Crecimiento temprano en trigo en función de la densidad aparente del suelo
Santiago Venanzi, Alejandro Vallati y Hugo Krüger - INTA, EEA Bordenave
Introducción
La compactación del suelo afecta el desarrollo vegetal de diversas formas:
por disminución de la biomasa radical (Bowen, 1981), menor longitud y superficie
de las hojas, demoras en el momento de su aparición (Cook et al. 1996), y menor
número de macollos y espigas por unidad de superficie (Oussible et al. 1993;
Schmidt y Belford, 1994).
Densidad aparente (DA) y resistencia a la penetración son determinaciones
usuales en estudios de compactación. La resistencia a la penetración es mas
sensible en la detección de capas compactadas (Krüger, 1996), aunque la DA
resulta mas estable, al ser menos afectada por el contenido de humedad del suelo
(Vepraskas, 1988).
El establecimiento de niveles críticos de DA provee una herramienta útil para el
monitoreo de la condición estructural del suelo. Esto resulta de especial
importancia en aquellos sistemas de producción donde la compactación puede ser
un problema latente (ej: Siembra directa en sistemas ganaderos). Según Daddow y
Warrington (1983), la DA crítica disminuye al aumentar el contenido de limo +
arcilla del suelo. Griffith et al. (1977), determinaron valores críticos de 1,7
Mg m-3 para suelos arenosos, y de 1,4 a 1,5 Mg m-3 para suelos franco-arcillolimosos.
Los objetivos de este trabajo fueron: a) estudiar el efecto de la DA sobre
variables que describen el crecimiento temprano de plantas de trigo, y b)
establecer valores de DA potencialmente limitantes de ese crecimiento para dos
suelos del sudoeste bonaerense.
Materiales y Métodos
A mediados de 2001 se realizó un ensayo bajo invernáculo, con
material proveniente de la capa arable de dos suelos: El suelo A (Argiudol
Thapto-árgico), fue muestreado en la localidad de Colina (partido de Cnel.Suárez,
Bs.As.), y el suelo B (Hapludol típico), en la localidad de Dufaur (partido de
Saavedra, Bs.As.). Algunas de sus características se muestran en la Tabla 1.
Se utilizaron macetas de PVC de 10 cm de diámetro y 16 cm de altura. En ellas se
compactaron 1200 g de suelo, con una prensa hidráulica, para obtener valores de
densidad aparente de: 1,21; 1,30; 1,41; 1,54; 1,61 y 1,69 Mg m-3. En cada maceta
se cultivaron dos plantas de trigo pan (Triticum aestivum var. durum cv. PROINTA
Colibrí). La humedad del suelo se mantuvo entre el 45 y el 70% de su capacidad
de campo estimada, mediante riegos semanales. A partir de los diez días de la
emergencia (DDE), se determinó el largo y el ancho de la lámina de las hojas
presentes a intervalos aproximados de 10 días. A los 52 y 56 DDE en los suelos A
y B respectivamente, se estimó el área foliar en base a la fórmula AF=long.lámina
x ancho lámina x 0,835 (Miralles y Slafer, 1990), y se cortaron las plantas a
nivel del suelo. En el ápice de las plantas cosechadas se determinó: largo de la
espiga, número de espiguillas y altura de la espiga sobre el nivel del suelo.
Finalmente, el material se secó en estufa y se determinó el peso de la biomasa
aérea. La parte radical se obtuvo por lavado del suelo sobre un tamiz de 1 mm de
malla, determinándose el peso de la biomasa radical luego de su secado en
estufa.
Tabla 1 – Características del horizonte A de los suelos
estudiados
Se utilizó análisis de varianza y de regresión, según un diseño completamente aleatorizado con tres replicaciones, luego de evaluar gráficamente los supuestos de normalidad y homocedasticidad. La comparación de medias se realizó mediante el test de Student-Newman- Keuls (α=0.05 y 0.10).
Resultados y Discusión
Biomasa radical
El incremento de la densidad aparente produjo una disminución de la biomasa
radical del trigo en ambos suelos (p=0.0002 y 0.002 respectivamente). La
variación de la biomasa radical en función de la densidad aparente fue de
carácter lineal (Fig.1).
La relación entre la compactación del suelo y el crecimiento de raíces ha sido
descripta en numerosos estudios (Bowen, 1981; Oussible et al.1992). En
coincidencia con esta información, la reducción de la biomasa radical se produjo
a partir del primer nivel de DA (1.2 Mg m-3).
Para similares niveles de densidad aparente, el suelo A mostró menor biomasa
radical que el B.
