PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS DE LOS LLANOS ORIENTALESY SUS REQUERIMIENTOS DE LABRANZA1/

Edgar Amzquita2/

RESUMEN

En el trabajo se definen algunos aspectos relacionados con las prcticas de labranza desuelos, los cuales a pesar de ser permanentemente utilizados por profesionales einvestigadores en labranza, carecen de definiciones precisas y se prestan a muchaconfusin. Asimismo, se plantea la importancia de la aplicacin de aparatos de labranza alsuelo y sobre su importancia en el control de los factores edafolgicos de crecimiento de lasplantas, los cuales se consideran esenciales para el buen crecimiento y desarrollo de lasraces y para la obtencin de altos rendimientos.

A partir de datos experimentales y de la evaluacin de propiedades y procesos fsicos dealgunos suelos de la Altillanura Colombiana, se discute sobre los sistemas de labranza msacordes con la situacin actual de los suelos y sobre los conceptos de creacin de una capaarable, la cual es indispensable para el desarrollo y ejecucin de sistemas conservacionistasy de no-labranza, como una primera etapa de conseguir suelos sostenibles y sobre ellos spoder hacer una agricultura sostenible.

Se discuten tambin algunos de los aspectos relacionados con la seleccin de tratamientosde labranza, cuando se planifican ensayos de preparacin de suelos. De tal manera que elinvestigador est siempre consciente de qu problema o problemas pretende solucionar alescoger los tratamientos y de qu respuesta en trminos de mejoramiento de suelos y decultivos espera obtener.

Por ltimo, se plantea la necesidad que se tiene en la agricultura tropical bajo labranza, decomprender que la labranza en suelos con estructura dbil constituye la prctica agrcolams importante, porque mediante ella se construye o se destruye el recurso suelo.

Palabras claves: labranza, propiedades fsicas, requerimientos labranza, Altillanura,sabana, labranza vertical, capa arable, perfil cultural, suelostropicales, cambios por labranza.

1/ Taller sobre "Encuentro Nacional de Labranza de Conservacin". Villavicencio 28-30 de Abril de 1998

[publicado en: Memorias Encuentro Nacional de Labranza de Conservacin, Gabriel Romero C.,Diego Aristizbal Q. y Csar A. Jaramillo S. (editores), Villavicencio, Julio de 1998. pp.145-174].

2/ Fsico de Suelos. CIAT, Apartado Areo 6713, Cali, Colombia

21. Introduccin

Aunque la labranza es una prctica trascendental para asegurar el mejoramiento delos suelos y garantizar la sostenibilidad de la agricultura, poca importancia harecibido, si se la compara con la que se le ha dado a los problemas de acidez y defertilidad en los suelos tropicales.

La fragilidad de la estructura de los suelos tropicales y su susceptibilidad asellamiento, compactacin, adensamiento y erosin, cuando se someten a sistemasde labranza intensivos, los hace muy susceptibles a degradacin, con losconsiguientes efectos negativos en la sostenibilidad agrcola y ganadera.

A partir de los efectos negativos que los sistemas de labranza que se han utilizado,han producido en muchos suelos del pas, se ha despertado en Colombia un vivointers por conocer el comportamiento de suelos y de cultivos cuando se aplicandiferentes sistemas de labranza.

Con el nimo de contribuir a la aclaracin de ciertos conceptos utilizados en lainvestigacin y en la prctica de la labranza y de discutir sobre las propiedadesfsicas que tienen que ver con las decisiones de preparacin de suelos en laAltillanura Colombiana, se ha preparado este artculo el cual se inicia con dospreguntas fundamentales: Para qu es la labranza? y Qu es la labranza?

Para qu es la labranza? La labranza en su concepcin de comportamiento fsicodel suelo, debe ser utilizada para corregir cualquier factor fsico que sea limitantepara el desarrollo normal de las races de los cultivos que se piensan establecer. Elhaber conceptualizado la labranza, como un medio para controlar malezas o comoun medio para obtener una mejor accin de los herbicidas, ha conducido al deterioroestructural superficial de muchos suelos a nivel mundial y especialmente a nivel de lafaja tropical. En Colombia es comn ver cmo los suelos bajo agricultura intensivahan ido perdiendo su estructura superficial y como producto de sto se han sellado yencostrado.

La labranza debe ser siempre correctiva y creativa. Correctiva, en el sentido de quedebe corregir cualquier factor fsico limitante que presente el suelo para eldesenvolvimiento normal de las races de las plantas. Creativa, en el sentido de quedebe permanentemente conducir al desarrollo de una capa arable, que no presentelimitaciones fsicas, qumicas ni biolgicas para el crecimiento de las races, de talmanera que se vaya edificando la sostenibilidad de los suelos y de la agricultura.

Qu es labranza? Labranza o preparacin de suelos, es la manipulacin mecnicade ste con el fin de alterar su estructura y disminuir su resistencia a la penetracinde las races para convertirlo en un medio con condiciones ptimas para la

3germinacin de las semillas y el desarrollo productivo de los cultivos (Figueroa yMorales, 1994).

Esta definicin aunque objetiva, generaliza la funcin de la labranza al no especificarque ella debe corregir problemas especficos que deben haber sido identificados ydiagnosticados previamente.

