Transito y efecto de la compactación de tractores agrícolas en el cultivo del maíz

La ingeniería de suelos define a la compactación como el proceso mediante el cual las partículas del suelo son reacomodadas para disminuir el espacio poroso y colocarlas más cerca unas de otras, ocasionando un incremento de la densidad aparente. En un sentido agronómico, la compactación es el resultado de la aplicación al suelo de cualquier fuerza, por ejemplo, la ejercida por la labranza y el tránsito rodado de maquinaria agrícola, que incrementa la densidad aparente del suelo y concurrentemente, disminuye la porosidad de este (Soil Science Society of America, 2013). En suelos densos o compactados se impide el crecimiento de las raíces y de este modo se limita el consumo de agua a la planta, lo que afecta su rendimiento al paso reiterado de las máquinas agrícolas. Según plantea Martiren et al. (2016), solo en Europa 33 000 000 ha de suelo arable se encuentra altamente degradado por el reiterado paso del sistema de rodaje de los tractores agrícolas. La FAO (2015) establece las 10 principales amenazas a las funciones del suelo: erosión, pérdida de carbono orgánico, desequilibrio de nutrientes, acidificación del suelo, contaminación, anegamiento, compactación del suelo, sellado, salinización y pérdida de la biodiversidad del suelo. Por otro lado, Cerisola et al. (2015) establece que el gran desafío es el diagnóstico de la calidad de vida de los suelos para desarrollar un sistema productivo, basado en una agricultura sostenible y plantea que las mejores condiciones para el tráfico son innegables, siempre que sean controlados, pues el tráfico trae como consecuencia modificaciones físicas que conducen a la compactación. Draghi et al. (2015) plantea que es notorio que el tráfico sobre suelo labrado provoca 83% del hundimiento final en la primera pasada. El tráfico posterior y hasta las diez pasadas provoca sólo 17% del hundimiento restante. En definitiva, la no labranza evidencia un suelo con mayor capacidad portante, pero sensible a la intensidad del tráfico, aún más que el suelo labrado. La compactación del suelo también afecta a la mineralización del carbono (C) y nitrógeno (N) de la materia orgánica del suelo y del rastrojo (Neve y Hofman, 2000), así como a la concentración del dióxido de carbono (CO2) en el suelo (Conlin y Driessche, 2000). En la actualidad la compactación es considerada un problema medioambiental muy grave causado por prácticas tecnológicas en la agricultura convencional, es muy difícil localizarlo y racionalizarla, porque las marcas del sistema de rodaje de los tractores y las máquinas agrícolas en la superficie del suelo no son evidentes (McGarry, 2001). A diferencia de la salinización y la erosión que proporcionan una fuerte evidencia superficial de la presencia de degradación de la tierra, la degradación de la estructura del suelo requiere de monitoreo físico y examinación antes de ser descubierta, y su extensión, naturaleza y causa, resueltas (Hamza y Anderson, 2005). La compactación del suelo es causada por la alta intensidad del tráfico y la presión de los neumáticos sobre el suelo del tractor y se combina en la cosecha, especialmente cuando estas operaciones se llevan a cabo en suelo húmedo o con neumáticos de alta presión sobre el suelo. Según Kirkegaar (1990) el efecto de la dureza del suelo en la raíz daña el crecimiento de esta en la mayoría de las especies y reduce el crecimiento 50%, cuando el Ic se encuentra de 0.7 a 1.5 MPa y se limita completamente a valores mayores de 4 MPa. En ensayos realizados se ha utilizado un receptor GPS (sistema de posicionamiento global) como equipo simple el cual se coloca en un tractor y puede detectar las áreas en el campo donde aparecen las huellas del paso del sistema de rodaje de las máquinas agrícolas durante el trabajo de esta. Richards (2000) utilizó el sistema de posicionamiento global basado en tractores para mapear todos los movimientos del vehículo dentro de un campo durante un ciclo agrícola. Es necesario destacar la naturaleza oculta de la degradación estructural del suelo (DES), la cual conlleva problemas específicos como, un pobre crecimiento del cultivo o infiltración del agua, que pudieran ser atribuidos a otras causas. Adicionalmente, a la DES puede señalársele como culpable por un pobre desempeño del cultivo cuando de hecho no está presente (Hamza y Anderson, 2005). En este sentido, debido a que la compactación del subsuelo es muy persistente y las posibilidades naturales o artificiales de su aflojamiento han resultado decepcionantes, la Unión Europea (UE) la ha reconocido como una forma severa de degradación del suelo (Akker y Canarache, 2001). Wild (1992), plantea que la compactación y consolidación del suelo, acompañada por la pérdida de los poros más grandes, es el resultado de la deformación y rotura bajo carga de los agregados y poros del suelo, que conduce a una pérdida de permeabilidad para el agua y las raíces. Con altos contenidos de agua, el suelo usualmente se deforma fácilmente, puede darse poca compactación a menos que haya tiempo y oportunidad para que el agua escape. Con suelos húmedos, bajo las cargas transitorias producidas por el tráfico y algunos aperos de labranza, puede haber encharcamiento, deformación, pérdidas de agregados y quizás algo de dispersión, pero poca pérdida de volumen de suelo. Sin embargo, al secarse, el suelo se vuelve intrínsecamente más fuerte y la susceptibilidad a la compactación puede aumentar pues los poros más amplios, que se vacían primero, son relativamente débiles. Así, con el aumento del secado, el aumento de la resistencia del suelo se hace predominante. Por lo que, en suelos contraíbles/expandibles, la densidad aparente debería ser determinada a contenidos de humedad estandarizados, para prevenir problemas originados por las variaciones en el contenido de agua (Håkansson y Lipiec, 2000). Por otro lado, la dureza del suelo se usa como medida de la compactación porque refleja la resistencia del suelo a la penetración de raíces (Hamza y Anderson, 2005). En cuanto a la tasa de infiltración de agua en el suelo, ésta también puede ser usada para monitorear el estatus de la compactación, especialmente de la capa superficial, ya que el agua infiltra suelos no compactados que tienen partículas de suelo bien agregadas mucho más rápido que suelos pesados, con menor estructura (Hamza y Anderson, 2005). Bouwman y Arts (2000) sostienen que un ligero grado de compactación superficial puede ser benéfico para algunos tipos de suelo, indicando de manera que existe un nivel óptimo de compactación para el crecimiento del cultivo. El concepto de nivel óptimo de compactación es importante, especialmente en sistemas de tránsito controlado, donde se evita cualquier fuente externa de compactación porque ésta podría causar un nivel de compactación menor al óptimo y decrementos en el rendimiento. Con la finalidad de evaluar el tránsito de los tractores por el campo de cultivo se eligieron dos métodos de labranza, con el objetivo de conocer la cantidad de veces que en la preparación del suelo los tractores hacen sus respectivas pasadas y en que magnitud cubren la superficie de la parcela objeto de la investigación.

