INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS ISSN 0717-4829 Autores: Gabriel Sellés van Schouwen. Raúl Fereyra Espada. Rafael Ruiz Schneider. Rodrigo Ferreyra Bustos. Rodrigo Ahumada Briones. Santiago, Chile, 2012 BOLETÍN INIA - Nº 234
Autores: Gabriel Sellés van Schouwen. Raúl Ferreyra Espada. Rafael Ruiz Schneider. Rodrigo Ferreyra Bustos. Rodrigo Ahumada Briones. Director Responsable: Carlos Alberto Dulcic B. Director Regional INIA - La Platina. Boletín INIA Nº 234 Cita bibliográfica correcta: Sellés van Sch., Gabriel, Raúl Ferreyra E., Rafael Ruiz Sch., Rodrigo Ferreyra B. y Rodrigo Ahumada B. 2012. Compactación de suelos y su control. Estudio de casos en el Valle de Aconcagua. 53 p. Boletín INIA Nº 234. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación La Platina, Santiago, Chile. 2012. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA. Centro Regional de Investigación La Platina. Santa Rosa 11610, La Pintana. Santiago, Región Metropolitana. Casilla 439/3. Código postal 8831314. Teléfono (56-2) 5779100, Fax (56-2) 5779106. ISSN 0717-4829 Prohibida la reproducción parcial o total de esta obra sin la autorización del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), Ministerio de Agricultura. Diseño y Diagramación: Jorge Berríos V. Impresión: Salesianos Impresores S.A. Cantidad de ejemplares: 1.000 Santiago, Chile, 2012. 2
ÍNDICE DE CONTENIDOS Capítulo 1. Introducción 5 Capítulo 2. Propiedades físicas del suelo 11 2.1. Textura de los suelos 12 2.2. Densidad aparente 13 2.3. Resistencia mecánica a la penetración 17 2.4. Macroporosidad 20 2.5. Conclusiones 22 Capítulo 3. Control de la compactación 25 3.1. Subsolado Preplantación 26 3.2. Subsolado Post Plantación 30 3.3. Camellones 34 3.4. Conclusiones 39 Capítulo 4. Prácticas de mitigación de los efectos de compactación 41 4.1. Conclusiones 47 Bibliografía 49 3
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CAPÍTULO 1 Compactacion de suelos y su control. Estudio de casos en el Valle de Aconcagua INTRODUCCIÓN El desarrollo radical de las vides depende de características genéticas propias de la de la variedad o del portainjerto que se utilice (Winkler et al., 1974; Waisel et al., 1996), sin embargo, su expresión puede ser alterada por condiciones ambientales, en particular por las propiedades físicas del suelo (Richards, 1983; Champagnol, 1984). Habitualmente, los suelos son descritos sobre la base de un conjunto de propiedades físicas, tales como: estructura, la textura, la densidad aparente, la distribución y tamaño de poros y la características morfológicas de los perfiles. Esta última, incluye la estratificación que presente el suelo y la profundidad efectiva. Sin embargo, el efecto de estos factores sobre el crecimiento del sistema radicular de las plantas es indirecto (Letey 1985) (Figura 1). Figura 1. Factores que afectan indirectamente el desarrollo radicular de las plantas y la producción. 5
Los factores que directamente afectan el desarrollo radicular y el nivel productivo son las condiciones hídricas, térmicas, mecánicas y de aireación, que se generan en los suelos como consecuencia de la interacción de los factores indirectos, antes mencionados y de las prácticas de manejo utilizadas (Figura 2). Figura 2. Factores que afectan directamente el desarrollo y el crecimiento de las raíces y de las plantas De las cuatro condiciones directamente relacionadas con el desarrollo radicular, la condición hídrica es la que controla el comportamiento de las restantes en la mayor parte de los casos (Letey, 1985; Benavides, 1991). La interrelación agua-aireación es opuesta a la interrelación agua-resistencia mecánica, en sus efectos sobre la planta. De este modo,al incrementarse el contenido de humedad, disminuye la resistencia mecánica del suelo al crecimiento radical (efecto deseable), pero simultáneamente puede reducirse la aireación y llegarse a un cuadro de asfixia radical, lo cual es un efecto indeseable. Una interpretación similar debe ser considerada para la interrelación agua-temperatura versus agua-resistencia mecánica. Así por ejemplo, la mantención de contenidos de humedad relativamente altos, a principios de primavera, sin que se afecte el transporte de gases, a fin de reducir la resistencia mecánica, conduce a una situación de suelo más frío o más difícil de calentar. La menor temperatura del suelo incidirá, a su vez, en una menor actividad metabólica de las raíces (Benavides, 1991; Ibacache, et al., 1995). 6
Los efectos de la aireación del suelo sobre el crecimiento de las plantas, pueden ser separados en dos grupos: primero, el efecto sobre el estado de oxidorreducción de los constituyentes del suelo, los cuales a su vez influyen sobre el crecimiento y productividad de los cultivos; y segundo, el efecto directo sobre las condiciones fisiológicas de las plantas, particularmente el de sus sistemas radicales. Se ha establecido, por ejemplo, que niveles de O 2 inferiores a un 10-15% pueden inhibir el crecimiento de las plantas (Benavides, 1994). Por otra parte, si bien las propiedades físicas que afectan indirectamente el desarrollo radicular, tales como la estructura del suelo, la densidad aparente y la distribución del tamaño de los poros están estrechamente ligadas a las características texturales del suelo, tanto la estructura, como la densidad aparente y la distribución del tamaño de poros pueden ser alteradas por prácticas de manejo de suelo que conduzcan a procesos de compactación. La compactación del suelo aumenta la densidad aparente y la resistencia mecánica. Al modificarse estos factores, también lo hace la geometría de los poros, influyendo sobre el número y distribución del tamaño de estos, lo que hace disminuir los macroporos y aumentar los microporos. Efectos derivados de lo anterior son la disminución de la capacidad de aire del suelo, el aumento de la retención de humedad, disminución de la velocidad de infiltración, y la disminución de la difusión de los gases, entre otros factores. Para un óptimo crecimiento del sistema radicular de las plantas, es vital mantener el suelo, con condiciones físicas favorables que permitan una adecuada relación entre el agua y el aire en el suelo, con bajos niveles de resistencia mecánica. El rango óptimo de contenido de agua para el crecimiento de las plantas ha sido generalmente fijado sobre criterios basados en la humedad aprovechable del suelo (HA). El límite superior de la HA se asocia con la capacidad de campo (CDC), y límite inferior, con el 7