Hillel et al. (1969) definen la labranza como la manipulacin mecnica del suelo quetiende a mejorar las condiciones del suelo que afectan la produccin de cultivos.Afirma que los tres objetivos que se buscan con la labranza son: (a)incorporacin de materia orgnica dentro del suelo, (b) control de malezas y (c)mejoramiento de la estructura. Una funcin auxiliar, que actualmente no est bienentendida, es la conservacin de la humedad, la cual involucra los procesos deinfiltracin, escorrenta y evaporacin (Hillel et al., 1969) del agua del suelo. Estosconceptos son compartidos por Gill y Vanden Berg (1967) en su tratado sobrelabranza, quienes adems profundizan en lo relacionado con fraccin, respuesta delsuelo a diferentes tipos de implementos y sobre la conceptualizacin de losprincipios que rigen la labranza.

2. Definiciones y tipos de labranza comunes en Colombia

Sistema de labranza: serie secuencial de actividades que deben conducir aobtener a travs del tiempo un suelo ideal para el desarrollo de las races de lasplantas que permita que ellas expresen su potencial gentico sin restricciones. Sehace con el fin de corregir cualquier factor limitante que posea el suelo y controlarcualquier proceso degradativo.

Labranza primaria: es aquella labranza que se hace con arado de discos o devertedera, con cinceles, con subsolador o con rastras pesadas para descompactarcapas endurecidas o adensadas e incorporar materia orgnica, con el fin de facilitarel desarrollo de las races de los cultivos. Es ms agresiva y profunda (0-350 mm)que la secundaria y produce mayor rugosidad en el terreno.

Labranza secundaria: es aquella labranza que remueve el suelo superficialmente(a poca profundidad), proporciona mayor fraccionamiento de terrones superficiales ytiende a nivelar el terreno. Se hace con rastra de discos. Su profundidad de accinvara entre 0-150 mm.

Cama de siembra: es la capa ms superficial de un suelo laborado, la cual seconsigue con el uso del rastrillo pulidor despus de que el suelo ha sido arado yrastrillado. Es la capa de suelo sobre la cual se deposita la semilla para asegurar sugerminacin.

Labranza convencional: se refiere a una combinacin de labranza primaria hechacon uno o dos pases de arado de discos y de labranza secundaria hecha con dos otres pases de rastra, ms un pase de pulidor. Es la labranza que usualmente se hahecho en las zonas fras del pas.

4Labranza limpia: es el proceso de arar y rastrillar un suelo, incorporando todos losresiduos y previniendo el crecimiento de todo tipo de vegetacin, excepto el delcultivo particular que se desea obtener durante el ciclo de crecimiento (SSSA, 1987).Prcticamente equivale a labranza convencional.

Labranza reducida: sistema en el cual las operaciones de labranza primaria sonmodificadas conjuntamente con procedimientos especiales de siembra, de talmanera que se reduzcan o eliminen las operaciones de labranza secundaria.

Labranza apropiada: es la labranza que actualmente requiere un suelo para elcontrol de los factores que puedan afectar negativamente a los cultivos.

Labranza vertical: es aquella que se hace con cinceles y subsolador para "aflojar"capas compactadas y/o endurecidas, con el fin de promocionar mayor infiltracin ycrecimiento de races. El suelo entra en contacto con el implemento slo en laslneas donde van acopladas las estructuras verticales (patas), las cuales producen laruptura angular (45) del suelo hacia la superficie.

Labranza horizontal: es la labranza que se realiza fundamentalmente conimplementos que poseen discos (arados, rastras, rastrillos, Big-rome, etc.) los cualesdisturban la totalidad del suelo a la profundidad de trabajo.

Labranza mnima: es la mnima manipulacin que se hace al suelo para la siembrade la semilla de un cultivo. Exige que el suelo presente una buena condicin fsica,qumica y biolgica para el crecimientos de las races.

Labranza cero: es el procedimiento mediante el cual, la siembra se hace directa yesencialmente en suelo no preparado, es decir, que no se disturba el suelo antes dela siembra.

Labranza de conservacin: cualquier sistema de labranza y de siembra en el cualpor lo menos un 30% de la superficie del suelo quede cubierta por residuos deplantas despus de la siembra, con el fin de controlar erosin (CTIC, 1993). En estesistema se conserva la rugosidad de la superficie (Mannering y Fenster, 1983;Allmaras et al., 1985).

53. Relaciones entre la labranza y los factores edafolgicos de crecimientode las plantas

Se consideran como los factores edafolgicos de crecimiento de las plantas a nivelde zona de crecimiento de races a los siguientes:

- Presencia y disponibilidad de los elementos nutritivos esenciales- Succin del agua del suelo- Aireacin en la zona radical- Penetracin de races- Temperatura

Se denominan factores de crecimiento porque su presencia es absolutamentenecesaria para el crecimiento de las plantas; deben adems estar presentes encantidades adecuadas. El criterio de esencialidad, se refiere a que en la ausencia decualquiera de ellos, las plantas no pueden crecer. Por ejemplo, sin agua las plantasno pueden crecer, sin aire no pueden respirar y por lo tanto no pueden crecer yproducir rentablemente; si el suelo no permite que las races se desarrollen poroponer alta resistencia a su penetracin, el crecimiento de los cultivos ser muyrestringido; si la temperatura del suelo es muy baja o excesivamente alta las racesno pueden desarrollarse. Adems, a temperaturas extremas las reacciones qumicasdel suelo se ven notablemente afectadas y se afecta negativamente la absorcin deagua y de nutrientes por los cultivos. Por ltimo, una suplencia inadecuada einoportuna de elementos nutritivos afecta tambin negativamente a los cultivos(Amzquita, 1991).

