Laboreo del suelo

Importancia del laboreo del suelo

Objetivos del laboreo del suelo:

• dar al suelo una estructura finamente grumosa y crear una constitución óptima por densidad, porosidad, etc., en la que se formen condiciones óptimas para el crecimiento y desarrollo de las plantas y la microflora;
• mantener un buen estado fitosanitario;
• prevenir procesos erosivos, sobrecompactación, reducir el arrastre y las pérdidas improductivas de agua, humus y nutrientes.

El laboreo del suelo es necesario para la reproducción y mejora de la fertilidad mediante la profundización y el aumento del espesor de la capa arable, el aflojamiento de la suela de arado en el horizonte subarable y la incorporación de fertilizantes orgánicos y minerales y enmiendas.

El laboreo del suelo permite mejorar la aireación del suelo, aumentar la disponibilidad de humedad de las plantas y activar la actividad vital de los microorganismos. Un suelo bien y profundamente laboreado permite a las plantas crear un sistema radicular potente. El aflojamiento de calidad y la nivelación de la superficie durante el laboreo presiembra permiten crear condiciones favorables para la germinación de las semillas y la aparición de las plántulas.

El aflojamiento profundo en condiciones áridas de estepa y en tierras en pendiente permite regular el régimen hídrico, acumulando la humedad de las precipitaciones atmosféricas en la capa radicular o, por el contrario, evacuando el exceso de agua del campo, lo que influye indirectamente en los demás regímenes del suelo.

Las tareas del laboreo difieren sustancialmente en función de las condiciones edafoclimáticas y de las características biológicas de los cultivos.

El laboreo puede tener consecuencias negativas: alteración del equilibrio dinámico en el sistema suelo–planta–medio ambiente. Así, el laboreo intensivo activa la actividad vital de la microflora del suelo, acelerando la mineralización del humus y aumentando sus pérdidas improductivas. La descomposición del césped y la pulverización de la capa superior en zonas de riesgo de erosión eólica crean las premisas para la destrucción del suelo y la aparición de erosión.

Los pasos repetidos de la maquinaria agrícola provocan una fuerte sobrecompactación de la capa arable, empeorando sus propiedades e intensificando la escorrentía de agua y el arrastre del suelo. El laboreo del suelo es un proceso intensivo en energía, que requiere hasta 10–15 mil MJ de energía por 1 ha, lo que no siempre se compensa con el rendimiento.

Los resultados de estudios prolongados de científicos nacionales y extranjeros indican que un alto nivel de intensificación agrícola mediante el uso de fertilizantes, herbicidas, enmiendas, riego, etc., modifica las funciones del laboreo, reduciendo su participación en la formación del rendimiento hasta el 8–12%. Esto es especialmente característico de suelos con un alto nivel potencial de fertilidad y propiedades agrofísicas favorables. En estas condiciones, el impacto excesivo no es conveniente y el papel del laboreo puede reducirse a funciones tecnológicas: incorporación de fertilizantes, herbicidas, enmiendas, semillas, etc. Las tareas principales pasan a ser entonces la reproducción de la fertilidad, la regulación del régimen hídrico y la protección contra la erosión. Por el contrario, con un bajo nivel de intensificación agrícola, una aplicación insuficiente de fertilizantes, productos fitosanitarios, etc., la importancia del laboreo aumenta y consiste en la movilización de la fertilidad potencial, el aumento de la proporción de formas disponibles de nutrientes y el mantenimiento de una estructura óptima y del estado fitosanitario.

Desarrollo de la doctrina del laboreo del suelo

El laboreo del suelo es una de las ocupaciones más antiguas del agricultor, surgida simultáneamente con el inicio del cultivo de plantas.

Un progreso significativo en el laboreo del suelo se alcanzó en 1797 con la aparición de los primeros arados de hierro en Inglaterra y luego en Bélgica. Posteriormente, en 1863, el arado fue perfeccionado por el campesino alemán Rudolf Sack, quien utilizó para la arada un arado con skimmer, lo que permitió por primera vez conocer las ventajas del laboreo profundo del suelo.

En Rusia, las primeras recomendaciones sobre el laboreo profundo del suelo fueron dadas en los trabajos del profesor I. M. Komov en 1788, quien propuso realizar una doble arada del suelo después de gramíneas perennes, con una profundidad de 8–10 cm en la primera arada y de 10–20 cm en la segunda.

Una contribución esencial al desarrollo de las bases del laboreo del suelo la hicieron los científicos rusos P. A. Kostychev, V. R. Williams, A. G. Doyarenko, T. S. Maltsev y otros. P. A. Kostychev escribió: El objetivo del laboreo del suelo consiste, entre otras cosas, en modificar la estructura del suelo, darle una estructura lo más favorable posible para el crecimiento de las plantas.