porcentaje de marchites permanente (PMP). Bajo esta concepción, el riego se realiza cada vez que en el suelo se agota una fracción de la HA. Letey (1985), investigador de la Universidad de California, USA, propuso un concepto más integrador para el análisis del significado de los aspectos físicos del suelo, de importancia en la producción, y el contenido de humedad del suelo. Definió el rango de humedad aprovechable para las plantas como rango hídrico no limitante (RHNL), este se ubica entre CDC y un porcentaje distinto al punto de marchitez permanente dependiendo de las propiedades físicas del suelo (Figura 3). Figura 3. Relación generalizada entre el contenido de humedad del suelo y factores restrictivos para el desarrollo del sistema radicular de las plantas, a medida que aumenta la compactación del suelo (resistencia mecánica). (Adaptado de Letey 1985). 8
En un suelo de ciertas características texturales, que presenta baja compactación, y está bien estructurado (figura 3 A), el RHNL se ajusta a la definición clásica del concepto agronómico de HA. A capacidad de campo el agua en el suelo está retenida con baja energía y existe una cantidad suficiente de poros con aire. El crecimiento de la plantas se detiene cuando se agota una fracción de la humedad aprovechable del suelo, por disponibilidad hídrica, sin que la resistencia mecánica sea limitante para el crecimiento radicular, Sin embargo, en la medida que aumentan los niveles de compactación (figura 3 B y 3 C), y se destruye la estructura del suelo, disminuye la fracción de macroporos y aumenta la cantidad de microporos. Lo anterior trae asociado a que con contenidos de humedad a capacidad de campo se puedan presentar problemas de aireación deficiente. Por el otro extremo, la compactación aumenta la resistencia mecánica del suelo. Lo anterior trae como consecuencia una reducción del RHNL para el desarrollo de las raíces de plantas, las cuales pueden verse afectadas por una aireación deficiente, cuando el contenido de humedad s cercano a capacidad de campo y/o alta resistencia mecánica cuando el contenido de humedad disminuye ligeramente, es decir los efectos de resistencia mecánica se manifiestan bastante antes que el contenido de agua del suelo llegue a PMP. El crecimiento radicular requiere por la tanto una adecuada relación suelo aire en el suelo, asociado a una baja resistencia mecánica. La mantención de estos equilibrios es mucho más compleja en suelos de texturas finas y mal estructurados, o bien, en suelos compactados. En este tipo de suelos posiblemente la tasa de difusión de oxigeno (TDO) es limitante para el crecimiento de las raíces a CDC (extremo superior del RHNL) por otra parte, la resistencia mecánica que impide el crecimiento radical puede ocurrir a contenidos de agua mucho mayores que el valor considerado como limitante para las plantas. 9
En otras palabras, el RHNL puede ser reducido por pobre aireación y/o alta resistencia mecánica en algunos suelos, (Letey, 1985). Este boletín, tiene por objetivo entregar una caracterización de las propiedades físicas de los suelos predominantes en las provincias de San Felipe y Los Andes, Región de Valparaíso y presentar estudios de casos de control de problemas de asociados a la compactación de suelos. 10
CAPÍTULO 2 Compactacion de suelos y su control. Estudio de casos en el Valle de Aconcagua PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS La uva de mesa, es el principal cultivo de las provincias de San Felipe y Los Andes, con una superficie total de 11.600 hás (ODEPA, 2002) y representa cerca del 22% de la superficie dedicada la uva de mesa en el país. El cultivo de la uva de mesa en ambas provincias se distribuye en un total de 8 series de suelo diferentes (Cuadro 1). Sin embargo, la serie Pocuro acapara cerca más del 50% de la superficie plantada. Tomando en cuenta la distribución indicada en el cuadro 1, se seleccionaron 35 parronales ubicados la la Serie de suelos Pocuro, plantados con las variedades Thompsom Seedless y Flame Seedless, sobre patrón franco. En cada sitio se abrieron tres calicatas y se determinaron las siguientes propiedades físicas: Textura, Densidad aparente, resistencia mecánica a la penetración y macroporosidad. Cuadro 1. Porcentaje de superficie cultivada por uva de mesa en las diferentes series de suelo de las provincias de San Felipe y Los Andes. Serie de suelo Porcentaje Calle Larga 11,9 Curimón 8,8 Pocuro 65,9 Colunquén 1,98 Asociación La Parva 6,74 Llay-Llay 0,4 Las Chilcas 3,9 Lo Campo 0,77 11
2.1. TEXTURA DE SUELOS La textura se refiere al porcentaje de arena limo y arcillas presentes en el suelo. La textura es una propiedad física imposible de modificar, al menos en términos económicos. Su relevancia está dada por que ella define en último término otras propiedades físicas, tales como la estructuración del suelo, la densidad aparente, la macroporosidad y la retención de humedad entre otras. En el Cuadro 2, se presenta la distribución de frecuencia de las diferentes clases texturales, para tres profundidades de suelo, determinadas en los 35 parronales estudiados. Del cuadro anterior, se desprende que la clase textural predominante en los parronales estudiados es Franco arcillosa (FA). Esta condición se da, sobre el 80% de los casos, en todas las profundidades de suelo consideradas. Cuadro 2. Distribución de frecuencia de diferentes clase texturales de los 35 parrones estudiados, según profundidad de suelo. Distribución de frecuencia Profundidad ( cm) Clase Textural 0-30 30-60 60-90 Arcillosa 0,78 2,92 0,00 Arcillo limosa 0,78 3,51 3,85 Franco arcillosa 81,40 80,12 84,62 Franca 10,85 5,85 0,00 Fraco arcillo limosa 1,55 1,75 0,00 Franco arcillo arenosa 3,10 5,26 7,69 Franco arenosa 1,55 3,51 3,85 12
