Respuesta física a la compactación de un mollisol con distinto historial de uso

Abstract

La compactación es una de las manifestaciones más importantes de la degradación física del suelo. En el presente trabajo se evaluó el efecto de las cargas mecánicas y el manejo del suelo sobre la calidad estructural de un Mollisol, utilizando propiedades físicas de capacidad e intensidad. Se tomaron muestras no disturbadas de un suelo franco bajo diferentes manejos: labranza convencional (LC), cero labranza (CL) y pradera (P). Las muestras fueron equilibradas a -6 kPa de tensión mátrica y se les aplicaron cargas normales (σn) de 0, 200 y 500 kPa durante 10 minutos. Después de retirada la carga, se midió la densidad aparente (Da), la distribución de tamaño de poros y el flujo de aire a tensiones mátricas de -6, -30, -100 y -3000 kPa. Finalmente, se aplicaron siete ciclos de humectación y secado (0 a -6 kPa) y se volvió a medir el flujo de aire a -6 kPa. Como era de esperar, los valores de Da se incrementaron como consecuencia de la aplicación de σn, alcanzándose los mayores valores en LC con σn= 500 kPa y los menores cambios en P. La porosidad gruesa disminuyó proporcionalmente con la magnitud de σn, homogeneizando los distintos manejos. Sin la aplicación de cargas externas (σn =0), el flujo de aire siguió la tendencia esperada (P>CL>LC) pero las cargas externas afectaron por igual a los manejos, aunque se generan grietas con los subsecuentes procesos de humectación y secado; de esta forma, solo en LC se incrementó el flujo de aire a medida que incrementó el secado del suelo. Por su parte, el sistema poroso rígido en CL explicó una funcionalidad porosa constante, con diferencias entre cargas normales sólo en las muestras evaluadas a -6 kPa de tensión mátrica. Con relación a la capacidad de recuperación del suelo, indistintamente del sitio o la magnitud de carga, tras los ciclos de humectación y secado, no se observa una mejora significativa, siendo necesario extender las condiciones de re-estructuración del suelo en el tiempo. Las propiedades de capacidad presentaron mayor sensibilidad a la calidad estructural del suelo en relación a las propiedades de funcionalidad, destacando el sitio P.

Compaction is one of the most significant manifestations of soil physical degradation. In this study, the effect of mechanical loads and soil management on the structural quality of a Mollisol was evaluated using physical properties of capacity and intensity. Undisturbed soil samples were collected from a loam soil under different management practices: conventional tillage (LC), no-tillage (CL), and meadow (P). The samples were equilibrated at -6 kPa matric tension, and normal stresses (σn) of 0, 200, and 500 kPa were applied for 10 minutes. After removing the load, bulk density (Da), pore size distribution, and air flow at matric tensions of -6, -30, -100, and -3000 kPa were measured. Finally, seven cycles of wetting and drying (0 to -6 kPa) were applied, and air flow at -6 kPa was measured again. As expected, Da values increased as result of the application of σn, with the highest values observed in LC with σn = 500 kPa and the least change in P. Coarse porosity decreased proportionally with the magnitude of σn, homogenizing the behavior of the different management practices. Without external loads (σn = 0), air flow followed the expected trend (P > CL > LC), but external loads equally affected the different management practices, even though the loading processes promoted crack formation favoured by wetting and drying cycles. Thus, only in LC air flow increased as soil drying progressed. In contrast, the rigid porous system in CL exhibited a constant porous functionality, with differences in normal loads only in the samples evaluated at -6 kPa matric tension. In relation to the recovery capacity of the soil, regardless of the site or the magnitude of the load, after the wetting and drying cycles, no significant improvement is observed, making it necessary to extend the soil restructuring conditions over time. The capacity properties showed greater sensitivity to the structural quality of the soil in relation to the functionality properties, highlighting the site P.