En su trabajo Sobre la fertilización y el laboreo de los suelos de chernozem (1886), fundamentó la arada superficial del barbecho temprano en años secos para mejorar la descomposición del césped. Por el contrario, en suelos sin césped, P. A. Kostychev proponía una arada profunda de otoño.

En la primera mitad del siglo XX, las investigaciones en la teoría del laboreo del suelo se orientaron a fundamentar la arada cultural con arado de vertedera y skimmer y el espesor de la capa arable. Un gran mérito en esto corresponde a V. R. Williams. La necesidad de la arada cultural se basa en que, al final de la vegetación de las plantas anuales, la capa de suelo de 10 cm se pulveriza, pierde estructura por la acción mecánica de los aperos, por causas fisiológicas y bioquímicas, lo que en conjunto provoca una disminución de la fertilidad. La causa de ello son las condiciones aerobias que se forman en las capas superiores del suelo, que intensifican la descomposición del humus y dificultan la penetración del oxígeno en los horizontes más profundos. Para prevenir la influencia negativa, se proponía repetir anualmente la arada para dar al suelo una estructura grumosa.

En los trabajos de A. N. Lebedyantsev (1905) y L. N. Barsukov (1952, 1956) se determinó la diferenciación del suelo de la capa arable por fertilidad al final del período de vegetación de las plantas, con su aumento en la capa superior de 10 cm y su disminución en la parte inferior. Teniendo en cuenta este descubrimiento, se desarrollaron recomendaciones sobre la combinación de laboreos con vertedera y sin vertedera en rotación de cultivos.

I. E. Ovsinsky, en su trabajo Nuevo sistema de agricultura (1899), fundamentó el laboreo sin arado del suelo, afirmando que el suelo de chernozem en estado natural puede acumular suficiente aire y humedad, para lo cual es necesario conservar en él la capilaridad y evitar la desecación. Si se satisface este requisito, es posible sustituir la arada por un aflojamiento superficial de la capa superior del suelo a una profundidad de 5–6 cm. Para este fin se utilizaron cultivadores de tracción animal con órganos de trabajo de reja plana. Entre los científicos occidentales, las teorías del laboreo sin arado del suelo fueron defendidas por Jean (1910) en Francia, F. Achenbach (1921) en Alemania y E. Faulkner (1959) en EE. UU.

El mayor logro de la ciencia y la práctica agronómicas puede considerarse el sistema de laboreo sin vertedera del suelo propuesto por T. S. Maltsev, que sustituye la arada con volteo de la capa. En el sistema recomendado por él, los aflojamientos sin vertedera del suelo a una profundidad de 35–40 cm, realizados una vez cada 3–5 años, deben combinarse con laboreos superficiales de 5–8 cm mediante cultivadores de rastrojo o gradas de discos, aplicados a rotaciones de cultivos de grano-barbecho. La aplicación del laboreo sin vertedera condujo a un aumento de la infestación de los campos debido a la falta de medios químicos de control de malezas, lo que se convirtió en una limitación para su uso.

El laboreo protector del suelo recibió un desarrollo posterior gracias a las investigaciones del IPI de Cultivo de Grano bajo la dirección del académico A. I. Baráyev. Se basa en el laboreo con reja plana dejando en la superficie del suelo rastrojo y residuos vegetales, con un rechazo total de los arados de vertedera, los aperos de dientes y de discos, y su sustitución por subsoladores de reja plana, gradas de púas y sembradoras para rastrojo. La aplicación de esta tecnología de laboreo permite conservar en la superficie del suelo hasta un 70–80% de rastrojo, que protege la humedad de la evaporación y confiere al suelo resistencia al viento.

Sin embargo, en suelos pesados que se sobrecompactan, los subsoladores de reja plana no garantizan un aflojamiento de calidad. Por ello, para estos fines se han creado y se utilizan aperos de cincel, sin vertedera, del tipo paraplow, rejas intercambiables SibIME para arados, que amplían las posibilidades del laboreo protector del suelo, especialmente en tierras con mayor riesgo de erosión.

En los años 70, en la URSS comenzó a desarrollarse una nueva dirección: la minimización del laboreo del suelo, que se centra en reducir la sobrecompactación del suelo, disminuir las pérdidas de sustancias orgánicas y nutrientes del suelo y reducir los costos energéticos y laborales. Una contribución significativa a esta dirección la hicieron los profesores B. A. Dospejov, S. A. Naumov, K. I. Saranin, A. I. Puponin y otros.

