)

Pro

fun

did

ad

(cm

)

Gráfico pregunta 1 inciso b) Gráfico pregunta 1 inciso c)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 10 20 30 40 50 60 70

Arcilla (%)

Pro

fundid

ad (

cm

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 5 10 15 20 25 30 35 40

CIC (Meq/100 gr)

Pro

fun

did

ad

(cm

)

25

Gráficos pregunta 1 inciso d)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

3 4 5 6 7 8 9 10 11

pH

Pro

fun

did

ad

(cm

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 20 40 60 80 100PSI (%)

Pro

fun

did

ad

(cm

)

26

Imagen parcial de la CARTA 3757-31-2 (Escala 1:50000 - Equidistancia 5 y 10 m)

A

B

27

28

29

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento: Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO N° 2

Factores que afectan el comportamiento de los cultivos

Los numerosos factores que afectan el crecimiento de los cultivos suelen agruparse, según

su naturaleza, en diferentes categorías. Comúnmente se hace referencia a factores o variables

de orden genético (especie, variedad, etc.), climático (temperatura, precipitaciones, etc.),

edáfico (%MO, pH, agua disponible, nutrientes disponibles, etc.), sanitario (enfermedades,

plagas, etc.) y de manejo (labranzas, fecha de siembra, fertilización, etc.). El conocimiento de

la importancia de los distintos factores sobre la producción, ayuda a tomar las decisiones de

manejo lo más acertadas posible.

El efecto de cada variable con frecuencia depende del nivel en que se encuentran otras

variables, con las que interactúa. Por ejemplo, el efecto de las precipitaciones está

condicionado por la presencia de patógenos; el efecto de la densidad aparente, por las

precipitaciones; el efecto de la labranza por la densidad aparente, etc. Dichas interacciones

pueden ser positivas o negativas y vincular a dos o más variables. Por ejemplo, la respuesta a

la aplicación de fertilizantes (diferencia de producción entre tratamientos fertilizados y el

testigo) resulta afectada por la interacción con factores que regulan los requerimientos de

nutrientes al afectar el crecimiento de los cultivos, la disponibilidad de los mismos en el

suelo y su eficiencia de absorción.

El presente trabajo práctico pretende que los estudiantes logren

identificar los factores bióticos y abióticos que afectan el crecimiento y desarrollo de

los cultivos y analizar e interpretar sus interacciones,

reconocer que el efecto de los factores y la expresión de sus interacciones pueden ser manejados a través de la combinación de prácticas que inciden sobre los procesos en

que intervienen.

Para alcanzar tales objetivos, es necesario que previamente haya resuelto en su

totalidad el trabajo práctico Nº1 de esta asignatura y que tenga presentes los

conocimientos básicos vinculados con esta temática adquiridos en las asignaturas:

Introducción a los Sistemas de Producción, Agrometeorología, Fisiología Vegetal, Edafología

Agrícola y Estadística y Diseño.

Por otro lado se recomienda la lectura previa del siguiente material bibliográfico (presente

en Biblioteca):

Fertilidad de los Suelos y Fertilizantes. Tisdale S y Nelson W. 1970. Capítulo 2 “El crecimiento y los factores que lo afectan” y Capítulo 3: “Elementos requeridos en la

nutrición de las plantas” (En Castellano).

Fertilidad de Suelos y Fertilización de Cultivos. Echeverría, H.E. y García, F.O. Capítulo 2: “Funciones de los nutrientes en el crecimiento Vegetal”

Existe una edición más nueva del primero de los libros antes mencionados y otros libros

recomendados, los cuales se encuentran en idioma inglés:

Soil Fertility and Fertilizers. Tisdale S, Nelson W, Beaton J and Havlin J. 1993.

Capítulo 2 “Growth and the factors affecting it” y Capítulo 3: “Elements required in

plant nutrition”.

Soil Fertility Evaluation and Control. Black C A. 1993. Capítulo I: “Nutrient supplies and crop yields: response curves”.

30

Preguntas prerrequisito:

Las siguientes preguntas deberán ser resueltas antes del desarrollo del trabajo práctico a

manera de repaso de los conocimientos necesarios para resolver el mismo.

1) Realice un listado de variables que puedan afectar la producción de cultivos. Indique en

forma general y simple de qué manera o a través de qué mecanismos los afectan.

2) ¿Qué entiende por variable dependiente y por variable independiente? Dé varios ejemplos

de cada uno de esos tipos en la producción agropecuaria.

3) Grafique y formule el modelo matemático que describe una relación lineal simple entre

una variable dependiente (A) y una independiente (B). ¿Qué otro tipo de relaciones podrían

existir entre esas dos variables?

4) ¿Qué significa interacción entre dos variables? ¿Qué tipo de variables son las que

interaccionan y a través de qué tipo de variable se manifiesta el efecto de la interacción?

5) ¿Cómo reformularía el modelo matemático formulado en la pregunta 3) si interviniera una

tercera variable (C)?

6) ¿Qué es una interacción positiva y qué una interacción negativa?

7) ¿Qué es un factor limitante?

Preguntas a resolver en clase

1.- Indique las variables que por lo general se consideran como las más importantes en la

determinación del rendimiento de los cultivos.

2.- De las variables mencionadas en la pregunta 1.-, indique una o dos que con mayor

probabilidad podría transformarse en limitante en cada una de las siguientes unidades

geomorfológicas o edafoclimáticas de la provincia de Buenos Aires: Hapludol Típico en

Sistema de Ventana, Hapludol Típico de Pampa Arenosa, Argiudol Típico de Tandilia y

Pampa Ondulada, Paleudol Petrocálcico de Tandilia).

3.- Indique cuáles de las variables mencionadas en la pregunta 1.- pueden ser manejadas en la

producción agropecuaria. ¿A qué deberían tender las prácticas de manejo de cada una para

reducir su impacto negativo? ¿Conoce con qué prácticas de manejo se pueden lograr esos

objetivos?

4.- En la Figura 1 se presentan tres ejemplos (a, b y c) de respuesta a la aplicación de

tratamientos individuales con un primer factor (A, C y E, respectivamente), con un

segundo factor (B, D y F, respectivamente) y a la aplicación combinada de los dos factores

(A+B, C+D y E+F, respectivamente). Analice cómo es la respuesta a la aplicación de los

dos factores combinados respecto a la suma de respuestas de la aplicación de los factores

por separado. Indique para cada caso si existe interacción y, si la hubiera, si ésta es

positiva o negativa. Explique por qué.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Factor E Factor F E+F

Factores o combinacion de Factores

c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Factor C Factor D C+D

Factores o combinacion de Factores

b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Factor A Factor B A+B

Resp

ues

ta a

lo

s Fact

ore

s (k

g h

a-1

)

Factores o combinacion de Factores

a)

Figura 1: Respuesta a los tratamientos con diferentes factores o variables.

31

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

0 20 40 60 80 100 120

Rendim

iento

(kg h

a-1)

Factor B

Factor A (0)

Factor A (20)

a)

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

0 20 40 60 80 100 120

Rendim

iento

(kg h

a-1)

Factor D

Factor C (0)

Factor C (20)

b)

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

0 20 40 60 80 100 120

Rendim

iento

(kg h

a-1)

Factor F

Factor E (0)

Factor E (20)

c)

Figura 2: Rendimiento en función de distintos niveles de los factores B, D y F para dos niveles de los

factores A, C y E (a, b y c, respectivamente).

32

5.- Con los datos presentados en la Figura 1, complete la Figura 2 para cada uno de los tres

ejemplos (a, b y c), representando en el eje X dos niveles (0 y 100 unidades) de los

Factores B, D y F, respectivamente. En el eje Y el rendimiento y en el cuerpo del gráfico,

dos niveles (0 y 20 unidades) de los Factores A, C y E, respectivamente. Suponga que el

rendimiento del tratamiento testigo es de 2000 kg ha-1

.

Comente cómo evalúa gráficamente la existencia o no de interacción entre las dos

variables independientes. Interprete la existencia o no de interacciones.

6.- Formule la ecuación correspondiente para cada situación de la Figura 2. Identifique

gráficamente a qué corresponde cada uno de los términos de la ecuación.

7.- Dé ejemplos de variables que se puedan relacionar de la forma que lo hacen las variables

en cada uno de los ejemplos observados en la Figura 2.

8.- Analice la respuesta al aumento de la densidad de plantas en los distintos niveles de

disponibilidad de N (Figuras 3) y de Agua (Figuras 4) en maíz. ¿Existe interacción en cada

una de las figuras? ¿A qué podría deberse que la densidad a la que se registra el máximo

rendimiento sea distinta para las diferentes disponibilidades de N y de Agua?

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 20000 40000 60000 80000 100000

Densidad de Plantas (Nº Pl ha-1)

Rendim

iento

(M

g h

a-1)

N0

N1

N2

Año Normal0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 20000 40000 60000 80000 100000

Densidad de Plantas (Nº Pl ha-1)

Rendim

iento

(M

g h

a-1)

N0

N1

N2

Año Seco

Figura 3: Rendimiento de maíz en función de la densidad de plantas y distintos niveles de

disponibilidad de nitrógeno (N0 < N1< N2) en un año normal y un año seco.

0

2

4

6

8

10

12

14

50000 70000 90000 110000 130000

Densidad de Plantas (Nº Pl ha-1)

Re

nd

imie

nto

(M

g h

a-1

)

Déficit Severo

Déficit Moderado

Sin Déficit

Figura 4: Rendimiento de maíz en función de la densidad de plantas y distintos niveles de

disponibilidad de agua. (Adaptado de Andrade et. al., 1996).

33

9.- Indique en las distintas porciones de la curva del tratamiento N2 en la Figura 3 cuál es el

factor limitante. Analice la diferencia de comportamiento en año normal y seco.

10.- Utilizando la información presente en la Figura 3, para una densidad de 60.000 pl ha-1

esquematice en la Figura 5 el rendimiento del cultivo en función del nivel de N (N0, N1 y

N2) para un año seco y un año normal. ¿Existe interacción? Interprétela.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 1 2

Nivel de disponibilidad de N

Rendim

iento

(m

g h

a-1)

Año Normal Año Seco

Figura 5: Rendimiento de maíz en función de la disponibilidad de N en año seco y año normal.

11.- ¿En qué suelos y/o ambientes analizados en el trabajo práctico Nº 1 de esta asignatura

cree usted que se podrían dar condiciones de disponibilidad hídrica como las presentadas

en la Figura 4? Comente.

12.- Analizando la información volcada en este trabajo práctico: ¿Qué cosas se deberían tener

en cuenta a la hora de aplicar un insumo o al decidir una práctica de manejo para la

producción de un cultivo?

¿Estas decisiones de manejo serían las mismas en las diferentes zonas agro-climáticas que

podemos encontrar en nuestro país? Ejemplifique para dos regiones contrastantes.

34

35

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento: Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO N° 3

Disponibilidad de agua y rendimientos

El agua es considerada uno de los más importantes factores de producción. Su escasez en

regiones áridas y semiáridas, al igual que en regiones húmedas durante ciertos períodos,

provoca importantes mermas en la producción de cultivos de secano y/o eleva los costos de

producción por la utilización de sistemas de riego.

Los excesos, sobre todo en suelos mal drenados, deprimen también los rendimientos y

obligan en algunos casos a realizar inversiones en sistemas o prácticas que mejoren la

condición de drenaje.

La importancia del agua en la producción radica tanto en las funciones que cumple dentro

de las plantas (es solvente, hidratante, reactivo, etc.), como en el papel que juega en la

relación entre éstas y el medio ambiente (disipa calor desde la canopia a la atmósfera,

transporta nutrientes desde el suelo a la raíz, etc.).

Para que puedan tener lugar las funciones primero citadas, los cultivos necesitan retener

sólo una mínima parte del agua total requerida durante un ciclo de producción (alrededor de 1

a 2%), mientras que la mayor parte es evapotranspirada en respuesta a la demanda

atmosférica. El ciclo se cierra cuando el agua precipita en diferentes formas desde la

atmósfera al suelo (Figura 1).

Figura 1: Ciclo del agua

En el suelo, el agua afecta la actividad microbiana y la dinámica de los nutrientes

(especialmente la de los más móviles) y su absorción, y la exploración del suelo por las raíces

y el intercambio de gases entre éstas y el medio. El agua en el suelo condiciona también el

tipo de labranzas y la oportunidad en que ellas pueden realizarse.

Lo antedicho destaca la necesidad de estudiar la economía del agua en los distintos

ambientes de producción, con el fin de diseñar estrategias de manejo que conduzcan a un uso

más racional y eficiente de este recurso.

Se pretende que los estudiantes logren:

Intercepción

36

identificar al agua como el factor de mayor importancia en la definición de la

producción de los cultivos y de la productividad de los sistemas,

aplicar conocimientos previamente adquiridos para estimar la disponibilidad de agua y su relación con la productividad de los cultivos y con la necesidad de aplicación de

prácticas de manejo.

Para alcanzar tales objetivos, es necesario que previamente haya resuelto en su

totalidad el trabajo práctico Nº1 de esta asignatura y que tenga presentes los

conocimientos básicos vinculados con esta temática adquiridos en las asignaturas

Agrometeorología, Introducción a los Sistemas de Producción, Fisiología Vegetal, Edafología

Agrícola y Génesis, Clasificación y Cartografía de Suelos.

Se requiere la lectura previa del siguiente material bibliográfico (adjunto a esta guía):

Anexo 1 (página 147) – Estimación de la capacidad de almacenaje de agua en

suelos del sudeste bonaerense. Travasso, M.I. y Suero, E.E. 1994. Boletín Técnico

EEA INTA Balcarce N° 125.

Por otro lado se recomienda la lectura previa del siguiente material bibliográfico (presente

en Biblioteca):

Relaciones Suelo-Planta. Black, C.A. 1975. Capítulo 2 del Tomo I: “Agua” (En

Castellano).

Bases para el manejo del maíz, el girasol y la soja. Andrade, F.D. y Sadras, V.O. 2002. Capítulo 6: “Requerimientos Hídricos” y Capítulo 7: “Efectos de la sequía

sobre el crecimiento y rendimiento de los cultivos”.

Preguntas Pre-requisito:

Las siguientes preguntas deberán ser resueltas antes del desarrollo del trabajo práctico a

manera de repaso de los conocimientos necesarios para resolver el mismo.

1) Defina los siguientes términos: saturación, capacidad de campo, punto de marchitez

permanente, agua gravitacional, agua útil disponible, capacidad de retención de agua útil,

capacidad de retención de agua, agua de percolación.

2) ¿En qué unidades se puede expresar el contenido de agua del suelo? ¿Cómo sería la

conversión entre ellas?

3) Relacione el tamaño de poros del suelo con los estados de saturación, capacidad de campo

y punto de marchitez permanente.

4) ¿Qué condiciones deben darse para que se produzca escurrimiento? ¿Y percolación?

¿Cómo se relacionan con la infiltración?

5) ¿Explique de qué variables dependen principalmente las constantes hídricas mencionadas

en la pregunta 1)? ¿Cómo las afectaría un incremento en la densidad aparente? ¿Qué

valores podría tomar la capacidad de retención de agua útil (expresados en porcentaje v/v,

en mm/10cm de profundidad y mm totales) en los suelos presentados en el trabajo práctico

N°1? Analice la siguiente figura (Figura 2) y comente si los valores sugeridos en el

esquema se mantendrían en diferentes tipos de suelo.

37

Figura 2: Representación esquemática del espacio poroso y los sólidos del suelo. Los valores son

orientativos para un suelo de textura franca, considerando una densidad aparente de 1.06 g

cm-3

y una densidad de partícula de sólidos de 2.65 g cm-3

.

6) ¿Qué métodos utilizaría para la determinación del contenido de agua de un suelo?

7) En la Tabla 2 se presenta una serie de datos correspondientes a distintas situaciones de

suelo y disponibilidad hídrica. Corrobore si los valores indicados en la primera línea son

los correctos. A manera de ejercitación complementaria de los objetivos de este trabajo

práctico, se propone que complete las celdas vacías.

8) Defina e indique las diferencias entre los siguientes términos: evapotranspiración (ET),

evapotranspiración de referencia (ETo), evapotranspiración máxima del cultivo (ETM),

coeficiente de cultivo (kc) y evapotranspiración real (ETR).

9) ¿Cómo varía la precipitación y la ETo, tanto en cantidad como en distribución anual, entre

los ambientes considerados en el trabajo práctico N°1?

10) ¿De qué variables depende el requerimiento de agua de un cultivo? ¿Qué requerimientos

de agua tienen los cultivos más comunes en esta zona?

11) ¿Cómo se calcula el requerimiento de agua de un cultivo?

12) ¿Qué es la eficiencia de uso de agua (EUA) y cómo puede expresarse? ¿Qué EUA es

posible obtener en esta región en cultivos de trigo, maíz, girasol y soja?

13) ¿Qué factores ambientales y de manejo inciden sobre la ET y la EUA?

14) Formule la ecuación de un balance hídrico para el ciclo de un cultivo, analizando la

importancia de cada uno de los términos.

Preguntas a resolver en clase:

1.- Aproximadamente, ¿qué proporción del volumen del suelo ocupa el agua en los estados

de: saturación, capacidad de campo o límite máximo, y punto de marchitez permanente o

límite mínimo. ¿Qué proporción representa la capacidad de retención de agua útil?

2.- Aproximadamente, ¿qué proporción del volumen de poros ocupa el agua en el estado de:

saturación, capacidad de campo o límite máximo, punto de marchitez permanente o límite

mínimo. ¿Qué proporción representa la capacidad de retención de agua útil?

3.- a.- ¿Cómo varía el requerimiento hídrico diario de un cultivo a través del ciclo?

b.- ¿A partir de qué estado hídrico del suelo en general los cultivos pueden empezar a

resultar afectados por estrés hídrico? ¿De qué depende el grado de afectación del

cultivo por estrés hídrico? ¿Todos los cultivos son afectados de igual manera por tales

factores? ¿Por qué?

38

4.- a.- Bosqueje la acumulación de materia seca de un cultivo (MST) en función del tiempo

(Figura 3) y analice cómo se espera que evolucionen a través del ciclo de crecimiento

del cultivo los componentes del balance hídrico en nuestra región.

b.- Desde un punto de vista productivo, ¿qué términos del balance hídrico buscaría

maximizar y por qué? ¿Qué términos sería deseable reducir y por qué?

c.- Mencione ejemplos de cómo podrían modificarse los términos del balance hídrico con

algunas prácticas de manejo de suelo y de cultivo (por ejemplo, duración del barbecho,

densidad de siembra, labranzas, control de malezas, etc.)

5.- Estime los términos de un balance hídrico en un cultivo de trigo sembrado en Balcarce en

el Argiudol Típico y en el Paleudol Petrocálcico más somero (Figura 4), que se

encontraban a capacidad de campo al momento de la siembra. Realice los cálculos en la

Tabla 1 y grafique la evolución del contenido de agua del suelo en la Figura 6. Las

precipitaciones y la ETM hasta la madurez están representadas en la Figura 5. Evalúe si

pudieron existir deficiencias hídricas en algún período, considerando que la relación

ETR/ETM disminuye de 1 a 0 en forma lineal cuando el agua útil disponible del suelo cae

de 30 a 0 % (punto de marchitez permanente). Evalúe el comportamiento de los distintos

suelos ¿Qué hubiera pasado en un año con sequía severa?

6.- a.- A partir de la Figura 7, estime la eficiencia de uso de agua (expresada en kg de grano

por mm de agua consumido) para trigo, maíz, girasol y soja. ¿Podría usted comentar a

qué se deben las diferencias entre los cultivos mencionados?

b.- Considerando los siguientes índices de cosecha de materia seca, calcule los valores

aproximados de eficiencia de uso de agua expresada en kg de MST por mm de agua

consumido. (IC: Maíz: 0,45, Trigo: 0,40, Girasol: 0,35 y Soja: 0,40)

Figura 3: Producción de materia seca total en función del tiempo para alguno de los cultivos

mencionados

0

1000

2000

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39

Figura 4: Capacidad de almacenaje de agua útil para tres suelos con diferente profundidad efectiva.

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Figura 5: Evapotranspiración potencial del cultivo (ETM) y precipitaciones (PP) en función del

tiempo (intervalo de 10 días) para un cultivo de trigo en Balcarce año 1983.

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Figura 6: Contenido de agua útil en función del tiempo (intervalo de 10 días) para un cultivo de trigo

en Balcarce año 1983.

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Figura 7: Rendimiento de trigo, maíz, girasol y soja en función de la evapotranspiración de cada

cultivo.

42

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44

45

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento. Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO N° 4

Evaluación de la disponibilidad de nutrientes

El muestreo de suelos es una técnica cuyo objetivo es obtener una muestra representativa

de un área determinada para su posterior evaluación. Una muestra representativa garantiza

que el valor obtenido a través de una determinación analítica sobre la misma (contenido de

NO3-, P-Bray, contenido de C orgánico, etc.), refleje de manera exacta y precisa el nivel o

magnitud de la variable a analizar en un momento dado. Es por ello que se deben tomar

muchas precauciones, ya que con aproximadamente una muestra de 1 a 2 kg de suelo, se está

queriendo determinar el valor del parámetro en cuestión en millones de kg de suelo. Por

ejemplo, si se obtuviera una muestra de suelo para determinar el contenido de P-Bray en un

área de muestreo de 40 ha a una profundidad de 20 cm, estaríamos intentando representar con

2 kg de suelo, el contenido de P-Bray en 96.000.000 de kg de suelo con una densidad aparente

de 1,2 Mg m-3

. Sumado a esto se debe tener en cuenta que para las determinaciones analíticas

en dicha muestra se utiliza una cantidad muy pequeña de suelo (p.e. en la determinación de P-

Bray se utilizan sólo 2.5 g de suelo). Por lo tanto, el resultado de la determinación será tan

bueno como la calidad de la muestra remitida al laboratorio y la del proceso de

acondicionamiento, tratamiento, homogeinización y manipuleo posterior antes y después de

llegar al laboratorio. En general la mayor variabilidad de una muestra para un lote está

asociada al muestreo y el procesamiento de la muestra y, en menor medida, a la calidad del

análisis.

Muestras y Sub-muestras:

Para planificar un muestreo se debe comenzar definiendo el área del potrero a muestrear y

el número de muestras a obtener. Esto está relacionado con la superficie del potrero, la

cantidad de repeticiones que se desee realizar sobre la misma zona, las condiciones de relieve

y la variabilidad espacial de la propiedad a analizar. Dentro de un potrero pueden existir

distintos manejos previos (cultivos, fertilización, labranzas), distinto relieve (loma, media

loma, bajo), distintos tipos de suelo, factores todos que definen zonas dentro de aquél en los

que se puede esperar encontrar diferentes niveles de las variables a evaluar. Por consiguiente,

dichas zonas deberían ser muestreadas por separado. En caso de que se desee tener

repeticiones del muestreo, en cada una de estas zonas se deberían obtener por lo menos dos

muestras. El objetivo de la repetición es corroborar que el muestreo ha sido realizado de

manera correcta, pudiéndose así determinar la reproducibilidad del valor obtenido.

Luego de definir el número de muestras, se debe elegir el número de sub-muestras o

“piques” que van a componer una muestra compuesta. El número de sub-muestras dependerá

de la variabilidad espacial de la propiedad que se desee determinar. La exactitud y precisión

del valor de una determinada variable (P-Bray, NO3-, etc) depende del número de sub-

muestras tomadas. La exactitud refleja cuan cercano está el valor del análisis del promedio

real del área muestreada y la precisión describe la reproducibilidad de los resultados.

Normalmente la exactitud y precisión se incrementan con el número de sub-muestras tomadas

dentro de un área del lote (ver Anexo 2, página 155). Comúnmente se recomienda una

cantidad no menor a 30 sub-muestras por muestra compuesta (Figura 1). En el caso de que se

espere una alta variabilidad espacial (p.e. nutrientes poco móviles como el P aplicados en

líneas de siembra) y/o con sistemas de labranza que no “mezclen” o hayan “mezclado” la capa

de suelo a muestrear, se recomienda aumentar el número de sub-muestras.

46

Figura 1. Disposición del relieve y esquema del recorrido realizado en un muestreo de

suelos en un lote.

Profundidad de muestreo:

La profundidad de muestreo depende del nutriente que se desee evaluar y de la

profundidad de enraizamiento del cultivo. Si la evaluación corresponde a nutrientes poco

móviles en el suelo (p.e. P) y su aplicación se realiza en superficie, normalmente el muestreo

se realiza en los primeros estratos del perfil (p.e. 0-20 cm). Por otro lado, cuando se trata de

un nutriente de gran movilidad (p.e. NO3- y SO4

-), el muestreo se realiza a mayor profundidad.

Dicha profundidad varía con las características del suelo (textura, profundidad del perfil) y

con las lluvias previas (cuando se sospecha de que el nutriente se haya podido lavar con el

agua de percolación).

Existen distintos tipos de muestreadotes según la profundidad o metodología de muestreo

(Figura 2). Los muestreadores 1 y 2 en la Figura 2 son utilizados normalmente para muestreos

en profundidad (para la determinación de N-NO3-). El muestreador 1, con una vaina de 40 cm

puede profundizar hasta 60 cm debido a la existencia de un pie fijo que limita su penetración.

El muestreador 2 tiene un vástago interno que se extiende dando posibilidad de obtener

muestras hasta 1 m de profundidad. La longitud de las vainas que se utilizan con los dos

muestreadores anteriormente nombrados varía de 20 a 40 cm de longitud. Dependiendo de

esta longitud y de la profundidad a analizar será las veces que se deba introducir en el mismo

agujero realizado en el suelo para obtener la totalidad de la muestra en profundidad. El

muestreador 3 (Figura 2) permite la extracción de muestras y su almacenamiento temporario

durante el muestreo en el compartimiento superior. Dependiendo del tamaño del calador

inferior se pueden obtener muestras de hasta 20 cm de profundidad. Las vainas utilizadas en

estos muestreadores constan de una punta en formato de cono, que permite obtener una

muestra cilíndrica de menor diámetro que el que tiene la vaina internamente, para que la

muestra se deslice dentro de la vaina sin comprimirse y sea descargada luego con facilidad.

La diferencia de diámetros entre la punta y la parte interna de la vaina varía en función de la

humedad de suelo, siendo mayor la diferencia para suelo húmedo que para suelo seco.

Normalmente estos muestreadotes son provistos con dos vainas o con puntas intercambiables.

El muestreador 4 (Figura 2) se utiliza en condiciones desfavorables para la utilización de los

muestreadores antes mencionados. Estas son: muy bajo o muy alto contenido de agua en el

suelo y en suelos sódicos. Para los muestreadotes 1, 2 y 4 se necesita llevar potes o bolsas

para ir descargando las sub-muestras que compondrán una muestra. El número depende de la

cantidad de estratos en que se realiza el muestreo (p.e. 0-20 cm, 20-40 cm, 40-60 cm, etc).

47

Dichos potes o bolsas deben ir bien identificados, ya que una confusión con la profundidad

volcada en cada uno invalidaría la muestra y se debe empezar nuevamente. La herramienta 5

(no es n muestreador), permite la detección de capas compactas. Es útil para diagnosticar la

presencia de tosca y de esta manera tener idea de la profundidad efectiva del suelo. Se lo

considera complementario a cualquiera de los muestreadores anteriores para obtener mas

información del suelo sobre el que se esta realizando el muestreo.

Figura 2: Muestreadores más comúnmente utilizados para: 1) obtener muestras hasta 60 cm, 2) 100

cm, 3) de 5 a 20 cm y 4) barreno giratorio (solo el largo del mando limita la profundidad.

Utilizado en suelos normales, secos, muy húmedos y/o sódicos donde no funcionan

adecuadamente los anteriores, y 5) Herramienta para verificar existencia de capas compactas

(tosca o roca).

Áreas a excluir del muestreo:

Todas las áreas que se sospecha que puedan presentar una situación especial dentro del

lote respecto al contenido de nutrientes y que no tengan una representación en superficie muy

importante deberán ser excluidas del muestreo de suelos. Estas áreas comprenden zonas de

concentración de hacienda (bebederos, entradas a corrales, cercanías a montes). Dichas áreas

pueden estar contaminadas con heces y orina de los animales y producir valores

anormalmente altos en las determinaciones analíticas (p.e. P-Bray y NO-3) y no son

representativos de la condición del lote. Por otro lado, también se debieran excluir la

cabecera, la cual puede haber sido utilizada para la carga y descarga de fertilizante o ha

recibido doble o triple dosis en las operaciones de fertilización anteriores.

48

Acondicionamiento de la muestra:

Las muestras deben colocarse en bolsas plásticas limpias, se debe comprimir lo suficiente

el suelo como para que quede la menor cantidad de aire posible, sellarse herméticamente, y

refrigerarse tan pronto como sea posible (aproximadamente a 4ºC) (no colocar en freezer, el

congelamiento produce ruptura de membrana celular y liberación de nutrientes a la solución

del suelo). Con alta temperatura, la remoción producida en la muestra de suelo puede generar

una importante mineralización de nutrientes y por lo tanto el resultado remitido luego por el

laboratorio no sería el real que existe en el campo. Por ello, la refrigeración de la muestra y el

envío a la brevedad al laboratorio son necesarios para que aquello no ocurra. El envío de las

mismas deberá realizarse dentro de los 2 o 3 días posteriores al muestreo, preferentemente

antes. Si la muestra no se va a remitir dentro del período mencionado se recomienda su secado

al aire, poniendo una capa fina de suelo (para secado rápido) en un ambiente ventilado. Otra

alternativa sería el secado de la muestra a estufa a temperaturas no mayores que 30ºC.

La bolsa debe estar debidamente identificada con el número de potrero, el número de

muestra, la profundidad, el nombre del establecimiento y la zona del relieve donde se obtuvo,

si correspondiera.

En el caso de que además de la determinación analítica se le pida al laboratorio una

recomendación de fertilización para un cultivo, es necesario el envío de información adicional

a fin de que la persona que realiza la recomendación tenga la mayor cantidad de elementos

posibles para ajustar una dosis. Dentro de la información necesaria podríamos citar: el tipo de

suelo y la profundidad del perfil, la zona donde se obtuvo la muestra, valores de

precipitaciones anteriores al muestreo, manejo previo del lote (sistema de labranza, cultivos y

rendimientos anteriores, fertilización de los cultivos anteriores, cantidad de años de

agricultura, presencia de riego, etc.), cultivo a realizar y rendimiento esperado.

Se pretende que los estudiantes logren:

familiarizarse con técnicas de muestreo de suelos y su procesamiento para la

evaluación de la disponibilidad de nutrientes,

realizar un muestreo de suelos bajo diferentes condiciones ambientales y de muestreo y acondicionar las muestras obtenidas para su ingreso a laboratorio.

Analizar la variabilidad producida por el relieve en las variables edáficas a

analizar.

Analizar el efecto del número de sub-muestras dentro de cada área sobre la

exactitud y la precisión de los resultados.

Se requiere la lectura previa del siguiente material bibliográfico (adjunto a esta guía):

Anexo 2 (página 155) - El muestreo de suelos: los beneficios de un buen trabajo. Roberts, T.L. y Henry, J.L. 2000. Informaciones Agronómicas N° 8.

Anexo 3 (página 161) - Tecnologías en Análisis de Suelos. Marbán, L. y Ratto, S. (eds.). 2005. Capítulo II Parte 1 (Toma de muestra de suelo, Conti, M.) y Parte 2

(Acondicionamiento de la muestra del suelo previo al ensayo: Algunas

consideraciones, Marbán, L.).

Preguntas Pre-Requisito

1) ¿Por qué cree usted que es importante hacer un muestreo de suelos?

2) ¿Qué entiende por exactitud y por precisión?

3) ¿Qué nutrientes son móviles y qué nutrientes son poco móviles en el suelo? ¿Por qué?

¿Qué implicancias puede tener esa condición sobre los criterios a aplicar para definir el

muestreo?

49

4) ¿Analice el efecto que puede provocar el relieve sobre la disponibilidad de nutrientes y

sobre el rendimiento esperado de los cultivo?

5) ¿Cuál considera que es el momento de muestreo más adecuado para un nutriente móvil (N

inorgánico) y para uno poco móvil (P)? ¿Tiene alguna relación con el estado fenológico del

cultivo?

6) ¿Qué sectores de un área de muestreo se deberían descartar al realizar el muestreo? ¿Por

qué?

7) ¿De qué manera se incrementaría la exactitud y la precisión de un muestreo en un sector de

muestreo con una alta variabilidad espacial?

8) ¿Por qué es necesario conservar la muestra en frío? ¿Por qué no congelada? ¿Para qué

nutrientes sería más importante?

9) ¿En qué unidades se puede expresar el contenido de nutrientes en el suelo?

Actividades a desarrollar:

1.- Los estudiantes se dividirán en 9 grupos para llevar a cabo una actividad de muestreo de

suelos, donde se obtendrán muestras con diferente número de submuestras y en diferentes

posiciones del relieve como indica la siguiente tabla.

Tabla 1: Detalle del trabajo de muestreo a realizar en grupos.

Grupo Relieve a

muestrear Densidad de piques Profundidad

1 Loma Recomendada 0-20 cm y 20-40 cm

2 ½ Loma Recomendada 0-20 cm y 20-40 cm

3 Bajo Recomendada 0-20 cm y 20-40 cm

4 Loma Baja 0-20 cm y 20-40 cm

5 ½ Loma Baja 0-20 cm y 20-40 cm

6 Bajo Baja 0-20 cm y 20-40 cm

7 Todo Recomendada 0-20 cm y 20-40 cm

8 ½ Loma Recomendada 0-20 cm y 20-40 cm

9 ½ Loma Baja 0-20 cm y 20-40 cm

10 ½ Loma Recomendada 0-20 cm y 20-40 cm

11 ½ Loma Baja 0-20 cm y 20-40 cm

Las muestras obtenidas serán homogeneizadas, y se obtendrá una alícuota para la

determinación de contenido de agua por humedad gravimetría.

2.- A partir del esquema presentado en la Figura 3, calcule la superficie y el número de

muestras y submuestras a realizar en cada lote y la zona del relieve donde obtendría cada

muestra.

50

Figura 3: Esquema de la distribución de lotes en el paisaje de un establecimiento del partido de

Balcarce. Las cotas indican altura sobre el nivel del mar. Los números en la parte derecha

indican medidas en metros en la realidad.

51

3.-

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52

53

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento. Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO Nº 5

Balance de nitrógeno

El nitrógeno (N) es el principal elemento requerido para la producción de los cultivos de

grano sembrados en la Región Pampeana Argentina. Deficiencias de este elemento reducen la

expansión foliar, provocan su prematura senescencia y afectan la tasa fotosintética, dando

como resultado una menor producción de materia seca y grano. Por otra parte, la

disponibilidad de N afecta su concentración en el grano, interviniendo así en la determinación

del contenido proteico, parámetro principal para definir la calidad comercial del grano

cosechado. La incidencia del N sobre los dos factores, rendimiento y contenido de proteína,

hacen que su manejo sea estratégico para la producción de todos los cultivos. El N debe estar

bien provisto en cantidad y oportunidad como para asegurar un óptimo estado fisiológico de

los cultivos durante los períodos críticos. La provisión de N al cultivo puede provenir de dos

vías: absorción de N de la solución del suelo o fijación atmosférica, simbiótica en el caso de

las leguminosas o no simbiótica en ciertas gramíneas.

El ciclo del N (Figura 1) en el sistema suelo-planta-atmósfera involucra muchas

transformaciones entre formas orgánicas e inorgánicas del mismo. Dentro del ciclo del N

coexisten procesos de ganancia, pérdida y reciclado. Los ecosistemas naturales en estado

estable presentan equilibradas sus Ganancias y Pérdidas (o Entradas y Salidas) de masa y

energía.

Figura 1: Ciclo del N

54

Los sistemas de producción implementados por el hombre producen modificaciones en los

flujos de masa y de energía de manera tal que alteran la condición natural y conducen a

nuevos estados de equilibrio. El tiempo requerido para que esto se dé, si bien es función de la

magnitud del cambio introducido y de la capacidad reguladora del sistema, normalmente lleva

años, en cuyo transcurso suelen introducirse nuevos cambios en la tecnología de producción

que modifican la marcha del proceso. Es por esta razón que las Ganancias y las Pérdidas

comúnmente no se hallen equilibradas.

A fin de lograr altos rendimientos con un uso eficiente de N, es necesario conocer la

magnitud y la dinámica de la liberación de N y de los diferentes procesos de pérdida desde el

suelo. Estos son consecuencia de la interacción de factores edáficos, climáticos y de manejo,

que rigen las transformaciones del N en el suelo.

En agroecosistemas bajo producciones extensivas las entradas más importantes son: la

fijación biológica de nitrógeno (proceso que determina el ingreso del N atmosférico a través

de las raíces mediante bacterias en vida libre o en simbiosis con algunas especies vegetales,

principalmente de la familia de las leguminosas), la fertilización (que aporta N al componente

mineral), así como también la aplicación de abonos. Las pérdidas de mayor magnitud son la

volatilización (por la que se emite amoníaco a la atmósfera desde el amonio del componente

mineral), la desnitrificación (se produce en condiciones de baja concentración de oxígeno en

el suelo y determina la emisión de N2 y óxidos de nitrógeno a la atmósfera) y la lixiviación

(lavado de los nitratos por debajo de la profundidad de enraizamiento). Los principales

procesos de reciclado son la mineralización (transformación del N orgánico a formas

inorgánicas) y la inmovilización (proceso inverso a la mineralización).

La técnica de Balance permite medir la magnitud de este desequilibrio y estudiar hacia qué

nueva condición evoluciona el sistema, cuantificando las Entradas y Salidas y analizando los

factores que las regulan. Este mismo concepto y los principios del balance de masa son

utilizados para estimar las necesidades de fertilización de los cultivos con nutrientes de alta

eficiencia, como el N.

Como en todo balance, es necesario definir los límites del sistema en el espacio y en el

tiempo; identificar los componentes del balance, es decir los distintos términos; reconocer la

importancia relativa de cada uno de ellos y las variables que los afectan, y contar con

metodologías que permitan estimar al menos los componentes del balance más significativos.

Se pretende que los estudiantes logren:

conocer los componentes del balance de N, su variación según prácticas de manejo de

suelo y su aplicación para el diagnóstico de necesidades de fertilización,

aplicar el balance de N como metodología para estudiar el destino del N del fertilizante según diferentes prácticas de manejo de la fertilización.

Para alcanzar tales objetivos, es necesario que previamente tenga presentes los

conocimientos básicos vinculados con esta temática adquiridos en las asignaturas

Agrometeorología, Introducción a los Sistemas de Producción, Fisiología Vegetal, Edafología

Agrícola y Génesis, Clasificación y Cartografía de Suelos.

Por otro lado se recomienda la lectura previa del siguiente material bibliográfico (Adjunto

a esta guía):

Anexo 4 (página 169) - Dinámica del N en los Sistemas Agrícola-Ganaderos.

W. Baethgen. 1996. Rural Sudeste. Año 6. Nº 36.

Anexo 5 (página 177) - Ciclo del Nitrógeno en Ecosistemas Agrícolas. F. García.1996. Boletín Técnico Nº 140.

Anexo 6 (página 191) - Requerimientos nutricionales de los cultivos. Archivo

agronómico Nº 11. Disponible en: http://www.ipni.net.

55

Además se recomienda la siguiente bibliografía vinculada a la temática (disponible en

biblioteca):

Fertilidad de Suelos y Fertilización de Cultivos. Echeverría, H.E. y García, F.O.

(Eds.). 2005. Capítulo 4: Nitrógeno. Echeverría, H.E y Sainz Rozas, H. Ediciones

INTA, Balcarce, Buenos Aires, Argentina.

Soil Fertility and Fertilizers. An Introduction to Nutrient Management. 7th

edition. Havlin, J.L., Beaton, J.D., Tisdale, S.L. and Nelson, W.L. 2005. Chapter

4: Nitrogen. Pearson-Prentice Hall. Upper Saddle River, New Jersey. Estados

Unidos de Norteamérica.

Fertilidad de los Suelos y Fertilizantes. 1a edición. Tisdale, S.L. y Nelson, W.H. 1979. Capítulo 3: Elementos que requieren las plantas y Capítulo 5: El suelo y los

fertilizantes nitrogenados. Montaner y Simmons. Barcelona, España.

Preguntas pre-requisito:

1) ¿Cuál es la función del N en las plantas?

2) Mencione cuáles son los factores que afectan el contenido de N inorgánico en los suelos.

3) ¿Cuál es el porcentaje de N en la materia orgánica del suelo? Defina nitrógeno

potencialmente mineralizable (N0). ¿Qué proporción del N orgánico es N0?

4) ¿Cuáles son los principales procesos de pérdida de N? Descríbalos. ¿Qué factores afectan

su magnitud?

5) Defina los conceptos de mineralización y de inmovilización? ¿Son procesos independientes

entre sí? ¿De qué depende su intensidad?

6) ¿Cuál es el efecto de la relación C/N de los residuos de cultivo sobre la mineralización y

sobre la inmovilización?

7) ¿Qué entiende por eficiencia agronómica?, ¿y por eficiencia de recuperación o absorción?

¿Cómo inciden los procesos de pérdida mencionados sobre la eficiencia de absorción?

8) ¿Cómo afecta el proceso de inmovilización a la disponibilidad de N y a la eficiencia de

absorción?

9) Defina mineralización neta. ¿Cómo puede estimarse? Aproximadamente, ¿qué valores

puede alcanzar en el sudeste de la provincia de Buenos Aires, durante el ciclo de cultivos

de invierno y de verano en diferentes condiciones de suelo y de manejo? ¿Cómo la afectan

la temperatura y el contenido de agua del suelo?

10) ¿Qué entiende por “factor de requerimiento” de N? ¿y por “índice de cosecha” de N?

11) ¿Cuál es el “factor de requerimiento” de N para los cultivos de soja, maíz, trigo y girasol?

¿Cuál es el “índice de cosecha” de N para cada uno de esos cultivos?

12) En cultivos de trigo (5000 kg ha-1

), maíz (9000 kg ha-1

), girasol (3000 kg ha-1

) y soja

(3500 kg ha-1

):

a) ¿Qué cantidad de N es absorbido por el cultivo? ¿Cuánto exporta el grano y cuánto

retorna al suelo con el rastrojo?

b) ¿Qué diferencia encuentra en los términos del balance de N de un cultivo de soja si lo

compara con el resto de los cultivos?

13) Formule la ecuación del balance de N para el ciclo de un cultivo anual tomando como

límite superior la canopia del cultivo y como límite inferior la profundidad de

enraizamiento (1 m). ¿Cuáles son los principales factores que afectan las pérdidas, las

ganancias y las transformaciones de N en el sistema?

14) ¿Cómo cambia la ecuación de balance de N de una pastura mixta (gramíneas y

leguminosas) bajo pastoreo directo extensivo respecto a la de un cultivo de cosecha de

56

grano (p.e. maíz)?, ¿y si la pastura se manejara por corte para reservas forrajeras? Analice

los factores de manejo que pueden afectar las magnitudes de los términos. Calcule la

exportación de N para la pastura de 10000 kg MS ha-1

de producción anual en pastoreo

(40% de eficiencia de cosecha) y bajo corte para reservas forrajeras (85% de eficiencia de

recolección). Asuma que la MS recolectada tiene un 3% de N y que en el caso de pastoreo,

la carga animal es de 1,5 cab ha-1

, que la ganancia en peso vivo es de 800 g día-1

cab-1

y

que en cada kg de peso vivo ganado, 150 g son proteína (la proteína tiene 6,25% de N).

Preguntas a resolver en clase

1. En base a la ecuación de balance con límite superior en la canopia del cultivo e inferior a

un metro de profundidad y para un período de un año (julio-junio):

a. Calcule las dosis de N necesarias para balancear los requerimientos del cultivo, las

pérdidas de N del sistema suelo y la inmovilización de N en formas orgánicas para

cultivos de trigo bajo siembra directa luego de antecesor soja y luego de antecesor maíz.

El rendimiento en grano (0% de humedad) del cultivo fue de 5.000 kg ha-1

. Asuma

factor de requerimiento e índice de cosecha de N apropiados. Para estimar el N en

raíces asuma que el N en grano y residuos representa el 75% del N total en planta

(grano +residuos+raíces). Complete en la Tabla 1.

b. ¿Qué procesos del ciclo del N fueron diferentes entre antecesores?, ¿por qué? ¿Cómo

impactaron dichos procesos en la dosis de N calculada?

c. ¿Qué inconveniente tendría la aplicación del balance de N para fines de recomendación?

d. ¿Cómo evolucionaría el nivel de N orgánico en suelo con uno u otro antecesor

suponiendo que las secuencias y rendimientos se mantuvieran en el tiempo?

Tabla 1.

Trigo-Soja Trigo-maíz

------------------- kg ha-1

--------------------

N en grano

N residuos

N en raíces

N inmovilizado 0,0 35,0

N mineralizado 120,0 100,0

N inorgánico inicial 40,0 40,0

N inorgánico final 7,9 14,0

N desnitrificado 6,0 6,0

N perdido por lavado 15,0 10,0

Dosis de N (kg N ha-1

)

57

2. En relación con los balances de N presentados en las Figuras 2 y 3 (al final de esta guía,

páginas 60 y 61) (Sainz Rozas, 2001) para cultivos de maíz (bajo SD y con riego).

a. Mediante un balance de N, calcule las pérdidas por lavado de N del fertilizante (en kg

ha-1

y en porcentaje del N aplicado) para ambas dosis y momentos de fertilización.

b. Compare los distintos caminos que sigue el N aplicado a la Siembra y en V6, y sus

eficiencias de recuperación aparente por los cultivos, y explique las diferencias.

c. ¿Cuál es el efecto de las dosis de N sobre el balance realizado?

3. Utilizando la ecuación del balance de N con límite superior en la superficie del suelo

calcule la mineralización neta durante el ciclo de un cultivo de maíz no fertilizado teniendo

en cuenta los siguientes datos:

Acumulación de N en biomasa aérea: 220 kg ha-1

N inorgánico inicial: 60 kg ha-1

Eficiencia de recuperación del N inorgánico inicial = 0,5

Eficiencia de recuperación del N mineralizado = 0,8

4. En base a los datos presentados en la Tabla 2 para dos niveles de fijación biológica de N

(FBN) de un cultivo de soja:

a. calcule el N en grano, residuos y raíces del cultivo derivado de la FBN,

b. calcule la exportación de N del suelo y el resultado del balance de N para el cultivo.

Para estimar el N en raíces asuma que el N en grano y residuos representa el 75% del N

total en planta (grano +residuos+raíces) (Salvagiotti et al., 2008). Completar en Tabla 2.

c. ¿Cómo impactó la FBN en el balance de N del suelo?

Tabla 2.

Parte de la

planta

Materia

seca

N total

acum.

N derivado de

la FBN

N proveniente

del suelo

Cambio de N

del suelo (ingreso menos

salida)

40% 60% FBN FBN

40% 60% 40% 60%

Grano 3000 216

Residuos 4894 57

Raíces 2631

Total 10525

5. En un lote de la Universidad de Nebraska, Bigeriego et al. (1979) realizaron aplicaciones

crecientes de N en dos momentos de fertilización a un cultivo de maíz bajo riego (Tabla 3).

Se usó fertilizante marcado con el isótopo natural 15

N para seguir el destino del fertilizante

en el sistema suelo-planta. El suelo utilizado fue un Argiudol típico con una profundidad de

150 cm, un contenido de materia orgánica del 4% en el horizonte superficial y una

disponibilidad inicial de N mineral de 115 kg ha-1

.

a. Defina eficiencia de recuperación de N del fertilizante (ERN). ¿en qué unidades puede

expresarse?

58

b. Para ambos momentos de fertilización, ¿por qué baja la ERN (15

N) a medida que se

incrementa la dosis de N?

c. En la Tabla 3 se muestra el porcentaje de N del fertilizante recuperado por el cultivo y

el remanente en el suelo en madurez fisiológica (MF). Calcule el % de N recuperado

en el sistema suelo-planta y el % de N no recuperado.

Tabla 3. Rendimiento en grano y eficiencia de recuperación de N (ERN) en función de

la dosis de N (fertilizante marcado con 15N) y el momento de fertilización

para un cultivo de maíz bajo riego. Datos de Bigeriego et al. (1979).

Dosis de N Momento de fertilización Rendimiento

(kg ha-1

)

ERN

(15

N)

kg ha-1

kg ha-1

%

0 9680 c

56 Siembra 10495 b 65,2 b

112 Siembra 10635 ab 61,3 b

168 Siembra 11077 a 56,3 c

56 6 hojas 11013 a 82,8 a

112 6 hojas 11120 a 63,7 b

168 6 hojas 10906 ab 50,1 c

Letras diferentes indican diferencias significativas al 5% según el test de Tukey.

Tabla 4. Eficiencia de recuperación de N (ERN) en planta y en suelo (residual mineral)

a la madurez del cultivo de maíz en función de la dosis y el momento de

fertilización. Datos de Bigeriego et al. (1979).