2.2. DENSIDAD APARENTE La densidad aparente se define como la relación entre la masa de suelo seco ( sin agua) y el volumen que ocupa dicha masa de suelo. Este volumen incluye tanto las partículas sólidas como el espacio poroso existente entre las partículas. Este último está definido en gran medida por la textura de suelo y por el grado de agregación entre las partículas o estructura del suelo. A diferencia de la textura, la densidad aparente es una propiedad dinámica, que varía con las condiciones estructurales del suelo. El grado de estructuración del suelo puede variar por condiciones de manejo, tales como el paso de maquinaria u otras labores agrícolas. Por ejemplo, en la medida que la estructura del suelo se destruye por un excesivo paso de maquinaria agrícola, la densidad aparente aumenta. Al contrario, en la medida que se realizan labores de suelo, que tienden a soltarlo, el valor de la densidad aparente disminuye. La densidad aparente puede servir como un indicador del grado de compactación que tiene el suelo, y su restricción relativa al desarrollo radicular de las plantas. En el Cuadro 3, se presenta un cuadro interpretativo que relaciona la textura del suelo, con la densidad aparente y el grado de restricción radicular. De acuerdo a este cuadro, la densidad aparente óptima para los suelos de clase textural franco arcillosa (FA), como es el caso e la mayoría e los parronles analizados, debe ser inferior a 1,4 g/cc. Densidades aparentes mayores a este valor podrían afectar el desarrollo radicular, en diferentes grados. La vid parece ser un cultivo sensible a altos valores de densidad aparente. Trabajos realizados en Sud África muestran que el desarrollo radicular de la vid de mesa se ve afectado con valores de densidad aparente superiores a 1,4 g/cc (1.400 kg/m 3 ), como se muestra en la Figura 4. 13
Cuadro 3. Relación general entre la densidad aparente de el suelo (Da) y el grado de restricción para el crecimiento de raíces, según la textura de el suelo. (Adaptado de NRCS Soil Quality Institute, 2000). Da que Da que puede afectar afecta el el desarrollo desarrollo Da ideal de raíces de raíces Textura de suelo (g/cc) (g/cc) (g/cc) Arenosa, areno francoso <1,6 1,69 >1,8 Franco arenosa, Franca < 1,4 1,63 >1,8 Franco areno arcillosa <1,4 1,60 >1,75 Franco limosa, limosa <1,4 1,60 >1,75 Franco arcillosa <1,3 1,60 >1,75 Franco arcillo limosa <1,1 1,55 >1,65 Areno arcillosa, arcillo limosa (35-45% de arcilla) <1,1 1,49 >1,58 Arcillosa (>45% arcilla) <1,1 1,39 >1,47 Figura 4. Relación entre la densidad a aparente del suelo y el crecimiento radicular en vides. (Adaptado de van Huyssteen, 1988). 14
En la Figura 5, se presenta la distribución de frecuencia de los valores de densidad aparente promedio, medidos desde la hilera de plantas hasta la entre hilera, en los 35 parronales, en diferentes profundidades. Figura 5. Distribución de frecuencia de la densidad aparente del suelo (Da), medido en 35 parronales del Valle de Aconcagua, a tres profundidades 10, 30 y 60 cm. De acuerdo a la figura 5, más del 80% de los valores densidad aparente, medidas en las diferentes profundidades, son superiores a 1,4 g/cc. Solo el 20% de los suelos tiene valores de densidad aparente óptimos (inferiores a 1,4 g/cc) para el desarrollo de raíces, de acuerdo a la clase textural del suelo, según se señala el cuadro 3. Por otra parte, estudios realizados en Sud África indican que densidades aparentes superiores a 1,4 g/cc afectan el desarrollo radicular de algunas variedades de vides De lo anterior, se desprende que los suelos analizados presentan restricciones para un adecuado desarrollo radicular de las vides. El aumento de la densidad aparente va a producir un patrón de crecimiento característico de raíces aplanadas, que fue observado en un gran número de calicatas, ubicadas en fisuras del suelo, con una escasa exploración del volumen total del suelo (Figura 6). 15
Figura 6. Raíces creciendo en un suelo con alta densidad aparente, Valle de Aconcagua. (Foto R. Ruiz). De los antecedentes entregados se desprende que las densidades aparentes de los suelos bajo cultivo de parronal son altos, y estarían en un rango que podría afectar el desarrollo del sistema radicular de las plantas. A objeto de tener una idea sobre la magnitud que puede tener el uso prolongado de maquinaria agrícola sobre las propiedades físicas del suelo, se tomaron muestras de densidad aparente en suelos de características texturales similares (FA) los cuales han permanecido largo tiempo sin cultivo (sitios relictos). Los resultados obtenidos se presentan en el Cuadro 4. Cuadro 4. Densidad aperente (g/cc)para diferentes profundidades en suelos no cultivados y suelos cultivados con uva de mesa. (D.S. indica que existen diferencias estadísticamente significativas a p<0.05, de acuerdo a la prueba T). Densida Aparente (g/cc) Profundidad No cultivado Cultivado D.S. 10 1,32 1,46 ** 30 1,42 1,48 * 50 1,41 1,45 * 16
Los valores de densidad aparente medidos en los terrenos no cultivados son menores que los medidos en terrenos cultivados con parronales lo que se podría interpretar como probable efecto del uso intensivo de maquinaria agrícola. Sin embargo, es necesario destacar que, salvo los primeros 10 cm de suelo, los valores de densidad aparente de los suelos no cultivados también son superiores a 1,4 g/cc, lo que se podría atribuir a características estructurales propias de la génesis del suelo. Lo anterior indica, que en este tipo de suelos es necesario considerar una adecuada preparación previo a la plantación. 2.3. RESISTENCIA MECÁNICA A LA PENETRACIÓN La resistencia a la penetración (RP), es la capacidad del suelo para dificultar al penetración de un cuerpo rígido. Esta propiedad se mide con un instrumento llamado penetrómetro, que mide la presión que ejerce el suelo a que este instrumento lo penetre. La magnitud de esta presión se mide en megapascales, MPa (Figura 7). Figura 7. Medición de resistencia a la penetración en un perfil de suelo utilizando un penetrómetro. 17
