Indicadores agrofísicos de la fertilidad del suelo
Indicadores agrofísicos de la fertilidad del suelo — conjunto de propiedades del suelo que caracterizan la composición granulométrica, la composición mineralógica, la estructura, la densidad, la porosidad, la capacidad de aire y de agua, así como los parámetros agrotecnológicos de los suelos. Los indicadores agrofísicos influyen directa o indirectamente en todos los factores de la vida de las plantas y en las condiciones de labranza del suelo.
Composición granulométrica de los suelos
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Composición mineralógica de los suelos
Las fracciones de la parte mineral del suelo que difieren en su composición granulométrica se diferencian por el contenido de diversos minerales. En las arenas y el limo grueso predominan el cuarzo y los feldespatos; en las fracciones finas, la moscovita y otras micas. En las fracciones limosa y coloidal finamente dispersas (< 0,001 mm) se encuentran principalmente minerales alumosilicatados secundarios: montmorillonita, nontronita, halloysita, caolinita e illita.
Tabla. Composición química aproximada de diferentes fracciones granulométricas del suelo, % en masa.
| Fracciones | Silicio | Aluminio | Hierro | Calcio | Magnesio | Potasio | Fósforo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1,0-0,2 | 43,4 | 0,8 | 0,8 | 0,3 | 0,3 | 0,7 | 0,02 |
| 0,2-0,04 | 43,8 | 1,1 | 0,8 | 0,4 | 0,1 | 1,2 | 0,04 |
| 0,04-0,01 | 41,6 | 2,7 | 1,0 | 0,6 | 0,2 | 1,9 | 0,09 |
| 0,01-0,002 | 34,6 | 7,0 | 3,6 | 1,1 | 0,2 | 3,5 | 0,04 |
| < 0,002 | 24,8 | 11,6 | 9,2 | 1,1 | 0,6 | 4,1 | 0,18 |
En los suelos arenosos y limosos el contenido de silicio es mayor. Con la disminución del tamaño de las partículas, su contenido disminuye, mientras que la cantidad de aluminio, hierro, potasio, magnesio y fósforo aumenta. La composición de la fracción altamente dispersa también incluye materia orgánica del suelo. Las fracciones coloidal y limosa de los suelos son la principal fuente de nutrientes para las plantas y la parte más activa del suelo en la formación de la capacidad de intercambio catiónico-aniones y molecular; determinan la formación de la estructura y la capacidad amortiguadora.
La composición mineralógica determina el hinchamiento del suelo — el aumento del volumen del suelo debido a la unión del agua por las partículas coloidales y arcillosas en forma de películas envolventes. El agua ligada reduce la fuerza de cohesión de las partículas. El hinchamiento de los suelos depende del contenido de minerales secundarios en la red cristalina móvil.
Manejo
La composición mineralógica no sufre cambios sustanciales durante el uso agrícola prolongado de las tierras, lo que permite construir un modelo eficaz de fertilidad, basado en un determinado rango de cambios en las propiedades del suelo.
Estructura del suelo
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Espesor de la capa arable
Espesor de la capa arable — profundidad de la capa cultivada (arable) del suelo.
Importancia
En la capa cultivada del suelo se desarrolla el 70-90% del sistema radicular de la mayoría de las plantas. En ella se concentran las reservas de aire y nutrientes; los procesos microbiológicos y redox, la descomposición y mineralización de la materia orgánica ocurren con mayor intensidad. La capa arable acumula el agua de riego o de lluvia.
La capa arable es un intermediario en el sistema suelo-planta, ya que a través de ella se aplican fertilizantes orgánicos y minerales, enmiendas y estructurantes artificiales.
Una capa arable potente permite:
- crear regímenes óptimos de agua, aire, nutrientes y temperatura del suelo;
- proporcionar condiciones favorables para el desarrollo del sistema radicular de las plantas;
- activar los procesos de humificación y mineralización de la materia orgánica;
- aumentar las reservas de agua y de formas móviles de nutrientes;
- reducir los costos energéticos para mantener la estructura óptima del suelo mediante la reducción del número y la profundidad de las labores de cultivo.
El mayor incremento del rendimiento por el aumento del espesor de la capa arable se observa en los cultivos en hileras, especialmente en los cultivos de raíces y tubérculos; en menor medida, en las gramíneas perennes y los cereales de invierno; y de forma insignificante, en gramíneas anuales y cereales de primavera.
Espesor óptimo de la capa arable
El espesor óptimo de la capa arable es de 27-30 cm para la mayoría de los suelos. Sin embargo, puede estar limitado por la profundidad del horizonte húmico. Por ejemplo, los suelos césped-podzólicos con baja fertilidad natural tienen un horizonte húmico de hasta 20 cm, por lo que para crear la profundidad óptima de la capa arable se requieren grandes gastos de recursos energéticos, mano de obra y tiempo.
Manejo
Las prácticas agrotécnicas para crear una capa arable potente incluyen: encalado, aplicación de fertilizantes orgánicos y minerales, y profundización gradual del laboreo del suelo.