Dosis y

momento de

fertilización

ERN

Método 15

N

en planta

ERN

Método 15

N

en suelo

N recuperado

en el

sistema

suelo-planta

N no recuperado en

el sistema

suelo-planta

-------------------------------------%---------------------------------------

56 S 65,2 b 3,6 d

112 S 61,3 b 11,7 c

168 S 56,3 c 22,3 b

56 V6 82,8 a 13,7 c

112 V6 63,7 b 26,9 b

168 V6 50,1 c 40,4 a

S y V6= aplicación en siembra y al estadío de 6 hojas del cultivo.

Letras diferentes indican diferencias significativas al 5% según el test de Tukey.

59

EJERCICIOS DE PRÁCTICA

6. En un ensayo de fertilización en maíz en siembra directa se probaron dos fuentes de N y

formas de colocación, a saber: nitrato de amonio calcáreo (CAN) y urea granulada al voleo

y CAN inyectado en el suelo (10 cm de profundidad). Todos los fertilizantes se aplicaron

en una dosis de 100 kg N ha-1

y fueron aplicados al estadío de seis hojas. El rendimiento y

la absorción de N del testigo y de los tratamientos fueron los siguientes:

Testigo sin N: 8000 kg grano ha-1

y 130 kg N ha-1

en biomasa aérea en madurez.

CAN 100 inyectado: 11000 kg grano ha-1

y 190 kg N ha-1

en biomasa aérea en madurez.

CAN 100 voleo: 11100 kg grano ha-1

y 191 kg N ha-1

en biomasa aérea en madurez.

UREA 100 voleo: 9800 kg grano ha-1

y 169 kg N ha-1

en biomasa aérea en madurez.

a. Calcule la eficiencia de recuperación de N del fertilizante para todos los tratamientos.

b. ¿Qué proceso de pérdida de N habría disminuido la eficiencia de uso del N para el

tratamiento urea aplicada al voleo?

c. Con estos datos, ¿es posible estimar las pérdidas por volatilización para el tratamiento

urea 100? Si su respuesta es afirmativa estime las pérdidas por volatilización como %

del N aplicado para dicho tratamiento.

7. Analice la Figura 4 (Aulak, 1981). ¿Qué efectos tiene el agregado de residuos con respecto

a las pérdidas de N-N2O? ¿Existe interacción entre la disponibilidad de N y de C sobre las

pérdidas de N-N2O? ¿Cómo influyen los sistemas de labranza? Explique.

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

SD LC

Sistema de labranza

Pé

rdid

as

de

N-N

2O

(k

g h

a-1

)

0 N

0 N + res100 N

100 N + res

Figura 4: Pérdidas de N-N2O acumuladas durante el ciclo de un cultivo de trigo bajo siembra

directa (SD) y labranza convencional (LC) en función de la dosis de N y del

agregado de residuos de trigo (3000 MS kg ha-1

).

60

Fig

ura

2.

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62

63

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento. Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO Nº 6

Balance de fósforo

La disponibilidad de nutrientes durante el ciclo del cultivo, principalmente de nitrógeno

(N), fósforo (P), azufre (S) y potasio (K), afecta los procesos que regulan el crecimiento, la

generación de rendimiento y la calidad de los cultivos de grano. Los nutrientes tienen

influencia directa sobre diversos procesos fisiológicos y bioquímicos de las plantas.

El P es un macronutriente fundamental para la vida, es poco móvil, de baja solubilidad y de

baja concentración en la solución del suelo. Interviene en la transferencia metabólica de

energía vía el ATP, forma parte de los ácidos nucleicos, interviene en la división celular,

forma fosfoazúcares, participa en la síntesis de proteínas celulares y en la génesis de almidón,

interviene en el desarrollo de tejidos meristemáticos y reproductivos, etc.

Figura 1: Ciclo del P

El ciclo del P en el suelo (Figura 1) es un sistema dinámico entre suelo-planta-

microorganismos. El P del suelo se encuentra integrado básicamente por dos compartimentos:

el P inorgánico y el orgánico. Dentro de la fracción inorgánica, el P constituye ortofosfatos,

que pueden presentar diferente grado de solubilidad. El fosfato que se encuentra en la

solución puede fijarse y precipitar, estando involucrados mecanismos de: adsorción física,

adsorción química, sustitución de aniones fosfato o precipitaciones por cristales de fosfato de

calcio (Ca) o sobre otro mineral. Por otro lado, el P insoluble puede pasar a la solución por

intercambio iónico (P lábil) y solubilizarse según el pH del medio. El “pool” de P orgánico se

64

encuentra formando parte de la materia orgánica como fitatos, ácidos nucleicos y fosfolípidos.

Aunque el P orgánico es sumamente estable, una porción del mismo (más lábil) puede ser

mineralizada constituyendo una fuente de este nutriente para el cultivo, el cual debería

considerarse al momento de decidir la aplicación de un fertilizante.

Para realizar adecuados balances de P en los sistemas de producción es necesario conocer

los destinos del P agregado al suelo en fracciones orgánicas e inorgánicas de distinta labilidad.

Hedley et al. (1982) propusieron un método para determinar las distintas fracciones que

componen al P total. Este se basa en el uso secuencial de soluciones extractoras cada vez más

fuertes que remueven fracciones de P, que se suponen tienen distinta disponibilidad para las

plantas. El P extractable con la membrana de intercambio aniónica (P-MIA) es una medida

del P soluble y fácilmente desorbible del suelo. El NaHCO3 extrae el P inorgánico débilmente

adsorbido por compuestos cristalinos y el P orgánico fácilmente hidrolizable, que integra

compuestos como ácido ribonucleico y glicerofosfato. El NaOH extrae el P inorgánico

quimioadsorbido a los oxihidróxidos de Fe y Al, amorfos y algunos cristalinos, y el P

orgánico asociado con compuestos húmicos y adsorbido al Fe y Al. El HCl libera el P

inorgánico asociado a minerales como apatita u octocalcio. Luego de esta última extracción,

se obtiene el P residual mediante digestión con H2SO4 a alta temperatura. Esta fracción está

constituida por el P inorgánico y orgánico, que son químicamente muy estables e insolubles.

El problema del P en la fertilidad del suelo es caracterizado por tres aspectos. Primero, el

nivel de P total en el suelo es bajo, usualmente no más que un décimo a un cuarto del

contenido de N y una vigésima parte del contenido de K. El contenido de P de los suelos varía

de 200 a 2000 kg ha-1

en los primeros 15 cm de suelo, con un promedio de 1000 kg ha-1

(aproximadamente 580 ppm). Segundo, la mayor parte de los compuestos del P comúnmente

encontrados en el suelo son no disponibles para las plantas. Tercero, cuando fuentes de P

soluble son agregadas al suelo, las mismas son fijadas y con el transcurso del tiempo se

pueden volver insolubles dependiendo de las características físico-químicas de los suelos.

En sistemas naturales, prácticamente todo el P utilizado por las plantas retorna al suelo

bajo la forma de residuos vegetales y animales. Por otro lado, en sistemas de producción

agropecuaria, la pérdida de P más importante es el removido en la cosecha y en menor medida

el perdido a través de procesos de erosión y escurrimientos, siendo mínimas las pérdidas por

lavado. Conocer la magnitud de cada fracción del P del suelo es importante ya que el P

disponible para las plantas y microorganismos, depende del reabastecimiento a partir de

fracciones lábiles y del equilibrio de éstas con otras fracciones menos lábiles.

La técnica de balance permite medir la magnitud de este desequilibrio y estudiar hacia qué

nueva condición evoluciona el sistema, cuantificando las entradas y las salidas y analizando

los factores que las regulan. Como en todo balance, es necesario definir los límites del sistema

en el espacio y en el tiempo; identificar sus componentes, es decir los distintos términos;

reconocer la importancia relativa de cada uno de ellos y las variables que los afectan, y contar

con metodologías que permitan estimar al menos aquéllos componentes más significativos.

Se pretende que los estudiantes logren:

identificar los principales componentes del balance de P para los sistemas agrícolas

de la región pampeana,

aplicar la metodología del balance de P para determinar la dosis de P que no produzca cambios en el nivel de P del suelo.

Para alcanzar tales objetivos, es necesario que previamente tenga presentes los

conocimientos básicos vinculados con esta temática adquiridos en las asignaturas

Agrometeorología, Introducción a los Sistemas de Producción, Fisiología Vegetal, Edafología

Agrícola y Génesis, Clasificación y Cartografía de Suelos.

65

Por otro lado se recomienda la lectura previa del siguiente material bibliográfico (adjunto a

esta guía):

Anexo 6 (página 191) - Requerimientos nutricionales de los cultivos. Archivo

agronómico Nº 11. Disponible en: http://www.ipni.net.

Anexo 7 (página 195) - Balance y Fertilidad Fosforada en Suelos Productivos de la Región Pampeana. Mabel. E. Vázquez. Informaciones Agronómicas del

Cono Sur. Nº 16. Diciembre de 2002. INPOFOS.

Además se recomienda la siguiente bibliografía vinculada a la temática (disponible en

biblioteca):

Fertilidad de Suelos y Fertilización de Cultivos. Echeverría, H.E. y García, F.O.

(Eds.). 2005. Capítulo 5: Fósforo: García, F.O., Picone, L.I y Berardo, A.

Ediciones INTA, Balcarce, Buenos Aires, Argentina.

Soil Fertility and Fertilizers. An Introduction to Nutrient Management. 7th edition. Havlin, J.L., Beaton, J.D., Tisdale, S.L. and Nelson, W.L. 2005. Chapter

5: Phosphorus. Pearson-Prentice Hall. Upper Saddle River, New Jersey. Estados

Unidos de Norteamérica.

Hedley, MJ; JWB Stewart and BS Chauhan. 1982. Changes in organic and

inorganic soil phosphorus fractions induced by cultivation practices and by

laboratory incubations. Soil Sci. Soc. Am. J. 46: 970-976.

Preguntas pre-requisito:

1) Enumere las funciones principales del P en las plantas.

2) ¿Cuál es el principal mecanismo de transporte de P hacia las raíces? ¿Qué factores lo

afectan?

3) ¿Cuál es la relación C/P y N/P en el suelo?

4) ¿Cuáles son los factores que afectan la disponibilidad de P para las plantas?

5) ¿De qué depende el contenido de P total en el suelo? ¿Qué valores de P total hay en los

suelos de la región pampeana?

6) ¿Cuáles son las fracciones del P total y que proporción representan cada una de ellas para

Argiudoles del sudeste bonaerense y Hapludoles de la pampa arenosa? ¿Cuál de esas

fracciones y a través de que procesos pueden abastecer P a la solución del suelo?

7) ¿En qué rango de pH hay mayor disponibilidad de P para los cultivos? ¿Qué ocurre fuera

de dicho rango para que disminuya la disponibilidad de P?

8) ¿Cómo afectan a la disponibilidad, la materia orgánica y la presencia de otros aniones?

Explique brevemente.

9) ¿Cuáles son las entradas y salidas más importantes en el ciclo del P en un cultivo?

10) ¿Cuál es “el factor de requerimiento” de P? ¿y el “índice de cosecha” de P? ¿Cuál es la

eficiencia de absorción de P del fertilizante en un año y la acumulada?

11) ¿Qué fracciones del P en el suelo mide la metodología de Bray and Kurtz?

12) ¿Qué entiende por residualidad de P? ¿Qué factores la afectan? ¿Por qué el P, a diferencia

del N, presenta residualidad?

Preguntas a resolver en clase

1. Basándose en la Figura 1, realice un balance simplificado de P

2. ¿Qué diferencias y/o semejanzas encuentra entre los componentes del balance de P y el de

N?

66

3. En cultivos de trigo (5000 kg ha-1

), maíz (9000 kg ha-1

), girasol (3000 kg ha-1

) y soja (3500

kg ha-1

):

a. ¿Qué cantidad de P es absorbido por cada cultivo? ¿Cuánto exporta el grano y cuánto

retorna al suelo con el rastrojo?

b. Aproximadamente, ¿con qué fertilización media anual de P por hectárea quedarían

balanceadas las ganancias y las pérdidas, en un sistema donde los cultivos mencionados

ocuparan igual proporción? Expréselo en kg ha-1

de P2O5, fosfato diamónico y fosfato

monoamónico.

4. ¿Qué entiende por residualidad de P y qué factores de suelo y de cultivo la afectan?

5. En la Figura 2 se presentan los flujos anuales promedio de ingreso y salida de P en suelos

de una cuenca agrícola durante 100 años de agricultura. Calcule los contenidos finales de P

en la fracción orgánica y en la fracción inorgánica, si sus valores originales fueron 314 kg

ha-1

y 275 kg ha-1

, respectivamente.

Figura 2. Flujos anuales de P en una cuenca con cien años de agricultura. Los valores entre

paréntesis representan los flujos anuales promedio (kg ha-1

año-1

). Adaptado de

Brady and Weil (2008).

6. En la Figura 3 se presentan resultados de un ensayo que se estableció en 1988 en el campo

experimental de la EEA-INTA Balcarce, sobre un suelo Argiudol típico de textura

superficial franca que presentó 36,6 g kg-1

de carbono orgánico, pH 5,8 (relación

suelo:agua, 1:2,5) y 10,3 mg kg–1

P-Bray. Se implantó un monocultivo de trigo, siguiendo

el manejo convencional de la zona. Al iniciarse el ensayo se establecieron 3 dosis de

fertilizante fosfatado como superfosfato triple: 1) dosis alta (176 kg P ha-1

); 2) dosis baja

(88 kg P ha-1

) y 3) testigo (sin fósforo). Para eliminar las limitaciones por deficiencia de N,

el trigo fue fertilizado anualmente con urea. A los ocho años de iniciado el ensayo (1996)

se tomaron muestras compuestas del horizonte superficial (0-18 cm), antes de la siembra

del siguiente cultivo de trigo.

a. A partir de la información presentada en la Figura 3, ¿por qué se mantienen los niveles

de P-Bray en el testigo? En base a esto, ¿es posible inferir sobre el resultado del balance

de P analizando sólo las variaciones de P-Bray en el corto plazo? ¿En los tratamientos

fertilizados se obtiene el mismo comportamiento?

P orgánico

¿? kg ha-1

P inorgánico

¿? kg ha-1

Pérdida por

escurrimiento (2,41)

(1,64)

(0,77)

Ganancia por

precipitación (0,14)

Ganancia por

fertilizante (20,0)

Removido en granos

(10,0)

Mineralizado

(40,0)

Incorporado en

residuos (40,0)

67

b. ¿Qué cree usted que ocurriría con el P extractable (disponible para los cultivos) si estos

tratamientos se aplicaran en suelos pertenecientes al orden de los Aridisoles con alta

presencia de CO3Ca, Andisoles y Oxisoles? Justifique.

c. Con la información presentada en la Tabla 1 calcule el P removido por el grano y el

balance de P.

d. Calcule la eficiencia de recuperación de P en grano para los tratamientos 4 y 5 a los 7

años (complete la Tabla 1).

e. En función de los resultados obtenidos, ¿cómo cree que es el valor residual del P para

estos suelos?

f. Analizando los valores de P-Bray en la Figura 3, ¿esperaría que se siguiera

manifestando el efecto residual luego de los 7 años? ¿Qué factores de manejo hubieran

determinado una menor duración del efecto residual?

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Años desde la fertilización

P-B

ray (

mg k

g-1)

0-P

88-P

176-P

Figura 3: Evolución del contenido de P-Bray para un monocultivo de trigo para diferentes

aplicaciones iniciales de P (176 kg P ha-1

; 88 kg P ha-1

y 0 kg P ha-1

). Adaptado de

Berardo et al. (1997).

Tabla 1. Balance de fósforo para el monocultivo de trigo desde 1988 hasta 1996.

Trat. P

aplicado

Producción

de grano

acumulada

Concent.

promedio

de P en

grano

P

removido

en grano

Δ P en el

suelo

Eficiencia de

recuperación de P

En grano En planta

-------- kg ha-1

--------- % P -------- kg ha–1

-------- ---------- % ----------

1 0 22.650 0,250

2 11 24.333 0,270

3 22 26.188 0,278

4 88 28.685 0,285

5 176 30.249 0,320

68

7. La secuencia de cultivos en un lote de un establecimiento del sudeste bonaerense es

trigo/soja de segunda-maíz-soja de primera. Los rendimientos de los cultivos son

5000/2000, 9000 y 3500 kg ha-1

, respectivamente. El productor decide aplicar 150 kg ha-1

de P al inicio de la secuencia (cultivo de trigo) para todos los cultivos. Teniendo en cuenta

el incremento de P-Bray (Figura 4) que produce cada unidad de P en exceso al extraído

por el cultivo (balance con variación de P positiva), ¿cuál sería el nivel de P disponible

(Bray and Kurtz) luego del último cultivo (soja de primera) si el contenido inicial de P-

Bray fue de 10 mg kg-1

? Considere el factor de requerimiento de P e índice de cosecha de P

normales para los cultivos mencionados.

y = 0.15x - 1.34

R2 = 0.80

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

-40 -20 0 20 40 60

Balance de P (kg ha-1

)

Var

P-B

ray (

pp

m)

P aplicado menos P extraído (kg ha

-1)

Figura 4: Cambios en el P disponible (P-Bray) como consecuencia de la diferencia entre

exportación y reposición de P (Sainz Rozas y Echeverría, 2006).

69

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento. Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO Nº 7

Diagnóstico y recomendación de N y P

La productividad óptima de los cultivos depende de, entre otras cosas, un adecuado

suministro de nutrientes. Cuando el suelo no es capaz de proveerlos en la cantidad y/o el

momento adecuados para satisfacer los requerimientos para el logro de los rendimientos

esperados, los nutrientes deben ser provistos artificialmente. No obstante, un manejo

inadecuado de la fertilización puede tener consecuencias no sólo sobre los rendimientos

deseados, sino también sobre la racionalidad económica de la práctica y sobre el ambiente. La

dependencia de la dinámica de los nutrientes y del crecimiento y desarrollo de los cultivos de

un gran número de factores ambientales y de manejo del suelo y de los cultivos, hacen

necesario realizar diagnósticos de disponibilidad y de requerimiento de nutrientes y

recomendaciones de dosis y manejo de la fertilización, lo más ajustados posible para evitar los

efectos indeseables de la práctica.

El primer paso para el diagnóstico y la recomendación de fertilización, es conocer cuáles

son los requerimientos de los cultivos. Éstos van a estar condicionados por una serie de

factores tanto ambientales como del propio cultivo, de manejo y relacionados con los

nutrientes considerados. El conocimiento de la relación entre esos factores y los procesos y

mecanismos que determinan el rendimiento y la calidad del producto, permitirá no sólo

estimar la magnitud de los mismos que sea posible lograr, sino también la capacidad del

cultivo de utilizar los nutrientes que se le suministren. Para cada región, el factor que más

frecuentemente se presenta como limitante de los rendimientos, además de la disponibilidad

de algunos nutrientes, es la disponibilidad de agua. Las propiedades edáficas que inciden

sobre la dinámica del agua, su almacenamiento y la facilidad con que los cultivos la pueden

absorber, son de fundamental importancia para la definición de los rendimientos esperados.

El segundo paso, es la determinación de la cantidad de nutrientes que el suelo sería capaz

de proveer a los cultivos y si aquéllos estarían disponibles en el momento del ciclo en que

fueran requeridos. Existen métodos directos e indirectos para evaluar la disponibilidad actual

y futura de nutrientes. El muestreo y análisis de suelos permite determinar el contenido actual,

indicadores de la disponibilidad y/o variables edáficas que permitan estimar disponibilidad

futura. Las observaciones o mediciones en los cultivos permiten monitorear el estado

nutricional de los mismos integrando factores que hacen a la manifestación no sólo de la

disponibilidad del nutriente sino también de otros que hacen a la productividad (agua,

radiación, etc.). Con ello, se pueden ajustar los diagnósticos realizados a partir de los

muestreos y análisis de suelo y, consecuentemente, las dosis recomendadas. La información

provista por todos los métodos y la forma en que debe ser utilizada, será distinta según cuál

sea el método empleado, el nutriente que se pretende evaluar, el cultivo que esté siendo

analizado y la información experimental disponible.

El N y el P son los nutrientes que más comúnmente pueden presentarse como deficientes

en los sistemas agrícolas. Las dinámicas particulares de cada uno de esos nutrientes en el

sistema suelo-planta-atmósfera hacen que el diagnóstico y la recomendación presenten sus

particularidades y requieran de distinta información. En esta sección se detallan brevemente

las alternativas con que se dispone para el diagnóstico y recomendación de nutrientes móviles

(N) y no-móviles (P).

70

1) Nutrientes móviles

a) Recomendación de fertilización nitrogenada utilizando el balance de N

Cuando no se cuenta con curvas de respuesta, el diagnóstico y la recomendación de

fertilización puede realizarse utilizando el balance de N completo (con límite superior en la

canopia del cultivo e inferior en la profundidad de enraizamiento) o con límite en la superficie

del suelo. En esta ecuación se contrasta el requerimiento de N, el cual depende del

rendimiento objetivo y del requerimiento de interno de N de la planta y la oferta de N del

suelo, la cual tiene en cuenta el N mineral presente al momento de la siembra y el

mineralizado a lo largo del ciclo. Cada pool de N (mineral inicial, mineralizado y del

fertilizante) tiene asociado un valor de eficiencia de absorción o recuperación, el que

representa la magnitud de los procesos de pérdida de N (lavado de nitratos, desnitrificación, y

volatilización). Dichos valores deben ser elegidos criteriosamente de acuerdo a las

características edafoclimáticas de la región, al manejo del suelo (antecesores, labranzas, etc),

a la fuente, momento y forma de aplicación de N.

La aplicación de la metodología del balance no permite el cálculo de dosis óptimas

económicas dado que asume una relación lineal entre rendimiento y disponibilidad de N,

aunque constituye una valiosa primera aproximación. La determinación del rendimiento

objetivo es un aspecto crucial dado que la sobreestimación del mismo implica

sobrefertilización y la subestimación pérdida de rendimiento. Una alternativa puede ser la de

usar el rendimiento promedio de los últimos 5 años pero una mejor aproximación sería fijarlo

en función del factor que en mayor medida condiciona el rendimiento. Como se mencionó, el

factor que más condiciona el rendimiento en la Región Pampeana es la disponibilidad de

agua, existiendo mayor variabilidad de rendimientos en la región semiárida que en la húmeda

(Figura 1). Por lo tanto, un enfoque racional sería estimar el rendimiento objetivo en función

del agua disponible a la siembra y de la mediana de precipitaciones del área según eficiencia

de uso de agua de cada cultivo.

Pergamino

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 5 10 15 20 25

Años

Re

nd

imie

nto

de

tri

go

(Mg

/ha

)

Sin fertilización ni riego

Con fertilización

Con fertilización y riego

Bordenave

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 5 10 15 20 25

Años

Sin fertilización ni riego

Con fertilización

Con fertilización y riego

Figura 1. Rendimiento de trigo simulado con el modelo CERES para dos localidades.

Adaptado de Alvarez y Steinbach (2012).

El otro factor de la ecuación del balance de más difícil predicción es la mineralización de

N durante el ciclo de los cultivos. Diversas aproximaciones pueden ser utilizadas:

1) Estimación a partir del contenido de materia orgánica, asumiendo un coeficiente de

mineralización anual según textura del suelo y asumiendo que un 30 a 40% se

mineraliza durante la estación de crecimiento de cultivos de invierno y un 60-70%

durante la estación de crecimiento de cultivos de verano. La mayor debilidad de esta

metodología es que se asume que todo el N orgánico del suelo tiene la misma

susceptibilidad a mineralizarse.

2) Estimación mediante índices de mineralización biológicos o químicos realizados en

laboratorio.

3) Estimación mediante la absorción de N de una parcela sin aplicación del mismo,

aunque dicha metodología no es de aplicación práctica.

71

b) Diagnóstico y recomendación de fertilización nitrogenada a partir de curvas de

rendimiento

Cuando es posible describir adecuadamente la relación entre el rendimiento y la

disponibilidad de un nutriente con una función (Figura 2), el cambio en el rendimiento por

cada unidad de cambio en la variable independiente representa la eficiencia agronómica (kg

de grano kg N agregado o disponible), lo que hace viable realizar una evaluación económica

de la fertilización. Para esto es necesario contar con las relaciones insumo/producto, es decir

los kg de grano que se van a necesitar para pagar un kg de N. Como se mencionó, la

naturaleza no lineal de la relación entre rendimiento y disponibilidad de nutriente determina

que la dosis necesaria para máximo rendimiento, calculada con el balance de N o con la

función, es mayor que la óptima económica, a no ser que el fertilizante tuviera costo cero.

La fuerte limitación que tiene esta metodología es que la pendiente entre rendimiento y

dosis de N varía con la disponibilidad del mismo en cada lote y también es afectada por

variables ambientales (particularmente disponibilidad de agua). Para salvar parcialmente el

primer aspecto algunos investigadores grafican el rendimiento en función del N disponible

(suelo+fertilizante) (Figura 2), bajo el supuesto de que ambos pooles de N tienen la misma

eficiencia de absorción, lo que tiene su lógica si no existen pérdidas por volatilización desde

el fertilizante.

Figura 2. Relación entre el rendimiento de trigo (variedades tradicionales) y el N

disponible (ND, N inorgánico inicial, 0-60 cm, mas fertilizante) en suelos

del sudeste bonaerense para aplicaciones de N a la siembra (línea llena) o

al macollaje (línea punteada), ajustada mediante un modelo cuadrático-

plateau. Adaptado de Barbieri et al. (2009).

Cuando se cuenta con varios años de experimentación es factible que ocurran situaciones

con precipitaciones superiores a la media, años medios o años con precipitaciones por debajo

de la media. Si ajustamos un modelo para cada situación podremos decidir qué modelo

utilizamos para predecir la respuesta y la dosis óptima económica en función del escenario

climático que fijemos, al cual le podemos asignar una determinada probabilidad de

ocurrencia. Teniendo en cuenta el factor climático, el cual explica en parte la variación en

rendimiento para un mismo nivel de N observado en la Figura 2, el otro factor que influye en

72

esta variación es el potencial de mineralización de cada lote, información que no está

disponible hasta el momento.

2) Nutrientes no-móviles (fósforo)

El diagnóstico de la disponibilidad de P se basa en el establecimiento de un valor crítico de

P extractable en mg kg-1

según el método de Bray, fracción que representa un pool inorgánico

relativamente lábil (fosfatos de Ca y Al) que se relaciona con la concentración de fosfatos en

solución y, por ende, con la absorción de P y el rendimiento de los cultivos. La gran

diferencia con N es que cuando se mide este pool se está estimando una fracción que por

disolución aportará fosfatos a la solución del suelo pero no representa directamente la

cantidad de P que absorberá el cultivo. En cambio, cuando se cuantifica NO3- en la solución

del suelo, debido a su falta de interacción con la matriz sólida del mismo, se determina una

fracción que efectivamente está disponible y la absorción por el cultivo será directamente

proporcional a la misma. Por ejemplo, si hay 100 kg N-NO3- ha

-1 a una profundidad

determinada (0-1 m), es altamente probable que el cultivo absorba entre 60 y 70 kg de N ha-1

(dependiendo de la eficiencia) y determine el rendimiento en función directa del N absorbido.

Por lo tanto, con nutrientes no-móviles como el P no se puede realizar el diagnóstico y

recomendación de P por medio de balances como en los nutrientes móviles, en los cuales al

requerimiento de N se le resta directamente la oferta de N mineral. La mayoría de los

estudios de correlación y calibración de P desarrollados, los que muestran la relación entre

rendimiento o respuesta y concentración de P-Bray en suelo, sólo nos indican probabilidad

de respuesta al agregado de P.

Es importante destacar que para nutrientes no-móviles como el P es necesario realizar

estudios de correlación y calibración zonales, dado que características de suelo como materia

orgánica y textura pueden modificar los umbrales de respuesta a la fertilización (Figura 3).

Figura 3. Respuesta del trigo al agregado de P en función del nivel de P-Bray para

suelos de la zona serrana (>MO) y para suelos de la zona triguera (<MO).

Fuente: Berardo (1994).

Teniendo en cuenta las correlaciones entre el rendimiento de los cultivos y la

concentración de P-Bray y habiendo calibrado dichas concentraciones para un cultivo

determinado, corresponde efectuar la etapa de recomendación. La racionalidad de la misma

requiere un conocimiento acabado del clima y de los suelos de la región, y de características a

nivel de lote como disponibilidad hídrica inicial, profundidad de tosca, contenido de materia

orgánica, factores que incidirán sobre la respuesta a P y el rendimiento del cultivo.

Básicamente existen dos filosofías para recomendar dosis de P, la de “nivel de suficiencia” y

73

la de “rápida reconstrucción y mantenimiento”. La evaluación económica de la dosis de P

requiere estudios zonales en los cuales se relacione la respuesta al agregado de una

determinada dosis con la concentración de P-Bray en suelo.

a) Recomendación de fertilización fosfatada según criterio de suficiencia y

reconstrucción parcial

Esta metodología propone la adición de dosis que repongan lo extraído por el cultivo más

la adición de una cantidad extra para ir aumentando gradualmente (en 5 o 6 años) la

concentración de P-Bray hasta el umbral, para aplicar luego dosis de mantenimiento. Si los

suelos tienen valores altos a muy altos de concentración no se recomienda aplicar P. A su vez,

si los niveles P-Bray están en la categoría de muy baja concentración se aumenta aún más la

dosis de P para salir rápidamente de esa categoría. Es de recordar que la aplicación de esta

filosofía de recomendación requiere del monitoreo frecuente de los suelos y de una adecuada

calidad del análisis (exactitud y precisión), dado que una subestimación de la disponibilidad

de P podría llevar a pérdidas de rendimiento. Para la aplicación de esta filosofía de

recomendación se necesita conocer, además del valor del análisis de suelo, el requerimiento

de P por tonelada de grano exportado y el rendimiento objetivo, el cual va a depender de

factores de suelo (profundidad efectiva) y del clima. Por otra parte, la dosis extra de P a

aplicar requiere conocer cuánto aumentará la concentración de P en suelo por cada kg de P

adicionado en exceso al que extraerá el cultivo, lo que va a depender de la capacidad de

fijación del suelo (cantidad y tipo de arcillas, pH y concentración inicial de P-Bray).

b) Recomendación de fertilización fosfatada según criterio rápida reconstrucción y

mantenimiento

Esta filosofía propone llevar el suelo en uno o dos años a niveles altos de concentración de

P-Bray para luego mantenerlo reponiendo la extracción de P de los cultivos, no considerando

por ende el aporte de reservas minerales del suelo. El objetivo es proteger al cultivo de

cualquier pérdida de rendimiento. Esta metodología no requiere muestreos frecuentes de

suelos y a su vez tiene menos dependencia de la calidad del análisis de suelo. Al igual que

para la reconstrucción parcial, la aplicación de esta metodología requiere conocer cuánto se

incrementa el P-Bray por cada kg de P aplicado.

Se pretende que los estudiantes logren:

poner en práctica diferentes metodologías para el diagnóstico de deficiencias de N y

P,

desarrollar criterios para la recomendación de fertilización con N y P.

Para alcanzar tales objetivos, es necesario que previamente tenga presentes los

conocimientos básicos vinculados con esta temática adquiridos en esta asignatura y en las

asignaturas Agrometeorología, Introducción a los Sistemas de Producción, Fisiología Vegetal,

Edafología Agrícola y Génesis, Clasificación y Cartografía de Suelos.

Por otro lado se recomienda la lectura previa del siguiente material bibliográfico (Adjunto

a esta guía):

Anexo 1 (página 147) – Estimación de la capacidad de almacenaje de agua en

suelos del sudeste bonaerense. Travasso, M.I. y Suero, E.E. 1994. Boletín Técnico

EEA INTA Balcarce N° 125.

Anexo 6 (página 191) - Requerimientos nutricionales de los cultivos. Archivo Agronómico Nº 11. Disponible en: http://www.ipni.net.

Anexo 8 (página 201) - Guía para la fertilización fosfatada de trigo, maíz,

girasol y soja. Echeverría, H.E. y García, F.O. 1998. Boletín Técnico 149. EEA

INTA Balcarce. Balcarce, Buenos Aires, Argentina.

74

Anexo 9 (página 219) - Estimación de la mineralización de nitrógeno en suelos

del sudeste bonaerense. Echeverría, H.E. y Bergonzi, R. 1995. Boletín Técnico

135. EEA INTA Balcarce. Balcarce, Buenos Aires, Argentina.

Anexo 10 (página 231) - Dosis óptima económica de nitrógeno en maíz bajo siembra directa en el sudeste bonaerense. Pagani, A.; Echeverría, H.E.; Sainz

Rozas, H.R.; Barbieri, P.A. 2008. Ciencia del Suelo 26(2):183-193.

Anexo 11 (pagina 243) - Dosis óptima económica de nitrógeno en trigo según

momento de fertilización en el sudeste bonaerense. 2009. Barbieri, P.A.,

Echeverría, H.E. y Sainz Rozas, H. Ciencia del Suelo 27(1):115-125.

Además se recomienda la siguiente bibliografía vinculada a la temática (disponible en

biblioteca):

Fertilidad de Suelos y Fertilización de Cultivos. Echeverría, H.E. y García, F.O.

(Eds.). 2005. Capítulos 4 (Nitrógeno), 5 (Fósforo), 11 (Trigo), 12 (Maíz), 13

(Soja), 14 (Girasol). Ediciones INTA, Balcarce, Buenos Aires, Argentina.

Tecnología de la Fertilización de Cultivos Extensivos en la Región Pampeana.

Prystupa, P. (Ed.). 2007. 1a edición. Facultad de Agronomía, UBA. Buenos Aires,

Argentina.

Soil Fertility and Fertilizers. An Introduction to Nutrient Management. 7th

edition. Havlin, J.L., Beaton, J.D., Tisdale, S.L. and Nelson, W.L. 2005. Chapters

4 (Nitrogen) y 5 (Phosphorus). Pearson-Prentice Hall. Upper Saddle River, New

Jersey. Estados Unidos de Norteamérica.

Fertilización de Cultivos y pasturas. Diagnóstico y recomendación en la región

pampeana. Alvarez, R. (Ed). 2012. Editorial Facultad de Agronomía, UBA. Buenos

Aires, Argentina.

Preguntas pre-requisito:

1) ¿Qué entiende por “factor de requerimiento” y por “índice de cosecha” de un nutriente?

2) ¿Cuáles son los “factores de requerimiento” de P y de N para los cultivos más comunes? ¿y

los “índices de cosecha” de P y de N?

3) ¿Qué entiende por “eficiencia agronómica” de uso de un nutriente?, ¿y por “eficiencia

fisiológica” y “eficiencia de recuperación”? ¿De qué factores dependen?

4) ¿Qué criterios se emplean para el diagnóstico y la recomendación de la fertilización con P?

5) ¿Qué entiende por residualidad del P aplicado? ¿Qué factores la afectan? ¿Por qué a

diferencia del N el P presenta residualidad? ¿Podría haber residualidad del N aplicado?

¿En qué situaciones?

6) ¿Qué rango de valores podría adquirir la eficiencia de absorción o recuperación de P del

fertilizante en un año y acumulada a lo largo de varios años? ¿De qué depende?

7) ¿Qué criterios se emplean para el diagnóstico y la recomendación de la fertilización con N?

8) Si el resultado del análisis de suelo de 0-20 cm (densidad aparente 1,2 Mg m-3

) provisto

por el laboratorio hubiera sido de 60 mg NO3- kg

-1, calcule kg NO3

- ha

-1, mg N-NO3

- kg

-1 y

kg N-NO3- ha

-1.

9) ¿Qué es la mineralización neta? ¿De qué factores depende? ¿Cómo la afectan las

características propias y de manejo del residuo del cultivo antecesor?

10) ¿Cómo estimaría la mineralización de N y P de la materia orgánica?

11) ¿Qué rango de valores podría adquirir la eficiencia de absorción o recuperación de N del

fertilizante en un año y acumulada a lo largo de varios años? ¿De qué depende?

12) En la Tabla 1 se presenta información de contenido de agua útil o agua disponible de

algunos suelos. Exprese esos contenidos en porcentaje en peso y porcentaje en volumen.

Estime la lámina de agua que podría almacenar cada uno de esos suelos y las láminas de

75

agua que efectivamente tienen almacenados los perfiles indicados en la Tabla. Según sus

estimaciones, ¿qué porcentaje del espacio poroso estaría lleno con agua en cada uno de los

perfiles?

13) ¿Qué entiende por precipitación efectiva? ¿De qué depende?

Preguntas a resolver en clase

1. En la Figura 4 (se entregará en mano en el Trabajo Práctico) se presentan los resultados

obtenidos del análisis de las muestras extraídas en el Trabajo Práctico Nº 4. Se graficaron

las variables determinadas (P-Bray, pH, materia orgánica y N-NO3-) en función de la

posición en el relieve, sin diferenciar relieve y según el número de submuestras por

muestra.

a. Teniendo en cuenta el umbral de P-Bray para el cultivo de trigo en el sudeste

bonaerense, ¿en qué zonas del relieve se hubiera decidido fertilizar y en cuáles no?

¿Qué habría sucedido si no se hubieran diferenciado las posiciones del relieve?

b. Si la disponibilidad de N-NO3- a la siembra es una variable fundamental para el

diagnóstico de necesidades de fertilización mediante el balance de N en el cultivo de

trigo o maíz; que sucedería si no se hubieran diferenciado posiciones en el relieve en

cuanto a la dosis recomendada?; ¿en qué posición en el relieve se podría producir sub- o

sobre-fertilización?

c. ¿Cómo afectó el número de submuestras a la precisión de los resultados de

concentración de P-Bray y de contenido de N-NO3-?

2. En un lote ubicado en el sudeste bonaerense se desea realizar un cultivo de trigo bajo

labranza convencional. Debido a que el lote consta de tres tipos de relieve bien

diferenciados (loma, media loma y bajo) se decide manejar cada zona por separado,

obteniendo muestras de suelo y requiriendo una recomendación de fertilización para cada

sector del relieve.

a. A partir de los datos presentados en la Tabla 1 calcule la disponibilidad de agua total

para todo el ciclo del cultivo y el rendimiento esperado sin limitaciones nutricionales.

b. A partir de los valores remitidos de los análisis de laboratorio (Tabla 2) calcule el

contenido de N-NO3- expresados en kg ha

-1 por estrato y el total (0-60 cm).

c. Considerando que: 1) La relación entre materia orgánica (MO) y N obtenido en

incubación anaeróbica de 7 días (Nan) para suelos de Balcarce ha sido estimada como:

Nan = 15,8 MO – 11,4; 2) la relación entre el Nan y el N potencialmente mineralizable

(N0, incubación aeróbica) se ha estimado como N0 = 1,40 Nan + 82,7; 3) la

información en la Figura 5 relaciona el N0 con la mineralización de N durante el ciclo

del cultivo de trigo para diferentes contenidos promedio de agua de suelo, calcule los

valores estimados de mineralización en cada zona del relieve. Asuma y justifique un

contenido de agua de suelo que a usted le parezca acorde a cada ambiente.

d. A partir de la disponibilidad de N inicial y del N mineralizado durante el ciclo del

cultivo, calculados en los incisos anteriores, determine el rendimiento de los testigos

(sin fertilización nitrogenada) para las distintas zonas del relieve. Asuma eficiencias de

recuperación de N para cada fuente. e. Mediante el balance de N, con límite en la superficie del suelo, determine la dosis de N

(expresada en kg de N y de urea ha-1

) necesaria para alcanzar los rendimientos

esperados en cada zona del relieve (inciso a). Asuma las eficiencias de absorción de N

del fertilizante. ¿En qué momento realizaría la fertilización? Justifique.

f. Teniendo en cuenta los rendimientos esperados y el nivel de P-Bray en el suelo, calcule

la necesidad de fertilización fosforada utilizando el criterio de suficiencia y

reconstrucción parcial (Boletín Técnico Nº 149, Guía para la fertilización fosfatada de

trigo, maíz, girasol y soja).

76

Incisos de práctica: g. ¿En qué errores cree usted que se hubiera incurrido si el productor, con motivo de

realizar un ahorro en las determinaciones del laboratorio, hubiera extraído una sola

muestra de suelo con valores promedio (Tabla 3) y hubiera aplicado una dosis para el

promedio de rendimiento esperado en el lote? Fundamente demostrando con cálculos.

h. Analice la información completa y evalúe la relación entre la dosis de fertilizante, el

rendimiento y la posición en el relieve.

Tabla 1. Descripción del relieve presente en lote destinado a trigo.

Relieve Profundidad1 Agua útil

inicial2 Precipitación

3 Precipitación

efectiva4

Disponibilidad

de agua total5

Rendimiento

Esperado6

Cm mm mm % mm kg ha-1

Loma 50 35 300 95 320 3840

Media

Loma 120 130 300 80 370 4440

Bajo 200 250 300 100

1: profundidad efectiva el perfil, 2: contenido de agua a la siembra; 3: precipitación ocurrida durante el ciclo del

cultivo; 4: precipitación efectiva (se asume que la totalidad de la precipitación efectiva es agua útil para el

cultivo); 5: disponibilidad de agua total para el cultivo; 6: rendimiento esperado en función de la disponibilidad

de agua total.

Tabla 2. Resultados de análisis de laboratorio. Muestreo discriminando relieve

Relieve Muestra Profundidad N-NO3-

P-Bray MO Dap N-NO3- N-NO3

-

(0-60cm)

cm mg kg-1

mg kg-1

% Mg m-3

kg ha-1

kg ha-1

Loma

1 0-20 14 10 5.9 1.18 33,0

53,8 1 20-40 6 1.28 15,4

1 40-60 2 1.36 5,4

Media

Loma

2 0-20 12 8 4.7 1.25 30,0

55,9 2 20-40 8 1.28 20,5

2 40-60 2 1.36 5,4

Bajo

3 0-20 25 15 6.8 1.15

3 20-40 15 1.25

3 40-60 5 1.36

77

Nmin = 0.2383N0 - 6.2171

Nmin = 0.386N0 - 2.0571

Nmin = 0.5213N0 + 2.78

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 50 100 150 200 250 300 350N0 (mg kg

-1)

N m

ine

raliza

do

(N

min

) (k

g h

a-1)

25% 50% 75%

Figura 5. Relación entre el nitrógeno potencialmente mineralizable (N0, incubación aeróbica)

y el N mineralizado (Nmin) durante un cultivo de invierno para distintos contenidos

de agua útil promedio (25%, 50% y 75% de agua útil) durante el ciclo del cultivo.

Adaptado de Echeverría, 1994.

Tabla 3. Resultados de análisis de laboratorio. Muestreo sin discriminar relieve

Relieve Muestra Profundidad N-NO3-

P-Bray MO Dap N-NO3- N-NO3

-

(60cm)

Cm mg kg-1

mg kg-1

% Mg m-3 kg ha

-

1 kg ha-1

Loma+Media

Loma+Bajo

1 0-20 17 11 5.8 1.19

1 20-40 9.7 - - 1.27

1 40-60 3 - - 1.36

3. En la Figura 6 se muestra la relación entre rendimiento y N disponible, esto es, N

inorgánico en suelo (0-60 cm) más fertilizante para muestreos y fertilizaciones realizadas a

la siembra y al macollaje, para años con baja (<350 mm, Figura 6a) y media a alta

disponibilidad hídrica (>500 mm, Figura 6b) durante los meses de junio a diciembre. Los

datos fueron ajustados mediante un modelo de respuesta cuadrático-plateau, es decir que

por arriba de los umbrales ajustados el rendimiento se mantuvo constante. Los suelos de

los sitios con bajos y altos rendimientos tenían en promedio 5,08% y 5,28 de MO (0-20

cm), respectivamente, y 33 y 48 kg ha-1

de N-NO3- en el suelo (0-60 cm) al momento del

macollaje, respectivamente. El N en la biomasa aérea del trigo fue en promedio de 15 kg N

ha-1

. La densidad aparente de 0-20 cm fue de 1,2 Mg m-3

.

a. ¿Por qué los umbrales de respuesta son menores para los diferentes momentos de

fertilización y condición hídrica?

b. Estime mediante el balance con límite inferior en la superficie del suelo el N a aplicar

para el logro del máximo rendimiento para cada condición hídrica. Estime el N aportado

por mineralización asumiendo que el 5% de la M.O es N orgánico, del cual se

mineraliza anualmente un 2,2%, correspondiendo un 40% de ese total al período de

crecimiento del trigo. El rendimiento del cultivo esta expresado al 14% de humedad.

Asuma eficiencias de absorción que considere adecuadas para el N inorgánico y del

fertilizante al macollaje y para el N proveniente de la mineralización.

78

c. Mediante la aplicación de la derivada primera al modelo de respuesta calcule la dosis

óptima económica (DOE) para cada condición hídrica si necesitan 10 kg grano para

pagar un kg de N. No pierda de vista que el eje x es suelo+fertilizante. ¿Cómo afectó la

condición hídrica a la DOE? ¿Cómo variarían las DOE si se necesitaran 15 kg grano por

kg de N aplicado? ¿Cuál factor incide más sobre la DOE, ¿el año (disponibilidad hídrica

en este caso) o la relación de precios?

d. Compare las dosis obtenidas en los puntos b. y c. ¿Por qué son diferentes? ¿Por qué en

los años secos la DOE fue inferior a la calculada por balance?

e. Si no contara con información de curvas de producción o de respuesta al agregado de

fertilizante y tuviera que calcularla mediante el balance de N, ¿cómo haría para obtener

una dosis más cercana a la DOE?

Figura 6. Relación entre el rendimiento de trigo y el N disponible (ND, inorgánico en el suelo

+ fertilizante) para años con precipitaciones debajo de la media (a) y por encima

de la misma (b). Adaptado de Barbieri et al. (2009) (Anexo 11).

4. El contenido de N-NO3- en suelo (0-30 cm) al estadío de seis hojas (V6) del cultivo de maíz

es un indicador de la capacidad de mineralización del suelo cuando no se aplica N a la

siembra y puede también indicar la necesidad de fertilización suplementaria en V6 cuando

se ha aplicado parte del N a la siembra.

a. ¿Por qué se incrementa el valor umbral de N-NO3- en V6 cuando se incrementa el

rendimiento del maíz (Figura 7a)?, ¿por qué se relaciona el N acumulado en madurez

fisiológica con la concentración de N-NO3- en suelo al estadío de V6?

c. En base a la información presentada en las Figuras 7a y 7b estime la dosis de N a

aplicar en V6 para un rendimiento objetivo de 12 Mg ha-1

(al 14% de humedad)si la

concentración de N-NO3- en ese momento fue de 9 mg kg

-1. Asuma valores de

eficiencia de recuperación de N del fertilizante adecuados para la fertilización en V6.

d. Con el umbral estimado, el rendimiento (12 Mg ha-1

al 14% de humedad) y con la

Figura 7b, estime cual la eficiencia fisiológica y el requerimiento de N del cultivo.

e. Utilizando la información presentada en la Figura 8, calcule la dosis a aplicar en V10

(prefloración) para alcanzar el 90% del rendimiento máximo (aproximadamente 11,6

Mg ha-1

al 14% de humedad) si el índice de verdor (IV) determinado con el

clorofilómetro fue de 0.8. Asuma requerimientos de N apropiados para maíz. Considere

un valor de eficiencia de recuperación de N del fertilizante apropiado para aplicaciones

en V10 con riego.

f. Para calcular la dosis a aplicar en V6, algunos autores utilizan la siguiente ecuación:

dosis de N = (mg N-NO3- kg

-1 objetivo en V6 - mg N-NO3

- kg

-1 en V6)*5 ó 6. Si usted

compara esta ecuación con el balance de N (límite en superficie del suelo), ¿A qué

términos del balance representarían el umbral de NO3-

en V6 y el contenido real del

suelo en dicho momento?

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 50 100 150 200 250

ND (kg ha-1)

Ren

dim

ien

to (

kg

ha

-1)

Rto (S) = -0.123*ND2 + 33.9*ND + 2009

r2 = 0.74

U = 137 kg ND ha-1

Rto (M) = -0.141*ND2 + 34.0*ND + 1900

r2 = 0.31

U = 125 kg ND ha-1

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 50 100 150 200 250 300

ND (kg ha-1)

Siembra

Macollaje

Rto (S) = -0.106*ND2 + 38.0*ND + 3084

r2 = 0.54

U = 178 kg ND ha-1

Rto (M) = -0.145*ND2 + 46.0*ND + 2710

r2 = 0.57

U = 145 kg ND ha-1

Modelo cuadrático plateau

b) a)

79

Figura 7. Relación entre la concentración crítica de N-NO3

- en V6 y el rendimiento en grano

de maíz (a) y entre el N acumulado en madurez fisiológica y la concentración de

N-NO3- en V6 (b). Adaptado de Sainz Rozas et al. (2000).

y = 28353x - 15299

R2 = 0.7665

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20

Índice de verdor

Re

nd

imie

nto

en

gra

no

(k

g h

a-1

)

Figura 8. Relación entre el rendimiento de maíz y el índice de verdor (cociente entre el valor

de un tratamiento con supuesta limitación de N y un tratamiento sin deficiencia de

N) medido al estadío de V9. Sainz Rozas com. Pers.