El criterio de suficiencia, se refiere a que los cinco factores mencionados, debenpresentarse dentro de determinados rangos ptimos, para que las plantas puedanexpresar todo su potencial gentico. Por ejemplo, existen lmites crticos para lainterpretacin de cada uno de los diferentes elementos nutritivos; para el crecimientoptimo de los cultivos, el porcentaje de humedad del suelo debe estar cercano acapacidad de campo; el porcentaje de espacio areo a capacidad de campo debeestar alrededor del 10% para que no haya restricciones en la aireacin del suelo ypara evitar que sto afecte negativamente a los cultivos. Si los valores depenetrabilidad del suelo medido con penetrmetro exceden 0.1 MPa (1 bar) acapacidad de campo puede haber grandes restricciones en el crecimiento de lasraces (Amzquita, 1994).

Los cinco factores de crecimiento de las plantas son afectados directa ypositivamente o negativamente por la labranza. La manipulacin del suelo como semencionaba antes, produce cambios en el acomodamiento actual (estructura) delsuelo. Al producir aflojamiento de ste como consecuencia de las fuerzas aplicadasa travs de los implementos de labranza, se aumenta el volumen que ocupaba elsuelo y se suceden cambios profundos en el acomodamiento y empaquetamientodel suelo lo cual causa cambios en sus propiedades volumtricas.

Una de las formas de estudiar la estructura del suelo desde el punto de vista deproduccin agrcola, es el de considerarlo como un medio poroso compuesto por

6poros de diferentes tamaos: macro, meso y microporos los cuales por su condicinde tamao confieren al suelo diferentes cualidades y comportamientos en relacincon el crecimiento de las plantas (Greenland, 1977).

Por los macroporos se infiltra y mueve el agua que procedente de las lluvias llega alsuelo. Por ellos, tambin circula el aire que lleva oxgeno a las races y dentro deellos crecen las races y los pelos absorbentes de las plantas. Su dimetroequivalente tiene un lmite inferior de 50 mm. En los mesoporos (5.0-0.2 mm) sealmacena el agua aprovechable, que no es otra cosa que la solucin nutritiva delsuelo, la cual es absorbida por las races de las plantas para cumplir sus funcionesde transpiracin y de nutricin. En los microporos (

74. Diagnstico del suelo en el campo para identificar sistemas de labranza

Siempre debe hacerse el diagnstico de los limitantes fsicos de los suelos en elcampo que se va a sembrar. Nunca debe el tcnico o el agricultor, decidir sobre unsistema de labranza desde la oficina porque fracasar. Es el suelo y su problemticael sujeto que indicar qu sistema o sistemas de labranza requiere para solucionar lao las limitantes fsicas que posee. Es un error pretender solucionar los problemasque posee un suelo sin haberlo previamente evaluado y diagnosticado. Solo el sueloindica su problemtica, la cual siempre es especfica del sitio y no se puedegeneralizar.

Para el diagnstico de campo, se recomienda hacer cajuelas (404040 cm) envarios sitios de campo. La seleccin de sitios para la elaboracin de cajuelas puedehacerse al azar, en forma diagonal cruzada o en zig-zag en el lote problema. Serecomienda hacer un mnimo de 10-15 cajuelas en un lote o ms si el muestreadorno est satisfecho con la representatividad de los sitios que ha escogido paraevaluar la problemtica del terreno. Elaboradas a conciencia las cajuelas, se procedea la observacin y toma de nota de las propiedades fsicas que se presentan en cadauna de ellas. Interesa conocer la profundidad de la capa superficial, los cambios decolor, textura y estructura, la presencia de capas endurecidas, el espesor de stas, lacontinuidad del espacio poroso, la profundidad a la cual se presenta el mayornmero de races, los cambios en contenido de humedad, etc. La evaluacin dedureza o penetrabilidad de las capas se puede hacer con navaja, cuchillo openetrmetro, para darse cuenta a qu profundidad se producen cambios. En lascajuelas y a las profundidades escogidas se hacen tambin los muestreos para losanlisis fsicos y qumicos de laboratorio.

La evaluacin de las cajuelas debe ser muy objetiva. En muchos casos dentro de unhorizonte "A" gentico se presentan, capas con diferentes condiciones fsicas, lo cualquiere decir, que el solo color del suelo superficial aunque es un indicativo deuniformidad gentica, no lo es de uniformidad fsica. ICRISAT (1997) ha desarrolladometodologas que ayudan a las evaluaciones y Lal (1993 y 1994) discute sobre laspropiedades cambiantes por el uso y la labranza de suelos tropicales.

Hecha la evaluacin fsica en el campo, se procede a comparar la forma como semanifiestan las diferentes condiciones fsicas en las cajuelas. Si el comportamientodel suelo es uniforme a travs del lote, se elegir el sistema de labranza quesolucione la o las limitantes que actualmente posea. Si se presentan diferencias enlos limitantes observados stos se mapean y se manifiesta que el lote no es uniformey se decide sobre el tipo de labranza que debe hacerse en cada sub-lote.

