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65 DINÁMICA DE LA INFILTRACIÓN EN UN PASTIZAL NATURAL: EL IMPACTO DE LA DISÍMIL COBERTURA DE SUELO ALTERADA POR CORTE MECÁNICO Soza, E. (1) ; S. Mené (1) ; P. Bertoia (1) . 1 Facultad de Agronomía y Ciencias Agroalimentarias Universidad de Morón [email protected] RESUMEN La infiltración del agua en el suelo es un fenómeno esencial para la producción agropecuaria. Este trabajo analizó el comportamiento de la infiltración en tres situaciones de suelo: 1) con cobertura vegetal total, 2) media cobertura, 3) sin cobertura. La hipótesis propuesta es que la cantidad de cobertura afecta la velocidad de infiltración, altera la infiltración básica del suelo y resulta en una infiltración acumulada diferencial. Se utilizó para este propósito un suelo franco arcilloso con un tapiz natural de 7 años en los que se realizaron tres ensayos para cada situación, utilizándose anillos de Muntz para medir la infiltración instantánea. Los resultados se sometieron a los modelos empíricos propuestos por Kostiacov y Kostiacov –Lewis. Se confrontaron las variables respuesta de cada tratamiento con las dos propuestas y se estableció el coeficiente de determinación, de esa manera se estudió la existencia de diferencias cuantitativas en la caracterización de la infiltración. Se concluyó que la velocidad de infiltración inicial aumenta con el incremento de la cobertura del suelo y se modifica sensiblemente la pendiente de la función resultando en una mayor infiltración acumulada. La relación de las variables Soza, E.; S. Mené; P . Bertoia respuesta se modificó según la metodología utilizada para su valoración. Mediante la ecuación de Kostikov-Lewis se logró mayor ajuste en la caracterización de la infiltración ante los tratamientos propuestos. Palabras Clave: Caracterización de la infiltración, Suelo de pradera, Métodos de Kostiakov y de Kostiakov-Lewis Dynamics of natural grassland infiltration: the impact of different land cover altered by mechanical cutting. Summary Water infiltration in soil is a crucial phenomenon for agricultural production. In this paper we analyzed how the infiltration behaves in three different soil situations: i) with total vegetation cover, ii) medium cover, iii) without coverage. It was hypothesized that coverage affects the rate of infiltration, alters the basic soil infiltration, resulting in a differential cumulative infiltration. Was used for this purpose a clay loam soil with a natural coverage of 7 years in which there were three trials for each situation with the use of Muntz rings instant measuring infiltration. The results obtained were subjected to empirical

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DINÁMICA DE LA INFILTRACIÓN EN UN PASTIZAL NATURAL: EL IMPACTO DE LA DISÍMIL COBERTURA DE SUELO ALTERADA

POR CORTE MECÁNICO

Soza, E.(1); S. Mené (1); P. Bertoia(1).1 Facultad de Agronomía y Ciencias Agroalimentarias Universidad de Morón

[email protected]

RESUMENLa infiltración del agua en el suelo es un fenómeno esencial para la producción agropecuaria. Este trabajo analizó el comportamiento de la infiltración en tres situaciones de suelo: 1) con cobertura vegetal total, 2) media cobertura, 3) sin cobertura. La hipótesis propuesta es que la cantidad de cobertura afecta la velocidad de infiltración, altera la infiltración básica del suelo y resulta en una infiltración acumulada diferencial. Se utilizó para este propósito un suelo franco arcilloso con un tapiz natural de 7 años en los que se realizaron tres ensayos para cada situación, utilizándose anillos de Muntz para medir la infiltración instantánea. Los resultados se sometieron a los modelos empíricos propuestos por Kostiacov y Kostiacov –Lewis. Se confrontaron las variables respuesta de cada tratamiento con las dos propuestas y se estableció el coeficiente de determinación, de esa manera se estudió la existencia de diferencias cuantitativas en la caracterización de la infiltración. Se concluyó que la velocidad de infiltración inicial aumenta con el incremento de la cobertura del suelo y se modifica sensiblemente la pendiente de la función resultando en una mayor infiltración acumulada. La relación de las variables

Soza, E.; S. Mené; P. Bertoia

respuesta se modificó según la metodología utilizada para su valoración. Mediante la ecuación de Kostikov-Lewis se logró mayor ajuste en la caracterización de la infiltración ante los tratamientos propuestos.Palabras Clave: Caracterización de la infiltración, Suelo de pradera, Métodos de Kostiakov y de Kostiakov-Lewis

Dynamics of natural grassland infiltration: the impact of different land cover altered by mechanical cutting.

