La labranza es una condición física del suelo, especialmente en relación con su idoneidad para plantar o cultivar un cultivo. Los factores que determinan la labranza incluyen la formación y estabilidad de las partículas agregadas del suelo , el contenido de humedad, el grado de aireación, la biota del suelo , la tasa de infiltración y drenaje del agua. La labranza puede cambiar rápidamente, dependiendo de factores ambientales como cambios en la humedad, labranza y enmiendas del suelo . El objetivo de la labranza (manipulación mecánica del suelo) es mejorar la labranza, aumentando así la producción de cultivos; Sin embargo, a largo plazo, la labranza convencional, especialmente el arado, a menudo tiene el efecto contrario, provocando que la esponja de carbono del suelo se oxide, se descomponga y se compacte. [1]
El suelo con buena labranza es esponjoso con grandes espacios porosos para la infiltración del aire y el movimiento del agua. Las raíces sólo crecen donde la labranza del suelo permite niveles adecuados de oxígeno en el suelo. Este suelo también contiene un suministro razonable de agua y nutrientes. [2]
La labranza , las enmiendas de materia orgánica , la fertilización y el riego pueden mejorar la labranza, pero cuando se usan en exceso, pueden tener el efecto contrario. [2] La rotación de cultivos y los cultivos de cobertura pueden reconstruir la esponja de carbono del suelo e impactar positivamente en la labranza. Un enfoque combinado puede producir la mayor mejora. [ cita necesaria ]
Una buena labranza comparte una relación equilibrada entre la resistencia a la tracción y la friabilidad de los agregados del suelo , en la que tiene una mezcla estable de partículas de suelo agregadas que pueden romperse fácilmente mediante labranza superficial no abrasiva. Una alta resistencia a la tracción dará como resultado grandes terrones cementados de suelo compactado con baja friabilidad. La gestión adecuada de los suelos agrícolas puede tener un impacto positivo en la agregación del suelo y mejorar la calidad de la labranza. [3]
La agregación está asociada positivamente con la agricultura. En suelos de textura más fina, los agregados a su vez pueden estar formados por agregados más pequeños. La agregación implica poros sustanciales entre agregados individuales. [4]
La agregación es importante en el subsuelo, la capa debajo de la labranza. Dichos agregados involucran bloques de suelo más grandes (de 2 a 6 pulgadas) que son más angulares y no tan distintivos. Estos agregados se ven menos afectados por la actividad biológica que la capa de labranza. Los agregados subterráneos son importantes para el crecimiento de las raíces en lo profundo del perfil. Las raíces profundas permiten un mayor acceso a la humedad, lo que ayuda en los períodos de sequía. Los agregados del subsuelo también se pueden compactar, principalmente con equipos pesados sobre suelo húmedo. Otra fuente importante de compactación del subsuelo es la práctica de arar con ruedas de tractor en surcos abiertos. [4]
El suelo bien agregado tiene una variedad de tamaños de poros. Cada tamaño de poro juega un papel en el funcionamiento físico del suelo. Los poros grandes drenan rápidamente y son necesarios para un buen intercambio de aire durante los períodos húmedos, evitando la deficiencia de oxígeno que puede ahogar las plantas y aumentar los problemas de plagas. Los suelos húmedos con deficiencia de oxígeno aumentan la desnitrificación (conversión de nitrógeno a formas gaseosas). En suelos degradados, los poros grandes se comprimen en otros más pequeños. [4]
Los poros pequeños son fundamentales para la retención de agua y ayudan al cultivo a soportar períodos secos con una pérdida mínima de rendimiento. [4]
La labranza del suelo se mantiene naturalmente mediante la interacción de las raíces de las plantas con la biota del suelo . [5]
La labranza de corta duración se puede obtener mediante manipulación mecánica y biológica.
En 2021, el volumen de suelo labrado a nivel mundial se estimó en 1.840 km 3 /año. Este valor excede en dos órdenes de magnitud el total global de todos los movimientos de tierra de ingeniería. [6] A modo de comparación a nivel mundial, el proceso natural de bioturbación del suelo por las raíces de las plantas y las lombrices de tierra se estimó en 960 km 3 /año. [7]
Las prácticas mecánicas de cultivo del suelo, incluida la labranza primaria (arado con vertedera o cincel) seguida de la labranza secundaria (disco, rastra , etc.), rompen y airean el suelo. El tráfico mecánico y los métodos de labranza intensiva tienen un impacto negativo sobre los agregados del suelo, su friabilidad, su porosidad y su densidad aparente. Cuando los suelos se degradan y compactan, estas prácticas de labranza a menudo se consideran necesarias. La tierra creada por la labranza, sin embargo, tiende a ser inestable , porque la agregación se obtiene mediante la manipulación física del suelo, que tiene una vida corta, especialmente después de años de labranza intensiva. [4] La compactación de los agregados del suelo también puede disminuir la biota del suelo debido a los bajos niveles de oxígeno en la capa superior del suelo. La alta densidad aparente del suelo resultante da como resultado una menor infiltración de agua procedente de la lluvia o del riego convencional (superficial, por aspersión, de pivote central); a su vez, la serie de procesos erosionará y disolverá naturalmente pequeñas partículas de suelo y materia orgánica. [8] Las consecuencias de estos procesos requieren cíclicamente más labranza e intervención, por lo que las prácticas de labranza tienen la capacidad de alterar los mecanismos biológicos que estabilizan la estructura del suelo, la esponja de carbono del suelo y la calidad de la labranza. [9]
El escenario preferido para una buena labranza es el resultado de procesos naturales de formación del suelo, proporcionados por la actividad de las raíces de las plantas, microorganismos, lombrices de tierra y otros organismos beneficiosos. Estos agregados estables se rompen durante la labranza/plantación y proporcionan fácilmente una buena labranza. [4] La biota del suelo y la materia orgánica trabajan al unísono para unir los agregados del suelo y establecer una estabilidad natural del suelo: una esponja de carbono del suelo. Los exudados de las raíces de las plantas alimentan a las bacterias que emiten polisacáridos extracelulares (EPS) y alimentan el crecimiento de hifas de hongos, para formar una esponja de carbono del suelo con las partículas de arcilla dispersas. Estos procesos activos de formación de labranza contribuyen a la formación y estabilización de la estructura del suelo. [3] La estructura del suelo resultante reduce la resistencia a la tracción y la densidad aparente del suelo mientras sigue formando agregados del suelo a través de sus mecanismos de unión abióticos/bióticos que resisten la descomposición durante la saturación de agua. Las redes de hifas de los hongos pueden establecer una función de entrelazamiento con EPS y rizodeposición, mejorando así la estabilidad agregada. [3] Sin embargo, estos materiales orgánicos están sujetos a degradación biológica, lo que requiere enmiendas activas con material orgánico y una labranza mecánica mínima. [4] La calidad del cultivo depende en gran medida de estos procesos de unión natural entre los microorganismos bióticos y las partículas abióticas del suelo, así como del aporte necesario de materia orgánica. Todos los componentes de esta red naturalmente vinculante deben ser suministrados o gestionados en la agricultura para garantizar la sostenibilidad de su presencia durante las temporadas de crecimiento.
