laboreo conservacionista de suelos. arados cincel y

LABOREO CONSERVACIONISTA DE
SUELOS. ARADOS CINCEL Y
SUBSOLADOR, PARA EL
ESTABLECIMIENTO DE CULTIVOS EN
LA VIII REGION
Jorge Riquelme Sanhueza
Dr. Ingeniero Agrónomo
INIA Raihuén
jriquelme@inia.cl
Las propiedades físicas del suelo como la
textura no varían con los cambios de humedad
del suelo. Pero existen otras propiedades que
denominamos dinámicas que dependiendo del
contenido de humedad del suelo presentan
comportamientos diferentes.
Humedad
Suelo seco
Suelo húmedo
Suelo saturado
Suelo líquido
Consistencia de Suelo
Respuesta del suelo al trabajo de las maquinas
Cementado : Alta resistencia al corte de una herramienta se generan
Grandes terrones.
Friable : Menos requerimiento de energía para ejecutar la labor
Plástico : Dificultades para transitar sobre el suelo. El suelo se pega a
las herramientas. Se facilita la compactación.
Líquido : Solo para labores de fangueo en el cultivo del arroz.
Cuando el suelo esta seco presenta una consistencia denominada
cementado que se manifiesta en una alta resistencia al corte de los
implementos de labranza. Si este se rompe se generan grandes
terrones que dificultan posteriormente otro tipo de labores. Solo
se recomienda este estado para trabajos de subsolado con
maquinaria pesada.
Una vez que el suelo adquiere mayor humedad, pasa de
cementado a friable. Esta consistencia es la deseable para la
labranza, ya que el suelo se rompe con menor requerimiento de
fuerza y se puede disminuir el tamaño de los agregados del suelo
con menor dificultad.
Si el suelo recibe más humedad pasa a una consistencia plástica
en que el trabajo de los arados permite cortar el suelo, pero este
no se disgrega y tiende a pegarse en las herramientas. Tampoco es
un piso adecuado para el transito de los tractores, ya que existe
una menor resistencia a la compactación generada por la rueda
del tractor. El suelo, al ser arado con vertedera, se corta en largas
glebas que al secarse con el viento, generan grandes terrones.
Si continua aumentando la humedad del suelo, éste pasa a una
consistencia líquida comportándose como un fluido. Esta
consistencia sólo se utiliza para labores de fangueo en el
establecimiento del arroz.
Esfuerzo de
deslizamiento
Subsolado de suelo
FICHA TECNICA SUBSOLADO DE SUELO PARA EL
ESTABLECIMIENTO DE CULTIVOS TRADICIONALES Y
PRADERAS
Verificar la presencia de una estrata compactada mediante la
construcción de varias calicatas (3 por lo menos)
menos).. Determinar
a que profundidad se encuentra la estrata compactada para
efectuar la regulación adecuada del implemento
implemento.. De tal
manera que la punta subsoladora coincida con el centro de la
estrata compactada
compactada.. Si la profundidad de la estrata
compactada no supera los 40 cm
cm.. de profundidad, la labor de
subsolado se podrá ejecutar con un arado descompactador
tipo Gimpa.
Gimpa. Si la estrata es más profunda se deberá trabajar
con subsolador de un solo brazo o con Riper
Riper..
SUBSOLADOR TIPO RIPER
En caso de compactación de
suelo es necesario efectuar
las medidas de corrección
necesarias. Para medir la
compactación del suelo se
utiliza un penetrómetro.
MEDIDORES DE RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN DEL SUELO
Medidor de dureza del suelo, marca YAMANAKA
Registrador de penetración (Marca DAIKI modelo SR-2)
Índice de dureza del suelo obtenido con penetrómetro YAMANAKA.
Apreciación de la
compactación
del suelo
Indice de dureza X
YAMANAKA
(mm)
Resistencia a la
penetración P
(Mpa)*
Muy suelto
0 – 10
0 – 0.14
Fácil
Suelto
11 – 18
0.15 – 0.46
Fácil
Moderado
19 – 24
0.47 – 1.16
Poco difícil
Compactado
25 – 28
1.17 – 2.43
Difícil
Muy compactado
 29
 2.44
Muy difícil
Efecto en el
desarrollo de
las raíces
* P = (12.5 * S * X/ 0.795 (40-X)2) * 0.098 Mpa
Donde S = Constante que depende de la punta del instrumento, para este caso 8.0
X = Indice de dureza YAMANAKA (mm)
Resultado de las mediciones de dureza para las distintas condiciones del suelo
Penetrometro DAIKI.