SummaryWater infiltration in soil is a crucial phenomenon for agricultural production. In this paper we analyzed how the infiltration behaves in three different soil situations: i) with total vegetation cover, ii) medium cover, iii) without coverage. It was hypothesized that coverage affects the rate of infiltration, alters the basic soil infiltration, resulting in a differential cumulative infiltration. Was used for this purpose a clay loam soil with a natural coverage of 7 years in which there were three trials for each situation with the use of Muntz rings instant measuring infiltration. The results obtained were subjected to empirical

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models proposed by Kostiacov and Kostiacov-Lewis. Response variables were compared each treatment with the two proposals and determined the coefficient of determination, thus we sought to verify the existence of quantitative differences in the characterization of the infiltration. It was concluded that the initial infiltration rate increases with increasing ground cover and significantly changes the slope of the function this result in greater cumulative infiltration. The ratio of the response variables are modified according to the methodology used for assessment. The Kostikov-Lewis equation had a higher setting in the characterization of the infiltration at the proposed treatments.Keywords: Infiltration function, Prairie soil, Kostiakov and Kostiakov-Lewis methods.

INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTESSe define la infiltración como el ingreso vertical del agua en el suelo en condiciones de no saturación, debiéndose diferenciar de la percolación en medio poroso saturado, al ser la infiltración una fuente importante de aporte de humedad al suelo para mantener el crecimiento de la vegetación; cualquier obstáculo que impida el flujo del agua a través del perfil del suelo la afecta (Schwab et al., 1990). La infiltración en el suelo ocurre gradualmente desde la superficie y tiene dirección vertical hacia abajo. El agua puede entrar a través de toda la superficie en forma uniforme, cuando un suelo está inundado o si se produce una precipitación (Gurovich, 1999). En situaciones en que

la velocidad de infiltración es limitante, determinaría la cantidad de agua de escurrimiento superficial y con ello el peligro de erosión hídrica, hecho que puede afectar todo el sistema de economía de agua de la zona de raíces.El proceso de infiltración del agua en un suelo, en respuesta temporal a los distintos sistemas de manejo es variable, de etiología compleja y pronóstico teórico incierto (Aragón et al., 1997), por lo que emerge la importancia de su determinación empírica a campo. Horn et al. (1994) manifiestan que la conductividad hidráulica no solo depende del volumen de poros sino además de la continuidad de conducción, lo que implica relaciones texturales, estructurales y biológicas; por otra parte, la estabilidad estructural del suelo se vincula a cambios por efecto de la alternancia de los procesos de humectación-desecación (Silenzi et al., 1987), siendo la capa superficial la más afectada.La capacidad de infiltración del suelo representa el flujo de agua que penetra al perfil a través de la superficie cuando ingresa agua en la interfase suelo-atmósfera a la presión atmosférica. Mientras la velocidad de aporte de agua a la superficie del suelo sea menor que la infiltrabilidad, el agua penetra tan rápidamente como es aportada y la velocidad de ingreso determina el proceso de infiltración (el proceso es controlado por el flujo); pero una vez que la velocidad de ingreso excede la infiltrabilidad, es esta última la que determina la velocidad de infiltración, de este modo los procesos son controlados por las características del perfil (Gurovich, op. cit.). Por lo tanto, una mejora