La RP depende de características del suelo, tales como, textura, estructura y del contenido de humedad que este presenta. Mientras más seco está el suelo, mayor es la RP. Para excluir los efectos del contenido de humedad del suelo sobre la RP, las determinaciones se realizaron con el suelo a capacidad de campo, de tal modo que la resistencia mecánica medida se debe solo a efectos de compactación. En el Cuadro 5, se presentan valores interpretativos de resistencia a la penetración medido en condiciones de capacidad de campo (Arshad et al., 1996). Cuadro 5. Categorización de la resistencia a la penetración. (Adaptado de Arshad, 1996). Categoría Resistencia (MPa) Extremadamente baja <0,01 Muy Baja 0,01-0,1 Baja 0,1-1 Moderada 1-2 Alta 2-4 Muy alta 4-8 Extremadamente alta >8 A medida que la RP del suelo aumenta disminuye el crecimiento de raíces de la mayoría de los cultivos, para detenerse completamente con valores cercanos a 3 MPa (Figura 8). En el caso particular de las vides, el crecimiento radicular comienza a verse afectado con valores de RP, medidos a capacidad de campo, del orden de 1 MPa (Lanyon et al., 2000), y este se detiene con valores de 2 MPa (Myburgh et al., 1996. A, Van Huyssteen, 1983). En el Cuadro 6, se presenta la distribución de frecuencia de los valores de resistencia a la penetración, medidos a capacidad de campo, medidos en 35 huertos de San Felipe y Los Andes, en diferentes profundidades de suelo. 18
Figura 8. Desarrollo radicular y resistencia a la penetración. (Adaptado de Taylor y Gardner, 1963). Cuadro 6. Distribución de frecuencia (%) de los valores de resistencia a la penetración (RP, MPa), medidos a diferentes profundidades. Distribución de frecuencia (%) RP ( Mpa) 10-20 20-30 30-40 40-60 60-80 <0,6 3 3 3 6 3 >0,6-0,8 12 8 11 9 17 >0,8-1 38 25 43 47 37 >1,0-1,2 26 28 23 28 30 >1,2-1,4 18 22 11 3 10 >1,4-1,6 3 6 3 3 3 >1,6 0 9 6 3 0 Entre los 10 y 20 cm de profundidad, el 47 % de las mediciones presentó valores de RP superiores a 1 MPa. Este porcentaje aumenta a 65% en la estrata 20-30 cm. Entre 30 y 40 cm de suelo, el 43% de los valores de RP supera 1 MPa. En las últimas estratas, bajo los 40 cm, los porcentajes de mediciones sobre 1 MPa, tienden a disminuir. De lo anterior se desprende, que un alto porcentaje de los suelos analizados presenta un grado de compactación elevado, el cual tiene un efecto negativo sobre el desarrollo de las raíces, con valores de RP que superan 1 MPa. La mayor compactación se encuentra entre 20 y 40 cm de profundidad. 19
2.4. MACROPOROSIDAD La macroporosidad de los suelos representa la fracción del volumen de suelo más relevante en lo referente al intercambio gaseoso, y corresponde al espacio poroso que contiene aire cuando el suelo está con un contenido de humedad a capacidad de campo. Un suelo se considera anegado cuando el 93% de la porosidad total esta ocupada por agua, limitando seriamente la oxigenación de las raíces. Desde el punto de vista del desarrollo radicular, Dexter (1988) plantea como valor límite, un 10 a 15 % de macroporos, para permitir una adecuada respiración e intercambio de oxígeno y dióxido de carbono del suelo con la atmósfera. En el caso de la vid Richards (1985) y Langon et al, (2004), señalan que las raíces tienen un adecuado crecimiento con macroporosidades por sobre el 15%. Investigaciones realizadas por Ruiz (2005), muestran que la densidad radicular aumenta al aumentar la macroporosidad del suelo (Figura 9). Figura 9. Relación entre la macroporosidad del suelo (%) y la densidad radicular (Nº de raíces/400 cc de suelo), en vides de mesa cv. Thompson Seedless (Ruiz 2005). 20
Por otra parte, trabajos realizados por INIA en el Valle de Aconcagua (Selles et al, 2003) muestran que los parronales con un mayor desarrollo radicular son más productivos (Figura 10). Figura 10. Relación entre rendimiento (cajas de 8,2 kg/ha) y número de raíces finas en vid de mesa, cv. Thompson Seedless (Selles et al, 2003). En la Figura 11, se presenta la distribución de frecuencia de la macroporosidad que presentan los suelos de en 35 parronales analizados. Figura 11. Distribución de frecuencia de la macroporosidad del suelo (MP,%) en diferentes estratas de suelo (10, 30 y 60 cm) en 35 parronales del Valle de Aconcagua. 21
Más del 70% de los valores de MP medidos en las diferentes estratas presentan valores inferiores al 15%. Esta situación es más compleja a los 30 cm de profundidad, donde alrededor del 58% de los valores es inferior al 12%. Esta estrata coincide con los mayores valores de resistencia a la penetración, como se observó en el cuadro 6. En resumen, las condiciones de macroporosidad evaluadas son bajas presentando un gran porcentaje de valores bajo el rango considerado como crítico para un adecuado desarrollo radicular de las vides (15%). 2.5. CONCLUSIONES Del estudio de 35 parronales se deprende que la mayor parte de los suelos presentan texturas franco arcillosa, con condiciones físicas que presentan limitaciones para el desarrollo radicular de las vides desarrolladas sobre su propio pie (franca). Más del 80% de las densidades aparentes medidas, independiente de la profundidad, presentan valores superiores a 1,4 g/cc, y un alto porcentaje presento valores de RP superiores a 1MPa, valores considerados como críticos para el desarrollo de raíces de vitis vinifera. Los altos valores de densidad aparente traen asociados la disminución de la macroporosidad del suelo, valores son inferiores a 15%, lo que se traduce en una baja capacidad de aireación y oxigenación del suelo, lo que va a producir una disminución de la actividad de las raíces y, consecuentemente, un menor crecimiento de éstas, un menor volumen de suelo explorado, una menor absorción de agua y nutrientes. El pobre crecimiento radicular se verá reflejado en un escaso crecimiento de la parte aérea y un decaimiento productivo. Gabriel, acá hay problemas de redacción 22
Las condiciones señaladas indican la necesidad de tener prácticas de manejo de suelo que alivien o mitiguen estas condiciones restrictivas de suelos y técnicas de manejo de riego que permitan mantener un adecuado equilibrio agua aire en el suelo. 23
