Efecto de la mecanización con diferentes implementos ...
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1 Efecto de la mecanización con diferentes implementos agrícolas sobre la descompactación en suelos dedicados al cultivo de sandía (Citrullus lanatus). Jesenia Pamela Zúñiga Concepción. TESIS PARA OPTAR AL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERA AGRÓNOMA CON EL GRADO DE LICENCIADA EN AGRONOMÍA. UNIVERSIDAD DE COSTA RICA FACULTAD DE CIENCIAS AGROALIMENTARIAS ESCUELA DE AGRONOMÍA 2018
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Efecto de la mecanización con diferentes implementos agrícolas sobre la
descompactación en suelos dedicados al cultivo de sandía (Citrullus lanatus).
Jesenia Pamela Zúñiga Concepción.
TESIS PARA OPTAR AL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERA AGRÓNOMA CON EL GRADO DE LICENCIADA EN AGRONOMÍA.
UNIVERSIDAD DE COSTA RICA
FACULTAD DE CIENCIAS AGROALIMENTARIAS
ESCUELA DE AGRONOMÍA
2018
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Efecto de la mecanización con diferentes implementos agrícolas sobre la
descompactación en suelos dedicados al cultivo de sandía (Citrullus lanatus).
Jesenia Pamela Zúñiga Concepción.
TESIS PARA OPTAR AL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERA AGRÓNOMA CON EL GRADO DE LICENCIADA EN AGRONOMÍA.
________________________________ Rafael Ángel Mata Chinchilla, M.Sc. Director de tesis _________________________________ Mario Villatoro Sánchez, Dr. Miembro del tribunal _________________________________ Donald Vásquez Pacheco, M.Sc. Miembro del tribunal _________________________________ Jorge Leiva Sanabria, Ph.D. Miembro del tribunal _________________________________ Luis Gómez Alpízar, Dr. Director de escuela _________________________________ Jesenia Pamela Zúñiga Concepción, Bach. Sustentante
2018
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Dedicatoria
Dedico esta tesis a Dios (JC), por hacerme participe de su plan, a mis
padres: Juan Zuñiga, Jeanneth Concepción y a mis hermanas Adriana, Karina y
Michelle.
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Agradecimientos
Aprovecho este espacio para expresar y manifestar el más profundo
agradecimiento a Dios y todas aquellas personas que de una u otra forma me
apoyaron.
Hago una mención especial al profesor Rafael Ángel Mata Chinchilla por
su apoyo incondicional, su confianza brindada, pero sobre todo, su tono humano–
respetuoso, gracias por ejercer tan bella profesión y sembrar siempre
conocimiento, cabe mencionar que la Facultad de Ciencias Agroalimentarias no
hubiese sido lo mismo sin usted, sin duda me permitirá llevar un sello de la
calidad humana y profesional de su persona en mí, gracias Rafa ha sido una
excelente experiencia trabajar a su lado.
A cada uno de los miembros del comité asesor y revisor: Al Ph.D. Jorge
Armando Leiva, por su colaboración aportando nuevas ideas en el trabajo. Al Dr.
Mario Villatoro por el apoyo brindado y por la revisión del documento, a Donald
Vásquez por la ayuda y disposición a colaborar en todo momento.
Al Ing. Oldemar Vargas Gutiérrez por su capacidad de reinventarse,
volviéndose un pilar fundamental tanto en la parte practica como teórica en este
trabajo, por su paciencia, su esfuerzo y sus motivaciones.
Al Ing. Ronald Chávez Corea porque ayudo con sudor y sangre en este
proyecto.
Extiendo un agradecimiento a la agencia de extensión del Ministerio de
Agricultura y Ganadería (MAG) de San Mateo por toda la colaboración en especial
al Ing. Carlos Barboza y a la Comisión Asesora sobre Degradación de Tierras
(CADETI), por el apoyo financiero.
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Al señor Francisco Matamoros agricultor, que siempre se dispuso con muy
buena actitud a colaborar y aportar información de la zona y el cultivo.
Al Laboratorio de Recursos Naturales del Centro de Investigaciones
Agronómicas de la Universidad de Costa Rica por la colaboración brindada en los
análisis físicos de suelo y préstamo de equipo y a cada uno de los asistentes que
colaboraron en la giras de campo.
A don Juan M. a doña Karla R. y por supuesto a Esmeralda R. por sus
enseñanzas durante la infancia, adolescencia y en el presente, indudablemente
establecieron las bases para lograr lo alcanzado. Gracias los llevo en mi corazón.
Y como no agradecerle a los que alegraron mis días, Lennin, Allison y
Emily. Gracias por llegar en el momento justo.
A todos aquellos lectores por su interés sobre todo en esta área amada: La
Ciencia de Suelo.
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Índice
Índice de cuadros .................................................................................................... 8
Índice de figuras .................................................................................................... 10
Índice de anexos ................................................................................................... 13
1. Resumen ........................................................................................................ 14
2. Introducción .................................................................................................... 15
3. Objetivo general .............................................................................................. 17
3.1 Objetivos específicos ..................................................................................... 18
4. Marco teórico ..................................................................................................... 18
4.1 El cultivo de sandía (Citrullus lanatus) ......................................................... 18
4.2 Suelos y compactación ................................................................................ 19
4.3 Datos climáticos ........................................................................................... 20
4.4 Zona de vida: ............................................................................................... 21
4.5 Geología y geomorfología ............................................................................ 21
4.6 Fisiografía .................................................................................................... 21
4.7 Relieve ......................................................................................................... 22
4.8 Hidrología y drenaje ..................................................................................... 22
4.9 Uso actual de tierras .................................................................................... 22
4.11 Compactación ............................................................................................ 23
4.12 Equipos de descompactación ............................................................... 24
4.12.1 El subsolador ....................................................................................... 24
4.12.2 El arado de cinceles ............................................................................. 25
4.12.3 Descompactador .................................................................................. 25
4.13 Indicadores de compactación..................................................................... 26
4.14 Agua en el suelo ........................................................................................ 26
4.16 Resistencia a la penetración ...................................................................... 28
4.18 Infiltración ................................................................................................... 29
4.19 Rendimiento ............................................................................................... 31
5 Metodología .................................................................................................... 31
5.1 Sitio experimental y muestreo de suelos. ..................................................... 31
5.3 Diseño de experimental ............................................................................... 33
5.4 Tratamientos ................................................................................................ 34
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5.5 Preparación del terreno ................................................................................ 36
5.6 Parámetros físicos ....................................................................................... 37
5.7Siembra y determinación del rendimiento por hectárea. ............................... 40
5.8 Análisis estadísticos. .................................................................................... 43
6. Resultados y discusión ................................................................................... 44
6.1 Curva de retención de humedad .................................................................. 44
6.2 Descripción y clasificación del suelo ............................................................ 46
6.2.1 Descripción morfológica del perfil modal. .............................................. 47
6.2.2 Descripción del perfil: ............................................................................. 48
7.3 Mediciones de variables físicas del suelo en los tratamientos ..................... 51
6.3.1 Densidad aparente, densidad de partículas y porosidad: ...................... 51
6.3.2 Humedad gravimétrica ........................................................................... 54
6.3.3 Conductividad hidráulica ........................................................................ 55
6.3.4 Resistencia a la penetración .............................................................. 56
6.3.5 Infiltración .............................................................................................. 61
6.4 Rendimiento ................................................................................................. 64
7. Conclusiones. ................................................................................................. 66
8. Recomendaciones. ............................................................................................ 67
9. Bibliografía ....................................................................................................... 68
11. Anexos ............................................................................................................ 77
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Índice de cuadros
Cuadro Nombre Pagina
1
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5
6
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8
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Clases de conductividad hidráulica saturada.
Componentes de la formula de infiltración hidráulica
saturada.
Metodologías de análisis químicos de suelos.
Metodologías de análisis físicos de suelos.
Valores de la curva de retención y humedad gravimétrica
previa a la preparación de terreno.
Análisis químico y físico del laboratorio para la
caracterización taxonómica de pedón modal
Fertilidad disponible en el horizonte Ap y Bt del pedón
modal.
Porcentaje de porosidad total por cada tratamiento una vez
aplicados con su respectivo valor transformado a Log 10.
Contenido de humedad gravimétrica a 4 distintas
profundidades, con sensores de humedad (ICT Soil Misture
Meter)durante el día de las mediciones de resistencia a la
penetración.
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Conductividad hidráulica de campo (kfs) medida en campo
para cada tratamiento.
Influencia de cada componente en la medida de infiltración.
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Índice de figuras
Figura Nombre Pagina
1
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Ubicación del sitio de estudio (Jesús María de San Mateo) en
el territorio nacional.
Precipitación promedio por mes durante el año 2017.
Temperatura promedio, máxima y mínima durante el año
2017.
Paisaje del lugar de estudio donde se puede observar la
siembra de sandía. Jesús María, San Mateo, Alajuela
Observaciones con barreno y muestreo para densidad
aparente y retención de humedad, Jesús María, San Mateo,
Alajuela.
Distribución de tratamientos en el área de estudio.
Subsolador utilizado a 20 y 40 cm de profundidad. Jesús
María, San Mateo, Alajuela
Arado cincel utilizado a 20 cm de profundidad, Jesús María, San Mateo, Alajuela.
Descompactador a 30 cm, Jesús María, San Mateo, Alajuela.
Arado de discos a 20 cm (Testigo), Jesús María, San Mateo,
Alajuela.
Sensores de humedad establecidos en el campo 4 diferentes
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profundidades 15, 30,45 y 55 cm. Jesús María, San Mateo,
Alajuela.
Penetrómetro Eijkelkamp® 06.01, utilizado para medir la
resistencia a la penetración. Jesús María, San Mateo,
Alajuela.
Relación de la masa seca de suelo y volumen en cm3 de la
muestra de densidad aparente (Da (ρa) = m/v).
Curva de retención de humedad en los primeros dos
horizontes Ap y Btd1 del perfil modal en el sitio de estudio.
Perfil modal del sitio de estudio Ustic Haplohumults. Jesús
María, San Mateo, Alajuela. Coordenadas: N=09,95070 y
W=084,59200
Densidad aparente (g cm-3) por tratamiento después de pasar
el implemento. (Medias con una letra común no son
significativamente diferentes) (p > 0,05).
Densidades de partículas de los diferentes tratamientos en g
cm-3. (Medias con una letra común no son significativamente
diferentes) (p > 0,05).
Porosidad total transformada por Log 10 una vez pasados los
implementos correspondientes a cada tratamiento. (Medias
con una letra común no son significativamente diferentes) (p
> 0,05).
% Humedad gravimétrica una vez pasados los de los
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diferentes tratamientos en g cm-3 (Medias con una letra
común no son significativamente diferentes) (p > 0,05).
Conductividad hidráulica obtenida según cada tratamiento
(Medias con una letra común no son significativamente
diferentes) (p > 0,05).
Resistencia a la penetración (MPa) en función de la
profundidad del suelo con los tratamientos de Subsolador a
40 cm y 20 cm, arado cincel, descompactador y el testigo
(arado de discos), en Jesús María, San Mateo, Alajuela.
Resistencia a la penetración en función de los tratamientos de mecanización. (Medias con una letra diferente son significativamente diferentes (p < 0,05).
Resistencia a la penetración de cada tratamiento a diferente
profundidad A) 0-5, B) 5-10, C) 10-15, D) 15-20, E) 20-25 y F)
25-30 cm.
Ranking de conductividad hidráulica de campo para cada tratamiento analizado con la prueba Kruskal-Wallis.
Rendimiento de sandía variedad Quekzali, obtenido por cada
tratamiento representado en ton ha-1.
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Índice de anexos
Anexo Nombre Página
1
2
3
4
5
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Planilla de campo para la descripción de suelos.
Análisis químico para la fertilidad del suelo.
Análisis químico para la clasificación del suelo (A, B y C).
Análisis de físico para la clasificación de suelo y curva de
retención de humedad(A, B y C).
Análisis estadísticos (A, B, C).
Límites de confianza para las varias de resistencia a la penetración por tratamiento. Porcentaje de contribución de cada componente en la kfs.
Categorías de estructura y textura del suelo para la
estimación del sitio de α *(Adaptado de Elrick et al. 1989).
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1. Resumen
La descompactación mecánica puede mejorar las condiciones físicas de suelos
por lo que el objetivo general del presente trabajo fue: Evaluar en campo y
seleccionar el equipo agrícola (descompactador, subsolador, arado cincel, arado
de disco) que mejor actúe sobre la descompactación en suelos dedicados al
cultivo de sandía (Citrullus lanatus) híbrido Quekzali, por medio de indicadores
físicos de suelo y rendimiento del cultivo.
El sitio de estudio se escogió debido a que existen referencias de
compactación en la parcela y baja productividad en el cultivo de sandía. Este
ensayo se llevó a cabo en la localidad de Jesús María, San Mateo Orotina, en un
sistema de producción de sandía en un suelo clasificado como Ultisol.
No se obtuvieron diferencias significativas (p<0,05) entre los parámetros de
densidad, aparente, densidad de partículas, humedad gravimétrica y conductividad
hidráulica entre los diferentes tratamientos ni el testigo que, consistió en la
preparación efectuada por los productores de la zona (arado de discos y
posteriormente un alomillador).
Con el tratamiento de subsolador a 40 cm de peofundidad se encontró un
efecto importante en la resistencia a la penetración, la infiltración y el rendimiento
del cultivo evaluado, duplicando este último parámetro con respecto al testigo.
15
2. Introducción
El suelo es un ecosistema complejo y dinámico, está sometido a contantes
modificaciones incluyendo la manipulación antrópica y cuando se le da un uso
irracional adquieren preponderancia una serie de procesos que conducen a su
degradación (Cabildo y Cornago 2013). La degradación de un suelo se da por la
pérdida de propiedades químicas, físicas, biológicas y minerales.