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en la captación del agua de lluvia es un aspecto que resulta de importancia para disminuir la escorrentía superficial durante la ocurrencia de las precipitaciones, permitiendo así una disminución en el riesgo de erosión hídrica y encostramiento, aumentando la disponibilidad de agua para los cultivos (Ressia et al., 1999).Un aspecto concomitante es la cobertura vegetal, al respecto Freebairn y Gupta (1990), establecen que su incidencia en las tasas de infiltración es proclive a la formación de costras superficiales en suelos sin cubierta.García Préchac et al. (2001) al trabajar con cuatro sistemas de labranzas y en suelo de pradera reportan que los tratamientos con laboreo retenían menos agua en todo el rango de perfil ensayado hasta 20 cm. Cannell y Hawes (1994) indican que las pérdidas por erosión hídrica se reducen significativamente con coberturas superiores al 60%, Thomas (1995) menciona el aumento del contenido del agua del suelo como el principal efecto de la siembra directa después del control de la erosión, al mantener la cobertura sobre este. Soza et al. (2005(a)) recomiendan realizar laboreo vertical del suelo como corrector de la presencia de impedimentos subsuperficiales para mejorar el proceso de infiltración y simultáneamente mantener la cobertura vegetal presente y Merrill et al. (2002) expresan que la presencia de cobertura con residuos vegetales es el factor más importante para controlar la escorrentía y a su vez favorecer la infiltración del agua.El flujo de agua por los macroporos y su

variabilidad espacial ha sido identificado como un proceso importante de transporte durante la lluvia (Beven y Germann, 1982), al constituir las prácticas de manejo y factores ambientales elementos que pueden cambiar drásticamente la macroporosidad (Perroux y White, 1988). Al respecto Soane et al. (1981) sostiene que la compactación altera el volumen y la estructura de los poros del suelo, reduciendo el tamaño y número de los macroporos, afectando su forma y continuidad, modificando igualmente el estado de agregación y las interacciones existentes entre las fases sólida, líquida y gaseosa, disminuyendo la permeabilidad y difusión del agua y del aire a través del sistema poroso.El conocimiento acerca de la compactación y su efecto sobre el desarrollo de los cultivos resulta clave para un efectivo manejo de la condición física del suelo en la producción agrícola (Schafer et al, 1992). Aporta a esta expresión Pidgeon (1983), quien concluye que las plantas requieren un sistema poroso continuo, adecuado para un buen drenaje y desarrollo radicular, mientras que el terreno debe tener una estructura que no se colapse ante el peso de la maquinaria o por procesos naturales.Días et al. (2006) al caracterizar la infiltración instantánea frente a cinco condiciones de suelo y confrontadas con terreno natural, encontraron que la infiltración inicial para t = 1 muestra un incremento con el laboreo, resultado esperable que guarda relación con la menor densidad aparente; pero superado ese momento las tasas de infiltración instantáneas en los tratamientos con laboreo previo muestran un comportamiento exponencial errático

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respecto al terreno natural y manifiestan que este comportamiento indica una menor predicción temporal del fenómeno estudiado; y Soza et al. (2008) al estudiar el proceso de infiltración ante disímiles intensidades de labor y en terreno natural, durante un lapso de 140 días desde el laboreo, concluyen que la modificación de la tasa de infiltración y la acumulación de agua en el suelo no se corresponde con la mayor intensidad del laboreo y la tasa de infiltración e infiltración acumulada tiende a su igualación entre el suelo laboreado con el natural a través del tiempo.En los últimos años el sector agropecuario presentó cambios profundos en los sistemas productivos, remarcándose un incremento notable de la superficie destinada a la producción agrícola en detrimento de las actividades ganaderas (Soza et al., 2005(b)). Por ello, el deterioro de las propiedades físicas y químicas de los suelos como resultado del uso agrícola, está presente en prácticamente la totalidad de la superficie bajo cultivo (Botta et al., 2005).De los antecedentes surge que un manejo eficiente del suelo y del agua requiere un conocimiento detallado del proceso de infiltración, debido a que este se relaciona con las propiedades del suelo, con el aporte de agua al sistema y el manejo de la cobertura vegetal del suelo, en especial cuando esta se modifica por los sucesivos cortes cuyo destino es la alimentación del ganado. En este aspecto, una forma de evaluar la potencial eficiencia de los sistemas de cultivo es la realización de ensayos de infiltración utilizando la técnica del doble anillo (Young, 1991).

