Profundización y mejora de la capa arable de diversos tipos de suelo

Ventajas del laboreo profundo y de la profundización de la capa arable

El aumento del espesor de la capa arable y la mejora de sus propiedades físicas y de su aireación durante la profundización contribuyen a:

• Una penetración más profunda del sistema radicular de las plantas en las capas inferiores del suelo, lo que permite utilizar mejor el agua y los nutrientes de la zona radical.
• La acumulación de agua en el suelo procedente de las precipitaciones atmosféricas y de las aguas de deshielo. La profundización de la capa arable de un suelo césped-podzólico de 20 a 30 cm aumenta las reservas de agua disponible en 110 t/ha, o 11 t de agua por cada 1 cm adicional de capa (cálculo de K. I. Boltián). Las reservas potenciales de agua disponible para las plantas en una capa de 10 cm del horizonte iluvial son de 16 mm para los suelos franco-ligeros y de 21 mm para los franco-pesados. La profundización de la capa arable permite a las plantas resistir mejor las sequías breves de primavera-verano.
• El aumento de la porosidad y de la capacidad de aire del suelo, y la mejora del intercambio de gases, lo que permite a las plantas con un sistema radicular potente utilizar más plenamente las capas subarables.
• El control eficaz de plantas arvenses, enfermedades y plagas. El corte de las raíces de las plantas arvenses a mayor profundidad favorece su muerte. La incorporación profunda de semillas y órganos vegetativos de propagación de las arvenses dificulta su germinación, acelera la muerte de plagas y patógenos y, en conjunto, permite reducir en un 60-70% la infestación del suelo y mejorar su estado fitosanitario.
• El aflojamiento del suelo del horizonte subarable y la destrucción de la suela de arado, que se forma durante el arado anual a la misma profundidad y deteriora significativamente los regímenes hídrico y aéreo del horizonte subarable, lo que es especialmente indeseable en suelos arcillosos. Como consecuencia de la profundización de la capa arable, disminuyen la escorrentía de agua, el lavado de suelo y de nutrientes, se reduce el riesgo de procesos erosivos y aumenta la eficacia de la aplicación de fertilizantes y de agentes de quimización.
• La reducción de la deformación del suelo y una mayor resistencia a la sobrecompactación bajo la acción de los sistemas de rodadura de tractores, implementos de labranza y medios de transporte.
• El funcionamiento sostenible del agroecosistema gracias al aumento potencial de la acumulación de materia orgánica y energía por el suelo.

Desventajas del laboreo profundo y de la profundización de la capa arable

A pesar de las ventajas, el laboreo profundo es un proceso tecnológico intensivo en recursos y energía, que no siempre se compensa con el aumento del rendimiento. Así, para aumentar la capa arable en 1 cm se consumen 1 kg de gasóleo o alrededor de 500 MJ/ha.

Respuesta de los cultivos a los laboreos profundos y a la profundización de la capa arable

Las plantas responden de manera diferente a los laboreos profundos del suelo. Esto depende de las características biológicas del cultivo, de la profundidad de penetración de los sistemas radiculares y de la capacidad de asimilar nutrientes de difícil acceso, de la cantidad de precipitaciones atmosféricas y de su distribución durante el período vegetativo, y de las propiedades agrofísicas del suelo. En suelos césped-podzólicos, el laboreo profundo se utiliza con más frecuencia, ya que el suelo se asienta y compacta más rápido. En suelos ligeros por su composición granulométrica, el laboreo profundo se realiza con menos frecuencia.

La modelización de diferentes espesores de la capa arable (20, 30 y 40 cm) de suelos grises forestales y césped-podzólicos de diferente grado de mejora mostró que los cultivos de campo responden positivamente a una estructura heterogénea, en la que en la parte superior de 20 cm se alcanza un mayor grado de optimización de las propiedades del suelo mediante la aplicación de fertilizantes orgánicos y minerales y cal. El rendimiento de los cultivos de grano y en hileras aumenta en un 9-10%, lo que permite concluir que en las regiones húmedas de la zona no chernozémica es racional mejorar la capa superior de 20 cm del suelo.

A los laboreos profundos de hasta 28-32 cm responden bien los cultivos con un sistema radicular pivotante potente que penetra profundamente, por ejemplo, la remolacha azucarera y forrajera, el girasol y otros cultivos en hileras, así como las leguminosas. Estos cultivos requieren una buena aireación, en la que el contenido de oxígeno en el aire del suelo sea de al menos el 15% y el de dióxido de carbono no superior al 1%.