La principal degradación causada por la agricultura es la compactación, la
cual altera directamente las propiedades físicas del suelo; esto se debe a que las
partículas sólidas se obligan a acercarse, expulsando así el aire y reduciendo el
volumen poroso (Blight y Simmons 2012).
El efecto que tiene la preparación de los suelos sobre las propiedades
físicas, puede ser benéfico o perjudicial, de acuerdo a las condiciones en que se
encuentre en el momento de la preparación.
También tiene efectos indirectos sobre la productividad, debido a que
induce a un aumento de la erosión, con la consecuente pérdida del horizonte
superficial y sus efectos negativos como pérdida de estructura, cambios en la biota
por causa de anoxia en el suelo y pérdida de materia orgánica (Schweizer 1998).
Existe relación entre compactación, erosión e inundación debido a que la
compactación del suelo y del subsuelo reduce la capacidad de infiltración de agua
y aumenta la escorrentía (Van den Akker y Hoogland 2011).
En la zona de estudio, en el distrito Jesús María; además de la
compactación existe otros problemas asociados a esta, como la pérdida de agua
por escorrentía, la cual ha sido reportada en 54,3 L s-1km-2, mientras que un
porcentaje muy bajo de agua se infiltra y llega a los acuíferos (UNESCO et al.
2007).
Sumado a esto hay pérdida del horizonte superficial por erosión del suelo,
donde se encuentra la mayor concentración de nutrimentos. Según Molina (2015),
existe evidencia de erosión en cárcavas y surcos en los suelos cafetaleros de la
16
zona alta de la cuenca Jesús María, por lo que en la parte baja de la misma ocurre
el proceso contrario que es la acumulación de sedimentos.
La compactación, limita el desarrollo y crecimiento de las raíces, provoca en
aquellas que logran penetrar deformaciones, estrangulaciones y otras anomalías
morfológicas que alteran el sistema de conducción hacia la parte aérea de las
plantas. Con base en lo anterior se puede deducir que los suelos compactados
son menos productivos (Richmond y Rillo 2006).
Existen diferentes implementos agrícolas diseñados para realizar la tarea
de descompactar los suelos, entre ellos están: el subsolador, el arado de cincel y
el arado de discos.
El uso de este tipo de maquinaria no siempre es el adecuado. Por ejemplo,
no se toma en cuenta el grado de humedad del suelo, cuando se realiza la
descompactación o subsolado, dando como resultado la persistencia del problema
de compactación o incluso aumentándola (Alvarado 2004).
La mayoría de los cultivos requieren suelos bien preparados ysi esta se
lleva a cabo correctamente los costos serán rentables, porque las actividades
posteriores a la preparación serán más fáciles y el rendimiento será mayor
(Alvarado 2004).
En este trabajo se hizo hincapié en las propiedades físicas del suelo y su
modificación luego de la descompactación de los suelos dedicados al cultivo de
sandía por un período mayor a 10 años. En la zona el rendimiento está por debajo
de la producción promedio (entre 12 a 20 ton ha-1) debido al tipo de manejo
rudimentario y a la falta de recursos tecnológicos, capacitación e investigación en
la zona, dando como resultado una baja producción. Otra limitante importante y en
la que hay evidencia es la compactación de los suelos y con ello su degradación.
En el siguiente trabajo se probó cuatro de estos implementos de
mecanización agrícola o aperos, en la preparación de suelos para el cultivo de
17
sandía, y así evaluar cuál de ellos, fue más efectivo para descompactar. La
evaluación de los resultados se hará por medio de propiedades físicas como la
resistencia a la penetración, la densidad aparente, la conductividad hidráulica, la
infiltración y del rendimiento del cultivo de sandía. (Citrullus lanatus) híbrido
Quekzali. Estos parámetros son sugeridos por varios autores para evaluar la
compactación de un suelo (Wang et al. 2016).
Figura 1. Ubicación del sitio de estudio (Jesús María de San Mateo) en el
territorio nacional.
3. Objetivo general
Seleccionar el equipo agrícola (descompactador, subsolador, arado cincel,
arado de disco) que mejor actúa sobre la descompactación en suelos dedicados al
cultivo de sandía, por medio de indicadores físicos de suelo y rendimiento del
cultivo.
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3.1 Objetivos específicos
-Identificar el equipo más eficiente para disminuir la resistencia a la penetración,
disminuir densidad aparente, aumentar la velocidad de infiltración y la
conductividad hidráulica en un Ultisol cultivado con sandia en el distrito de Jesús
María, cantón de San Mateo, provincia de Alajuela.
-Determinar el efecto de la labranza de cada equipo agrícola (descompactador,
subsoladora 40 cm, subsolador a 20 cm, arado cincel), en el rendimiento del
cultivo de sandía (Citrullus lanatus).
4. Marco teórico
4.1 El cultivo de sandía (Citrullus lanatus)
El cultivo de sandía es una de las actividades agropecuarias más
importantes en el distrito de Jesús María, junto con la producción de melón y otras
frutas. Según el INEC (2014), la extensión total sembrada en Costa Rica con
sandía es de 2357 ha, de las cuales 321 están ubicadas en la provincia de
Alajuela.
En la zona se reportan dos rendimientos dependiendo de la época en que
se siembre, ya que el periodo de siembra de mayo a julio rinde aproximadamente
18ton ha-1, de septiembre a noviembre los rendimientos son de 12 ton ha-1.
El tiempo en que se realizó el ensayo coincidió con la época de septiembre
a noviembre. Para el año 2002 se reportaron rendimientos del cultivo de sandía
asociados a mucuna y barbecho de 31,6 ton ha-1 y 28,6 ton ha-1respectivamente
(Alpizar & Barboza 2004).
El cultivo de sandía necesita una gran cantidad de agua para formar el
fruto, pues se debe recordar que su composición alcanza cerca del 93% de agua,
por lo que el rendimiento de la cosecha depende en gran parte de la humedad
disponible en el terreno (Reche 1988).
El déficit de agua durante el período de establecimiento en los cultivos
retrasa el desarrollo y produce una planta menos vigorosa. Cuando tiene lugar un
19
déficit de agua durante el período vegetativo inicial, se produce menos superficie
foliar, lo que ocasiona una reducción de rendimiento (González 2011).
4.2 Suelos y compactación
En el distrito el Jesús María se han encontrado algunos suelos clasificados
como Andic Haplohumults (Camacho et al. 2015). De acuerdo con el Mapa de
Suelos de Costa Rica los suelos de este distrito se clasifican como Ustults, estos
suelos están muy meteorizados, con baja a moderada fertilidad, de textura
arcillosa y pasan secos más de tres meses al año (Mata et al. 2014).
Según el extensionista del MAG destacado en la zona, existe un problema
de compactación en estos suelos, que se evidencia a través del escurrimiento
superficial del agua y problemas de drenaje en las zonas de producción agrícola,
lo que provoca una disminución en el rendimiento de los cultivos y muy
particularmente en el cultivo de sandía, además se ha observado un aumento en
los costos de producción, lo cual se ha asociado a este problema1.
Por su ubicación geográfica, esta zona pertenece a la parte media de la
cuenca del río Jesús María, la cual ha sido considerada una de las más
degradadas de Costa Rica, con problemas asociados a erosión, sedimentación y
disminución del recurso hídrico (Alpízar y Barboza 2004).
Algunos de estos problemas se pueden asociar en general, al aumento de
la población humana, labranza agrícola inadecuada, el uso de nuevas máquinas
para llevar a cabo las tareas agrícolas, generalmente más grandes y eficientes.
Desde el punto de vista del suelo, el resultado ha sido un aumento significativo en
las cargas de los ejes, que no siempre corresponde con las reducciones en las
presiones de contacto con el suelo, para prevenir o minimizar la compactación
(van den Akker y Hoogland 2011).
También el sobre-pastoreo y la carga animal (excesiva) en terrenos
destinados a la ganadería, tienen como consecuencia la reducción de la
macroporosidad del suelo, la conductividad hidráulica, la tasa de transferencia de
1 Barboza, C. 7 abr. 2017. Evidencia de compactación en suelos destinados al cultivo de sandía en el
distrito de San Mateo (entrevista). San Mateo, Costa Rica, MAG
20
nutrientes y finalmente limita el crecimiento y desarrollo de los cultivos (Wang
et al. 2016), degradando paulatinamente los suelos y sus características
hidropedológicas, como disminución de la infiltración y aumento de escorrentía.
4.3 Datos climáticos
La temperatura promedio anual del distrito Jesús María es de 27°C y
presenta precipitaciones medias de 2.490 milímetros anuales (Figuras 2 y 3) que
corresponden al denominado régimen de precipitación del Pacífico, con 2 periodos
definidos, la estación lluviosa y la estación seca (Solano y Villalobos 2012).
Según datos encontrados en el balance hídrico superficial de Costa Rica del
2007, es importante destacar que la mayor parte de la precipitación anual, se
pierde por escorrentía, por lo que, se estima que existe relativamente poca
infiltración de agua hacia los acuíferos, lo que quiere decir que del agua que
precipita muy poca se aporta al acuífero.
Figura 2. Precipitación promedio por mes durante el año 2017.
0
100
200
300
400
500
600
700
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
Pre
cip
itac
ión
(m
m)
Precipitación(mm)
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Figura 3.Temperatura promedio, máxima y mínima durante el año 2017.
4.4 Zona de vida:
En la zona de vida Bosque tropical húmedo, la precipitación anual varía
entre 1 800 a 4 000 mm, destaca su alta temperatura. En esta zona de vida la
estación seca varía de un lugar a otro, siendo entre 0 a 5 meses de duración
(Bolaños et al, 2005). Las tierras bajas (llanuras costeras) de la zona norte y
Caribe, junto con las del centro y sur del Pacífico son sus ubicaciones principales,
pero hay muchas áreas fragmentadas a lo largo del país. El sitio se ubicó con
ayuda del mapa de zonas de vida del Atlas 2014.
4.5 Geología y geomorfología
Lahares e ignimbritas del cuaternario temprano, seguido de erupciones de
lavas basálticas en el cuaternario tardío (Alvarado, 2011).
4.6 Fisiografía
Fisiográficamente se sitúa en llanuras del Pacifico Central, en terrenos
propicios para la agricultura que están conformados por lahares y cenizas
volcánicas que han sido muy erosionadas. Estos lahares contienen fragmentos
de roca volcánica en una matriz arcillosa, también presentan piedras alineadas
producto de la erosión en las pendientes de un volcán.
2021222324252627282930
Tem
pe
ratu
ra °
C
Promedio
Maxima
Minima
22
4.7 Relieve
El relieve en este paisaje es plano de 0 a 3% de pendiente, como resultado
de las llanuras laharicas del Pacifico Central.
4.8 Hidrología y drenaje
El área de estudio se encuentra ubicada en la vertiente del Pacífico, en la
parte media de la cuenca del Río Jesús María. Actualmente, se dice que es una
de las más degradadas de país, ya que se ha encontrado alta evidencia de
erosión debido a actividades agrícolas en la parte alta de la cuenca (Molina, 2015).
4.9 Uso actual de tierras
El uso actual en el área de estudio corresponde con el cultivo convencional
de sandía por un período mayor a 10 años.
4.10 Mecanización
Según Alvarado (2004), durante la mecanización de áreas agrícolas se
produce el deterioro de los suelos por el uso inadecuado de las herramientas, y
algunos de los errores que se cometen en el momento de la labranza son:
1. El uso de implementos o aperos inapropiados para las condiciones del terreno y
el tipo de cultivo por establecer.
2. La mala escogencia de las épocas en que se realizan la pre labranza y la
labranza primaria.
3. La falta de uso de técnicas de conservación de suelos, sobre todo en terrenos
susceptibles a la erosión hídrica.
4. La mecanización de terrenos que no son aptos para la agricultura mecanizada.
La labranza convencional aumenta la porosidad total de los suelos, pero
rompe la continuidad del sistema poroso natural, particularmente cuando el
implemento rompe el suelo. Esto se refleja en la perdida de infiltración a pesar de
tener una mayor porosidad total (Hernández& Parra 1993).
23
4.11 Compactación
La compactación de suelo es la responsable de un 4% (63.8 millones de
hectáreas) de la degradación antropogénica del suelo (Oldeman et al.1991). El
término de compactación de suelo se refiere a un aumento en su densidad, por
disminución de volumen total debido a fuerzas externas (Koolen, y Kuipers, 1983).
La compactación es provocada por la combinación del deterioro gradual en los
niveles de materia orgánica, de actividad biológica y por labores mecánicas de
cultivo y tráfico de maquinara (Plá Sentis 1993).
Se presenta un aumento de la densidad aparente y una disminución de la
porosidad total, y estos cambios afectan la capacidad de aireación e intercambio
gaseoso, la retención de humedad, la permeabilidad al agua y la resistencia
mecánica del suelo y en consecuencia el desarrollo radicular (Schweizer 1998). La
compactación también modifica la geometría, la continuidad y la morfología de los
poros lo cual es muy importante ya que afecta el movimiento del aire y el agua
(Alakukku 1996)
Se ha comprobado que las llantas de los tractores y varias operaciones con
maquinaria producen compactación a una profundidad de hasta 30 cm bajo las
ruedas de la maquinaria (Schweizer 1998).Algunas veces se produce una
compactación superficial con la presencia de gleización. Esta gleización se origina
por la pobre aireación durante la época lluviosa, que resulta de la saturación
prolongada de los poros finos que quedan en el suelo producto de la reducción de
la porosidad (Forsythe et al. 2005).