La minimización del laboreo del suelo se logra gracias a la reducción del número y la profundidad de los laboreos principales en la rotación de cultivos en suelos con propiedades suficientemente favorables para el crecimiento de las plantas, la combinación de operaciones tecnológicas y la sustitución de los laboreos con vertedera por laboreos sin vertedera. Estos enfoques permiten reducir el número de pasos de la maquinaria por el campo, acortar los plazos de ejecución de los trabajos, aumentar la productividad del trabajo en 1,5–2 veces y reducir los costos energéticos en un 30–40%.

La nueva tecnología también tiene desventajas: empeora el estado fitosanitario del suelo, en particular, aumenta la infestación de los cultivos y la afectación de los cultivos por enfermedades y plagas. La disminución de las tasas de mineralización del humus empeora el suministro de nitrógeno a las plantas cultivadas, especialmente después de predecesores de grano, lo que requiere una aplicación adicional de fertilizantes nitrogenados.

Para las tierras en pendiente, expuestas al riesgo de erosión, se han desarrollado sistemas de laboreo protector del suelo basados en el uso de:

• laboreo de cincel sin vertedera;
• arada con ranurado, con modificación del microrrelieve del campo;
• mulching del suelo con paja picada;
• reducción de la superficie laboreada y de la profundidad de aflojamiento.

En EE. UU. y Canadá se han difundido tecnologías de laboreo protector del suelo:

• de acolchado (mulching): laboreo continuo sin vertedera del suelo con uso de aperos de cincel, de reja plana y de discos;
• en franjas: el suelo se laborea antes de la siembra de cultivos en hileras solo en la zona de la hilera con fresadoras, cultivadores; el control de malezas se realiza mediante la combinación de métodos mecánicos y químicos.

Para los cultivos en hileras sembrados en pendientes se propuso el laboreo en caballones, que prevé la siembra sobre caballones de 15–20 cm de altura, cortados por cultivadores aporcadores transversalmente a la pendiente del campo. El control de malezas se realiza por métodos químicos. La tecnología en caballones permite que el suelo se caliente mejor, acortando el período de vegetación de los cultivos. Así, el incremento de grano de maíz cultivado con tecnología en caballones fue de 0,35 t/ha.

Fundamentos científicos del laboreo del suelo

Fundamentos biológicos

El laboreo del suelo, orientado a mejorar las condiciones de vida de la microflora del suelo, contribuye al aumento de la fertilidad. En particular, el aflojamiento mejora la aireación, normaliza el régimen hídrico del suelo y aumenta el número de organismos saprófitos. La disminución de la intensidad y la profundidad del aflojamiento conduce a una ralentización de los procesos de mineralización de las sustancias húmicas.

Los sistemas de laboreo de barbecho, semibarbecho y otoñal son medios para mejorar el estado fitosanitario del suelo y de los cultivos. Por ejemplo, un laboreo otoñal oportuno permite reducir el número de gusanos de alambre y pulgones de los cereales.

Operaciones tecnológicas del laboreo del suelo

Corte y separación

Operaciones principales del laboreo mecánico del suelo:

I — corte vertical; II — corte horizontal; III — separación de la capa.

El corte del suelo con cuchillas se produce en planos vertical (fig., I) y horizontal (fig., II). En el corte vertical no se forma viruta, mientras que en el horizontal se forma y se separa una viruta.

La separación de la capa de la masa del suelo se produce después de su corte en un plano horizontal, inclinado o vertical. La capa (fig., III) en sección transversal tiene forma de rectángulo, triángulo u otra figura geométrica.

Volteo

Volteo del suelo.

Volteo es una operación tecnológica del laboreo del suelo en la que se produce el desplazamiento mutuo en dirección vertical de capas u horizontes del suelo. El volteo es la rotación de la capa de suelo en el plano transversal y el cambio de la disposición mutua vertical de las capas superiores e inferiores del suelo.

El volteo de la capa puede ser completo, es decir, en un ángulo β = 180° (fig., I), y parcial: 90° < β < 180°. El volteo de la capa en un ángulo de hasta 135° se denomina volcado (fig., II). El volteo de la capa en el que previamente se corta parte de la capa de césped y se arroja al fondo del surco se denomina arada cultural (fig., III).

Durante el volteo se incorporan el césped, los residuos vegetales, los fertilizantes, las semillas caídas y los órganos vegetativos de reproducción de las malezas, los agentes causantes de enfermedades y las plagas de los cultivos. La necesidad del volteo se debe a la diferenciación del suelo de la capa arable por fertilidad, que puede estar fuertemente expresada en regiones húmedas con baja cultura agrícola.