Resistencia para penetrar (MPa)
1,4
1,2
Blanda
Moderada
Dura
1
máxima
mínia
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
10
20
30
Profundidad (cm)
40
50
60
Profundidad incorrecta de trabajo de un
subsolador
• Zona compactada
Profundidad correcta de trabajo de un
subsolador
• Zona compactada
RECOMENDACIONES PARA LA LABOR
Para conseguir un mayor efecto agrietador en el
terreno, se debe operar, en lo posible, con el suelo casi
seco, entre un 5 a 15% de humedad. Este contenido
de humedad del suelo, se puede conseguir en otoño.
Si se realiza la labor con suelo húmedo, lo único que
se conseguirá es cortarlo y no producir el
resquebrajamiento deseado, por lo cual la labor será
ineficiente.
La velocidad de trabajo del subsolador debe
ser relativamente baja (2 a 4 kilómetros por
hora),debido a los requerimientos de potencia
necesario para moverlo.
No es conveniente realizar la labor con una
velocidad mayor, porque de esa forma se
permite que afloren a la superficie capas de
suelo improductivo, además que se daña el
sistema de levante hidráulico del tractor.
Si la compactación no es muy profunda, se puede
efectuar el trabajo con un arado subsolador de
tres brazos (Tipo Gimpa)
CORRESPONDE A UN ARADO DE LABRANZA VERTICAL
CON PROFUNDIDADES DE TRABAJO ENTRE 40 A 75 CM.
Marca GYMPA
ESTE TIPO DE ARADO SE HAN IDO PERFECCIONANDO DE ACUERDO A
LAS NECESIDADES DE TRABAJOS EN FRUTALES, OFRECE DISTINTOS
ANGULOS DE TRABAJO EN SUS CUERPOS ASI COMO CUCHILLAS
LATERALES PARA EL CORTE LIMPIO DE RAICES IMPIDIENDO UN DAÑO
MAYOR SI ESTAS FUERAN ARRANCADAS.
EN LA PARTE POSTERIOR DEL IMPLEMENTO UNOS RODILLOS CON PUAS
QUE APUNTA HACIA DELANTE Y HACIA ATRÁS MEJORAN EL MULLIMIENTO
DEL SUELO.
DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA DE POTENCIA DE LA
LABOR, PARA UN ARADO DESCOMPACTADOR
Suelo Arcilloso: F = 527 + 36,1 V
Donde F = Fuerza (N/brazo);
V = Velocidad (Km/hr)
De esta manera la demanda de fuerza para la labor de descompactación
de suelo efectuada con un arado tipo GYMPA de tres brazos trabajando a
una profundidad de 45 cm y a una velocidad de 3 Km/hr, sería:
F= 527 + 36,1 ( 3) = 635,3 N/brazo
Franco
Franco arcilloso
Arcilloso
F = 520 + 49,2 V
F = 480 + 48,1 V
F = 527 + 36,1 V
Nomenclatura: F = Fuerza por herramienta o cincel (N/ herramienta)
Nota: válido para herramientas separadas 30 cm, en suelo firme, a 8,26 cm de profundidad.
Para otras profundidades (dx) la fuerza (Dx) se calcula con la siguiente ecuación:
Dx = D8,26 cm * (dx/8,26)2
Por lo tanto: F(dx) = F8,26 * (dx/8,26)2
Entonces:
F(dx) = 635,3 * ( 45/8,26)2 = 18.855 (N/brazo)
= 18,86 KN/brazo
Potencia BDT = 18,86 * 3 * 3 = 47, 15 KW
3,6
La potencia calculada corresponde a la demanda de potencia en la barra de tiro o
en el sistema de enganche del tractor. No existe información acerca de la potencia
que puede entregar el tractor en estos elementos. La potencia que indican los
centros de pruebas corresponde a la potencia del motor o la potencia medida en el
TDF del tractor trabajando a la velocidad nominal del motor a la cual el tractor
entrega 540 rpm en el TDF.