5. En la Figura 9 se presenta la relación entre la respuesta del trigo al agregado de 16 kg P ha-

1 en lotes del sudoeste bonaerense (Ron y Loewy, 1996).

a. ¿Por qué la inclusión de otra variable predictiva (textura del horizonte superficial), la

cual asumió valores clasificatorios de 0 y 1, para suelos de textura fina y gruesa

respectivamente, mejoró el ajuste entre respuesta y nivel de P-Bray en el suelo?

b. ¿Por qué es mayor la respuesta en suelos de textura gruesa?

c. ¿Hasta qué nivel de P-Bray en suelo sería factible una respuesta económica si la relación

de precios fuera de 20:1, es decir que se necesitaran 20 kg de trigo para pagar 1 kg de P.

El precio del kg de P incluye costo de transporte, gastos de aplicación y el interés por

tiempo de capital inmovilizado, y el precio del grano tiene descontado los gastos de

comercialización.

0

5

10

15

20

25

30

0 4000 8000 12000 16000

Rendimiento en grano (kg ha-1

)

Co

nc

en

tra

ció

n c

ríti

ca

de

N-N

O3- (m

g k

g-1

)

CM 1994/95

CM 1995/96

CM 1996/97

CM 1997/98

Exp. 2 1997/98

NCC= -0.05 + 0.002RG

r2= 0.92

0

40

80

120

160

200

240

0 5 10 15 20 25 30

N-NO3- (mg kg

-1)

N a

cu

mu

lad

o p

or

el m

aíz

en

bio

ma

sa

aé

rea

(k

g h

a-1

)

CM

NT W

CT W

NT Past

CT Past

NA= 47.9 + 4.9 NO3--N

r2= 0.59

a) b)

80

Figura 9. Relación entre la respuesta al agregado de 16 kg/ha de P y el nivel de P-Bray en

suelos del sudoeste bonaerense sin discriminar por textura del horizonte

superficial (a) y discriminando por textura (b). Adaptado de Ron y Loewy (1996).

6. Un productor decide realizar una estrategia de rápida reconstrucción y mantenimiento,

llevando el suelo a un umbral de 16 mg kg-1

de P-Bray antes de la siembra, para luego

mantenerlo alrededor de ese valor reponiendo lo que se llevaran los cultivos. Para ello va a

utilizar el modelo desarrollado por Rubio et al. (2007), el cual predice el incremento de P-

Bray en distintos suelos, según la siguiente ecuación:

Δ P-Bray= 0.45369 + 0.00356*P-Bray + 0.1624*Z - 0.00344*% As (r2= 0.61),

donde:

Δ P-Bray= Incremento de P-Bray (mg kg-1

de P-Bray (mg kg-1

P adicionado)-1

)

As= contenido de arcilla (%)

Z= Variable discriminatoria de sitio Z=1 zona norte y Z=0 zona sur (ver Figura 10).

a. ¿Qué significado tienen el signo positivo y el signo negativo de las variables P-Bray

inicial y contenido de arcilla, respectivamente, en el modelo?

b. Aplicando el modelo desarrollado por Rubio et al. (2007) (criterio de rápida

reconstrucción y mantenimiento), calcule la dosis de P en kg ha-1

si el suelo fuera un

Argiudol Típico del partido de Balcarce con un contenido de arcilla del 28% en el

horizonte A (0-20 cm) y un nivel de P disponible de 9 mg kg-1

.

c. ¿Sería esta estrategia adecuada si el suelo contuviera carbonatos y un pH de 8? ¿Por

qué?

81

Figura 10. Ubicación de los suelos con los que fue desarrollada la experiencia de Rubio et al.

(2007).

7. Se realizó un experimento con dosis crecientes de N aplicadas al estadío de V6 de maíz y se

obtuvo la curva de respuesta descripta adecuadamente mediante un modelo cuadrático

(Figura 11a). Se realizó la derivada primera de la función para calcular la tangente a la curva, es decir el incremento de rendimiento por cada kg de N disponible (eficiencia

agronómica) (Figura 11b). El N disponible surgió de sumar el N aplicado en V6 (dosis en

incrementos de a 70 kg N ha-1

hasta completar 210 kg N ha-1

) al N-NO3- determinado en

suelo (0-30 cm) en ese momento (46,5 kg ha-1

).

El precio del maíz (descontados los gastos de comercialización) fue de U$S 83 Mg-1

y el

de la urea puesta en el campo, U$S 700 Mg-1

.

a. Calcule la dosis de N expresada en kg ha-1

de urea necesaria para alcanzar el máximo

rendimiento biológico.

b. Calcule los kg de grano necesarios para pagar un kg de N y, utilizando la Figura 11b,

determine la dosis óptima económica (DOE). Compárela con la obtenida en el inciso a.

c. ¿Qué ventaja fundamental tiene el describir la respuesta del cultivo en función del N

disponible y no en función de la dosis de N para el cálculo de la DOE?

d. ¿Qué ventaja adicional representaría la utilización de la medición del contenido de N-

NO3- en suelo en maíz al estadío de V6 respecto de la medición y aplicación de N a la

siembra?

82

Figura 11. Rendimiento en grano (a) y eficiencia agronómica (b) de maíz en

función del N disponible (suelo + fertilizante) al estadío V6 (0-30 cm).

EJERCICIOS DE PRÁCTICA:

8. En un ensayo de fertilización nitrogenada de girasol, realizado bajo labranza convencional

en un Argiudol típico del sudeste bonaerense y con antecesor trigo, se probaron 4 dosis de

N (0, 30, 60 y 90 kg ha-1

). El rendimiento se incrementó significativamente hasta la dosis

de 30 kg N ha-1

. El rendimiento máximo fue de 3 Mg ha-1

, el N mineralizado en

condiciones de anaerobiosis (Nan) fue de 30 mg kg-1

y el N inorgánico inicial (Nini) hasta

los 60 cm fue de 50 kg ha-1

. Utilice la información de la Figura 12 para determinar el

aporte por mineralización y asuma valores de eficiencia de recuperación de N para el Nini

y el aportado por mineralización.

y =6099 + 44.8 -0.1008x2

r2 = 0.74

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0 50 100 150 200 250 300

N disponible en suelo kg/ha (0-30 cm

Re

nd

imie

nto

en

gra

no

(k

g h

a-1

)

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 50 100 150 200 250 300

N disponible (kg ha-1

) (0-30 cm)

Efi

cie

nc

ia a

gro

nó

mic

a (

kg

gr

kg

N d

isp

-1)

a)

b)

y = 6099 + 44.8 x - 0.1008 x2

83

No = 1,40*Nan + 82,7

r2 = 0,6587

0

100

200

300

400

0 50 100 150 200

Nan (mg/kg)

No

(m

g/k

g)

1994-97

Lineal

(1994-97)

Cultivos de VeranoCultivos de Verano

Figura 12. Relación entre el N mineralizado en incubación anaeróbica corta (7 días) con el N

potencialmente mineralizable (N0) (Izquierda), y relación entre el contenido de

agua útil (expresado como proporción de la capacidad de retención de agua útil)

y el N mineralizado durante el ciclo de un cultivo de verano (Derecha)

a. Si el suelo se mantuvo con un contenido de agua útil del 75% durante toda la estación de

crecimiento, ¿es posible explicar este comportamiento mediante la aplicación del

balance de N? Ver ecuación:

Nf = (Ngr + Nres – eini*Nini – em*Nmin)/ef (Meisinger, 1984).

donde, Nf= N del fertilizante; Ngr: N en grano; Nres= N en rastrojo; Nini= N

inorgánico inicial; eini= eficiencia de absorción del Nini; Nmin: N mineralizado durante

el ciclo del cultivo; em: eficiencia de absorción del Nmin; ef: eficiencia de absorción del

N proveniente del fertilizante.

b. ¿Se habría incrementado la dosis de máxima respuesta si el sistema de labranza utilizado

hubiera sido siembra directa? Justifique.

9. En un establecimiento ubicado en la zona de Balcarce se decidió hacer maíz en 4 lotes. Dos

de esos lotes tuvieron como antecesor al trigo y constaron de una larga historia agrícola (22

años de agricultura continua). Los dos lotes restantes tuvieron antecesor pastura (3 años de

duración). En uno de los lotes de cada antecesor se utilizó labranza convencional (arado de

rejas, rastra de discos y vibro-cultivador) y en el otro lote de cada antecesor, siembra

directa (el lote con antecesor trigo ya ha tenido 3 años previos bajo este sistema de

labranza). En cada lote se dejó una franja sin fertilizante nitrogenado para obtener el

rendimiento del testigo. En la Tabla 4 se presentan los valores de N inicial determinados al

momento de la siembra y la absorción de N por parte de los cultivos testigo (N total en

planta grano+rastrojo). Al analizar los valores de N inicial, tenga en cuenta que el barbecho

sobre antecesor pastura fue más corto y con menos agua en el suelo.

a. Asumiendo valores normales de eficiencia de absorción del N inicial y mineralizado,

calcule el N mineralizado en cada situación (Tabla 4). ¿Existen diferencias entre

antecesores y sistemas de labranza? Comente.

b. Suponiendo que el rendimiento esperado según las condiciones ambientales del año fue

de 10.000 kg ha-1

, mediante el método de balance de N (con límite inferior en la

superficie del suelo) calcule la dosis de fertilizante nitrogenado necesaria para alcanzar

este rendimiento en cada situación. Comente cómo afectan el antecesor, la historia

agrícola y el sistema de labranza a la dosis de N.

84

c. Compare los valores determinados de N mineralizado durante el cultivo de maíz después

de pastura con el estimado para el ciclo del cultivo de trigo en el sector del bajo en la

pregunta 2c. ¿A qué se deben las diferencias encontradas? Comente.

Tabla 4. Años

Agricultura Antecesor MO Labranza N inicial N mineralizado Nabs Rto Testigo

% kg ha-1

kg ha-1

kg ha-1

kg ha-1

0 Pastura 6,8 LC 50 160

0 Pastura 6,8 SD 50 125

22 Trigo 5,0 LC 60 124

22 Trigo 5,0 SD 60 97

Nabs: N absorbido por el cultivo sin agregado de N en planta entera. LC: labranza convencional con arado de

rejas. SD: siembra directa.

10. Se decide realizar girasol en dos lotes bajo dos sistemas de labranza (LC y SD). De

acuerdo con la información suministrada en la Tabla 5, calcule las necesidades de

aplicación de N y P. A los fines del cálculo, considere igual valor de mineralización de N

durante el ciclo del cultivo que los calculados en la Tabla 4 para antecesor trigo con 22

años de agricultura previa para los dos sistemas de labranza.

Tabla 5.

Labranza P-Bray N

inicial Nmin Rto Testigo

Disp.

Agua

Rto

Esperado

Dosis

N

Dosis

P

mg kg-1

kg ha-1

kg ha-1

kg ha-1

mm kg ha-1

kg ha-1

kg ha-1

LC 7 60 30 550

SD 6 40 20 550

85

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento. Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO Nº 8

Visita a planta de procesamiento y distribución de fertilizantes

(NO OBLIGATORIO)

Se visitará la AgroCentro Balcarce de Agroservicios Pampeanos S.A. (ASP) ubicada en

Calle 108 N° 396 (esquina Calle 5) (Ver plano).

La visita comenzará a la hora 9. Se recomienda puntualidad, dado que los que lleguen tarde

no podrán acceder a la planta. No se tomará asistencia.

Calle D

Calle C

Calle B

Calle A

Calle 2

Calle 4

Calle 6

Calle 8

Calle 10

Calle 12

Calle 14

Calle 16

Calle 18

Estación Ferrocarril

Av. ChavesAv. Kelly

Av

. Del V

alle

N

Municipalidad

Bco. Nación

Entrada

Planta ASPCalle 108 y Calle 5

Calle 108

Ca

lle 5

Plaza Libertad

86

87

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento. Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO Nº 9

Labranzas

El manejo inapropiado de los suelos ha dado como resultado procesos de degradación de

su calidad, que se traducen en el comportamiento de los cultivos a través de reducciones en su

crecimiento y caídas de su rendimiento. Tales procesos se manifiestan a través de la

disminución de los niveles de materia orgánica (MO) del suelo y, por lo tanto, de su fertilidad,

así como de alteraciones físicas como la formación de costras y de capas compactadas. Se

modifica así el estado de agregación del suelo y la relación entre sus fases sólida, líquida y

gaseosa debido al incremento de la densidad aparente y de la resistencia mecánica. Esto afecta

la acumulación y el suministro de agua y de aire por alteración de la porosidad y, con ello, de

la tasa de infiltración y de la capacidad de retención hídrica. También afecta el suministro de

nutrientes por la alteración de los procesos para su transformación y para la absorción por los

cultivos.

Los sistemas de labranza convencionales han sido considerados causa de la aceleración de

la mineralización de la MO, de la pérdida de nutrientes y de la estabilidad estructural del

suelo. Esto podría dar lugar a una menor productividad y además, favorecer el proceso de

erosión hídrica, sobre todo en aquellos suelos que, como los del sudeste bonaerense, se

presentan sobre un relieve ondulado con pendientes que oscilan entre el 2 y el 8%. Sin

embargo, el laboreo con movimiento del suelo permite alcanzar algunos objetivos de manejo,

como por ejemplo: control de malezas, control de algunas plagas y enfermedades y favorecer

la mineralización de algunos nutrientes desde la MO. El laboreo realizado de manera racional

(utilización de labranza en el momento adecuado y con la menor cantidad de pasadas posibles

de los implementos), permitiría contar con sus ventajas y disminuir al mínimo los factores

adversos antes mencionados.

Los sistemas de producción agrícola en el país han sufrido profundos cambios en la última

década, siendo uno de ellos la implementación de sistemas de labranza conservacionistas

propiamente dichos. Dichos sistemas son aquéllos que dejan al menos el 30% del suelo

cubierto con rastrojos, incidiendo de esta manera sobre algunas propiedades físicas, químicas

y biológicas. La labranza mínima implica el laboreo anterior a la siembra con un mínimo de

pasadas de maquinaria. Se provoca la aireación del suelo, pero hay menor inversión y

mezclado de éste. Se aceleran los procesos de mineralización de nutrientes pero a un ritmo

menor que con los laboreos con inversión del pan de tierra. Quedan más residuos vegetales en

superficie mejorando la protección del suelo y reduciendo su tasa de descomposición.

El sistema de labranza conservacionista más difundido en la Argentina es la siembra

directa (SD). Dicho sistema ha tenido gran difusión debido a sus ventajas operativas y,

fundamentalmente, en lo que respecta a la disminución del riesgo de erosión y a la

conservación del agua. La SD es un sistema que busca mantener y conservar en superficie

importantes niveles de cobertura aportada por los rastrojos de los cultivos. Por otro lado,

conduce a condiciones físicas de suelo que se diferencian marcadamente de las producidas en

sistemas convencionales ya que tiende a tener menor temperatura y mayor humedad, lo que

incrementa la disponibilidad de agua para los cultivos y mejora la eficiencia de su uso. Por

otro lado, generalmente se asocia este sistema de labranza a menor disponibilidad de N para

los cultivos y mayores riesgos de compactación (por la continua circulación de maquinaria

pesada y la ausencia de remoción).

88

La magnitud de los cambios causados por los sistemas de labranza depende de las

propiedades del suelo, de las condiciones de humedad con que se aplica el sistema y de la

historia de manejo e intensidad de labranza previa. Es importante tener en cuenta que el efecto

de los sistemas de labranza sobre propiedades físicas, químicas y biológicas y sobre los

cultivos presenta un comportamiento diferencial entre suelos y, por lo tanto, ni el nivel de

afectación ni las posibilidades de reversión de efectos son siempre los mismos.

Con la resolución del presente trabajo práctico se pretende que los estudiantes logren:

identificar la incidencia de distintos sistemas de labranza sobre los procesos edáficos

a corto y largo plazo y el comportamiento de los cultivos, en relación con las

condiciones ambientales y de aplicación,

relacionar a los sistemas de labranza con la magnitud del efecto de los factores que determinan la productividad de los cultivos y sus interacciones según las condiciones

ambientales y de aplicación

Para alcanzar tales objetivos, es necesario que previamente tenga presentes los

conocimientos básicos vinculados con esta temática adquiridos en esta asignatura y en las

asignaturas Agrometeorología, Introducción a los Sistemas de Producción, Mecanización

Agrícola, Fisiología Vegetal, Edafología Agrícola y Génesis, Clasificación y Cartografía de

Suelos.

Preguntas pre-requisito:

Las siguientes preguntas deberán ser resueltas antes del desarrollo del trabajo práctico.

En algunos casos, el resultado de los cálculos realizados se utilizará para la discusión en

el aula.

1) Para los tratamientos representados en la Figura 1, calcule el contenido de N-NO3- a la

siembra de maíz, expresado en mg kg-1

. Asuma que la distribución del N se dio de la

siguiente manera: 70% en la capa de 0-20 cm y de 30% en la capa 20-40cm. Asuma una

densidad aparente acorde a un suelo de Argiudol típico de la zona de Balcarce.

2) Analizando la información en la Figura 8, ¿en qué circunstancias esperaría que la cantidad

de plantas logradas luego de la emergencia fuera diferente entre sistemas de labranza?

3) ¿Cuáles son las prácticas de manejo que permiten regular la cantidad de residuos

devueltos al suelo? ¿Sería diferente el efecto sobre el sistema con distintos momento,

forma (picados, enteros) y ubicación (superficial, incorporado) del aporte y distintos tipos

de residuos (soja, maíz, etc.)?

4) ¿Según los datos presentados en la Figura 15, que proporción aproximada de la MO total

es MO particulada? ¿Esta proporción variará con las características edafoclimáticas de la

zona? Comente

5) ¿Qué es la densidad aparente del suelo? ¿Cómo se determina y en qué unidades se la

puede expresar? ¿Lo considera un método de rutina que se puede emplear en un lote de

producción para determinar compactación?

6) ¿Qué otras formas de medir compactación existen? ¿Qué ventajas o desventajas tienen?

¿Qué variables influyen sobre su valor?

7) ¿En función de qué variables cambia la estabilidad de los agregados en el tiempo?

8) ¿Qué relación puede establecer entre estabilidad de agregados y contenido de MO?

¿Podría tener un efecto sobre la erosión?

9) ¿Qué se entiende por capacidad de infiltración de agua de un suelo? ¿Con qué métodos se

puede determinar y en qué unidades se la expresa? ¿Cuál es el sistema de medición que

mejor simula el comportamiento de la infiltración en la realidad? ¿Por qué? ¿Esperaría

89

que los valores de infiltración puedan llevar a conclusiones diferentes según el método de

medición?

10) ¿Qué factores intervienen en la capacidad de infiltración de un suelo?

11) ¿Es esperable que la medida de infiltración varíe en el tiempo y en el espacio? ¿Qué

factores podrían provocar dicha variabilidad?

Preguntas a resolver en clase:

Ensayo de labranzas y barbecho en monocultivo de trigo

Figuras 1 y 2

1. ¿A qué atribuye las diferencias entre labranzas y entre cultivos en la disponibilidad de N?

2. ¿Existe un comportamiento diferencial entre labranzas para cada situación representada en

la Figura 1 (rotación con pasturas vs. agricultura continua)?, ¿a qué lo atribuye?

3. Hipotetice sobre la razón de las diferencias encontradas entre historia de fertilización

nitrogenada observada en la Figura 2 (en los tratamientos indicados como N1 se aplicaba

fertilizante nitrogenado todos los años en la misma parcela en todos los cultivos de la

secuencia).

Figura 3:

1. Analice el efecto de la interacción de las variables fósforo, nitrógeno y duración del

barbecho sobre los rendimientos de trigo.

2. Indique los nutrientes que aplicaría al cultivo con cada duración de barbecho.

Figura 4

Grafique los rendimientos relativos de los cultivos de trigo y maíz, con las siguientes

combinaciones de barbecho y fertilización con N en Balcarce:

a) cultivo de trigo sin limitaciones de disponibilidad de agua: con y sin nitrógeno (N1 y

N0).

b) idem anterior, para el cultivo de maíz.

c) cultivo de trigo sin limitaciones de N: con y sin barbecho (B1 y B0).

d) ídem anterior, para el cultivo de maíz.

En las 4 situaciones el cultivo antecesor es soja. Asigne rendimiento relativo = 1 al mayor

rendimiento de cada situación.

Efecto de la historia previa

Figuras 5 y 6

1. Compare el comportamiento del rendimiento de maíz en función de los años de agricultura

para los dos sistemas de labranza.

2. ¿Cómo espera usted que sea el comportamiento del cultivo de trigo, de girasol y el de soja

puestos en la misma situación? ¿Esperaría una caída de rendimiento en el cultivo de soja

con el avance de los años de agricultura? Si su respuesta es afirmativa, ¿en qué

circunstancias se produciría?

Efecto de los sistemas de labranza sobre la temperatura de suelo, duración de etapas

fenológicas, acumulación de materia seca, nitrógeno y rendimiento del cultivo de maíz.

Figuras 7, 8, y 9

1. Analice la causa de las diferencias en la temperatura de suelo entre sistemas de labranza y

su efecto sobre la velocidad de emergencia y la longitud de las etapas fenológicas del

cultivo.

90

¿La magnitud de las diferencias es igual en las temperaturas máximas que en las

temperaturas mínimas? ¿A qué se debe este efecto?

Esperaría que el alargamiento de las etapas fenológicas bajo SD ocasione pérdidas de

rendimiento? ¿En qué circunstancias?

En el caso de que el cultivo fuera girasol, ¿esperaría igual magnitud de efecto sobre la

duración de las etapas fenológicas? Explique.

Figuras 10, 11, 12, y 13

1. Evalúe y explique las diferencias en el comportamiento del cultivo de maíz bajo dos

sistemas de labranza en las campañas 95/96 y 96/97 (vea además la Figura 33).

2. ¿En qué momentos y bajo qué sistemas de labranza puede haberse producido estrés

hídrico? ¿Siempre que se produce estrés hídrico se afecta el rendimiento? ¿Cuáles son los

momentos en que un estrés hídrico produce mayor caída de rendimientos en los cultivos de

maíz, girasol, trigo y soja?

3. ¿A qué se debe la diferencia de comportamiento entre sistemas de labranza en la dosis de

120 kg N ha-1

? ¿Hubiera sido posible igualar el rendimiento entre sistemas de labranza en

la campaña 96/97? ¿De qué manera?

Efecto de las labranzas sobre la materia orgánica (MO)

Figuras 14 y 15

1. ¿Encuentra diferencias importantes en el contenido de MO entre sistemas de labranza en las

dos profundidades analizadas?

2. ¿Qué explicación habría para el aumento en el contenido de MO durante el período

agrícola, entre 2001 y 2004?

Figuras 15, 16, 17, 18 y 19

1. ¿Qué diferencias generales encuentra en los niveles de MO en las distintas zonas

analizadas? ¿A qué se deben?

2. ¿En qué profundidad encuentra mayores diferencias entre sistemas de labranza? ¿A qué se

debe este comportamiento?

3. ¿El efecto de los sistemas de labranza sobre el contenido de MO del suelo es igual en los

distintos ambientes? Explique.

4. Según la información presentada en la Figuras analizadas y los conceptos teóricos que

usted posee, ¿en qué ambientes esperaría encontrar mayores diferencias en el contenido de

MO entre sistemas de labranza y dónde menores diferencias? ¿Por qué?

Efecto del manejo sobre propiedades físicas del suelo

Densidad aparente (Dap)

Figuras 20, 21, 22 y 23

1. Evalúe el comportamiento de la Dap en diferentes condiciones edafoclimáticas. ¿Existen

diferencias importantes entre manejos contrastantes? ¿Cuáles son los estratos de

profundidad más afectados y por qué?

2. ¿En qué condiciones esperaría encontrar mayores niveles de compactación que los

mostrados en estas figuras?

3. ¿Cómo procedería en caso de diagnosticar una capa compactada en un lote de producción?

4. En la Figura 21 se presentan la Dap bajo siembra directa, labranza convencional y una

situación no disturbada o cuasi-pristina para dos zonas: Pampa ondulada y Sudeste

bonaerense. ¿Los resultados presentados son los que usted esperaría? Justifique.

5. Evalúe y discuta el efecto del pastoreo sobre la Dap bajo dos sistemas de labranza.

91

6. ¿En qué estratos de profundidad se registra mayor efecto del pisoteo animal?

7. ¿Esperaría que estos resultados variaran con el contenido de agua del suelo?, ¿y con la

textura del suelo?

8. Además del contenido de agua y la textura del suelo, ¿de qué otros factores podría

depender la magnitud de la compactación?

Resistencia mecánica a la penetración (RM)

Figuras 24, 25, 26 y 27

1. Analice las posibles causas del comportamiento de la RM en los diferentes suelos.

2. ¿Usted esperaría encontrar mayores valores de RM en suelos manejados bajo sistemas de

producción mixta? Explique.

3. Analice la relación entre la RM y el contenido de agua. En función de dicha relación, ¿qué

tendría que tener en cuenta en caso de que deba hacer una evaluación de compactación en

un lote de producción?

Estabilidad de agregados (EA)

Figuras 28, 29 y 30

1. Analice las Figuras 28 y 29 e hipotetice sobre las posibles causas de estos resultados.

¿Influye la agresividad de la labranza en el valor de EA? Enumere las posibles razones por

las cuales el suelo virgen o prístino tiene mayor EA.

2. ¿Esperaría encontrar diferencias en la EA entre diferentes texturas de suelo? ¿Por qué?

¿Qué texturas producirían una mayor y una menor EA, respectivamente?

3. Explique las posibles causas del comportamiento del índice de estabilidad de agregados en

función de los años de agricultura para los dos sistemas de labranza (Figura 30)

Infiltración

Figuras 31 y 32

1. Analice el comportamiento relativo a la situación prístina de los sistemas de labranza en

diferentes clases texturales. ¿El comportamiento de los sistemas de labranza es el mismo

en todas las situaciones? ¿Por qué?

2. Analice y mencione las razones por las cuales a su juicio la conductividad hidráulica es

afectada por la densidad aparente.

92

0

10

20

30

40

50

60

70

80

LC SD LC SD

RP RP AC AC

N-N

O3-(K

gha-

1)

Trigo Maíz

Figura 1. Contenido de N de nitratos obtenidos en

muestreos a la siembra de trigo y maíz, bajo labranza

convencional (LC) y siembra directa (SD), con

historia de rotación con pastura (RP) y en agricultura

continua (AC) de 0 a 40 cm de profundidad. Año

1999 para trigo y 2000 para maíz.

0

20

40

60

80

100

120

LC SD LV RDN

-NO

3-(k

g h

a-1

)

Sistema de Labranza

N0 N1

Figura 2. Contenido de N de nitratos al momento de la

siembra de maíz bajo labranza convencional con arado

de rejas (LC), siembra directa (SD), labranza vertical

con arado de cincel (LV) y labranza con disco liviano

(RD); sin (N0) y con (N1) historia de fertilización anual

con nitrógeno. Año 2000.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Enero Junio

Ren

dim

ien

to (

kg h

a-1)

Inicio de Barbecho

T N

P NP

Figura 3. Rendimiento promedio del cultivo de trigo con diferentes

duraciones de barbecho y fertilización con N y P en Balcarce.

Secuencia: monocultivo de trigo. Sistema de labranza: LC (arado de

rejas, rastra de discos y de dientes).

93

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

N0 N1

Rendim

iento

rela

tivo

a) Trigo

N0 N1

b) Maíz

B0 B1

c) Trigo

B0 B1

d) Maíz

Figura 4. Rendimiento relativo de los cultivos de trigo (a y c) y maíz (b y d) con (N1) y sin (N0) agregado de

nitrógeno (a y b), y con (B1) y sin (B0) barbecho (c y d).

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Período Agricultura (año)

Re

nd

imie

nto

re

lati

vo

(%

)

Sin nitrógeno Con nitrógeno

Figura 5. Rendimiento de maíz con y sin N en función de los

años de agricultura continua bajo labranza convencional.

Complejo Argiudol Típico y Paleudol Petrocálcico, Balcarce.

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Período Agricultura (año)

Re

nd

imie

nto

re

lati

vo

(%

)

Sin nitrógeno Con nitrógeno

Figura 6. Rendimiento de maíz con y sin N en función de

los años de agricultura continua bajo siembra directa.

Complejo Argiudol Típico y Paleudol Petrocálcico,

Balcarce.

0

5

10

15

20

25

30

35

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216

Horas desde la siembra

Te

mp

era

tura

(ºC

)

LC SD

Figura 7. Temperatura de suelo bajo siembra directa (SD) y

labranza convencional (LC), medida a 4 cm. de profundidad

desde las siembra del cultivo de maíz.

0

20

40

60

80

0 5 10 15 20 25

Días desde la siembra

Nú

me

ro

de

pla

nta

s (

x 1

00

0)

LC SD

Figura 8. Evolución de la emergencia del cultivo de

maíz bajo SD y LC. Año 1997-1998.

94

0 25 50 75 100 125

LC 0N

LC 120N

SD 0N

SD 120N

LC 0N

LC 120N

SD 0N

SD 120N

19

96

19

95

Días desde la siembra

S-E

E-V6

V6-FL

Figura 9. Duración de las etapas fenológicas del cultivo de maíz desde siembra (S) a

emergencia (E), 6 hojas (V6) y floración (FL), con siembra directa (SD) y labranza

convencional (LC) y con diferente fertilización con N (0 y 120 kg ha-1

), en las campañas

95-96 y 96-97.

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200

Días desde la siembra

MS

T (

Mg

ha

-1)

SD 0N

SD 120N

LC 0N

LC 120N

1995

FLORACI ÓN

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200Días desde la siembra

MS

T (

Mg

ha

-1)

SD 0N

SD 120N

LC 0N

LC 120N

1996

FLORACI ÓN

Figura 10. Materia seca aérea acumulada por el cultivo de maíz con siembra directa (SD) y labranza convencional (LC), con 0 y

120 kg ha-1

de nitrógeno, durante las campañas 95-96 y 96-97. La flecha vertical indica el momento de floración.

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200

Días desde la siembra

N e

n b

iom

asa

aé

rea

(K

g h

a-1) SD 0N

SD 120N

LC 0N

LC 120N

1995

FLORACI ÓN

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200Días desde la siembra

N e

n B

iom

asa

aé

rea

(K

g h

a-1)

SD 0N

SD 120NLC 0N

LC 120N

1996

FLORACI ÓN

Figura 11. Acumulación de nitrógeno en biomasa aérea por el cultivo de maíz bajo siembra directa (SD) y labranza convencional

(LC), con 0 y 120 kg ha-1

de nitrógeno, durante las campañas 95-96 y 96-97.

95

Figura 12. Consumo de agua del cultivo de maíz con siembra directa (SD) y labranza convencional (LC), durante las

campañas 95-96 y 96-97. Los símbolos junto al eje indican la fecha de floración (FL). El consumo para cada periodo se

calculó como contenido de agua inicial - final + precipitaciones. *: indican diferencias significativas (p<0,05).

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

0 60 120 0 60 120

95/96 96/97

Campaña y dosis de N (kg ha-1)

Re

nd

imie

nto

de

Ma

íz (

Mg

ha

-1) SD LC

Figura 13. Rendimiento de maíz con siembra directa (D) y labranza convencional

(C) y tres niveles de fertilización con nitrógeno, en las campañas 95-96 y 96-97.

0

2

4

6

8

10

12

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Maíz Maíz Girasol Trigo Maíz Girasol Trigo

C d

evu

elt

o (

Mg

ha

-1)

Year

Crop

Labranza ConvencionalSiembra Directa

NS

NS

NS

a)NS

*

*

*

0

2

4

6

8

10

12

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Maíz Maíz Girasol Trigo Maíz Girasol Trigo

C d

evu

elt

o (

Mg

ha

-1)

Año

Cultivo

Sin NCon N

NS

NS

NS

b)

*

*

*

*

Figura 14. Aporte anual de C de los residuos (aéreos + raíces a 20 cm)

de una secuencia maíz-girasol-trigo bajo dos sistemas de labranza entre

las campañas 1997-1998 y 2003-2004 (Domínguez et al., 2009).

96

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

LC SD LC SD

2001 2004

Mate

ria O

rgánic

a T

ota

l (%

)

a) 0-20 cm

0

1

2

3

4

5

6

7

LC SD LC SD

2001 2004

Mate

ria O

rgánic

a T

ota

l (%

)

b) 0-5 cm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

LC SD LC SD

2001 2004

Mate

ria O

rgánic

a P

art

icula

dal (%

)

c) 0-20 cm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

LC SD LC SD

2001 2004

Mate

ria O

rgánic

a P

art

icula

da (

%)

d) 0-5 cm

Figura 15. Contenido de materia orgánica total (a y b) y particulada (c y d) luego de 6 (2001) y 9 (2004) años de

agricultura bajo labranza convencional (LC) y siembra directa (SD) con una secuencia de cultivos girasol-trigo-maíz, de

0-5 cm y de 0-20 cm de profundidad. Ensayo de Labranzas de larga duración sobre Argiudol típico, Unidad Integrada

Balcarce (adaptado de Domínguez et al., 2009).

6,5

4,4

4,8

3,6

3,6

3,8

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0-5

5-15

Materia orgánica (%)

Pro

fun

did

ad

(cm

)

Pastura

SD

LC

Figura 16. Contenido de materia orgánica en un ensayo

de larga duración en INTA Pergamino. Argiudol típico

(franco-limoso) bajo Pastura, siembra directa (SD) y

labranza convencional con arado de reja y vertedera (LC).

Resultados obtenidos con 16 años de aplicación continua

de los tratamientos de labranza.

5.6

4 .4

3 .8

3 .2

3 .1

2 .9

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0-5

5-15Pro

fun

did

ad

(cm

)

Materia orgánica (%)

Pastura

SD

LC

Figura 17. Contenido de materia orgánica en suelos de un

ensayo de larga duración en INTA Rafaela. Argiudol típico

(franco-limoso) bajo Pastura, siembra directa (SD) y

labranza convencional con arado de reja y vertedera (LC).

Resultados obtenidos con 9 años de aplicación continua de

los tratamientos de labranza.

97

3.7

2.7

3.5

2.7

2.8

2.6

2.6

2.5

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0-5

0-20

Pro

fun

did

ad

(cm

)

Materia orgánica (%)

Pastura

SD

LV

LC

Figura 18. Contenido de materia orgánica en un ensayo

de larga duración en INTA General Villegas. Hapludol

típico (franco-arenoso) bajo pastura, siembra directa (SD),

labranza vertical con arado de cinceles (LV) y labranza

convencional con arado de reja y vertedera (LC). Los

tratamientos fueron aplicados durante 13 años con una

secuencia maíz-soja. El ensayo se inició en un área que

poseía 4 años de descanso con pastura.

3.1

2.1

3.1

2.2

2.3

1.8

1.7

1.6

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0-5 cm

0-20 cm

Pro

fun

did

ad

(cm

)

Materia orgánica (%)

SD

LMv

LMd

LC

Figura 19. Contenido de materia orgánica en un ensayo

de larga duración en INTA Salta. Ustocrepte údico

(franco) bajo siembra directa (SD), labranza mínima

vertical con escarificador (LMv) y labranza mínima con

rastra de discos (LMd) y labranza convencional con

arado de cinceles y rastra de discos (LC). Los

tratamientos fueron aplicados durante 12 años en un

suelo originalmente degradado.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

Pampa Ondulada Sudeste Bonaerense

De

nsid

ad

ap

are

nte

(M

g m

-3)

P SD LC

Figura 20. Densidad aparente bajo siembra directa (SD),

labranza convencional (LC), y situación no disturbada, cuasi-

pristina (P) en dos zonas (Argiudol Típico de la Pampa

ondulada y Argiudol Típico del sudeste bonaerense (0-18 cm).

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0-5 5-15

Profundidad (cm)

De

nsid

ad

ap

are

nte

(M

g m

-3)

LC SD

a

Figura 21. Densidad aparente bajo siembra directa (SD) y bajo

labranza convencional (LC) en dos profundidades (0-5 y 5-15

cm) en un Hapludol Típico de Pampa Arenosa.

0.00

0.40

0.80

1.20

1.60

0-10 10-20

Profundidad (cm)

De

nsid

ad

ap

are

nte

(M

g m

-3)

SD LC

Figura 22. Densidad aparente bajo dos sistemas de labranza

(SD=siembra directa; LC= labranza convencional) hasta los 20

cm antes de un pastoreo. Bordenave, Pcia Bs. As., Haplustol

Entico.

0.00

0.40

0.80

1.20

1.60

0-10 10-20

Profundidad (cm)

De

nsid

ad

ap

are

nte

(M

g m

-3)

SD LC

Figura 23. Densidad aparente bajo dos sistemas de labranza

(SD= siembra directa; LC= labranza convencional) hasta los 20

cm de profundidad después del pastoreo. Bordenave, Pcia Bs.

As., Haplustol Entico.

98

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

0.0 2.0 4.0

Resistencia a la penetración

(Mpa)P

rofu

nd

ida

d (

cm

)

LC SD

Figura 24. Resistencia mecánica bajo dos sistemas de labranza

(SD: siembra directa; LC: labranza convencional) hasta los 25

cm de profundidad en un Haplustol Éntico de la Pampa

Arenosa.

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

0.0 2.0 4.0

Resistencia a la penetración

(Mpa)

Pro

fun

did

ad

(cm

)

LC SD

Figura 25. Resistencia mecánica bajo dos sistemas de labranza

(SD: siembra directa; LC: labranza convencional) hasta los 25

cm de profundidad en un Argiudol Típico del Sudeste

bonaerense.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0 10 20 30 40

Humedad gravimétrica (%)

Re

sis

en

cia

me

cá

nic

a

(Mp

a)

Siembra directa

Laboreados

Figura 26. Relación entre la resistencia mecánica y el

contenido de agua del suelo en Argiudoles Típicos de Pampa

Ondulada. Textura franco a franco arcillo limosa bajo distintos

sistemas de labranza.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 10 20 30

Humedad gravimétrica (%)

Re

sis

ten

cia

a la

pe

ne

tra

ció

n

(Mp

a)

Franco arenoso

Arenoso franco

Figura 27. Relación entre la resistencia mecánica y el

contenido de agua del suelo en Pampa Arenosa. Textura franco-

arenoso y arenoso-franco.

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

Cuasi pristino Siembra

directa

Disco

Va

ria

ció

n d

el d

iám

etr

o m

ed

io

po

nd

era

do

de

ag

reg

ad

os

Figura 28. Variación del diámetro medio ponderado de

agregados (inestabilidad estructural) en los primeros 5 cm del

perfil para las situaciones cuasi-prístinas, siembra directa y

laboreadas en un Argiudol Típico de la Pampa Ondulada.

0,00

0,25

0,50

0,75

1,00

1,25

Siembra directa

Disco Arado de reja

Va

ria

ció

n d

el d

iám

etr

o m

edio

p

on

de

rad

od

e a

gre

ga

dos

Figura 29. Variación del diámetro medio ponderado de

agregados (inestabilidad estructural) en los primeros 5 cm del

perfil en 3 situaciones (siembra directa, disco y arado de reja)

en un Hapludol Típico Pampa Arenosa.

99

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25 30 35

Años Agricultura

IEA

LC

SD

IEA = 35.6 - (35.6 - 95.7) * Exp (-0.734 * AA) R2=0.98

p<0.0001

IEA = 38.6 - (38.6 - 94.6) * Exp (-0.179 * AA) R2=0.95

p<0.0001

Figura 30. Índice de estabilidad de agregados (IEA) bajo LC: labranza convencional y SD: siembra directa en función de los años

de agricultura en un complejo de Argiudol Típico y Paleudol Petrocálcico en Balcarce (0-20).

0

20

40

60

80

100

120

P S D LC P S D LC P S D LC P RP AC LC S D

Fr a nc o ( P .

Ondul a da )

Fr a nc o l i mosa

Fr a nc o a r c i l l o-

l i mosa ( P .

Ondul a da )

Fr a nc o l i mosa

( Tuc umán)

Fr a nc o a r e nosa

( Cór doba )

Fr a nc o

( Ba l c a r c e )

Textura y zona

Infi

ltra

ció

n r

ela

tiva

(%

)

Figura 31. Infiltración relativa de diferentes situaciones de manejo (SD: siembra directa; LC: labranza convencional; RP: rotación

con pasturas agrícolo-ganadero bajo siembra directa; AC: agricultura continua bajo siembra directa) con respecto a una situación

prístina (P) en suelos con texturas contrastantes.

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7

Densidad aparente (Mg m-3)

Co

nd

ucti

vid

ad

hid

ráu

lica

(m

m h

-1)

Figura 32. Relación entre la conductividad hidráulica saturada y la densidad aparente.

100

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Precipitacion (mm)

PP a

nual

PP a

nual

0

100

200

300

400

500

600

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Precipitacion (mm)

PP A

bril a

Junio

PP A

bril a

Junio

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Precipitacion (mm)

PP E

nero

a Ju

lio

PP E

nero

a Ju

lio

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Precipitacion (mm)

PP A

gosto

a D

icie

mbre

PP A

go

sto

a D

iciem

bre

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Precipitacion (mm)

PP O

ctu

bre

a M

arzo

PP O

ctub

re a

Marzo

Fig

ura

33

. Pre

cipita

ciones a

nuale

s y e

n d

istinto

s perío

dos d

el a

ño p

ara

el p

erío

do 1

985-2

007 (E

stació

n A

gro

mete

oro

lógica

EEA IN

TA B

alca

rce).

101

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento. Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO Nº 10

Combinaciones de cultivos

El conocimiento de las delicadas relaciones entre los componentes del sistema, los

procesos y mecanismos involucrados en la definición de la producción y el ambiente, es un

aspecto fundamental para el logro de una agricultura más segura. El paso desde una

agricultura tradicional hacia una agricultura sostenible supone la transformación de una

agricultura basada casi exclusivamente en la utilización de insumos externos, en una

agricultura basada en el manejo de las interacciones y de los procesos que permita hacer una

utilización más racional y segura de aquéllos. Para ello será necesario hacer uso de los

servicios que el agroecosistema puede brindar si se lo mantiene en condiciones adecuadas. La

combinación de cultivos en el tiempo es una herramienta de gran valor para el logro de tal

objetivo.

El efecto de la combinación de cultivos sobre la disponibilidad de nutrientes y agua, la

dinámica de plagas y malezas, otros factores edáficos (p.e. materia orgánica, propiedades

físicas) y sobre las relaciones entre los cultivos (p.e. alelopatía), es referido como efecto

rotación. La naturaleza de este efecto no es completamente conocida, y se asume que es la

resultante del efecto combinado de todos aquellos efectos, con importancias relativas

variables de acuerdo con las condiciones ambientales. En términos generales, las ventajas de

la combinación de cultivos se relacionan con la posibilidad de i) manejar la cantidad y la

calidad del material vegetal (raíces y residuos de cosecha) que se devuelven al suelo; ii)

incorporar cultivos que fijen nutrientes (p.e. leguminosas) y/o con distintos patrones de

utilización de nutrientes y agua; iii) manejar las malezas, las plagas y las enfermedades; iv)

manejar la cobertura del suelo y sus propiedades químicas, biológicas y físicas; y v) combinar

sistemas de laboreo y de agroquímicos, permitiendo su utilización más eficiente.

La combinación de cultivos en el tiempo adquiere distintas formas y existen diversas

definiciones e interpretaciones. Se puede hacer una diferenciación entre secuencia de cultivos

y rotación de cultivos. La primera generalmente se entiende como la serie o sucesión de

cultivos ordenados en el tiempo que se siembra sobre una superficie determinada, mientras

que la segunda se refiere a las situaciones en que la secuencia de cultivos es repetida en el

tiempo. Otras formas de combinaciones de cultivos son algunos tipos de cultivos múltiples,

tales como el cultivo secuencial (siembra de dos o más cultivos por año sobre el mismo

terreno) o algunas de las formas de cultivo intercalado (siembra de un segundo cultivo antes

de que finalice el ciclo del primero), son algunos de los casos. Estas definiciones comprenden

el doble o triple cultivo, el intercalado de cultivos de verano en cultivos de invierno o

viceversa, o la utilización de cultivos de cobertura, abonos verdes o cultivos trampa. No

obstante, las distintas formas de combinación de cultivos, en términos generales y

especialmente en lo coloquial, la manera general de referirse a ellas es a través del término

rotación de cultivos.

La definición e implementación de aquellas y de otras formas de combinar cultivos,

ejercen el efecto final sobre el sistema según la manera en que se combinen las ventajas de

cada cultivo involucrado con otras prácticas de manejo en cada ambiente. Es así que es

preferible hablar de sistemas de cultivo más que sólo de combinación de cultivos. La

expresión de los efectos de los cultivos individuales y de sus características en una

combinación con otros, es altamente dependiente de cómo se combinan y utilizan, además,

otras prácticas de manejo asociadas. Los sistemas de labranza, la fertilización, el manejo y la

102

utilización de los residuos, la posibilidad de uso de agroquímicos, y el riego, entre otras,

determinan la forma en que se expresan los efectos de corto o de largo plazo de los cultivos

involucrados en una combinación. Con ello, el resultado final de la combinación de cultivos

sobre el ambiente edáfico en el corto y/o en el largo plazo es definitivamente dependiente de

las características de los cultivos involucrados y de la forma en que se la complemente con

otras prácticas de manejo.

Con la resolución de este trabajo práctico se pretende que los estudiantes logren:

reconocer que la combinación de cultivos incide sobre los procesos edáficos a corto y

largo plazo y el comportamiento del sistema de producción,

relacionar la combinación de cultivos ligada a los sistemas de labranza con la magnitud del efecto de los factores que determinan la productividad de los cultivos y sus

interacciones

Para alcanzar tales objetivos, es necesario que previamente tenga presentes los

conocimientos básicos vinculados con esta temática adquiridos en esta asignatura y en las

asignaturas Agrometeorología, Introducción a los Sistemas de Producción, Fisiología Vegetal,

Edafología Agrícola, Mecanización Agrícola y Génesis, Clasificación y Cartografía de

Suelos.

Preguntas pre-requisito:

Las siguientes preguntas deberán ser resueltas antes del desarrollo del trabajo práctico.

En algunos casos, el resultado de los cálculos realizados se utilizará para la discusión en

el aula.

1) Calcule las dosis de N necesarias para obtener las respuestas en grano de trigo

determinadas sobre antecesores soja, maíz y girasol en la Figura 1 con aplicaciones de N

a la siembra y al macollaje. Asuma un factor de requerimiento y una eficiencia de

absorción acordes a cada situación.

2) Considerando un índice de cosecha de materia seca de 40% calcule la respuesta en materia

seca de rastrojos para el trigo sobre los antecesores soja, maíz y girasol en la Figura 1.

3) A partir de la información presente a la Figura 2, calcule la relación C/N de los residuos

de soja y maíz, asumiendo un contenido de C en la materia seca de 43%.

4) Asumiendo una eficiencia de uso de agua normal para soja, calcule, aproximadamente, la

diferencia en la disponibilidad de agua útil para el cultivo entre los dos años (1991 y

1985) mostrados en la Figura 4.

5) Calcule la dosis de N necesaria en el cultivo de maíz con antecesor maíz en la Figura 6

para igualar el rendimiento del cultivo de maíz con antecesor soja en el año 1991. Realice

los cálculos para aplicación a la siembra y en el estadio V6 del maíz. Asuma un factor de

requerimiento y una eficiencia de absorción acordes a cada situación.

6) Utilizando la información provista en la Figura 7, realice un gráfico con valores

aproximados de la respuesta al agregado de nitrógeno en función de los años de

agricultura.

7) ¿Existe interacción entre años de agricultura y respuesta a N en la Figura 9? Explique por

qué. ¿Cuál es la tasa de caída de la disponibilidad de N en los testigos entre 1 y 4 años de

agricultura? ¿Esperaría que esta tasa de caída se mantuviera, aumentara o disminuyera al

incrementar los años de agricultura?

8) Analice y explique cuál es la causa de que el contenido de materia orgánica después de un

cambio de manejo tienda a un nivel de equilibrio y no aumente o disminuya infinitamente

en la Figura 10.

103

9) Calcule el aporte de carbono de rastrojos en cultivos de trigo, maíz, girasol y soja con

rendimientos en grano de 4500, 9000, 2800 y 2800 kg ha-1

, respectivamente. Asuma

índices de cosecha de materia seca de granos normales para dichos cultivos y una

concentración de C en biomasa de 43%.

10) Utilizando los valores de factor de requerimiento de N y del índice de cosecha de N,

calcule en cada caso la relación C/N de los residuos. ¿Podría variar esta relación en

distintas situaciones de manejo? ¿Por qué?

Preguntas a resolver en clase

Efecto de los antecesores sobre la disponibilidad de N

Figuras 1 y 2

1. Compare los rendimientos de los testigos (Figura 1) y explique las causas de las

diferencias debidas al cultivo antecesor. Considere la información presentada en la Figura

2 para evaluar al maíz y a la soja como antecesores del trigo.

2. ¿A qué podría deberse el comportamiento de trigo sobre trigo, aún cuando se fertilizó con

N?