Constitución de la capa arable
Constitución, también complexión, del suelo — relación de los volúmenes de la fase sólida, la porosidad capilar y no capilar. Las condiciones de aireación del suelo y de intercambio de aire con la atmósfera óptimas para el crecimiento y desarrollo de las plantas se forman en un suelo césped-podzólico franco-medio con una porosidad total de 46-56%, no capilar de 18-25%, capilar de 28-31%, y una proporción de fase sólida de 44-54% del volumen del suelo. La complexión del suelo depende del contenido de agregados resistentes al agua, influye en su resistencia a la erosión y a la compactación, en los regímenes del suelo y determina la productividad de los cultivos.
Para los suelos de chernozem, las condiciones óptimas se forman con una porosidad total de 51-62% y una porosidad de aireación de 15-25%. La relación óptima entre los volúmenes de la fase sólida y la porosidad total es de 50:50 para el suelo césped-podzólico y de 40:60 en los chernozems. La porosidad límite de aireación estable, a la cual se observa una disminución del rendimiento de cultivos de cereales, es de 13-15% del volumen del suelo. Al mismo tiempo, el contenido de oxígeno en el suelo humedecido es de al menos 20%, y el de CO2 no supera el 0,2-0,5%.
La creación de un modelo óptimo de fertilidad de la capa arable permite asegurar los regímenes del suelo más favorables, lo que contribuye al aumento del rendimiento de los cultivos. La modelación del estado homogéneo y heterogéneo de la capa arable del suelo césped-podzólico con diferente espesor del horizonte arable mostró que la papa, el maíz y otros cultivos de campo responden positivamente a una complexión heterogénea del perfil del suelo, en la cual en la capa superior de 20 cm se crean, mediante fertilizantes y cal, propiedades agrofísicas y agroquímicas más óptimas.
El incremento del rendimiento de los cultivos de campo con una constitución heterogénea de la capa arable y la aplicación de dosis altas de fertilizantes a una profundidad de hasta 20 cm durante 15 años aumentó de 3,8 a 9,7 mil unidades forrajeras por 1 ha en comparación con el fondo no fertilizado. En condiciones de constitución homogénea, aumentó de 3,4 a 8,9 mil unidades forrajeras por 1 ha. La aplicación de fertilizantes a una profundidad de hasta 40 cm redujo el rendimiento en unidades forrajeras en un 10,8%, lo que indica la mezcla de la capa arable con el suelo del horizonte eluvial, que se caracteriza por una baja fertilidad natural y no permite restaurar la fertilidad hasta el nivel inicial ni siquiera en un período de 15 años.
Tabla. Rendimiento de los cultivos de campo en función de la constitución de la capa de 0-40 cm de suelo césped-podzólico, t/ha.
| Cultivo | Años | Sin fertilizantes | Estiércol+NPK | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Constitución heterogénea | Constitución homogénea | Constitución heterogénea | Constitución homogénea | ||
| Papa | 1975-1989 | 12,18 | 12,10 | 29,39 | 27,21 |
| Mezcla de veza y avena (heno) | 1976-1978 | 3,22 | 2,96 | 6,08 | 5,66 |
| Maíz para ensilado | 1980-1988 | 24,38 | 21,30 | 71,38 | 62,80 |
| Promedio de 15 años, mil unidades forrajeras por 1 ha | 3,8 | 3,4 | 9,7 | 8,9 | |
Densidad del suelo
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Pedregosidad del suelo
Pedregosidad del suelo — contenido de inclusiones pedregosas (piedras) en el suelo. Las inclusiones pedregosas incluyen partículas de más de 3 mm.
Clasificación de los suelos por pedregosidad
Según la fracción másica de piedras en los suelos, se dividen en:
- no pedregosos (piedras menos del 0,5%);
- ligeramente pedregosos (0,5…5%);
- moderadamente pedregosos (5…10%);
- fuertemente pedregosos (más del 10%).
Propiedades de los suelos pedregosos
La presencia de piedras grandes (de más de 100 mm) en el suelo representa un peligro para las máquinas agrícolas, especialmente las de labranza y cosecha, por lo que se recomienda eliminar dichas piedras del suelo con máquinas especiales. El aumento de piedras en el suelo incrementa el desgaste de los órganos de trabajo de las máquinas de labranza. Así, al arar suelos arenosos fuertemente pedregosos, el desgaste abrasivo de las rejas es de 100-450 g/ha.
Las piedras grandes (de más de 100 mm de diámetro) se eliminan antes del laboreo.
Propiedades físico-mecánicas del suelo
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Lista de fuentes
1. Klenin N. I., Kiselev S. N., Levshin A. G. Máquinas agrícolas. Moscú: KolosS. 2008.
2. Khalansky V. M., Gorbachev I. V. Máquinas agrícolas. Moscú: KolosS. 2004.
3. Bazdyrev G. I., Loshakov V. G., Puponin A. I. y otros. Agricultura. Libro de texto para universidades. Moscú: Editorial «Kolos». 2000.
4. Mineev V. G., Sychev V. G., Gamzikov G. P. y otros. Agroquímica. Libro de texto. / Ed. Mineev V. G. Moscú: Editorial de la VNIIA im. D. N. Pryanishnikova. 2017.
5. Yagodin B. A., Zhukov Yu. P., Kobzarenko V. I. Agroquímica. / Ed. B. A. Yagodin. Moscú: Kolos. 2002.