Para convertir la potencia medida en el enganche del tractor con la potencia al
TDF. Se aplica un factor de conversión relacionado con la condición de suelo en la
que trabaja el tractor. Si se trata de un suelo firme en el que no se ha efectuado
laboreo este factor corresponde a 0,625.
De esta manera:
PTDF = PBDT
Factor Suelo Firme
Donde: PTDF
= Potencia Equivalente al TDF del tractor (KW)
PBDT
= Potencia equivalente la barra de tiro del tractor (KW)
Factor Suelo Firme = Porcentaje de la PTDF disponible en la barra de tiro en la
condición de suelo firme.
PTDF = 47,15 KW
0,625
= 75,44 KW * 1,34 HP/KW = 101 HP al TDF
El calculo realizado nos muestra que la demanda de Potencia de la Labor,
depende principalmente de la profundidad de trabajo y la velocidad de avance
del tractor.
Por ello es importante medir la velocidad de avance del tractor mientras
trabaja, para ello marcamos una distancia de 20 m y medimos el tiempo que
tarda el tractor en recorrer esa distancia, aplicando una sencilla relación
obtenemos la velocidad de avance:
V = 72/ T
Donde V: Velocidad en Km./hr
T: Tiempo promedio en segundos
Por ejemplo si el tractor se demora 24 seg. en recorrer 20 metros, entonces:
V= 72/24 = 3 Km./hr.
20 metros
Otro parámetro importante de evaluar mientras el tractor trabaja
es el patinaje, este se define como la reducción de la distancia
recorrida, expresada en porcentaje. El patinaje de las ruedas
motrices constituye un inconveniente ya que hace disminuir la
velocidad de avance del tractor, con lo que se reduce la potencia
disponible en la barra de tiro o en el sistema de enganche de tres
puntos del tractor.
El mal ajuste del patinaje puede ocasionar problemas tales como
desgaste prematuro de los neumáticos, baja eficiencia en la
operación del tractor y fallas mecánicas en las partes componentes
de los sistemas que están relacionados con la transmisión de
potencia del tractor, ejemplo, diferencial, mandos finales,
transmisión, etc.
Método de medición del patinaje
Para determinar el patinaje, se hace una marca en la
rueda motriz del tractor y se mide la distancia que esta
avanza en 5 revoluciones sin carga (A) y luego se mide
en la labor la distancia que el tractor avanza con el
mismo número de revoluciones (B). De esta manera el
porcentaje de patinaje de la rueda será igual a: [(A[(A-B)/
A] * 100.
El porcentaje ideal de patinaje es de 10-15% para tractores
con tracción sencilla, y de 8-12% para los tractores
equipados con mando en las ruedas delanteras.
Para estimar el costo total por hectárea de la labor requerimos saber cuanto se demora
el implemento en ejecutar la labor para ello utilizamos la siguiente relación:
CET = A * V * EF
1000
Donde: CET = Capacidad efectiva de trabajo (Ha/hr)
A = Ancho de trabajo (m) . En cultivos convencionales el ancho de pasada
de los brazos del arado descompactador multiplicado por el número de brazos (
ejemplo ancho de pasada 50 cm * 3 brazos = 1,5 m.)
V = Velocidad de trabajo (Km./hr)
EF = Porcentaje de trabajo útil (%) (75 – 90)
De esta manera por ejemplo, cual será la capacidad de trabajo para un equipo
descompactador de suelo que trabaja sobre un suelo a una velocidad de 3 KM/hr y la
labor se ejecuta con un 75% de eficiencia.