En la República Mexicana se han realizado pocos estudios sobre los fenómenos que trae como consecuencia la compactación de los suelos y el impacto que sobre el suelo ocasiona el rodado de tractores y máquinas agrícolas, de forma particular, en suelos vertisoles, los cuales son difíciles de trabajar, por su misma formación. Debido a estos factores, se mide la dureza del suelo o Índice de cono (Ic) después de la siembra y en la cosecha con un penetrómetro, instrumento que mide la dureza cada 2,5 cm hasta una profundidad de 30 cm. Se tienen dos métodos de labranza, la tradicional con arado de disco y la mínima, con multiarado, en 25 puntos preestablecidos en cada una de las parcelas, las cuales contaban con una superficie de 1,64 y 1,75 ha respectivamente. En la interpretación de los datos obtenidos del Ic se utiliza la estadística descriptiva, por la alta heterogeneidad de los datos que se obtienen en cada uno de los niveles de profundidad, se determinan diferentes estadígrafos, calculados en Excel, como son: coeficiente de variación (CV), coeficiente de asimetría (Ca), coeficiente de curtosis (Cu), la distribución estándar (σ), el valor medio de los índices de cono por niveles de profundidad (Ic(med)), mediana (Ic(Me)), los valores máximos del índice de cono (Ic(máx)) y valores mínimos (Ic(min)) para calcular la diferencia existente entre cada uno por niveles. En las mediciones del índice de cono máximo (Ic(máx)) después de realizada la siembra, el valor es del 100% por encima de los 3,0 MPa. En cuanto al multiarado los valores son del 25% por debajo de los 3,0 MPa. Los valores del índice de cono medio (Ic(med)) y la mediana (Ic(Me)) se comportaron distantes entre sí en la preparación de suelos con arado de discos y el 67 % de (Ic(med)) está por encima de 2,0 mega Pascal (MPa), contrariamente a lo mostrado con la preparación de suelos con multiarado después de la siembra, con un (Ic(med)) de 58 % que rebasa los 2,0 mega Pascal, y los valores del Ic(med) e Ic(Me) se comportan en forma similar.

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