Forsythe et al. (2005) mencionan 3 indicadores importantes para determinar
la compactación.
1) Reducción de porosidad (densificación), que se refleja en un aumento de la
densidad aparente (DA).
2) Reducción del tamaño de los poros, lo que se refleja en el aumento de
microporos y la reducción de la conductividad hidráulica (CH) o la tasa de
infiltración estabilizada (RI).
24
3) Aumento de la resistencia mecánica (dureza) a la penetración por las raíces, lo
que se refleja en el aumento resistencia a la penetración (RP) determinada con un
penetrómetro a una humedad estándar, generalmente la capacidad de campo
(CC).
4.12 Equipos de descompactación
4.12.1 El subsolador
Se dice que el subsolador es un equipo utilizado en la pre labranza. Su
principal función es fragmentar las capas profundas y roturar toda la masa de
suelo compactado, sin alterar la posición de los horizontes. Según Alvarado
(2004), las condiciones que se logran mejorar en el suelo principalmente son:
-Mejorar la capacidad de almacenaje de agua del suelo y su drenaje natural.
-Disminuir la escorrentía y por lo tanto la capacidad de mejorar la infiltración y
percolación.
-Mejorar la circulación de agua y aire, elevando la disponibilidad para las raíces y
con esto la absorción de nutrientes entre otras.
Es un implemento que rompe las capas profundas del suelo, fracturando
también las partes superficiales y causando un mejoramiento muy considerable en
el drenaje natural y en la infiltración; al mejorarse estos, el agua de lluvia o riego
no corre por la superficie, sino que se infiltra en el perfil del suelo (Alvarado 2004).
De acuerdo con este mismo autor los requisitos que se deben tomar en cuenta en
el momento de subsolar el suelo son:
a) La labor debe realizarse en época seca, ya que cuando el suelo está húmedo
no se puede fragmentar y las grietas que abren los picos del subsolador tienden a
cerrarse muy rápidamente.
25
b) El paso del subsolador debe hacerse con tractores de gran potencia
(normalmente de más de 80 Hp, dependiendo del tamaño del implemento), porque
requiere de mucha energía.
c) El subsolado es una labor cara y debe tenerse la certeza de que el terreno esté
verdaderamente compactado.
4.12.2 El arado de cinceles
Se incluye en el sistema de labranza vertical debido a que no invierte los
horizontes del suelo, su función es romper el piso de arado y ahorrar combustible,
sin embargo, incorpora poco material superficial. Según Noacco (1982) el arado
cincel “es un arado de picos, ganchos o cinceles, que se introducen en el suelo,
rompiéndolo sin voltearlo ni removerlo y dejando sobre la superficie del terreno los
residuos de cosechas que ayudan a que la velocidad del agua sobre el suelo sea
menor, disminuyendo con ello el peligro de erosión".
Se dice que los arados cinceles han sido poco usados, pero en la última
década se ha incrementado el trabajo con este tipo de arados. El aumento en su
utilización se debe al conocimiento que los agricultores tienen ahora de este apero
y a las ventajas que estos tienen sobre los arados convencionales de discos, de
vertederas y sobre todo del arado rotador (Alvarado 2004).
4.12.3 Descompactador
El descompactador es una herramienta parecida al arado de vertedera,
diseñada y usada por la Agencia de Extensión Agrícola de San Mateo (MAG),
creada con la finalidad de descompactar suelos dedicados a pasturas para
ganado. Sin embargo, se le ha visto potencial para otras actividades agrícolas y
existe la intención de ser probado para el cultivo de sandía en suelos arcillosos. Es
una herramienta poco conocida y en la literatura no se encontró una explicación o
definición de la misma.
26
4.13 Indicadores de compactación
Algunos resultados encontrados con respecto a diferentes equipos de
labranza sobre propiedades físicas fueron publicados por Camacho et al. (2015),
donde se evaluó el grado de descompactación en suelos pertenecientes a la
cuenca Jesús María y destinados al pastoreo. Los tratamientos consistieron en la
labranza con el arado cincel, palín mecánico (palineadora) y subsolador. No hubo
diferencias significativas entre los tratamientos de mecanización para densidad
aparente, porosidad y espacio aéreo, pero sí con respecto al tratamiento testigo
(T). El tratamiento subsolador (S) propició los valores más elevados de
conductividad hidráulica, pero sin diferencias estadísticas del resto de tratamientos
(p>0,05) (Camacho et al. 2015). Como recomendación futura Camacho et al.
(2015) sugieren evaluar parámetros de crecimiento y rendimiento del cultivo, con
la finalidad de evaluar el posible efecto de la mejora del suelo sobre el cultivo de
interés.
4.14 Agua en el suelo
Existen 3 tipos de movimiento de agua en el suelo: Flujo saturado, flujo no
saturado y el movimiento de vapor. En todos los casos el agua fluye en el suelo en
respuesta a gradientes de energía potencial, produciendo que el agua se mueva
de una zona de un potencial hídrico total más alto a uno más bajo (Brady & Weil
2008).
El flujo saturado ocurre cuando los poros del suelo están completamente
llenos o saturados con agua y el flujo no saturado ocurre cuando los poros más
grandes del suelo están llenos con aire, dejando solamente a los poros más
pequeños para que retengan y transmitan el agua. El movimiento de vapor se da
por diferencias de presión de vapor que se genera en suelos relativamente secos
(Brady & Weil 2008).
4.15 Humedad del suelo:
La humedad del suelo se puede determinar mediante la humedad gravimétrica
que es el contenido de agua que se expresa en unidades de masa. Y se define
como la relación entre la masa de agua y la masa de los sólidos de suelo:
27
% Humedad gravimétrica= Masa agua (g)/ Masa de sólidos del suelo(g) (Jong Van
Lier 2016) (Montenegro y Malagon 1990).
También se puede expresar por volumen que sería la humedad volumétrica
que es el contenido de agua en unidades de volumen que se define como la
relación entre masa de agua y el volumen total de suelo y se expresa como:
%Humedad volumétrica= Volumen agua (cm 3) / Volumen del suelo(cm3) (Jong
Van Lier 2016) (Montenegro y Malagon 1990).
Existen dos conceptos para definir el contenido de retención de humedad
de los suelos según Gavande (1976), la capacidad de campo y el punto de
marchitez permanente.
La capacidad de campo se define como la cantidad de agua que un suelo
retiene contra la gravedad cuando se le deja drenar libremente. En un suelo bien
drenado, por lo general se llega a este punto, aproximadamente 48 horas después
de irrigar. Para determinar valores más precisos se debe usar porcentajes de
humedad correspondiente a 33 kPa. El otro es el punto de marchitez permanente,
que se conoce como el porcentaje de agua del suelo cuando las plantas se
marchitan permanentemente y se hace referencia a condiciones de equilibrio de
porcentaje de humedad a 1500 kPa. Sin embargo, estos conceptos se ven
afectados por factores como la histéresis, textura y estructura entre otros; por lo
tanto, dependerán del suelo, el cultivo y el clima.
Actualmente según Soil Survey Manual (2017), define que, para evaluar los
estados de agua del suelo, se debe tomar en cuenta la succión y la cantidad de
agua. Además, establece tres clases de estados de agua en el suelo y ocho
subclases. Las clases son: Seco (mayor a 1500 kPa), húmedo (menor o igual a
1500 kPa hasta 1 kPa) y Mojado (menor o igual a 1 kPa). La clase seca tiene tres
subclases que son: muy seco, moderadamente seco y ligeramente seco; para la
clase húmeda se tienen las siguientes subclases: Ligeramente húmeda,
28
moderadamente húmeda y muy húmeda. Y para la clase mojada se tiene la
subclase: no saturado y saturada.
4.16 Resistencia a la penetración
“La resistencia a la penetración es, junto con la porosidad, la variable más
importante en los estudios sobre la compactación del suelo en relación con el
enraizamiento” (Barraclough et al. 1991).
De León et al. (1998), señalan que el penetrómetro es una de las
herramientas más utilizadas en estudios de la calidad física del suelo. El diseño de
penetrómetros con captores de fuerza y de distancia conectados a sistemas de
adquisición de datos, permite conocer con gran rapidez la fuerza que opone el
suelo a la entrada del cono. Se ha señalado (Breune et al. 1996) que la principal
ventaja de la penetrometría es la rapidez en la obtención de datos; esta
característica le permite ser una herramienta de diagnóstico inicial sobre la
condición física del suelo (González et al. 2009)
Según Forsythe & Schweizer (2001) se ha demostrado que la resistencia a
la penetración medida con un penetrómetro estático que mide el esfuerzo
realizado para introducir el pistón 5mm en el suelo y la tasa de infiltración
utilizando el método de anillos concéntricos son buenos indicadores de
descompactación, por que producen curvas de respuesta con coeficientes de
correlación altos.
4.17 Conductividad hidráulica
Es la habilidad de un suelo saturado para permitir el paso del agua. Es
necesario en las fórmulas de drenaje del suelo referentes al exceso de agua que
penetra en un suelo y llega a tocar el nivel freático (Forsythe 1985).
29
La conductividad depende de las características del fluido y del suelo.
Según Dorner & Dec (2007) la conductividad hidráulica en fase saturada de un
suelo describe la funcionalidad de su sistema poroso, englobando propiedades
tales como, cantidad, tamaño, morfología, continuidad y orientación de los poros.
El Cuadro 1, muestras las clases usadas en la National Cooperative Soil Survey
(Soil Science Division Staff 2017)
Cuadro 1. Clases de conductividad hidráulica saturada.
Clase Conductividad hidráulica en cm h-1
Muy alta ≥ 36
Alta 3,6-36
Moderadamente alta 0,36-3,6
Moderada baja 0,036-0,36
Baja 0,0036-0,036
Muy baja <0,0036
4.18 Infiltración
La infiltración de agua es el término aplicado al proceso de entrada de agua
en el suelo, por el flujo descendente a través de toda o parte de la superficie del
suelo (Hillel 2004). Forsythe (1985) la define como la entrada vertical del agua en
el perfil.
La cantidad máxima de agua posible, por unidad de tiempo filtrada en el
suelo es referida como la capacidad de infiltración. La tasa de infiltración está
influenciada por numerosos factores, especialmente por el tipo de suelo o el grado
de compactación del suelo (Montenegro y Malagon 1990).
En hidrología y ciencias agrícolas, el estudio de la infiltración es de gran
preocupación, dado que la infiltración de agua ayuda a calcular el reservorio de
30
agua disponible para plantas y aguas de recarga subterráneas y también, define el
escurrimiento de agua en la superficie.
Durante la lluvia, un aumento de la presión del agua en la superficie induce
la infiltración del agua en suelos, según la conductividad hidráulica del suelo. Si la
intensidad de la lluvia es relativamente baja, toda el agua se infiltrará sin
escurrimiento en la superficie. En cambio, cuando la intensidad de la lluvia excede
la capacidad de infiltración máxima de los suelos, una parte del agua se escurrirá
en la superficie (Angulo et al. 2016).
Durante la fase de infiltración, los frentes humectantes se desarrollarán y se
moverán hacia abajo por el efecto combinado de la gravedad y capilaridad,
desencadenando la humectación del perfil del suelo. Una vez que la lluvia se
detiene, el agua dejará de infiltrarse en la superficie del suelo. Luego, la reserva
de agua, previamente agregada durante la fase de infiltración, se moverá
predominantemente hacia abajo por gravedad y por flujo capilar.
Mientras tanto, la evapotranspiración puede contribuir al agotamiento del
agua en la superficie y en los primeros horizontes. En temporada de verano,
cuando la evapotranspiración es alta, la mayor parte del agua se evaporará antes
de llegar al agua subterránea. Durante el invierno, la mayor parte del agua puede
llegar al nivel freático, contribuyendo así a las aguas subterráneas de recarga
(Angulo et al. 2016).
En el modelo de Reynolds y Elrick (2002) la razón relativa entre la infiltración
observada (qs ) y la conductividad hidráulica de campo (Kfs) está determinada por
tres componentes principales de fuerzas:
a) La presión hidrostática impuesta en la superficie del suelo, es decir, la
altura de la columna de agua en el anillo concéntrico en la prueba de
infiltración.
b) El flujo capilar, que está relacionado a los gradientes de potencial matricial
del suelo.
31
c) El efecto de la gravedad (Potencial gravitacional), que conforme aumenta el
tiempo de medición en campo, predomina como componente principal de
infiltración del agua del suelo (Hillel 1998),
4.19 Rendimiento
El rendimiento es la variable principal en cualquier cultivo y determina la
eficiencia con que las plantas hacen uso de los recursos existentes en el medio;
por lo tanto, es el resultado de un sin número de factores biológicos, ambientales y
manejo que se le dé al cultivo de los cuales se relacionan entre sí para expresarse
en producción de ton ha-1(Flores y Gadea 2001). En general se estima que las
pérdidas de rendimiento causadas por la compactación pueden superar el 10 y
20% (Richmond y Rillo 2006).
5 Metodología
5.1 Sitio experimental y muestreo de suelos.
El trabajo se llevó a cabo en la parte media-baja de la cuenca del rio Jesús
María, en la finca propiedad del Luis Pablo Rodríguez y arrendado al agricultor
Francisco Matamoros Núñez, ubicada políticamente en la provincia de Alajuela,
cantón de San Mateo, distrito Jesús María, coordenadas N:09,95074°
W:084,59216,localizada a 31 kilómetros al este de Caldera de Esparza, a 44
kilómetros al suroeste de la ciudad capital de la provincia de Alajuela, y a 58 km de
la capital nacional de San José. Su principal ruta de acceso es la ruta 27, de
acuerdo con el mapa de carreteras de Costa Rica del Consejo Nacional de
Vialidad (CONAVI). En la Figura 1 se observa su posición en el territorio nacional.