En las raíces de las leguminosas, con el laboreo profundo, las bacterias noduladoras se desarrollan más intensamente y aumenta la actividad de la fijación de nitrógeno. Por ello, en las rotaciones de cultivos el laboreo profundo se realiza de forma diferenciada, teniendo en cuenta la respuesta de los cultivos al espesor de la capa labrada. Los más sensibles al laboreo profundo son el guisante, la veza, el trébol, la alfalfa y los cultivos de raíz forrajeros. Los cultivos con sistema radicular fibroso —lino, centeno de invierno, trigo de invierno, cebada y otros cereales— casi no reaccionan a los laboreos profundos y de melioración, ya que no imponen exigencias especiales a las propiedades agrofísicas del suelo y utilizan mal los nutrientes de las capas profundas.

Técnicas de profundización de la capa arable en suelos césped-podzólicos y grises forestales

Para crear una capa arable profunda y fértil en suelos césped-podzólicos, grises forestales y solonetz se emplean los siguientes métodos:

• arado gradual de la capa inferior con su posterior mezcla con el suelo de la capa arable;
• volteo completo de la capa arable con aflojamiento simultáneo del suelo del horizonte subarable;
• aflojamiento profundo sin vertedera del suelo de la capa subarable.

Al determinar el método se tienen en cuenta el espesor del horizonte arable, su contenido de humus y la presencia de una capa podzólica. En margas gris claro con una profundidad de la capa arable inferior a 20 cm y presencia de horizonte podzólico, se emplea el método de arado gradual de la capa subarable en 3-4 cm, con aplicación simultánea de fertilizantes orgánicos y minerales y encalado. En tales suelos es deseable realizar primero un aflojamiento sin vertedera de la capa subarable para mejorar sus propiedades y, después, su arado gradual. Como resultado, en los años siguientes el espesor del horizonte arable aumenta hasta 26-28 cm.

En suelos grises y gris oscuro forestales, cuyo horizonte húmico tiene 25-45 cm de espesor con un contenido de humus del 3-5%, y cuyas capas subarables están más humificadas y estructuradas en comparación con los suelos césped-podzólicos, se emplea una profundización única hasta 25-27 cm y luego hasta 30 cm. La frecuencia del laboreo profundo en la rotación de cultivos es de 3-4 años. Se realiza en el sistema de labranza otoñal de barbecho limpio y ocupado o bajo cultivos en hileras.

La mejora integral de los suelos grises forestales es la más eficaz, ya que en ella se realiza una profundización única de la capa arable hasta 30 cm con aplicación de fertilizantes orgánicos y minerales, cal y siembra de leguminosas perennes (Academia Agrícola Estatal de Ryazan). El rendimiento de los cultivos en una rotación con alternancia sobre el fondo de altas dosis de fertilizantes aumentó en promedio durante 15 años en 11,9-13,2 q de unidades forrajeras por 1 ha. Además de la mejora del suelo, también aumenta la estabilidad de la obtención de cosechas, especialmente en años extremos en cuanto a humedad.

Así, en la zona no chernozémica, las condiciones para la profundización y mejora de la capa arable son la aplicación de fertilizantes orgánicos y minerales, el encalado y la introducción en la rotación de cultivos de siembras de leguminosas perennes. En primer lugar, es conveniente aplicar las técnicas de profundización en suelos bien mejorados bajo cultivos que responden positivamente a la profundización, así como en tierras de pendiente. En suelos de baja fertilidad es necesario aumentar la fertilidad en la capa arable de 20 cm.

Debido a los grandes costos materiales y energéticos, los métodos de profundización de la capa arable no encuentran una aplicación suficientemente amplia en la zona no chernozémica, por lo que se utilizan al establecer viveros frutales, huertos y plantaciones forestales.

Volteo completo de la capa arable con aflojamiento simultáneo del suelo del horizonte subarable

Se realiza con arados con subsoladores, cuerpos recortados o arados descompactadores, por ejemplo, PRK-4-4,0 y PRU-7-40. El cuerpo recortado permite aflojar a un ancho de captura de 35 cm, mientras que el subsolador solo al ancho de captura de la reja: 17 cm. Por esta razón se realiza aflojamiento cruzado en los años siguientes. La profundidad de la capa subarable aflojada es de 8-10 cm. El método es eficaz en suelos podzólicos con fuerte compactación de la capa subarable, suelos con anegamiento temporal con horizonte gleizado y tierras de pendiente con suelos moderadamente erosionados.