Esto se justificaría por el diferente contenido de limo + arcilla de los suelos
(Daddow y Warrington, 1983; Jones, 1983). El suelo A, con 60% de limo+arcilla,
tendría menor DA crítica y, por lo tanto, mayor compactación relativa que el B
(48% limo+arcilla) .
Fig.1 – Variación de la biomasa radical de plantas de trigo en función de la
densidad aparente a los 52 y 56 días de la emergencia (suelos A y B
respectivamente).
Biomasa aérea
Desde etapas tempranas se manifestaron variaciones en el largo y ancho de las
láminas de las plántulas de trigo (datos no presentados).
A los 10 DDE en el suelo A, el nivel 1.7 Mg m-3 mostró menor longitud y ancho de
la lámina en la segunda hoja que los restantes niveles de DA. En el suelo B
estas diferencias se notaron recién a partir de los 35 DDE. Tanto el largo como
el ancho de las láminas se vieron afectados por la DA. Las diferencias entre
tratamientos se produjeron especialmente en las hojas mas jóvenes, como
consecuencia del retraso en su aparición, lo que coincide con estudios previos (Cook
et al. 1996).
La Tabla 2 presenta el área foliar y el peso de la biomasa aérea en ambos
suelos. El área foliar disminuyó en los niveles 1.6 y 1.7 Mg m-3 del suelo A y,
con menor nivel de significancia, en el nivel 1.7 Mg m-3 del suelo B.
El peso de la parte aérea de las plantas de trigo también fue afectado por la DA
en el suelo A.
Los niveles entre 1.2 y 1.5 Mg m-3 tuvieron mayor materia seca que 1.7 Mg m-3.
En el suelo B no se verificaron efectos significativos.
El principal efecto de la compactación sobre la biomasa aérea se manifestó a
través del menor tamaño de las plantas afectadas. Tanto el área foliar como la
materia seca de la parte aérea expresaron esta reducción. Sin embargo, a
diferencia de la biomasa radical, la reducción no fue lineal sino que se
manifestó a partir de los niveles 1.6 y 1.7 Mg m-3 en los suelos A y B
respectivamente. Otros estudios (Stirzaker et al. 1996) mostraron un incremento
inicial de la biomasa hasta un nivel óptimo, y una posterior disminución cuando
se superaron niveles críticos.
Tabla 1 – Area foliar de plántulas de trigo y peso de la
biomasa aérea en función de la densidad aparente a los 52 y 56 DDE en los suelos
A y B respectivamente
En cada columna letras distintas indican diferencias
significativas.
Prob.= Valor de probabilidad del test F ( ANOVA).
SNK= Nivel de significancia α del test de Student-Newman-Keuls.
Determinaciones en el ápice de las plantas de trigo
Los resultados obtenidos del estudio de la espiga terminal, en los ápices de las plantas de trigo, se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3 – Largo de la espiga terminal, número de
espiguillas por espiga, y distancia de la espiga al suelo en función de la
densidad aparente a los 52 y 56 DDE
En cada columna, letras distintas indican diferencias
estadísticas.
Prob.= Valor de probabilidad del test F ( ANOVA). SNK= Nivel de significancia α
del test de Student Newman-Keuls.
En el suelo A, el largo de las espigas fue mayor en los niveles 1.2 y 1.4 Mg m-3
respecto de 1.6 y 1.7 Mg m 3. El número de espiguillas por espiga fue mayor en
todos los niveles entre 1.2 a 1.5 Mg m-3 respecto de 1.7 Mg m-3 . La altura de
las espigas respecto del nivel del suelo no resultó afectada por la
compactación. En el suelo B no se registraron efectos de los niveles de DA sobre
ninguna de las variables medidas.
La reducción en el número de espiguillas como consecuencia de la compactación
reviste importancia agronómica, ya que indica un efecto directo sobre uno de los
componentes del rendimiento. Si a este efecto se suma una reducción en el número
de espigas por unidad de superficie, tal como ha sido observado en otros
estudios (Oussible et al. 1993; Schmidt y Belford, 1994), existiría una alta
probabilidad de mermas de rendimiento en grano al superar ciertos niveles de DA.
Densidad aparente crítica
El establecimiento de valores de DA crítica depende
fundamentalmente de los niveles de reducción del crecimiento vegetal que se
tomen como criterio. Daddow y Warrington (1983) consideraron una reducción del
crecimiento radical del 80%, al establecer DA críticas para especies forestales.
Este límite implica una virtual detención del crecimiento radical difícilmente
observada a campo. Bowen (1981) sugiere que se debería prestar mas atención a
restricciones parciales del crecimiento de raíces. Un valor de referencia
utilizado es el 50% del crecimiento máximo, lo cual parece mas compatible con su
utilización en agricultura.