5. Principales problemas de orden fsico que restringen la produccinagropecuaria en el trpico

Los principales problemas de orden fsico asociados con labranza que restringen ocausan disminucin en los rendimientos de los cultivos en los suelos tropicales sonlos siguientes:

8- Impedimento o impedancia mecnica a la penetracin de races- Estrs de agua (dficit)- Estrs de aireacin (exceso de agua)- Escorrenta y erosin

5.1 Impedancia mecnica

El impedimento mecnico a la penetracin de races se refiere a la incapacidad quepresenta una raz cuando su presin de turgor no es capaz de vencer la resistenciaque opone el suelo a su deformacin (Taylor, 1980). La mxima presin axial(longitudinal) ejercida por un buen nmero de cultivos vara para variosinvestigadores (Stolzy y Barley, 1968; Eavis et al., 1969; Taylor y Ratliff, 1969), entre9-15 bares (0.9-1.5 MPa). Russell y Goss (1974) demostraron que la aplicacin deuna presin de 0.2 bares a un sistema de camas de vidrio, redujo la tasa deelongacin de las races de cebada en un 50% y si se aplicaban 0.5 bares en un80%. El tamao de los poros afecta el desarrollo de las races. Si el dimetro delporo es mayor al de la cofia, la raz penetra, si es menor y el suelo no es deformabley la raz no puede penetrar (Taylor y Gadner, 1960; Aubertin y Kardos, 1965).

El impedimento mecnico debido a la compactacin y a la presencia de capasendurecidas (adensadas), es la principal causa de disminucin de los rendimientos yde insostenibilidad en suelos tropicales, debido a los efectos negativos que causanen el crecimiento de las races. El impedimento mecnico se corrige mediante lautilizacin adecuada y oportuna de implementos de labranza que produzcanaflojamiento del suelo y disminucin de la densidad aparente fundamentalmentesubsoladores y cinceles (Castro y Amzquita, 1991; Arking y Taylor, 1981).

Varios implementos y metodologas se han ideado para evaluar el estado deimpedancia mecnica del suelo, entre ellos estn: los penetrmetros, los aparatospara medir la resistencia tangencial al corte, aparatos para toma de muestras dedensidad aparente y aparatos para la realizacin de pruebas de aplicacin depresin bajo presiones confinadas y no confinadas en laboratorio. Cualquiermetodologa que se use para diagnstico o prediccin debe correlacionarse con elcrecimiento actual de las races y con los rendimientos de los cultivos que se van aproducir para poder disponer de niveles crticos.

5.2 Estrs de agua

El estrs de agua de las plantas resulta de la interaccin entre el estado de humedadde agua en el suelo, la demanda evaporativa y los factores fisiolgicos. Dentro delconcepto del sistema suelo-planta-atmsfera-continuum el suelo debe considerarsecomo un reservorio que suministra agua al sistema (Reichardt, 1985). Por lo tanto,cualquier dficit que ocurra en el reservorio afecta negativamente el comportamientodel sistema. El agua til o agua aprovechable, aquella que tericamente se calculacomo la diferencia entre capacidad de campo y punto de marchitez temporal, semueve dentro del sistema suelo-planta-atmsfera obedeciendo a gradientes de

9potencial hdrico. Desde sitios donde el potencial es alto (ms hmedo) a sitiosdonde el potencial es ms bajo (ms seco). Desde el suelo hacia la atmsfera atravs del proceso de transpiracin. Desde el suelo donde la humedad relativa escercana al 100%, hacia la atmsfera donde la humedad relativa al medioda puedevariar entre 50% y 30%, valores que producen potenciales hdricos en el aire entre 8-y 150 MPa y que se convierten en la bomba que succiona el agua del suelo a travsde las plantas (Amzquita, 1981).

Para que un suelo cumpla con su funcin de reservorio de agua es necesario que secumplan tres condiciones: (a) que buena parte del agua lluvia penetre al suelo, (b)que el suelo tenga buena capacidad de almacenamiento de agua en la zona decrecimiento de races y (c) que el suelo posea suficiente capacidad de conduccin deagua cuando la demanda evaporativa sea alta. Estas condiciones son afectadasdirectamente por la labranza (Amzquita, 1981).

La aceptacin (aceptancia) de aguas lluvias depende de la presencia de agregadossuperficiales estables (que no se rompan cuando reciban el impacto de las gotas deagua lluvia) y de la rugosidad superficial del terreno. Ambas caractersticas propicianel ingreso del agua al suelo mediante el proceso de la infiltracin y son afectadosnegativamente, por la destruccin de la estructura superficial del terreno por excesode labranza, la cual conduce a sellamiento y encostramiento superficial, fenmenosque impiden o disminuyen drsticamente el ingreso del agua al suelo, haciendo quela escorrenta supere ampliamente a la infiltracin, originando suelos secos.

El almacenamiento del agua en el suelo, tambin depende de la labranza que se dal suelo en profundidad. Entre ms profunda sea la preparacin del suelo, mayor essu capacidad de almacenamiento de agua. Un suelo preparado a 10 cm deprofundidad con rastra, dispondr solo de la porosidad disponible en esos 10 cmpara almacenar agua. Un suelo preparado a 25 cm tendr igualmente la porosidaddisponible a 25 cm de profundidad para almacenamiento de agua. Por lo tanto, lacapacidad de almacenamiento de agua por el suelo puede ser manejada con lalabranza (Reichardt, 1985).

El dficit de agua en un suelo, se manifiesta cuando sta se convierte en factorlimitante para la evapotranspiracin. Cuando la demanda atmosfrica est exigiendoque la evapotranspiracin sea alta. Dos fenmenos se asocian con el dficit de aguaen el suelo: (a) cuando su capacidad de almacenamiento se ha visto disminuida poragotamiento y (b) cuando la velocidad de movimiento del agua en el suelo, es muchoms baja que la velocidad de movimiento que exige el sistema evapotranspirativo.Bajo ambas condiciones el agua se convierte en factor limitante, por ello, esnecesario que las acciones de labranza corrijan estas situaciones donde quiera queellas ocurran al aumentar la capacidad de almacenamiento de agua y laconductividad hidrulica no saturada del suelo (Amzquita, 1994).