3. Los rendimientos de trigo fertilizado con N sobre los tres cultivos de verano son similares

¿Cómo lo explica? ¿Qué implicancias tiene esto en el manejo de la fertilización

nitrogenada?

Figura 3

1. Compare las cantidades de N mineral en ambos años. ¿Cuáles pueden haber sido las causas

de la diferencia?

2. ¿En cuál de los 2 años la cantidad de N mineral es un indicador de la probable respuesta a

N? De acuerdo con las lluvias ocurridas (ver Figura 20), ¿cuál de los años resultó ser

bueno para fertilizar teniendo en cuenta los rendimientos de trigo en cada uno de los

años que se muestran en la Tabla 1?

Tabla 1. Rendimiento de trigo sobre distintos antecesores sin y con N en dos años

Antecesor 1989 1991

Sin N Con N Sin N Con N

----------------------------- Mg ha-1

---------------------------

Trigo 3,5 2,8 2,7 2,6

Soja 3,2 2,8 5,4 6,4

Girasol 2,8 2,6 4,7 6,5

Maíz 2,6 2,9 2,9 6,4

3. Si tenemos el dato de N mineral a la siembra, ¿podemos mejorar en algo el diagnóstico

agregando la variable antecesor?

Figura 4

1. El rendimiento del cultivo de soja, ¿puede ser afectado por los antecesores?, ¿cuáles pueden

ser las causas?

2. ¿Cabría esperar en el futuro algún efecto negativo de soja sobre soja?

104

Figura 5

1. El rendimiento de girasol sobre girasol es algo menor que sobre los demás antecesores. ¿A

qué atribuye ese efecto? Esta disminución de rendimiento, ¿es de igual magnitud en los

distintos años? ¿A qué puede deberse dicha diferencia entre años?

2. Comente las posibles causas de la ausencia de diferencias del rendimiento de girasol sobre

los demás antecesores.

Figura 6

1. Compare el efecto antecesor de los distintos cultivos de maíz y explique las causas.

2. ¿Por qué el maíz es mal antecesor de trigo y el trigo no es mal antecesor de maíz?

Figuras 7, 8 y 9

1. Analice las causas de la dispersión de puntos en la Figura 7 ¿Cómo debería ser la dosis de

N necesaria para alcanzar el máximo rendimiento a medida que aumentan los años de

agricultura?

2. Compare los dos años (Figura 8 y 9) en cuanto a niveles de rendimiento y de respuesta a

N.

Efecto de la combinación de cultivos sobre la materia orgánica (MO)

Figuras 10, 11 y 12

1. ¿A qué atribuye la diferencia de comportamiento del contenido de MO en el período

agrícola y el período bajo pastura?

2. ¿De qué dependen los niveles de equilibrio alcanzados bajo agricultura y bajo pastura?

3. ¿Cuál es la posible explicación de que para un mismo aporte de residuos se obtengan

diferentes caídas en el contenido de MO (Figura 11, Grupo 1 vs. Grupo 2)?

4. ¿A qué se deben las diferencias en el contenido de MO entre distintas secuencias de

cultivo? (Figura 12) ¿Qué efecto atribuye a la fertilización con N? ¿Teniendo en cuenta el

valor umbral propuesto para la finalización del período agrícola (Figura 10), ¿definiría su

duración en relación con la secuencia de cultivos utilizada? El sistema de labranza, ¿podría

influir en la duración del período agrícola?

Figura 13

1. Identifique los períodos bajo pastura en los tratamientos bajo rotación mixta. ¿Qué criterio

utilizó para hacerlo y por qué?

2. ¿Cómo son los valores de MO en agricultura continua respecto a las rotaciones mixtas?

3. En un análisis general del agroecosistema, ¿cuáles son las ventajas y las desventajas de

mantener el suelo bajo agricultura continua con un nivel más bajo de MO respecto a la

rotación con pasturas? ¿Qué información requeriría para analizar esas ventajas o

desventajas?

Efecto del manejo sobre propiedades físicas del suelo

Densidad aparente (Dap)

Figuras 14 y 15

1. Evalúe el comportamiento de la Dap (Figura 14) en diferentes situaciones de manejo.

¿Existen diferencias entre manejos?, ¿y entre suelos? ¿A qué cree que se debe dicho

comportamiento?

2. Analice la información presentada en la Figura 15 y en la Tabla 2. ¿Encuentra diferencias

importantes entre los sistemas de cultivo a través de los años?

105

Resistencia mecánica a la penetración (RM)

Figuras 16 y 17

1. Analice las posibles causas del comportamiento de la RM en los diferentes suelos y

situaciones de manejo.

2. ¿A qué se podría atribuir la ausencia de diferencias entre los tratamientos presentados en la

Figura 17? Hipotetice.

Estabilidad de agregados (EA)

Tabla 2 y Figuras 18 y 19

1. Analice y comente el comportamiento de la variación de diámetro medio ponderado de

agregados en las dos situaciones de manejo en diferentes suelos presentadas en la Figura

18.

2. Discuta los resultados presentados en la Figura 19, pertenecientes al ensayo de rotaciones

mixtas de Balcarce (Tabla 2). Comente las diferencias entre años y entre tratamientos.

3. Explique las posibles causas del comportamiento del índice de EA en función de los años

de agricultura para los dos sistemas de labranza. Analice los valores de materia orgánica

para este mismo ensayo en la Figura 13. ¿La caída en el índice de EA podría deberse a la

variación en el contenido de MO? ¿Por qué? ¿Qué otra explicación encuentra para la caída

abrupta del índice de EA determinada bajo labranza convencional?

Figura 1. Rendimiento de trigo con (NP) y sin nitrógeno (P)

sobre distintos antecesores (promedio de varios años).

0

10

20

30

40

50

60

0

2000

4000

6000

8000

10000

Soja Maíz

N (

kg

ha

-1)

MS

(kg

ha

-1)

Residuo

MS N

Figura 2. Cantidad de materia seca y nitrógeno de residuos

de soja y maíz. Promedio 1991 y 1992.

0

20

40

60

80

100

120

Trigo Soja Girasol Maíz

N-N

O3

-(k

g h

a-1)

Cultivo antesesor

1989 1991

Figura 3. Contenido de N mineral del suelo hasta 1 m de

profundidad a la siembra de trigo sobre distintos antecesores.

Figura 4. Rendimiento de soja sobre distintos antecesores.

106

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1985 1988 1991

Año

Re

nd

imie

nto

(k

g h

a-1

)

T rigo So ja Giraso l M aíz

Figura 5. Rendimiento de Girasol sobre distintos

antecesores.

0

2000

4000

6000

8000

10000

1985 1988 1991

Año

Re

nd

imie

nto

(k

g h

a-1

)

T rigo So ja Giraso l M aíz

Figura 6. Rendimiento de Maíz sobre distintos antecesores.

0.4

0.6

0.8

1.0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Años de Agricultura (t)

Re

nd

imie

nto

re

lati

vo

(R

R)

(k

g k

g-1

)

Sin N

Con N

RR = 0.72 + (1 - 0.72) * exp(-0.29 * t) R2 = 0.77

Figura 7. Rendimiento de trigo en función de los años de agricultura previa con y sin aplicación de N.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

3 13 13

Año de agricultura previa

Re

nd

imie

nto

(k

g h

a-1

)

P N P

Figura 8. Rendimiento de trigo con y sin N con distintos

períodos de agricultura previa. Hay dos tratamientos en el

ensayo con 13 años de agricultura continua. Año 1989.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1 1 4

Año de agricultura previa

Re

nd

imie

nto

(k

g h

a-1

)

P N P

Figura 9. Rendimiento de trigo con y sin N con distintos

períodos de agricultura previa. Existen dos tratamientos en el

mismo ensayo con 1 año de agricultura. Año 1990.

107

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Años bajo agricultura o pastura

Mate

ria O

rgánic

a (

%)

Nivel de equilibrio

Siembra de la pastura

Bajo agricultura

Bajo pastura

Figura 10. Evolución del contenido de materia orgánica con los años de agricultura y de pastura en

Balcarce.

0,0

0,2

0,4

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

1,8

1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8

C de residuos superficiales (Mg ha-1año-1)

Ca

ída

de

MO

(%

)

Grupo 1 Grupo 2

Figura 11. Caída de materia orgánica en función del aporte de residuos para secuencias de cultivos

Grupo 1 (menor proporción de cultivos de verano), y Grupo 2 (mayor proporción de cultivos de verano)

bajo labranza convencional.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

TST-STT TGT-GTT TMT-MTT SST SGT-GST MST-SMT GGT MGT-GMT MMT

Ma

teri

a O

rgán

ica (

%)

Secuencia de cultivos

Con N Sin N

G1 G2

Figura 12. Contenido de materia orgánica a los 7 años de agricultura continua bajo labranza

convencional, para distintas secuencias de cultivo. T:trigo, S:soja, M:maíz, G:girasol. G1: Grupo 1

(menor proporción de cultivos de verano) G2: Grupo 2 (mayor proporción de cultivos de verano). Línea

de puntos horizontal indica nivel de MO propuesto para iniciar el período de pastura.

108

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003Año

Ma

teri

a o

rgá

nic

a t

ota

l (%

)

LC100 SD100

LC75 SD75

LC50 SD50

0-20 cm

Figura 13. Evolución del contenido de materia orgánica total bajo LC: labranza convencional; SD: siembra directa;

50: 50% agricultura-50% pastura; 75: 75% agricultura-25% pastura; 100: 100% agricultura desde 1976. Complejo de

Argiudol Típico y Paleudol Petrocálcico en Balcarce.

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

0-5 5-15

Profundidad (cm)

Den

sid

ad

ap

are

nte

(M

g m

-3) AC SM

a)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

0-5 5-15

Profundidad (cm)

Den

sid

ad

ap

are

nte

(M

g m

-3) AC SM

b)

Figura 14. Densidad aparente en dos suelos a: Argiudol Típico franco limoso, Chañar Ladeado y b) Hapludol

Típico, Franco, Amenábar, Santa Fe) para dos situaciones de manejo (AC: agricultura continua; SM: sistema

mixto) hasta los 15 cm de profundidad bajo siembra directa.

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

PP LC50 SD50 LC75 SD75 LC100 SD100

Sistemas de Cultivo

Densi

dad a

pare

nte

(M

g m

-3)

2000 2003 2006

Figura 15. Densidad aparente para distintos sistemas de cultivo determinada en Balcarce en otoño de 2000,

2003 y 2006 de 0 a 20 cm de profundidad. PP: pastura permanente; LC: labranza convencional; SD: siembra

directa; 50: 50% agricultura-50% pastura; 75: 75% agricultura-25% pastura; 100: 100% agricultura. En la

Tabla 2 se presenta el esquema de combinación de cultivos.

109

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

Resistencia mecánica (Mpa)

Pro

fun

did

ad

(cm

)

b)

0

5

10

15

20

25

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

Resistencia mecanica (Mpa)

Pro

fun

did

ad

(cm

)

AC SM

a)

Resistencia Mecánica a la Penetración (Mpa)

Figura 16. Resistencia mecánica en dos suelos a) Argiudol Típico franco limoso, Chañar Ladeado y b) Hapludol

Típico, Franco, Amenábar, Santa Fe) para dos situaciones de manejo (AC: agricultura continua; SM: sistema mixto)

hasta los 20 cm de profundidad bajo siembra directa. La determinación se realizó en los dos suelos con el mismo

contenido hídrico. Las diferencias entre tratamientos son significativas en Argiudol Típico y no significativas en

Hapludol Típico.

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

15.0

17.5

20.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Resistencia mecánica (Mpa)

Pro

fun

did

ad

(cm

)

C UP

AC MP

Figura 17. Resistencia mecánica (Argiudol típico, textura superficial franca, Azul, Pcia Bs As) hasta los 15 cm de

profundidad. C: clausura (rastrojo sin pastoreo); UP: un pastoreo con carga baja (4 animales ha-1

); AC: un pastoreo

inicial y reingreso de los animales con alta carga (12 animales ha-1

); MP: manejo del productor (pastoreo continuo

con baja carga, (4 animales ha-1

)). Bajo siembra directa.

110

0

0.25

0.5

0.75

1

Argiudol típico Hapludol típico

Ca

mb

io d

el d

iám

etr

o m

ed

io

po

nd

era

do

AC SM

Figura 18. Variación del diámetro medio ponderado de agregados (inestabilidad estructural) en capa de 0-20 cm para dos

situaciones de manejo (AC: agricultura continua; SM: sistema mixto) en dos suelos (Argiudol Típico y Hapludol Típico).

Tabla 2. Sistemas de cultivo (SC) correspondientes a la segunda fase (1994-2006) del Ensayo de Rotaciones Mixtas de la

Unidad Integrada Balcarce. PP: pastura permanente; LC: labranza convencional; SD: siembra directa; 50: 50% agricultura-

50% pastura; 75: 75% agricultura-25% pastura; 100: 100% agricultura. Pp: Pastura, M: Maíz, S: Soja y T: Trigo.

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

PP Pp

LC50 Pp M S T Pp M S T Pp

SD50 Pp M S T Pp M S T Pp

LC75 Pp M S T M S T M S T Pp

SD75 Pp M S T M S T M S T Pp

LC100 M S T M S T M S T M S T M

SD100 M S T M S T M S T M S T M

LABRANZA CONVENCIONAL SIEMBRA DIRECTA

SC Año

0

20

40

60

80

100

PP LC50 SD50 LC75 SD75 LC100 SD100

Sistema de Cultivo

IE

A

2000

2003

2006

A A AA

B B

BB

NS

NS

NS NS

a)

0

20

40

60

80

100

2000 2003 2006

Año

IE

A

PP LC50 SD50

LC75 SD75 LC100

SD100

B

A

A AA

B

C C CC

CC

C

A

B B

b)

B B

0

20

40

60

80

100

PP LC50 SD50 LC75 SD75 LC100 SD100

Sistema de Cultivo

IE

A

2000

2003

2006

A A AA

B B

BB

NS

NS

NS NS

a)

0

20

40

60

80

100

2000 2003 2006

Año

IE

A

PP LC50 SD50

LC75 SD75 LC100

SD100

B

A

A AA

B

C C CC

CC

C

A

B B

b)

B B

Figura 19. Índice de estabilidad de agregados (IEA) para distintos sistemas de cultivo (SC) en diferentes años.

PP: pastura permanente; LC: labranza convencional; SD: siembra directa; 50: 50% agricultura-50% pastura; 75:

75% agricultura-25% pastura; 100: 100% agricultura. Letras diferentes indican diferencias significativas

(p<0.05) para testear distintos años dentro de un SC (a) y para testear distintos SC dentro de un año (b). El

muestreo se realizó en otoño de cada año informado.

111

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Precipitacion (mm)

PP a

nual

PP a

nual

0

100

200

300

400

500

600

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Precipitacion (mm)

PP A

bril a J

unio

PP A

bri

l a J

unio

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Precipitacion (mm)

PP E

nero

a J

ulio

PP E

nero

a J

ulio

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Precipitacion (mm)

PP A

gosto

a D

icie

mbre

PP A

go

sto

a D

icie

mb

re

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Precipitacion (mm)

PP O

ctu

bre

a M

arz

o

PP O

ctub

re a

Marz

o

Fig

ura

20

. Pre

cipitaci

ones

anuale

s y e

n d

istinto

s períodos

del año p

ara

el período 1

985-2

007 (

Est

aci

ón A

gro

mete

oro

lógic

a E

EA I

NTA B

alc

arc

e).

112

113

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO Nº 11

Topografía aplicada a la conservación de suelos

La conservación de suelos y agua requiere el conocimiento del terreno que nos brinda la

topografía. En primer lugar debemos conocer la cuenca hidrográfica en la que está inserto el

lote o campo en estudio. De esta manera podemos determinar los escurrimientos que recibe de

áreas vecinas ubicadas pendiente arriba, así como los que deriva hacia áreas ubicadas

pendiente abajo. Atendiendo a un criterio de racionalidad de esfuerzos e impacto ambiental,

todos los trabajos de conservación de suelos y agua deben planificarse teniendo en cuenta la

cuenca hidrográfica completa. Podemos mencionar a modo de ejemplo que es más fácil para

un productor controlar la erosión en su campo si su vecino de aguas arriba también lo hace.

De lo contrario, para controlar el escurrimiento que recibe de su vecino, deberá construir más

estructuras, o de mayor tamaño, lo cual implica más movimiento de tierra, mayores costos,

más superficie improductiva y mayores dificultades operativas y de traslado de la maquinaria

agrícola.

El conocimiento de la pendiente del terreno, la dirección del movimiento del agua

superficial y sus lugares de concentración es indispensable para decidir las prácticas de

control de escurrimientos necesarias y la proyección de obras para retener o conducir los

excedentes a velocidades no erosivas. Por último, necesitamos conocimientos de topografía y

de utilización de aparatos de mediciones topográficas para emplazar en el terreno las

estructuras proyectadas y dirigir su construcción.

En este trabajo práctico se pretende que los estudiantes logren:

adquirir los conocimientos básicos de topografía y desarrollar habilidades para la

interpretación y uso de mapas topográficos necesarios para planificar la conservación de

suelos de un establecimiento,

delimitar y caracterizar cuencas hidrográficas como instrumento para el manejo de escurrimientos.

Para alcanzar tales objetivos, es necesario recurrir a los conocimientos vinculados con

esta temática adquiridos en la asignatura Genésis, Clasificación y Cartografía de Suelos.

Además, se recomienda la lectura previa del siguiente apunte:

Anexo 12 (página 255) – Nociones de Topografía Aplicada. Apunte de Fertilidad y Manejo de Suelos.

Por otro lado, se sugiere la consulta de siguiente bibliografía presente en la Biblioteca:

HUDSON, N. 1982. Conservación del Suelo. Editorial Reverté S.A., Barcelona,

España.

SCHWAB, G.O., D.D: FANDMEIER and W.J. ELLIOT. 1996. Soil and Water Management Systems. 4th Edition. John Wiley & Sons, Inc., New York, Estados

Unidos de Norteamérica.

SUAREZ de CASTRO, F. 1979. Conservación de Suelos. IICA. San José de Costa Rica, Costa Rica.

TROEH, F.R., J.A. HOBBS and R.L. DONAHUE. 1980. Soil and Water Conservation. 1st edition. (1991, 2nd edition). Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs,

New Jersey, Estados Unidos de Norteamérica.

114

Preguntas pre-requisito:

Las siguientes preguntas deberán ser resueltas antes del desarrollo del trabajo práctico a

manera de repaso de los conocimientos necesarios para resolver el mismo.

1) Defina los siguientes términos: topografía, planimetría, altimetría, taquimetría, cota, curva

de nivel, pendiente, divisoria de aguas, vaguada, vertiente, red orográfica y red

hidrográfica, cuenca hidrográfica.

2) En un plano con curvas de nivel:

a. ¿Qué factores se tienen en cuenta para establecer la equidistancia?

b. ¿Cómo se conoce la dirección del escurrimiento en un punto dado?

c. ¿Cómo se reconocen las vaguadas y las divisorias de agua?

Preguntas a resolver en clase

1. ¿Qué superficie (en ha) representan las Cartas Topográficas del IGM o de Suelos del

INTA escala 1:50.000? ¿Qué tipo de información se puede extraer de cada una de ellas y

cuál es su utilidad para el manejo de establecimientos agropecuarios? ¿Cuál es la

superficie que abarca una fotografía aérea escala 1:20.000?

2. Las Figuras 1a, b y c representan un mismo terreno. Las coordenadas x-y-z están

expresadas en m.

a. Determine la escala y la equidistancia del plano de la Figura 1a. Agregue la cota

en las curvas de nivel que no la tienen. Señale la divisoria de aguas principal.

Señale la línea de máxima pendiente que une las curvas de mayor y de menor cota

y determine su valor.

b. Calcule la escala y la equidistancia de los planos de la Figura 1b. ¿Cuál es la

equidistancia más conveniente para este caso? ¿Qué factores deberían tenerse en

cuenta para decidir la equidistancia apropiada?

c. Dadas las representaciones tridimensionales de este terreno en la Figura 1c,

indique cuál corresponde a la vertiente S y cuál a la N.

3. Delimite en la Figura 2 la cuenca hidrográfica para el punto de salida señalado (x).

Identifique los límites en la representación tridimensional.

4. En la Figura 3 se reproduce parcialmente la Carta Topográfica 3757-31-2.

1. Señale la divisoria de aguas principal.

2. Señale la red hidrográfica de la vertiente sur.

3. Delimite la cuenca hidrográfica para el punto de salida señalado (x)

115

Figura 1a

116

Figura 1b Figura 1c

117

Figura 2

118

Figura 3: Imagen parcial de la CARTA 3757-31-2

Escala aproximada 1:50000 - Equidistancia 5 y 10 m

(X)

119

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FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento. Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO Nº 12

Ecuación Universal de Pérdida de Suelo

La evaluación de la degradación por erosión requiere de una cuantificación de la magnitud

del fenómeno y de cómo puede ser aumentada y reducida por el manejo que se haga del suelo

en particular y del paisaje en general. La cuantificación o medición directa de la cantidad de

suelo perdido es muy engorrosa, como así también lo es la posibilidad de predecir el efecto de

las prácticas que se apliquen debido a la gran cantidad de factores que interviene

interactuando entre si. Los modelos de simulación o predicción podrían permitir combinar

todos esos factores y a través de la representación de sus efectos, dar una estimación bastante

aproximada del nivel de pérdida de suelo dependiendo del modelo y de la información

utilizada para su desarrollo. Si bien se han desarrollado muchos modelos con tal objetivo, la

Ecuación Universal de Pérdida de Suelos fue uno de los primeros y además con un desarrollo

completo y muy sencillo, que lo hace muy útil no sólo como herramienta didáctica sino

también para la planificación.

Esta ecuación es la representación matemática de un modelo desarrollado en la

Universidad de Purdue, Estados Unidos, por W.H. Wischmeier y D.D. Smith entre las

décadas de los ’60 y los ’70. Con ella se puede predecir la tasa anual de pérdida de suelo por

erosión hídrica teniendo en cuenta factores climático/meteorológicos, edáficos, de relieve y de

manejo de suelos y cultivos. También permite estimar el efecto de las prácticas de control de

la erosión hídrica. La finalidad del control de la erosión es disminuirla hasta el valor de

tolerancia para ese suelo, que es un nivel de pérdida de suelo que no compromete la

productividad del mismo. La ecuación constituye entonces una herramienta muy útil en la

planificación de una explotación agropecuaria sustentable.

Para el desarrollo de este trabajo práctico es absolutamente necesaria la lectura previa del

siguiente material bibliográfico (adjunto a esta guía):

Anexo 13 (página 267) - Traducción del capítulo “Predicting Soil Loss”. Troeh,

F.R., J.A. Hobbs, and R.L. Donahue. 1980. Soil and water conservation for

productivity and environmental protection. Prentice-hall, Inc., Englewood Cliffs,

New Jersey, E.U.A.. Chapter 6: Predicting Soil Loss.

Se pretende que los estudiantes logren:

comprender el significado y la forma de cálculo de cada factor de la Ecuación,

evaluar el efecto de los factores clima, tipo de suelo, relieve y manejo sobre la pérdida de suelo,

comprender cómo adecuar el manejo de suelos y cultivos para conservar el suelo según el ambiente.

Para alcanzar tales objetivos, es necesario que previamente tenga presentes los

conocimientos básicos vinculados con esta temática adquiridos en las asignaturas

Agrometeorología, Edafología Agrícola y Génesis, Clasificación y Cartografía de Suelos.

Además se recomienda la siguiente bibliografía vinculada a la temática (disponible en

biblioteca):

120

Conservación del Suelo. Hudson, N. 1982. Editorial Reverté S.A., Barcelona,

España

Soil and Water Management Systems. Schwab, G.O., Fangmeier, D.D and Elliot, W.J. 1996. 4th Edition. John Wiley & Sons, Inc., New York, Estados Unidos de

Norteamérica

Conservación de Suelos. Suárez de Castro, F. 1979. IICA. San José de Costa Rica, Costa Rica.

Soil and Water Conservation. Troeh, F.R., Hobbs, J.A. and Donahue, R.L. 1980.

1st edition. (1991, 2nd edition). Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey,

Estados Unidos de Norteamérica.

Se adjuntan también a esta guía figuras, nomogramas y tablas que complementan la

información necesaria para resolver los ejercicios del trabajo práctico. El nomograma para el

cálculo de K considera contenidos de materia orgánica (MO) hasta 4 %. Para contenidos

mayores se puede utilizar la siguiente ecuación:

K = 2.766 M1.14

10-6

(12-MO) + 0.0428 (E-2) + 0.0329 (P-3)

M = (100 – As) (Li + Ar mf)

MO, As, Li y Ar mf en %

Preguntas pre-requisito:

Las siguientes preguntas deberán ser resueltas antes del desarrollo del trabajo práctico a

manera de repaso de los conocimientos necesarios para resolver el mismo:

1) ¿Cuál es el objetivo de la tolerancia de pérdida de suelo? ¿Qué factores la determinan?

2) Indique el significado de cada uno de los factores de la ecuación

3) Indique las variables seleccionadas por los desarrolladores del modelo para el cálculo de R

y de K.

4) Indique el rango de valores posible para los factores L, S, C y P.

5) La erosividad de las lluvias afecta al factor C. Explique.

6) ¿Qué variables intervienen en la determinación del valor de P para cultivo en contorno?

7) ¿Cómo simula la ecuación el efecto de las terrazas?

Ejercicios a resolver en clase

1. Estime la pérdida de suelo anual por erosión hídrica, en peso y en lámina, y el tiempo

requerido para perder los 20 cm superficiales teniendo en cuenta la tolerancia, para un

Argiudol típico de la localidad de Azul, en las siguientes condiciones:

a. MO: 6%; Pendiente: 6%; Longitud de pendiente: 200 m; Agricultura continua,

labranza convencional

b. Idem a) con siembra directa

c. Idem a) con rotaciones mixtas

d. MO: 6%; Pendiente: 3%; Longitud de pendiente: 200 m; Agricultura continua,

labranza convencional

e. Idem d) con siembra directa

f. Idem d) con rotaciones mixtas

121

g. MO: 4%; Pendiente: 3%; Longitud de pendiente: 200 m; Agricultura continua,

labranza convencional

h. Analice los resultados. En los casos que considere necesario controlar la erosión,

decida entre cultivo en contorno y terrazas cultivadas en contorno.

Datos de suelo (serie Azul, mapa de suelos, INTA):

Li: 34.7 %

Ar mf: 33.5 %

Ar: 1.5 %

As: 30.3 %

Nº E: 2 (estructura granular fina)

Nº P: 3 (permeabilidad moderada)

Tolerancia de pérdida de suelo: 8 Mg ha-1

Valores de C:

Agricultura continua, labranza convencional: 0.22

Agricultura continua, siembra directa: 0.08

Rotaciones mixtas, labranza convencional: 0.17

122

(Rojas y Conde)

123

124

125

126

127

128

129

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Departamento. Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO Nº 13

Estimación del Escurrimiento

Para la planificación y diseño de obras de conservación de suelos y agua es necesario

conocer el escurrimiento, que depende de las características de la cuenca hidrográfica de

aporte y de las precipitaciones. El diseño de una estructura de control del escurrimiento se

realiza en base al escurrimiento crítico, que es el provocado por una lluvia que tiene un

período de retorno (PR) establecido, y bajo la condición superficial del suelo de la cuenca más

favorable para el escurrimiento (p. ej. suelo desnudo si se utiliza labranza convencional).

El PR de un evento de una magnitud determinada, es el número promedio de años que

transcurren hasta que se registre nuevamente un evento igual o mayor. Al aumentar el PR

establecido, aumenta la magnitud de la lluvia esperada con una determinada duración (Figura

1) y, por lo tanto, el escurrimiento estimado. Se deduce entonces que el PR establecido para la

estimación del escurrimiento crítico es determinante del tamaño y el costo de la estructura a

diseñar para controlarlo. Por ese motivo la selección del PR depende de la valoración del

objetivo a proteger (vidas humanas, ciudades, rutas, suelo, etc.), y surge del compromiso más

aceptable entre costo y riesgo. Las estructuras de conservación de suelos se diseñan

usualmente para períodos de retorno de 5 o 10 años, es decir que se estima el escurrimiento

provocado por precipitaciones que tienen una probabilidad de ocurrencia anual de 0,2 o 0,1,

respectivamente.

Estimación del caudal de escurrimiento crítico

Cuando el escurrimiento no puede ser retenido en el sitio donde se origina, entonces el

objetivo de la estructura de control será conducir o derivar el excedente a velocidades no

erosivas hacia lugares adecuados donde no cause inconvenientes. En este caso es necesario

conocer el caudal de escurrimiento crítico, que se puede estimar por medio de la ecuación

Racional o de Ramser:

360

AiCq ,

donde q: caudal de escurrimiento crítico [m3 s

-1];

C: coeficiente de escurrimiento [mm mm-1

] (Tabla 1);

i: intensidad de lluvia esperada [mm h-1

] (Figura 1);

A: área de la cuenca [ha].

El coeficiente de escurrimiento (C) es la proporción de la lluvia que escurre y depende de

las características de la cuenca de aporte. Se puede estimar con la tabla aditiva de Turner

(Tabla 1) como la sumatoria de los valores seleccionados para cada factor. La intensidad de

lluvia esperada (i) para distintos períodos de retorno se puede obtener gráficamente en la

Figura 1, donde se observa una relación inversa entre la intensidad y la duración (d) de las

precipitaciones. El método asume que la lluvia que produce el máximo escurrimiento es la

que tiene una duración igual al tiempo de concentración de la cuenca (Tc), que es el tiempo

que demora en llegar al punto de descarga o salida el escurrimiento originado en el punto con

mayor retardo de la cuenca. Este supuesto se basa en que una lluvia de esa duración tendrá la

máxima intensidad posible para un aporte simultáneo de toda la superficie de la cuenca al

punto de descarga. Esto se ilustra en la Figura 2, que muestra los hidrogramas de descarga de

una cuenca originados por lluvias de distinta duración.

130

Figura 2. Hidrograma de descarga de una cuenca para tres lluvias (A, B y C) de distinta

duración (dA < dB =Tc=32 min < dC) con igual período de retorno. Dada la relación

inversa entre la intensidad y la duración de las precipitaciones (Figura 1), se cumple

que iA > iB > iC. q: caudal.

El hidrograma de descarga de una cuenca es un gráfico que muestra el caudal de

escurrimiento que fluye por el punto de descarga o salida de la misma en función del tiempo,

provocado por una lluvia ideal de intensidad constante. El caudal aumenta desde el comienzo

de la lluvia porque conforme transcurre el tiempo, va aumentando el área que aporta

simultáneamente al punto de descarga. La tasa de incremento del caudal es función de la

intensidad de lluvia (iA > iB > iC). El caudal aumenta hasta que cesa la lluvia (lluvia A) o hasta

que se cumple el Tc (lluvia C), lo que ocurra primero. A partir de ese momento el caudal se

mantiene constante hasta que ocurre el suceso restante, para luego disminuir gradualmente a

cero (Figura 2). En el caso de la lluvia B el período de caudal constante no tiene lugar porque

ambos sucesos ocurren simultáneamente, entonces se produce un caudal pico, el cual es

mayor que el máximo caudal provocado por las otras dos lluvias. Este caudal pico producido

por la lluvia B es el caudal de escurrimiento crítico que calcula la ecuación de Ramser.

En términos de la ecuación de Ramser, podemos decir que el caudal máximo de la lluvia C

es menor que el de la lluvia B porque iC < iB. En el caso de la lluvia A, si bien su mayor

intensidad produce un mayor caudal que la lluvia B en la etapa inicial, cesa de llover antes de

que se cumpla el Tc, es decir antes de que se alcance el aporte simultáneo de la superficie total

de la cuenca al punto de salida (Figura 2). En términos de la ecuación de Ramser, podemos

decir entonces que el caudal pico de la lluvia A es inferior al de la lluvia B porque el aumento

de la intensidad de lluvia es proporcionalmente menor que la disminución de la superficie de

aporte simultáneo.

El Tc de la cuenca se puede estimar a partir de la ecuación del Comité Australiano de

Aguas de Tormenta:

51

31

105

S

LnTc ,

donde Tc: tiempo de concentración [min];

n: coeficiente de rugosidad de la superficie de la cuenca (Tabla 3);

L: longitud máxima del cauce principal [m];

S: pendiente promedio del cauce principal [%].

131

Estimación del volumen de escurrimiento crítico

Si el objetivo de la estructura a diseñar es contener o retener el escurrimiento, entonces es

necesario conocer el volumen de escurrimiento crítico, que se puede estimar por medio de la

siguiente ecuación:

APCV 10 ,

donde V: volumen de escurrimiento crítico [m3];

C: coeficiente de escurrimiento [mm mm-1

] (Tabla 1);

P: precipitación diaria máxima esperada [mm] (Tabla 2);

A: área de la cuenca [ha].

A diferencia del caudal de escurrimiento crítico, que es producido por una lluvia de

máxima intensidad, el volumen crítico es producto de una lluvia de máxima lámina (P)

(Tabla 2). A su vez, para realizar el cálculo del coeficiente de escurrimiento (C) es necesario

conocer la intensidad de dicha lluvia. Dado que en este caso no se conoce la duración de la

lluvia para obtener su intensidad a partir de la Figura 1, una aproximación posible para ello

resulta del conocimiento de la relación entre intensidad y lámina de las lluvias. Esta relación

se muestra en la Figura 3, donde se observa que las lluvias de máxima lámina son largas y de

baja intensidad. Por lo tanto, para el cálculo del coeficiente de escurrimiento (C) corresponde

seleccionar el rango de intensidades de lluvia más bajas (Tabla 1).

Figura 3. Relación intensidad-duración-lámina de las precipitaciones (Lluvias registradas en

la Estación Agrometeorológica de la EEA INTA Balcarce en el período 1972-79;

período de retorno: 10 años) (Elaborada a partir de Vidal y Cousillas, 1982).

En este trabajo práctico se pretende que los estudiantes logren:

desarrollar la habilidad de calcular y/o estimar los factores y coeficientes necesarios para estimar el escurrimiento,

estimar el volumen y el caudal de escurrimiento crítico de distintas cuencas de aporte,

interpretar el efecto de los factores más relevantes sobre el volumen y el caudal del

escurrimiento,

Para alcanzar tales objetivos, es necesario que previamente tenga presentes los

conocimientos básicos vinculados con esta temática adquiridos en las asignaturas

Agrometeorología, Edafología Agrícola y Génesis, Clasificación y Cartografía de Suelos.

132

Además se recomienda la siguiente bibliografía vinculada a la temática (disponible en

biblioteca):

Conservación de Suelos. Suárez de Castro, F. 1979. IICA. San José de Costa Rica,

Costa Rica.

Conservación del Suelo. Hudson, N. 1982. Editorial Reverté S.A., Barcelona, España

Erosion and Sediment Pollution Control. Beasley, R.P. 1972. 4th

printing, 1976. Iowa State Univerity Press, Ames, EEUU de Norteamérica.

Soil and Water Management Systems. Schwab, G.O., Fangmeier, D.D and Elliot,

W.J. 1996. 4th Edition. John Wiley & Sons, Inc., New York, Estados Unidos de

Norteamérica

En las oficinas del equipo docente se puede consultar la siguiente publicación:

Análisis de las precipitaciones del sudeste bonaerense. I: período de retorno

esperado para lluvias máximas. Vidal, N y Cousillas, C. 1982. EUDEM.

Universidad Nacional de Mar del Plata

Preguntas pre-requisito:

Las siguientes preguntas deberán ser resueltas antes del desarrollo del trabajo práctico a

manera de repaso de los conocimientos necesarios para resolver el mismo:

1) Defina escurrimiento, infiltración, escurrimiento crítico, período de retorno, coeficiente de

escurrimiento y tiempo de concentración. Indique los factores que los afectan.

2) Grafique la relación entre la intensidad y la duración de las precipitaciones

3) Indique la duración de la lluvia que produce el caudal de escurrimiento crítico.

Ejercicios a resolver en clase

1. Estime V y q para una cuenca de 1000 ha del sistema de Tandilia con las siguientes

características:

Cauce más largo: 4250 m de longitud, 5 % de gradiente de pendiente promedio.

Superficie con pocas depresiones.

Condición de la superficie: 20 % suelo desnudo, 30 % pobremente empastado y 50 %

medianamente bien empastado.

2. Compare la magnitud del efecto sobre V y q de cada uno de los siguientes cambios:

a. duplicación de la longitud

b. duplicación de la pendiente

c. duplicación del área

d. 100 % suelo desnudo.

3. Haga un listado de los factores que afectan el volumen y el caudal de escurrimiento

crítico.

133

Tabla 1. Tabla aditiva de Turner para la estimación del coeficiente de escurrimiento (C). El

valor del coeficiente surge de la sumatoria de los valores seleccionados para cada

factor.

134

Tabla 2. Precipitaciones diarias máximas esperadas (mm) con diferentes períodos de retorno

para distintas localidades del sudeste de la Prov. de Buenos Aires (Vidal y

Cousillas, 1982).

Tabla 3. Coeficiente de rugosidad (n) para el cálculo del tiempo de concentración (Tc) de una

cuenca.

Condición de la superficie n

Superficie rocosa 0.015

Suelo desnudo 0.0275

Suelo pobremente empastado 0.035

Suelo medianamente bien empastado 0.045

Suelo densamente empastado 0.060

135

Fig

ura 1

. R

elac

ión i

nte

nsi

dad

-dura

ción d

e la

s pre

cipit

acio

nes

, par

a dis

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Agro

met

eoro

lógic

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la E

EA

IN

TA

Bal

carc

e en

el

per

íodo 1

972

-79)

(Vid

al y

Cou

sill

as, 1982).

136

137

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FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento. Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO Nº 14

Diseño de estructuras simples de conservación de suelos

La intercepción y la conducción del escurrimiento en forma ordenada y a velocidades no

erosivas hacia cauces naturales se realiza por medio de distintos tipos de estructuras. En este

trabajo práctico nos ocuparemos del diseño de estructuras simples, como canales de guardia,

terrazas y desagües vegetados. Debido a la función que deben cumplir y al lugar del relieve

donde van ubicadas, la forma más apropiada de la sección transversal difiere entre los

distintos tipos de estructuras. En tal sentido, se utiliza una sección trapezoidal para canales de

guardia, triangular para terrazas y parabólicas para desagües vegetados (Figuras 1, 2 y 3).

Las estructuras de retención o absorción deben ser capaces de contener el volumen de

escurrimiento crítico (V), mientras que las estructuras de desagüe o conducción deben ser

capaces de conducir el caudal de escurrimiento crítico (q). La capacidad de contención de una

terraza de absorción se calcula como:

alVc

donde Vc : volumen del canal de la terraza [m3];

l: longitud de la terraza [m];

a: área de la sección transversal del canal [m2].

La capacidad de conducción del canal de una estructura de desagüe se calcula como:

avqc

donde qc : caudal del canal de la estructura [m3 s

-1];

v: velocidad media del agua [m s-1

];

a: área de la sección transversal del canal [m2].

La velocidad con que circula el agua dentro del canal se puede calcular con la ecuación de

Manning:

n

sRv

21

32

donde, R: radio hidráulico [m];

s: pendiente del canal [m m-1

];

n: coeficiente de rugosidad (Tabla 1).

Para evitar que se erosione el canal, la velocidad no debe superar la máxima permisible,

que depende del tipo de suelo y cobertura (Tabla 2).

El radio hidráulico refleja el efecto relativo de los taludes y del fondo del canal sobre el

flujo del agua sobre el mismo y se calcula como:

138

pm

aR

donde pm: perímetro mojado [m], es el perímetro de la sección transversal del canal en

contacto con el agua cuando el mismo está funcionando a pleno.

El área y el perímetro mojado de canales parabólicos se calcula como:

pta3

2

t

ptpm

3

8 2

donde t: cuerda o ancho del canal [m].

Figura 1: sección transversal de un canal de guardia

Figura 2: sección transversal de una terraza de desagüe

139

Figura 3: sección transversal de un desagüe vegetado

Tabla 1: Coeficiente de rugosidad de Manning (adaptado de Hudson, 1982)

n

Canales revestidos

Asfalto 0.015

Concreto 0.012 - 0.018

Metal liso 0.011 – 0.015

Metal corrugado 0.021 – 0.026

Plástico 0.012 – 0.014

Madera 0.011 – 0.015

Suelo desnudo, sección uniforme

Suelos sedimentarios finos, sin gravilla o grava 0.016

Suelos francos o arcillosos, poca gravilla o grava 0.02

Canales con vegetación densa y uniforme

Vegetación de 5 – 15 cm de altura 0.02 – 0.06

15 – 25 cm 0.03 – 0.085

25 – 60 cm 0.04 – 0.15

Cursos naturales

Limpio, no sinuoso 0.025 – 0.03

Sinuoso, con lagunas 0.033 – 0.04

Sinuoso, muy enmalezado 0.075 – 0.15

140

Tabla 2: Máxima velocidad permisible [m s-1

] en canales (adaptado de Hudson, 1982)

Cobertura

Tipo de suelo Desnudo Media Densa

Arenoso grueso 0.75 1.25 1.70

Arenoso 0.75 1.50 2,00

Franco, franco arcilloso 1,00 1.70 2.30

Hardpan, roca blanda 1.80 2.10 -

En este trabajo práctico se pretende que los estudiantes logren:

conocer los factores que determinan la capacidad de retención y conducción de

escurrimientos de una estructura y utilizarlos para diseñar desagües vegetados, canales

de guardia y terrazas,

analizar la factibilidad de construcción de la estructura proyectada y la facilidad de operación, en función de sus dimensiones de diseño, la pendiente del terreno y la

profundidad del horizonte A.

Para alcanzar tales objetivos, es necesario que previamente tenga presentes los

conocimientos básicos vinculados con esta temática adquiridos en la asignatura Génesis,

Clasificación y Cartografía de Suelos.

Además se recomienda la siguiente bibliografía vinculada a la temática (disponible en

biblioteca):

Conservación de Suelos. Suárez de Castro, F. 1979. IICA. San José de Costa Rica, Costa Rica.

Conservación del Suelo. Hudson, N. 1982. Editorial Reverté S.A., Barcelona,

España

Soil and Water Management Systems. Schwab, G.O., Fangmeier, D.D and Elliot, W.J. 1996. 4th Edition. John Wiley & Sons, Inc., New York, Estados Unidos de

Norteamérica

Ejercicios a resolver en clase

1. Diseñar un desagüe vegetado para conducir un caudal de 4.5 m3 s

-1, con las siguientes

características:

Gradiente de pendiente: 4 %

Profundidad: 0.3 m

La variable de ajuste es el ancho del canal.

2. Diseñar un canal de guardia para interceptar y conducir un caudal de 0.9 m3 s

-1, con las

siguientes características:

Gradiente de pendiente: 0.3 %

Profundidad: 0.3 m

Talud superior: 4:1; inferior: 2:1.

La variable de ajuste es la base del canal.

3. Diseñar una terraza capaz de conducir un caudal de 0.6 m3 s

-1, con las siguientes

características:

141

Gradiente Pendiente: 0.2 %

Base: 8 m

La variable de ajuste es la profundidad del canal.

4. Diseñar un desagüe vegetado (pregunta 1.), un canal de guardia (pregunta 2.) y una terraza

(pregunta 3.):

a. duplicando la profundidad.

b. duplicando el ancho

c. analice el efecto de a. y b. sobre la velocidad del flujo de agua y el caudal a conducir.

5. Analizar cómo debería ser el movimiento de tierra para la construcción de las estructuras

diseñadas y su posibilidad de laboreo y tránsito con maquinarias.

142

143

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FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento. Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Año 2013

TRABAJO PRÁCTICO Nº 15

Visita a un establecimiento sistematizado

(NO OBLIGATORIO)

Se visitará EL Establecimiento “El Volcán” en el partido de Balcarce en Puerta del Abra

(aproximadamente km 42 de la Ruta Nacional 226).

Se anunciará por cartelera y correo electrónico la logística de la visita dado que sólo podrá

accederse en colectivo. No se permite el ingreso de vehículos particulares.

Laguna La Brava

Puerta del Abra

Ruta Nac. 226

Establecimiento

El Volcán

Estación Terrena de Comunicación

por Satélite Ingreso (km 42)

N

A Mar del Plata

A Balcarce

144

145

ANEXOS

146

ANEXO 1

149

ANEXO 1

150

ANEXO 1

151

ANEXO 1

152

ANEXO 1

153

ANEXO 1

154

ANEXO 1

155

GAS

Textbox

154

Introducción

Existe una presión constante sobre los laboratorios desuelos por mejores servicios de análisis yrecomendaciones de fertilización. Si bien existendistintas filosofías para diseñar una recomendación defertilización, esta recomendación será adecuadasolamente si la muestra enviada al laboratorio esrepresentativa del lote o campo muestreado. Todosreconocen la importancia de un buen muestreo desuelos, sin embargo, siempre existen inquietudes sobrecuan intensivo y frecuente debe ser el muestreo y a queprofundidad debe llegar, particularmente por el graninterés que genera el manejo por sitio especifico oagricultura de precisión. Este artículo analiza algunosde los principios básicos del muestreo de suelos ydiscute algunos aspectos relacionados con esta prácticaque agricultores, consultores y proveedores deservicios deben tener en cuenta.

Objetivos del muestreo de suelos

La metodología básica para el muestreo de suelos fuedefinida hace más de 50 años por Cline (1944) y hastahoy no ha cambiado. Siempre se ha reconocido que laprincipal causa de errores en el análisis de suelos es elmuestreo, antes que errores propios de los procedi-mientos analíticos. Cline estableció hace mucho tiempoque "la exactitud de análisis está determinada por elmuestreo antes que por el procedimiento analítico".

El objetivo principal del muestreo de un suelo paraobtener una recomendación de fertilización es obteneruna muestra que represente en forma precisa el estadode fertilidad del lote donde fue tomada. Lo que se buscaes obtener una medida del nivel promedio de fertilidaddel campo y una medida de la variabilidad de estafertilidad. La determinación de la variabilidad fuesiempre desechada debido al costo, pero en camposdonde se desea iniciar o ya se tienen implantadossistemas de manejo por sitio específico es necesarioprestar mucha atención a dicha variabilidad.

El suelo no es homogéneo y presenta diferentes tiposde variación. Las propiedades del suelo, incluyendo lafertilidad, varían de un sitio a otro en el campo,inclusive a través de los diferentes horizontes de un

mismo perfil. Como no es práctico muestrear el campoentero se deben extraer submuestras buscando de estaforma estimar el nivel de fertilidad de todo el lote. Laintensidad del muestreo para una determinada exactituddepende de cuan variable sea la fertilidad del campo.

Exactitud y precisión

Para entender mejor el muestreo de suelos, es necesariodiferenciar entre exactitud y precisión (Swenson et al.,1984). La exactitud indica cuan cercano está el valordel análisis de suelo del contenido real del campo, y laprecisión describe la reproducibilidad de los resultados.Tanto la precisión como la exactitud estándeterminadas por el número de submuestras tomadasen el campo. Los procedimientos con muestreos dealtos niveles de precisión y exactitud garantizan unamuestra compuesta que representa el campo y cuyosresultados son reproducibles consistentemente cuandose remuestrea el sitio. Como ejemplo, un campo quefue submuestreado 10 veces, usando un procedimientocon una exactitud del 10% ( ) y una precisión del 80%,debería tener 8 de cada 10 muestras dentro del 10% ( )del valor real del campo. Investigaciones conducidas eneste tópico demuestran que la exactitud aumenta con elnúmero de submuestras tomadas.

Formas de muestreo

La parte más crítica de un buen programa de análisis desuelos es obtener una muestra que sea representativadel campo (Peterson and Calvin, 1986). Existendiferentes maneras de obtener una muestrarepresentativa.

El esquema más sencillo, y el más usado, consiste entomar submuetras al azar de todo el campo. Luego semezclan las submuestras para obtener una muestracompuesta que irá al laboratorio. También se puedellevar al laboratorio cada submuestra individual paraque sea analizada. Una muestra compuesta es adecuadapero no da idea de la variabilidad del campo. El envíode cada submuestra en forma individual es máscostoso, pero provee información de la variabilidad delcampo que puede afectar las recomendaciones de lafertilización.

4

INFORMACIONES AGRONOMICAS No. 42

EL MUESTREO DE SUELOS: LOS BENEFICIOS DE UN BUEN TRABAJO

1 Potash & Phosphate Institute (PPI) – Potash & Phosphate Institute of Canada (PPIC), Suite 110, 655 Engineering Dr.,Norcross, Georgia 30092-2837, EE.UU.

2 Departament of Soil Science, University of Saskatchewan, Agriculture Building, 51 Campus Drive, Saskatoon, SK S7N IJ5,Canada.

T. L. Roberts1 y J. L. Henry2

mm

ANEXO 2

157

Otro de los sistemas de muestreo utilizado divide elcampo en subunidades dentro de las cuales se tomanmuestras compuestas al azar. Este es un esquema demuestreo al azar estratificado y es semejante almuestreo por paisaje o topografía del terreno. Esteesquema incrementa la precisión, sin aumentarsustancialmente los costos.