Bajo la influencia de las plantas, los fertilizantes, la luz, los microorganismos y el laboreo, la capa superior adquiere una mayor estructuración, biogenicidad y fertilidad en comparación con las capas inferiores. Contiene más humus, nutrientes y microorganismos. El volteo mejora los indicadores de fertilidad de la parte inferior de la capa arable; los fertilizantes y las enmiendas influyen especialmente en ello. También contribuye a ello la incorporación de fracciones limosas y finamente dispersas del suelo a la capa arable. En suelos pesados y anegados, el volteo reduce el efecto nocivo de los compuestos reducidos sobre las plantas.

El volteo no se realiza en condiciones áridas ni en regiones con erosión eólica, ya que intensifica los procesos negativos.

El volteo se realiza con arados de vertedera, cultivadores de rastrojo de reja y otros aperos.

Aflojamiento

Aflojamiento del suelo.

Aflojamiento del suelo es una operación tecnológica en la que cambian el tamaño y la disposición mutua de los terrones o agregados del suelo, con la formación de poros más grandes. El aflojamiento contribuye al aumento de la porosidad no capilar, la aireación del suelo, la permeabilidad al agua y al aire, la mejora del régimen térmico y la actividad de la microflora del suelo, el aumento de la disponibilidad de humedad y nutrientes, la facilitación de la penetración de las raíces en las capas profundas del suelo y la resistencia a la sequía. Los cultivos en hileras son los más sensibles al estado suelto del suelo, y en menor medida los cultivos de siembra continua.

El grado de aflojamiento se evalúa por la relación entre el espesor a₂ de la capa aflojada y su espesor inicial a₁. Durante el aflojamiento, la relación a₂/a₁ > 1.

El aflojamiento superficial permite destruir la costra del suelo y crear una capa de acolchado. El aflojamiento se realiza con órganos de trabajo pasivos y activos de los aperos: arados de vertedera y de discos, cultivadores, cultivadores de rastrojo, gradas, fresadoras, azadas rotativas, etc. Se realiza a una profundidad de 3 a 50 cm y más. Para aflojar la capa subarable sin volteo se utilizan arados con subsoladores y arados con cuerpos recortados.

Compactación

Compactación del suelo.

Compactación del suelo cambia la disposición mutua de las separaciones del suelo con la formación de poros más pequeños. La compactación es el proceso inverso al aflojamiento. Durante la compactación, a₂/a₁ < 1. La compactación del suelo reduce la porosidad no capilar, aumenta el volumen de poros capilares más pequeños y conduce a un contacto más estrecho de las semillas con el suelo.

En condiciones de humedad insuficiente, la compactación reduce la aireación del suelo y la evaporación de la humedad. Se realiza durante la preparación presiembra del suelo y después de la siembra. En ambos casos, esta técnica contribuye a un mejor contacto de las semillas (especialmente las pequeñas) con el suelo y mejora el ascenso capilar del agua de las capas inferiores. En condiciones de falta de calor en primavera, el suelo compactado se calienta mejor. A veces la compactación se utiliza para romper terrones grandes y en el laboreo de suelos turbosos sueltos.

La compactación se realiza con rodillos de diversa superficie de trabajo y otros aperos.

Problemas ecológicos del laboreo del suelo

La intensificación de la agricultura conduce a la alteración del equilibrio dinámico en el sistema ecológico suelo–planta–atmósfera y al cambio del ciclo biogeoquímico de sustancias y energía en la biosfera. El laboreo mecánico del suelo conduce a la destrucción de las zoocenosis del suelo, las galerías de lombrices y las raíces; disminuye la población animal y se reduce la capacidad del suelo para autoaflojarse. Los laboreos mecánicos frecuentes aceleran los procesos microbiológicos de mineralización de la materia orgánica, lo que afecta negativamente a la estructura del suelo y provoca pérdidas improductivas significativas de nutrientes y humedad. La tecnología de laboreo existente durante 30–40 años ha llevado a una disminución del contenido de humus en la capa arable de los suelos de chernozem en 0,8–1,1%, y en pendientes en más del 3,5% (IPI de Agricultura y Protección del Suelo contra la Erosión). En promedio en Rusia, con laboreo intensivo con vertedera, se mineraliza anualmente en la capa arable alrededor de 1 tonelada de humus por 1 hectárea, lo que equivale a la pérdida de 10 toneladas de suelo con un contenido de humus del 2,5%.

Lista de fuentes

1. Bazdyrev G. I., Loshakov V. G., Puponin A. I. et al. (2000). Agricultura. Libro de texto para universidades. Moscú: Editorial «Kolos».

2. Niklyaev V. S. (2000). Fundamentos de la tecnología de la producción agrícola. Agricultura y producción vegetal. Moscú: «Bylina».

3. Evtefeev Yu. V., Kazantsev G. M. (2013). Fundamentos de agronomía: manual didáctico. Moscú: FORUM.

4. Khalansky V. M., Gorbachev I. V. (2004). Máquinas agrícolas. Moscú: KolosS.