Entonces CET = 1,5 * 3 * 75
1000
= 0,338 Ha/hr
Si queremos expresar la capacidad efectiva de trabajo en hr/ha. Determinamos el
tiempo operativo mediante la siguiente relación:
Tiempo Operativo (Hr/Ha) =
1
_
CET (Hr/Ha)
Así para nuestro ejemplo:
Tiempo Operativo (Hr/ Ha) =
1
_ = 3 Hr/ha
0, 338
Si multiplicamos el tiempo operativo por el costo horario de la labor tendremos el
costo por hectárea:
Por ejemplo:
Costo por Ha ($/ha) = Tiempo Operativo (hr/ha) * Costo por hora ($/hr)
Así Costo por HA ($/ha) = 3 (hr/Ha) * $ 35.000 ($/hr) = $105.000 ($/Ha)
3. Subsolado de suelo con arado descompactador
(Tipo Gimpa
Gimpa),
), asegurar una profundidad de
labor por lo menos de 40 cm. Ejecutar la
labor con el suelo en consistencia friable
cerca de seco, para asegurar un rompimiento
total del suelo. Evitar que el suelo este
demasiado húmedo con una consistencia
plástica. En suelo con pendiente no superior a
un 15% se debe trabajar en contorno
Arado subsolador de tres brazos
Subsolado de suelo con arado
descompactador tipo GiMPA
4. Inmediatamente posterior a la rotura del suelo efectuar
mullimiento de suelo con vibrocultivador
LA VERIFICACIÓN DE LA CONDICIÓN FISICA DEL SUELO, EN SU
PERFIL, NOS PUEDE ENTREGAR INFORMACIÓN DE SI EXISTE
UNA ESTRATA COMPACTADA Y A QUE PROFUNDIDAD SE
ENCUENTRA
Producción de trigo Domo
Subsolado
36 qq/ha
Sin subsolar
22 qq/ha
Efecto del subsolado en la asimilación de nutrientes y
en el rendimiento del trigo. (San José, Ninhue, 2003).
Tratamiento
Subsolado
N (%)*
S (%) *
Rendimiento
(t/ha)
Espigas
(Nº/m2)
Nº de
granos/
espiga
Peso/ mil
granos
Sin
4.51  0.96
0.140  0.026
2.86  0.73
290  0.40
26.3  2.5
47.8  2.4
Con
3.14  0.19
0.187  0.029
3.60  0.55
298  0.32
31.7  2.3
49.5  0.5
* medido el 26 de agosto del 2003.
Los arados cinceles de vástagos curvos han sido diseñados, para
proporcionar una óptima fractura de suelo con una mínima
tracción.
El sistema de doble resorte de estos arados, protege los cinceles
cuando la punta de estos choca contra obstrucciones en el suelo,
como piedras o raíces ocultas de árboles, condición muy común
en los suelos de nuestro país. Además el efecto amortiguador de
este tipo de resortes, produce una acción vibratoria en suelos
firmes y secos, lo que ayuda a fragmentar y romper su estructura.
El arado cincel, suelta el suelo sin invertirlo ni mezclarlo, a
profundidades menores a los 30 cm, incrementando con ello la
porosidad en el subsuelo, sus condiciones estructurales y la
capacidad de retención de humedad.
En la actividad agrícola, cuando el suelo se compacta, a una
profundidad no mayor a los 30 cm de profundidad, debido al
tráfico de la maquinaria, conviene efectuar una labor de
“estallamiento” con un arado cincel, o sea romper, quebrar y
abrir el suelo, aumentando con esto su porosidad.
En el caso del establecimiento de un cultivo, es fundamental
cincelar el terreno para prevenir futuros problemas originados
por la existencia de una capa compactada presente en el suelo
Mínima Labranza
Efecto del ángulo de ataque de la herramienta
() sobre la fuerza de tiro requerida para
efectuar la labor
DIENTE
AVANCE

SUELO
0
45°
90°
135°
ANGULO DE ATAQUE )
(
1lb = 0,454
kg
Efecto del ángulo de ataque de la herramienta en la fuerza de arrastre y la fuerza
vertical en distintos tipos de suelo: (a) Arena (3.8%H); (b) Franco arenoso (9,4%H) y
(c) Arcilla (18,2%H). (Ashburner y Sims, 1984).
Mínima Labranza
Sobrecarga producida por un vástago curvo al
trabajar a demasiada profundidad.
profundidad.
FLUJO DE SUELO
SOBRECARGA
Mínima Labranza
Forma en que la mala ubicación de una rueda
controladora de profundidad, sobrecarga la
zona de rompimiento del cincel
DIENTE
DIRECCION DE
AVANCE
SOBRECARGA
ZONA DE
FALLA
El trabajo de aradura con cincel debe iniciarse en un costado
del campo, realizando pasadas adyacentes a la anterior y así
sucesivamente, hasta finalizar el potrero.