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CAPÍTULO 3 Compactacion de suelos y su control. Estudio de casos en el Valle de Aconcagua CONTROL DE LA COMPACTACIÓN Como se ha señalado en el capítulo anterior, los suelos del Valle de Aconcagua presentan niveles de compactación que pueden afectar el desarrollo de las raíces de las vides. Incluso se pudo detectar que suelos que no han sido cultivados presentan valores altos de densidad aparente. Lo anterior, señala que la subsolación debiera ser una práctica a utilizar como parte de las labores de preparación de suelo previo a realizar una plantación o bien como una práctica de mantención, de las propiedades físicas del suelo, una vez que las plantaciones ya se encuentran realizadas. No obstante lo anterior, para tomar una buena decisión respecto de las necesidades del subsolado en un predio en particular, es recomendable realizar previamente una evaluación de las propiedades físicas de los suelos (densidad aparente, macroporosidad y resistencia mecánica) del sector a plantar, para ver si la labor es requerida y hasta que profundidad se debiera subsolar. A continuación, se presentan resultados de estudios de casos de control de la compactación de suelos realizados por INIA en el Valle de Aconcagua. 25
3.1. SUBSOLADO PRE PLANTACIÓN Una buena preparación de suelo previa a la plantación del parronal es fundamental para el desarrollo posterior de las plantas y la mantención de su productividad. Entre los beneficios del subsolado se encuentra: Aumento de la profundidad efectiva de los suelos. Aumento de la macroporosidad y de las condiciones de aireación del suelo. Disminución de la resistencia mecánica de los suelos. Disminución de la densidad aparente. Para realizar en forma adecuada los subsolados de pre plantación se requiere contar con tractores a oruga de alta potencia y capacidad de tracción, del tipo D9 o D10, para poder realizar una labor en suelo seco y a una profundidad de trabajo entre 0,7 a 1 metro, con dos puntas, separadas a 0,8 m o menos, según la necesidad (Figura 12). Figura 12. A la izquierda tractor orugas D9. A la derecha punta del subsolador 26
El subsolado actúa generando una de ruptura de los agregados del suelo, que a su vez genera nuevos espacios porosos. La efectividad del subsolado depende fundamentalmente de la profundidad de la labor y del contenido de agua que presente el suelo a la hora de efectuarla. Para que se produzca la adecuada ruptura del suelo es fundamental tener un contenido de agua bajo, por lo cual es recomendable hacer esta labor a fines de verano. Por otra parte, es importante efectuar un control de la efectividad de la labor para ver la rotura del suelo y decidir la distancia en que se va a realizar una pasada de otra La efectividad del subsolado se puede aumentar, agregando en la punta del subsolador un par de alas, que permitan aumentar la capacidad de ruptura del suelo (Figura13). Figura 13. Alas agregadas en la punta de un sobsolador. En efecto, Investigaciones realizadas en Inglaterra muestran que el uso de alas en los subsoladores genera mayores valores de ruptura (Figura 14). Los mayores niveles de ruptura en profundidad, se obtuvieron con alas altas de mayor tamaño (400 a 450 mm de ancho y 100-120 cm de altura de ala, respecto de la horizontal). 27
Figura 14. Patrones de subsolado con ala (ruptura amplia) y sin alas (ruptura angosta) para un metro de profundidad de trabajo. (Adaptado de DEFRA, 1994). En el Cuadro 7, se presenta el efecto que se logra mediante un subsolado realizado con un tractor a oruga D9, con una punta de 1 m de profundidad, con líneas de ruptura cada 0,8 m una de otra, en un suelo de la serie Pocuro, Valle de Aconcagua. Cuadro 7. Propiedades físicas de suelo antes y después de subsolar con un tractor a orugas D9. Suelo serie Pocuro, Valle de Aconcagua. (Valores medidos con el suelo a capacidad de campo). Antes de subsolar Densidad aparente Macroporosidad Resistencia a la (g cc -3 ) (%) penetración (Kpa) Profundidad Promedio Desviación Promedio Promedio Desviación (cm) estándar estándar 10 1,50 0,05 12,08 1.417 109 30 1,47 0,02 13,52 1.592 110 50 1,50 0,08 11,70 1.635 79 70 1,45 0,02 15,12 1.515 118 90 1,40 0,07 17,85 1.607 82 Después de subsolar Densidad aparente Macroporosidad Resistencia a la (g cc -3 ) (%) penetración (Kpa) Profundidad Promedio Desviación Promedio Promedio Desviación (cm) estándar estándar 10 1,41 0,02 16,99 1.054 104 30 1,40 0,05 18,05 1.087 151 50 1,40 0,02 17,86 1.087 149 70 1,42 0,01 16,89 1.005 145 90 1,40 0,06 17,51 1.325 167 28
Previo a la labor de subsolado, las densidades mayores se presentan a los 50 cm de profundidad indicando la presencia de una estrata compactada. Las macroporosidades varían entre 11,70% y 12,08% y la resistencia a la penetración entre 1.417 y 1.635 Kpa en la misma estrata. Luego de subsolado, se puede apreciar una clara disminución de los valores de densidad aparente y de resistencia a la penetración especialmente en la zona compactada (50 cm). Además, se observa un aumento del porcentaje de macroporosidad. Todo lo anterior señala que la labor de subsolado permite romper las estratas compactadas, mejora las propiedades físicas del suelo haciendo menos restrictivo el crecimiento radicular, hasta por lo menos 70 cm. Sin embargo, tan importante como realizar el subsolado, es la mantención de la condición generada, una vez que se ha establecido el parronal. Para evaluar el efecto de largo plazo de la labor de subsolado pre plantación, en la misma serie de suelos, se realizaron mediciones de propiedades física de suelo, en parronales establecidos, a los dos, cinco y ocho años después de realizado el subsolado. En el Cuadro 8, se presenta la evolución presentada por la densidad aparente del suelo, la macroporosidad y la resistencia a la penetración promedio de las estratas 30 a 70 cm de profundidad. De acuerdo a lo que se observa en este cuadro, hasta cinco años después de subsolado, las diferentes propiedades físicas se mantienen con valore bajos, respecto del valor medido en el suelo sin subsolar (año 0), y en un rango considerado adecuado para el desarrollo de las raíces, según se explicó en el capítulo anterior. Sin embargo, la medición correspondiente al año ocho presenta valores de densidad aparente que se acercan a los valores iniciales, lo que podría estar indicando la existencia de procesos de recompactación. Esto indica, que a pesar de que se realiza una labor de subsolado, es necesario mantener prácticas de manejo de suelo que puedan mitigar estos efectos. 29