La rotación de cultivos puede ayudar a restaurar la labranza en suelos compactados . Dos procesos contribuyen a esta ganancia. En primer lugar, la descomposición acelerada de la materia orgánica procedente de la labranza termina debajo del cultivo de césped. Otra forma de lograrlo es mediante la agricultura sin labranza . En segundo lugar, los céspedes de pasto y leguminosas desarrollan extensos sistemas de raíces que crecen y mueren continuamente. Las raíces muertas proporcionan una fuente de materia orgánica activa, que alimenta a los organismos del suelo que crean agregación: la esponja de carbono del suelo. Los organismos beneficiosos necesitan suministros continuos de materia orgánica para sustentarse y depositan los materiales digeridos en los agregados del suelo y así los estabilizan. Además, las raíces vivas y los microorganismos simbióticos (por ejemplo, los hongos micorrízicos ) pueden exudar materiales orgánicos que nutren los organismos del suelo y ayudan con la agregación. Por lo tanto, los cultivos de césped y leguminosas depositan más materia orgánica en el suelo que la mayoría de los demás cultivos. [4]
Algunos cultivos de rotación anual, como el trigo sarraceno , también tienen sistemas de raíces densos y fibrosos y pueden mejorar la labranza. Las mezclas de cultivos con diferentes sistemas de raíces pueden resultar beneficiosas. Por ejemplo, el trébol rojo sembrado en trigo de invierno proporciona raíces adicionales y una materia orgánica del suelo más rica en proteínas. [4]
Otros cultivos de rotación son más valiosos para mejorar el subsuelo. Los cultivos perennes como la alfalfa tienen raíces principales fuertes, profundas y penetrantes que pueden atravesar capas duras, especialmente durante los períodos húmedos cuando el suelo está blando. Estas raíces profundas establecen caminos para el agua y las futuras raíces de las plantas, y producen materia orgánica del suelo. [4]
La rotación de cultivos puede extender el período de crecimiento activo en comparación con los cultivos en hileras convencionales, dejando más material orgánico. Por ejemplo, en una rotación de maíz-soja, el crecimiento activo ocurre el 32% del tiempo, mientras que en una rotación de frijol seco-trigo de invierno-maíz está activa el 72% del tiempo. Cultivos como el centeno , el trigo , la avena , la cebada , los guisantes y los pastos de estación fría crecen activamente a finales del otoño y principios de la primavera, cuando otros cultivos están inactivos. Son beneficiosos tanto como cultivos de rotación como de cobertura, aunque la labranza intensiva puede anular sus efectos. [4]
Las prácticas de manejo del suelo requeridas para mantener la labranza del suelo son función del tipo de suelo. Los suelos arenosos y con grava son naturalmente deficientes en poros pequeños y, por lo tanto, son propensos a la sequía, mientras que los suelos francos y arcillosos pueden retener y así suministrar más agua a los cultivos. [4]
El suelo arenoso tiene menor capacidad para retener agua y nutrientes. El agua se aplica con mayor frecuencia en cantidades más pequeñas para evitar que se filtre y transporte nutrientes debajo de la zona de las raíces. La aplicación rutinaria de materia orgánica aumenta 10 veces o más la capacidad del suelo arenoso para retener agua y nutrientes. [2]
Los suelos arcillosos carecen de poros dilatados, lo que restringe el movimiento del agua y del aire. Durante los eventos de riego o lluvia, el espacio poroso grande y limitado en los suelos de textura fina se llena rápidamente de agua, lo que reduce los niveles de oxígeno del suelo. Además de la aplicación rutinaria de materia orgánica, los microorganismos y las lombrices de tierra desempeñan un papel crucial en la labranza del suelo. A medida que los microorganismos descomponen la materia orgánica, las partículas del suelo se unen formando agregados más grandes, aumentando el espacio poroso. Los suelos arcillosos están más sujetos a la compactación del suelo, lo que reduce los espacios porosos grandes. [2]
Estos suelos naturalmente tienen poca labranza, especialmente una vez que han sido perturbados. Agregar materia orgánica hasta un 25% por volumen puede ayudar a compensar. Por ejemplo, si labra a una profundidad de veinte centímetros, agregue cinco centímetros de materiales orgánicos. [2]