El estudio se realizó en una parcela tradicionalmente usada en el cultivo de
sandía (Citrullus lanatus) híbrido comercial Quekzali.
32
Figura 4. Paisaje del lugar de estudio donde se puede observar la siembra de
sandía. Jesús María, San Mateo, Alajuela
5.2. Muestreo preliminar para el establecimiento del pedón modal y la
clasificación de suelo:
Una vez establecido y reconocido el sitio de estudio, por medio de
observaciones con barreno y una microcalicata, se estableció el pedón modal
donde se llevó a cabo la caracterización morfológica, química y física para la
clasificación del suelo a nivel de subgrupo.
Para esto se excavó una fosa de observación o calicata de 2 m ancho x 2
de largo x 2 m de profundidad, se recolectaron muestras de suelo en cada
horizonte para sus análisis correspondientes, para posteriormente definir su
clasificación taxonómica.
El suelo se describió según el “Field Book for Describing and Sampling
Soils” (USDA, 2012) y se clasificó taxonómicamente hasta el nivel de subgrupo,
de acuerdo con la última edición de“Keys to Soil Taxonomy, del Soil Survey
Staff” (USDA 2014).
33
En la microcalicata se realizaron muestreos para densidad aparente y
retención de humedad a 33, 100, 500 y 1500 kPa, para establecer una curva de
retención de humedad.
Figura 5. Observaciones con barreno y muestreo para densidad aparente y
retención de humedad, Jesús María, San Mateo, Alajuela.
Los análisis físicos realizados fueron: retención de humedad, densidad
aparente, densidad de partículas, porosidad, conductividad hidráulica. Los análisis
químicos fueron: químico completo, carbono y nitrógeno total, CIC (capacidad de
intercambio catiónico) y bases de intercambio en acetato de amonio, Al y Fe
amorfo, y retención de fósforo. Estos análisis se realizaron en Laboratorio de
Recursos Naturales y el Laboratorio de Suelos y Foliares del Centro de
Investigaciones Agronómicas de la Universidad de Costa Rica. Las metodologías
se encuentran descritas en los Cuadros 3 y 4.
5.3 Diseño de experimental
El diseño experimental consistió en un irrestricto al azar de cinco tratamientos
con cinco repeticiones. El área experimental total del estudio fue de 4 360m2 con
un total de 14 plantas por unidad experimental, lo que equivale a 1856 plantas por
hectárea. Con una densidad de siembra de 6m entre surcos y 1,50 m entre
plantas. La delimitación y arreglo espacial de los tratamientos en el área de
estudio se muestran en la siguiente figura 6.
34
5.4 Tratamientos
Se utilizaron cinco tratamientos con cinco repeticiones
1. Subsolador de 20 cm (se representa con color rosado en la figura 4).
2. Arado cincel 20 cm (se representa con color anaranjado en la figura 4).
3. Descompactador 30 cm (se representa con color amarillo en la figura 4).
4. Subsolador a 40 cm (se representa con color azul en la figura 4).
5. Testigo (arado de discos)(se representa con color verde en la figura 4).
Figura 6. Distribución de tratamientos en el área de estudio.
35
Figura 7. Subsolador utilizado a 20 y 40 cm de profundidad. Jesús María, San
Mateo, Alajuela
Figura 8. Arado cincel utilizado a 20 cm de profundidad, Jesús María, San Mateo,
Alajuela.
36
Figura 9. Descompactador a 30 cm, Jesús María, San Mateo, Alajuela.
Figura 10. Arado de discos a 20 cm (Testigo), Jesús María, San Mateo, Alajuela.
5.5 Preparación del terreno
El área de estudio se demarcó con estacas y se identificó cada tratamiento
para tomar datos y muestras físicas de suelo (resistencia a la penetración,
infiltración, densidad aparente y humedad) previas a la aplicación de los
tratamientos.
37
Se utilizó un tractor Massey Ferguson, Modelo MF290, Potencia 95 y 50 a 100
Hp, el terreno se preparó en época seca, primero se pasó una vez el arado de
discos y posteriormente se aplicaron los tratamientos, finalmente se pasó un
alomillador de manera uniforme para todos los tratamientos.
Se medió la humedad gravimétrica con sensores de humedad (ICT Soil
Moisture Meter) establecidos en el campo a 15, 30, 45 y 55 cm de profundidad
durante el ensayo para conocer el contenido de humedad del suelo en el área
experimenta la través del tiempo.
Figura 11. Sensores de humedad establecidos en el campo 4 diferentes
profundidades 15, 30,45 y 55 cm. Jesús María, San Mateo, Alajuela.
5.6 Parámetros físicos
Una vez aplicados los tratamientos cuarenta días después se midieron los
siguientes parámetros físicos del suelo:
-Resistencia a la penetración (MPa)
-Densidad aparente (g cm-3)
-Humedad gravimétrica y volumétrica (%)
-Porosidad (%)
-Conductividad hidráulica (cm h-1)
-Infiltración (mm h-1)
La resistencia a la penetración (RP) se midió en 50 puntos por tratamiento
(10 por repetición) cada 5 cm hasta alcanzar 50 cm de profundidad en cada
38
unidad experimental, como variable directa de la compactación del suelo mediante
un penetrómetro de mano Eijkelkamp ® 06.01 (Figura 12) empleando el cono # 2
apical.
Figura 12. Penetrómetro Eijkelkamp® 06.01, utilizado para medir la resistencia a
la penetración. Jesús María, San Mateo, Alajuela.
La densidad aparente (Da) del suelo se determinó por medio de la relación
entre la masa seca (m) y el volumen del cilindro (v) Da (ρa) = m/v y la humedad
gravimétrica se determinó mediante la toma de muestras inalteradas en cilindros
de 5 cm de altura x 5 cm diámetro, según lo sugerido por Forsythe (1985) y
Camacho et al. (2015). La relación entre la masa de agua y masa de suelo es
%Hg= m (agua) / m (suelo)*100. Estas determinaciones se realizaron en los
primeros 10 cm del horizonte superficial. Se tomaron 20 muestras por tratamiento
(4 por repetición).
39
Figura 13. Relación de la masa seca de suelo y volumen en cm3 de la muestra de
densidad aparente (Da (ρa) = m/v).
La conductividad hidráulica se midió en cilindros 5 cm de altura x5 cm de
diámetro, 20 cilindros por tratamiento. El método que se utilizó consiste en que se
hace pasar agua a través del suelo indisturbado y saturado de agua contenido en
un cilindro metálico bajo una carga hidráulica o columna constante de agua
descrito con detalle Forsythe (1985), en donde:
K = [Q / At*L h-1] K = cm*h -1
t = intervalo de tiempos convertidos (h)
Q = Promedio de volúmenes recogidos en intervalo t(cm 3)
L = longitud de la muestra de suelo (cm)
h = Carga hidráulica: suma de las longitudes de la muestra del suelo más la altura
del agua (cm)
A = Área de la sección de la muestra (cm2)
La infiltración del suelo se determinó mediante la metodología de los anillos
concéntricos propuesta por Bouwer (1986). En general se realizaron 4
determinaciones de infiltración por tratamiento, sin embargo, en algunos casos por
lecturas erróneas solo se utilizaron 3 determinaciones. Se utilizó el modelo de
Masa suelo seco Volumen en cm3
40
Reynolds y Elrick (Reynolds y Elrick 1990, Reynolds et al. 2002), resumido con la
siguiente ecuación, donde L y T representan unidades de longitud y tiempo,
respectivamente:
Kfs = _____________qs__________________
[H/ (C1d+C2 a)]+ {1/ [α*C1d+C2 a)]} + 1
Donde:
Cuadro 2. Componentes de la fórmula de la conductividad hidráulica saturada en
campo.
Kfs (L/T): Conductividad hidráulica saturada en campo
qs (L/T): Tasa de infiltración cuasiconstante al final del experimento
a (L): Radio del anillo concéntrico interno
d (L): Profundidad de inserción del anillo
H (L): Carga hidráulica constante
C1: 0,316 *π d>3 cm
C2: 0,184*π H>5 cm
α* (L-1): Longitud capilar macroscópica del suelo = 0,12
α * Debe ser estimado a partir de la textura del suelo y las categorías de estructura
de acuerdo al Anexo 3.
5.7Siembra y determinación del rendimiento por hectárea.
Después de la toma de muestras se realizó la labor de siembra por pilón
(nombre utilizado por los agricultores de San Mateo para la cama de siembra), y
aproximadamente 3 meses después de la siembra se cosecharon los frutos de
sandía y se evaluó el rendimiento del cultivo por peso fresco y se extrapoló a
toneladas por hectáreas en cada tratamiento.
41
Cuadro 3. Metodologías de análisis químico de suelos
Análisis Metodología
Acidez Intercambiable
Díaz Romeu R, Hunter A. 1978. Metodología
de muestreo de suelos, análisis químico de
suelos y tejido vegetal e investigación en
invernadero. CATIE. Turrialba. Costa Rica.
61p.
Análisis químico para fertilidad :
Determinación de K, Mg, Ca, P,
Zn, Cu, Fe y Mn
Metodología del Laboratorio de Suelos y
Foliares (LSF)-CIA-UCR. Basado en Soil
Survey Staff. 2004. Soil Survey Laboratory
Methods Manual. SSIR No. 42. USDA Natural
Resources Conversation Service. U. S. Govt.
Printing Office, Washington DC.
Conductividad eléctrica (C.E.)
Metodología del Laboratorio de Suelos y
Foliares (LSF)-CIA-UCR. Julio del 2010.
Evaluación de diferentes disoluciones para
determinar la C. E. en suelos. Validación de
métodos de ensayo LSF.
pH en agua
Soil Survey Staff. 2004. Soil Survey
Laboratory Methods Manual. SSIR No. 42.
USDA Natural Resources Conversation
Service. U. S. Govt. Printing Office,
Washington DC.(Análisis pH en H2O 4C1a2a1
p. 2013)
42
Continuación Cuadro 3. Metodologías de análisis químicos de suelos
Análisis Metodología
Carbono orgánico y nitrógeno
Elementar Analysensysteme GmbH. 2009.
CHNOS Elemental Analyzer vario macro cube.
Operating Instructions. Hanau, Alemania. p.
667
Determinación de Al y Fe activos
con Oxalato de Amonio
Metodología del Laboratorio de Suelos y
Foliares (LSF)-CIA-UCR. Basado en Soil
Survey Staff. 2004. Soil Survey Laboratory
Methods Manual. SSIR No. 42. USDA Natural
Resources Conversation Service. U. S. Govt.
Printing Office, Washington DC
Determinación de Capacidad de
Intercambio catiónico (CIC) y
Bases (Ca, Mg,K Na)
Díaz Romeu R, Hunter A. 1978. Metodología
de muestreo de suelos, análisis químico de
suelos y tejido vegetal e investigación en
invernadero. CATIE. Turrialba. Costa Rica.
Modificado del método de Bower CA. et al.
1952.Exchangeable cations analysis of saline
and alkaline soils. Soil Science 73:251-261
Retención de Fosforo
Metodología del Laboratorio de Suelos y
Foliares (LSF)-CIA-UCR. Basado en
Blakemore L, Searle P, Daly B. 1987. Methods
for chemical analysis of soils. New Zealand
Soil Bureau Science Reporter 80. Soil Bureau.
Lower Hutt. New Zealand
43
Cuadro 4. Metodologías de análisis físicos de suelos.
Análisis Metodología
Conductividad hidráulica Forsythe W. 1985. Física de suelos: Manual de Laboratorio. IICA. 212p.
Densidad aparente Forsythe W. 1985. Física de suelos: Manual de Laboratorio. IICA. 212p.
Densidad de partículas Forsythe W. 1985. Física de suelos: Manual de Laboratorio. IICA. 212p.
Retención de humedad gravimétrica y agua útil
Forsythe W. 1985. Física de suelos: Manual de Laboratorio. IICA. 212p.
Textura Bouyoucos modificado (1962)
Resistencia a la penetración
Se utilizó el penetrómetro estático Eijkelkamp ® empleando el cono # 2 apical de 60
Infiltración Anillos concéntricos propuesta por Bower (1986). Se utilizo el modelo de Reynolds y Elrick 1990)
5.8 Análisis estadísticos.
Se realizó un análisis de varianza ANDEVA para los parámetros de
resistencia a la penetración, densidad aparente, conductividad hidráulica, y
rendimiento del cultivo. Posteriormente se hizo una prueba de DGC (Di Rienzo,
Guzman y Casanoves), para las pruebas de densidad aparente, densidad de
partícula, porcentaje de porosidad, humedad gravimétrica, conductividad hidráulica
y resistencia a la penetración. Se determinó que la distribución los datos de las
pruebas de infiltración fueron no paramétricos, por lo que, se analizaron con una
prueba de Kruskal-Wallis.
44
6. Resultados y discusión
6.1 Curva de retención de humedad
Los resultados de la curva de retención de humedad establecidos en la
microcalicata se presentan el Cuadro 5 y la Figura 14.
Cuadro 5: Valores de la curva de retención y humedad gravimétrica previa a la
preparación de terreno.
RETENCIÓN DE HUMEDAD
% Retención % Agua útil
% Humedad
gravimétrica
(previa)
33 kPa 500 kPa 1000 kPa 1500 kPa
Ap
42,3 36,1 34,6 33,3 9
44
Btd1 41,4 38 36,6 36,0 5,4
43
45
Figura 14. Curva de retención de humedad en los primeros dos horizontes Ap y
Btd1 del perfil modal en el sitio de estudio.