5.3 Dficit de aire

El dficit de aire en el suelo se manifiesta donde quiera que en un lote se produzcainundacin. Tambin, cuando los valores de aireacin a capacidad de campo sean

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inferiores a 10% en la profundidad de desarrollo de las races. Bajo condiciones debaja aireacin o de inundacin, las races de los cultivos de secano no puedenabsorber ni agua ni nutrientes, por lo tanto hay una disminucin drstica de losrendimientos.

Condiciones de baja aireacin, pueden crearse por uso excesivo de la maquinariaagrcola, el cual puede conducir a una disminucin gradual de macroporos, cuyapresencia es indispensable para el movimiento del aire en el suelo.

El uso apropiado de la maquinaria agrcola en suelos con problemas de drenajerestringido, puede conducir al mejoramiento temporal o permanente de estacondicin, si se aplican las tcnicas razonables que conduzcan a mejorar laevacuacin de aguas sobrantes y a promocionar la aireacin.

5.4 Escorrenta y erosin

Grandes problemas de escorrenta y de erosin se producen en el trpico por el usoinadecuado de la maquinaria agrcola en las labores de preparacin de suelos.

La mayor cantidad de erosin que actualmente se produce es propiciada por elaflojamiento del suelo al inicio de la temporada lluviosa. Suelos recin preparados,por presentar terrones y agregados prcticamente sueltos, son muy susceptibles adejarse desmoronar por el impacto de las gotas y a dejarse acarrear por las aguasde escorrenta. Suelos que no son tocados por implementos de labranza presentanalta resistencia a la erosin, aunque propician la escorrenta. Es necesario por lotanto buscar una condicin de equilibrio entre infiltracin y escorrenta en suelossusceptibles a erosin, la cual se puede lograr con el uso apropiado de implementosde labranza.

El origen de los llamados sistemas conservacionistas, en los cuales el uso deresiduos superficiales y la poca manipulacin del suelo son condiciones necesarias,es una respuesta del hombre a la lucha contra la erosin y a la prdida de agua enforma de escorrenta.

6. Condiciones fsicas de los suelos de la Altillanura en relacin conlabranza

El principal problema a enfrentar en los suelos de la Altillanura de los Llanos (Typichaplustox isohiperthermic, kaolinitic) para su utilizacin en agricultura y en laproduccin de pastos, es su susceptibilidad a degradacin. Se entiende comodegradacin a la prdida de algunas cualidades fsicas, qumicas y biolgicas delsuelo por mala intervencin humana, los cuales se convierten en factores negativosde produccin y en el futuro afectarn la sostenibilidad agrcola.

Las principales propiedades fsicas de los suelos que son afectadas por sistemasinadecuados de labranza (intervencin humana) son aquellas que tienen que ver conel comportamiento volumtrico del suelo, tales como porosidad total y distribucin detamao de poros, propiedades ntimamente ligadas a la estructura del suelo. Por lo

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tanto, cualquier cambio en la distribucin de tamao de agregados, en la estabilidadestructural como consecuencia de la labranza, afecta la infiltracin, la capacidad dealmacenaje de agua por el suelo, la penetracin y crecimiento de las races, porafectar la distribucin de tamao de los poros. El sellamiento superficial producto deldesmoronamiento de los agregados y del desprendimiento y salpicadura departculas (Le Bissonnais, 1996), es otro gran problema en los Llanos que estasociado con labranza.

Los principales problemas de orden fsico que el autor ha observado y evaluado enel campo en suelos de los Llanos, son los siguientes:

- Sellamiento superficial- Encostramiento superficial- Alta densidad aparente- Adensamiento y endurecimiento del suelo en la poca seca- Compactacin- Baja velocidad de infiltracin- Baja estabilidad estructural- Pobre distribucin de tamao de poroso- Pobre continuidad en el espacio poroso- Poco espesor del horizonte "A"- Alta susceptibilidad a erosin (suelos recin preparados)- Alta produccin de escorrenta

Ante esta situacin y para el desarrollo de sistemas de labranza que tiendan a lasostenibilidad requiere: (a) entender los procesos de degradacin que actualmentese presentan en funcin de tiempo de uso, tipo de suelo y sistemas de manejo; (b)determinar las propiedades (fsicas, qumicas y biolgicas) del suelo que son msafectadas por las prcticas de manejo y determinar sus valores crticos paradiferentes cultivos; (c) desarrollar metodologas de campo y laboratorio que permitanevaluar en una forma realista las condiciones que limitan el buen desarrollo de loscultivos; y (d) desarrollar prcticas de manejo de suelos que conduzcan a susostenibilidad para anular los procesos degradativos.

En la Figura 1 se presentan los valores de resistencia a la penetracin en Oxisolesde Carimagua, bajo condiciones de sabana nativa y suelo cultivado con arroz. Lasevaluaciones se hicieron en tiempo de lluvias (Junio) con un penetrgrafo japons.Se observa que bajo la condicin de sabana nativa, los valores de penetrabilidad enlos primeros 5 cm de profundidad ya alcanzan niveles de alrededor de 3.0 kg.cm-2

que para las condiciones de suelo hmedo son valores altos (en la estacin seca elpenetrmetro no penetra). Los valores incrementan la profundidad indicando que enel perfil de muestreo, las races pueden sufrir restricciones en su crecimiento. Dehecho, bajo condiciones de campo el mayor porcentaje de races se concentra en losprimeros 0-2.5 cm 0-5.0 cm.