OBJETIVO E HIPÓTESIS DEL TRABAJOEl objetivo general constituye el análisis de la infiltración del agua en un suelo con tres coberturas vegetales diferentes, las que se lograron mediante corte mecánico.Objetivos específicos: 1) caracterizar la velocidad de infiltración del agua en el suelo; 2) determinar la infiltración básica del suelo; 3) cuantificar la infiltración acumulada.Para el logro de los objetivos se plantearon dos hipótesis: 1) que la cobertura vegetal modifica la velocidad de infiltración del agua y altera la infiltración básica del suelo, resultando en una infiltración acumulada diferencial; 2) la caracterización de la infiltración es independiente del método de análisis utilizado.

MATERIALES Y MÉTODOEn un suelo de textura franco- arcillosa con un tapiz vegetal natural de 7 años sin laboreo, correspondiente al predio de la FAUBA, se delimitaron tres parcelas. A través de una elección al azar, se realizaron los siguientes tratamientos resultantes del corte mecánico de la cobertura presente:

- Cobertura total (CT),- Media cobertura (MC),- Sin cobertura (SC).

En todos los tratamientos se realizaron tres ensayos de infiltración del agua en el suelo utilizando los anillos de Muntz, hasta constancia de velocidad de ingreso en el perfil.Los resultados obtenidos se analizaron utilizando dos modelos empíricos: Kostiakov (1935) y Kostiakov-Lewis que según Karmeli et al. (1978) y Fekersillassie

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and Einsenhauer (2000) es el muy utilizado para estos fines.1) El modelo de Kostiakov se ajustó a la función Ii (mm.min-1) = k.tn(min), y el análisis de regresión con la finalidad de la determinación (R2) de las relaciones entre Ii y t.Mediante la integración de las ecuaciones de Infiltración instantánea se obtuvieron las funciones de infiltración acumuladas (1) y las láminas acumuladas resultantes en cada tratamiento para nueve tiempos (t) de aplicación. t

(1) Iac(mm)=∫0 k.tn(min) = [k.(n+1)-

1]. tn+1(min), por lo tanto: Iac (mm) = K.tn’(min).

La infiltración básica del suelo se halló a partir de la tangente a la curva de Ii cuando forma con la horizontal un ángulo de 179º28’, resultando en ese punto el exponente n = -0,01.2) Para conformar la ecuación propuesta para el modelo matemático de Kostiakov-Lewis se procedió de la siguiente manera.

Con los datos de campo se calcularon las infiltraciones acumuladas en los tiempos iniciales de cuya relación se obtuvo el primer término de la ecuación (2), cuando se observó que la tendencia de estos se ajusta a la ecuación de la recta se utilizaron esos valores para conformar el segundo término de la ecuación (2); dado que la ecuación de la propuesta por Kostiakov-Lewis es:

(2) Iac (mm) = K . tn’ + fo .t donde:Iac: infiltración acumulada (medida en

lámina de agua y expresada en mm).K: constante de la función potencial (mm.min-1).t: tiempo de infiltración (min).n’: exponente de la función potencial.fo: constante de la función lineal denominada tasa de infiltración básica (mm.min-1).

Para ambos ajustes y, en forma independiente, en todas las repeticiones de cada tratamiento, se efectuó el análisis de regresión para la determinación (R2) de la relación entre variables.La evolución tasa de infiltración en el tiempo Ii(t) se calculó posteriormente, derivando en función del tiempo la ecuación Iac (2), o sea:Ii (mm.min-1) = d/dt (Iac (mm)), de lo cual resulta:(3) Ii (mm.min-1) = K. n’. tn’-1 + fo,

donde Ii se expresa en mm.min-1 y representa la velocidad instantánea con la que el agua ingresa al perfil, según Kostikov-Lewis.