Como se observa en la Figura 14, los horizontes Ap y Btd1 retiene un buen
contenido de humedad a 33 kPa, debido a su textura arcillosa, conforme aumenta
la tensión el contenido de humedad gravimétrica disminuye, reteniendo más
humedad el horizonte Btd1 ya que contiene 17 % más de arcilla que el Ap, sin
embargo este horizonte dispone de menos agua útil para la planta que el Ap,
principalmente porque es el horizonte que se ve más afectado por la compactación
y como consecuencia de una perdida de grado de estructura (débil) como se
observa Cuadro 6.
La textura es muy importante ya que afecta la forma en que el agua es
retenida en el suelo, las arcillas debido a su gran área superficial retienen una
mayor cantidad de agua, esto puede ser un problema ya que de acuerdo con el
tipo de arcilla puede ser retenida tan fuertemente, que las plantas no las pueden
extraer del suelo (Schaetzl & Anderson 2007).
y = 47,20x-0,03
R² = 0,987
y = 52,39x-0,06
R² = 0,996
32,0
34,0
36,0
38,0
40,0
42,0
44,0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
% H
um
ed
ad g
ravi
me
tric
a
kPa
Btd1
Ap
46
En general el agua útil se encuentra entre 33 kPa y 1500 kPa (Santos 2014)
(Estrada 1965). En el caso del melón el nivel de agotamiento se establece entre
33,4 kPa y 81,06 kPa (Pariani 2005), lo que indica de acuerdo con la Figura 14
que los niveles de humedad gravimétrica deberían mantenerse entre 40 y 42 %,
sin embargo, no se encontraron datos similares para sandía en la literatura, por lo
tanto este tipo de datos deben ser generados a través de la investigación en la
zona de San Mateo.
La curva de retención Figura 14 se utilizó para realizar la mecanización con
el contenido de humedad del suelo adecuado (Alvarado 2004), el cual concuerda
con la tensión a capacidad de campo (Cuadro 4).
6.2 Descripción y clasificación del suelo
El perfil modal presenta una secuencia de horizontes Ap-Btd1-Bt2-Bt3-
Bt/BC, con texturas finas, bien estructurado en la parte superior, poros finos y muy
finos a lo largo de todo el perfil, pocas raíces y ausentes a mayor profundidad.
Químicamente tiene un pH bajo y una acidez alta, el contenido de bases se
encuentra en el límite con una saturación de bases que proviene de la suma de
bases/CIC*100= (5,15 cmol (+) /kg / 23,4 cmol(+) /kg)*100= 22.01 y saturación de
bases muy baja con una fertilidad baja, saturación y retención de fosforo baja
(Cuadro 6).
La capacidad de intercambio catiónico es baja, los contenidos de Aluminio
(Al) y Hierro (Fe) no son suficientes para que Al+Fe/2<1.5, y conferirle
características ándicas. Se analizó el contenido de carbón orgánico en los 15 cm
superiores del segundo horizonte siendo mayor a 0,9 lo cual indica que los dos
primeros horizontes contienen un alto contenido de materia orgánica (Cuadro 6).
El suelo presenta texturas arcillosas a través del perfil, se observa un
incremento del 12 % de arcilla del horizonte superficial al horizonte subsuperficial,
47
lo que permite identificar un horizonte argílico (Bt) enriquecido por iluviación de
arcillas y la formación de revestimientos y argicutanes (observación de campo).
El perfil del suelo presenta, densidades aparentes altas por encima de 1,0
g* cm3, porosidad media, conductividad hidráulica de moderada a moderadamente
baja y el agua útil es baja (Cuadro 6).
Este suelo permanece seco por un periodo de al menos 4 meses al año por
lo que su régimen de humedad es ústico (Figura 2).
El suelo se clasifica a nivel de orden como Ultisol ya que tienen un
horizonte argílico con baja saturación de bases, a nivel de suborden se clásica
como Humults ya que contiene más de 0,9 de carbón orgánico en el argílico, a
nivel de gran grupo se clasificó como Haplohumults y a nivel de subgrupo como
Ustic Haplohumults.
6.2.1 Descripción morfológica del perfil modal.
I. Información acerca del sitio de la muestra
Fecha de inspección: 21 de Julio 2017
Clasificación taxonómica: Ustic Haplohumults
Altitud: 234 msnm
Coordenadas Geográficas: N: 09,95074° W: 084,59216
Pendiente: 1%
Dirección de la pendiente: 167°
Fisiografía: Llanuras laharicas del Pacifico Central
II. Información general acerca del suelo.
Material parental: Lahares
48
Nivel freático: Más de 2 m
Drenaje: Bien drenado
Erosión sufrida: Leve
Sales/Álcali: Ausentes
Pedregosidad o rocosidad: Sin pedregosidad
Viento: Ausente
Neblina: Ausente
6.2.2 Descripción del perfil:
Ap: Profundidad 0-28 cm Pardo amarillento oscuro (5YR2,5/2) en húmedo,
Arcilloso, estructura blocosa subangular, media, moderada, ligeramente plástico y
ligeramente adhesivo, poros finos y muy finos comunes, raíces finas y muy finas
comunes, limites plano y difuso.
Btd1: Profundidad 28-50 cm: rojo intenso (2,5YR 2,5/2) y pardo rojizo (2,5YR 5/6)
2%, Arcilloso, estructura blocosa subangular, muy fina; débil; ligeramente plástico
y ligeramente adhesivo, poros finos y muy finos comunes, raíces finas y muy finas
comunes, limites ondulado y claro.
Bt2: Profundidad 50-70 cm: Rojo amarillento (5YR 4/6) y rojo intenso (2,5YR3/2)
1%, estructura blocosa subangular, media, moderada, ligeramente plástico y
ligeramente adhesivo, poros finos y muy finos comunes, raíces finas y muy finas
comunes,limites plano y claro
Bt3: Profundidad 70-128 cm: Pardo rojizo (2,5YR4/6), pardo rojizo oscuro (2,5YR
2,5/3) 1% y pardo amarillento (10YR 5/6) 1%, estructura blocosa subangular,
media, moderada, ligeramente plástico y ligeramente adhesivo, poros finos y muy
finos comunes, raíces finas y muy finas comunes, limites plano y claro
49
Bt/BC: Profundidad 128-200 cm: Pardo olivo (2,5YR 4/6), estructura blocosa
subangular, media, débil. Ligeramente plástico y ligeramente adhesivo, poros finos
y muy finos comunes, limites plano y claro.
Figura 15. Perfil modal del sitio de estudio Ustic Haplohumults. Jesús María, San
Mateo, Alajuela. Coordenadas: N=09,95070 y W=084,59200
Bt2
Bt3
Bt/BC
Btd1
Ap
50
Cuadro 6. Análisis químico y físico del laboratorio para la caracterización
taxonómica de pedón modal.
Horizontes Ap Btd1 Bt2 Bt3 Bt/BC
Profundidad (cm) 0-28 28-50 50-70 70-128 128-200
pH (agua) 5,2 5,6 _ _ _
Materia Orgánica (%) 5,96 2,07 _ _ _
4,17 1,45 _ _ _
Nitrógeno (%) 0,34 0,15 _ _ _
Relación C/N 8,9 15,0 _ _ _ CATIONES (cmol(+)/kg suelo) Extracción en acetato de
amonio
Ca 3,76 3,97 3,48 3,05 2,89
Mg 1,48 1,09 0,95 1,33 0,78
K 0,23 0,05 0,03 0,02 0,02
Na 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04
Suma de bases 5,51 5,15 4,50 4,44 3,73
CIC 30,10 23,40 18,50 18,90 18,70
Saturación de Bases (%) 18,31 22,01 24,32 23,49 19,95
Aluminio en Oxalato (%) 1,04 0,65 _ _ _
Hierro en Oxalato (%) 0,66 0,37 _ _ _
Retención de Fósforo (%) 74,40 66,50 _ _ _
Granulometría
Textura Arcilloso Arcilloso Arcilloso Arcilloso Arcilloso
Arena (%) 20 10 10 10 20
Limo (%) 17 15 15 22 20
Arcilla (%) 63 75 75 68 60
Masa y volumen del suelo
Densidad Real (g/cm³) 2,5 2,3 2,4 2,3 2,3
Densidad Aparente (g/cm³) 1,1 1,0 1,1 1,2 1,4
Porosidad Total (%) 55 58 55 51 38
Retención de humedad gravimétrica y agua útil
33 KPa 40 42 42 43 48
1500 KPa 36 36 38 40 44
Agua útil (%) 5 6 5 3 5
Conductividad hidráulica
cm/hora 5,5 ND ND ND ND
Clasificación Moderada
Muy lenta
Muy lenta
Muy lenta
Muy lenta
*No detectable.
51
Cuadro 7. Fertilidad disponible en el horizonte Ap y Btd1 del pedón modal.
Horizontes Ap Btd1 Bt2 Bt3 Bt/BC
Profundidad 0-28 35-70 _ _ _
pH (agua) 5,2 5,60 _ _ _
Conductividad eléctrica (ɱS*cm) 0,1 <0,1 _ _ _
Fertilidad disponible (cmol(+)/kg suelo)
Ca 5,01 4,43 _ _ _
Mg 1,78 1,03 _ _ _
K 0,12 0,02 _ _ _
Acidez (KCl) 0,93 0,13 _ _ _
CICE 7,84 5,61 _ _ _
Saturación de Al (%) 1 0,13 _ _ _
Fósforo y elementos menores (mg/ml)
P 3 1 _ _ _
Zn 1,3 0,2 _ _ _
Fe 84 41 _ _ _
Mn 31 24 _ _ _
C 4 1,45 _ _ _
N 0 0,15 _ _ _
C/N 12 9,7 _ _ _
7.3 Mediciones de variables físicas del suelo en los tratamientos
6.3.1 Densidad aparente, densidad de partículas y porosidad:
La calidad física de un suelo puede ser evaluada por la alteración de sus
propiedades más importantes, tales como densidad, porosidad, conductividad
hidráulica, resistencia a la penetración.
Figura 16. Densidad aparente (g cm-3) por tratamiento después de pasar el
implemento. (Medias con una letra común no son significativamente diferentes) (p
> 0,05).
Testigo Arado cincel DescompactadorSubsolador (40
cm)Subsolador (20
cm)
Medias 0,95 0,94 0,95 0,94 0,94
A
A
A A
0,9
0,91
0,92
0,93
0,94
0,95
De
nsi
dad
Ap
are
nte
gcm
-3
A
52
Figura 17. Densidades de partículas de los diferentes tratamientos en g cm-3.
(Medias con una letra común no son significativamente diferentes) (p > 0,05).
Figura 18. Porosidad total transformada por Log 10 una vez pasados los
implementos correspondientes a cada tratamiento. (Medias con una letra común
no son significativamente diferentes) (p > 0,05).
Testigo Arado cincel Descompactador Subsolador (40 cm) Subsolador (20 cm)
Medias 2,43 2,47 2,46 2,47 2,48
AA A A A
2
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6D
en
sid
ad d
e p
artí
cula
s gc
m -
3
Testigo Arado cincel Descompactador Subsolador (40 cm) Subsolador (20 cm)
% Porosidad 1,79 1,79 1,81 1,8 1,79
A A A A A
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
Log
10
de
% P
oro
sid
ad
53
Cuadro 8. Porcentaje de porosidad total por cada tratamiento una vez aplicados
con su respectivo valor transformado a Log 10.
Tratamiento
%
Porosidad
Medias transformadas con
Log 10
Testigo 61,6 1,79
Arado cincel 61,5 1,79
Descompactador 64,1 1,81
Subsolador (40 cm) 63,1 1,8
Subsolador (20 cm) 62,5 1,79
En las figuras 16, 17 y 18 muestran que las variables densidad aparente,
densidad de partícula y porcentaje de porosidad total, no presentaron diferencias
significativas entre tratamientos, sin embargo estas propiedades físicas presentan
una mejora con respecto al suelo original (Cuadro 6).
Con respecto a la densidad aparente, Reinert et al. (2001) mencionan como
valores críticos para el normal crecimiento radical, 1,45 Mg m-3 (1,4 g cm -3 para
suelos con horizonte de textura arcillosa. Del mismo modo, Raghavan & Mc Kyes
(1978) fijaron como límite para suelos arcillosos el valor de 1,05 Mg m-3 (1,0 g cm-
3) en el horizonte arable, estos datos concuerdan con los datos después de aplicar
los tratamientos, ya que todas las densidades aparentes disminuyeron y quedaron
en un rango entre 0,94 y 0,95 g cm-3, a pesar de este efecto positivo para el
cultivo y su crecimiento radical no se presentaron diferencias significativas entre
tratamientos.
Algunos autores han encontrado en investigaciones recientes que los
efectos de diferentes tipos de labranza sobre las propiedades físicas de suelo no
son apreciables en periodos cortos (un ciclo productivo) (Gómez et al. 2001;
Zamorano et al. 2002; Díaz et al. 2004; Ceballos et al. 2010; Acosta et al. 2010).
Voorhees y Lindstrom (1984) infirieron a partir de sus resultados que la densidad
aparente, porosidad y el diámetro del agregado, fueron más representativas del
sistema de labranza después de 4 a 7 años de labranza continua, que al inicio del
54
experimento. Ellos enfatizaron que se necesitan estudios de largo tiempo para
medir el efecto de la labranza sobre algunas propiedades físicas del suelo
(Schweizer, 1998). Rhotonet al. (1993) consideran que 5 años es poco tiempo
para ver los cambios sobre las densidades y porosidad aparentes y la porosidad
del suelo sobre todo en condiciones de altas temperaturas y humedad.