Cuerpo de arado con vertedera recortada.

Esquema de arado con arado de vertedera recortada y prevertedera: a — capa superior y b — capa inferior del horizonte arable, c — horizonte subarable.

Este método de profundización se combina con la aplicación de fertilizantes orgánicos y encalado antes de su realización para una mejor mezcla.

Aflojamiento profundo sin vertedera del suelo de la capa subarable

Esquema de funcionamiento de un arado cincel.

Supone dejar el horizonte húmico fértil y parte de los residuos vegetales en la superficie del campo, creando una capa de acolchado. Durante el aflojamiento profundo se produce una pequeña mezcla del horizonte húmico con el suelo de la capa subarable. El grado de mezcla del suelo está influido por el diseño de los implementos. Un buen aflojamiento hasta 30-40 cm de profundidad lo proporcionan los implementos de cincel, por ejemplo, PCh-2,5, PCh-4,5, y los arados descompactadores. Para la profundización sin vertedera también se utilizan arados de diseño de T. S. Maltsev, subsoladores de corte plano tipo paraplow, arados con vertederas desmontadas y otros. El mayor efecto del aflojamiento sin vertedera se alcanza al realizarlo bajo cultivos de invierno, maíz, patata, hortalizas y otros cultivos. En pendientes, este método mejora la permeabilidad y la absorción de agua, reduce la escorrentía y el lavado del suelo. Bajo cultivos de invierno, la profundidad de aflojamiento es de 25-27 cm; bajo cultivos en hileras, de 30-40 cm.

Técnicas de profundización de la capa arable de suelos chernozem y castaños

Suelos castaños

Los suelos castaños son característicos de la zona de estepas secas y se forman en condiciones de clima cálido. Por sus propiedades físicas e hídricas, ante todo la capacidad de retención de agua, la magnitud de la porosidad total y la relación entre porosidad intraagregada e interagregada, son cercanos a los chernozems.

Los suelos castaños oscuros se caracterizan por un contenido de humus superior al 3-4% y una profundidad del horizonte húmico de hasta 20-40 cm. En tales suelos es aconsejable realizar una profundización única de la capa arable mediante arado a 25-27 cm de profundidad.

Los suelos castaños claros se caracterizan por propiedades hídricas y físicas menos favorables: contenido de humus inferior al 3%, espesor del horizonte húmico inferior a 20 cm. Por ello, estos suelos necesitan profundización y mejora. El método más eficaz de profundización es el arado hasta la profundidad del horizonte húmico con aflojamiento de las capas subarables en 8-10 cm, con aplicación simultánea de fertilizantes orgánicos y minerales.

En suelos castaños solonétzicos se realiza previamente enyesado del suelo arado para eliminar el exceso de sodio intercambiable. En suelos castaños de pradera salinos, el arado se realiza hasta la profundidad de la capa suprayacente al solonetz, con aflojamiento simultáneo del horizonte subarable hasta 32-35 cm de profundidad.

La aplicación de sistemas de riego en suelos castaños provoca su compactación excesiva y el deterioro de las propiedades físicas tanto de la capa arable como de la subarable. Por ello, la profundidad del aflojamiento subarable se aumenta hasta 35-40 cm y se realiza cada 1-2 años.

Profundización de la capa arable y técnicas de mejora de la fertilidad de suelos solonetz

Los suelos solonetz, debido a una serie de propiedades agroquímicas y agrofísicas desfavorables para las plantas, no permiten usarlos para el cultivo sin una mejora radical de la fertilidad. La presencia de sodio intercambiable confiere a los suelos solonetz una reacción alcalina (pH 8-9), lo que favorece la dispersión y el lavado de los coloides del suelo hacia abajo por el perfil y empeora la estructuración. Al humedecerse, los solonetz se hinchan, aumenta la viscosidad, disminuye la permeabilidad al agua; al secarse se cementan, lo que dificulta mucho su laboreo e impide la penetración profunda de los sistemas radiculares de las plantas.

Para la mejora de los suelos solonetz se emplea un complejo de medidas para su mejora radical, que incluye:

• profundización de la capa arable;
• enyesado;
• aplicación de fertilizantes orgánicos y minerales;
• introducción de siembras de plantas tolerantes a la sal;
• medidas para la acumulación de humedad.

