Agron Costarr (1/2): 27-33 1983 COMPACTACION Y COMPACTABILIDAD DE SUELOS AGRICOLAS Y GANADEROS DE GUANACASTE, COSTA RICA! ,* JoseM Aguero ** Alfredo Alvarado *** ABSTRACT Compaction and compactability of agricultural and cattle raising soils in Guanacaste, Costa Rica This study was conducted to estimate compaction and compactability of soils in the lowlands of Guanacaste Thirty six sampleswere analyzed for organic matter content, pH in H2O, exchangeablecations, moisture content, soil water characteristics (0.33 and 15 bars), bulk density and resistance to penetration Atterberg limits and Proctor compactability were also estimated in four out of the 36 soils, representative of the Province Most of the values on resistanceto penetration and bulk density were over the values limiting crop performance mentioned in the literature In cattle areas compaction (X = 62 kg/cm2) doubles the values found in cropping lands (X = 30 kg/cm2) Parent material influenced this parameter; the higher values were found in volcanic tuff derived soils, followed by the materia! of the Nicoya Complex and the alluvions of the Tempisque Valley Vertisols with the higher plastic index (P I derived soils (P I = 46) were less affected = 8.8) INTRODUCCION La compactacion del suelo reduce el rendimiento de cultivos como la calla de azucar (27, 28), algodon (31) y matzO(20) debido a i) una disminucion del volumen de suelo a explorar por lag falces, ii) una disminucion del diametro de log haces vascularesy ill) un impedimento a la emergencia de plantulas en el caso de costras superficiales (22,31) En algunos casos como en el arroz (21) s~ h~ re~?rtado un efect~ benefic? debid?a una dlsffilnuclon d.~ la cap~cl~ad de mftl:r~clon del agua En adlclon a la perdlda en rendlffilento, log suelos compactados requieren el uso de maquinaria de mayor potencia, 10 que eleva log costos de produccion (4) * Recibido para su publicacionel 18 de agostode 1983 Partede ~ates!sde IngerneroAgrono~o pre~ntad.a par el pnmer autor a la Escuelade Fltotecrna, Urn- ** *** versidaddeCostaRica Direccionactual:ServicioNacionalde Electricidad Escuelade Fitotecnia,Universidadde CostaRica by compaction than volcanic tuff La compactacion del suelo se refiere a un aumento de su densidad como resultado de presiones cargas aplicadas al mismo (5) Este fenomeno se debe a la compresion de particulas solidas, la compresion de liquidos y gasesdentro del espacio pocoso, al reacomodo de lag particulas y a cambios en el contenido de liquidos y gases(18) La resistencia a la penetracion, definido como la capacidad de un suelo de resistir sostener una fuerza (33), es un in dice integrado de su compactacion, contenido de humedad, textura y tipo de mineral arcilloso (5) Las principales fuerzas de compactacion son la lluvia, la maquinaria agricola y la carga animal La lluvia desintegra log agregados,dispersa la arcilla y favorece la compactacion superficial, aumentando la densidad aparente de log primeros cent i- metros de suelo (23); este fenomeno esta asoclado un bajo contenido de materia organica y altos contenidos de limo ysodio (10, 11) 28 AGRONOMIACOSTARRICENSE Cuadro1 Localidadesde muestreo,clasificaci6ny materialparentalpara36 suelosde Guanacaste Muestra 10 11 12 13 14 15 16 17 