El muestreo de áreas de referencia es otro tipo demuestreo semejante al del azar estratificado. Involucrala selección de una área pequeña (aproximadamente1/10 de ha) que se considere representativa del campoque se desea muestrear. Este tipo de muestreo asumeque existe menor variabilidad porque el área demuestreo es menor. Las recomendaciones defertilización se basan en los resultados obtenidos en elárea de muestreo. Si se elige bien el sitio de muestreo,este sistema es adecuado y reduce costos, eliminandoalgunos de los problemas asociados con el muestreo deuna área extensa y de gran variabilidad.

Un sistema de muestreo muy usado actualmente es elmuestreo sistemático por cuadrículas. Las muestras sontomadas a intervalos regulares en todas las direccionesen un sitio ubicado en los vértices o en el centro de lacuadrícula. Se toman varias submuestras en el sitio queluego se mezclan para hacer la muestra que va allaboratorio. Este tipo de muestreo ha sido extensamenteaceptado debido a que evalúa mejor la variabilidad delsuelo. Es el programa de muestreo más caro, peroentrega información muy valiosa y necesaria para laadopción exitosa de los sistemas de agricultura por sitioespecífico en muchas áreas del mundo.

En general, un plan ideal de muestreo debe determinarcual es la menor área que el agricultor pueda tratarcomo una unidad de muestreo. Se busca uncompromiso entre el área mínima deseada para mejorarexactitud y la que tenga menores costos

Técnicas de muestreo

Después de elegir el sistema de muestreo que reduzcala variabilidad del suelo al mínimo, se deben utilizarciertas técnicas de muestreo que minimicen los erroresque a menudo aparecen en la toma de muestras en elcampo. En primer lugar, siempre es bueno asegurarseque la herramienta de muestreo esté limpia. En loposible este instrumento debe ser fabricado en aceroinoxidable, libre de herrumbre o cromados,particularmente si se tiene interés en el análisis demicronutrientes. El barreno, o cualquier otra herra-mienta de muestreo, debe estar bien afilado para pro-ducir un corte uniforme de todo el perfil de muestreo.

El tiempo, la frecuencia y la profundidad de muestreo

dependen de la movilidad del nutriente. Para formasmóviles de nutrientes como el nitrógeno (N) comonitrato (NO3) o el azufre (S) como sulfato (SO4), elmuestreo debe ser anual, a una profundidad de 60 cm,o más en algunos casos. El muestreo debe hacerse lomás cercano a la siembra, o cuando se reduce laactividad biológica (temperaturas del suelo <5oC). Paraaquellos nutrientes poco móviles, como fósforo (P) ypotasio (K), es suficiente muestrear a una profundidadde 15 cm y no es necesario una frecuencia anual demuestreo.

Las muestras compuestas deben conservarse en frío odeben ser transportadas inmediatamente al laboratorio.Algunos laboratorios exigen el secado previo de lasmuestras al aire. Tanto el secado al aire como elenfriado persiguen el mismo objetivo, prevenir laalteración en la concentración de algún nutriente poractividad microbiana. La mayoría de laboratoriostienen guías completas que explican ampliamente lastécnicas del muestreo.

Finalmente, se debe recordar que generalmente unamuestra pesa aproximadamente 500 gramos, estoquiere decir el 0.00005% del peso promedio de la capasuperficial de una hectárea de suelo. Por esta razón nose debe subestimar la importancia de obtener unamuestra de suelos representativa y luego manejarlabien.

Preguntas frecuentes sobre muestreo

¿Qué impacto tiene la variabilidad del suelo en lasrecomendaciones de fertilización?

La variabilidad del suelo tiene gran impacto en lasrecomendaciones de fertilización y como resultado sepueden obtener recomendaciones que sugieren laaplicación de cantidades elevadas de nutrientes paraciertas partes del campo y muy bajas para otras.Investigación de muestreos intensivos ha demostradoque, aún en campos uniformes, la fertilidad puede sermuy variable y que los contenidos de nutrientes nopresentan una distribución normal de población.Cuando los resultados presentan una distribuciónnormal, los datos se distribuyen de acuerdo a una curvatipo campana y el valor promedio es el valor que ocurrecon mayor frecuencia. Cuando la concentración denutrientes en el campo no sigue una distribuciónnormal, los datos del análisis se distribuyen en formasesgada y el valor promedio no representa el valor demayor frecuencia o modo. Un ejemplo se presenta en laTabla 1 con resultados de un estudio hecho en Alberta,Canadá (Penney et al., 1996), en un campo muestreadoen cuadrículas de 65 x 65 m (aproximadamente 1muestra cada media hectárea).

5

INFORMACIONES AGRONOMICAS No. 42

ANEXO 2

158

Los valores promedio de los datos de análisis de suelode la Tabla 1 son marcadamente mayores que losvalores del modo. El modo es el valor que ocurre conmayor frecuencia y representa, por lo tanto, la mayorextensión del campo. Este ejemplo no es único ysituaciones como esta ocurren frecuentemente. Losmismos investigadores encontraron, en 39 de 42 basesde datos, que el promedio era sustancialmente mayorque el modo para N, P, K y S. Esto significa queprobablemente las recomendaciones hechas en estos 39lotes pudieron haber sido bajas. Frecuentemente, losanálisis de suelo sobrestiman la disponibilidad de unnutriente debido a unos pocos valores altos que estánfuera del rango promedio.

Esto se puede observar fácilmente en la Figura 1 quepresenta el histograma de distribución de frecuenciasde un muestreo intensivo en un campo en Alberta,Canadá. De acuerdo con las recomendaciones de lazona, el campo no necesitaría fertilización con K, peroen realidad los datos demuestran que 33% del camponecesitaría K. El área pequeña en el campo concontenidos altos de K incrementó el promedio de todoel campo.

El problema de sitios dentro del campo con altoscontenidos de un nutriente puede ser especialmentecrítico en el caso de S, nutriente con el cual es frecuentela variabilidad extrema (ver Tabla 1). Bastaría quesolamente una o dos submuestras tengan contenidosaltos de S para sobrestimar el contenido total en elcampo y los resultados del análisis no serían útiles. Estavariabilidad obliga a cuestionar la validez de un valoralto de S, ya que no conoce si este alto contenidorepresenta a todo el lote o son una o dos submuestrasque contaminan la muestra general.

¿Si los nutrientes móviles debenmuestrearse hasta 60 cm, por quéalgunos laboratorios recomiendanmuestreos más superficiales?

La respuesta se relaciona con lavariabilidad del suelo y el númerode submuestras necesarias paraobtener una muestra representativa.Es difícil estimar el contenido deNO3 o de SO4 en profundidad apartir de una muestra superficial.Las muestras tomadas a mayorprofundidad pueden no correlacio-nar bien con las muestras superficia-les (Tabla 2). Estos resultadosindican que el muestreo a 0-30 cmno puede ser usado para predecir losniveles de N a mayores profundida-des. Esto no significa que el mues-

treo superficial sea malo. Las muestras superficialesson más fáciles de obtener que las muestras aprofundidad y tienen menor posibilidad de errores.Cuando se muestrea a profundidad, la compactación enel barreno y la contaminación con suelo superficial quecae de las paredes del hoyo de muestreo puedeintroducir errores significativos que el operador noconoce. Una cosa paga por la otra, la muestrasuperficial puede ofrecer una mejor representación delpromedio del campo, pero no puede cuantificar ladisponibilidad a mayor profundidad.

6

INFORMACIONES AGRONOMICAS No. 42

Tabla 1. Comportamiento estadístico del análisis de suelo de un campo enAlberta, Canadá que se dividió en cuadrículas 65 x 65m (Penney et al.,1996).

Año No. de Nutriente Rango Promedio ModoMuestras

-------------------- ppm --------------------1993 58 NO3 7-134 24 11

58 P 0-90 13 958 K 119-618 293 15958 SO4 9-6330 597 11

1994 55 NO3 2-24 11 855 P 0-104 15 955 K 127-598 276 15555 SO4 7-9440 480 10

1995 55 NO3 4-43 20 1555 P 3-98 18 853 K 112-499 265 18352 SO4 7-11800 558 22

Figura 1. Distribución de frecuencias de análisis de K enun campo en Mundare, Alberta, Canadá muestreadocon una cuadrícula de 65 x 65 m (Penney et al.,1996).

1 2 3 4 5 6

Clases de niveles de K

35

30

25

20

15

10

5

0

Frec

uenc

ia (%

)

No. muestras = 40Rango = 59-310 ppm KMedia = 135 ppm KModo = 108 ppm K

Clases de K (ppm)1 = 59 - 1012 = 101 - 1433 = 143 - 1854 = 185 - 2275 = 227 - 2696

=

269 - 311

ANEXO 2

159

7

INFORMACIONES AGRONOMICAS No. 42

Es importante recordar que una muestra desuelo provee de un índice de nutrientesdisponibles que se correlaciona con elcrecimiento de las plantas. La absorción deN por la planta puede igual tener una muybuena correlación con el N a unaprofundidad de 0-30 cm que con el de 0-60cm (Gelderman et al., 1988). Además, el Nen el suelo por debajo de los 30 cm notiene un efecto mayor en la recomendaciónde fertilización como el N en los primeros30 cm (Carefootet al., 1989).

¿Cuál es el número de submuestras necesario para queuna muestra de suelo sea representativa

El número de submuestras está relacionado con laprecisión y exactitud. Para obtener una muestrarepresentativa del campo se recomienda un mínimo de20 submuestras, pero se debe recordar que la exactitudse incrementa con el número de submuestras. La Figura2 presenta los datos de un estudio realizado en Dakotadel Norte, en el cual se evalúa el número de muestrasnecesario para alcanzar un cierto nivel de exactitudpara el análisis del NO3. Se requieren cerca de 60submuestras para alcanzar una exactitud de 10% yuna precisión del 90%. Sin embargo, un muestreo deesta exactitud no es necesario para la mayoría de lasrecomendaciones de fertilización. Por otro lado, menosde 10 submuestras son necesarias para lograr unaexactitud del 20% y una precisión del 80%, peroeste nivel de exactitud no es aceptable para unarecomendación de fertilización confiable. Entre 20-30submuestras proveen una exactitud y precisiónadecuada para recomendaciones de fertilización.

¿El tamaño del lote afecta la exactitud de una muestrade suelo?

Trabajos de investigación han demostrado que elnúmero de submuestras se incrementa muy poco amedida que se incrementa el tamaño del lote. Porejemplo, los datos de Dakota del Norte que sepresentan en la Figura 3 indican que existe un ligeroincremento en el número de submuestras a tomarsecuando se incrementa el tamaño del lote, pero que esteincremento no es proporcional al incremento deltamaño del lote. Resultados similares se handocumentado en otros estudios. Es más importantedeterminar el tamaño del lote para un muestreocorrecto teniendo en cuenta los factores discutidosanteriormente.

Continua... Pág. 13

-+

-+

Sitio 0-30 vs 0-30 vs. 30-60 vs.30-60 cm 60-90 cm 60-90 cm

Pederson (primavera) 0.05 0.20 0.16Carlson (primavera) 0.43 0.09 0.31

Keg (primavera) 0.14 0.01 0.08Keg (otoño) 0.30 0.13 0.15

Niska (otoño) 0.08 0.02 0.29

Tabla2. Correlación (R2) entre valores de NO3 a distintasprofundidades de muestreo en suelos de Saskatchewan (Henry,1991).

Figura 2. Número de submuestras requeridos paraobtener una muestra compuesta para analizar NO3

con varios niveles de exactitud y precisión (Swensonet al., 1984).

Figura 3. Relación entre el tamaño del lote y el númerode submuestras necesarias para obtener unamuestra de suelos con un nivel de exactitud del 15%y una precisión del 80 % (Swenson et al., 1984).

Núm

ero

de s

ubm

uest

ras

0 5 10 15 20 25

Nivel de exactitud (desvio de la media)

260

240

220200

180160140

12010080

60

40

20

0

90 % de precisión

80 % de precisión

0 10 20 30 40

Tamaño del campo/lote (ha)

35

30

25

20

15

10

5

0

Núm

ero

de s

ubm

uest

ras

P 3 KNO

ANEXO 2

160

Manganeso (Mn)

Funciones del Mn en la planta

El Mn actua como activador de enzimas que participanen los procesos de crecimiento. Además, interviene enla formación de clorofila.

Síntomas de deficiencia de Mn

Los síntomas se inician en las hojas viejas como unamarillamiento entre las nervaduras. La clorosis esmás acentuada en las nervaduras primarias ysecundarias dando la apariencia de espina de pescado(Foto 14)..

13

INFORMACIONES AGRONOMICAS No. 42

El muestreo de suelos: Los Beneficios ... cont.

Bibliografía

Carefoot, J.M., J.B. Bole and T. Entz. 1989. Relativeefficiency of fertilizer N and soil nitrate at variousdephts for the production of soft white wheat. Can.J. Soil Sci. 69-867-874.

Cline, M.G. 1994. Principles of Soil Sampling. SoilSci. 58:275-288.

Gelderman, R.H., W.C. Dahnke and L. Swenson. 1988.Correlation of several soil N indices for wheat.Commun, Soil Sci. Plan Anal. 19(6): 755-772.

Henry, J.L. 1991. Nutrient requirements of irrigatedcrops. Annual Progress Report. SaskatchewanWater Corporacion.

Penney, D.C., R.C. McKenzie, S.C. Nolan and T.W.Goddard. 1996. Use of crop yield and soil-landscape attribute maps for variable ratefertilization. In Proceddings Great Plains SoilFertility Conference, Denver, Colorado. 6:126-140.

Petersen, R.G. and L.D. Calvin. 1986. Sampling In a.Klute (ed.) Methods of Soil Analysis, Part 1.2nd Ed.Agronomy 9(1): 33-51.

Swenson, L.J.,W.C. Dahnke, and D.D. Patterson. 1984.Sampling for soil testing. North Dakota StateUniversity, Dept. of Soil Sci., Res. Report No. 8..

Foto 13. Clásicos síntomas de deficiencia de Fe. La hojatoma un color amarillento mientras las nervaduraspermanecen verdes.

Foto 14. Deficiencia de Mn que aparece como unaclorosis entre las nervaduras de la hoja.

ANEXO 2

161

ANEXO 2

162

163 ANEXO 3

164 ANEXO 3

165 ANEXO 3

166 ANEXO 3

167 ANEXO 3

168 ANEXO 3

169 ANEXO 3

170 ANEXO 3

ANEXO 4

171

ANEXO 4

172

ANEXO 4

173

ANEXO 4

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ANEXO 4

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ANEXO 4

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ANEXO 4

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ANEXO 4

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ANEXO 5

179

ANEXO 5

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ANEXO 5

181

ANEXO 5

182

ANEXO 5

183

ANEXO 5

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ANEXO 5

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ANEXO 5

186

ANEXO 5

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ANEXO 5

188

ANEXO 5

189

ANEXO 5

190

ANEXO 5

191

ANEXO 5

192

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES - I. CEREALES, OLEAGINOSOS E INDUSTRIALES

A A #11 13

Ar

ch

ivo

Ag

ro

nó

mic

o#

11 REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES.

ABSORCIÓN Y EXTRACCIÓN DE MACRONUTRIENTES Y NUTRIENTES SECUNDARIOS

I. CEREALES, OLEAGINOSOS E INDUSTRIALES

Ignacio A. Ciampitti y Fernando O. GarcíaIPNI Cono Sur. Av Santa Fe 910, Acassuso, Buenos Aires, Argentina.

iciampitti@ipni.net

El diagnóstico de fertilidad de los cultivos requiere de un conocimiento previo de los niveles de ab-

sorción y extracción en el orgáno cosechable para el logro de un rendimiento objetivo. Es importante tener siempre presente la diferencia de forma terminoló-gica que existe entre el significado de las palabras, “absorción” y “extracción” de los cultivos. Se entiende por absorción la cantidad total de nutrientes absor-bidos por el cultivo durante su ciclo de desarrollo. El término extracción, es la cantidad total de nutrientes en los organos cosechados: grano, forraje u otros. La diferencia entre los términos es significativa al mo-mento de las recomendaciones de fertilización bajo el criterio de reposición. La reposición utilizando la absorción del cultivo implica la aplicación de todos los nutrientes que fueron tomados por el cultivo y que se encuentran presente en todos sus tejidos y orgá-nos, cosechables y no cosechables. Sin embargo, la práctica de fertilización por los niveles de extracción de los cultivos, generalmente la más utilizada, sólo busca reponer los nutrientes que son absorbidos y depositados en tejidos y órganos cosechables, y que por lo tanto no son reciclados debido a que no vuelven a ingresar al sistema suelo. Los requerimientos de absorción y extracción se ex-presan en términos de kg de nutrientes por tonelada de grano u organo cosechable, siempre en base seca. Es importante destacar la variabilidad de resultados cuando las concentraciones de los nutrientes en granos se expresan con diferentes porcentajes de hu-medad, sin la corrección necesaria. Para comprender

este concepto, utilizamos un ejemplo sencillo, el caso del cultivo de maíz con la humedad comercial (Hc) de 14.5%, para un rendimiento objetivo de 12.000 kg/ha (Rto). La cantidad de materia seca (MS) en una tonelada (tn) de maíz a 14.5% de humedad es de 0.873 tn, según la siguiente fórmula MS= MH * (100/(100+%Humedad). Entonces para 12 tn de maíz, con la Hc de 14.5%, la extracción total de nitrógeno (N) sería:1. Extracción total N (kg/ha)= Rto (tn/ha) *

100/(100+%Hc) * Extracción N grano (kg/tn)

2. Extracción total N (kg/ha)= 12 tn/ha * 100/(100+14.5) * 15 kg/tn

3. Extracción total N (kg/ha)= 157.2 kg N/ha

Si se considera directamente la concentración de N en grano por el rendimiento, se hubiera estimado una extracción de 180 kg N/ha (12 tn/ha * 15 kg/tn). Por lo tanto, es necesario observar bien los valores de los análisis de laboratorio para conocer si se encuentran expresados en base seca, o si es necesario realizar la corrección mencionada con antelación. Los requerimientos nutricionales de los cultivos varían con el nivel de producción (fertilización y tecnología de manejo de cultivos), suelo, clima y ambiente, por lo que es necesario aclarar que los valores publicados en este archivo son orientativos. La información reportada fue extraída de variada bibliografía. Para orientación del lector se citan todas las fuentes consultadas. En el presente Archivo Agronómico (AA), focaliza-

Tabla 1. Cereales: cantidad de nutriente total absorbido y extraido en grano expresado en kg de nutriente por tonelada de grano base seca.

- Datos no disponibles

Cultivos Nombre Científico Absorción Total (kg/ton) Extracción en Grano (kg/ton) Fuente N P K Ca Mg S N P K Ca Mg S

Trigo Triticum aestivum L. 30 5 19 3 4 5 21 4 4 0.4 3 2 5,10,11 y 14

Maíz Zea mays L. 22 4 19 3 3 4 15 3 4 0.2 2 1 5,10,11 y 14

Arroz Oryza sativa L. 22 4 26 3 2 1 15 3 3 0.1 1 0.6 1 y 11

Cebada Hordeum vulgare L. 26 4 20 - 3 4 15 3 5 - 1 2 1,10,11 y 14

Sorgo granífero Sorghum bicolor L. 30 4 21 - 5 4 20 4 4 0.9 1 2 10,11 y

14Centeno Secale cereale L. 26 4 18 - - - 15 3 5 - - - 10

Avena Avena sativa L. 34 5 20 - 6 6 20 3 3 - 1 1.8 1,10,11 y 14

ANEXO 6

193

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES - I. CEREALES, OLEAGINOSOS E INDUSTRIALES

A A #11 1�

mos los requerimientos de N, fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg) y azufre (S), en los principales cultivos extensivos, abarcando cereales, leguminosas, oleaginosas e industriales. En un próximo AA se presentará la información compilada de absorción y extracción de nutrientes en cultivos forrajeros, hortalizas y frutales.

Cereales

La información de los cultivos de arroz, avena, ceba-da, centeno, maíz, sorgo granífero y trigo, se presenta en la Tabla 1, donde se observan los requerimientos de absorción total y su correspondiente extracción en los organos cosechables.

Figura 1. Extracción de nutrientes, N (a), P (b), K (c) y S (d) para distintos niveles de rendimiento de los ce-reales: arroz, maíz, trigo y cebada cervecera.

Tabla 2. Leguminosas y Oleaginosas: Cantidad de nutriente total absorbido y extraido en los órganos cose-chables expresado en kg de nutriente por tonelada de organo cosechable (grano o fruto, éste último para el caso de maní y olivo) en base seca.

- Datos no disponibles

CultivosNombre Científico

Absorción Total (kg/ton)Extracción en Grano o Fruto

(kg/ton) Fuente N P K Ca Mg S N P K Ca Mg S

Soja Glycine max L. 75 7 39 16 9 4 55 6 19 3 4 31,3,5,6,11

y 14

GirasolHelianthus annus L.

40 11 29 18 11 5 24 7 6 1 3 21,2, 11 y

14Colza/Canola

Brassica napus L.

60 15 65 33 10 12 38 11 28 - - 7 5, 10 y 14

LinoLinun

usitatissimum L.45 12 - - - - 30 6 8 2 0.9 3 9, 10 y 14

Maní Arachis

hypogaea L.69 7 35 19 - 4 44 4 11 2 - 3 1

OlivoOlea

europaea L.16 5 17 - - - 12 2 7 - - - 10

CartamoCarthamus tinctorius L.

35 5 23 - - - 27 4 5 - - - 10 y 13

PorotoPhaseolus vulgaris L.

- - - - - - 35 4 15 3 3 5 10

Haba Vicia faba L. 62 7 33 - - - 37 3 12 - - - 10

GarbanzoCicer

arietinum L.- - - - - - 46 4 33 15 7 6 10

Lenteja Lens culinaris 65 8 40 - - - 53 5 35 - - - 1 y 8

MostazaBrassica juncea L.

56 - - - - - 40 - - - - - 9

ANEXO 6

194

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES - I. CEREALES, OLEAGINOSOS E INDUSTRIALES

A A #11 1�

Ar

ch

ivo

Ag

ro

nó

mic

o#

11 La Figura 1 nos muestra los diversos niveles de extrac-

ción de N, P, K y S en grano para rendimientos cre-cientes de arroz, maíz, trigo y cebada cervecera. En el caso de N y P, el trigo presenta los mayores niveles de extracción por tonelada de grano producida (Fig. 1 a y b), La extracción de K y S en grano es superior en cebada cuando se expresa en kg de nutriente por tonelada producida,. Las extracciones totales para los cuatro nutrientes analizados son mayores en maíz, cuando se expresa en kg por hectárea, con respecto a los demás cultivos dada la mayor producción por unidad de superficie (ha).

Leguminosas y Oleaginosas

Los cultivos clasificados como leguminosas y ole-aginosas: soja, girasol, colza, lino, maní, olivo,

cartamo, poroto, haba, garbanzo, lenteja y mostaza, se presentan en la Tabla 2, donde se observan los requerimientos de absorción total durante todo el ciclo de crecimiento y su correspondiente extracción en los organos cosechables. Los niveles de extracción en grano de N, P, K y S, para rendimientos crecientes de soja, girasol, maní y colza/canola, se muestran en la Figura 2. En el caso de N y K, el cultivo de soja presenta los mayores ni-veles de extracción por tonelada de grano producida, y también en cantidad total que se exporta cuando la extracción la expresamos en términos de kg de nutriente en grano cosechado por hectárea (Fig. 2 a y c). Cabe destacar que los cultivos de soja y maní establecen una simbiosis con bacterias del género Bradyrhizobium y Rhizobium, que le permite captar N2 del aire, a través del proceso de fijación biológica

Figura 2. Extracción de nutrientes, N (a), P (b), K (c) y S (d) para distintos niveles de rendimiento de los cultivos oleaginosos: soja, maní, girasol y colza.

CultivosNombre Científico

Organo Cosechable

Absorción Total (kg/ton) Extracción Total (kg/ton) Fuente N P K Ca Mg S N P K Ca Mg S

AlgodónGossypium

spp.Fibra 150 25 100 - 24 25 70 13 33 - - 12

7,8,11 y 15

Caña de azúcar

Saccharum officinarum L.

Caña (Ma-teria Seca)*

5 1.3 6 - 0.9 0.4 3.4 0.6 3 0.5 0.5 0.21,14 y

16Remolacha azucarera

Beta bulgaris L.

Raíz 4 2 10 - 1 0.4 2 2 2 - 0.6 0.2 10

CaféCoffea

arabica L.fruto 24 2 19 2 1 1 5 0.5 6 - - - 1 y 10

Te Camellia L. hoja seca 21 3 8 5 2 - 9 2 3 1 0.6 - 10

Yerba mateIlex

paraguarensishoja seca - - - - - - 9 0.6 6 1 1 - 12

TabacoNicotiana tabacum L.

hoja seca 65 9 100 36 8 10 32 6 36 30 4 510,11 y 14

Tabla 3. Cultivos Industriales: Cantidad de nutriente total absorbido y extraido expresado en kg de nutriente por tonelada de organo cosechable en base seca

*En la absorción se considera raíces y partes aéreas, y en la extracción sólo la parte aérea. - Datos no disponibles

ANEXO 6

195

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES - I. CEREALES, OLEAGINOSOS E INDUSTRIALES

A A #11 1�

de nitrógeno. Para P y S, el cultivo de colza/canola es el que presenta el mayor grado de extracción a nivel de kg por tonelada producida y en su totalidad en producción por unidad de superficie (Fig. 2 b y c).

Industriales

Los cultivos clasificados como industriales: algodón, caña de azúcar, remolacha azucarera, café, te, yerba mate y tabaco, se presentan en la Tabla 3, donde se observan los requerimientos de absorción total duran-te todo el ciclo de crecimiento y su correspondiente extracción en los organos cosechables. En la Figura 3 podemos observar los niveles de re-querimientos de N, P, K y S expresados en términos de extracción en los organos cosechables, para rendimien-tos crecientes de algodón, caña de azúcar, remolacha azucarera y tabaco. La extracción de los cuatro nutrientes por tonelada de organo cosechable en base seca y como exportación a nivel de producción por unidad de superfi-cie, es superior en los cultivos de tabaco y algodón (Fig. 3). En el caso de los cultivos de remolacha azucarera y caña de azúcar, la extracción es inferior cuando son comparados con respecto al tabaco y algodón, cultivos exigentes en requerimiento de nutrientes.

Bibliografía consultada

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Figura 3. Extracción de nutrientes, N (a), P (b), K (c) y S (d) para distintos niveles de rendimiento de los cultivos industriales: algodón, caña de azúcar, remolacha azucarera y tabaco. Rendimientos expresados en base a materia seca de los organos cosechables.

ANEXO 6

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p2 - INPOFOS Simposio de Fósforo: “Enfoque sistémico de la Fertilización Fosfórica” INPOFOS Simposio de Fósforo: “Enfoque sistémico de la Fertilización Fosfórica” - p3

Balance y Fertilidad Fosforada en Suelos Productivos de la Región Pampeana *

Mabel. E. VázquezFacultad de Ciencias Agrarias y Forestales (UNLP)

mevazquez@infovía.com.ar

Introducción

La región pampeana se caracteriza por poseer contenidos variables de fósforo total en función de su material original (Vázquez, 1986; Morrás,

1996 a y b; Diez et al., 2000). Sin embargo, la inten-sificación agrícola, el aumento considerable de los rendimientos y el bajo empleo de fertilizantes, han contribuido ha generar deficiencias del elemento en zonas tradicionalmente bien provistas para gran parte de los cultivos extensivos. En el presente texto se desarrollarán algunos conceptos vinculados al balance neto total y de diferentes fracciones del P del suelo en sistemas productivos, con especial hincapié en la región pampeana argentina.

1. Balance del Fósforo

1.1. Riqueza de los materiales originales.

Como se ha dicho, el contenido de P total en la re-gión pampeana es variable. Esto ocurre en cierta medi-da por la diferencia de aporte a través de los materiales originarios. Morrás en 1996, valiéndose de los 1460 resultados de P total del trabajo de Lavenir (1910), elaboró mapas del contenido de este elemento, tanto para horizontes superficiales como subsuperficiales. Se asume que los horizontes más profundos reflejarían más fielmente los contenidos provistos por el material original, ya que éstos se encuentran menos afectados por la biota. A su vez, estos resultados permitirían una apreciación aproximada, a nivel regional, del conteni-do de P total con baja afectación antrópica, dada la fecha de su evaluación. En la Figura 1 se transcriben los resultados de Morrás (1996). Transformándolos a unidades de concentración en peso de P, la figura ilustra que la región poseía subsuperficialmente, desde 120,0 a 1200,0 mg kg-1 de P total aproximadamente. Los valores mayores de este rango constituyen cifras con-siderablemente superiores a las encontradas en suelos bajo producción en la actualidad, en la mayoría de los casos.

1.2.- Meteorización.

La mayor parte del P en las rocas está como apatita, siendo ésta un componente minori-tario. La meteorización de la

apatita es muy lenta, se la considera prácticamente un resistato (Ollier, 1975). En la Tabla 1 se muestran algunos datos de meteorización química de P citados en la literatura internacional, demostrándose que las cifras no superan el kg ha-1 año-1. Parte del P liberado a partir de los minerales primarios será incorporado a minerales secundarios, en especial de Fe, Al y Ca. Parte se adsorberá en óxidos y óxidos hidratados de Fe, Al, Ti y Mn, donde reemplaza a los OH-, en las arcillas y el CaCO3, será incorporado a organismos vivos, se lixiviará en escasa proporción, o permanecerá en la solución del suelo.

Figura 1. Contenido de P total en horizontes subsuperficiales (Morrás, 1996a).

UBICACIÓN FUENTE P (kg. ha-1 año-1)

South Carolina.USA Gardner (1990) 0,05

Río Negro. Brasil ¨ 0,08

Amazonas. Brasil ¨ 0,14

Nueva Zelanda Walkers y Syers (1976)

Aluvión 0,06

Dunas arenosas 0,30

Lixiviados glaciares 1,00

Tabla 1. Meteorización química de P según diferentes autores.

ANEXO 7

197

p4 - INPOFOS Simposio de Fósforo: “Enfoque sistémico de la Fertilización Fosfórica” INPOFOS Simposio de Fósforo: “Enfoque sistémico de la Fertilización Fosfórica” - p5

1.3. Aporte de P atmosférico.

Se produce a través de las precipitaciones o median-te las deposiciones de partículas sólidas suspendidas en el aire por procesos erosivos eólicos o en forma de aerosoles (Tabla 2). Los procesos erosivos pueden significar pérdidas de P de importancia variable de acuerdo a la magnitud del proceso, a la vez que apor-tes igualmente variables en sus fases de deposición. Para ilustrar posibles flujos por vía eólica en la región pampeana, se utilizarán algunos resultados publicados por Aimar et al. (1996) y Hepper et al. (1996) (Tabla 3). Estas cifras ilustran cuál puede ser la dimensión del fenómeno en una región donde la erosión es relevante. El aporte de P vía aerosoles, es decir formando parte de partículas sólidas inorgánicas u orgánicas que per-manecen en suspensión por un tiempo prolongado, es ilustrado en la Tabla 4.

1.4. Erosión hídrica

De la misma manera que se planteó la existencia de flujos atmosféricos de P, a causa de la erosión eólica, es posible efectuar cálculos debidos a la erosión hídrica. La Tabla 5 ilustra el posible impacto de la erosión en la Cuenca del Río Carcarañá sobre la pérdida de P, calculada a partir de los resultados de Maccarini (1996). La magnitud de las cifras consignadas son elocuentes para dimensionar el posible perjuicio de este proceso sobre el balance fosfórico.

1.5. Exportación a través de la producción.

Con el objetivo de dimensionar esta vía, en la Tabla 6 se realiza un cálculo aproximado de la pérdida de P,

Tabla 2. Deposiciones atmosféricas de P.

Tabla 3. Cálculo del flujo de P por vía eólica derivado de procesos erosivos en la región semiárida pampeana central

EROSION EÓLICA DE SUELOS REGIÓN SEMIARIDA PAMPEANA (RSPC)(Aimar et al., 1996)

5800( Fr-A) 8440 (A) kg ha-1

Estimativamente 11600 (fr-A) – 16880 (A) kg .ha –1año-1

CONTENIDO DE P TOTAL EN RSPC ( suelos agrícolas)(Hepper et al. , 1996)

P (10 cm sup) (mg.kg-1)Haplustol 617Haplustol 530

Ustipsamment 540MOVIMIENTO DE P POR VÍA EÓLICA EN RSPC ( kg ha-1 año-1)Haplustol 7,2Haplustol 6,2-9,0

Ustipsamment 9,1

Tabla 5. Cálculo de la pérdida de P producido por la erosión hídrica.

PÉRDIDAS DE P POR EROSIÓN HÍDRICA

Cuenca Nro. 3 del Río Carcarañá (Maccarini, 1996) (USLE)

29,90 – 122,72 tn ha-1 año-1 (Media: 43,5 tn ha-1 año-1)

Asumiendo contenido de P total de 500 mg kg-1

Pérdida: 21,75 kg ha-1 año-1

AerosolesFino spray a partir de océanos, ríos, etc.Cenizas volcánicasFragmentos orgánicos (polen, restos vegetales, etc.)Quemado de combustibles fósilesAlgunos DatosNewman (1995): intercambio de P en canopias forestales 0,3 – 3,2 kg ha-1 año-1

Vitousek y Sanford (1986): intercambio de P en bosques tropicales < 7,5 kg ha-1 año-1

Lewis et al. (1985): aporte de P vía polen en Pinus contorta 0,16 kg ha-1 año-1

Kaufman et al. (1994): quemado de Eucalyptus sp. 0,3 – 0,4 kg ha-1 año-1

Balance y Fertilidad Fosforada

DEPOSICIONES ATMOSFÉRICAS DE P

1.- PRECIPITACIONES (lluvia, nieve, granizo)

Newman (1995) ---- P: 10 – 100 ug L-1

Cálculos:

PRECIPITACIÓN APORTE DE P(mm año-1) ( g año-1)

500 50 – 500

1000 100 – 1000

2.- PARTÍCULAS SÓLIDAS (aerosoles, erosión)

FUENTE APORTE DE P ATMOS- FÉRICO (kg ha-1 año-1)

Graham y Duce (1979) 0,5

Reichle (1981) 0,3 – 0,5

Parker (1983) 0,15 – 0,08

Mabberley (1992) 0,25 – 0,65

Tabla 4. Origen de los aerosoles y algunos datos de aportes de P por esta vía.

ANEXO 7

198

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como promedio nacional, causada por la exportación de los principales cultivos, durante el período 1957-87. El cálculo señalaría una reposición de sólo 1 kg de cada 20 kg de P exportados por esta vía. El período señalado se caracterizó por un bajo consumo de fertilizantes: maíz, trigo, soja y girasol utilizaron, en promedio, 0,61 kg P/ha. En el período 1994-2001 (Tabla 7), a pesar de un aumento de aproximadamente 10 veces en el consumo de fertilizante (6,4 kg P/ha/año), el balance sigue siendo negativo. Actualmente se repondría 1 de cada casi 4 kg de P removidos.

García (2001) realizó estimaciones comparativas de la exportación y aplicación de P en suelos de la región pampeana para el período 97/99, revelando igualmente el saldo deficitario del elemento para la región mencionada. Cabría preguntarse cuál será la repercusión de las modificaciones cambiarias, en los años venideros. Por su parte la producción pecuaria, que en general es considerada menos extractiva, tiene igualmente incidencia negativa en la fertilidad fosforada. La producción lechera, en especial, provocaría pérdi-das comparables a las agrícolas.

1.6. Lixiviación.

En la Tabla 8 se ilustra el proceso a través de in-formación recogida en la literatura internacional. La escasa solubilidad de las sales fosforadas presentes en el suelo, incide en la baja concentración del elemento en la solución del mismo y, por ende, en sus posibili-dades de lixiviación.

2. Cambios Cuali-Cuantitativos del P del Suelo

El P del suelo se encuentra bajo la forma de com-puestos inorgánicos (Pi) y orgánicos (Po), con distintas proporciones relativas, de acuerdo a otros factores edáficos y del ambiente. Estos compuestos se en-cuentran interrelacionados con una dinámica variable. Las diferentes formas del P del suelo no constituyen entidades discretas, existen integradas y las transfor-maciones son dinámicas y continuas, restableciendo el

equilibrio. Las distintas formas de Pi y Po pueden ser estimadas a través de extracciones con ácidos y álcalis. A continuación ilustraremos con algunos ejemplos de la región pampeana, las modificaciones registradas en los contenidos de P total, así como en sus componentes inorgánicos y orgánicos, bajo actividad productiva.

En un trabajo realizado en suelos de la Serie Ca-silda (Vázquez et al., 1991) se evaluaron 3 lotes con diferente intensidad de uso (Tabla 9). Los resultados son significativos, acerca del deterioro de la fertilidad química general y especialmente fosforada. Tanto el P total como el extractable (Pe) han sufrido un detri-mento, cuantitativamente muy importante, a causa del uso. Sin embargo, el contenido de Pe del lote “C” se encuentra aún por sobre los niveles críticos de res-puesta al agregado de P para la mayoría de los cultivos, especialmente extensivos. En estos casos, el deterioro será inadvertido por el productor. También se realizó la extracción secuencial de Hedley et al. (1982) (Tabla 10), con evaluación de P en resina de intercambio (RA), Pi/Po-NaHCO3 (Bi/Bo) y Pi/Po-NaHO (HOi/HOo). Estos contenidos son considerados decrecientes, en el sentido expuesto, en su aptitud para restablecer P a la solución del suelo.

Como se aprecia en la Tabla, el P en los extractos de RA así como Bi/Bo, disminuyeron en cantidades absolutas con la intensidad de uso de los suelos. Sin embargo, mientras que las formas más lábiles como

BALANCE DE P ( 1957-1987)

Producción 750 mill. tn grano

(maíz, trigo, soja) (25 mill. tn/año)

Exportación 2,25 –3 mill.tn PUso de fertilizantes 367.000 tn P (30% cultivos extensivos)

140.000 tn P

Exportación neta 2,14 – 2,89 mill. tn P

Superficie agrícola 20 mill ha

Pérdida 107- 145 kg P ha-1

REPOSICION 1 DE CADA 20 kg P

6. Cálculo de la reposición de P extraído por la producción a través de la fertilización (1957/87). Fuente: SAGPyA

Balance de P ( 1994-2001)

Producción 282 mill. tn grano

(maíz, trigo, girasol, soja) (40 mill. tn/año)

Exportación 1,28 mill.tn P

Uso de fertilizantes 898.440 tn P

(40 % cultivos extensivos)

359.400 tn P

Exportación neta 0,92 mill. tn P

Superficie agrícola 20 mill ha

Pérdida 46 kg P .ha-1

Reposición 1 de cada 3,6 kg P

Tabla 7. Cálculo de la reposición de P extraído por la pro-ducción a través de la fertilización (1994/2001). Fuentes: SAGPyA, SENASA

Tabla 8. Algunos datos bibliográficos acerca de la lixiviación de P.

Pérdidas de P por Lixiviación

Bruijnzeel (1990): bosques tropicales

0,01 – 0,7 kg ha-1 año-1

Crips (1996): pasturas no fertilizadas

0,4 kg ha-1 año-1

Balance y Fertilidad Fosforada

ANEXO 7

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RA y Bi lo hacen también en forma relativa al P total, Bo, OHi y OH o crecen porcentualmente respecto del contenido total y HOo lo hace, también, en forma absoluta. Es decir que estos suelos han perdido canti-dades totales de P muy importantes. Lo que puede ser aún más inquietante, empero, es que el remanente se torna biológicamente menos disponible. De esta forma se verifica un cambio cuali-cuantitativo, en detrimento de la fertilidad fosforada.

Sobre los mismos suelos se realizaron 2 ensayos con-secutivos de invernáculo, utilizando tomate (Lycopersicum esculentum) como planta índice. Los resultados demos-traron que el contenido de P de los diferentes extractos asocia muy significativamente con variables vegetales (% P, Peso seco) en sentido positivo, a excepción del HOo donde la asociación es negativa. Se reafirma así que los suelos que padecen un deterioro de la fertilidad fosforada pueden producir aumentos de esta fracción, poco activa para restituir P a la solución del suelo.

Vázquez et al. (2001) realizaron un trabajo sobre diferentes suelos de la pradera pampeana (Argiudol Típico, Éntico y Vértico; Hapludol Thaptoárgico y Típico) consignando para cada serie taxonómica un lote de referencia, sin actividad productiva, constituido por montes, parques de cascos o bajo alambrados y un lote con uso agrícola (A), pastoril (B) o forestal (F). A partir de los resultados se evidenciaron 3 grupos de suelos. El primero con un saldo negativo del P total,

cuantitativamente de gran importancia, un grupo inter-medio y el tercero, con un saldo ligeramente positivo. Los suelos más deteriorados fueron los de Pergamino, Saladillo y Gral. Pinto. En el primer caso la pérdida fue de las 2/3 partes del P total, respecto de la referencia. Los suelos de Gral. Belgrano, Barrow, Tandil y Los Hornos tuvieron saldos ligeramente positivos debido a la fertilización. La Figura 2 muestra las fracciones del P para los 2 grupos más diferenciados de suelos.

Tanto en los suelos con aumento o disminución del P total, el de las fracciones lábiles y moderadamente lábiles (RA, Bt, OHt) (Figura 2(1)) fueron, en prome-dio, de alrededor del 40%, confirmando los resultados encontrados por otros investigadores. Las fracciones inorgánicas medidas en los mismos extractos (RA, Bi, HOi) (Figura 2 (3)) representaron cerca del 20 % del Pi total, también en ambos casos. Las fracciones or-gánicas, en cambio, alcanzaron el 54% del P orgánico total, en promedio para los suelos con balance negativo y 87% para aquellos con balance positivo (Figura 2(4)). En el caso de los suelos con pérdida de P total, ésta última proporción es mayor para la situación de uso respecto de la de referencia, confirmando lo expresado con anterioridad en el suelo de Carcarañá. Las frac-ciones lábiles (RA, Bi, Bo) (Figura 2(2)) son inferiores en los suelos con pérdida de P total. En los suelos con mayor pérdida, éstas ocurrieron en los extractos NaHO, NaHCO3 y RA, en ese orden, confirmando

Tabla 9. Contenido de Carbono, Nitrógeno, pH, P extractable (Bray-Kurtz) y P total en 3 situaciones de uso en suelos de Carcarañá. (Vázquez et al., 1991).

Evolución de Parámetros Químicos en Suelo de CarcarañáA: pastura permanente

B: situación intermedia ( 30 años agricultura continua, 4 años de pastura, 10 años de agric. continua)C: más de 50 años de agricultura continua

SITUACIONES

A B C

C (%) 2,8 1,4 1,3

N (%) 0,33 0,13 0,11

PH 6,4 6,0 5,6

P extractable (mg kg-1) 301 57 38

P total (mg kg-1) 2250 598 380

Tabla 10. Fraccionamiento de P en suelos de Carcarañá. A: pastura permanente, B: situación intermedia, C: más de 50 años de agricultura continua. Los datos porcentuales (%) están expresados respecto de P total (Vázquez et al., 1991).

Situación Resina NaCO3 NaOH

Pi Pi Po Pi Po

mg/kg % mg/kg % mg/kg % mg/kg % mg/kg %

A 470 20,9 200 8,9 27 1,2 303 13,4 54 2,4

B 48 8,1 23 3,8 22 3,6 68 11,4 109 18,1

C 38 9,8 22 5,8 19 5,0 66 17,4 82 21,4

Balance y Fertilidad Fosforada

ANEXO 7

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la mayor estabilidad de estos últimos por continuas incorporaciones del elemento, a través de flujos in-ternos en el suelo.

Si bien las mediciones de P extractable (Métodos de Bray-Kurtz, Olsen y Resina de Intercambio) reflejaron los aumentos y las pérdidas, pueden ser índices de baja eficiencia para expresar la magnitud de dichas pérdidas: aún en estos casos, podrían registrar valores cercanos o superiores a los límites críticos para el agregado de fertilizantes.

Hepper et al. (1996) y Diez et al. (2000) realizaron estudios sobre suelos no fertilizados y fertilizados de otras áreas de esta región. Sus resultados muestran puntos comunes con la experiencia descripta, pero ponen en evidencia algunas diferencias, posiblemente emanadas de las distintas condiciones edafo-climáticas y de uso, en el caso de los lotes en producción.

Palabras FinalesA lo largo de esta presentación se han discutido

distintas fuentes de ganancia y pérdida del P del suelo. Los resultados indican que los aportes serían reducidos por la vía de la meteorización, generalmente escasos y de gran fluctuación en el caso de la vía atmosférica y sumamente variables a causa de las sedimentacio-nes, originadas por procesos erosivos. La fertilización fosfórica ha tenido una evolución histórica favorable en lo que a reposición del elemento se trata, pero de todas maneras insuficiente para restablecer la ferti-lidad natural de los suelos. Los estudios llevados a cabo en la región pampeana demuestran que la acción antrópica (producción, fertilización) produce cambios cuantitativos globales, a la vez que modificaciones en las cantidades relativas de las distintas fracciones del P, ya sea inorgánico como orgánico, afectando su disponibi-lidad. Estas modificaciones estarían reguladas, también, por otras variables edafo-climáticas así como por las características del uso de los suelos. En el futuro será necesario profundizar acerca del conocimiento de las variaciones de la disponibilidad de P en la región, en un marco de balances negativos del elemento, si se pretenden sistemas productivos sustentables.

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Figura 2. Proporciones de distintas fracciones de P (método de Hedley et al., 1982) en diferentes suelos de la provincia de Buenos Aires (Vazquez et al., 2001).

Balance y Fertilidad Fosforada

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ANEXO 9

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DOSIS ÓPTIMA ECONÓMICA DE NITRÓGENO EN MAÍZ

CI. SUELO (ARGENTINA) 26(2): 00-00, 2008

1

DOSIS ÓPTIMA ECONÓMICA DE NITRÓGENO EN MAÍZ BAJO SIEMBRADIRECTA EN EL SUDESTE BONAERENSE

Unidad Integrada (UIB) Fac. Ciencias Agrarias (UNMdP) – EEA INTA Balcarce, CC.276, (7620), Balcarce, Argentina.E-mail: paganiagustin@hotmail.com

RESUMENLa fertilización nitrogenada en el cultivo de maíz es una práctica habitual en el SE bonaerense, sin embargo es escasala información local para definir la dosis de nitrógeno (N) que responde al máximo beneficio económico. El objetivode este trabajo fue determinar la dosis óptima económica (DOE) del fertilizante nitrogenado para el cultivo de maízbajo SD en el SE bonaerense, seleccionando el modelo matemático y momento de fertilización más adecuado. Además,se comparó el efecto de la relación de precios N-grano de maíz y la potencialidad del año sobre la definición de la DOE.Se utilizó información de 23 experimentos de fertilización nitrogenada, 15 al momento de la siembra (SI) y 8 en elestadio de seis hojas (V6), para el período 1994-2005 con condiciones ambientales contrastantes (años con diferentepotencialidad). Si bien no se determinó un criterio estadístico para seleccionar el modelo más apropiado, el cuadrático-plateau arrojó los resultados más racionales desde el punto de vista agronómico. Para el modelo cuadrático-plateau,se observó que el efecto de la potencialidad del año produjo variaciones en la DOE de 59 y 54 kg N ha-1 para el momentode SI y V6, respectivamente; mientras que el efecto de la relación de precios produjo variaciones de tan solo de 30 y23 kg N ha-1 para el momento de SI y V6, respectivamente. Se concluye que el modelo cuadrático-plateau produce losresultados de mayor racionalidad agronómica. Además, el estadio de V6 se mostró como el momento más apropiadopara la fertilización tanto desde la perspectiva económica como ambiental, y la potencialidad del año condicionó laDOE en mayor medida que la relación de precios.

Palabras clave. Maíz, nitrógeno, siembra directa, dosis óptima económica.

Recibido: 00/00/00Aceptado: 00/00/00

A PAGANI; HE ECHEVERRÍA; HR SAINZ ROZAS & PA BARBIERI

ABSTRACTNitrogen fertilization in corn under no-till is a common practice in SE Buenos Aires Province; however, there isinsufficient local information to define the nitrogen (N) rate that corresponds to the maximum economic benefit.The aim of this work was to optimize the economic nitrogen rate (DOE) for corn under no-tillage using an improvedmathematical model and by choosing the best moment for N fertilization. In addition, the effect of N-corn grain priceand year potential was compared to the DOE. Data was obtained from 23 N fertilization experiments which took placefrom 1994 to 2005 and had contrasting environmental conditions (years with different potentiality).,Fifteen of theseexperiments had N applied at planting (SI) and 8 at the six-leaf stage (V6). A statistical criterion to select the bestmodel for defining the DOE was not found; the quadratic-plateau model presented the most conservative results froman agronomic point of view. For the quadratic-plateau model, the year potentiality effect produced variations in theDOE of 59 and 54 kg N ha-1 for SI and V6, respectively; whereas the price relationship effect produced variations of30 and 23 kg N ha-1 for SI and V6, respectively. In conclusion, the year potentiality affected the DOE more than theN-corn grain price relationship and the six-leaf stage appeared to be the most appropriate moment for N fertilizationtaking into account economic and environmental aspects.