3) Para analizar la bondad de ambos métodos, se confrontaron las variables respuesta de cada tratamiento con las dos propuestas empíricas y para, de esa manera, poder comprobar la eventual existencia de diferencias cuantitativas en la caracterización de la infiltración.Previo a los ensayos de infiltración se caracterizó el suelo a través de: la humedad actual, densidad aparente y la temperatura; y en cada tratamiento la cobertura vegetal existente.Las evaluaciones de la humedad actual gravimétrica y densidad aparente se realizaron sobre la extracción de seis

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muestras de suelo con un cilindro de volumen conocido; las muestras se pesaron en húmedo y llevándose a horno a 105ºC hasta peso constante para su pesada posterior. La temperatura se midió con un termómetro de máxima y mínima, tomándose seis datos por parcela. Las cantidades de cobertura se cuantificaron con un marco de 0,25 m2

realizándose 10 mediciones en las parcelas correspondientes a cobertura total y media cobertura.Los valores obtenidos que caracterizaron el suelo de los tratamientos se presentan en la Tabla 1, donde se observa que la variabilidad obtenida por ser un ensayo de campo es baja según la clasificación de Pimentel Gómez (1978).

Valor medio σ CV (%)Humedad actual (%) 14,45 0,358 2,48Densidad aparente (g.cm-3) 0,93 0,012 1,33Temperatura del suelo (ºC) 18,60 0,141 0,76

Cobertura vegetal total (Tn) 26,19 2,66 10,17Media cobertura (Tn) 14,77 1,82 12,29Tabla 1: Caracterización del suelo al momento del estudio.

RESULTADOS OBTENIDOS Y DISCUSIÓNLos resultados de los ensayos son congruentes con lo observado visualmente durante la realización de estos en cuanto a la rápida velocidad de ingreso del agua en el perfil al inicio; lo que implicó la necesidad de reponer agua a los infiltrómetros con alta periodicidad.1) Dinámica de la infiltración según la propuesta de Kostiakov. Las ecuaciones de infiltración instantánea (Ii) resultantes en cada tratamiento y sus repeticiones se presentan en la Tabla 2. Respecto al tratamiento CT se observa un mayor valor y alta variación para t = 1 la Ii (mm.min-1) = k (mm.min-1), mientras que superado ese momento la disminución de la velocidad caracterizada por el exponente n presenta muy baja variabilidad (5,62%); indica que , desde que el agua se pone en contacto con el suelo, su velocidad de ingreso es uniforme, pero los R2 obtenidos presentan la mayor disparidad

respecto a los otros tratamientos, atribuyéndose a la propia heterogeneidad del suelo en profundidad su incidencia en la caracterización del proceso.En MC se observa una menor velocidad inicial y menos variable que en CT, muestra que la menor cobertura tendería a uniformizar el proceso en su inicio, pero el exponente n presenta alta variabilidad (31,43%), a ello se adiciona que los R2 al presentar valores más uniformes indican una constancia en la variación del ajuste de las ecuaciones, lo que demuestra la presencia de otros factores intrínsecos del suelo que condicionan a la infiltración.En SC la velocidad inicial fue la más lenta de todos los tratamientos, y fueron las repeticiones que presentaron los mayores ajustes potenciales según la propuesta de Kostiakov; vislumbrándose que la mayor cobertura puede incidir en la velocidad inicial del proceso y en el ajuste de las ecuaciones que lo caracterizan.

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CT MC SCAnillos Ii (mm.min-1) R2 Ii (mm.min-1) R2 Ii (mm.min-1) R2

1 33,01.t-0,737 0,97 33,91.t-0,707 0,87 5,83.t-0,638 0,822 88,57.t-0,670 0,76 24,48.t-0,666 0,77 17,79.t-0,864 0,953 22,81.t-0,798 0,69 12,32.t-1,111 0,85 13,19.t-0,990 0,93

Tabla 2: Infiltración instantánea y ajuste entre variables para cada repetición en los tratamientos propuestos.