Cuadro 8. Valores de densidad aparente (Da g/cc), macroporosidad (%) y resistencia a la penetración (Kpa), medidos antes de subsolar y dos, cinco y ocho años después de realizado el subsolado (valores promedio entre 30 a 70 cm). Densidad Macroporosidad Resistencia a la Años aparente (g cc -3 ) (%) penetración (Kpa) después de Prom. Desv. Prom. Desv. Prom. Desv. subsolado estándar estándar estándar 0 1,46 0,01 14,06 2,51 1.553 88 2 1,39 0,04 18,61 2,57 1.095 141 5 1,35 0,02 14,6 0,97 1.252 147 8 1,43 0,02 15,12 1,97 - - 3.2. SUBSOLADO POST PLANTACIÓN. Se demostró en el punto anterior que una labor de subsolado pre plantación es muy beneficiosa como mejoradora de condiciones limitantes de suelo, a lo menos en los primeros años, de desarrollo de los parronales. Sin embargo, en algunas situaciones, ya sea por recompactación o bien por que no se realizó un subsolado pre plantación, los suelo de parrones establecidos presentan limitaciones para el desarrollo de las raíces, por lo que es necesario realizar labores de subsolado en los parrones establecidos. Dado que el subsolado se realiza bajo de la estructura del parrón, los tractores, de ruedas de goma u oruga, que se utilizan son de tamaño y potencias muy inferiores a los que se ocupan en los trabajos pre plantación. Los tractores del tipo frutero a orugas tienen mayor tracción que los tractores de ruedas de goma, y permiten incluso tirar hasta dos puntas (Figura 15). Gabriel, acá hay problemas de redacción 30
Figura 15. (Izquierda), tractor con ruedas de goma haciendo labor de subsolado, con subsolador de una punta. (Derecha), tractor a orugas realizando labores de subsolado, con un implemento de dos puntas (Valle de Aconcagua). El brazo y la punta del subsolador de post plantación son diferentes en relación al ancho y filo que presentan los subsoladores utilizados en labores de pre plantación. Los subsoladores de post plantación son más delgados con filo, de tal manera que al cortar el suelo, y junto con ello raíces, no provoquen graves daños a estas últimas. Existen muchos modelos de subsoladores, los cuales van acoplados a los tres puntos del tractor (Figura 16). Dentro de estos existen modelos que en su punta tienen un ala vibratoria, que va conectada al toma de fuerza del tractor, que al desplazarse aumenta la ruptura de suelo. Figura 16. (Izquierda), subsolador de una punta conectado a los tres puntos del tractor. (Centro), un modelo de subsolador con alas vibratorias. (Derecha), subsolador de tres patas para ser tirado por tractor a oruga. Nótese las alas de la punta central. 31
La mejor época par realizar esta labor, es a principios de otoño, dejando secar el suelo después de la cosecha de la uva, para que alcance contenidos de humedad que permitan una adecuada fractura del suelo. En general es recomendable subsolar por un lado de la planta, y en la temporada siguiente el otro lado. Una vez realizado el subsolado, también es conveniente regar, para que exista un mejor contacto entre el suelo subsolado y las raíces, y favorecer el crecimiento de las nuevas raíces que se radicular que e produce desde las raíces amputadas. A objeto de evaluar el efecto del subsolado post plantación, en el otoño de 1997, en el Valle de Aconcagua, se realizó un ensayo en parronales decaídos, en el cual se evaluó el efecto de esta labor sobre las propiedades físicas del suelo y la posterior recuperación de las plantas, en cuanto a desarrollo de raíces y crecimiento vegetativo. El subsolado se realizó con un tractor a oruga con dos puntas, las cuales penetraron adecuadamente hasta 50 cm de profundidad. El subsolado se realizó solo por un lado de la planta. Los efectos del subsolado sobre las propiedades físicas del suelo se presentan en el Cuadro 9. Cuadro 9. Densidad aparente (Da, g/cc), Macroporosidad (MP, %) y resistencia mecánica del suelo (RP, kpa). Da (g/cc) MP% RP(kPa) Subsolado Subsolado Subsolado Prof. Sin Con Sin Con Sin Con 10-40 1,49** 1,42 10,98 14,06* 1636,10 620,80** ** Indica que existen diferencias significativas entre los propiedades físicas de suelo subsolado y no subsolado (p<0.05), según prueba t. Gabriel, acá hay problemas de redacción Al otoño siguiente se realizó un conteo de raíces finas en plantas subsoladas y en plantas no subsoladas (Figura 17). La plantas que fueron subsoladas presentaron más raíces finas (800 raíces fina/m 2 de suelo) que las plantas no subsoladas (500 raíces finas/m 2 de sue- 32
Figura 17. Efecto del subsolado sobre el desarrollo de raíces finas (Nº raíces/m 2 de suelo), un año después de realizada la labor. Thompson Sedles. Valle de Aconcagua. lo), respondiendo a las mejores condiciones físicas del suelo y afecto de poda de raíces producido por el subsolador. que las plantas no subsoladas, En el curso de los años después del subsolado (Figura 18), el peso de poda de las plantas sometidas a subsolado, presentó una clara tendencia a la recuperación, llegando al tercer año a un peso promedio de poda del orden de 3 kg de materia seca por planta (kgms/ pl). Las plantas no subsoladas de poda presentaron un peso de poda cercano a los 2,5 kgms/planta Figura 18. Evolución del peso seco del material de poda en plantas decaídas subsoladas y no subsoladas durante tres años después de subsolar. El año 0, corresponde al año de subsolado. Thompson Seedless. Valle de Aconcagua. 33
Lo anterior muestra el efecto positivo de la subsolación sobre el mejoramiento de las propiedades físicas del suelo, manifestado a través de la disminución de la densidad aparente, aumento de la macroporosidad y disminución de la resistencia mecánica a la penetración. Existe una recuperación de las plantas, tanto a nivel radicular como de crecimiento vegetativo, sin embargo esta última no es inmediata, tomando dos a tres temporadas. 3.3. CAMELLONES Otra forma de controlar los problemas de compactación de suelos en parronales establecidos, especialmente en plantas sobre pie franco, es mediante la confección de camellones de entre 40 a 60 cm de alto, y un ancho de 1 m (0,5 m a cada lado de la planta), en particular en suelos delgados o de baja permeabilidad en el subsuelo. El camellón permite general un volumen de suelo suelto, donde se pueden desarrollar las raíces de las plantas. Los camellones se pueden construir con una pala de cola, acumulando el suelo superficial, restos de hojas y de poda en torno a la hilera de plantación (Figura 19). Figura 19. (Izquierda), pala de cola confeccionando un camellón en patronal establecido*. (Derecha), camellón construido. *Foto gentileza Sr. Martín Silva, Exportadora Subsole. 34