La elección de las medidas depende de la profundidad del horizonte solonetz, su espesor, la composición salina, el nivel de las aguas subterráneas y otros indicadores.

En Rusia, los solonetz automórficos más extendidos son: chernozémicos y castaños. Los solonetz chernozémicos y sódicos de pradera se encuentran en la zona chernozémica, por ejemplo, en los Trans-Urales y Siberia Occidental; se caracterizan por una reacción alcalina, un nivel cercano de aguas subterráneas y riesgo de solonetzización secundaria. Para mejorar sus propiedades se necesitan laboreo profundo y enyesado.

Los solonetz esteparios castaños están extendidos en la zona de suelos castaños, por ejemplo, en la región media y baja del Volga, Ciscaucasia Oriental y el sur de Siberia Occidental. Se caracterizan por una reacción neutra y un nivel profundo de aguas subterráneas, lo que retrasa la entrada de sales en la capa radical. Para mejorar estos suelos es suficiente el laboreo profundo sin aplicación de yeso.

En solonetz chernozémicos poco profundos y medianamente columnares con una profundidad del horizonte suprayacente al solonetz de 10-18 cm, en ausencia de horizonte de yeso, es eficaz el aflojamiento periódico sin vertedera a 25-28 cm. La incorporación del horizonte solonetz a la capa arable reduce bruscamente su fertilidad. Por ello, simultáneamente se realiza enyesado y se aplican fertilizantes orgánicos y minerales. Antes del laboreo profundo, los fertilizantes y ameliorantes aplicados se mezclan con la capa superior de suelo suprayacente al solonetz mediante implementos de discos o fresadores a 10-12 cm de profundidad. Para aumentar la eficacia de la melioración, esta se realiza en otoño, complementándose con retención de nieve, introducción de cultivos en cortina y otras técnicas de acumulación de humedad. En los años siguientes, se ara a la capa húmica suelo con propiedades mejoradas del horizonte solonetz.

Los suelos solonetz no pueden ararse profundamente de inmediato, ya que una gran cantidad de sales alcalinas de los horizontes inferiores, al desplazarse a la superficie, reducen bruscamente la fertilidad. La capa arable de tales suelos se profundiza gradualmente con aplicación simultánea de yeso y fertilizantes orgánicos.

Para activar los procesos microbiológicos y mejorar las propiedades físicas también se emplea el arado por capas, en el que la capa arable permanece arriba y el solonetz compactado se mezcla con la capa carbonatada subyacente.

Los solonetz profundamente columnares con el horizonte solonetz a más de 18 cm de profundidad se tratan con arados con prevertedera y subsoladores o con cuerpos recortados, con captura completa de la capa suprayacente al solonetz. En este caso, la dosis completa de yeso se aplica antes del arado para que el ameliorante sea arrojado por la prevertedera al fondo del surco y, con ayuda de la pata aflojadora, se mezcle con el horizonte solonetz.

La eficacia de la mejora de los suelos solonetz se intensifica con las siembras posteriores en la rotación de cultivos de plantas tolerantes a la sal, por ejemplo, meliloto, agropiro, alfalfa, sorgo, etc.

En solonetz esteparios débilmente solonétzicos con un contenido de sodio inferior al 10%, los laboreos de melioración profundos sin enyesado son los más eficaces.

En suelos solonetz esteparios castaños, con un pequeño espesor de la capa suprayacente al solonetz y una posición poco profunda del horizonte yesífero en el perfil, es posible la mejora mediante arado profundo a 30-35 cm con posterior mezcla de la capa yesífera con la húmica, así como la aplicación de fertilizantes orgánicos y minerales.

En suelos con una ubicación media y profunda del horizonte solonetz, en presencia de carbonato de calcio y yeso en horizontes profundos, se utiliza arado de plantación o de tres capas a 40-45 cm. Así, con el arado de tres capas con arados PTN-340, la capa húmica superior se voltea, y la solonetz se intercambia con la iluvial. En los laboreos posteriores del suelo en la rotación, a la capa húmica se ara suelo del horizonte iluvial, enriquecido con coloides del suelo y sales de calcio. Como consecuencia de la interacción del yeso y el sodio absorbido, se eliminan el exceso de alcalinidad y la solonetzicidad, y mejoran las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.

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 fitotecnia. Moscú: «Bylina».