La falta de diferencias significativas en estas variables se debe de acuerdo
con los autores mencionados en el párrafo anterior se debe a que ha transcurrido
un tiempo muy corte entre la aplicación de los tratamientos y la medición de las
variables por lo que es necesario continuar con las mediciones a través del
tiempo, varios ciclos de siembra para ver el efecto que ejerce la maquinaria en la
densidad del suelo, además el muestreo de esta variable debería realizarse en
horizontes subsuperficiales y aplicando la metodología con cilindros debe
realizarse cuidadosamente tanto en el campo como el transporte del la muestra.
6.3.2 Humedad gravimétrica
Figura 19. % Humedad gravimétrica una vez pasados los de los diferentes
tratamientos en g cm-3 (Medias con una letra común no son significativamente
diferentes) (p > 0,05).
Testigo Arado cincel Descompactador Subsolador (40 cm) Subsolador (20 cm)
% Humedad 38,6 41,5 39,5 39,5 40,5
AA
A AA
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
% H
um
ed
ad g
ravi
mé
tric
a
55
Los tratamientos aplicados con los diferentes implementos agrícolas no
causaron cambios significativos en la humedad gravimétrica del suelo lo cual
indica que esa variable de humedad tendió a ser homogénea a través del suelo
durante ensayo.
6.3.3 Conductividad hidráulica
Figura 20. Conductividad hidráulica obtenida según cada tratamiento (Medias con
una letra común no son significativamente diferentes) (p > 0,05).
La Figura 20 muestra que los tratamientos no son significativamente
diferentes en la variable conductividad hidráulica.
Según Teixeira et al (2014), la conductividad hidráulica juega un papel
importante en la estabilidad temporal del agua a través de año. Además, depende
de la textura y estructura que determinan la geometría de los poros, lo cual parece
indicar que, al no afectarse la textura ni la estructura del suelo, no se produjeron
cambios en la conductividad hidráulica.
Brady & Weil (2008) mencionan como afectan algunos de los factores a la
conductividad hidráulica: La interconectividad de los poros, ya que si no están
Testigo Arado cincel Descompactador Subsolador (40 cm) Subsolador (20 cm)
Medias 5,7 6,7 9,1 8,7 8,5
A
A
AA A
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Co
nd
uct
ivid
ad H
idrá
ulic
a (c
m h
-1)
56
conectados son como “calles sin salidas” para el flujo del agua. La textura: Debido
a la presencia de macroporos que permiten una conductividad hidráulica más alta
o presencia de microporos en suelos de texturas más finas donde su
conductividad es más lenta. Por último, la estructura también influye, ya que
estructuras granulares conducen el agua más rápidamente que aquellas con
unidades estructurales inestables. Es probable que los tratamientos de
mecanización, por ser los suelos estudiados de textura arcillosa y adensados, no
hayan influido suficientemente en la interconectividad de los poros, como para
mostrar diferencias significativas, ya que en general si hubo aumentos en la
conductividad hidráulica con respecto al testigo (Figura 20), además es
recomendable medir la conductividad hidráulica en los horizontes subsuperficiales
donde se encuentran los mayores problemas físicos en esta clase de suelos.
6.3.4 Resistencia a la penetración
Las variaciones de resistencia a la penetración obtenidas en cada
tratamiento se representan en Figura 21, donde se puede observar que conforme
aumenta la profundidad de las lecturas con el penetrómetro también aumenta la
resistencia a la penetración, tal y como ha sido observado por otros autores
(Camacho 2015) (Baver et al.1972). Asimismo, se demuestra que los valores más
bajos se obtuvieron con el subsolador a 40 cm, seguido por el subsolador a 20 cm,
el arado cincel, el descompatador y por último el testigo con los valores más altos
de (RP).
57
Figura 21. Resistencia a la penetración (MPa) en función de la profundidad del
suelo con los tratamientos de Subsolador a 40 cm y 20 cm, arado cincel,
descompactador y el testigo (arado de discos), en Jesús María, San Mateo,
Alajuela.
En la figura 21 se muestra la tendencia para la variable resistencia a la
penetración con respecto a la profundidad de suelo, siendo el tratamiento
subsolador a 40 cm el que disminuye en forma importante esta variable con
respeto al testigo. Desde el punto de vista agronómico, este resultado es de suma
importancia ya que la resistencia a la penetración está relacionada con el grado de
compactación de los horizontes, así como la penetración de raíces, por lo tanto, se
espera que este tratamiento aumente el desarrollo de las plantas y la producción.
El tratamiento testigo presentó la resistencia a la penetración más alta de todos los
tratamientos y el tratamiento subsolador a 40 cm la menor resistencia a la
penetración.
05
10152025303540455055
0 1 2 3P
rofu
nd
idad
(cm
)Resistencia a la penetración (MPa)
Subsolador a 40 cm Arado cincel
Subsolador a 20 cm Descompactador
Testigo
Btd1
Ap
58
En el Cuadro 9 se presenta el contenido de humedad cuando se midió la
variable de resistencia a la penetración. A 15 cm de profundidad el suelo estaba
cercano a capacidad de campo (moderadamente húmedo) y de 30 a 45 cm de
profundidad, se encontró una condición entre capacidad de campo y punto de
marchitez permanente (ligeramente húmedo).
Cuadro 9. Contenido de Humedad gravimétrica a 4 distintas profundidades, con
sensores de humedad (ICT Soil Misture Meter) durante el día de las mediciones
de resistencia a la penetración.
ICT Soil Moisture Meter
Profundidad 15 cm 30 cm 45 cm 55 cm
Horas del día % HG % HG % HG % HG
7 44,9 33,8 33,2 27,8
8 45,1 33,8 33,2 27,8
9 45,1 33,8 33,2 27,8
10 45,0 33,8 33,2 27,8
11 44,8 33,7 33,2 27,8
12 44,7 34,3 33,1 27,7
13 44,5 33,6 33,1 27,7
14 44,2 33,5 33,1 27,7
15 44,2 33,5 33,0 27,7
16 44,1 33,3 32,9 27,6
17 44,1 33,2 32,9 27,6
El tratamiento subsolador a 40 cm, disminuyó significativamente la resistencia a la
penetración con respecto a los demás tratamientos (Figura 22). Este implemento
obtuvo las medias más bajas de resistencia a la penetración, manteniéndose en
un rango entre 0 a 1 MPa, seguido del subsolador a 20 cm, que a su vez fue mejor
que el arado cincel y el descompactador y por último estos fueron (arado cincel y
descompactador) mejores que el testigo absoluto.
59
Figura 22. Resistencia a la penetración en función de los tratamientos de
mecanización. (Medias con una letra diferente son significativamente diferentes (p
< 0,05).
Existen intervalos de clase adoptados para el atributo resistencia a la
penetración (RP) y sus respectivos valores límites son: restrictivo (RP> 2 MPa);
adecuado (entre 2 y1.0 MPa); óptimo (RP<1.0 MPa) según Teixeira (2014).
Otra investigación llevada a cabo en cultivo de maíz establece umbrales que
varían de 1.5 MPa (50% de disminución en el crecimiento radical de maíz) a 3 MPa
(detenimiento del crecimiento radical) (Glinski &Lipiec, 1990) (Boone et al. 1986).
Si tomamos en cuenta el valor RP<1,0 MPa (Teixeira 2014), como óptimo,
el tratamiento subsolador a 40 cm, tiene valores de resistencia a la penetración
menores a 1,0 MPa hasta a una profundidad de 30 cm, que corresponde con el
ámbito en el que se encuentra la mayor abundancia de raíces de sandía. Los
tratamientos arado de cincel, Descompactador y testigo muestran valores
superiores a 1,5 MPa donde según Glinski &Lipiec (1990) y Boone et al. (1986). Se
puede presentar una fuerte disminución del crecimiento radical.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
Subsolador 40 cm Subsolador 20 cm Arado cincel Descompactador Testigo
Re
sist
en
cia
a la
pe
ne
trac
ión
(M
Pa)
Tratamientos
A
BC
CD
60
Figura 23. Resistencia a la penetración de cada tratamiento a diferente
profundidad A)0-5, B) 5-10, C) 10-15, D) 15-20, E) 20-25 y F) 25-30 cm.
61
En la figura 23 se puede ver el efecto de cada tratamiento por profundidad,
el subsolador, presenta diferencias significativas positivas ya que es el que tiene
las medias más bajas con respecto a la resistencia la penetración.
6.3.5 Infiltración
La distribución de los datos de infiltración no siguió una distribución normal,
por lo que se analizaron estadísticamente por medio del método no paramétrico de
Kruskal-Wallis. Por lo cual no se presentan directamente los datos de infiltración
(figura 24), sino los rankings de la prueba no paramétrica, que son propios de esta
y que representan el peso de cada uno de los tratamientos con respecto a la
velocidad de infiltración.
Figura 24. Ranking de conductividad hidráulica de campo para cada tratamiento
analizado con la prueba Kruskal-Wallis.
La Figura 24 presenta el ranking de la conductividad hidráulica medida en el
campo (infiltración saturada) para cada tratamiento la prueba Kruskal-Wallis, cada
letra diferente indica que hay diferencias significativas entre tratamientos. Se
observa claramente que el tratamiento subsolador a 40 cm es significativamente
diferente a todos los tratamientos, ubicándose en la clase de mayor infiltración, le
A
AB AB
BC
C
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Arado cincel Testigo Subsolador a 20 cm Descompactador Subsolador a 40 cm
Ran
kin
g d
e c
on
du
ctiv
idad
hid
ráu
lica
en
cam
po
(k
fs)
62
siguen descompactador, subsolador a 20 cm, testigo y por último el arado de
cincel.
Como complemento, en el cuadro 10 se presentan conductividades
hidráulicas de campo mm h -1, calculadas con el método de Reynolds y Elrick.
Estas infiltraciones fueron agrupadas con la prueba de Kruskal-Wallis.
Cuadro 10. Conductividad hidráulica de campo (kfs) promedio para cada
tratamiento.
Tratamiento kfs(mm h-1)
Arado cincel 32,25
Testigo 49,48
Subsolador a 20 cm 53,17
Descompactador 70,48
Subsolador a 40 cm 152,54
La conductividad hidráulica saturada en el campo o capacidad de infiltración (Kfs),
se mide con los infiltrómetros de anillo doble o concéntrico, también se puede
determinar la infiltración acumulada, la tasa de infiltración, todos estos parámetros
son contemplados en el modelo de Reynolds y Elrick, En el Cuadro 10 se aprecia
claramente que el valor de Kfs más alto corresponde con el tratamiento del
subsolador a 40 cm. Esto debido a que el subsolador forma grietas en el suelo,
que rompe los horizontes incluyendo los compactados creando un efecto de
grietas que disminuyen la resistencia a la penetración y aumenta la capacidad de
infiltración, este efecto también favorece la continuidad de los macroporos y la
interacción entre canales tubulares creados por lombrices, raíces etc. (Brady &
Weil 2008). El modelo de Reynolds y Elrick además determina el porcentaje de
cada factor que influyó en la infiltración, específicamente para el suelo en estudio
(Jaramillo et al 2016), como se observa en el Cuadro 11.
63
Cuadro 11.Influencia de cada componente en la medida de infiltración, según el
modelo de Reynolds y Elrick.
Componente % Presión hidrostática % Capilaridad % Gravedad
Medias 32,7 20,9 46,4
El Cuadro 11 representa el porcentaje de influencia de cada componente
durante la medición de la infiltración. Según el modelo, la gravedad presentó un
mayor impacto en esta medición de infiltración en campo, el segundo factor en
importancia fue la presión hidrostática que dependerá de la columna de agua que
se impone en los anillos concéntricos en el momento de hacer la prueba y en
tercer lugar el flujo de agua explicado por gradientes de potencial matricial.
Además, se observa en este cuadro que el componente principal es la
gravedad ya que al utilizar la labranza se provoca un agrietamiento entre los
agregados del suelo, por lo que se genera grandes cavidades que se llenan de
agua cuya dinámica va a estar determinada por la fuerza de la gravedad, el agua
en los poros más grandes es conocida como agua gravitacional debido a que esta
se mueve hacia abajo principalmente por fuerzas gravitacionales.
En suelos arcillosos como el del sitio estudiado, el tratamiento subsolador a
40 cm aumenta la capilaridad, el espacio aéreo y la continuidad del sistema
poroso, aumentando la permeabilidad o movimiento del agua en el perfil del suelo
(Schaetzl & Anderson 2007).
Tanto la teoría como el experimento muestran que la tasa de infiltración a
través de un infiltrómetro de anillos dobles, es inicialmente alta y disminuye con el
tiempo, para aproximarse a un valor de estado casi estable, relacionado con la
capacidad de infiltración (es decir, tasa de infiltración constante para flujo
predominantemente vertical) o lo que conocemos como conductividad hidráulica
de campo. Como puede verse en la Figura 24, la conductividad hidráulica de
campo del subsolador a 40 cm es prácticamente el doble de la que muestra el
64
testigo, debido principalmente al efecto del subsolador, de romper las capas
compactadas y darle continuidad al espacio poroso (Kramer 1974) (Youngs 1987).
Cabe mencionar que el valor de infiltración (Kfs), es únicamente para esta
clase de suelo (Ustic Haplohumults), de acuerdo con sus propiedades
hidropedológicas, clima, paisaje y sus otras propiedades intrínsecas (Jaramillo et
al. 2016)
6.4 Rendimiento
En la figura 25 se puede observar que en el tratamiento subsolador a 40 cm
de profundidad se obtuvo el nivel más alto de rendimiento (ton ha-1), mientras que
en los demás tratamientos no presentaron diferencias significativas en cuanto a al
rendimiento.
Figura 25. Rendimiento de sandía variedad Quekzali, obtenido por cada
tratamiento representado en ton ha-1.
