Estructura de suelos manejados en siembra directa: efectos sobre la extracción y conversión de agua en el cultivo de soja (Glycine max L. Merril).

Abstract

Esta tesis tuvo por objetivo avanzar en el entendimiento de los factores que favorecen la compactación de suelos en siembra directa, analizar los mecanismos por los cuales las compactaciones afectan la productividad del agua en soja (Glycine max L. Merril), y analizar la efectividad de intervenciones mecánicas sobre su reversión. Para esto se combinaron: muestreos de suelo a nivel regional, experimentos en invernáculo, un metaanálisis de publicaciones y experimentos de campo. El muestreo regional mostró que la compactación entre 10-20 cm es un proceso ampliamente extendido, independientemente de la intensidad y aportes de carbono de las rotaciones. Los experimentos controlados mostraron que la compactación genera alteraciones en el crecimiento del sistema de raíces en su conjunto, no sólo en las raíces directamente afectadas. La compactación retrasó la profundización de raíces, y redujo la proliferación de raíces en estratos superficiales y profundos, más allá de 150 cm. Se observaron mecanismos compensatorios a nivel de absorción de agua por unidad de raíz, pero éstos se vieron limitados ante reducciones marcadas en la longitud de raíces. La compactación generó otros efectos que ameritan mayores estudios: redujo la cantidad y actividad de los nódulos directamente e indirectamente afectados. De acuerdo al meta-análisis, la descompactación mecánica permite aliviar las compactaciones y aumentar los rendimientos de soja de la región pampeana (~540 kg.ha-1 en promedio). La descompactación permitió incrementar la captación de agua en el perfil, y su extracción por el cultivo, aunque no la eficiencia de conversión a biomasa. Los efectos no parecen prolongarse más allá de 18-24 meses. Esta tesis permitió una mejor comprensión de los mecanismos por los cuales el deterioro estructural de los suelos en SD, y particularmente la compactación, afecta la utilización de agua y los rendimientos en soja, y en qué medida la descompactación puede aliviar estos efectos.

The aim of this thesis was to advance in the understanding of factors that contribute to topsoil compaction in no-till soils, to analyze the mechanisms by which topsoil compaction affects water productivity in soybeans (Glycine max L. Merril), and to analyze the effectiveness of mechanical decompaction labors. In order to accomplish this, we combined: a regional sampling study, greenhouse experiments, a meta-analysis of 32 publications and field experiments. The regional sampling showed that soil compaction between 10-20 cm is a widely extended process, independently of crop intensity and carbon inputs of agricultural rotations. Greenhouse experiments showed that topsoil compaction affects the complete root system, not only directly exposed roots. Topsoil compaction reduced root biomass and length in both superficial and deep subsoil layers, even beyond 150 cm. Compensatory mechanisms were observed in terms of water uptake rates per root unit, but these mechanisms were limited when marked reductions in root length occurred. Topsoil compaction generated other below-ground effects that deserve further studies: it reduced the number, mass and activity of directly and non-directly exposed nodules. According to the meta-analysis, mechanical decompaction alleviates compaction effects and increases soybean yields (~540 kg.ha-1 on average). Subsoiling increased water infiltration and water extraction by soybean, but water use efficiency (i.e. conversion to biomass) was not affected. However, the effects of mechanical interventions do not last beyond 18-24 months. This thesis allowed a better understanding of the mechanisms by which the structural degradation in no-till soils, and particularly topsoil compaction, affects water use and soybean yields, and to what extent mechanical decompaction can alleviate these effects.