18 al' dad CI f ' Loc Bebedero Bebedero Bebedero Rio Lajas Bebedero Canas Canas Canas Canas Canas Canas Canas Canas Bagaces Bagaces Bagaces Liberia Liberia , asl lcaclon Fluventic Ustropept Fluventic Ustropept Fluventic Ustropept Fluventic Ustropept Fluventic Ustropept Typic Pellustert Fluventic Chrornustert Typic Ustropept Typic Haplustoll Typic Haplustoll Typic Haplustoll Typic Haplustoll Typic Haplustoll Vertic Ustropept Vertic Ustropept Verti; Ustropept Lythic Ustropept Lythic; Ustorthent Material tal pareD Aluvion Aluvion Aluvion Aluvion Aluvion Toba Aluvion Toba Toba Toba Toba T;Jba Toba Toba Toba Toba Toba Toba EI efecto de la cargaanimal se concentraen los primeros cinco centimetros de suelo(I), y se debeal pesodel animal en relaciona la superficie de contacto el suelo(4,0 kg/cm2) en el que se posa(32) La maquinaria agricola compacta el suelo a M t Des 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Local' dad CI f ' Liberia Liberia Carrillo Carrillo Carrillo Carrillo Carrillo Canas Canas Sta Cruz Sta Cruz Sta Cruz Sta Cruz Nicoya Nicoya Nicoya Nandayure Nandayure , asl lcaclon Lythic Ustorthent Typic Ustropept Fluventic Ustropept Fluventic Ustropept Fluventic Ustropept Fluventic Ustropept Typic Haplustoll Lythic Ustorthent Lythic Ustorthent Typic Haplustalf Typic Haplustoll Typic Ustropept Typic Ustropept Typic Ustropept Typic Ustropept Typic Ustropept Fluventic Ustropept Fluventic Uatropept Material parentaI Toba Toba Aluvion Aluvion Aluvion Aluvion Aluvion Toba Toba C Nicoya C Nicoya C Nicoya C Nicoya C Nicoya C Nicoya C Nicoya Aluvion Aluvion dad potencial de algunostipos de suelosde la Provincia MATERIALESY METODOS Se tomo un total de 36 muestras de suelos en terrenos agricolas y ganaderos de cantones mayor profundidad que la Iluvia y la cargaanimal EI arado deja una capasuperficialsueltay un subsuelo densodebido a que aplica una presionque oscilaentre 0,76 y 0,95 kgjcm2 (32) Esteefecto se acentuacuandola labranzade tierras sehacea La clasificacionde estossuelosy los cantonesestudiadossemuestranen el CuadroI Las"muestras se secaronal aire, se cuartearony molieron basta pasarpor una criba de 20 mallasjpulgada2 la misma profundidad durante varios afiQs (6, 7) Los suelos se analizaron por pH en relacion suelo:agua de I: 2,5 (24), textura (19), materia or- Los lirnites de Atterberg seempleanparaestudiar la plasticidaddel suelo Sedeterminaellimite liquido (el mas humedo) y luego ellimite plastico (el mas seco)y la diferenciaentre el contenido de humedadentre estosdos puntos se conocecomo el Iodice de plasticidad(5) ganica(16), densid~daparen~e(16), c~ntenidode h.umed~d(16), catlo~~sde mterc~~lo (16), reslstenclaa la penetra:l~n (9, 12), lImrtesde Atte~berg(3) y compactabilidad(I) Los suelosseclaslfica~onde acuerdocon la taxnomiade suelosde los EstadosUnidos(30) Los resultadosobtenidos se analizaronpor medio de un anaIisisde correlacion simple, asigDando valores numericosa las variablestextura, materialparentaly uso de la tierra Estetrabajosedisefioparaevaluarla compactacion en terrenosagricolasy ganaderosde Guanacastey conocerde maDeragenerallacompactabili- AGUERO Cuadro Y ALVARADO: Propiedades quimicas Compactaci6n y fisicas y compactibilidad de 10s suelos estudiados Parametro = (n 