El efecto del subsolador 40 cm modificó parámetros físicos como
resistencia a la penetración e infiltración, en ambos casos fueron diferencias
significativas (p>0,05) con respecto a los otros tratamientos, por lo que
posiblemente se mejoró la disponibilidad de agua, aireación, anclaje y espacio
para el desarrollo radicular. Aunado a estas condiciones físicas favorables, las
4,76 4,9 5,2 6,16
11,46
A A A A B
Descompactador Subsolador (20 cm) Testigo Arado cincel Subsolador (40 cm)
Rendimiento (ton ha-1)
Medias
65
raíces se pueden desarrollar mejor y aumentar el área de absorción de
nutrimentos disponibles en la solución del suelo lo que permite a la planta y a las
raíces ser más competitivas con otros microorganismos patógenos y arvenses.
Una de las propiedades físicas que afectan mayormente el desarrollo de la
raíz es la compactación del suelo. Se ha descubierto que la compactación de
parcelas experimentales por excesivo laboreo, perjudica seriamente el desarrollo
radicular y rendimiento del maíz (Botta et al. 2006). El tratamiento subsolador a 40
cm mostró la menor resistencia a la penetración (menor compactación) y la mayor
conductividad hidráulica de campo Figura 22 y 24, lo que explica la mayor
producción de sandía en este tratamiento (120,4 % con respecto al testigo),
debido a un espacio radical que favorece una mayor absorción de agua y
nutrimentos (Gavande, 1976).
Resultados similares a los encontrados en este experimento, se han
encontrado con girasol (Helianthus annuus), trigo (Triticum spp) y maíz (Zea
mays) donde al disminuir la compactación aumentaron los rendimientos entre un
23, 43 y 50 % respectivamente (Álvarez et al. 2009) (Botta et al. 2006).
66
7. Conclusiones.
Los resultados muestran claramente que el tratamiento del subsolador a 40
cm de profundidad tuvo una influencia positiva en el rendimiento del cultivo,
al mejorar las propiedades físicas del suelo, disminución de la resistencia a
la penetración y aumento en la conductividad hidráulica de campo y al
romper las capas compactadas localizadas a una profundidad entre 30 y 40
cm.
Las variables físicas como densidad aparente, densidad de partículas,
porosidad y conductividad hidráulica no fueron afectadas en forma
significativa por los tratamientos de mecanización aplicados.
El subsolador a 40 cm, al mejorar la capacidad de infiltración de agua,
contribuye en la conservación y disminución de pérdida de suelo por
escorrentía, mejorando el contenido de humedad en el perfil del suelo y
haciéndolo disponible a la planta.
La resistencia a la penetración medida con el penetrómetro Eijkelkamp ® es
un buen parámetro para evaluar la descompactación en suelos por
implementos agrícolas, debido a que se pueden hacer muchas mediciones
a diferentes profundidades, de una manera rápida con muchas repeticiones,
que muestran una respuesta evidente en el corto plazo.
67
8. Recomendaciones.
Es importante monitorear las propiedades físicas del suelo ya que estas
juegan un papel importante sobre la condición y el rendimiento del cultivo
de sandía, por lo que se recomienda medir periódicamente (2 veces al año)
la resistencia a la penetración.
Verificar el estado físico del suelo al menos 1 vez por año, por medio de
pruebas de infiltración de campo, llevando los registros respectivos.
Subsolar a 40 cm los terrenos de cultivo de sandía de acuerdo con los
registros de análisis físicos de suelos.
En suelos con alto contenido de arcillas se debe realizar la labranza en
condiciones de humedad adecuada (entre capacidad de campo y punto de
marchitez permanente).
Se recomienda continuar con un proyecto en el mismo sitio experimental,
partiendo de base de subsolado a 40 cm, y adicionalmente se evalúen
parámetros químicos, como la incorporación de materia orgánica,
enmiendas calcáreas y un nuevo plan de fertilización para el agricultor.
Elaborar programas conservacionistas de suelos para los agricultores de
sandía del cantón de San Mateo, con ayuda del Ministerio de Agricultura y
Ganadería.
68
9. Bibliografía
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77
11. Anexos
Anexo 1. Planilla de campo para la descripción de suelos.
*Ver simbología en: Soil Science Division Staff. 2012. Field Book for Describing and Sampling
Soils. Version 3.0 National Soil Survey Center, USDA.
Horizonte
Profundidad cm
Color (húmedo)
Textura Estructura Consistencia (húmedo)
Formación especial
Poros Raíces Limite
Ap 0-28 5YR 2,5/2 A SBK, CO, M 2
SS-SP ------
F-VF 2
C-F-VF 2
SD
Btd1 28-50
2,5 YR 2,5/2 2,5YR 5/6 2%
A SBK, M, F 2 SS-SP Guijarros y piedras
25%
F-VF 2 F-VF 2
WC
Bt2 50-70 5YR 4/6 2,5YR3/2 1%
A SBK, M 2
SS-SP Presencia de cutanes
F-VF 2 F-VF 2
SC
Bt3 70-128 2,5YR4/6 2,5YR 2,5/3 1%-10YR 5/6 1%
A SBK, M 2
SS-SP Mezcla Ap grietas
VF 2 ----
SC
Bt/BC 128-200 2,5YR 4/6 2,5YR 3/6 1% 7,5YR 5/8 3%
A SBK 1
SS-SP ------
VF 2 ----
SC
Fecha: 21 de Julio de 2017
Perfil: 1
Clasificación taxonómica: Ustic Haplohumults
Localización: Jesús María, San Mateo, Alajuela
Fisiografía:Llanura Lahárica del Pacifico Central
Gradiente: 1%
Fertilidad aparente: Baja
Material parental: Lahares del cuaternario
Nivel freático: Más de 2 m
Sales: Ausentes
Coordenadas: N=09,95070 y
W=084,59200
Elevación: 230 msnm
Dirección de pendiente: 167°
Relieve: Plano
Vegetación/Cultivo: Sandía
Clima: Ústico
Drenaje: Bien drenado
Pedregosidad: Sin pedregosidad
Erosión: Leve
78
Anexo 2. Análisis químico para la fertilidad del suelo.
79
Anexo 3. Análisis químico para la clasificación del suelo (A, B y C).
A)
80
B)
81
C)
82
Anexo 4. Análisis de físico para la clasificación de suelo y curva de retención de
humedad(A, B y C).
A) Textura
Nº DE REPORTE:
USUARIO:
SUBCLIENTE
RESPONSABLE:
CORREO
TELÉFONO:
PROVINCIA:
CANTÓN:
CULTIVO:
ID LAB ARENA LIMO ARCILLA Textural
RN-17-02859 20 17 63 ARCILLOSO
RN-17-02860 10 15 75 ARCILLOSO
RN-17-02861 10 15 75 ARCILLOSO
RN-17-02862 10 22 68 ARCILLOSO
RN-17-02863 20 20 60 ARCILLOSO
ID USUARIO
Ing. Agr. Rafael Mata Chinchilla M.Sc.
COORDINADOR DEL LABORATORIO DE RECURSOS NATURALES
SANDIA PÁGINA: 1/1
(%) Clase
ANÁLISIS DE TEXTURA EN SUELOS
Ap
AB
Bt1
Bt2
Bt/BC
SAN MATEO EMISIÓN DE REPORTE: 08/08/2017
Nº DE MUESTRAS TOTAL: 5
ANÁLISIS: TEXT
ALAJUELA FECHA RECEPCIÓN: 03/08/2017
6312-5000
CENTRO DE INVESTIGACIONES AGRONÓMICAS
LABORATORIO DE RECURSOS NATURALES
REPORTE DE ENSAYO
63582PAMELA ZUÑIGA CONCEPCION
TESIS DE LICENCIATURA
PAMELA ZUÑIGA
1. Resultados expresados como porcentajes. 2. Procedimiento de textura de acuerdo al CIA-SC09-03-P02 Determinación de Textura en Suelos por el Método del Hidrómetro de Bouyoucos. 3. El muestreo es responsabilidad del usuario. 4. Los resultados se refieren únicamente a las muestras ensayadas. 5. El tiempo de custodia es de 45 días a partir del ingreso de la muestra. 6. El Reporte de Ensayo válido es el original, firmado y sellado,cuando el usuario solicita el envío del reporte por correo electrónico o fax libera al Laboratorio de resguardar la integridad y confidencialidad e sus resultados.
83
B) Retención de humedad.
Nº DE REPORTE:
USUARIO:
SUBCLIENTE
RESPONSABLE:
CORREO
TELÉFONO:
PROVINCIA:
CANTÓN:
CULTIVO:
Humedad
Gravimétrica
ID LAB cm h-1 m/m
RN-17-02720 1,1 2,7 1 44
RN-17-02721 1,1 2,5 494 45
RN-17-02722 1,1 2,4 ND 43
RN-17-02723 1,0 2,5 10 44
RN-17-02724 1,1 2,5 ND 42
RN-17-02725 1,0 2,6 ND 43
RN-17-02726 1,1 2,7 ND 45
RN-17-02727 0,9 2,5 3 43
RN-17-02728 NR NR NR NR
RN-17-02729 NR NR NR NR
NR- NO REQUERIDO POR EL CLIENTE
ND- NO DETECTABLE
6312-5000
CENTRO DE INVESTIGACIONES AGRONÓMICAS
LABORATORIO DE RECURSOS NATURALES
REPORTE DE ENSAYO
63180PAMELA ZUÑIGA CONCEPCION
TESIS LICENCIATURA
PAMELA ZUÑIGA
CH,Den_Ap,Den
_Par,%_Hum,Ret
ALAJUELA FECHA RECEPCIÓN: 29/06/2017
SAN MATEO EMISIÓN DE REPORTE: 05/07/2017
ANÁLISIS:
Nº DE MUESTRAS TOTAL: 10
ID USUARIO
Ing. Agr. Rafael Mata Chinchilla M.Sc.
Ap - REP.6
Ap - REP.2
Ap - REP.3
Ap - REP.4
Bt - REP.1
Bt - REP.2
ANÁLISIS DE RETENCIÓN DE HUMEDAD, DENSIDAD Y CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA
%
COORDINADOR DEL LABORATORIO DE RECURSOS NATURALES
SANDIA PÁGINA: 1/1
Densidad
aparente
g cm-3
Densidad
Particulas
Conductividad
Hidráulica
DENSIDAD Y CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA
Ap - REP.1
Bt - REP.3
Bt - REP.4
Ap - REP.5
1. El muestreo es responsabilidad del usuario. 2. Los resultados se refieren únicamente a las muestras ensayadas. 3. El tiempo de custodia es de 45 días a partir del ingreso de la muestra. 4. El Reporte de Ensayo válido es el original, firmado y sellado. Cuando el usuario solicita el envío del reporte por correo electrónico o fax, libera al Laboratorio de resguardar la integridad y confidencialidad e sus resultados.
84
C) Curva de retención de humedad
Nº DE REPORTE:
USUARIO:
SUBCLIENTE
RESPONSABLE:
CORREO
TELÉFONO:
PROVINCIA:
CANTÓN:
CULTIVO:
ID LAB 0,33 5 10 15 UTIL
RN-17-02720 42,6 32,0 31,5 31,1 11,6
RN-17-02721 44,1 35,9 35,3 38,3 5,8
RN-17-02722 42,5 34,4 35,6 35,2 7,3
RN-17-02723 39,9 32,6 33,4 35,1 4,8
RN-17-02724 40,1 34,6 34,3 36,5 3,6
RN-17-02725 42,2 36,1 35,7 38,0 4,3
RN-17-02726 41,6 35,6 35,1 37,3 4,4
RN-17-02727 41,8 35,2 34,9 36,7 5,1
RN-17-02728 NR NR NR NR NR
RN-17-02729 NR NR NR NR NR
6312-5000
CENTRO DE INVESTIGACIONES AGRONÓMICAS
LABORATORIO DE RECURSOS NATURALES
REPORTE DE ENSAYO
63180PAMELA ZUÑIGA CONCEPCION
TESIS LICENCIATURA
PAMELA ZUÑIGA
ANÁLISIS: CH,Den_Ap,Den_Par,%_Hum,Ret_H (4 ptos)
ALAJUELA FECHA RECEPCIÓN: 29/06/2017
SAN MATEO EMISIÓN DE REPORTE: 04/08/2017
Nº DE MUESTRAS TOTAL: 10
SANDIA PÁGINA: 1/1
RETENCIÓN DE HUMEDAD
% Retención % Agua
COORDINADOR DEL LABORATORIO DE RECURSOS NATURALES
ANÁLISIS DE RETENCIÓN DE HUMEDAD
Bt - REP.2
Bt - REP.3
Bt - REP.4
Ap - REP.5
Ap - REP.6
Ing. Agr. Rafael Mata Chinchilla M.Sc.
ID USUARIO
Ap - REP.1
Ap - REP.2
Ap - REP.3
Ap - REP.4
Bt - REP.1
1. El muestreo es responsabilidad del usuario. 2. Los resultados se refieren únicamente a las muestras ensayadas. 3. El tiempo de custodia es de 45 días a partir del ingreso de la muestra. 4. El Reporte de Ensayo válido es el original, firmado y sellado. Cuando el usuario solicita el envío del reporte por correo electrónico o fax, libera al Laboratorio de resguardar la integridad y confidencialidad e sus resultados.
85
Anexo 5. Análisis estadístico: A, B, C.
A) Resistencia a la penetración.