Para mantener las propiedades físicas del camellón, evitando la compactación superficial es conveniente anualmente agregarle materia orgánica, de tal manera que esta se comporte como un mulch que proteja la superficie del suelo y se valla degradando con el tiempo, mejorando las condiciones superficiales del suelo por aumento de la macroporosidad y acti- Figura 20. Mulch de paja protegiendo el camellón (Valle de Aconcagua). vidad biológica del suelo. El material a utilizar puede ser por ejemplo paja de trigo (Figura 20), o bien, el mismo sarmiento proveniente de la poda, picado o triturado, que se va colocando sobre el camellón. Para ello se puede utilizar una picadora de sarmientos, que en su parte posterior se le ha adosado un tornillo sin fin que va depositando los residuos de poda sobre el camellón (Figura 21). Figura 21. (Izquierda), Picador de sarmiento con sinfín en la parte posterior, para acumular los residuos de poda en el camellón. (Derecha), Sarmiento distribuido sobre el camellón con la picadora, actuando como mulch (Valle de Aconcagua). 35
Mediciones de densidad aparente en camellones protegidos con mulch presentaron una baja densidad aparente en los primeros 30 cm de suelo, hasta a lo menos 4 años después de su establecimiento, como se muestra en la Figura 22. Evaluaciones realizadas por INIA en parrones decaidos en el Valle de Aconcagua, muestran que las mejores condiciones físicas del suelo, producto Figura 22. Densidad aparente en camellones, cuatro años después de su construcción. Hasta los 30 cm el suelo mantiene una densidad aparente inferior a 1,3 g/cc. La profundidad 30-50 cm corresponde a la del suelo original. Valle de Aconcagua, Fuente INIA. del camellón, se reflejan en un incremento en el número de raíces finas y en el peso del material de poda. A los tres años de establecido el camellón, plantas de variedad Flame Seedless, sobre pie franco, presentaron una densidad de raíces de 1.100 raíces finas/m 2 de suelo, mientras que las plantas sin camellón presentaron en promedio 800 raíces finas/m 2 de suelo. También el efecto del camellón se reflejó en el peso de poda, donde las plantas bajo este sistema presentaron un mayor peso de poda que las plantas sin camellón (Figura 23). Esto fue particularmente claro después de tres años de establecido los camellones. Figura 23. Evolución del peso de poda de plantas de la variedad Flame Seedless, sobre su propio pie, con y sin camellón. Año 0, corresponde al año de confección de los camellones. 36
Otras experiencias realizadas por INIA en el valle Aconcagua muestran que el uso de algún tipo de mulch sobre los camellones es de gran importancia para lograr en mejor forma los efectos positivos de este sistema de manejo sobre plantas francas. Durante tres años se llevó a cabo un ensayo donde se comparó el efecto del camellones con y sin mulch, sobre el desarrollo de raíces y peso de poda en la variedad Thompson Seedless y Flame Seedless, ambas sobre pie franco. Se utilizaron diferentes tipos de mulch: aserrín, cama de pavo, paja de trigo, plástico y viruta de madera. En la Figura 24, se presenta el efecto del uso de mulch sobre el desarrollo de raíces en cv Thompson Seedles y Flame Seedless. Todos los tratamientos con mulch presentaron un mayor número de raíces finas por metro cuadrado de suelo respecto del testigo sin mulch. El mayor número de raíces finas se presentó en los primeros centímetros de suelo. Además, bajo condiciones de mulch aumentaron los carbohidratos de reserva en las raíces (Figura 25). Figura 24. Efecto del mulch sobre el desarrollo de raíces en vides de mesa cv. Thompson Seedless (superior) y Flame Seedless (inferior), sobre pie franco. T0: testigo sin mulch; T1: mulch de aserrín; T2: mulch de cama de pavo; T3: mulch de paja de trigo; T4: mulch plástico; T5: mulch de viruta, (Fuente INIA). 37
Figura 25. Carbohidratos de reserva (%) medidos en raíces de la variedad Thompsom Seedless y Flame Seedless sobre pie franco. Las mediciones se realizaron dos años después de haber iniciado los tratamientos de mulch. El efecto positivo del uso de mulch también se reflejó en el peso de poda de la plantas. El peso de poda fue mayor en las plantas bajo condiciones de mulch, tanto en la variedad Flame como Thompson Seedless (Figura 26). Figura 26. Peso de materia seca de poda en las variedades Thompson y Flame Seedless, sobre patrón franco, dos años después de iniciado el tratamiento de mulch sobre los camellones. 38
3.4. CONCLUSIONES Los trabajos realizados por INIA en el valle de Aconcagua, se realizaron en las variedades Thompson Seedless y Flame Seedless, en pie franco. De acuerdo a los resultados obtenidos se puede concluir. El subsolado de prepalantación, realizado con tractores de gran potencia (D9 a D10) es una labor indispensable para lograr un buen establecimiento de los parronales en suelos que presentan niveles de compactación elevados. Los efectos del subsolado se mantienen a lo menos hasta cinco años después de realizada la labor. El subsolado de post plantación provoca una disminución de la compactación de suelos, lo que se refleja en un mayor desarrollo radicular y un mayor peso de poda de las plantas, sin embargo, esta recuperación se produce a los dos años de iniciada la labor. La confección de camellones en suelos con problemas de compactación y el uso de mulch, permite mantener adecuadas condiciones físicas de suelo en los primeros 30 cm de profundidad, favorece el desarrollo radicular de las plantas, la acumulación de carbohidratos de reserva y el vigor de las plantas. 39