29 36) Ambito pH X 5,6 - 7,2 6,4 5,0 0,1 - 46,0 1,9 20,7 0,7 3,5 - 38,0 17,0 M.O.,% 0,3 - 6,7 2,8 Da,g/ml* 1,47 - 1,98 1,72 Ca, K, meqJIOO " Mg, g " Resistencia a la penetraci6n, 0-10 cm 5,8 - 92,0 43,4 cm 2,3 - 92,0 39,2 2,3 - 92,0 29,0 3.3 - 52,2 22,2 - 48,5 37,7 - 33,3 23,3 20-30 cm Retenci6n kg/cm2 10-20 Contenido de humedad, 0/0 de humedad, 0/0 0,33 atm 15,00 atm 25,1 9,0 Estos valores representan 16 suelos Cuadro Coeficientes de correlacion propiedades del ala suelo penetracion entre las RESULTADOS bl y densidad ana Resistencia e aparente Caracteristicas a generales el Cuadro Densidad caracteristicas aparente diados la penetracion de la tierra Material Textura C on parental d d t em - d Retenclon h e e 0,33 h d ume d u~e d a d' r= 0,45** r= 0,34* r= 0,45** r= 0,41 r= 20ns ' 44 ** r= IOns ' 13 ns - r - r a que * , ,Se se presenta deduce r=-0,14 atm6sferas r=-0,14 ns r= 0,08 r= 0,20 ns pH en agua pH en KCl llados a ns ns r= 0,02 0,08ns r= suelos son de valores 1igeramente bases de pH, es bajo es alto, 10 y el conteni- Se presento mas alto Complejo un en Ids suede Nicoya partir de tobas aluviones (34,7 y 34,2 0,16ns Ca r= 0,18ns r= 0,20ns K r= 09ns r= 18ns ta 0'15ns r= O'Olns obtenidos caracteristica , de Parametros suelo ) basico hecho relacionado el ma del Primer gru p o de suelos de compactacion del suelo de intercambio M M t g r= - orgamca 0' 13 ns r= ' 17 ns La "y de correlation para n = 36 2), en aparente suelos se ve encontrada valores muy que menta rue compactos afectada pOT (Cuadro al pasar de y afecta 3) cafia La al- los (21,26) el uso de parental muy concuerdan el matenal netracion coeficiente densidad (Cuadro r= = los organica eqJ 100 terial Parental 0,13 ena los de las de los suelos estu m r= 1~ materia r= Cationes a ns que promedio de bases cambiables los desarrollados a partir del g 15 un resumen y fisicas su contenido concuerda de suelos (62,Omeq/100gdesuelo)queenaquellosdesarro- ns atmosferas de los quimicas acid os a neutros, Uso Y DISCUSION y la resistencia En V r de sue10s de azucar tierra la reslstencla densidad Esta la ala aparente a algod6n, pe au- arroz, 30 AGRONOMIACOSTARRICENSE sorgoy zacates,10queconcuerdacon10encontrado por variosautores(1, 17,32,34) La densidad aumentoal pasardel aluvion a la toba y al Complejo de Nicoya, reflejando la densidadoriginal del materialparentaldel suelo Cuadro V Resistenciamedia a la penetraci6n segilnla textura, el material parental y el uso de la tierra bl ana Resistencia Textura ill arc osa arcilloso-!lInosa loam-arcillosa loam-arcillo-arenosa loam-arenoso Materialparental I , a UVlon toba Complejode NIcoya Uso de la tierra d ' cana e azucar arroz sorgo algodon pastos - Cuadro5 a la pene- A , traclon (kg/ cm2 ) e La resistenciaala penetracioncorrelacionaen forma positiva el uso de la tierra y el material parental y negativacon el contenido de humedad del suelo, en forma similar a 10 encontradopor otros investigadores (5, 30) Estacaracteristicano correlacionocon el contenidode materiaorganica, la textura, los cationesde intercambio, la retencion de humedadni el pH, debido probablemente al reducido ambito de variacionde estosparametros, en relacion a la resistenciaa la penetracion pesar de no encontrarse correlacion la textura, la mayor