Bajo condiciones de monocultivo de arroz, en los primeros 0-5 cm ya se llega avalores de 6.0 kg.cm-2 que prcticamente duplican a los de sabana nativa para lamisma profundidad. Esto claramente demuestra que el sistema de labranza (rastra)

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que se ha dado al suelo, est incrementando los valores de penetrabilidad. Haciaabajo del perfil, entre 5 y 25 cm de profundidad, los valores permanecen ms omenos constantes indicando que se est formando una capa compactada.

En la Figura 2 se observa la influencia negativa que el aumento en el nmero depases de rastra (Hacienda Matazul - Typic haplustox isohiperthermic kaolinitic) tieneen los rendimientos de arroz. Prcticamente al pasar de dos a cuatro pases ya se haafectado la estructura y los rendimientos son menores. Si se reducen losrendimientos en arroz, que es un cultivo muy rstico en los requerimientos decondicin fsica de suelos, es de esperar que otras especies de cereales se veanms afectadas.

El uso creciente de pases de rastra, el sistema ms comn de preparacin de suelosen los Llanos, disminuye la densidad aparente en los primeros 5 a 10 cm deprofundidad, pero la aumenta a partir de estas profundidades, lo cual es indicativo deque el paso de las rastras a la misma profundidad est causando compactacin (piede rastra). El valor de este parmetro, bajo sabana nativa, es mayor (1.41 Mg.t-1)entre 0 y 5 cm que entre 5 y 10 cm (1.33 Mg.t-1) lo cual es indicativo de la presenciade una costra densa en la superficie (Tabla 1).

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0 2 4 6 8 10 12 14 16

Pro

fund

idad

(cm

)

0

10

20

30

40

50

60

70

kg/cm2

Sabana

y = -4.76 + 4.12 xr2 = 0.98

Fig. 1. Resistencia a la penetracin bajo condicin de arroz monocultivo en comparacin con sabana Ensayo Culticore-Carimagua / 97

kg/cm2

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Pro

fund

idad

(cm

)

0

10

20

30

40

50

60

70

Arroz monocultivo

y = -13.31 + 5.16 xr2 = 0.90

14

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Tabla 1. Influencia del nmero de pases de rastra en la densidad aparente adiferentes niveles de profundidad

Nmero de pases de rastraProfundidad

(cm)

Sabananativa

0 6 12 24

0-5 5-1010-2020-3030-5050-70

1.411.331.231.411.461.38

1.361.401.421.451.561.56

1.281.371.381.361.461.43

1.371.331.461.451.481.45

Los valores de infiltracin acumulada (Amzquita y Londoo, 1997) y de velocidadde infiltracin (Figuras 3 y 4) muestran que ella es baja. Por lo tanto la capacidad deaceptancia de agua lluvia es baja y los suelos pueden comportarse como suelossecos dentro de un clima hmedo. Bajo esta condicin es ms importante para lasuplencia de agua a los cultivos la frecuencia de cada de las lluvias, que lacapacidad de almacenamiento del agua en el suelo. Esta puede ser una de lasrazones por las cuales bajo sabana nativa se encuentran la mayora de las races enlos primeros 2 cm de suelo, porque a esa profundidad cada lluvia es capaz de mojarel suelo pero la baja infiltracin impide que el agua entre ms profundamente alsuelo.

La distribucin de tamao de agregados guarda relacin con la intensidad de uso dela labranza. En la Figura 5 se muestra el comportamiento de la distribucin detamao de agregados para diferentes intensidades de labranza (Amzquita et al.,1997). Lo ms notorio es que el D50 bajo sabana nativa (1.9 mm) ha disminuido a0.40 mm bajo monocultivo de arroz (uso intensivo de maquinaria). El D50 es eldimetro lmite por debajo o por encima del cual se presenta el 50% de losagregados.

El tamao de los agregados influye grandemente en la respuesta de los cultivos a lascondiciones que ese tamao de agregados produce en las condiciones del suelo. Enla Tabla 2 se observa que la Brachiaria respondi significativamente en produccinde materia seca, al tamao de los agregados en que se sembr. El mayor peso secose obtuvo cuando se sembr en agregados mayores de 4 mm y el menor cuandoellos fueron inferiores a 2 mm. Asimismo, el comportamiento del nitrgeno en elsuelo y en la planta se vio afectado por el tamao de los agregados (Melndez,1998).

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Dos Pases de Rastra - Profundidad 5 cm - Jun / 95

Tiempo (min)

0 20 40 60 80 100120140

La

m.

Acu

mu

lad

a (

mm

)

0

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30

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l. d

e I

nfil

tra

ci

n (

mm

/Hr)

0

10

20

30

40

50

60

datos de campo

datos estimados

vel. de infiltracin

Dos Pases de Rastra - Profundidad 0 cm - Jun / 95

Tiempo (min)

0 20 40 60 80 100120140

La

m.