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CAPÍTULO 4 Compactacion de suelos y su control. Estudio de casos en el Valle de Aconcagua PRÁCTICAS DE MITIGACIÓN DE LOS EFECTOS DE COMPACTACIÓN Parte de los efectos de compactación de suelos en los parronales establecidos se puede atribuir all uso intensivo de maquinaria agrícola. En promedio, durante la temporada se realizan entre 20 y 30 pasadas de maquinaria, entre las labores de aplicación de herbicidas, aplicación de hormonas, controles fitosanitario y labores de cosecha. Par cuantificar el orden de magnitud del paso de la maquinaria agrícola sobre la compactación de suelos, en 35 parronales del Valle de Aconcagua, ubicados en la Serie de Suelo Pocuro, se realizaron determinaciones de densidad aparente y resistencia mecánica a la penetración en la hilera de plantas y en la huella de circulación de la maquinaria, a diferentes profundidades. Todas las determinaciones se realizaron con el suelo en condiciones de capacidad de campo. En el Cuadro 10, se presenta el porcentaje de valores de densidad aparente superiores a 1,4 g/cc en la huella de paso de la maquinaria y en la hilera de plantas. En la primera estrata (10 cm) el 87,5% de los valores medidos es superior 1,4 g/cc, en tanto que en la hilera de plantas solo el 64% supera este valor. Se observan también diferencias a 30 cm de profundidad, donde el 87% de los valores de Da medidos en la huella de la maquinaria a superan 1,4 g/cc, en tanto que en la hilera de plantas solo el 74% supera este valor. A 60 cm de profundidad no se observa ninguna diferencia entre ambas posiciones. 41
Cuadro 10. Porcentaje de de valores de densidad aparente superiores a 1,4g/cc sobre la huella de la maquinaria y en la hilera de plantas, en diferentes profundidades de suelo. (Valle de Aconcagua). Profundidad (cm) Huella de maquinaria Hilera de plantas 10 87,5 64 30 87,0 74,0 60 70,0 74,0 Una situación similar ocurre con la resistencia mecánica a la penetración (RP). En el Cuadro 11, se presente el porcentaje de valores de RP que supera 1 MPa, valor considerado como límite para un adecuado desarrollo radicular de las vides. En l cuadro se puede observar que hasta los 30 cm de profundidad, en la huella de paso de la maquinaria sobre el 60% de los valores de RP medidos supera 1 MPa. A mayores profundidades sobre el 25 % de los valores medidos supera 1MPa. En la hilera de el porcentaje de valores que supera 1 MPa es considerablemente menor. De los cuadros anteriores se desprende, que el efecto de compactación, por paso de maquinaria se manifiesta hasta los 30 a 40 cm de profundidad de suelo. Este fenómeno se produce por que el suelo no es capaz de soportar la carga a la cual es sometido por el paso de la maquinaria. En otras palabras, cuando la presión ejercida sobre el suelo sobrepasa un Cuadro 11. Porcentaje de de valores de resistencia mecánica superiores a 1 MPa sobre la huella de la maquinaria y en la hilera de plantas, en diferentes profundidades de suelo. (Valle de Aconcagua). Profundidad (cm) Huella de maquinaria Hilera de plantas 10 73,7 16,6 30 61,1 10,5 40 36,8 16,7 60 26,3 11,1 42
determinado valor resistencia mecánica, la estructural colapsa. El riesgo de compactación aumenta cuando la labores se realizan con altos contendidos de humedad, en suelos recién regados por ejemplo. En efecto un factor determinante en la magnitud de la compactación tiene que ver con el contenido de humedad del suelo, ya que al aumentar el contenido disminuye su capacidad de soportar carga. En términos generales, el paso de la maquinaria agrícola produce dos tipos de compactación, una compactación superficial y una subsuperficial. La compactación superficial es función de la presión de contacto que realizan las ruedas de las maquinas al pasar sobre el suelo (es el caso de las mediciones realizadas a 10 cm en los cuadros 10 y 11). Esta compactación superficial puede producir una disminución de las condiciones de infiltración del agua en el suelo, provocando anegamientos temporales al escurrir el agua de los emisores desde la platabanda de plantación, especialmente cuando estas están mal construidas o las descargas de los goteros es muy alta (Figura 27). Figura 27. Acumulación de agua proveniente de los emisores en la huella de circulación de la maquinaria. 43
La compactación subsuperficial producto del paso de de la maquinaria por otra parte puede alcanzar hasta 30 a 40 cm de profundidad, provocando una zona de baja macroporosidad, malas condiciones de aireación, afectando el desarrollo radicular de las plantas en esta zona. Un factor complementario a los sistemas de control de compactación de suelos ya señalados, como es uso del subsolado o del acamellonamiento, son consideraciones respecto de la maquinaria agrícola que se utiliza. No existen trabajos específicos en el Valle de Aconcagua sobre el impacto de la maquinaria agrícola en los niveles de compactación de suelos. Sin embargo, antecedentes de la literatura que entregan algunas indicaciones pueden ser útiles a considerar. Los aspectos en relación a la compactación de suelos tiene que ver con el peso de la maquinaria utilizada, la presión y tipo de neumáticos de los neumáticos, el contenido de humedad del suelo, entre otros factores. La compactación subsuperficial tiene que ver con el peso de la maquinaria, en particular con el peso por eje, es decir con el peso total de la maquinaria, dividido por el número de ejes que posee. Mientras mayor es el peso por eje que soporta la maquinaria, mayor es el efecto de compactación en profundidad, lo que se muestra gráficamente en la Figura 28. La bibliografía señala que valores de peso por eje de sobre 10 ton, generan en todos los casos, compactación que influyen hasta 50 cm de profundidad o más, si el suelo se encuentra húmedo a capacidad de campo. En suelos secos es menor el efecto de la compactación con el mismo peso por eje. Sin embargo, estos antecedentes son muy dispares. En la literatura se indica que con valores de peso por eje sobre 6 ton se comienza a producir compactación de suelos, y 44
Figura 28. Efecto de diferentes cargas por eje sobre nivel de influencia de la compactación de suelo. (Adaptado de Diuker, 2004). con valores hasta 5 ton por eje ya no existirían efectos de compactación subsuperficial. Otros antecedentes señalan como valores límites de peso por eje 2,5 ton para suelos susceptible de compactarse y 3,5 ton para suelo más resistentes a la compactación. Además La magnitud de peso por eje depende de la humedad de suelo, ya que suelos húmedos soportan menos carga que los suelos secos. Por otra parte, el número de pasadas de la maquinaria afecta la compactación subsuperficial. El tráfico repetido de máquinas, incluso de bajo peso por eje, induce compactación con un efecto que puede perdurar por largo tiempo. En relación a la compactación superficial del suelo, la literatura señala que la presión de contacto rueda/suelo, es una causa del aumento de la densidad aparente del suelo en superficie (primeros 5 a 45