resistenciaa la penetracionse presentaen suelosfrancosy la menor en los arciIlosos (Cuadro 4) En los vertisolesno pudo medirse la resistenciaa la penetracioncon el penetrometro, dadasu alta plasticidad,por 10que aI aplicarlesuna cargafluyen bacia los ladosy son dificitesde compactar(3) Los suelosde desarrollomclplente sltuados en la regionCanas-Liberiapresentanla compactacion mas alta, 10 que puede deberseaI material parentalpOTsi mismo(29) a queseutilicen para ganaderia(Cuadro 4) En la region de Filadelfia, suelosde origenaluvialy utilizadosen agricultufa, se encuentrala compactacion minima, a pesaTde que aqui se abusadel laboreo de la tierra (Cuadro4) 3247 ' 46,67 37,42 42,63 25,30 23 00 , 45,33 52,91 16 18 , 29,05 33,51 36,80 61,96 Los valores de resistenciaa la penetraciqn encontradosen estainvestigacionson superioresa los valores criticos mencionadosen la literatura para el crecimiento de los cultivos (13, 14, 31) Resistenciamedia a la penetraci6nsegunla profundidadparatresgruposde suelode Guanacastebajo agriculturay ganaderia Profundidadde muestreo(cm) Materialparental del suelo US?de la herra 10 15 20 25 30 Aluvion Agricultura Ganaderia 18,30 34,50 20,12 36,80 25,82 23,00 26,45 15,00 20,56 13,80 18,74 9,20 17,66 9,20 Toba Agricultura Ganaderia 26,76 68,61 ,43,03 68,61 38,47 63,25 25,64 49,45 25,41 45,31 25,30 44,50 18,40 43,70 Complejode Nicoya Agricultura Ganaderia 48,47 92,00 56,93 84,33 42,55 64,40 45,23 50,60 37,56 55,97 32,58 4680 , 27,60 4030 , AGUEROY ALVARADO: Compactaciony compactibilidadde $uelo$ ( t ( ,~~ , ~~ ~ ,:", f y~~' y,, ~, ,'., ",:, "" ,.\,,: , , , ', ,~.~,~" : '\ ,' " ,i\ '" " ' , ,):' "I'.:,:"~ I " ")' ' \, I, \ ) \ I I r., I,t ~' 31 ' ' ,.:.:1.', I ' ' '., ." .11, ~"'I' ' , ',' ~' '.~ Resistencia (kg/cm2) I I I , , , , , , , , 10 Distancia(m) Fig Distribucion de la resistenciaa la penetracionen la superficiedel sueloparazonasde alto pisoteo por ganado En terrenoscompactadossembradosde algodon,la jarse del sitio de descanso los valoresde resistencia raiz pivotante crecia en forma horizontal sebidisminuyen,aunqueson tan elevadosque no perfurcabacomo "pata de gallina" En areasganade- miten el crecimientode la vegetacion casse encontro la compactacionmasalta; los valores de compactacionen suelosdedicadosa ganadeLa resistenciaa la penetracionvaria la ria casi duplicanlos encontradosen suelosde culprofundidad del suelo(Cuadro5) En sueloscultivo (Cuadro5), similar a 10 encontradopar Dau- tivadosla resistenciaes baja en la superficie,debibenmire(8) en la Zona Norte del pais al paso de implementosagricolasy la actividad radical;aumentahastacierta profundidad(piso de En la Fig semuestrala distribucion de la arado) y decrecea mayor profundidad, en forma resistenciaa la penetracionen la superficiedel sue- similar a 10encontradoen otros lugares(2, 5) En 10para la zonaa la que el ganadollegaa descansar suelosdedicadosa la ganaderiael nivel maxima de En estaarea,la compactacionestan alta que el pis- compactacionse encuentraen la superficie,sitio ton del penetrometrono entra en el suelo Al ale- masdisturbadopar el ganado(25) AGUERO Y ALVARADO: Compactacion y compactibilidad de ,uelo, 33 DAUBENMIRE,R Someecologicconsequences 22 of 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