Nueva tabla : 31/3/2018 - 10:05:52 - [Versión : 11/9/2017]
Análisis de la varianza
Profundidad Variable N R² R² Aj CV
5 Resistencia a la Penetraci.. 250 0,17 0,16 93,3
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. SC gl CM F p-valor
Modelo. 15,33 4 3,83 12,55 <0,0001
Tratamiento 15,33 4 3,83 12,55 <0,0001
Error 74,85 245 0,31
Total 90,18 249
Test:DGC Alfa=0,05 PCALT=0,2265
Error: 0,3055 gl: 245
Tratamiento Medias n E.E.
Subsolador a 40 cm 0,23 50 0,08 A
Arado cincel 0,52 50 0,08 B
Subsolador a 20 cm 0,57 50 0,08 B
Descompactador 0,64 50 0,08 B
Testigo 1 50 0,08 C
Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05)
86
Profundidad Variable N R² R² Aj CV
10 Resistencia a la Penetraci.. 250 0,15 0,14 77,8
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. SC gl CM F p-valor
Modelo. 17,86 4 4,47 10,81 <0,0001
Tratamiento 17,86 4 4,47 10,81 <0,0001
Error 101,26 245 0,41
Total 119,12 249
Test:DGC Alfa=0,05 PCALT=0,2635
Error: 0,4133 gl: 245
Tratamiento Medias n E.E.
Subsolador a 40 cm 0,31 50 0,09 A
Arado cincel 0,83 50 0,09 B
Subsolador a 20 cm 0,92 50 0,09 B
Descompactador 1,03 50 0,09 B
Testigo 1,04 50 0,09 B
Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05)
Profundidad Variable N R² R² Aj CV
15 Resistencia a la Penetraci.. 250 0,24 0,23 58,51
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. SC gl CM F p-valor
Modelo. 28,81 4 7,2 19,11 <0,0001
Tratamiento 28,81 4 7,2 19,11 <0,0001
Error 92,33 245 0,38
Total 121,14 249
Test:DGC Alfa=0,05 PCALT=0,2516
Error: 0,3769 gl: 245
Tratamiento Resistencia a la Penetración (Mpa) n E.E.
Subsolador a 40 cm 0,4 50 0,09 A
Subsolador a 20 cm 1,04 50 0,09 B
Arado cincel 1,19 50 0,09 B
Testigo 1,29 50 0,09 B
Descompactador 1,32 50 0,09 B
Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05)
Profundidad Variable N R² R² Aj CV
20 Resistencia a la Penetraci.. 250 0,2 0,19 53,01
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. SC gl CM F p-valor
Modelo. 22,47 4 5,62 15,65 <0,0001
Tratamiento 22,47 4 5,62 15,65 <0,0001
Error 87,92 245 0,36
Total 110,39 249
Test:DGC Alfa=0,05 PCALT=0,2455
Error: 0,3588 gl: 245
Tratamiento Medias n E.E.
Subsolador a 40 cm 0,56 50 0,08 A
Subsolador a 20 cm 1,13 50 0,08 B
Arado cincel 1,26 50 0,08 B
Descompactador 1,29 50 0,08 B
Testigo 1,41 50 0,08 B
Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05)
87
Profundidad Variable N R² R² Aj CV
25 Resistencia a la Penetraci.. 250 0,17 0,16 47,85
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. SC gl CM F p-valor
Modelo. 20,16 4 5,04 12,88 <0,0001
Tratamiento 20,16 4 5,04 12,88 <0,0001
Error 95,84 245 0,39
Total 116 249
Test:DGC Alfa=0,05 PCALT=0,2563
Error: 0,3912 gl: 245
Tratamiento Medias n E.E.
Subsolador a 40 cm 0,82 50 0,09 A
Subsolador a 20 cm 1,2 50 0,09 B
Descompactador 1,42 50 0,09 C
Arado cincel 1,46 50 0,09 C
Testigo 1,65 50 0,09 C
Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05)
Profundidad Variable N R² R² Aj CV
30 Resistencia a la Penetraci.. 250 0,15 0,14 43,28
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. SC gl CM F p-valor
Modelo. 17,56 4 4,39 10,92 <0,0001
Tratamiento 17,56 4 4,39 10,92 <0,0001
Error 98,46 245 0,4
Total 116,02 249
Test:DGC Alfa=0,05 PCALT=0,2598
Error: 0,4019 gl: 245
Tratamiento Medias n E.E.
Subsolador a 40 cm 1,05 50 0,09 A
Subsolador a 20 cm 1,35 50 0,09 B
Arado cincel 1,48 50 0,09 B
Descompactador 1,58 50 0,09 B
Testigo 1,85 50 0,09 C
Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05)
88
Profundidad Variable N R² R² Aj CV
35 Resistencia a la Penetraci.. 250 0,06 0,05 42,51
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. SC gl CM F p-valor
Modelo. 7,95 4 1,99 3,97 0,0039
Tratamiento 7,95 4 1,99 3,97 0,0039
Error 122,71 245 0,5
Total 130,66 249
Test:DGC Alfa=0,05 PCALT=0,2900
Error: 0,5009 gl: 245
Tratamiento Medias n E.E.
Subsolador a 40 cm 1,46 50 0,1 A
Subsolador a 20 cm 1,46 50 0,10 A
Arado cincel 1,73 50 0,10 B
Descompactador 1,75 50 0,1 B
Testigo 1,92 50 0,1 B
Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05)
Profundidad Variable N R² R² Aj CV
40 Resistencia a la Penetraci.. 250 0,11 0,09 39,8
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. SC gl CM F p-valor
Modelo. 15,14 4 3,78 7,43 <0,0001
Tratamiento 15,14 4 3,78 7,43 <0,0001
Error 124,82 245 0,51
Total 139,96 249
Test:DGC Alfa=0,05 PCALT=0,2925
Error: 0,5095 gl: 245
Tratamiento Medias n E.E.
Subsolador a 40 cm 1,36 50 0,1 A
Subsolador a 20 cm 1,76 50 0,1 B
Arado cincel 1,84 50 0,1 B
Descompactador 1,92 50 0,1 B
Testigo 2,1 50 0,1 B
89
Profundidad Variable N R² R² Aj CV
45 Resistencia a la Penetraci.. 250 0,08 0,06 39,59
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. SC gl CM F p-valor
Modelo. 13,45 4 3,36 5,3 0,0004
Tratamiento 13,45 4 3,36 5,3 0,0004
Error 155,43 245 0,63
Total 168,88 249
Test:DGC Alfa=0,05 PCALT=0,3264
Error: 0,6344 gl: 245
Tratamiento Medias n E.E.
Subsolador a 40 cm 1,69 50 0,11 A
Subsolador a 20 cm 1,86 50 0,11 A
Arado cincel 1,99 50 0,11 A
Descompactador 2,17 50 0,11 B
Testigo 2,36 50 0,11 B
Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05)
Profundidad Variable N R² R² Aj CV
50 Resistencia a la Penetraci.. 250 0,06 0,04 36,78
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. SC gl CM F p-valor
Modelo. 10 4 2,5 3,61 0,0071
Tratamiento 10 4 2,5 3,61 0,0071
Error 169,85 245 0,69
Total 179,85 249
Test:DGC Alfa=0,05 PCALT=0,3412
Error: 0,6933 gl: 245
Tratamiento Medias n E.E.
Subsolador a 40 cm 2 50 0,12 A
Subsolador a 20 cm 2,06 50 0,12 A
Arado cincel 2,33 50 0,12 B
Descompactador 2,43 50 0,12 B
Testigo 2,5 50 0,12 B
Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05)
90
B) Conductividad hidráulica de campo kfs.
Análisis de la varianza
Kfs (mm/h)
Variable N R² R² Aj CV
Kfs (mm/h) 19 0,78 0,72 37,1
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. SC gl CM F p-valor
Modelo. 35717,04 4 8929,26 12,64 0,0001
Columna1 35717,04 4 8929,26 12,64 0,0001
Error 9889,03 14 706,36
Total 45606,06 18
Ib (mm/h)
Variable N R² R² Aj CV
Ib (mm/h) 19 0,6 0,48 73,37
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. SC gl CM F p-valor
Modelo. 72182,12 4 18045,53 5,19 0,0089
Columna1 72182,12 4 18045,53 5,19 0,0089
Error 48701,09 14 3478,65
Total 120883,21 18
91
Nueva tabla : 06/09/2018 - 03:46:32 p.m. - [Versión : 11/09/2017]
Shapiro-Wilks (modificado)
Variable Media D.E. W* p(Unilateral D)
RDUO LOG10_Ib (mm/h) 0 0,21 0,94 0,4302
RDUO LOG10_Kfs (mm/h) 0 0,1 0,93 0,3318
PRUEBA DE NORMALIDAD
RABS LOG10_Kfs (mm/h)
Variable R² R² Aj CV
RABS LOG10_Kfs (mm/h) 0,47 0,32 75,98
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. gl CM F p-valor
Modelo. 4 0,01 3,15 0,0482
Columna1 4 0,01 3,15 0,0482
Error 14 3,00E-03
Total 18
RABS LOG10_Ib (mm/h)
Variable R² R² Aj CV
RABS LOG10_Ib (mm/h) 0,32 0,13 81,92
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. gl CM F p-valor
Modelo. 4 0,03 1,65 0,2171
Columna1 4 0,03 1,65 0,2171
Error 14 0,02
Total 18
LEVENE
92
C) Rendimiento.
Rendimiento (ton/ha)
Variable N R² R² Aj CV
Rendimiento (ton/ha) 25 0,42 0,31 50,89
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V. SC gl CM F p-valor
Modelo. 160,19 4 40,05 3,66 0,0214
Tratamiento 160,19 4 40,05 3,66 0,0214
Error 218,65 20 10,93 Total 378,84 24
Test:DGC Alfa=0,05 PCALT=4,6446
Error: 10,9326 gl: 20
Tratamiento Medias n E.E. Clasificación
DESCOMPACTADOR 4,76 5 1,48 A SUBSOLADOR (20 cm) 4,9 5 1,48 A Testigo 5,2 5 1,48 A ARADO CINCEL 6,16 5 1,48 A SUBSOLADOR (40 cm) 11,46 5 1,48
B
Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05)
Nueva tabla_1 : 11/9/2018 - 09:46:31 - [Versión : 24/4/2018]
Prueba de Kruskal Wallis
modelo Variable trat N Medias D.E. Medianas H p
Kostiakov infiltración Arado cincel 4 45,23 7,55 41,61 7,85 0,0971
Kostiakov infiltración Descompactador 3 41,05 13,72 36,88
Kostiakov infiltración Subsolador a 20 cm 4 51,9 25,61 52
Kostiakov infiltración Subsolador a 40 cm 3 250,75 80,17 266,15
Kostiakov infiltración Testigo 4 54,52 23,91 54,38
modelo Variable trat N Medias D.E. Medianas H p
Reynolds infiltración Arado cincel 4 32,25 4,29 30,79 15,43 0,0039
Reynolds infiltración Descompactador 3 70,48 9,03 70,22
Reynolds infiltración Subsolador a 20 cm 4 53,17 14,5 51,79
Reynolds infiltración Subsolador a 40 cm 4 152,54 54,68 167,69
Reynolds infiltración Testigo 4 49,48 4,77 49,08
Trat. Ranks
Arado cincel 2,5 A
Testigo 8,5 A B
Subsolador a 20 cm 9 A B
Descompactador 13,67 B C
Subsolador a 40 cm 17,25 C
Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05)
93
Anexo 6 Límites de confianza para las varias de resistencia a la penetración por tratamiento.
Limites de confianza
Tratamiento Límite inferior Límite superior
Subsolador 40 cm 494,992 495,008
Subsolador 20 cm 664,992 665,008
Arado cincel 729,992 730,008
Descompactador 774,992 775,008
Testigo 854,992 855,008
Anexo 7. Categorías de estructura y textura del suelo para la estimación del sitio de α *(Adaptado de Reynolds et al. 2002).
94
Anexo 8. Porcentaje de contribución de cada componente en la kfs.
Tratamiento rep Presión hidrostática Capilaridad Gravedad qs/Kfs
Arado cincel 1,00 0,70 0,45 1,00 2,15
Arado cincel 2,00 0,72 0,46 1,00 2,18
Arado cincel 3,00 0,68 0,43 1,00 2,11
Arado cincel 4,00 0,70 0,45 1,00 2,15
Arado cincel 5,00 0,72 0,46 1,00 2,18
Testigo 1,00 0,70 0,45 1,00 2,15
Testigo 2,00 0,72 0,46 1,00 2,18
Testigo 3,00 0,68 0,43 1,00 2,11
Testigo 4,00 0,70 0,45 1,00 2,15
Testigo 5,00 0,72 0,46 1,00 2,18
Subsolador a 20 cm 1,00 0,70 0,45 1,00 2,15
Subsolador a 20 cm 2,00 0,72 0,46 1,00 2,18
Subsolador a 20 cm 3,00 0,68 0,43 1,00 2,11
Subsolador a 20 cm 4,00 0,70 0,45 1,00 2,15
Subsolador a 20 cm 5,00 0,72 0,46 1,00 2,18
Descompactador 1,00 0,70 0,45 1,00 2,15
Descompactador 2,00 0,72 0,46 1,00 2,18
Descompactador 3,00 0,68 0,43 1,00 2,11
Descompactador 4,00 0,70 0,45 1,00 2,15
Descompactador 5,00 0,72 0,46 1,00 2,18
Subsolador a 40 cm 1,00 0,70 0,45 1,00 2,15
Subsolador a 40 cm 2,00 0,72 0,46 1,00 2,18
Subsolador a 40 cm 3,00 0,68 0,43 1,00 2,11
Subsolador a 40 cm 4,00 0,70 0,45 1,00 2,15
Subsolador a 40 cm 5,00 0,72 0,46 1,00 2,18
0,70 0,45 1,00 2,15
% 32,66 20,93 46,41 2,15