Utilizando los datos de la Fig.1, los valores de DA que produjeron reducciones
del 50% de la biomasa radical fueron 1.57 y 1.69 Mg m-3 para los suelos A y B
respectivamente. La respuesta de la parte aérea a los niveles de DA resultó
difícil de ajustar a un modelo matemático. Sin embargo, se observaron
reducciones del área foliar y materia seca a partir de valores de DA de 1.6 y
1.7 Mg m-3 respectivamente. Estas reducciones fueron del 49% del área foliar, y
del 55% de la materia seca en el suelo A, y del 19 y 26% respectivamente en el
suelo B. Mientras en el suelo A los valores críticos de la parte radical y aérea
coinciden, en el suelo B los datos sugieren que la DA crítica estaría en algún
nivel por encima de 1.7 Mg m-3 .
Considerando las proporciones de limo + arcilla de ambos suelos, los valores de
DA crítica calculados según Daddow y Warrington (1983) serían 1.55 y 1.65 Mg m-3
para A y B respectivamente. El método asume bajos porcentajes de materia
orgánica (<3%), lo cual podría justificar las mayores DA críticas obtenidos en
esta experiencia, con suelos de 4 y 6% de materia orgánica.
Conclusiones
El incremento de la DA del suelo (a partir niveles de 1.2 Mg
m-3), produjo una reducción de tipo lineal en la biomasa radical del trigo.
La compactación del suelo afectó el largo y ancho de las hojas desde etapas
tempranas. A los 50 días desde la emergencia, el área foliar y la materia seca
de la parte aérea de las plantas se redujeron al aumentar la DA por encima de
1.6 y 1.7 Mg m-3 en los suelos A y B respectivamente. El número de espiguillas
en la espiga terminal se redujo en el nivel 1.7 Mg m-3 del suelo A, sin
variaciones en el suelo B.
En forma preliminar, el valor crítico de DA que produce una reducción del 50% en
la biomasa radical y aérea del trigo a los 50 días de la emergencia, sería de
1.6 Mg m-3 para el suelo A. La información obtenida resulta insuficiente para
establecer el valor crítico del suelo B, encontrándose este por encima de 1.7 Mg
m-3.
Referencias
Bowen, H. 1981. Alleviating mechanical impedance. In: C.E. Arkin
and H.M. Taylor (eds). Modifying the root environment to reduce crop stress.
Am.Soc.Agr.Eng. Monogr#.4.
Cook, A.; Marriot, C.; Seel, W. and C. Mullins.1996. Effect of soil mechanical
impedance on root and shoot growth of Lolium
Perenne L., Agrostis capillaris and Trifolium repens L. J. of Exp.Botany.
47:1075-1084.
Daddow, R.L. and G.E. Warrington. 1983.
Growth limiting soil bulk densities as influenced by soil texture. WSDG Report.
WSDG-TN 00005.
Griffith, D., Mannering, J y W. Moldenhauer. 1977.
Conservation tillage in the Eastern Corn Belt. J. of Soil and Water Cons.
32:20-28. Jones, C. 1983. Effect of soil texture on critical bulk densities for
root growth. Soil Sci.Soc.Am.J. 47:1208-1211.
Krüger, H. 1996. Compactación en Haplustoles del sudoeste bonaerense (Argentina)
bajo cuatro sistemas de labranza. Ciencia del Suelo 14:104-106.
Miralles, D. y G. Slafer. 1990. Estimación del área foliar en trigo. Generación
y validación de un modelo. Actas II Congreso Nacional de Trigo. I.76:85.
AIANBA(Ed). Pergamino.
Oussible, M.; Croockston, R.K. and W.E.Larson. 1992. Subsurface compaction
reduces the root and shoot growth and grain yield of wheat.
Agron.J. 84:34-38. Oussible, M.; Allmaras, R.; Wych, R. and R. Croockston. 1993.
Subsurface compaction effects on tillering and nitrogen accumulation in wheat.
Agron.J. 85:619-625.
Schmidt, C. and R. Belford. 1994. Increasing the depth of soil disturbance
increases yields of direct drilled wheat on the sandplain soils of Western
Australia. Austr.J.of Exp. Agric. 34:777- 781.
Stirzaker, R.; Passioura, J. and Y. Wilms. 1996.
Soil structure and plant growth: impact of bulk density and biopores. Plant &
Soil.185:151-162.
Vepraskas, M. 1988. A method to estimate the probability that subsoiling will
increase crop yields. Soil Sci. Am. J. 52:229-232.