Key word. Corn, nitrogen, no-tillage systems, economic optimal rate.

ECONOMIC OPTIMAL NITROGEN RATE FOR CORN UNDER NO-TILLAGEIN SOUTHEAST BUENOS AIRES PROVINCE

INTRODUCCIÓNEl SE bonaerense se caracteriza por contar con sue-

los de muy buena aptitud y clima templado-frío que acortala estación de crecimiento de los cultivos estivales. Estascaracterísticas hacen que dicha zona difiera considera-

blemente del resto de la Región Pampeana y determinaque los materiales genéticos de maíz utilizados poseanciclos de crecimiento intermedios a cortos que se adap-tan a la estación de crecimiento y al período libre deheladas de alrededor de 150 días (Andrade, 1995). El maíz

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A PAGANI et al.

CI. SUELO (ARGENTINA) 26(2): 00-00, 2008

2

presenta una gran importancia en los sistemas produc-tivos del SE bonaerense debido a que constituye uncomponente clave de las rotaciones agrícolas (Domín-guez et al., 2005). Dicho cultivo realiza grandes aportesde residuos orgánicos al suelo, mejorando el balance decarbono del mismo (Janzen, 2006) y por lo tanto, contribu-ye al mantenimiento de su calidad. Además, en el SE bo-naerense, se ha producido un incremento de la superfi-cie sembrada con maíz bajo siembra directa (SD) debidoa ventajas operativas, en el almacenamiento de agua yen la conservación del recurso suelo, entre otras (Tellería,1996; Rizzali, 1998).

La adopción del maíz dentro de los planteos produc-tivos está mayoritariamente condicionada por la renta-bilidad que el cultivo le aporta a la empresa agropecuaria.En este sentido, la relación de precios entre el N y el granode maíz cobra gran relevancia en la definición de los ni-veles de N a aplicar (Álvarez et al., 2003). Teniendo encuenta que los fertilizantes nitrogenados tienen una altaimportancia relativa dentro del costo de producción, sehace necesario contar con herramientas locales que per-mitan determinar la dosis óptima económica (DOE), esdecir, la cantidad de insumo (fertilizante nitrogenado) quemaximiza la renta de este cultivo. El diagnóstico de reque-rimiento de nitrógeno (N) en maíz más utilizado se basaen la determinación del contenido de N como nitrato (N-NO-

3) hasta los 60 cm de profundidad antes de la siembra

(Ruiz et al., 2001). Sin embargo, también se ha propuestocomo alternativa superadora la determinación de N-NO-

3 a una profundidad de 30 cm al estadio de seis hojas (V6)

(Ritchie & Hanway, 1992). En estos trabajos se asume queel N disponible en el suelo es equivalente al aportado porel fertilizante o sea que su valorización es similar. A su vez,se ha demostrado una mayor eficiencia de recuperacióndel N cuando las aplicaciones se realizan en este estadiofenológico (Sainz Rozas et al., 2004).

Frecuentemente, los trabajos de investigación gene-ran abundante información acerca de la relación entre elrendimiento relativo y el contenido de N en suelo al mo-mento de la siembra o al estadio de V6 (estudios de calibra-ción), pero no se cuenta con información que permitacalcular la DOE teniendo en cuenta el N disponible en elsuelo. Tanto para las calibraciones de análisis de suelocomo para el cálculo de la DOE se recurre a distintos mo-delos de respuesta a la aplicación de N. Estos, frecuen-temente no coinciden en la identificación de este nivelobjetivo (Nelson et al., 1985; Barreto & Westerman,1987). Para seleccionar el mejor modelo de respuesta seemplean distintos criterios: estadísticos, de convenien-cia de cálculo o agronómicos.

El objetivo de este trabajo fue determinar la DOE defertilizante nitrogenado para el cultivo de maíz bajo SD

en el SE bonaerense, seleccionando el modelo matemá-tico y momento de fertilización más adecuado. Además,se comparó el efecto de la relación de precios N-granode maíz y la potencialidad del año sobre la definición dela DOE.

MATERIALES Y MÉTODOSEn este trabajo se realizaron estimaciones del nivel de N (NN)

óptimo económico basado en funciones de respuesta del cultivode maíz a la disponibilidad de N al momento de la siembra (SI) oal estadio de V6, según la potencialidad del año y la relación deprecios N/grano de maíz. El NN se define como los kg N ha-1

presentes en el suelo más los aplicados en forma de fertilizantey se asume que la valorización de ambos es equivalente. La DOEse determina como la diferencia entre el NN y la disponibilidadde N edáfica de 0-60 o 0-30 cm, para SI y V6, respectivamente.La información utilizada provino de 23 ensayos de fertilizaciónnitrogenada realizados en el SE bonaerense (partidos de Gral.Pueyrredón, Balcarce y Tandil) por el Grupo de Suelos de la UnidadIntegrada (INTA-FCA) Balcarce, entre los años 1996 y 2007(Tabla 1). Las poblaciones de datos cubrieron una amplia gamade condiciones meteorológicas y de fertilidad de suelos con el finde contemplar diversos escenarios productivos. Los conjuntos dedatos obtenidos representan un abanico de respuestas en rendi-miento a la disponibilidad y aplicación de N, no siendo otros nu-trientes como fósforo y azufre limitantes, ya que se aseguró ade-cuada disponibilidad de los mismos. La fuente de N fue urea granuladaaplicada al voleo en cobertura total. En los ensayos en los cualeslas condiciones meteorológicas atentaban contra la superviven-cia del cultivo, se recurrió a la aplicación de láminas de agua deentre 30 y 50 mm para permitir sobrellevar dicho estrés. De estaforma se aseguró la continuidad de los ensayos por lo que el ren-dimiento máximo estuvo determinado principalmente por lasprecipitaciones.

Se ajustaron tres modelos matemáticos de respuesta a laspoblaciones de datos de rendimiento en función del NN: lineal-plateau, cuadrático y cuadrático-plateau.

El modelo lineal-plateau es definido como:

Y = a+bX si X < C

Y = P si X >C

donde Y es el rendimiento en grano expresado al 14% dehumedad (kg ha-1) y X es el NN (kg ha-1); a (ordenada al origen),b (coeficiente lineal), C (NN crítico, donde ocurre la intercepciónentre la fase de respuesta lineal y el plateau) y P es el rendimientoplateau.

El modelo cuadrático es definido como:

Y = a+bX+cX2

ANEXO 10

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DOSIS ÓPTIMA ECONÓMICA DE NITRÓGENO EN MAÍZ

CI. SUELO (ARGENTINA) 26(2): 00-00, 2008

3

donde Y es el rendimiento en grano expresado al 14% de humedad(kg ha-1) y X es el NN (kg ha-1); a (ordenada al origen), b (coefi-ciente lineal) y c (coeficiente cuadrático).

El modelo cuadrático-plateau es definido como:

Y = a+bX+cX2 si X < C

Y = P si X >C

donde Y es el rendimiento en grano expresado al 14% de humedad(kg ha-1) y X es el NN (kg ha-1); a (ordenada al origen), b (coefi-

ciente lineal), c (coeficiente cuadrático), C (NN crítico, dondeocurre la intercepción entre la fase de respuesta cuadrática y elplateau) y P es el rendimiento plateau.

Se realizó un análisis de residuales (rendimientos observadosmenos rendimientos predichos) para cada momento y modeloutilizado. Todos estos análisis fueron llevados a cabo utilizandoel Software Table Curve (Jandel Scientific, Corte Madera, CA).

Los modelos cuadrático y cuadrático-plateau fueron deriva-dos y las rectas resultantes se graficaron en función de la relaciónde precios entre el N y el grano de maíz a fin de determinar el NNóptimo económico.

Ensayo Campaña Sitio Antecesor Riego MO pH P N-NO-3

Dosis N(g kg-1) (g kg-1) (kg ha-1) (kg ha-1)

SI

1 1994/95 Balcarce Maíz si 55 5,8 18 41 0, 70, 140

2 1995/96 Balcarce Maíz si 55 5,8 20 11 0, 35, 70, 140, 210

3 1996/97 Tandil Maíz si 5 5 5,8 2 4 9 0, 70, 210

4 1996/97 Balcarce Maíz si 55 5,8 21,4 32 0, 70, 210

5 1997/98 Balcarce Trigo no 65 6 16,0 55 0, 70, 140, 210, 280

6 1997/98 Gral. Pueyrredón Maíz si 56 5,8 22 85 0, 70, 140, 210, 280

7 1999/00 Tandil Maíz si 5 5 6 17,2 54 0, 60, 120, 180

8 2000/01 Balcarce Maíz n o 55 6,4 36,9 31 0, 70, 180

9 2001/02 Balcarce Maíz si 54 6,4 16,9 22 0, 180

10 2001/02 Balcarce Maíz no 54 6,4 16,9 22 0, 180

11 2002/03 Gral. Pueyrredón Maíz no 54 6,4 18,9 13 0, 180

12 2002/03 Balcarce Maíz no 54 6,4 18,9 13 0, 180

13 2004/05 Balcarce Maíz si 57 5,3 14,9 42 0, 60, 120

14 2005/06 Balcarce Soja 2da si 5 3 5,9 19,8 65 0, 150

15 2006/07 Balcarce Soja 2da no 53 5,3 8 88 0, 50, 100

V6

16 1994/95 Balcarce Maíz si 55 5,8 18 49 0, 35, 70, 140

17 1995/96 Balcarce Maíz si 55 5,8 20 28 0, 35, 70, 140, 210

18 1996/97 Balcarce Maíz si 55 5,8 24 44 0, 70, 140, 210

19 1997/98 Tandil Maíz si 5 6 5,8 2 2 3 2 0, 60, 120, 180

20 1998/99 Balcarce Maíz no 58 5,8 15 43 0, 70, 140, 210

21 1999/00 Gral. Pueyrredón Maíz si 59 6 17,3 56 0, 60, 180

22 1999/00 Balcarce Maíz si 59 6 17,3 42 0, 60, 180

23 2004/05 Balcarce Maíz si 49 5,6 19,5 56 0, 60, 120

Tabla 1. Información descriptiva de los sitios experimentales para el análisis a la siembra (SI) y en 6 hojas expandidas (V6). MO:materia orgánica (0-20 cm) (Walkley, Black 1934), pH: determinado con electrodo de vidrio en suspensión de 1:2,5 suelo/agua(0-20cm), P: fósforo disponible (0-20) (Bray, Kurtz, 1945), N-NO-3: nitrógeno como nitratos.

Table 1. Soil description of the experimental sites at the planting (SI) and six-leaf stages (V6). MO: organic matter (0-20 cm)(Walkley, Black 1934), pH: determined with a glass electrode in a suspension of 1:2.5 soil:water ratio (0-20 cm), P: availablephosphorous (0-20) (Bray, Kurtz, 1945), N-NO-

3: nitrogen as nitrates.

ANEXO 10

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A PAGANI et al.

CI. SUELO (ARGENTINA) 26(2): 00-00, 2008

4

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000 V6 SI

n = 76 n = 56

La estimación del contenido de N mineral del suelo se realizóen base a la concentración de N-NO-

3 determinado mediante

microdestilación por arrastre de vapor (Bremner & Keeney,1966). En el caso del análisis a la SI el muestreo se realizó a 60cm de profundidad (Ruiz et al., 2001), para lo cual se tomaronestratos de 20 cm (0-20, 20-40 y 40-60 cm) y se promediaronlas concentraciones de N correspondientes a cada uno de ellos.Para el caso del análisis en V6, el muestreo fue realizado a 30 cm(Meisinger et al., 1992) sin división en estratos (0-30 cm). Pararealizar la transformación a kg N ha-1 se utilizaron valores dedensidad aparente considerados de referencia para suelos bajo SDen el Sudeste bonaerense: 1,2 Mg m-3 para el estrato de 0-30 cmy un valor de 1,3 Mg m-3 para el de 0-60 cm.

La relación de precios entre el N y el grano de maíz se calculóde la siguiente manera:

A su vez, el precio del N depende del precio del fertilizantey de su concentración de N:

En el cálculo de la relación de precios se consideró como costodel fertilizante, el precio del mismo puesto en el campo más elcosto financiero (en el caso de existir este) por haber usado créditopara adquirirlo. El valor del grano utilizado fue el neto, luego dedescontados los gastos de cosecha, flete, secado y comercialización.

Para el cálculo del interés se consideró la tasa mensual y el períodode inmovilización (generalmente 6-8 meses).

RESULTADOS Y DISCUSIÓNEn la Figura 1 se presentan los valores de rendimien-

to en grano de maíz en función del NN para los momentosde SI y V6. Cada punto representa el promedio de ren-dimiento (de al menos tres repeticiones) correspondien-te a cada tratamiento o sea NN (disponibilidad de N inicial+ dosis de N aplicada) de los diferentes ensayos. Delajuste de los tres modelos surgieron ecuaciones cuyoscoeficientes se presentan en la Tabla 2. Si bien las regre-siones fueron significativas (p<0,01), los coeficientes dedeterminación (R2) de las mismas, podrían ser mejorados(Tabla 2). Esto se debe a que la relación entre el rendi-miento de un cultivo y el N disponible está afectada porfactores genéticos, ambientales y de manejo (Carcová,2004). Esta limitación fue parcialmente superada cuandose agruparon los resultados en poblaciones correspon-dientes a años con diferente potencialidad, para ambosmomentos (SI y V6). Se ajustaron los mismos modelospara años cuyos rendimientos máximos fueron superio-res a 12.000 kg ha-1 (años favorables), entre 12.000 y 10.000kg ha-1 (años promedio), y para los que no superaron los10.000 kg ha-1 (años poco favorables). De esta manera selogró cubrir tres escenarios de respuesta a la fertilización(Fig. 2). La construcción de tres curvas de respuesta paracada momento de muestreo-fertilización permitió redu-cir la variabilidad aumentando el valor predictivo de los

Precio del N ($/kg N) =Precio fertilizante ($/t)

kg N/t fertilizante

Figura 1. Relaciones entre el rendimiento de maíz y el nivel de N (NN) a la siembra (SI) y al estadio de seis hojas (V6) del maízen el SE bonaerense.

Figure 1. Relationships between grain yield and N levels (NN) at planting (SI) and six-leaf stage (V6) in SE Buenos Aires Province.

14.000

12.000

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0

Ren

dim

ient

o (k

g ha

-1)

NN (kg ha-1 a 0-60 cm)

0 50 100 150 200 250 300

NN (kg ha-1 a 0-30 cm)

0 50 100 150 200 250 300

14.000

12.000

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0

+ interés +Relación de precios =

Precio N($/kg N)

costo deaplicación

Precio brutograno ($/kg) – gastos

ANEXO 10

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DOSIS ÓPTIMA ECONÓMICA DE NITRÓGENO EN MAÍZ

CI. SUELO (ARGENTINA) 26(2): 00-00, 2008

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modelos (Tabla 3). Como se mencionó, el N no es el únicofactor que determina el rendimiento de maíz, por lo quela utilización de tres curvas de respuesta permitió realizarun análisis más detallado y sobre todo de mayor aplica-bilidad para cada situación en particular. Debido a quetodos los experimentos fueron conducidos bajo adecua-das prácticas de manejo (selección del material genético,fecha de siembra, densidad, espaciamiento entre hileras,control de plagas, malezas y fertilización con otros nu-trientes), es evidente que las diferencias en respuesta aN entre las curvas de la Figura 2 se deben a las variacionesanuales en las condiciones meteorológicas. Dentro deestas variables se encuentran como más relevantes paradefinir el rendimiento de maíz, la disponibilidad hídricadurante el ciclo del cultivo, sobre todo alrededor de la flo-ración (Calviño et al., 2003), aunque también la tempe-ratura y la radiación (Carcová, 2004).

La relevancia de esta segregación, radica en la posi-bilidad de optar entre curvas de alto o bajo rendimiento,en los casos que sea posible definir escenarios de pre-cipitación diferente al promedio. En situaciones dondese prevea que no existirán limitaciones hídricas impor-tantes para el cultivo por aplicación de riego, podría ele-girse trabajar con la función de altos rendimientos (añosfavorables). Por el contrario, en situaciones donde seanprobables precipitaciones menores que el promedio o quela actitud del productor sea más conservadora, seríaaconsejable estimar la dosis de N a aplicar con la funciónde menores rendimientos (años poco favorables). Estecaso puede darse si se cuenta con pronósticos meteo-

rológicos que indiquen un efecto “Año Niña” para el ciclodel cultivo, en el cual sean probables precipitacionesmenores a la media. Si no se cuenta con información deeste tipo, probablemente la utilización de la función deaños promedio sea la que arroje resultados económica-mente más convenientes a largo plazo (Álvarez et al.,2003). De todas maneras, la elección de una u otra estra-tegia forma parte del contexto, racionalidad y filosofía decada productor.

Una vez obtenidas las ecuaciones de respuesta derendimiento a la disponibilidad de N para ambos momen-tos de muestreo-fertilización, se procedió a derivar losmodelos cuadrático y cuadrático-plateau con el fin deobtener nuevas funciones que fueron graficadas utilizan-do el NN como variable independiente, y la relación deprecios N-grano de maíz como variable dependiente (Fig.3). Este procedimiento no se realizó con el modelo lineal-plateau ya que dicha ecuación determina un único NNóptimo que coincide con el punto de quiebre de la rectacuando la pendiente de la fase lineal es mayor que la re-lación de precios (Waugh et al. 1973). La Figura 3 per-mite, previa selección de la recta a utilizar, ingresar hori-zontalmente con una relación de precios determinada yobtener el NN que responde al óptimo beneficio económi-co para la condición seleccionada. Se determinó que losNN óptimos aumentaron a medida que mejoró la poten-cialidad del año, independientemente del momento defertilización o del modelo evaluado. En otras experienciastambién ha sido reportado que los requerimientos nutri-cionales de los cultivos aumentan a medida que mejora

Modelo c b a C R2

SI

Lin-plat. - 48,12 4.620 128 0,71

Cuadr. -0,135 59,97 4.488 - 0,71

Cuadr-plat. -0,182 70,44 4.115 177 0,72

V6

Lin-plat. - 44,73 5.465 131 0,65

Cuadr. -0,186 71,97 4.640 - 0,66

Cuadr-plat. -0,223 78,42 4.434 168 0,66

Tabla 2. Coeficientes de las funciones de ajuste de rendimiento al nivel de N (NN) para el momento de lasiembra (SI) y seis hojas (V6) según el modelo matemático utilizado. Lin-plat: lineal-plateau, cuadr:cuadrático, cuadr-plat: cuandrático-plateau. c: coeficiente cuadrático, b: coeficiente lineal, a: ordenada alorigen, C: NN crítico, donde ocurre la intercepción entre la fase de respuesta lineal o cuadrática y el plateau,R2: coeficiente de determinación de la regresión.

Table 2. Coefficients for models describing relationships between grain yield and N levels (NN) at planting(SI) and six-leaf stage (V6). Lin-plat: linear-plateau, cuadr: quadratic, cuadr-plat: quadratic-plateau. c:quadratic coefficient, b: linear coefficient, a: intercept, C: critical N level at the intersection of the linearor quadratic response and the plateau lines, R2: coefficient of determination.

ANEXO 10

237

A PAGANI et al.

CI. SUELO (ARGENTINA) 26(2): 00-00, 2008

6

Tabla 3. Coeficientes de las funciones de ajuste de rendimiento al nivel de N (NN) para el momento de la siembra (SI)y seis hojas (V6) según el modelo matemático utilizado (Lin-plat: lineal-plateau, cuadr: cuadrático, cuadr-plat:cuandrático-plateau) y la potencialidad del año. c: coeficiente cuadrático, b: coeficiente lineal, a: ordenada al origen, C:NN crítico, donde ocurre la intercepción entre la fase de respuesta lineal o cuadrática y el plateau, R2: coeficiente dedeterminación de la regresión.

Table 3. Coefficients for models describing relationships between grain yield and N levels (NN) at planting (SI) andsix-leaf stage (V6) according to the chosen function (Lin-plat: linear-plateau, cuadr: quadratic, cuadr-plat: quadratic-plateau) and the year potentiality. C: quadratic coefficient, b: linear coefficient, a: intercept, C: critical N level at theintersection of the linear or quadratic response and the plateau lines, R2: coefficient of determination.

Modelo Años c b a C R2

SI

Lin-plat. Favorables - 59,54 4.249 149 0,96

Promedio - 35,88 5.477 148 0,85

Poco favorables - 41,06 4.048 122 0,94

Cuadr. Favorables -0,203 91,50 3.075 - 0,94

Promedio -0,132 56,58 4.890 - 0,83

Poco favorables -0,147 55,54 3.957 - 0,94

Cuadr-plat. Favorables -0,212 92,89 3.085 209 0,93

Promedio -0,179 67,14 4.425 194 0,85

Poco favorables -0,215 68,54 3.559 160 0,95

V6

Lin-plat. Favorables - 43,96 6.151 150 0,93

Promedio - 52,01 5.138 117 0,82

Poco favorables - 35,74 4.746 111 0,88

Cuadr. Favorables -0,146 65,68 5.617 - 0,94

Promedio -0,163 64,62 5.257 - 0,74

Poco favorables -0,170 60,02 3.985 - 0,80

Cuadr-plat. Favorables -0,208 82,17 4.710 198 0,95

Promedio -0,319 94,65 4.146 145 0,80

Poco favorables -0,293 79,52 3.420 113 0,92

la oferta de las otras variables que condicionan el rendi-miento (Andrade et al., 2002)

Los NN óptimos fueron menores, medios y mayorescuando se utilizaron los modelos lineal-plateau, cua-drático-plateau y cuadrático, respectivamente, indepen-dientemente de la potencialidad del año y del momentoevaluado (Tabla 3 y Fig. 3). Estos resultados coincidencon los reportados por Cerrato & Blackmer (1990) quie-nes indicaron que el modelo lineal-plateau tendía a so-breestimar los rendimientos en la zona de la curva derespuesta cercana al nivel óptimo de N. Dicha sobrees-timación es consistente con la naturaleza de este modeloya que posee una abrupta discontinuidad, que es difícilde justificar biológicamente, y resulta en la identificación

de un NN óptimo demasiado bajo. Por otro lado, estosautores señalaron que el modelo cuadrático tendía a so-breestimar: i) los rendimientos en el rango de NN identi-ficados como óptimo, debido a la convexidad que el mo-delo describe y ii) la pendiente de la curva de respuestaen el rango de NN ligeramente inferiores al óptimo. Porlo mencionado, la utilización de este modelo determinaNN óptimos que son demasiado altos, desde el punto devista agronómico. Cerrato & Blackmer (1990) concluyenque el modelo cuadrático-plateau describe en forma másadecuada el rendimiento del maíz en función del N, ya queaporta un NN óptimo aparentemente insesgado y agro-nómicamente aceptable. En cuanto al momento demuestreo-fertilización, en general se observó que los NN

ANEXO 10

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DOSIS ÓPTIMA ECONÓMICA DE NITRÓGENO EN MAÍZ

CI. SUELO (ARGENTINA) 26(2): 00-00, 2008

7

0

0

0

0

0

0

0

0

0 50 100 150 200 250 300

L in-p la t. S I

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0 50 100 150 200 250 300

L in-p la t. V 6

0

0

0

0

0

0

0

0

0 50 100 150 200 250 300

C uadr. S I

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0 50 100 150 200 250 300

C uadr. V 6

0

0

0

0

0

0

0

0C uadr-p la t. S I

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000C uadr-p la t. V6

Figura 2. Relaciones entre el rendimiento de maíz y el nivel de N (NN) determinado a la siembra (SI) y al estadio de seis hojas(V6) en el SE bonaerense. Las curvas presentan funciones de ajuste de tres modelos (Lin-plat: lineal plateau, Cuadr: cuadrático,Cuadr-plat: cuadrático plateau.) para los rendimientos correspondientes a años favorables (cuadrados negros), promedio (círculosblancos) y poco favorables (triángulos negros).

Figure 2. Relationships between grain yield and N levels (NN) at planting (SI) and six-leaf stage (V6) in SE Buenos Aires Province.Three models are shown (Lin-plat: linear plateau, Cuadr: quadratic, Cuadr-plat: quadratic plateau) for yields under favourable(black squares), average (white circles) and non favourable years (black triangles).

14.000

12.000

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0

Ren

dim

ient

o (k

g ha

-1)

NN (kg ha-1 a 0-60 cm)

0 50 100 150 200 250 300

14.000

12.000

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0

Ren

dim

ient

o (k

g ha

-1)

14.000

12.000

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0

Ren

dim

ient

o (k

g ha

-1)

0 50 100 150 200 250 300

0 50 100 150 200 250 300

NN (kg ha-1 a 0-60 cm)

0 50 100 150 200 250 300

0 50 100 150 200 250 300

0 50 100 150 200 250 300

14.000

12.000

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0

14.000

12.000

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0

14.000

12.000

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0

ANEXO 10

239

A PAGANI et al.

CI. SUELO (ARGENTINA) 26(2): 00-00, 2008

8

02468024

680

100 125 150 175 200 225 250

Cuadr. SI

02468

101214161820

Cuadr-plat. V6

02468024680

Cuadr-plat. SI

02468

101214

161820

100 125 150 175 200 225 250

Cuadr. V6

b a b a

Cuadr. Favorables -0,407 91,50 -0,292 65,68

Promedio -0,264 56,58 -0,327 64,62

Poco favorables -0,293 55,54 -0,341 60,02

Cuadr-plat. Favorables -0,424 92,89 -0,416 82,17

Promedio -0,357 67,14 -0,639 94,66

Poco favorables -0,429 68,55 -0,586 79,52

Tabla 4. Coeficientes de las funciones derivada (para el modelo cuadrático: Cuadr. y cuadrático-plateau:Cuadr-plat.) de las relaciones entre el rendimiento del cultivo y el nivel de N (NN) en el suelo determinadoa la siembra (SI) y al estadío de seis hojas (V6) en el SE bonaerense. b: coeficiente lineal, a: ordenada al origen.

Table 4. Coefficients of derivative functions (for the quadratic: Cuadr. and the quadratic-plateau model:Cuadr-plat) of the relationships between grain yield and N levels (NN) at planting (SI) and at the six-leafstage (V6) in SE Buenos Aires Province. B: linear coefficient, a: intercept.

SI SIModelo Años

Figura 3. Funciones derivadas para el modelo cuadrático (Cuadr) y cuadrático-plateau (Cuadr-plat) de las relaciones entre elrendimiento del cultivo y el nivel de N (NN) en el suelo a la siembra (SI) y al estadío de seis hojas (V6) en el SE bonaerense. Añosfavorables (línea llena), promedio (línea discontinua) y poco favorables (línea punteada).

Figure 3. Derivative functions for the quadratic (Cuadr.) and the quadratic-plateau (Cuadr-plat.) model for the relationshipsbetween grain yield and N levels (NN) at planting (SI) and six-leaf stage (V6) in SE Buenos Aires Province. Favourable (full line),average (dashed line) and non favourable years (dotted line).

100 125 150 175 200 225 250

NN (kg ha-1 a 0-60 cm)

201816141210

86420R

el. d

e pr

ecio

s ($

gra

nos

$N-1)

100 125 150 175 200 225 250

NN (kg ha-1 a 0-60 cm)

201816141210

86420

100 125 150 175 200 225 250

201816141210

86420

100 125 150 175 200 225 250

201816141210

86420R

el. d

e pr

ecio

s ($

gra

nos

$N-1)

ANEXO 10

240

DOSIS ÓPTIMA ECONÓMICA DE NITRÓGENO EN MAÍZ

CI. SUELO (ARGENTINA) 26(2): 00-00, 2008

9

0 50 100 150 200 250 300

L in -p la t. S I

0 50 100 150 200 250 300

C uadr. S I

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

0 50 100 150 200 250 300

L in -p la t. V 6

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

0 50 100 150 200 250 300

C uadr. V 6

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000 C uadr-p la t. V 6 C uadr-p la t. S I

óptimos fueron menores en V6 respecto de SI para todoslos modelos y años. Lo anterior está de acuerdo con losresultados de Sainz Rozas et al. (2004) quienes determi-naron menores pérdidas de N del sistema en V6 respectode la aplicación a la SI. Esto se traduce en mayores efi-ciencias de recuperación del fertilizante en V6, cuandolas tasas de absorción de N por el maíz comienzan a sersignificativas (Abbate & Andrade, 2005).

A fin de evaluar la aptitud de los tres modelos paradescribir los conjuntos de datos, se realizó un análisisde residuales para cada uno de ellos (Fig. 4). La disper-sión de los valores de cada modelo fue relativamente simi-lar en ambos momentos, indicando que no se recopila-ron evidencias suficientes, como para seleccionar el mo-delo más apto. Estos resultados no están de acuerdo conlos de Cerrato & Blackmer (1990) quienes identificaron

Figura 4. Residuales (rendimientos observados – rendimientos predichos) en función del nivel de N (NN) a la siembra (SI) y alestadio de seis hojas (V6) para los tres modelos utilizados (Lin-plat: lineal plateau, Cuadr: cuadrático, Cuadr-plat: cuadráticoplateau.).

Figure 4. Residuals (observed – predicted yields) as a function of N levels (NN) at planting (SI) and six-leaf stage (V6) for thethree models (Lin-plat: linear plateau, Cuadr: quadratic, Cuadr-plat: quadratic plateau).

NN (kg ha-1 a 0-60 cm)

4.000

3.000

2.000

1.000

0

-1.000

-2.000

-3.000

-4.000

Rto

s. O

bs.P

red

(kg

ha-1)

0 50 100 150 200 250 300

4.000

3.000

2.000

1.000

0

-1.000

-2.000

-3.000

-4.000

Rto

s. O

bs.P

red

(kg

ha-1)

0 50 100 150 200 250 300

4.000

3.000

2.000

1.000

0

-1.000

-2.000

-3.000

-4.000

Rto

s. O

bs.P

red

(kg

ha-1)

0 50 100 150 200 250 300

4.000

3.000

2.000

1.000

0

-1.000

-2.000

-3.000

-4.000

0 50 100 150 200 250 300

NN (kg ha-1 a 0-60 cm)

4.000

3.000

2.000

1.000

0

-1.000

-2.000

-3.000

-4.000

4.000

3.000

2.000

1.000

0

-1.000

-2.000

-3.000

-4.0000 50 100 150 200 250 300

0 50 100 150 200 250 300

ANEXO 10

241

A PAGANI et al.

CI. SUELO (ARGENTINA) 26(2): 00-00, 2008

10

un importante sesgo en el modelo cuadrático y determi-naron que el cuadrático-plateau representaba mejor larelación entre el NN y el rendimiento del maíz. Por otrolado, en la fertilización a la SI se observó que la disper-sión de los puntos tendió a incrementarse a medida queaumentaba el NN indicando que el supuesto de homo-geneidad de varianzas no se estaría cumpliendo en tér-minos estrictos. Este comportamiento fue menos mar-cado para el muestreo-fertilización en V6, donde los va-lores se ubicaron insesgadamente y manteniendo simi-lar variabilidad (Fig. 4). A raíz de lo discutido, y teniendoen cuenta que no se encontró un método estadístico quepermita la identificación del mejor modelo para describirla respuesta del rendimiento del cultivo de maíz al NN,probablemente el criterio agronómico sea la mejor herra-mienta para realizar dicha selección. En este sentido, elmodelo cuadrático-plateau se presentaría como más aptoque el lineal-plateau, debido a que responde a cambiosen la relación de precios, y que el cuadrático por definirNN menores, más compatibles con la sustentabilidadambiental.

En la Figura 5 se presenta la evolución de la relaciónde precios N-grano de maíz para los últimos diez años enArgentina, donde se observa que dicho valor fluctuóentre un mínimo de 5,3 y un máximo de 17,5. Este ampliorango de oscilación de precios, para el modelo cuadrático-plateau provoca variaciones en el NN óptimo económi-co, y por lo tanto en la DOE de 30 y 23 kg N ha-1 para SIy V6, respectivamente (promedio de años favorables,

promedio y poco favorables). Cuando se considera elefecto de potencialidad del año para el mismo modelo yrango de relación de precios, las variaciones en el NN yla DOE, prácticamente se duplican, puesto que se deter-minaron valores de 59 y 54 kg N ha-1 para SI y V6, respec-tivamente (diferencia entre los años favorables y pocofavorables). Considerando que, para una situación de-terminada, es muy poco probable definir la potencialidaddel año y que, por el contrario las fluctuaciones en la rela-ción de precios son de menor magnitud que la mencio-nada, el impacto del efecto año sobre los cambios en elNN y por lo tanto en la DOE es aún mayor. Estos resul-tados enfatizan la importancia del nivel de rendimientomáximo como mayor condicionante de la DOE. En estesentido, es más factible definir acertadamente el rendi-miento máximo en V6 que a la SI debido a que general-mente se cuenta con mayor información disponible enese momento (disponibilidad hídrica en el suelo, pronós-ticos climáticos, relaciones de precios).

Para otros ambientes de la Región Pampeana, si bienlos rendimientos absolutos y la respuesta a la fertiliza-ción nitrogenada sean diferentes a los del SE bonaeren-se, es altamente probable que el modelo seleccionado eneste trabajo siga siendo el más apropiado. Sin embargo,es posible que los efectos del momento de fertilizacióny de la relación de precios sobre el NN óptimo económicoy la DOE sean diferentes. Probablemente, sea mayor elefecto producido por cambios en la relación de preciosy menor el del momento de fertilización. Sin embargo, seríaconveniente confirmar estas hipótesis de trabajo.

02468024680

dic - d ic - d ic - d ic - d ic - d ic - d ic - d ic - d ic - d ic - d ic - d ic - d ic -

Figura 5. Relación de precios N-grano de maíz durante el período 1997-07 en la Argentina. Fuente: Series de precios AACREA.

Figure 5. Nitrogen/corn grain price ratio during the 1997-07 period in Argentina. Source: Price series AACREA.

95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07

Año

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

Rel

. de

pre

cios

($

gran

os $

N-1)

ANEXO 10

242

DOSIS ÓPTIMA ECONÓMICA DE NITRÓGENO EN MAÍZ

CI. SUELO (ARGENTINA) 26(2): 00-00, 2008

11

Se concluye que el modelo cuadrático-plateau pro-duce los resultados más racionales desde el punto devista agronómico. Además, el estadio de V6 se mostrócomo el momento más apropiado para la fertilización tantodesde la perspectiva económica como ambiental, y lapotencialidad del año condicionó la DOE en mayor medidaque la relación de precios.

AGRADECIMIENTOSTrabajo financiado por el proyecto INTA AERN5656, el

AGRxx/08 de la FCA-UNMP y con recursos de la Est. Exp. INTABalcarce.

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ANEXO 10

243

ANEXO 10

244

DOSIS ÓPTIMA ECONÓMICA DE NITRÓGENO EN TRIGO

CI. SUELO (ARGENTINA) 27(1): 115-125, 2009

115

DOSIS ÓPTIMA ECONÓMICA DE NITRÓGENO EN TRIGO SEGUN MOMENTODE FERTILIZACIÓN EN EL SUDESTE BONAERENSE

Recibido: 22-11-08Aceptado: 27-05-09

PABLO A BARBIERI1; HERNÁN E ECHEVERRÍA & HERNÁN R SAINZ ROZAS1,2

1Unidad Integrada (UIB) EEA INTA Balcarce - Fac. Ciencias Agrarias (UNMP). CC. 276 (7620), Balcarce, Argentina.2CONICET - Correo electrónico: pbarbieri@balcarce.inta.gov.ar

INTRODUCCIÓNEl trigo (Triticum aestivum L) es el cultivo de invier-

no más importante en los sistemas productivos del sudesteBonaerense, en donde la intensificación de la agriculturaen los últimos años ha producido una disminución de lamateria orgánica (MO) del suelo (Sainz Rozas & Echeve-rría, 2008), y por consiguiente, es frecuente determinaruna respuesta generalizada al agregado de nitrógeno (N)(Calviño et al., 2002), particularmente bajo siembra di-

RESUMENLa fertilización nitrogenada en el cultivo de trigo es una práctica habitual en el SE Bonaerense, sin embargo es escasala información local para definir la dosis de nitrógeno (N) que responde al máximo beneficio económico. El objetivode este trabajo fue determinar la dosis óptima económica (DOE) de fertilizante nitrogenado para el cultivo de trigo enfunción de la variedad (tradicional o francesa) y momento de aplicación del N (siembra o macollaje) en dicha región,considerando dos modelos matemáticos (cuadrático y cuadrático-plateau). Se utilizó información de ensayos de fer-tilización en trigo de diferentes sitios (Otamendi, Balcarce, Mar del Plata y Tandil) y años (2002/03 a 2007/08). Elmodelo cuadrático-plateau produjo los resultados más racionales desde el punto de vista agronómico determinandoDOEs menores que el cuadrático. El estadío de macollaje permitió determinar DOEs menores que al momento de lasiembra. La diferencia en la DOE entre momentos de fertilización fue menor para las variedades francesas que para lastradicionales, lo que sería explicado por una mayor EUN de las primeras. Por último, para las variedades francesas lapotencialidad del año condicionó la DOE en mayor medida que la relación de precios N-grano de trigo. Estos resultadosenfatizan la importancia de identificar con precisión el rendimiento objetivo del cultivo ya que el mismo tendría unimpacto mayor que los cambios en las relaciones de precios N-grano de trigo a la hora de definir la DOE.Palabras clave. Trigo, nitrógeno, dosis óptima económica, variedades tradicionales y francesas.

ECONOMIC OPTIMAL NITROGEN RATE FOR WHEAT AS AFFECTED BY FERTILIZATIONTIMING IN SOUTHEASTERN BUENOS AIRES PROVINCE

ABSTRACTNitrogen fertilization in wheat is a common practice in the SE of Buenos Aires Province. However, there is a lack of localinformation to define the nitrogen (N) rate that responds to the maximum economic benefit. The objective of this workwas to determine the economic optimal nitrogen rate (DOE) for genotypes of wheat (traditional or french) fertilized atsowing or tillering in this region. Two mathematic models were evaluated (quadratic and quadratic-plateau). Twenty-two N fertilization experiments from different sites (Otamendi, Balcarce, Mar del Plata y Tandil) and years (from 2002to 2007) were used. The quadratic-plateau model produced the most rational results from an agronomic point of viewbecause it gave lower DOEs than the quadratic model. Fertilization at tillering showed lower DOEs compared tofertilization at sowing. The difference in DOE between fertilization times was lower in french genotypes than traditionalones, and this difference would be explained by the greater N use efficiency determined in french genotypes. In frenchgenotypes, the potential grain yield produced more variations in the DOE than the N- grain wheat price relationship. Theseresults emphasize the importance of knowing the potential grain yield at the time of defining the DOE.Key words. Wheat, nitrogen, economic optimal rate, traditional and french genotypes.

recta (SD) (Falotico et al., 1999). En tal sentido, el N esel nutriente que con mayor frecuencia limita la produc-ción vegetal, debido a las grandes cantidades requeridaspor los cultivos y a la frecuencia con que se observa sudeficiencia en los suelos (Echeverría & Sainz Rozas,2005).

La metodología más difundida de diagnóstico de Npara el cultivo de trigo, se basa en la determinación delcontenido de nitrato en el suelo (0-60 cm) al momento de

PABLO A BARBIERI et al.

CI. SUELO (ARGENTINA) 27(1): 115-125, 2009

116

la siembra (Gonzáles Montaner et al., 1997; Calviño et al.,2002). Se han reportado distintos umbrales de nitrato ala siembra según la zona, el rendimiento objetivo del cul-tivo y el sistema de labranza. Para variedades tradiciona-les con antecesor soja bajo SD y con rendimientos de apro-ximadamente 5.000 kg ha-1, se requieren 150 kg N ha-1 (Nen el suelo de 0-60 cm +N del fertilizante), mientras quepara variedades francesas con rendimientos superiores a6.000 kg ha-1, se requieren 170 kg N ha-1 (Calviño et al.,2002).

En el sudeste Bonaerense es más frecuente la ocurren-cia de excesos hídricos al comienzo que al final de la es-tación de crecimiento del trigo (Reussi Calvo & Echeve-rría, 2006) y en consecuencia, la aplicación de N de basea la siembra podría resultar en mayores pérdidas de N,reportándose menores rendimientos y eficiencias de usode N (EUN) del fertilizante y de N en planta, respecto dela fertilización al macollaje (Melaj et al., 2003; Barbieriet al., 2008). En consecuencia, el diagnóstico de reque-rimiento y la aplicación de N al estadío de macollaje esuna estrate-gia de manejo apropiada que permite incre-mentar la EUN, respecto de la aplicación del fertilizanteal momento siembra (Barbieri et al., 2009).

La aplicación de los métodos de diagnóstico comen-tados no contempla la incidencia del costo de los insumosy de su relación con el precio del trigo (relación insumo-producto). Álvarez (2008) analizando redes de ensayosde fertilización reportó que la utilización de umbrales deN fijos permitió lograr márgenes netos positivos de la in-versión en fertilización sólo en años con relaciones de pre-cios favorables. En el último año, se ha incrementado sig-nificativamente dicha relación y por lo tanto, es necesa-rio evaluar la incidencia de dichos cambios sobre la dosisóptima económica (DOE). En tal sentido, para maíz bajoSD en el sudeste Bonaerense, se ha determinado que lapotencialidad del año condicionó la DOE en mayor me-dida que la relación de precios, determinada mediante dosmodelos matemáticos (Pagani et al., 2008). Numerososmodelos de respuesta a la aplicación de N han sido uti-lizados para definir la DOE, no existiendo consenso res-pecto de cuál es el más conveniente (Nelson et al. 1985;Barreto & Westerman, 1987; Blackmer & Meisinger,1990). Para tal fin, en algunos trabajos se recurre al modeloque arroje los resultados más racionales desde el puntode vista agronómico (Pagani et al., 2008).

Para el cultivo de trigo de diferente potencial de ren-dimiento en el sudeste Bonaerense, se plantean comoobjetivos determinar: i.- la aptitud de dos modelos paradescribir la respuesta a la fertilización nitrogenada y deesta manera definir la DOE y ii.- el efecto del momentode aplicación de N (siembra vs macollaje) sobre la DOE.

MATERIALES Y MÉTODOSEn este trabajo se realizaron estimaciones del N disponible

(ND) óptimo económico basado en funciones de respuesta delcultivo de trigo a la disponibilidad de N al momento de la siembrao al macollaje, según la potencialidad del año y la relación deprecios N-grano de trigo. El ND se define como los kg N ha-1 pre-sentes en el suelo más los aplicados en forma de fertilizante. LaDOE se determina como la diferencia entre el ND óptimo econó-mico y la disponibilidad de N en el suelo (Bremner & Keeney,1966) en los 0-60 cm para el momento de la siembra y del ma-collaje. La información utilizada provino de 22 ensayos de fer-tilización nitrogenada realizados en el SE Bonaerense (Otamen-di, Mar del Plata, Balcarce y Tandil) por el grupo de Suelos de laUnidad Integrada (INTA-FCA) Balcarce, entre los años 2002 y2007 (Tabla 1). Las poblaciones de datos cubrieron una ampliagama de condiciones meteorológicas y de fertilidad de suelos conel fin de contemplar diversos escenarios productivos. Los sets dedatos obtenidos representan un abanico de respuestas en rendi-miento a la disponibilidad y aplicación de N, no siendo otros nu-trientes como fósforo y azufre limitantes, ya que se aseguró ade-cuada disponibilidad de los mismos. Se efectuaron aplicacionespreventivas de herbicidas y funguicidas.

Con el objeto de poder agrupar la información surgida de losensayos y poder analizar el efecto de la dosis de N sobre el cultivode trigo, los rendimientos provenientes de los diferentes sitios, añosy variedades fueron agrupados en poblaciones utilizando comocriterio de clasificación los rendimientos simulados utilizando elanálisis estacional sin limitaciones de N del modelo CERES-Trigo.Se utilizó la versión DSSAT v4 para simular los efectos de las dosisde N usando 27 años de datos climáticos (1978-2005) los quefueron obtenidos de la estación de la estación meteorológica dela EEA-INTA de Balcarce. El perfil del suelo utilizado fue Pa-leudoll Petrocalcico con 5% de materia orgánica y 25 kg ha-1 deN disponible a la siembra (0-60 cm). El contenido de agua dis-ponible en el suelo a la siembra fue fijado al 80% del agua útil,valor frecuentemente observado para el área en trigo bajo SD(Calviño & Sadras, 2002). El cultivo antecesor fue soja bajo SDy las condiciones iniciales del suelo se reajustaban cada año. Paralas variedades tradicionales, los rendimientos se clasificaron comobajos, menores de 4.550 kg ha-1 (años con disponibilidad hídricamenor a la mediana) y altos, mayores de 4.550 kg ha-1 (años conprecipitaciones iguales o superiores a la mediana de 425 mm). Losrangos determinados para las variedades francesas fueron un 20%mayor que los establecidos para las variedades tradicionales, estoes, rendimientos bajos, menores de 5.500 kg ha-1 y altos, mayoresde 5.500 kg ha-1. Esta diferencia en rendimiento entre variedadesfrancesas y tradicionales surge de los datos publicados por Calviñoet al. (2002) para diferentes ambientes y niveles de N.

Para ambas variedades, se ajustaron dos modelos matemáti-cos de respuesta a las poblaciones de datos de rendimiento enfunción del ND: cuadrático y cuadrático-plateau. El modelo cua-drático, responde a la ley de rendimientos no proporcionales ypresenta un óptimo alrededor del máximo rendimiento luego delcual declina más allá del nivel del nutriente donde se alcanza elmáximo rendimiento (Steinbach, 2005). Si bien este modelo per-mite realizar la evaluación económica de la fertilización, algunasde las desventajas que presenta es que puede distorsionar la forma

DOSIS ÓPTIMA ECONÓMICA DE NITRÓGENO EN TRIGO

CI. SUELO (ARGENTINA) 27(1): 115-125, 2009

117

real de los datos experimentales. Si los datos muestran un impor-tante incremento para bajo nivel de nutriente y existe un ampliorango del nutriente para el máximo rendimiento, la funcióncuadrática tiende a superar el valor de los datos presentando unmáximo superior al que muestran los datos (Black, 1993). La con-secuencia de este comportamiento es que se sobreestima la can-tidad de nutriente donde se alcanza el máximo beneficio econó-mico. Por otra parte, el modelo cuadrático-plateau, responde acambios en la relación de precios y permite definir ND menoresrespecto del cuadrático siendo más compatible con la susten-tabilidad ambiental. Por lo tanto, generalmente este modelo espreferible al cuadrático para predecir los requerimientos de N(Cerrato & Blackmer, 1990; Bullock & Bullock, 1994). Losmodelos cuadrático y cuadrático-plateau fueron derivados y segraficó la eficiencia agronómica (kg grano kg N disponible-1) enfunción del nivel de N disponible. El ND óptimo económico sedeterminó en la intersección de la recta proveniente de la deriva-da primera y la línea horizontal correspondiente a diferentes re-laciones insumo-producto. Todos estos análisis fueron llevados

a cabo utilizando el Software Table Curve (Jandel Scientific, CorteMadera, CA).

La relación de precios entre el N y el grano de trigo se calculóde manera análoga a la realizada por Pagani et al. (2008):

A su vez, el precio del N depende del precio del fertilizantey de su concentración de N:

En el cálculo de la relación de precios se consideró como costodel fertilizante, el precio del mismo puesto en el campo más el costo

Sitio Año Localidad Variedad Antecesor MO pH P-Bray N-NO3- N-NO3

- PrecipitacionesSiembra Macollaje

% mg kg-1 kg ha-1 kg ha-1 (mm)

01 2002 Otamendi Tradicional Girasol 5,1 6,2 19,7 19,2 13,4 58102 2002 Balcarce Tradicional Soja 5,7 6,0 14,3 20,7 44,1 73103 2002 Tandil Tradicional Maíz 5,3 6,0 20,3 10,7 28,2 66004 2003 Otamendi Tradicional Girasol 5,1 6,2 19,7 26,2 52,3 66605 2003 Balcarce Tradicional Girasol 4,2 6,2 17,1 22,4 44,1 61806 2003 Tandil Tradicional Maíz 5,8 6,0 25,9 45,4 28,8 30207 2004 Balcarce Tradicional Soja 5,7 6,1 11,0 67,8 23,1 45008 2004 Tandil Tradicional Maíz 6,1 6,2 12,0 63,6 42,2 28809 2004 Mar del Plata Tradicional Maíz 5,6 5,9 13,0 92,5 26,6 45210 2005 Balcarce Tradicional Girasol 5,3 6,0 08,2 52,2 27,7 39711 2002 Otamendi Francesa Girasol 5,1 6,2 17,9 21,0 07,9 58112 2002 Balcarce Francesa Soja 5,7 6,0 14,3 29,1 34,7 73113 2002 Tandil Francesa Maíz 5,3 6,0 20,3 07,7 42,1 66014 2003 Otamendi Francesa Girasol 5,1 6,2 19,7 24,3 69,7 66615 2003 Balcarce Francesa Girasol 4,2 6,2 17,1 26,2 44,5 61816 2003 Tandil Francesa Maíz 5,8 6,0 25,9 25,1 22,1 30217 2005 Mar del Plata Francesa Soja 5,9 5,6 13,8 35,8 36,5 51218 2006 Mar del Plata Francesa Trigo/Soja 5,2 6,2 17,2 123,8 122,3 47119 2006 Balcarce Francesa Trigo/Soja 4,7 5,7 08,5 39,2 24,2 40420 2006 Balcarce Francesa Girasol 4,4 5,7 22,7 09,2 17,0 40421* 2007 Mar del Plata Francesa Soja 5,4 6,1 40,0 65,0 - 41621§ 2007 Mar del Plata Francesa Soja 5,4 6,1 40,0 - 67,0 416

Tabla 1. Variables edáficas y de manejo y precipitaciones durante la estación de crecimiento del trigo para los diferentes añosy localidades. MO: materia orgánica, P-Bray: fósforo disponible por el método de Bray I, N-NO3

-: nitrógeno como nitrato.Table 1. Soil and management variables and rainfall during wheat growing season for different years and growing seasons. MO:organic mater, P-Bray: available phosphorous by Bray I method, N-NO3

-: nitrogen as nitrate.