Al llegar a las cabeceras el arado, debe levantarse desde el
suelo para girar, lo que facilita el trabajo y protege a los
vástagos y al marco portador, de las fuertes presiones
laterales.
Si se trata de arar un suelo con residuos abundantes, antes de
la labor con cincel es conveniente utilizar una rastra de discos
o un triturador de rastrojos, para picarlos y reducir su
volumen, facilitando con ello la labor posterior del arado.
Cuando el suelo está muy compactado, especialmente en suelos
arcillosos, conviene pasarlo dos veces el arado cincel, la primera
pasada a una profundidad superficial y la segunda en forma
diagonal a la primera, rompiendo a la profundidad que se desea.
De esta manera, se suprimen los camellones que quedan en la
primera pasada, y al mismo tiempo se evita que las puntas sigan
las mismas ranuras del suelo producidas anteriormente.
La velocidad de trabajo puede ser de 5 a 9 km/hr. Si el objetivo
es sólo obtener un barbecho con el suelo desmenuzado y
cubierto de camellones, para reducir la erosión provocada por el
viento, conviene trabajar con el arado a las velocidades más
altas. Si la intención es dejar un suelo en condiciones de
sembrar, se debe trabajar a una velocidad más lenta (5 a 6
km/hr).
Ventajas del Arado Cincel:
• Ahorro de energía. La tracción requerida por unidad de ancho,
trabajando a una misma profundidad, puede ser prácticamente la
mitad de la requerida por un arado de vertedera.
• Mejora la penetración del agua, conservando la humedad,
además activa la circulación de los gases en el perfil, permitiendo
una óptima ventilación del suelo.
• Elimina el estrato compactado, o “pie de arado”, provocado por
el paso sucesivo del arado de vertedera o de disco a una misma
profundidad, cuando el suelo tiene un contenido de humedad
inapropiado.
Deja residuos vegetales sobre la superficie, como rastrojos y
restos de malezas, lo que aminora notablemente el efecto de la
erosión.
• Evita la mayor proliferación de malezas. Un suelo trabajado
sucesivamente con arado cincel se aprecia más limpio, ya que
como este implemento no invierte el suelo, no coloca semillas de
malezas en condiciones de germinar.
• Produce menos problemas de erosión. Al no invertir el suelo en
su labor de aradura y provocar resquebrajamiento de este, facilita
la infiltración de un mayor volumen de agua en el perfil de suelo
Por lo tanto, al ser menor el agua de escorrentía, los problemas
de erosión son menores.
Regulación del arado
Nivelación longitudinal (A) y transversal (B)
(A)
BRAZO SUPERIOR DEL
ENGANCHE 3 PUNTOS
REGULA NIVELACIÓN
LONGITUDINAL
(B)
BRAZO LATERAL
AJUSTABLE REGULA
NIVELACIÓN TRANSVERSAL
MANEJO DE RASTROJOS, PARA EL
ESTABLECIMIENTO DE CULTIVOS
EN LA VIII REGION
Jorge Riquelme Sanhueza
Dr. Ingeniero Agrónomo
INIA Raihuén
jriquelme@inia.cl
Los rastrojos sobre el suelo representan una serie de beneficios para el
suelo:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Mejora la infiltración de las lluvias.
Disminuyen los impactos de las gotas de lluvia sobre el suelo.
Aumentan la retención de humedad en el suelo.
Evitan la acción directa del sol sobre el mismo.
Retardan o evitan el nacimiento de malezas.
Disminuyen la temperatura superficial en verano y la aumentan en
invierno, evitando cambios bruscos.
7. Evitan la acción erosiva del viento en inviernos y primaveras secas.
8. Mejoran el ambiente de la micro fauna del suelo.
9. Suelos cubiertos retienen mayor cantidad de humedad, por mas
tiempo.
Beneficios que pueden perderse por un mal manejo.
Tanto el trigo como el maíz generan una gran cantidad
de rastrojos los que deben ser correctamente
manejados para asegurar el éxito del establecimiento
de los cultivos posteriores.
En general los rastrojos constituyen entre un 55% y un 75% de toda la biomasa
aérea del cultivo.
La cantidad de residuos que pueden quedar en el suelo después de la cosecha
depende del tipo de cultivo, su Índice de Cosecha (IC) y de su rendimiento.