Acu

mu

lad

a (

mm

)

0

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20

30

40

50

60

Ve

l. d

e I

nfil

tra

ci

n(m

m/H

r)

0

10

20

30

40

50

60

Datos de campo

datos estimados

vel. de infiltracin

i = 3.895 t 0.5 + 0.054 tr2 = 0.98

di/dt = 1.948 * t-0.5

+ 0.054

r2= 0.98

di/dt = 1.155 * t -0.5

+ 0.031

r2

= 0.98

i= 2.303 * t0.5

+ 0.031 * t

r2= 0.98

Fig. 3. Infiltracin acumulada y velocidad de infiltracin en ensayos de Matazul

17

Cuatro Pases de Rastra - Profundidad 0 cm - Jun / 95

Tiempo (min)

0 20 40 60 80 100120140

Lam

. A

cum

ulad

a (m

m)

0

5

10

15

20

25

30

35

Vel

. de

infil

trac

in

(mm

/Hr)

0

10

20

30

40

50

60

Cuatro Pases de Rastra - Profundidad 5 cm - Jun / 95

Tiempo (min)

0 20 40 60 80 100120140

Lam

. Acu

mul

ada

(mm

)

0

5

10

15

20

25 V

el. d

e In

filtr

aci

n (m

m/H

r)

0

10

20

30

40

50

60 Datos de campo Datos estimados

Vel. de infiltracin

i= - 0.179 t 0.5

+ 0.264 t

r2= 0.98

di/dt = 0.967 t-0.5

+ 0.264

r2= 0.98

i= 1.933 t0.5

+ 0.009 t

r2= 0.94

di/dt = 0.967 t2

+ 0.009

r2= 0.94

Fig. 4 Infiltracin acumulada y velocidad de infiltracin en ensayo de labranza en Matazul.

Datos de campo Datos estimados

Vel. de infiltracin

18

Tabla 2. Produccin de biomasa y absorcin por Brachiaria en diferentestamaos de agregados

Tamao de agregado(mm)

Peso seco(g)

N absorcin(g/pot)

N en el suelo(g/g)

>44-2

19

Fig. 5. Comportamiento del D-50 en agregados superficiales de varios tratamientos de uso y manejo de suelos.

Diametro equivalente (mm)

0.010.1110

(%)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Asociado (R./Arr.)

Puro (R./Trad.)

Puro (S.R.)

Sabana

A) Matazul

Diametro Equivalente (mm)

0.010.1110

(%)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

B) Primavera

20

La disminucin en el volumen de macroporos, por efecto de un uso no apropiado alas condiciones del suelo, disminuye todos los flujos que tienen que ver con agua yaire en el suelo, afectando negativamente la conductividad hidrulica, la infiltracin yla permeabilidad del aire. Tambin se afectan otras propiedades como resistenciatangencial al corte y penetrabilidad, las cuales aumentan sus valores.

8. Hacia la creacin de una capa arable para obtener suelos sostenibles enel Llano

La actual condicin fsica de los suelos del Llano, especialmente la de Altillanura,muestra que las labores de preparacin de suelos deber enfocarse hacia lacreacin de una "capa arable". Se entiende en el contexto de este artculo comocapa arable a aquella capa superficial de suelo planificada y obtenida por el hombrecon el fin de obtener un suelo que no presente limitantes fsicas, qumicas nibiolgicas para el desarrollo normal de las races de los cultivos y que sea estable atravs del tiempo. La profundidad de sta puede variar entre 0-15 cm para pastos, 0-25 cm para cereales y leguminosas y 0-40 cm para cultivos permanentes.

Si en el Llano no se maneja el concepto de desarrollo de una capa arable los suelosse seguirn degradando y se harn cada vez ms improductivos. La Figura 7

21

presentan los conceptos involucrados en el desarrollo o creacin de esa capa arable.Mediante la combinacin de una labranza que tienda a corregir los limitantes fsicosdel suelo, de un buen uso y manejo de enmiendas y de fertilizantes que corrijan lacondicin qumica hasta la profundidad deseada y del uso de prcticas de manejo deabonos orgnicos, abonos verdes y residuos vegetales que propicien la formacin debioestructura es posible formar una capa arable y sobre ella una agriculturasostenible.

En un suelo que presenta diferentes limitantes, que han sido corregidos, ya sepueden hacer labranzas de tipo conservacionista, para mantener la condicin de altaproductividad alcanzada. Si en los suelos de los Llanos no se hacen las correccionesque requieren, cualquier sistema de labranza conservacionista que se use, ser unfracaso porque ellos actualmente no poseen las condiciones requeridas parapropiciar un buen crecimiento de las races de los cultivos que se establezcan. Si sepresentan fracasos en la respuesta a la utilizacin de sistemas de labranzaconservacionista, se corre el riesgo de que una prctica que sobre suelos yacorregidos puede conducirlos a sostenibilidad, sea rechazada por los productorespor ineficiente.

El concepto de transformacin de suelos sin capa arable a suelos con capa arable,se esquematiza en la Figura 8. En ella se muestra cmo a travs del tiempo, esposible ir haciendo correcciones al suelo mediante prcticas de mejoramiento fsico,qumico y biolgico para conseguir un suelo superficial (sin limitaciones). Dentro delos conceptos de mejoramiento del suelo deben considerarse todas aquellasprcticas que conduzcan a aumentar el contenido de materia lignificada (formadorade estructura) dentro y sobre la superficie del suelo, aprovechando que ya se hanseleccionado materiales genticos capaces de crecer en las condiciones adversas

22

de acidez que presentan los suelos del Llano. Como sistemas de produccin tilespara la obtencin de capas arables, cabe mencionar el uso de abonos verdes, parallevar la fertilidad del suelo; el uso de programas de rotacin de cultivos y el usoobligatorio de sistemas agropastoriles para utilizar los beneficios que los pastosbrindan a los suelos como formadores o propiciadores de bioestructura.