* Experimento fertilizado y muestreado a la siembra.§ Experimento fertilizado y muestreado al macollaje.

Junio-dciembre Sitio Año Localidad Variedad Antecesor MO pH P-Bray

Precio fertilizante ($/t)

kg N/t fertilizantePrecio del N ($/kg N) =

Precio N ($/kg N) + interés

Precio bruto grano ($/kg) – gastosRelación de precios =

PABLO A BARBIERI et al.

CI. SUELO (ARGENTINA) 27(1): 115-125, 2009

118

financiero (en el caso de existir) por haber usado crédito paraadquirirlo. El valor del grano utilizado fue el neto, luego de des-contados los gastos de cosecha, flete, secado y comercialización.Para el cálculo del interés se consideró la tasa mensual y el pe-ríodo de inmovilización (generalmente 6-8 meses).

RESULTADOS Y DISCUSIÓNPara las variedades tradicionales (sitios 1 a 10), los

rendimientos oscilaron según nivel de disponibilidad deN desde 3.114 a 5.092 kg ha-1. Cuando se emplearonvariedades francesas los rendimientos oscilaron desde2.630 a 4.280 kg ha-1 para los sitios de bajos rendimien-tos (15, 19 y 20) y desde 4.370 a 6.834 kg ha-1 para lossitios de elevados rendimientos. En los sitios 19 y 20, sibien las precipitaciones registradas durante la estación decrecimiento no fueron escasas (Tabla 1), su distribuciónfue inadecuada, ya que se registró déficit hídrico desdeantesis hasta madurez fisiológica. En el sitio 15, si bienlas precipitaciones ocurridas durante toda la estación decrecimiento y particularmente durante los 60 días ante-riores hasta los 10 días posteriores a antesis fueron ade-cuadas (218 mm), la escasa profundidad efectiva del suelohabría limitado la disponibilidad de agua útil para el cul-tivo. El rendimiento máximo determinado para la mayordisponibilidad de N es similar al reportado por Calviño &Sadras (2002) para suelos someros (50 y 70 cm) con ele-vada disponibilidad de N y similares precipitaciones du-rante el período mencionado.

Para la totalidad de los ensayos (n= 21), el rendimientode las variedades tradicionales y francesas de trigo serelacionó con el ND (N mineral en suelo + fertilizante) enel suelo al momento de la siembra y al macollaje (Fig. 1).En dicha Figura, cada punto representa el promedio derendimiento (de por lo menos tres repeticiones) correspon-diente a cada tratamiento. Los coeficientes de determi-nación (r2) de dicha relación determinados mediante elmodelo cuadrático fueron 0,50 y 0,45, para las varieda-des tradicionales y francesas, respectivamente, cuando nose discriminó por sitio de bajo y alto rendimiento y pormomento de fertilización.

En la Figura 2 se muestra el ajuste de los modeloscuadrático y cuadrático-plateau del rendimiento de lasvariedades tradicionales en función del ND. Para estasvariedades, los tratamientos fertilizados con la dosis máselevada de N se clasificaron solamente dentro de la ca-tegoría de alto rendimiento, ya que no se registraronrendimientos inferiores a 4.550 kg ha-1. Para las varieda-des francesas, el agrupamiento de los datos en función delos rendimientos (bajos y altos) permitió reducir la varia-bilidad aumentando el valor predictivo de los modelos(Fig. 1 vs Fig. 3). Debido a que todos los experimentosfueron conducidos bajo adecuadas prácticas de manejo(selección del material genético, fecha de siembra, den-sidad, control de plagas, malezas y fertilización con otrosnutrientes), las diferencias en respuesta al N entre lascurvas de la Figura 3 para los sitios de bajo y alto rendi-miento se deberían, como ha sido mencionado, a la ocu-rrencia de estrés hídrico durante la etapa crítica de deter-

Figura 1. Relaciones entre el rendimiento de trigo y el N disponible (ND) a la siembra y al macollaje en función de la variedaden el SE Bonaerense.Figure 1. Relationship between wheat grain yield and soil available N (ND) at sowing and tillering as a function of genotypein the SE of Buenos Aires Province.

V. Tradicionales

Rto = -0.076*ND2 + 30.6*ND + 2091r2 = 0.50

0

2000

4000

6000

8000

10000

Siembra

Macollaje

V. Francesas

Rto= -0.0915*ND2 + 37.2*ND + 2631r2 = 0.45

V. Tradicionales

Ren

dim

ient

o (k

g ha

-1)

0 50 100 150 200 250 300

ND (kg ha-1)

0 50 100 150 200 250 300

ND (kg ha-1)

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0

V. Francesas

Siembra

Macollaje

Rto = -0,0915*ND2 + 37,2*ND + 2.631r2 = 0,45

Rto = -0,076*ND2 + 30,6*ND + 2.091r2 = 0,50

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0

DOSIS ÓPTIMA ECONÓMICA DE NITRÓGENO EN TRIGO

CI. SUELO (ARGENTINA) 27(1): 115-125, 2009

119

0 50 100 150 200 250

Siembra

Macollaje

Rto (M) = -0.105*ND2 + 37.7*ND + 1905

r2 = 0.61U = 176 kg ND ha-1

Rto (S)= -0.060*ND2 + 26.1*ND + 2296r2 = 0.40U = 215 kg ND ha-1

Modelo cuadrático plateau

Siembra

Macollaje

Rto (S) = -0.080* ND2 + 33.0*ND + 1822.0r2 = 0.38U = 200 kg ND ha-1

Rto (M) = -0.136*ND2 +42.3*ND + 1815r2 = 0.59U = 155 kg ND ha-1

minación del rendimiento. Carcova et al. (2004) repor-taron que la relación entre el rendimiento de los cultivosy el N disponible es afectada por factores genéticos, am-bientales y de manejo.

En las variedades francesas los umbrales de ND paramáximo rendimiento determinados con el modelo cuadrá-tico-plateau se incrementaron en función del nivel de ren-dimiento, siendo los mismos de 131 y 162 kg ha-1 (pro-

medio de momento de fertilización) para años de bajo yalto rendimiento, respectivamente, lo que representa unincremento del 23% (Fig. 3). Sin embargo, el rendimien-to máximo se incrementó de 4.180 a 6.480 kg ha-1, lo querepresenta un aumento del 53%. Este incremento en el um-bral de ND para el máximo rendimiento diferenciado entreaños se debe a los cambios en la eficiencia de uso de N(EUN=kg grano kg ND-1) determinada para el umbral de

Figura 2. Relaciones entre el rendimiento de las variedades de trigo tradicional y el N disponible (ND) a la siembra (línea llena)y al macollaje (línea punteada) en el SE Bonaerense descriptas con modelos cuadrático y cuadrático-plateau. U= umbral. Líneallena corresponde al ajuste de los datos para el momento de la siembra y la línea punteada al macollajeFigure 2. Relationship between wheat grain yield and soil available N (ND) at sowing (full line) or tillering (dotted line) in theSE of Buenos Aires Province as described by quadratic and quadratic-plateau models. U= threshold. Full line correspondadjustment to sowing data and dashed lines to tillering data

0 50 100 150 200 250

Ren

dim

ient

o (k

g ha

-1)

8.000

6.000

4.000

2.000

0

Siembra

Macollaje

Rto (M) = -0,105*ND2 + 37,7*ND + 1.905r2 = 0,61U = 176 kg ND ha-1

Rto (S) = -0,060*ND2 + 26,1*ND + 2.296r2 = 0,40U = 215 kg ND ha-1

Siembra

Macollaje

Rto (S) = -0,080*ND2 + 33,0*ND + 1.822,0r2 = 0,38U = 200 kg ND ha-1

Rto (M) = -0,136*ND2 + 42,3*ND + 1.815r2 = 0,59U = 155 kg ND ha-1

Modelo cuadrático plateau

Modelo cuadrático

Ren

dim

ient

o (k

g ha

-1)

8.000

6.000

4.000

2.000

00 50 100 150 200 250

ND (kg ha-1)

PABLO A BARBIERI et al.

CI. SUELO (ARGENTINA) 27(1): 115-125, 2009

120

Figu

ra 3

. Rel

acio

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embr

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050

100

150

200

250

300

Rto

(M

) =

-0.1

07*N

D2

+ 30

.1*N

D +

187

2r2

= 0

.66

U =

140

kg

ND

ha-1

Rto

(S

) =

-0.1

21*N

D2

+ 35

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D +

194

3r2

= 0

.77

U =

144

kg

ND

ha-1

0

2000

4000

6000

8000

1000

0

050

100

150

200

250

300

Sie

mbr

a

Mac

ollla

je

Rto

(M

) =

-0.1

28*N

D2

+ 47

.0*N

D +

275

3r2

= 0.

58U

= 1

79 k

g N

D h

a-1

Rto

(S

) =

-0.0

91*N

D2 +

36.5

*ND

+ 2

997

r2 =

0.54

U =

200

kg

ND

ha-1

Rto

(S

) =

-0.1

23*N

D2

+ 33

.9*N

D +

200

9r2

= 0.

74U

= 1

37 k

g N

D h

a-1

Rto

(M

) =

-0.1

41*N

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34.0

*ND

+ 1

900

r2 =

0.31

U =

125

kg

ND

ha-1

0

2000

4000

6000

8000

1000

0

Sie

mbr

a

Mac

olla

je

Rto

(S

) =

-0.1

06*N

D2

+ 38

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D +

308

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= 0.

54U

= 1

78 k

g N

D h

a-1

Rto

(M

) =

-0.1

45*N

D2

+ 46

.0*N

D +

271

0r2

= 0.

57U

= 1

45 k

g N

D h

a-1

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Mo

delo

cu

adrá

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Mod

elo

cuad

rátic

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Rto

(M) =

-0,1

07*N

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30,

1*N

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1.8

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0,6

6U

= 1

40 k

g N

D h

a-1

Rto

(S) =

-0,1

21*N

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35,

0*N

D +

1.9

43r2 =

0,7

7U

= 1

44 k

g N

D h

a-1

Rendimiento (kg ha-1)10

.000

8.00

0

6.00

0

4.00

0

2.00

0 0

Siem

bra

Mac

olla

je

Rendimiento (kg ha-1)

10.0

00

8.00

0

6.00

0

4.00

0

2.00

0 0

10.0

00

8.00

0

6.00

0

4.00

0

2.00

0 0

10.0

00

8.00

0

6.00

0

4.00

0

2.00

0 00

5010

015

020

025

0

ND

(kg

ha-1)

050

100

150

200

250

300

ND

(kg

ha-1

)

050

100

150

200

250

3

000

5010

015

020

025

030

0

Rto

(M) =

-0,1

41*N

D2 +

34,

0*N

D +

1.9

00r2 =

0,3

1U

= 1

25 k

g N

D h

a-1

Rto

(S) =

-0,1

23*N

D2 +

33,

9*N

D +

2.0

09r2 =

0,7

4U

= 1

37 k

g N

D h

a-1

Rto

(M) =

-0,1

28*N

D2 +

47,

0*N

D +

2.7

53r2 =

0,5

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= 1

79 k

g N

D h

a-1

Rto

(S) =

-0,0

91*N

D2 +

36,

5*N

D +

2.9

97r2 =

0,5

4U

= 2

00 k

g N

D h

a-1

Rto

(S) =

-0,1

06*N

D2 +

38,

0*N

D +

3.0

84r2 =

0,5

4U

= 1

78 k

g N

D h

a-1

Rto

(M) =

-0,1

4*N

D2 +

46,

0*N

D +

2.7

10r2 =

0,5

7U

= 1

45 k

g N

D h

a-1

Siem

bra

Mac

olla

je

DOSIS ÓPTIMA ECONÓMICA DE NITRÓGENO EN TRIGO

CI. SUELO (ARGENTINA) 27(1): 115-125, 2009

121

ND, es decir, el valor de ND en el cual se alcanza el máxi-mo rendimiento, fue de 40 y 32 kg grano kg ND-1, paralos años de alto y bajo rendimiento, respectivamente. Sehan reportado variaciones en la EUN por efecto de la dis-ponibilidad hídrica desde -10 hasta 44 kg grano kg ND-1

(Anderson, 1992; Fischer et al., 1993 y Asseng et al., 2001).Para ambas variedades y momentos de fertilización,

el umbral de ND para máximo rendimiento del modelocuadrático-plateau fue inferior al del modelo cuadrático(Figs. 2 y 3). Para la situación de alto rendimiento, los um-brales de ND determinados con el modelo cuadrático-pla-teau fueron de 178 y 162 kg ha-1 (promedio de momentosde fertilización) para las variedades tradicionales y fran-cesas, respectivamente (Figs. 2 y 3). Estos umbrales nocoinciden con los reportados por Calviño et al. (2002),a pesar de que los rendimientos máximos de ambas va-riedades determinados en esta experiencia fueron simi-lares a los reportados por dichos autores. El menor um-bral de ND para las variedades francesas sería explicadopor la diferente EUN determinada para máximos rendi-mientos, la cual fue de 30 y 40 kg grano kg ND-1 (prome-dio de momento de fertilización), para variedades tradi-cionales y francesas, respectivamente. Esta diferencia enla EUN sería debida a que para las dosis más elevadas deN, las variedades tradicionales presentaron mayores con-centraciones de proteína en grano que las variedades fran-cesas (13 vs 10%, promedio de años y momentos de fer-tilización). Estos resultados coinciden con lo reportado

por Fowler (2003) quien determinó una relación inversaentre nivel de rendimiento y proteína, aún en suelos conelevada disponibilidad de N.

Por otra parte, para ambos modelos y variedades, esválido mencionar que para los años sin deficiencias hí-dricas, la relación entre el rendimiento y el ND para elmuestreo de suelo y la fertilización realizados al macollajepresentó un mayor valor de r2 y un menor umbral de NDque el muestreo y fertilización realizados a la siembra (Figs.2 y 3). Este mejor ajuste y menor umbral de ND se explicaen parte por la existencia de menores pérdidas de N, par-ticularmente por lavado de nitratos, en la fertilización almacollaje (Barbieri et al., 2008).

Una vez obtenidas las ecuaciones de respuesta derendimiento versus la disponibilidad de N para años dealto y bajo rendimiento, momentos de muestreo-fertiliza-ción y variedades, se procedió a derivar los modeloscuadrático y cuadrático-plateau con el fin de obtener nue-vas funciones que fueron graficadas utilizando el ND comovariable independiente, y la eficiencia agronómica, kggrano kg ND-1 como variable dependiente (Figs. 5 y 6).Estas Figuras permiten, previa selección de la recta a uti-lizar en función de los rendimientos esperados, ingresarhorizontalmente con una relación de precios determina-da y obtener el ND óptimo económico, lo que a su vezpermite definir la DOE, como la diferencia entre éste yla disponibilidad de N en el suelo a la siembra o al ma-collaje. En la Figura 4 se presenta la evolución de la

Figura 4. Relación de precio grano de trigo-N durante el período 1990-2008 en Argentina. Fuente: Series de precios AACREA.Figure 4: Price relationship wheat grain-N during the 1990-2008 period in Argentina. Source: Price series AACREA.

Rel

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relación de precios N-grano de trigo durante el período1990-2008; durante este período el menor y mayor valordeterminado para dicha relación fue de 4:1 y 13:1, res-pectivamente. Este último valor corresponde a setiembredel 2008, mientras que el valor promedio hasta el 2007fue de 5,9:1.

Los ND óptimos económicos determinados para elmodelo cuadrático-plateau fueron inferiores a los del mo-delo cuadrático, independientemente de la variedad, mo-mento de fertilización, nivel de rendimiento y relación deprecios (Figs. 5 y 6), lo que es consecuencia de lo obser-vado en los modelos de respuesta a la fertilización (Figs.2 y 3). Cerrato & Blackmer (1990) trabajando con maíz,señalaron que el modelo cuadrático tendía a sobreestimarlos requerimientos de N y la utilización de este modelodetermina ND óptimos que son demasiado altos desde elpunto de vista agronómico. Dichos autores concluyen queel modelo cuadrático-plateau describe en forma más ade-cuada el rendimiento de los cultivos en función del N, ya

que aporta un ND óptimo aparentemente insesgado y agro-nómicamente aceptable. Para maíz bajo SD en el sudestebonaerense Pagani et al. (2008) reportaron similares re-sultados.

Para las variedades tradicionales, utilizando la rela-ción 5,9:1, el modelo cuadrático-plateau determinó NDóptimo económicos más bajos para la fertilización al ma-collaje respecto de la fertilización a la siembra (134 y 170kg ND ha-1), mientras que para la relación de 13:1 estosvalores fueron de 108 y 125 kg ND ha-1 (Fig. 5). Este com-portamiento es debido a que el umbral físico de respuestaa la fertilización fue menor para la fertilización y elmuestreo al macollaje (Figs. 2 y 3). Estos resultados ponende manifiesto la importancia de retrasar la aplicación deN como medio para incrementar la EUN y por ende la ren-tabilidad de la fertilización.

Para las variedades francesas y en los sitios con bajosrendimientos, utilizando la relación 5,9:1, el modelocuadrático-plateau determinó ND óptimo económicos

Figura 5. Funciones derivadas para el modelo cuadrático y cuadrático-plateau de las relaciones entre el rendimiento de lasvariedades tradicionales y el N disponible (ND) a la siembra y al macollaje) en el SE Bonaerense.Figure 5 Derivative functions for the quadratic and the quadratic-plateau model of the relationships between grain yield andavailable N level (ND) at sowing and tillering in the SE of Buenos Aires Province.

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levemente más bajos para la fertilización al macollajerespecto de la fertilización a la siembra (100 y 113 kg NDha-1), mientras que para la relación de 13:1 estos valoresfueron de 75 y 85 kg ND ha-1 (Fig. 6). Para la relación de5,9:1 pero para altos rendimientos, el ND óptimo econó-mico fue de 138 y 152 kg ha-1 para la fertilización y muestreoal macollaje y a la siembra, respectivamente, mientras quepara la relación de 13:1 el ND óptimo económico fue de113 y 118 kg ha-1 para la fertilización al macollaje y a lasiembra, respectivamente (Fig. 6). Por lo tanto, estos resul-tados indican que el potencial de rendimiento afectó enmucha mayor medida el ND óptimo económico (37-38 kgha-1, promedio de relaciones de precios y momentos defertilización) que el momento de fertilización (9,5-11,5 kgha-1, promedio de relaciones de precios y años).

Por otra parte, para las variedades francesas, el aumen-to de la relación de precio de 5,9:1 a 13:1 disminuyó elND óptimo económico de 126 a 98 kg ha-1 (promedio deaños y momentos de fertilización). Por lo tanto, el dupli-car el costo de los fertilizantes provocó una disminuciónalgo menor en el ND óptimo que el cambio debido al po-tencial de rendimiento (Fig. 6). Estos resultados enfatizanla importancia de identificar con precisión el rendimien-to objetivo del cultivo puesto que el mismo tendría un im-pacto mayor que los cambios en las relaciones de preciosgrano de trigo-N a la hora de definir la DOE. Estos resul-tados son similares a los informados para el cultivo de maízpor Pagani et al. (2008).

Para los años de altos rendimientos y para ambas va-riedades los resultados de esta experiencia indican que en

Figura 6. Funciones derivadas para el modelo cuadrático y cuadrático-plateau de las relaciones entre el rendimiento bajo(izquierda) y alto (derecha) de las variedades francesas y el nivel de N disponible (ND) a la siembra y al macollaje en el SEBonaerense.Figure 6. Derivative functions for the quadratic and the quadratic-plateau model of the relationships between grain yield andavailable N level (ND) at sowing and tillering in the SE of Buenos Aires Province.

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00 50 100 150 200 250 0 50 100 150 200 250

0 50 100 150 200 250

ND (kg ha-1) ND (kg ha-1)

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años con relaciones de precios de 5,9:1 los umbrales de NDóptimo económicos oscilaron de 134 a 170 kg ha-1, mien-tras que para relaciones de precios N-grano de 13:1 los ni-veles de ND óptimos económicos fueron de 108-125 kgha-1. Los niveles de ND óptimos económicos para bajasrelaciones N-grano son similares a los umbrales físicosde ND en suelo determinados a partir de balances de Nsimplificados reportados para el sudeste bonaerense(García et al., 1998; Calviño et al., 2002; Barbieri et al.,2008). Sin embargo, estos resultados ponen de manifies-to la inconveniencia de llevar el suelo a un umbral fijo deN cuando las relaciones de precios N-grano son elevadas,lo que coincide con lo reportado por Álvarez (2008).

CONCLUSIONESLos resultados de esta experiencia permiten concluir

que el modelo cuadrático-plateau-produjo los resultadosmás racionales desde el punto de vista agronómico. Paraambas variedades, la fertilización en el estadio de ma-collaje permitió determinar DOE menores que la aplica-ción al momento de la siembra. Sin embargo, para altasy bajas relaciones de precios la diferencia en la DOE entremomentos de fertilización fue menor para las variedadesfrancesas que para las tradicionales, lo que sería explica-do por una mayor EUN de las primeras. Por último, paralas variedades francesas la potencialidad del año condi-cionó la DOE en mayor medida que la relación de pre-cios N-grano de trigo.

AGRADECIMIENTOSEste trabajo fue financiado por el Proyecto Específico INTA

5656, el AGR 261/08 de la UNMP y del Convenio INTA-PROFERTIL SA.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

Anexo 12 - TRABAJO PRÁCTICO Nº 11

Nociones de Topografía Aplicada

Este apunte ha sido elaborado con la finalidad de desarrollar algunos conceptos

elementales de topografía, que ayudarán a comprender el temario de la materia relacionado

con la conservación del suelo y el agua.

1.1.-Concepto y definición:

El termino Topografía deriva del griego “topos” que significa “lugar” y “grafo” que

significa “describir”. La Topografía se define entonces como la ciencia o arte de describir y

delinear detalladamente la superficie de un terreno o territorio de corta extensión, a

través de mediciones que permiten determinar las posiciones relativas de puntos

situados en ella y luego representar los datos obtenidos sobre un plano.

De acuerdo con esta definición, el trabajo topográfico se podría dividir en tres partes

- Trabajo de campo: consiste en la ejecución de todas las mediciones que conducen

a la determinación de la posición relativa de puntos terrestres.

- Trabajo de gabinete: consiste en la ejecución de los cálculos a que dan lugar las

mediciones efectuadas.

- Dibujo: consiste en la confección de mapas y planos a partir de los resultados

obtenidos.

La Topografía es una de las artes más antiguas que el hombre haya practicado, dado que

desde los tiempos más remotos necesitó marcar los limites de sus propiedades, regiones y

países, y la ubicación en ellas de los ríos, montañas, valles y pantanos. En la actualidad, esta

ciencia es indispensable para satisfacer necesidades políticas, económicas, técnicas, militares

científicas y culturales. Por ejemplo, es necesario hacer levantamientos antes y durante el

proyecto y construcción de caminos, vías férreas, edificios, puentes, túneles, canales de

desagüe y riego, represas, sistemas de abastecimiento de agua, obras de conservación de

suelos, etc. También se requiere de la Topografía para la marcación de límites entre países,

para la elaboración de programas de estrategias militar, para la prospección petrolífera y

mineral, etc.

Para el logro de sus objetivos, la Topografía requiere del aporte de otras ciencias, como por

ejemplo la Geodesia; mientras que por otro lado es la base y punto de partida de la

Agrimensura y la Cartografía.

La Geodesia tiene por objeto el estudio del globo terrestre en lo concerniente a su

configuración precisa y a su medida. Es una ciencia matemática que determina la posición

reciproca exacta y la altura relativa de un cierto numero de untos sobre la superficie terrestre,

convenientemente elegidos a gran distancia entre sí. La finalidad es construir una sucesión

continua y más o menos extensa de porciones triangulares de superficies, ya sea con el objeto

de calcular las dimensiones de la tierra, como para permitir la confección de un esquema o

boceto de la forma exterior del terreno y, además, brindar información acerca de las

irregularidades del mismo. La Topografía hace uso de la Geodesia refiriendo sus expresiones

a los puntos fundamentales fijados por esta ciencia.

1.2.-La curva de la tierra: su significado e importancia.

La Tierra, considerada en si misma, tiene una forma particular, semejante a una esfera y

que se aproxima bastante a un elipsoide de revolución o rotación, es decir, una superficie

engendrada por un elipse que gira alrededor de su eje menor.

En el caso del globo terrestre, el eje menor es aquel que une imaginariamente el polo norte

con el polo sur y que según Bessel mide 12.712.157,95 m mientras que el eje mayor es aquél

perpendicular al menor a la altura de la línea ecuatorial, siendo su longitud de 12.754.794,3 m

según el mismo autor.

El elipsoide de revolución supone una superficie uniforme y continua, sin ninguna clase de

elevaciones o depresiones. O sea, se imagina a la superficie terrestre como si presentara

solamente la de los océanos en su estado normal de equilibrio, no alterada por las mareas ni

por la acción de los vientos ni las corrientes y prolongada a través de los continentes,

generándose así una superficie ideal y teórica conocida como “geoide”.

El “geoide” sólo se utiliza como superficie de referencia para trabajos científicos

especiales. Siendo el achatamiento terrestre bastante pequeño (aproximadamente 1/300 del

semieje mayor), en muchas cuestiones elementales de topografía se supone un globo terrestre

perfectamente esférico, con un semieje o radio de 6.366.738,06m que es la media aritmética

de los valores obtenidos por Bessel.

La superficie terrestre presenta entonces una curvatura que, como se demostrara, dificulta

su representación en el plano. Sean los puntos A, B y C (Figura 1.1) tres puntos ubicados

sobre la superficie del globo que determinan un triangulo esférico y que deben ser

representados en un plano horizontal P, tangente a la esfera en A. las verticales que pasan por

tales puntos nacen en el centro de la tierra O y se prolongan hasta cortar el plano, dando

origen a los puntos A1, B1 y C1. Dado que el plano P es tangente en A, A1 es igual a A.

En la Figura 1.1 se observa que ha habido una deformación al proyectar la superficie curva

del triangulo esférico ABC sobre el plano P. Tanto los ángulos, como los lados de la

proyección, son distintos de los de la figura original y estas diferencias se hacen tanto

mayores cuando más alejados estén los puntos B y C del punto en que el plano es tangente a

la esfera (en este caso, punto A).

FIGURA 1.1

La representación de una parte de la superficie terrestre en un plano sólo responderá a las

necesidades de la práctica, si las magnitudes de los lados y ángulos de la proyección difieren

de los lados y ángulos correspondientes de la superficie esférica en cantidades menores o, al

menos iguales a los errores que se pueden cometer en la medición de tales elementos con los

medios que tengamos a nuestra disposición.

Por lo tanto, para poder llegar a obtener una representación fiel de la superficie del terreno

en el plano, se hace necesario no considerar grandes extensiones, de manera tal que el

casquete esférico que se desea proyectar (plano fundamental) pueda considerarse como una

superficie plana en la que las verticales que pasan por cualquiera de los puntos incluidos en

ellas se puedan asumir como paralelas. De esta forma, el plano fundamental puede trasladarse

paralelamente a si mismo con el mínimo de deformación en la proyección horizontal.

Esto se puede demostrar de la siguiente manera (Figura 1.2): siendo O el centro de la

Tierra, P el plano horizontal tangente a la superficie de la misma en el punto A y BAC el arco

máximo correspondiente al ángulo () de 1º de abertura, la proyección horizontal del

mencionado arco sobre P es el segmento B’AC’.

FIGURA 1.2

La circunferencia del globo terráqueo es igual a:

Circunferncia = 2 * * r

=2*3,1416*6.366.738,08 m

= 40.003.488,57 m

Por lo tanto, el arco BAC tendrá una longitud de:

BCA = 40.003.488,57 m / 360º

= 111.120,8 m

El segmento B’AC’ será igual a:

P

B’AC’= B’A + AC’

= 2* B’A

Mientras que B’A será:

B’A = OA * tg β = 6.366.738,06 m * tg 30’

= 55.561,68 m

Entonces, B’AC’ es:

B’AC’ = 2 * B’A

= 2 * 55.561,68 m

= 111.123,36 m

Podemos comprobar así que la diferencia en longitud del arco BCA con su proyección

horizontal es de sólo 2,56 m, lo que demuestra que aun operando en una superficie igual al

casquete esférico correspondiente a una abertura de 1º, que es de aproximadamente 12.347,83

km2, el error es sumamente inferior a los que son inevitables en las operaciones topográficas.

En Topografía se trabaja sobre superficies mucho menores que la mencionada, lo que hace

que los errores por deformación cometidos durante la representación en el plano, sean

reducidos a su mínima expresión.

1.3.- Levantamiento

Levantamiento es toda acción tendiente a determinar los elementos necesarios para

construir la representación geométrica de una extensión de terreno sobre un plano dado. El

levantamiento es, en definitiva, el trabajo topográfico y comprende las tres partes

mencionadas anteriormente: trabajo de campo, trabajo de gabinete y dibujo.

Según la extensión del terreno a levantar y la precisión requerida en la operación, se

pueden diferenciar dos tipos de levantamientos: topográfico y geodésico. En el primero de

ellos, se trabaja con superficies pequeñas y menor precisión y, por tal razón, se desperdicia el

efecto de la curvatura de la Tierra sobre las proyecciones del terreno en el plano.

El levantamiento geodésico se aplica a grandes superficies y líneas largas. Para efectuar las

proyecciones en el plano de tales superficies y líneas, debe tenerse en cuenta la curvatura del

Globo y se requieren procedimientos y cálculos específicos para minimizar su efecto.

Mediante el levantamiento geodésico se fijan puntos adecuados sobre la superficie terrestre

que son utilizados por la Topografía como puntos de apoyo para sus levantamientos. Tales

puntos reciben el nombre de puntos fijos trigonométricos (definidos en el plano) y puntos

fijos altimétricos (definidos en altura).

Tanto en Topografía como en Geodesia el trabajo se divide en dos partes bien

diferenciadas: una es la obtención de las proyecciones horizontales de los puntos dados sobre

el terreno, lo que da origen al levantamiento planimétrico; y la otra, es la determinación de

la altura relativa de tales puntos o levantamiento altimétrico.

La Topografía y la Geodesia quedan entonces divididas en 2 partes: la Planimetría y la

Altimetría.

Cuando el levantamiento planimétrico se efectúa en forma simultánea con el altimétrico, la operación recibe el nombre de levantamiento taquimétrico y la parte de la Topografía o

de la Geodesia que se ocupa de él, Taquimetría o Celerimensura.

1.4.- Planimetría

La Planimetría es la parte de la Topografía que se ocupa de los levantamientos

planimetricos. Es decir, de las operaciones topográficas tendientes a obtener la proyección de

los elementos del terreno (Elementos Planimetricos) sobre un plano horizontal a través de

mediciones horizontales o de posición y a construir en el papel una figura semejante a la

obtenida sobre dicho plano.

Se entiende por Elementos Planimetritos todos los elementos naturales y artificiales que

forman el revestimiento del terreno y que, representados en un mapa, permiten obtener una

imagen fiel de la superficie levantada. Se los puede clasificar de la siguiente manera:

1. Clases de terreno: arenoso, cultivado, salino, afloramientos rocosos, etc.

2. Vegetación: natural (árboles, montes, bosques, etc.), artificial (parques, cercos vivos,

etc.)

3. Hidrografía: natural (mares, ríos, arroyos, pantanos, lagos, etc.), artificial (diques,

canales, etc.)

4. Comunicaciones: líneas telefónicas, caminos, rutas, vías del ferrocarril, etc.

5. Servicios aéreos.

6. Límites y deslindes

7. Signos militares

8. Otros: molinos, aguadas, instalaciones, etc.

La aparición de unos u otros de estos elementos depende del objetivo con que se haya

realizado el levantamiento y del grado de detalle que se pretenda del mapa resultante. Existen

signos convencionales para cada Elemento Planimétrico que se utilice para la elaboración de

mapas y cartas. Estos se encuentran detallados en el Reglamento Cartográfico.

1.5.- Altimetría.

La altimetría es la parte de la Topografía que se ocupa de los levantamientos

altimétricos o nivelación. Es decir, de las operaciones topográficas tendientes a determinar la

altura relativa de los puntos dentro del relieve del terreno a través de mediciones verticales o

de altura y a representar en el papel las irregularidades del mismo. Un mapa o una carta son

completos cuando expresan la planimetría y la altimetría de la superficie levantada.

La representación del relieve del terreno, o sea, aquéllo que destaca la tercera dimensión,

se puede realizar de diferentes maneras. El sistema más utilizado es el de la curvas de nivel

por su nitidez, simplicidad de dibujo e interpretación y por su exactitud. Otros sistemas son el

Trazado de Pendientes y el de Esfumaje.

1.5.1.- Cota: Relativa y Establecida. Puntos Fijos Altimétricos. Plano de Comparación.

Se entiende por Cota el numero que en los mapas y cartas indica la altura de un punto, ya

sea con respecto a un Plano de Comparación (Cota Relativa) o bien, fijada arbitrariamente

(Cota Establecida).

Como se mencionó anteriormente, la Geodesia presta su apoyo a la Topografía mediante la

fijación de dos tipos de puntos. Los puntos definidos en posición planimétrica reciben el

nombre de Puntos Trigonométricos y representan los vértices de triángulos imaginarios

sobre la superficie del terreno que permiten al topógrafo ubicar en el plano todos los detalles

de interés del área a levantar.

Por otro lado, la Geodesia crea los Puntos Fijos Altimétricos. Estos se hallan

materializados en marcas permanentes como placas de bronce empotradas en muros estables

de ciudades o en mojones o pilares en el campo, en las que figura la altura de tales puntos con

respecto a una superficie de comparación llamada Plano de Comparación. Gracias a los

Puntos Fijos Altimétricos, el topógrafo puede determinar la Cota Relativa de cualquier

punto ubicado dentro del área de levantamiento.

En muchos casos, la magnitud u objetivo del levantamiento no requiere de tal operación,

razón por la cual el topógrafo simplifica su trabajo otorgando cotas arbitrarias a puntos

perfectamente identificados del terreno a levantar y refiriendo el resto de los puntos del

mismo a tal valor. Las cotas así halladas reciben el nombre de Cotas Establecidas.

1.5.2.- Curvas de Nivel. Equidistancia Natural y Gráfica. Línea de máxima pendiente.

Se denominan curvas de nivel a las proyecciones en el plano de las intersecciones entre la

superficie del terreno y planos horizontales ubicados a distintas alturas. (Figura 1.3).

En otras palabras, las curvas de nivel, también llamadas Curvas Horizontales o Curvas

Hipsométricas, son líneas que unen puntos de igual cota, ya sea ésta relativa o establecida, y

que, por lo tanto, nunca se tocan ni se cortan entre si.

El sistema de curvas de nivel es el más utilizado actualmente para representar el relieve del

terreno levantado en el papel. Dentro de las ventajas del sistema, se pueden citar:

1. los dibujos son claros y simples.

2. da a la expresión del relieve la misma exactitud que la planimetría.

3. las formas del relieve se destacan a simple vista y son fáciles de interpretar.

4. permiten calcular la cota de cualquier punto del terreno.

5. son fáciles de dibujar y no se requiere un entrenamiento especial.

Para el trazado de curvas de nivel se considera que los planos horizontales que cortan el

terreno son equidistantes entre sí, y se denomina Equidistancia Natural a la distancia

vertical constante o diferencia de altura que los separa. Cuando esta magnitud es llevada a

escala para su representación en el papel, recibe el nombre de Equidistancia Gráfica.

La equidistancia se fija de antemano de acuerdo a las características del terreno a levantar

y a la escala con que se va a representar el mismo en el papel, ya que de ella depende el

número de curvas a plantear. A medida que el valor de la equidistancia disminuye, el número

de curvas a dibujar aumenta.

En representaciones del relieve de terrenos quebrados, el uso de equidistancias pequeñas

da como resultado dibujos recargados, difíciles de realizar y de engorrosa lectura, mientras

que en representaciones del relieve de terrenos llanos, el empleo de equidistancias de mayor

valor genera mapas incompletos por la desaparición de detalles intermedios (Figura 1.4).

FIGURA 1.4

a) Equidistancia = 0.25 m

b) Equidistancia = 1 m

Por otro lado, la equidistancia a utilizar es, por lo general, mayor cuanto mayor sea el

denominador de la escala a emplear para la representación en el papel. Es decir, a escalas

menores, mayores equidistancias.

Otra manera de representar el relieve del terreno en el plano es a través de las proyecciones

horizontales en éste de las Líneas de Máxima Pendiente. Como su nombre lo indica, estas

líneas representan el máximo gradiente de pendiente que forma el terreno con respecto a un

plano horizontal. Las Líneas de Máxima Pendiente gozan de la propiedad de ser

perpendiculares a las curvas de nivel trazadas en el plano.

En la Figura 1.5 se pueden observar 2 curvas de nivel sobre el terreno (1 y 2) y sus

proyecciones en el plano P (1’ y 2’). Se trazan dos líneas que partan del punto A en la curva 1

y que corten a la curva 2 en los puntos B y C, respectivamente. La línea AB es la de máxima

pendiente y genera la proyección A’B. La línea AC genera la proyeccion A’C.

Quedan así determinados dos triángulos rectángulos: AA’C y AA’B. La tangente del

ángulo ABA’ será:

tg ABA’= AA’/BA’ => BA’ = AA’/ tg ABA’

y la del ángulo ACA’ será:

tg ACA’= AA’/CA’ => CA’ = AA’ / tg ACA’

Como ABA’ > ACA’, su tangente también lo será. Por lo tanto, BA’ < CA’, es decir, la

línea de máxima pendiente es aquélla que genera la menor proyección horizontal.

FIGURA 1.5

1.5.3.- Formas y características topográficas del terreno.

El terreno de los continentes se eleva hasta una cierta altura desde la costa hacia el interior

y, pasada dicha altura, desciende hasta alcanzar la costa opuesta.

Quedan así determinadas dos grandes pendientes contrarias denominadas vertientes, que se

unen en una arista llamada Divisoria de Aguas.

La divisoria de aguas es una línea imaginaria que une los puntos del relieve en que las

aguas son separadas hacia un lado u otro de la misma. Imaginemos dos planos rectangulares

(vertientes) unidos por uno de sus lados formando dos pendientes opuestas (Figura 1.6)

FIGURA 1.6

Si vertiésemos agua sobre la línea de unión de los planos (AB), ésta escurriría hacia uno de

los planos, o bien, repartida entre los dos. La línea AB es, por lo tanto, la Divisoria de Aguas.

Tanto las vertientes como las divisorias de aguas pueden clasificarse como primarias o de

primer orden, secundarias, terciarias, etc. las secundarias son perpendiculares u oblicuas a las

primarias y las terciarias lo son a aquéllas.

Las vertientes secundarias, terciarias y menores, se unen en sus puntos más bajos

formando una superficie cóncava denominada valle y la línea que une los puntos más bajos de

cada las vertientes recibe el nombre de vaguada o Talweg. Por esta línea corren las aguas

hacia los lugares de concentración.

Tanto las divisorias de aguas, como las vaguadas pueden ser reconocidas fácilmente

mediante la observación de una carta topográfica. Donde las curvas de mayor cota “entran” en

las de menor cota, tenemos una divisoria de aguas (Figuras 1.7 y 1.8). Por el contrario, en las

vaguadas, las curvas de menor cota “entran” en las de mayor cota (Figura 1.9).

FIGURA 1.7

FIGURA 1.8

FIGURA 1.9

En la carta se pueden marcar también otras líneas que reciben el nombre de líneas

directrices del terreno y son la red hidrográfica y la red orográfica. En terrenos

accidentados, ambas líneas son igualmente evidentes, pero en terrenos llanos o suavemente

ondulados, la ramificación hidrográfica es la que más se manifiesta.

La red orográfica esta constituida por líneas imaginarias y consecutivas que pasan por los

puntos más altos del terreno. Esta red no es siempre evidente y muchas veces, sobre todo en

terrenos llanos, es dudosa. Las líneas divisorias de aguas pertenecen a la red orográfica.

La red hidrográfica está constituida por las líneas consecutivas de las depresiones o

puntos más bajos del terreno. Puede estar o no definida por cursos de agua permanentes o

temporarios, pero es siempre la más visible (aun en terrenos llanos) y fácil de deducir por las

aguas, bañados, pantanos, lagunas, etc. Es la más importante para definir mejor el conjunto

del terreno y es básica para deducir la red orográfica.

1.5.4.- Nivelación.

Se entiende por nivelación toda aquella operación que conduce a la determinación de una

diferencia de nivel entre dos puntos del terreno. Dos formas o sistemas de nivelación muy

utilizados son la nivelación geométrica y la nivelación trigonometría.

Nivelación geométrica

Se entiende por tal, a la determinación del desnivel entre dos puntos mediante visuales

horizontales hacia miras o reglas graduadas, que se ubican en posición vertical sobre los

puntos a nivelar (Figura 1.10).

El desnivel (Dh) se calcula hallando la diferencia entre las lecturas entre dos puntos:

Dh= L1 - L2 (Figura 1.10)

Para este tipo de nivelación se utilizan aparatos ópticos llamados niveles y la precisión de

las mediciones dependerá fundamentalmente, de las características del instrumental empleado.

Los niveles permiten determinar además la distancia y ángulos horizontales. Este método se

emplea generalmente en terrenos no muy accidentados

FIGURA 1.10

Nivelación Trigonométrica:

Mediante este sistema se determinan los desniveles a través de la medición de ángulos

verticales o zenitales y las distancias entre los puntos a nivelar (Figura 1.11).

Este tipo de nivelación se utiliza principalmente en terrenos con pendientes muy

pronunciadas. Se emplean para ello, aparatos ópticos que permiten medir distancias, ángulos

horizontales y verticales. Estos instrumentos reciben el nombre de Teodolitos.

FIGURA 1.11

GAS

Textbox

266

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Departamento. Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural

Asignatura: Fertilidad y Manejo de Suelos

ANEXO 13 – Trabajo Práctico N° 12

PREDICIENDO LA PERDIDA DE SUELO*

Con el surgimiento y la difusión de los movimientos conservacionistas se volvió evidente la necesidad de métodos para evaluar la eficacia de las medidas de control de la erosión. A tal efecto se creó una sección de investigación dentro del Servicio de Conservación de Suelos de los E.E.U.U. para estudiar todos los aspectos relacionados con la erosión: medir las pérdidas de suelo de las tierras, evaluar el efecto de las propiedades del suelo, la vegetación, la pendiente, el clima y otros factores sobre el proceso de erosión, y desarrollar nuevas y más eficaces técnicas de control de la pérdida de suelo.

Fue ideado un programa de control denominado ¨farm plans¨ para establecimientos individuales. Los técnicos conservacionistas utilizaron la mejor información disponible en el diseño de este plan, pero la información algunas veces era inadecuada y la relación precisa entre las medidas de control y las pérdidas por erosión no eran conocidas. Por lo tanto, los científicos trabajaron para desarrollar métodos que permitieran predecir las pérdidas de suelo bajo una variedad de condiciones. Las ecuaciones para predecir la pérdida de suelo fueron desarrolladas tanto para la erosión hídrica, como para la eólica.

Gracias a eso, los técnicos de campo tienen ahora ecuaciones basadas en investigaciones y datos precisos para pronosticar la pérdida de suelo bajo condiciones específicas de manejo. Estas ecuaciones están aún siendo revisadas y actualizadas a la luz de las nuevas informaciones que van siendo disponibles, de los cambios en las prácticas agrícolas y ante otras aplicaciones que requieran pronosticar la erosión, tal como reducir la polución. TOLERANCIA DE LA PERDIDA DE SUELO.

No es posible prevenir la erosión, pero es posible y necesario reducir las pérdidas hasta tasas tolerables. Una pérdida de suelo tolerable es la máxima tasa de erosión del suelo que permita mantener indefinidamente la productividad del mismo. Pero ¿qué tasa de pérdida de suelo es tolerable?.

Una tonelada de suelo por hectárea es igual a una profundidad de 0,075 milímetros. Esta pérdida de suelo parece insignificante, pero si esto ocurre cada año durante aproximadamente 133 años, se pierde un centímetro de suelo. Si esto continuara por 2300 años, se perderían 17 cm., o sea, la capa arable. Kohnke y Bertrand (1959) señalaron que el desarrollo de suelo fértil a partir de sedimentos glaciarios en Indiana Occidental puede predecirse con la siguiente ecuación:

Y = 0,36 t 0,561

donde Y es la profundidad de suelo desarrollado (cm) y t es el tiempo (años).

Esta ecuación puede reordenarse como se indica en la nota 6-1 para permitir calcular la tasa de desarrollo del suelo a una profundidad determinada:

dt / dY = 11Y0,783

El valor de dt/dY representa el número de años que van a ser necesarios para la formación de una capa de 1cm de nuevo suelo a partir de sedimentos glaciarios cubiertos por una determinada profundidad de suelo. La ecuación indica que la tasa de desarrollo de nuevo suelo es de 1cm / 11años a un cm de profundidad, 1 cm / 230 años a 50 cm de profundidad y 1 cm / 405 años a una profundidad de un metro. Esta tasa, por supuesto, varía según la naturaleza del material parental, las condiciones climáticas y con la profundidad del suelo. Así, por ejemplo lleva mucho más tiempo el desarrollo de 1cm de suelo a partir de roca granítica que de sedimentos glaciarios.

* Traducido por Miguel Redolatti y Guillermo Studdert de Troeh, F.R., J.A. Hobbs, and R.L. Donahue. 1980. Soil and water

conservation for productivity and environmental protection. Prentice-hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, E.U.A.. Chapter 6: Predicting Soil Loss.

NOTA 6-1 TASA DE DESARROLLO DE SUELO. La ecuación de Kohnke y Bertrand relacionando la profundidad de desarrollo de suelo con el tiempo Y = 0,36 t

0,561

puede ser reordenada hacia la forma: t = 6,18 Y

1,783

donde t e Y representan tiempo en años y profundidad en centímetros. La primer derivada de la ecuación anterior es: dt/dY = 11Y

0,783

Con esta derivada, la tasa de desarrollo del suelo puede ser calculada en años por centímetro ( dt/dY ) para cada profundidad para las condiciones existentes en Indiana Occidental.

Hallberg y otros (1978) encontraron que en Iowa oriental, en un relleno de material de horizonte B de 64 cm, se había desarrollado un horizonte A de 31 cm de profundidad, en 100 a 125 años. Los primeros 10 cm de ese horizonte A eran iguales en materia orgánica y contenido de P extrectable (Bray ) del horizonte A de un suelo vecino normal. El contenido de materia orgánica en la capa de 10 a 20 cm fue menos que las dos terceras partes que el de un suelo normal. Esta es una tasa de desarrollo mayor a la encontrada por Kohnke y Bertrand, pero el material a partir del cual se desarrollo la capa superficial del suelo había sido ya afectada por los factores formadores de suelo con anterioridad.

Aunque el suelo se desgasta desde la superficie, el suelo nuevo debe desarrollarse en la base del perfil para mantener la profundidad constante. De este modo bajas tasas de pérdida de 1 Mg/año (1cm/ 133 años) pueden no ser completamente compensada con el desarrollo anual de suelo hasta que la profundidad de éste no se haya reducido hasta aproximadamente 25 cm. Además, debe recordarse que no todos los materiales parentales son transformados en suelo tan rápidamente como los sedimentos glaciarios o el loess, ni todos los climas promueven el desarrollo del suelo tan activamente como en Indiana o Iowa.

Los cuatro factores más importantes que afectan la tasa de erosión tolerable sin una pérdida permanente de la productividad del suelo son: profundidad del suelo, tipo de material parental, productividad relativa de la capa superficial del suelo y del subsuelo, y nivel de erosión anterior. Cuanto más profundos sean el suelo ( horizontes A y B ) y el material permeable a las raíces de las plantas, puede ocurrir una rápida erosión sin pérdidas irreparables de la capacidad productiva. De la misma manera materiales parentales fértiles como sedimentos glaciarios o loess son más rápidamente convertidos en suelo que la roca madre. Donde la capa superficial del suelo es notablemente más fértil y productiva que el subsuelo o el material parental, la pérdida de pequeñas cantidades de la superficie del suelo reducirá seriamente la capacidad productiva del mismo. Suelos que ya han sufrido pérdidas notables por erosión no soportan erosión como aquellos suelos que no la han tenido.