Cultivo
IC
C/N
Trigo
0,45
80 - 90
Maíz
0,46
50 - 60
Lenteja
0,37
30 - 40
Si la cosecha obtenida en un cultivo se divide por el índice de cosecha se obtiene la
biomasa aérea total del cultivo. Si a la biomasa aérea se le resta el valor de la cosecha
se obtiene la cantidad de rastrojo que queda sobre el campo.
De esta manera por ejemplo si se cosechan 50 qq/ha de trigo, que
tiene un IC de 0,45, la biomasa aérea total sería de: (50/0,45) 111
qq/ha y la cantidad de rastrojos que quedarían en el campo seria de:
(111 – 50) 61 qq/ha o 6,1 ton/ha.
Los rastrojos sobre el suelo de descomponen lentamente, a una
velocidad que esta determinada principalmente por tres factores:
humedad del rastrojo, temperatura y su relación C/N.
A menor relación C/N, mayor es la tasa de descomposición. Debido a
la alta relación C/N de los rastrojos de cereales y a los altos
volúmenes de producción, sus rastrojos son los de mayor dificultad
de descomposición.
El manejo de los rastrojos debe iniciarse al
momento de la cosecha utilizando algunos
aditamentos tanto en la salida de los sacapajas
como de los harneros de limpieza
limpieza..
Dado los grandes volúmenes de rastrojos
producidos también se plantea como alternativa
de manejo cosechar una parte de estos, para ello
es imprescindible el rastrillo hilerador de estrella
estrella..
Para luego enfardarlos
enfardarlos.. En este caso la enfardadora de
rollo es más eficiente
eficiente.. Los mismo fardos con adición de
desechos provenientes de la agroindustria pueden
transformarse mediante el ensilaje en un excelente
recurso alimenticio, para el ganado
ganado..
Los rastrojos extraídos también pueden ser utilizados como:
cama de animales
Llenado de silos que provengan de forraje con exceso de
humedad
Lombricultura en mezcla de guanos y otros residuos.
Sustrato para el cultivo de hongos
Usos industriales como compactación (pellets), paneles
aislantes materia prima para celulosa y papel
Las demandas energéticas de los biocombustibles planteara
mayores demanda para su uso directo en planta
termoeléctrica y la generación de combustibles llamados de
segunda generación.
Una vez que tenemos manejados los rastrojos sobre el suelo, se nos
plantea el establecimiento del cultivos sobre ellos. Tendríamos tres
alternativas para ello:
El sistema convencional.
La mínima labranza
Cero labranza
En el sistema convencional
se busca enterrar los
rastrojos y dejar el suelo
totalmente libre de ellos.
Con un arado de vertedera
se puede lograr enterrar el
100% de los rastrojos.
En este tipo de labor se
debe considerar el alto
costo energético y la baja
capacidad de trabajo.
El arado de disco también efectúa una labranza de inversión
aunque su trabajo es menos uniforme que el arado de
vertedera.
La rastra de disco que efectúa una labor de mezcla del suelo,
puede incorporar una parte de los rastrojos en la superficie
del suelo.
La rastra de disco trabajando más superficialmente puede dejar una
mayor parte de los rastrojos sobre el suelo.
En la mínima labranza el uso del arado cincel incorpora una menor
cantidad de residuos.
El uso de implementos combinados puede incrementar la capacidad de
incorporación de rastrojos.
En este caso un arado cincel que cuenta en la parte frontal con un
cuerpo de discos.
Este implemento también cuenta en su parte trasera con una
combinación de rastras de varilla y rodillos jaulas que mejoran la
nivelación y mullimiento del suelo.
Un conjunto de azadas giratorias en la parte posterior del cincel pueden permitir efectuar un
pisado del rastrojo sobre el suelo para mejorar el contacto de estos con el suelo.
La Cero labranza, una práctica en la cual la semilla se
coloca en surcos o en agujeros, con un ancho y
profundidad suficiente para lograr una adecuada
cobertura y contacto de las semillas con el suelo,
permite el establecimiento de cultivos con rastrojos
sobre el suelo
Técnica que permite el establecimiento de cultivos sobre los rastrojos
del cultivo anterior tanto para cereales y praderas.
Siembra de maíz con sembradora de monograno.