S U E L O S S I NC A P A A R A B L E

S U E L O S C O NC A P A A R A B L E

T I E M P O

P r c t i c a s d e m e j o r a m i e n t oF s ico , Q u m i c o y B i o l g i c odel s u e l o , h a s t a unap r o f u n d i d a d d e 1 5 a 3 0 c m

Fig . 8 . C o n s t r u c c i n d e u n a C a p a A r a b l e .

Para el caso de los Llanos se definirn a continuacin los objetivos que debenperseguirse desde los puntos fsico, qumico y biolgico para desarrollar suelossostenibles.

Mejoramiento fsico: se debe mejorar la condicin de alta densidad aparente y dealta resistencia a la penetracin de los suelos mediante el uso de implementos delabranza vertical (cinceles y subsolado superficial hasta 35 o 40 cm) que permitan elrompimiento del suelo en profundidad. Los cinceles ideales para este propsito sonlos rgidos que son capaces de romper suelos que ofrecen alta resistencia alfraccionamiento. Quien usa cinceles debe considerar que suelos muy adensados ocompactados se deben empezar a trabajar primero superficialmente y luego s amayor profundidad hasta lograr la profundidad requerida. Si sto no se hace serompe el tractor o el implemento.

Una vez que se ha aflojado el suelo, es necesario "fijar" o "mantener" eseaflojamiento mediante la siembra de pastos o de cultivos de buen sistema radical omediante la adicin de tamos fragmentados, que mantengan la condicin logradacon la labranza. Labranzas verticales "fijadas" por un perodo de tres a cinco aosarrojarn un suelo diferente, sobre el cual se pueden realizar sistemas de labranzaconservacionista.

Mejoramiento qumico: el mejoramiento qumico debe incluir el uso de enmiendashasta la profundidad a la cual se laboree el suelo y no slo hasta 10 cm comoactualmente se hace, en la cantidad que lo determine el anlisis del suelo y con loscorrectivos que sean necesarios.

23

Se debe tambin adicionar al suelo los nutrientes necesarios para obtener buenosrendimientos, ya que sto garantiza la formacin de una buena cantidad de biomasaexterna e interna (races) que a la vez actuar como correctivo del suelo.

Mejoramiento biolgico: para el mejoramiento biolgico del suelo se sugiere: (a)elevan el contenido de materia orgnica, mediante la promocin de races y laincorporacin de residuos; (b) incrementan la estabilidad de los agregados mediantela incorporacin de materiales orgnicos lignificados y fragmentados (2-3 cm); (c)propiciar el incremento del reciclaje superficial de nutrientes a travs del uso delmulch; y (d) propiciar el uso de plantas de races profundas para mejorar la condicinestructural del suelo en profundidad. Rao et al. (1996) ha estudiado la distribucin deraces de pasto en suelos de la Altillanura.

Actualmente se llevan a cabo ensayos de campo encaminados a la formacin de"capas arables" o de "perfil cultural". La Tabla 3 muestra algunos de los resultadosque hasta ahora se han obtenido. En ella se muestran los cambios de porosidad totalobtenidos cuando se pretende conseguir una capa arable por medios biolgicos(leguminosa, pasto y pasto-leguminosa) y fsicos (cincel 1, cincel 2, cincel 3 - losnmeros representan la cantidad de pases paralelos que se dan).

Tabla 3. Cambios en la porosidad total (%) como respuesta a los diferentestratamientos y usos del suelo

TratamientoBiolgico

Tratamiento Qumicoy FsicoProfundidad

(cm)TestigoSabana Legum Pasto Pasto

+ LegQ1 Q2 Q3

0-1010-2020-3030-40

34.034.029.628.8

37.837.035.034.6

44.839.032.329.5

41.742.130.828.0

44.437.133.531.4

46.342.534.236.8

48.640.535.031.8

Las siguientes observaciones merecen destacarse: (a) bajo sabana nativa laporosidad total es baja, no apta para produccin agrcola; (b) el uso de agentesbiolgicos ha mejorado la condicin de porosidad total hasta 30 cm de profundidad,pero especialmente lo ha hecho la combinacin pasto-leguminosa, y (c) elmejoramiento fsico con cincel ha mejorado la porosidad total hasta llevarla a valoresmuy buenos para produccin agrcola. Ese mejoramiento ha sido funcin del nmerode pases y es mejor cuando se hacen tres pases.

El uso de los conceptos presentados satisfacen las recomendaciones de Spoor(1975) y de Soane y Pidgeon (1974) en el sentido de que la labranza no deberadefinirse en trminos, de los implementos usados, sino ms bien por los cambios enlas condiciones fsicas del suelo, que ellos producen. Glinski y Lipiec (1990) han

24

hecho una buena recopilacin de la influencia de las propiedades fsicas de loscultivos.

AgradecimientoEl autor expresa sus agradecimientos al CIAT y a COLCIENCIAS sin cuyo apoyo nohubieran podido realizarse las investigaciones que aqu se comentan y no hubierapodido darse claridad a los nuevos conceptos que de ellas han emanado. Asimismoagradece la colaboracin brindada por la Universidad del Llano y por CORPOICA.

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Biografa

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