El Servicio de Conservación de Suelos del los E.E.U.U. ha fijado cinco niveles de tolerancia de la erosión basados en los factores ya mencionados. Estos niveles son iguales a pérdidas anuales de 11, 9, 7, 5 y 2 Mg/ha. La máxima pérdida tolerable, 11 Mg/ha, corresponde a suelos profundos, permeables, bien drenados y productivos. La mínima tasa de pérdida, 2 Mg/ha, es para suelos poco profundos con un subsuelo desfavorable y materiales parentales que restringen seriamente la penetración de las raíces y el desarrollo del suelo. Suelos que han sufrido erosión severa anteriormente se ubican generalmente en el grupo anterior al que les hubiese correspondido de no haber sido así.

Estos niveles de tolerancia para la pérdida de suelo no son los niveles máximos para cada año en un sistema agrícola sino que son para el promedio de un número de años. En un sistema de producción, con praderas, cultivos de granos finos y cultivos de escarda, las pérdidas de suelo producidas bajo los cultivos de escarda pueden superar los valores de tolerancia porque la pradera va a reducir las pérdidas a valores muy por debajo de los limites tolerables.

Pérdidas de suelo por erosión eólica menores a 34 Mg/ha. por año originalmente eran consideradas “insignificantes”. Esto era, en parte, porque pérdidas de un campo eran frecuentemente

compensadas por ganancias desde campos vecinos, pero, fundamentalmente, porque pérdidas menores a estas eran imposibles de observar y difíciles de medir. Sin embargo, eventualmente, las mismas tolerancias de pérdidas fueron aceptadas para ambos tipos de erosión, hídrica y eólica.

Aunque en las partes bajas del terreno la deposición de sedimentos puede hacer que las pérdidas generales del lote por erosión estén a niveles tolerables, la erosión en las partes altas puede ser excesiva. Cuando la mayor preocupación es disminuir la polución, sin embargo, la sedimentación se vuelve el factor limitante, y el movimiento de partículas finas de suelo debe controlarse. La instalación de prácticas de conservación de suelo dentro de la cuenca (o vertiente) es el mejor camino para mantener fuera de los cursos de agua partículas del tamaño de la arcilla.

Posiblemente es necesario establecer restricciones más severas que las pérdidas de suelo mencionadas arriba para reducir la polución y la sedimentación a niveles tolerables en áreas críticas. De la misma manera es posible que sean necesarios límites de tolerancia menores para prevenir daños producidos en los cultivos por el material transportado por el viento. Por ejemplo, especies como la zanahoria, la lechuga, la espinaca y la remolacha son tan sensibles a la abrasión que no toleran derivas o corrientes de tierra. El tomate puede tolerar 1 Mg/ha; el espárrago, el repollo, el poroto y la papa pueden tolerar 2 Mg/ha; el maíz y sorgo pueden tolerar 5 Mg/ha, y los cultivos de grano fino como el trigo pueden soportar más de 11 Mg/ha y producir igual que un cultivo normal. La producción de plantas más sensibles requiere, por lo tanto, que las pérdidas de suelo sean mantenidas por debajo de los límites de tolerancia normales. 6.2 DESARROLLO DE UNA ECUACIÓN DE PREDICCIÓN DE EROSIÓN HÍDRICA.

Una primera ecuación de predicción de las pérdidas por erosión hídrica (precipitación y escurrimiento) fue desarrollada en la década de 1940. Zingg (1940a y 1940b) desarrolló una ecuación relacionando la pérdida de suelo con el porcentaje de pendiente y la longitud de la misma. El objetivo inmediato era desarrollar una base científica para determinar el espaciamiento entre terrazas. Smith (1941) incorporó los factores cultivo y prácticas de conservación en la fórmula de Zingg a fin de aplicar prácticas de conservación en los suelos del sur del cinturón maicero de los Estados Unidos. Browning y otros (1947) desarrollaron el sistema para las condiciones específicas de Iowa, adicionando el factor de erodibilidad del suelo y emplearon tablas para facilitar la utilización del método a campo. Musgrave (1947) reportó los resultados de un taller en Cincinnati en 1946 en el que conservacionistas de todas partes de los Estados Unidos revisaron todos los factores y sistemas previamente utilizados y adicionaron el factor precipitaciones.

En 1954, el Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de Estados Unidos creó el Centro Nacional de Datos de Escurrimiento y Pérdida de Suelos en la Universidad de Purdue, Lafayatte, Indiana. Este centro hizo dos contribuciones importantes a las predicciones de pérdida de suelo. La primera fue la creación de un índice de erosión por precipitaciones que estima la variación proporcional de la pérdida de suelo de acuerdo a tres características de las precipitaciones (Wischmeier, 1959). La segunda contribución fue el desarrollo de un método de evaluación del factor manejo del cultivo. (Wischmeier, 1960). 6.3 ECUACIÓN DE PREDICCIÓN DE LA EROSIÓN HÍDRICA.

Wischmeier y Smith (1965) propusieron una ecuación para estimar las pérdidas por erosión laminar y por surcos en campos cultivados. Ésta fue denominada la Ecuación Universal de la Pérdida de Suelos. La ecuación fue originalmente propuesta para ser utilizada en campos de cultivo en el área al este de las Montañas Rocosas de los Estados Unidos. Esta ecuación, sin embargo, fue siendo probada y utilizada en otras partes de los Estados Unidos, en Europa y en los Trópicos, especialmente en Hawai y en el oeste de África. También fue probada en praderas y áreas forestadas. La ecuación fue de utilidad en todos los lugares donde se probó, aunque algunos factores tuvieron que ser ocasionalmente modificados para poder lograr una predicción efectiva. La ecuación propuesta por Wischmeier y Smith es:

A = R * K * LS * C * P

Donde A es la estimación de la pérdida anual de suelo en (Mg/ha), R es la erosividad de las precipitaciones (j/ha); K es la erodibilidad del suelo (pérdida de suelo por unidad de erosividad de las

precipitaciones en un suelo arado con 9% de pendiente y una longitud de la pendiente de 22,1m., Mg/j);. LS es el factor longitud y gradiente de pendiente (sin unidades); C es el factor manejo del cultivo (sin unidades); y P es el factor corrector por prácticas de conservación (sin unidades).

Esta ecuación predice el promedio anual de largo plazo de pérdida de suelo por erosión laminar y en surcos bajo condiciones físicas y de uso del suelo específicas, y con determinadas

prácticas de conservación (Wischmeier, 1976). Las pérdidas representan el total acumulado de suelo liberado y transportado incluyendo el suelo redepositado en depresiones, vías de agua empastadas o en otras partes del terreno. 6.3-1 ÍNDICE DE EROSIVIDAD DE LAS PRECIPITACIONES.

Wischmeier (1959) encontró que la característica medible de las precipitaciones que mejor se relacionaba con la intensidad de la erosión producida era la energía total (E) y la intensidad máxima en 30 min. ( I30) de la tormenta. El índice de erosividad (R) es la suma de los EI30 producto de todas las mayores tormentas en el área durante un año promedio. Las unidades de medida de E son j/ha y representa la energía o trabajo por unidad de área. El I30 puede ser medido en mm/h, pero es cuestionable si la intensidad per se es directamente responsable de la erosión o si lo es a través de su relación con la energía de la gota. La selección apropiada de las unidades de erosividad de las precipitaciones es importante en el desarrollo teórico de la ecuación de predicción de la pérdida de suelo, pero es relativamente poco importante en el uso de la ecuación en predicciones a campo. De acuerdo con esto, las unidades del I30 fueron omitidas y su valor numérico sólo se usó como un factor de escala. Las unidades del factor de erodibilidad del suelo (K) son escogidas de manera tal que el producto de R y K sea en Mg/ha.

El factor de erosividad de las precipitaciones utilizado por Wischmeier (1959) se basó en pies-toneladas por acre para energía y en pulgadas por hora para intensidad dividido por 100 para obtener un número de tamaño adecuado para tormentas individuales y valores anuales. Las unidades de Wischmeier para R (100 pie-ton/ac * pulg/h) pueden ser convertidas a sus equivalentes métricos (10

7

j/ha * mm/h ) multiplicando el valor numérico por 1,7. El resultado obtenido utilizando directamente el sistema métrico es dividido por 10

7 mm/h para obtener un tamaño de número conveniente en j/ha.

El valor de EI30 es calculado para cada tormenta que exceda los 13 mm de precipitación. Las fajas de registro de los pluviógrafos proveen los datos para dividir las tormentas en diferentes períodos según su energía, y los valores individuales de e para cada uno pueden leerse en la tabla 6-1, éstos pueden sumarse para obtener el valor E para la tormenta. El máximo valor de I30 puede también leerse de las fajas.

Los valores de energía de la Tabla 6-1 se basan en el progresivo aumento del tamaño promedio de la gota, de su velocidad de caída, y de su energía cinética que ocurre cuando la intensidad de la precipitación se incrementa hasta los 75 mm/h. En este punto el tamaño de gota promedio alcanza el máximo y luego declina suavemente (Hudson, 1977; Mc Gregor y Mutchler, 1976), por lo tanto, los valores de e para mayores intensidades permanecen cercanos a 283 * 10

3

j/ha.

Tabla 6-1.- Energía cinética, valor e (103 j/ha), por cada milímetro de precipitación sobre 1 ha

en función de la intensidad de lluvia (I) (mm/h) basada en la ecuación: e = 118,9 + 87,3 log10 I

Intensidad en mm/h sumados a la intensidad de la columnaa

mm/h 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 0 119 145 161 172 180 187 193 198 202

10 206 210 213 216 218 222 224 226 228 230

20 232 234 236 238 239 241 242 244 245 247

30 248 249 250 252 253 254 255 256 257 258

40 259 260 261 262 262 263 264 265 266 266

50 267 268 269 269 270 271 272 272 273 274

60 274 275 275 276 277 277 278 278 279 279

70 280 280 281 282 282 283 Toda intensidad mayor tiene un valor e de 283

a Leyendo la tabla columna por columna de izquierda a derecha se obtienen los valores e para precipitaciones de intensidades de 0, 1, 2, 3, ..., 10, 11, 12, ..., 70, 71, 72, 73, 74, 75 mm/h.

El promedio anual de EI30 para los Estados Unidos fue calculado originalmente con datos de más de 2000 estaciones meteorológicas distribuidas en los dos tercios orientales del país. Estos valores fueron delineados en un mapa y se trazaron líneas de iso-erosividad atravesando los puntos con igual erosividad de las precipitaciones (Wischmeier, 1962) Un procedimiento especial de estimación fue utilizado en 1976 para extender el mapa original de iso-erosivilidad a todo los Estados Unidos (Wischmeier y Smith,1978). El mapa de iso-erosividad de la parte oeste de los E.E.U.U. es útil aunque menos preciso que el de la parte oriental.

Todos los puntos a lo largo de la línea de iso-erosividad tienen el mismo valor anual de R. Los valores de R de puntos situados entre dos líneas de iso-erosividad deben estimarse haciendo interpolación. Los valores obtenidos por interpolación en el área oeste no son exactos por los cambios irregulares en las precipitaciones asociados con las variaciones en altitud. El mapa de iso-erosividad de los Estados Unidos se presenta en la Figura 6-1.

Figura 6-1.- Valores del índice de erosividad de las lluvias (R) (107 j/ha) para los Estados Unidos

(modificado de Wischmeier y Smith, 1978).

Valores índices de erosividad fueron establecidos para Hawai (Wischmeier y Smith,1978), para el oeste de África (Roose, 1977), y para parte del norte de África y Francia (Kalman, 1967; Masson, 1971 ; y Masson y Kalman, 1971).

La contribución a la erosión de los escurrimientos producidos por el agua de derretimiento de la nieve no fue suficientemente investigada, pero puede ser significativa en los Estados del norte de los EE.UU. A manera de procedimiento transitorio, el efecto del derretimiento de las nieves sobre el R puede estimarse multiplicando por 0,1 las precipitaciones (en mm de agua) ocurridas desde Diciembre a Marzo y sumando ese producto al valor R obtenido de la manera convencional.

La distribución anual de las tormentas erosivas debe ser considerada para valorar la erosividad del clima. La erosión, es severa si las lluvias más erosivas caen sobre suelo desnudo, pero es leve si caen cuando cultivos o algún tipo de vegetación están cubriendo el suelo. Por lo tanto, Wischmeier y Smith (1978) desarrollaron tablas con la distribución de R a lo largo del año para cada una de las treinta y tres áreas geográficas al este de las Montañas Rocosas, para áreas selectas de los tres Estados en la costa del Pacífico y para Hawai y Puerto Rico. La Figura 6-2 muestra tres patrones distintos representando la variación estacional en el índice de erosión en diferentes localidades. 6-3.2 FACTOR DE ERODIBILIDAD DEL SUELO (K).

El factor de erodibilidad del suelo, K, convierte las unidades de R en cantidad de erosión. Los cálculos originales fueron basados en mediciones realizadas en parcelas estándar con 9% de pendiente, de 22,1 m de largo, bajo barbecho desnudo continuo y con labranzas a favor de la pendiente. Las unidades de K son Mg/j para hacer que el producto R * K tenga las unidades Mg/ha. El valor numérico de K en el sistema métrico es 1,3 veces mayor que en el sistema utilizado por Wischmeier (ton/ac).

Figura 6-2.- Curvas de índice de erosividad acumulado para los patrones continental, Pacífico y

uniforme de distribución de precipitaciones (modificado de Wischmeier y Smith, 1978).

Durante un largo tiempo se realizaron mediciones en estaciones experimentales de conservación de suelos y se obtuvieron varios valores de K. Otros valores se obtuvieron midiendo la erosión en cultivos y se hicieron las correcciones por la cobertura vegetal. Muchas más estimaciones se realizaron utilizando un simulador de lluvias en parcelas de 3,7 m de ancho y 10,7 de largo. Wischmeier y otros (1971) estudiaron las propiedades del suelo más íntimamente relacionadas con la erodibilidad y desarrollaron nomogramas relacionando le erodibilidad con propiedades del suelo de fácil medición o disponibilidad. Estas incluyen el porcentaje de limo y arena muy fina (0,002 a 0,1mm), el porcentaje del resto de las fracciones de arena (0,1 a 2,0mm), el contenido de materia orgánica, la estructura del suelo y la permeabilidad. Los datos sobre las tres primeras propiedades del suelo pueden obtenerse a partir de análisis de laboratorio y para las dos últimas, de una descripción normal del suelo (Cartas de Suelo). En la Figura 6-3 se presenta una modificación de ese nomograma.

Utilizando como guía valores de K medidos, el Servicio de Conservación de Suelos ha asignado valores de K a muchos otros suelos sobre la base a propiedades de suelo conocidas y de erodibilidades observadas. Estos valores pueden no ser exactos. Unos pocos valores de K representativos de distintas situaciones se presentan en la Tabla 6-2.

6-3.3 FACTOR PENDIENTE (LS).

La longitud de la pendiente es la distancia horizontal, pendiente abajo, desde el punto donde se generan los escurrimientos hasta tanto donde el agua de escurrimiento ingresa en una vía de desagüe definida o, donde la pendiente decrece a tal punto que comienza la deposición de sedimentos. Por ejemplo, la longitud de la pendiente entre dos terrazas es la distancia desde la cima del camellón de la terraza superior hasta el centro de la terraza inmediata inferior.

La erosión es proporcional a la longitud de la pendiente elevado a una potencia m (Lm), donde

m es un valor que varía entre 0,2 y 0,5. EL valor de 0,2 es utilizado para pendientes menores al 1%, el valor 0,3 para pendientes entre 1% y 3%, el valor de 0,4 para pendientes de 3,1% a 4,9% y el valor de 0,5 para pendientes de 5% o más. En terrenos con pendientes excesivamente pronunciadas, generalmente sujetos a erosión en surcos, el factor m puede tomar valores considerablemente mayores a 0,5.

Figura 6-3.- Un nomograma para determinar el factor erodibilidad del suelo (K) a partir de porcentaje

de limo más arena muy fina (0,002 a 0,1 mm), porcentaje de arena (0,1 a 2,0 mm), porcentaje de materia orgánica, estructura del suelo, y permeabilidad. La línea punteada muestra como se usa el nomograma para obtener un valor de K de 0,41 para un suelo con 65% de limo más arena muy fina , 5% de arena, 2,8% de materia orgánica, estructura granular fina, y permeabilidad lenta a moderada. Para obtener los valores de K del nomograma, debe usarse siempre este mismo orden de las propiedades (Modificado de Wischmeier y otros, 1971)

Tabla 6-2.- Valores computados de erodibilidad del suelo (K) y tolerancia de pérdida de suelo (T) para

suelos de algunas estaciones de investigación sobre erosión.

Suelo Localización K T

(mt/j) (mt/ha.año)

Albia franco gravoso. Beemerville, N.Y. 0,04 -

Austin arcilloso. Temple, Tex. 0,38 4

Bath flaggy franco limoso con

Piedras > 5 cm removidas.

Arnot, N.Y. 0,07 7

Boswell franco arenoso fino.

Tyler, Tex. 0,33 11

Cecil franco arcilloso. Watkinsville, Ga. 0,34 9

Cecil franco arcillo-arenoso Watkinsville, Ga. 0,47 7

Cecil franco arenoso. Watkinsville, Ga. 0,3 7

Cecil franco arenoso. Clemson, S.C. 0,37 7

Dunkirk franco limoso Geneva, N.Y. 0,91 7

Fayette franco limoso LaCrosse, Wis. 0,5 11

Freehold franco arenoso. Marlboro, N.Y. 0,11 9

Hagerstown franco arcillo-limoso

State College,Pa.

0,41 9

Honeoye franco limoso. Marcellus, N.Y. 0,37 7

Ida franco limoso. Castana, Iowa. 0,43 11

Keene silt loam Zanesville, Ohio. 0,63 9

Lodi franco. Blacksburg, Va. 0,51 -

Mansic franco arcilloso. Hays, Kans. 0,42 9

Marshall franco limoso. Clarinda, Iowa. 0,43 11

Mexico franco limoso. McCredie, Mo. 0,37 7

Ontario franco. Geneva,N.Y. 0,36 -

Shelby franco. Bethany, Mo. 0,54 11

Tifton arenoso franco. Tifton, Ga. 0,13 9

Zaneis franco arenoso fino. Guthrie, Okla. 0,29 9

Fuente: Modificado por Wischmeier y Smith, 1978.

La longitud de pendiente estándar utilizada en la determinación de los valores de K fue de 22,1 m. De este modo el factor L puede ser calculado con la siguiente ecuación:

L = (long. de la pendiente / 22,1)

m

El gradiente de pendiente representa las unidades de caída vertical por unidad de distancia horizontal, o por 100 unidades de distancia horizontal cuando la pendiente se expresa en porcentaje. A menudo es conveniente determinar la pendiente sobre la base de la caída vertical por unidad de distancia sobre la superficie del terreno. La diferencia entre distancia horizontal y distancia sobre la superficie es negligible para gradientes bajos, pero se incrementa a medida que el gradiente se incrementa.

El factor gradiente de pendiente (S) relaciona la pendiente medida en el terreno con el valor estándar de 9% de pendiente, considerando que este último toma el valor relativo de 1. S puede calcularse a través de la siguiente ecuación:

S= 0,065 + 0.045s + 0,0065 s2

donde s es el gradiente de pendiente en porcentaje a lo largo del terreno. La longitud de la pendiente y el gradiente de pendiente se combinan en el factor LS con la siguiente ecuación:

LS = (long. de la pendiente / 22,1m)m (0,065 + 0,045s + 0,0065s

2)

En la Tabla 6-3 se muestran algunos valores de LS calculados para varias pendientes.

Tabla 6-3- Valores para el factor topográfico (LS) para varias longitudes y gradientes de

pendiente.

Pendiente Longuitud de la pendiente (m)

(%) 15 25 50 75 100 150 200 250 300 350

0,5 0,08 0,09 0,1 0,11 0,12 0,13 0,14 0,14 0,15 0,15

1 0,1 0,12 0,15 0,17 0,18 0,21 0,23 0,24 0,25 0,27

2 0,16 0,19 0,23 0,26 0,29 0,32 0,35 0,37 0,4 0,41

3 0,23 0,27 0,33 0,37 0,41 0,46 0,5 0,54 0,57 0,59

4 0,3 0,37 0,48 0,57 0,64 0,75 0,84 0,92 0,99 1,05

5 0,37 0,48 0,68 0,84 0,96 1,18 1,36 1,52 1,67 1,8

6 0,47 0,6 0,86 1,05 1,21 1,48 1,71 1,91 2,1 2,26

8 0,69 0,89 1,26 1,55 1,79 2,19 2,53 2,83 3,1 3,35

10 0,96 1,24 1,75 2,15 2,48 3,04 3,5 3,92 4,29 4,64

12 1,27 1,64 2,32 2,84 3,28 4,02 4,64 5,18 5,68 6,13

14 1,62 2,09 2,96 3,63 4,19 5,13 5,92 6,62 7,25 7,83

16 2,02 2,6 3,68 4,52 5,21 6,38 7,37 8,24 9,02 9,74

18 2,46 3,17 4,48 5,5 6,34 7,77 8,97 10,03 10,98 11,86

20 2,94 3,79 5,36 6,58 7,58 9,29 10,72 11,99 13,13 14,19

Basado en la ecuación LS = (longuitud / 22,1)m

(0.065+0.045s+0.0065s2), donde m = 0,2 para s 1%, m = 0.3

para s = 1% a 3%, m = 0.4 para s = 3,1 a 4.9%, y m = 0,5 para s 5%.

La ecuación de LS utilizada para la Tabla 6-3 se basa en los resultados de investigaciones realizadas sobre pendientes relativamente cortas y simples y funciona bien para condiciones normales de campo. Cuando las pendientes son complejas o inusualmente largas, los valores calculados para el promedio de las pendientes pueden no ser exactos. Meyer y Kramer (1968) demostraron que las pendientes convexas pierden más suelo que las pendientes cóncavas de la misma longitud y gradiente promedio. Pendientes complejas ( convexas en la cima y cóncavas en la base) pierden suelo a tasas menores que pendientes uniformes o convexas simples, pero a tasas mayores que las pendientes cóncavas. Un método para evaluar pendientes largas y complejas fue propuesto por Foster y Wischmeier (1974), pero otras relaciones entre la forma de la pendiente y el factor LS no ha sido completamente estudiadas. 6-3.4 MANEJO DEL CULTIVO. FACTOR C

El efecto de los cultivos y de su manejo sobre la erosión es complejo y diverso. Los cultivos interceptan las precipitaciones, reducen el encharcamiento en la superficie del suelo, ayudan a mantener la tasa de infiltración y disminuyen la velocidad del agua de escurrimiento. Las raíces de los cultivos y los residuos que retornan al suelo actúan sobre la estructura del suelo, la tasa de infiltración y la permeabilidad. Éstos afectan, por su parte, la estabilidad estructural y la erodibilidad del suelo. El tipo de cultivo, su fase de crecimiento y la manera en que es manejado, determina su importancia para el proceso de erosión. Algunas secuencias de cultivo mantienen una buena cobertura del suelo y, por lo tanto, reducen la erosión. Otras, mantienen el suelo desnudo por extensos períodos y pueden asociarse a graves daños. La densidad del canopeo y, por consiguiente, su efecto sobre la erosión, dependen del método de siembra y de la productividad. Las labranzas también causan un gran efecto sobre la erosión ya sea cuando incorporan los restos vegetales bajo la superficie del suelo o cuando los dejan sobre la superficie.

El factor C de manejo del cultivo es la relación entre la cantidad de suelo perdida bajo la cobertura lograda con un manejo específico y aquélla producida cuando el suelo está desnudo, en barbecho continuo y trabajado a intervalos regulares en sentido paralelo a la pendiente. La pérdida de suelo de un suelo desnudo es el producto de R, K y LS. Las pérdidas en un suelo cultivado generalmente son mucho menores.

La cobertura cambia lenta pero drásticamente durante la vida del cultivo. Esta cobertura debe ser cuantificada a fin de calcular su efecto sobre la erosión. Wischmeier (1960) distinguió cinco estadíos de crecimiento para los cultivos con el fin de evaluar la protección a lo largo del año. PERIODO F: Suelo desnudo. Preparación de la cama de siembra. PERIODO 1: Estado de plántula. Desde la siembra hasta un mes después.

PERIODO 2: Establecimiento. Segundo mes luego de la siembra para siembras de primavera o verano. Para cereales de invierno sembrados en otoño, este período se extiende durante el invierno hasta el crecimiento activo que ocurre bien entrada la primavera (aprox. 1 de Abril en el sur de EEUU y el 30 de Abril en los Estados del norte).

PERIODO 3: Crecimiento y maduración. Desde que finaliza el período 2 hasta la cosecha. PERIODO 4: Residuos o rastrojos. Desde la cosecha hasta la próxima labranza (o hasta la próxima

siembra si los residuos no son enterrados por una labranza que invierta el pan de tierra). Cuando los cereales son sembrados con una pastura el período 4 se extiende por dos meses en su propio período 4. Luego de ese tiempo se considera que la pradera ya se estableció. El período 4 se divide en tres tipos según si el residuo del cultivo se deja en el campo (4L), si se remueve (4R), o si se deja con un cultivo de cobertura de invierno (4L + WC).

Wischmeier y Smith (1978) realizaron una partición más detallada de los estadíos de los cultivos, pero este fue hecho para ser usado por especialistas. Las explicaciones y tablas desarrolladas son muy complejas para ser incluidas en este trabajo.

Estimaciones de escorrentía y pérdida de suelo para los diferentes estadíos de una cantidad de cultivos, fueron desarrolladas en los EE.UU. a través del análisis de aproximadamente 10.000 parcelas por año. Estos representan la relación entre las pérdidas de suelo en parcelas cultivadas con aquéllas que se producen en tierras aradas. A fin de desarrollar estas estimaciones fue necesario tener en cuenta todos los factores de la producción de los cultivos que afectaban su crecimiento y que reducían la erosión. Para ello tuvieron que ser consideradas la secuencia de cultivos (particularmente cuando se incluyen praderas y abonos verdes) y el rendimiento. También tuvieron que ser evaluados los métodos de manejo de los residuos.

En la Tabla 6-4 se presentan distintas relaciones de pérdida de suelo para distintos cultivos y secuencia de cultivos evaluados por Wischmeier y Smith (1965). Los números presentados en la primera columna corresponden a la publicación original. La línea correspondiente al valor 120 en esa columna, muestra el efecto benéfico de las pasturas en la reducción de la erosión. La comparación de las líneas 2, 61 y 93 + 115 revelan los efectos de distintos cultivos sobre la pérdida de suelo. La influencia de la cobertura vegetal relacionada al nivel de rendimiento de los cultivos se observa comparando las líneas 2 y 14. El efecto benéfico de las labranzas reducidas sobre la pérdida de suelo se observa comparando las líneas 9 y 10 con las líneas 2 y 14.

Tabla 6-4.- Relación de pérdida de suelo de tierras bajo cultivo respecto a la pérdida a partir de suelo bajo barbecho desnudo.

F 1 2 3 4L 4R 4L = WC

Línea Cobertura, rotación y manejo. Rendimiento Rendimiento Con Sin Con residuos

Nro

rastrojo grano residuos residuos cobertura de invierno

(mt/ha) (qq/ha) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%)

Maíz en la rotación

Primer año de maíz luego pradera.

2 Labranza convencional en primavera 4-7 >50 10 28 19 12 18 40 11

5 Labranza convencional en primavera 2-4 25-40 15 32 30 19 30 50 15

9 Labranza mínima en primavera 4-7 >50 - 10 10 7 18 40 10

Segundo año de maíz luego de pradera.

14 Labranza convencional en primavera 4-7 >50 32 51 41 22 26 - 15

20 Labranza mínima en primavera 4-7 >50 - 32 32 13 26 60 15

Tercer o cuarto año de maíz luego

de pradera o segundo año luego de

cereales o trébol.

36 Labranza convencional en primavera 7-11 >50 36 63 50 26 30 - -

Algodón en la rotación

61 Primer año de algodón luego pradera. 7-11 - 8 25 30 20 22 - 15

Cereales de invierno en la rotación:

Con granos de pastura luego de disqueado.

93 Segundo o tercer año de maíz luego 7-11 >50 - 32 19 5 3 - -

de pradera.

Sin granos de pastura luego de disqueado.

93+115Segundo o tercer año de maíz. 7-11 >50 - 32 19 10 10 20 -

120 Pradera de gramíneas y leguminosas 7+ - - - - - 0,4

Productividad Tasa de pérdida de suelo por estadío del cultivo

La estimación del factor C de cobertura y manejo anual se obtiene sumando los productos del porcentaje de pérdida de suelo por el porcentaje del R anual que le corresponde a ese estadio del cultivo o de la secuencia de cultivos. Los pasos específicos del procedimiento se describirán en la Sección 6-3.6. 6-3.5 PRACTICAS DE CONTROL DE LA EROSIÓN. FACTOR P.

El crecimiento de vegetación, la cobertura del suelo con residuos, y las prácticas normales de manejo de suelo y cultivos, no siempre son suficientes para prevenir excesivas pérdidas de suelo. A veces son necesarias prácticas especiales para proveer mayor protección. Las más comunes de estas prácticas son el cultivo en contorno, el cultivo en franjas siguiendo el contorno, y las terrazas con vías de desagüe empastadas. El factor P indica la cantidad proporcional de erosión que ocurre con esas prácticas comparadas con la que se produciría sin ellas.

Cultivo en contorno: El laboreo y la siembra en contorno se opone a esas prácticas realizadas

a favor de la pendiente o de manera paralela a los alambrados. Esta práctica reduce eficazmente la erosión que podrían producir tormentas suaves a moderadas, pero raramente es efectiva por si misma en tormentas severas. El cultivo en contorno es efectivo en un rango de pendientes que van entre 2% y 8%. Wischmeier y Smith (1965) sugirieron valores P para esta práctica en un rango de 0,5 a 0,9 para una longitud de pendiente de entre 15 y 120 m (Tabla 6-5) Los valores P de la tabla 6-5 asumen que la longitud de la pendiente empleada no excede los límites recomendados.

Tabla 6-5.- Valores del factor de prácticas de control de erosión (P) para el cultivo en contorno y

límites de longitud de pendiente para la aplicación de esta práctica en terrenos con diferentes gradientes de pendiente. Fuente: Modificado por Wischmeier y Smith, 1978.

Pendiente del Valor P Máxima longuituda

terreno (%) (m)

1 a 2 0,60 120

3 a 5 0,50 90

6 a 8 0,50 60

9 a 12 0,60 35

13 a 16 0,70 25

17 a 20 0,80 20

21 a 25 0,90 15a La longuitud límite puede ser incrementada un 25% si la cobertura de

rastrojo supera el 50%

El cultivo en contorno no reducirá tanto la erosión en campos con cárcavas como en campos sin depresiones no vegetadas. Cuanto mayores son las crestas o lomos producidos por las labranzas o por la plantación en contorno menor será la pérdida de suelo. Consecuentemente, siembras en contorno con sistema “lister” (que dejen surcos más profundos) van a ser más efectivas para reducir la erosión que cultivos sembrados con sistema plano.

Cultivos en franjas siguiendo el contorno: Esta práctica consiste en interponer franjas de

pradera en contorno en los campos se cultivo. Las franjas de pradera reducen la erosión en las áreas que ocupan y colectan el suelo que se mueve desde las franjas cultivadas. Cuanto mayor sea la proporción de pradera, más efectivo será el sistema. Si el 50% de la superficie corresponde a pradera, el valor de P para los cultivos en franjas será la mitad del valor de P correspondiente a cultivo en contorno. Si sólo el 25% del área cultivada corresponde a pradera el valor de P se reduce sólo en un 25% respecto al correspondiente a cultivo en contorno. La alternancia de cultivos de grano grueso con cereales sin franjas de pradera es mucho menos efectivo. Se obtiene algún beneficio en pendientes menores al 3% si las franjas correspondientes al cultivo de grano fino son más anchas e incluye un cultivo de cobertura durante el invierno, de otra manera no se le acredita control de la erosión mayor que el proporcionado por el cultivo en contorno. En el Capítulo 8 se recomiendan algunos anchos de franja.

Terraceado: Las terrazas, combinadas con el cultivo en contorno, son muy efectivas en la

reducción de la erosión. El valor de para esta práctica no está incluído en el factor P. El terraceado es

efectivo fundamentalmente porque reduce la longitud de la pendiente. Consecuentemente, el efecto del terraceado se tiene en cuenta al evaluar la longitud de la pendiente entre terrazas. 6-3.6 PREDICCIÓN DE LA PERDIDA DE SUELO EN UN CAMPO EN PARTICULAR.

Los factores expuestos en las secciones anteriores pueden ser combinados para predecir la pérdida de suelo en un terreno en particular. Por ejemplo, la pérdida de suelo promedio anual puede ser calculada en un suelo franco limoso en el sudeste de Iowa para un campo sembrado con el segundo cultivo de maíz luego de una pradera de leguminosas sobre un suelo Marshal franco limoso en el sudoeste de Iowa. Asumamos que el campo tiene una pendiente promedio del 8% con una longitud de 150 metros. Asumamos, además, que todos los residuos son dejados en el campo, que éste es arado temprano en Abril, que la cama de siembra es preparada con disco y rastra, y la adición de fertilizantes y otras prácticas adicionales se realizan de acuerdo a obtener un rendimiento de 65 qq/ha. Asumamos también que las fechas de siembra y de cosecha son el 15 de Mayo y el 15 de Octubre, y que no se emplean prácticas especiales de control de la erosión.

Los valores de R, K y LS se obtienen respectivamente de la Figura 6-1, de las Tablas 6-2 y 6-3.

R = 300 j/ha K = 0,43 Mg/j LS = 2,19

El valor del Factor C se calcula a partir de la Tabla 6-6 y es igual a 0,34.

Tabla 6-6.- Cálculos del factor manejo de cultivos (C) para el ejemplo citado en el texto.

Cultivo Estadío del Esadío del Valor de EI para el Tasa de Valor C

cultivo. cultivo la curvaa

estadío del pérdida de

(fecha) cultivo suelob

Segundo año de F 1/4-15/5 0,03-0,12 0,09 0,32 0,0288

maíz luego de 1 15/5-15/6 0,12-0,33 0,21 0,51 0,1071

pradera. 2 15/6-15/7 0,33-0,57 0,24 0,41 0,0984

3 15/7-15/8 0,57-0,97 0,40 0,22 0,0880

4 15/8-1/4 0,97-0,03 0,06 0,26 0,0156

1,00 0,3379

b Línea 14, Tabla 6-4.

a Valores tomados de la curva para el sud-oeste de Iowa en la Figura 6-2.

El Factor P de prácticas de control de la erosión es igual a 1 por el hecho de que no son empleadas prácticas especiales.

A = R * K * LS * C * P = = 300 X 0,43 X 2,19 X 0,34 X 1,0 = 96 Mg/ha.año

La tasa de pérdida de suelo es aproximadamente nueve veces superior a la tolerancia fijada para un suelo Marshall franco limoso (11 Mg/ha .año). Aún cuando Igual esta pérdida de suelo se promediara con la que se produjera con los cultivos restantes de la rotación, esta erosión es muy severa. Por lo tanto, deben hacerse cambios para reducir la tasa de erosión. Hay varias posibilidades: labranza mínima, labranza en contorno, terrazas o cambios en la rotación de los cultivos.

Una combinación apropiada a considerar como capaz de reducir la erosión con el mínimo costo, podría ser labranza mínima con cultivo en contorno. El factor C descendería a 0,24 (basado en la línea 20 de la Tabla 6-4 en lugar de la línea 14 utilizada en los cálculos de la Tabla 6-6) y el factor P sería igual a 0,5 por introducir el cultivo en contorno.

= 300 X 0,43 X 2,19 X 0,24 X 0,5 = 34 Mg/ha.año

Aún cuando la pérdida de suelo continúa siendo excesiva para un año, debe ser promediada con las tasas de pérdida de suelo correspondiente a los otros años de la rotación. Éstas pueden calcularse utilizando las líneas 9, 93 y 120 de la Tabla 6-4 para estimar pérdidas de suelo de 12 Mg/ha para el maíz durante el primer año, 7 Mg/ha para el cereal con pastura, y 1 Mg/ha para la

pradera de leguminosas. Como la rotación incluye dos años con maíz, uno con un cereal de invierno y dos con pradera, el promedio de pérdida de suelo se reduciría a entre 9 y 10 Mg/ha.año.

En los campos de Iowa la pérdida de suelo puede reducirse marcadamente construyendo terrazas. Terrazas a 30 m reducen el factor LS a alrededor de 1 y la pérdida de suelo se reduce a menos de la mitad de la que se produciría sin terrazas. 6-4 UTILIZACIÓN A CAMPO DE LA ECUACIÓN DE PREDICCIÓN DE LA EROSIÓN HÍDRICA.

La ecuación de predicción de la erosión hídrica fue desarrollada fundamentalmente para ayudar a los agricultores y a los conservacionistas a planificar medidas de control de la erosión en campos cultivados. Utilizando la ecuación se pueden calcular los niveles actuales de erosión y evaluarse ¨paquetes´ alternativos de control de la erosión. Se necesitan hacer distintos cálculos para desarrollar una propuesta para cada campo.

A fin de hacer el trabajo más fácil y en menos tiempo, el Servicio de Conservación de Suelos y otras agencias han desarrollado cálculos simplificados. Por ejemplo, han seleccionado un sólo valor de R para cada condado y han construído tablas con valores de C promedio para distintos cultivos y sistemas de cultivoen diferentes áreas. También han sido desarrollados programas de computación para resolver parte de la ecuación.

Los valores de R, K, LS y T pueden ser obtenidos fácil y rápidamente conociendo la serie del suelo, el gradiente de pendiente y su longitud. Puede utilizarse una tabla para escoger los valores de C que permitan mantener las pérdidas de suelo por debajo de los límites tolerables, tanto con como sin prácticas de control de la erosión.

Un sistema empleado por el Servicio de Conservación de Suelos utiliza una serie de tablas, cada una desarrollada para un set de valores de R, K y P. Las variables en las tablas individuales incluyen columnas con valores de LS e hileras con valores de C que dan el valor de erosión (A). También, conociendo la tolerancia de pérdida de suelo, puede encontrarse el valor de A igual a T (tolerancia) y puede obtenerse el valor de C requerido para que A sea menor o igual a T. Valores promedio de C para los cultivos más importantes y para una variedad de prácticas de manejo, fueron computados para cada distrito y están contenidos en tablas. Utilizando los valores de las tablas es posible seleccionar en menos de un minuto la secuencia de cultivos y las prácticas de manejo necesarias para que las pérdidas de suelo por erosión sean menores que las tolerables.

6-5 EXTENSIÓN DEL USO DE LA ECUACIÓN DE PREDICCIÓN.

La ecuación de predicción de la pérdida de suelo por erosión hídrica fue originalmente concebida para estimar la erosión laminar y en surcos de áreas cultivadas en el este de las montañas Rocallosas de los EE.UU. (Wischmeier y Smith, 1965). Cuando la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo es aplicada en situaciones para la cual no fue originalmente diseñada, es responsabilidad del usuario asegurarse de que los valores de los factores sean los apropiados y hayan sido desarrollados para la situación bajo análisis, de otro modo su aplicación constituye un mal uso de la ecuación (Wischmeier, 1976). A continuación se presentan ejemplos de uso de la ecuación en distintas áreas y con distintos propósitos. 6-5.1 REGIONES CONTIGUAS A LOS TREINTA Y SIETE ESTADOS ORIGINALES.

Mc Cool y otros (1976) reportaron sobre la necesidad de modificaciones en el método de predicción y de investigaciones sobre el efecto del derretimiento rápido de las nieve en suelos con pendientes pronunciadas en los estados de Washington, Oregon e Idaho en el noroeste de los Estados Unidos. También están bajo estudio consideraciones concernientes a la utilidad de la ecuación en Hawai. Singer y otros (1976) en California y McGregor y Mutchler (1976) en Mississippi están estudiando las condiciones climáticas para desarrollar valores de R más convenientes para utilizar la ecuación en esas áreas.

6-5.2 REGIONES CON INFORMACIÓN LIMITADA SOBRE EL VALOR DE LOS FACTORES.

El problema de expandir el uso de la ecuación de predicción a nuevas áreas en Norte América o a algún otro país desarrollado donde hay disponible datos sobre el valor de los factores, es considerablemente fácil de sobreponer. Es difícil de resolver aquel problema cuando la ecuación es utilizada en países sin la información básica.

No es esencial tener toda la información detallada para comenzar a utilizar los conceptos principales de la ecuación de predicción. La mayoría de los países tienen datos disponibles para al

menos algunos de los factores. En el oeste de África, por ejemplo, Roose (1977) ha estudiado los limitados datos climáticos disponibles y delineó el mapa de iso-erodibilidad en el área entre el desierto y el Atlántico Sur desde Senegal hasta Chad. Este investigador también cree que un índice de erosividad de las precipitaciones para el oeste de África puede ser desarrollado a partir del promedio anual de las precipitaciones en milímetros (H) con un error del 5% y a través de la ecuación:

R = 8,85 H

Consecuentemente, los investigadores agrícolas del oeste de África podrían ser capaces de generar un mapa mostrando las regiones de igual precipitaciones y de hacer una primera aproximación de la erosividad relativa de las precipitaciones en cada región.

Los investigadores agrícolas deben también entender que a sólo veintitrés suelos en los Estados Unidos le fueron asignados valores de K en base a mediciones de pérdida de suelo por un período prolongado. La mayoría de los valores de K asignados se basaron en pérdidas generadas por tormentas artificiales, en mediciones de las propiedades del suelo, o en las opiniones desarrolladas por científicos del suelo y conservacionistas sobre la erodibilidad relativa de suelos no analizados. Los científicos en los países en desarrollo pueden hacer lo mismo, teniendo en cuenta observaciones de las propiedades del suelo que demuestren relacionarse con la erodibilidad del suelo. Los valores asignados pueden no ser exactamente correctos, pero pueden ir modificándose a medida que los resultados de las investigaciones y de las experiencias a campo estén disponibles.

Las ecuaciones que relacionan la longitud y el gradiente de pendiente con la pérdida de suelo fueron intensivamente estudiadas y, al parecer, pueden ser aplicadas en muchos lugares del mundo. Éstas servirán hasta que datos de estudios locales indiquen que deban ser modificadas.

La información sobre el factor C de cultivo es posiblemente la más difícil de obtener. Los valores asignados para los distintos estadios de crecimiento por Wischmeier y Smith (1978) se basan en el porcentaje de cobertura. Debería ser posible relacionar la protección de una amplia variedad de cultivos en crecimiento con estos valores y asignar los períodos de crecimiento a los cultivos y técnicas de producción locales. Los cultivos anuales pueden ofrecer una menor protección en los países en desarrollo que en los países desarrollados donde las tasas de fertilización son mayores y se utilizan otros insumos. En algunos países en desarrollo se utilizan cultivos múltiples los cuales proveen una cobertura más completa y por lo tanto mayor protección que los cultivos simples. Cultivos en plantaciones como azúcar, cacao, café, té, etc., se asocian a una excesiva erosión en los estadíos tempranos de implantación a menos que se los plante con un cultivo acompañante o se provea una cobertura vegetal muerta. Sin embargo, una vez establecidos, aquellos cultivos ofrecen una excelente protección. Los investigadores y extensionistas deberían ser capaces de hacer buenas estimaciones iniciales de los valores de C para los cultivos locales.

La mayor parte de los valores del factor de prácticas de control de la erosión tendrán que ser asignados con poca o sin ninguna investigación local que la sustente. Es al parecer probable, sin embargo, que la influencia del cultivo en contorno, las terrazas, las coberturas de residuos de cultivos y otras prácticas específicas de control de la erosión tengan el mismo efecto, o al menos similar, en otros países que en los EE.UU. 6-5.3 SUBSUELO Y OTROS MATERIALES DE SUELO.

Los valores de K utilizados usualmente corresponden a suelos con la superficie intacta o sólo parcialmente afectada por la erosión. La predicción de la pérdida de suelo sería útil para sitios en que se está construyendo y en que el suelo superficial ha sido removido y el subsuelo expuesto. Éstas y otras áreas no pueden ser evaluadas utilizando los valores de K normales. Las pérdidas de suelo de estas áreas causan serios daños en las propiedades ubicadas pendiente abajo y la efectividad de las prácticas de control de la erosión deben ser evaluadas. A fin de hacer esto con cierto grado de confianza o seguridad, deben encontrarse valores de K específicos para ser empleados en estas situaciones. El nomograma mostrado en la figura 6-3 fue desarrollado por Wischmeier y otros (1971) para relacionar las propiedades del suelo en esas situaciones. 6-5.4 CAMPOS DESUNIFORMES.

La Ecuación Universal de Pérdida de Suelo, tal y como fue descripta más arriba, es para ser utilizada en campos uniformes. Si el suelo, la pendiente o la cobertura varían a lo largo del terreno pero, no tiene lugar la deposición de sedimentos dentro del mismo, los valores de K, LS, y C pueden determinarse por el método desarrollado por Foster y Wischmeier (1974).

Tabla 6-7.- Pérdidas de suelo a partir de segmentos sucesivos de igual longitud relativas a una pendiente uniforme.

Número de Número de

segmento en segmento en m = 0,5 m = 0,4 m = 0,3 m = 0,2

la pendiente la secuencia. (pendiente >5%) (pendiente (pendiente (pendiente < 1%)

3,1% a 4,9%) 1% a 3%)

2 1 0,35 0,38 0,41 0,44

2 0,65 0,62 0,59 0,56

3 1 0,19 0,22 0,24 0,27

2 0,35 0,35 0,35 0,35

3 0,46 0,43 0,41 0,38

4 1 0,12 0,14 0,17 0,19

2 0,23 0,24 0,24 0,25

3 0,30 0,29 0,28 0,27

4 0,35 0,33 0,31 0,29

5 1 0,09 0,11 0,12 0,14

2 0,16 0,17 0,18 0,19

3 0,21 0,21 0,21 0,21

4 0,25 0,24 0,23 0,22

5 0,28 0,27 0,25 0,24

Fracción de suelo perdida por segmento

Fuente: Modificado por Wischmeier y Smith, 1974.

Este método está basado en la proporción de la de la erosión total ocurrida en una pendiente uniforme que se produce en cada uno de entre dos y cinco segmentos de longitud uniforme de esa pendiente, como se muestra en la Tabla 6-7. El terreno es dividido en dos a cinco secciones dentro de los cuales el suelo, la pendiente y la cobertura pueden considerarse razonablemente uniformes. Puede determinarse un valor de LS para cada segmento utilizando la Tabla 6-3 utilizando la longitud total de la pendiente y el gradiente de pendiente correspondiente a cada segmento. Cada uno de esos se multiplican por el factor correspondiente de la Tabla 6-7 y por el valor de K y C de cada segmento. El valores totales así obtenidos para los distintos segmentos se suman para obtener el valor correcto de LS x K x C.

Por ejemplo, si una pendiente compleja de 150 m puede ser dividida en tres segmentos de igual longitud con 3%; 7% y 2% de pendiente, el valor LS para los 150 m por la Tabla 6-3 es 0,46; 1,34; y 0,32 respectivamente. Estos valores multiplicados por el valor apropiado de la columna para tres segmentos en la Tabla 6-7 (0,22; 0,35; y 0,43) da 0,10; 0,64; y 0,13. La suma de estos valores da el valor de LS 0,87.

Este procedimiento también puede incluir el efecto de variaciones en el tipo de suelo en el terreno. Si el suelo en el segmento superior del ejemplo anterior tiene un valor de K de 0,48 en el segmento del centro el valor es de 0,54 y el correspondiente al segmento inferior es 0,44, el valor LS * K para esta situación puede calcularse como sigue:

Erosión

Segmento Valor LS proporcional Valor K K x LS

Nro.

(Tabla 6-3) (Tabla 6-7, 4% de pendiente)

1 0,46 0,22 0,48 0,049

2 1,84 0,35 0,54 0,348

3 0,32 0,43 0,44 0,061

K x LS = 0,458

Los efectos de cambios moderados en la cobertura en coincidencia con los cambios en el tipo de suelo y en el gradiente de pendiente pueden ser evaluados adicionando una columna para C a la tabla y realizando el mismo procedimiento. 6-5.5 VALORES DE C PARA ÁREAS NO CULTIVADAS.

La Ecuación Universal de Pérdida de Suelo fue desarrollada para ser utilizada en tierras cultivadas. Todos los valores de C corresponden a cultivos de grano fino, grano grueso y praderas implantadas. Se están desarrollando actualmente nuevas técnicas para evaluar los valores de C para sitios con vegetación nativa como praderas o árboles. Desafortunadamente, hay poca información de largo plazo disponible para chequear la validez de los valores de C propuestos.

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