En la Tabla 3 se transcriben las ecuaciones integradas de cada tratamiento, los coeficientes de determinación (R2), las infiltraciones básicas (Ib) y las correspondientes acumuladas (Iac) resultantes de la integración de las respectivas Ii y en el Gráfico 1 la evolución de cada tratamiento. De ella se desprende que ante la presencia de menor cobertura disminuyó la velocidad inicial, pero los tratamientos con cobertura

presentan pendientes similares y menores a SC revelando que la presencia de cobertura permitió una mayor velocidad de infiltración. Similar resultado se obtuvo con la Ib en correspondencia a la mayor cantidad de cobertura. Con referencia al ajuste entre variables el más concluyente fue el obtenido en SC, porque presentó un ajuste importante (R2 = 0,84), mientras que la presencia de cobertura se reflejó en una menor relación entre variables.

Ii (mm.min-1) R2 Ib (mm.min-1) Iac (mm)CT 44,50.t-0,738 0,56 1,26 169,86.t0,262

MC 20,35.t-0,707 0,55 0,78 69,46.t0,293

SC 10,87.t-0,824 0,84 0,43 61,80.t0,176

Tabla 3: Infiltración instantánea, infiltración básica e infiltración acumulada integradas de las repeticiones de cada tratamiento, según Kostiakov.

El Gráfico 2 ilustra las infiltraciones acumuladas resultantes de cada tratamiento a partir de las correspondientes

infiltraciones instantáneas, y se puede apreciar que la mayor cobertura permitiría la mayor acumulación de agua en el perfil

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ante la ocurrencia de una precipitación o ante la eventualidad de la aplicación de riego. Se destaca que en CT la mayor velocidad inicial es el factor predominante para la acumulación, ya que la mayor pendiente n’ lo presentó MC, pero sin llegar

a compensarla en el tiempo transcurrido. Esta característica en CT es importante en especial ante la ocurrencia de precipitaciones de alta intensidad y corta duración donde se conseguiría un mejor aprovechamiento de las mismas.

2) Dinámica de la infiltración según la propuesta de Kostiakov-Lewis.Las Tablas 4, 5 y 6 transcriben los resultados de campo analizados a través de la propuesta de Kostiakov-Lewis. En todas las repeticiones de los tratamientos se obtuvo un ajuste mayor que en la determinación anterior, y especialmente en el rango del ajuste lineal para tiempos largos; si se tienen en cuenta las repeticiones puntuales la caracterización del proceso sería más representativa; pero se halló un comportamiento errático

en el término fo atribuyéndose los resultados a las diferentes características en profundidad de los sitios específicos donde aleatoriamente se realizaron las mediciones.También debe recalcarse que en SC es donde se obtuvieron los mayores y más uniformes ajustes, por lo que teniéndose en cuenta la uniformidad de las características del suelo, bajo este método también se atribuiría un efecto diferencial ante la presencia de cobertura a la dinámica de la infiltración.

Anillos Ajuste potencial R2 Ajuste lineal R2

1 45,95.t0,418 0,98 0,98.t 0,98

2 78,87.t0,474 0,93 0,12.t 0,89

3 105,45.t0,153 0,91 0,97.t 0,96

Tabla 4: Ecuaciones resultantes para Iac (mm) según ajuste potencial y lineal obtenidos en el tratamiento CT por Kostiakov-Lewis

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Anillos Ajuste potencial R2 Ajuste lineal R2

1 58,84.t0,411 0,98 1,86.t 0,992 23,05.t0,637 0,97 0,53.t 0,91

3 16,24.t0,500 0,79 0,19.t 0,95Tabla 5: Ecuaciones resultantes para Iac (mm) según ajuste potencial y lineal obtenidos en el tratamiento CM por Kostiakov-Lewis

Anillos Ajuste potencial R2 Ajuste lineal R2

1 10,18.t0,416 0,97 0,39.t 0,992 29,02.t0,308 0,96 0,51.t 0,99

3 24,42.t0,251 0,99 0,17.t 0,97

Tabla 6: Ecuaciones resultantes para Iac (mm) según ajuste potencial y lineal obtenidos en el tratamiento SC por Kostiakov-Lewis

En la Tabla 7 se transcriben las ecuaciones resultantes de integrar las repeticiones de cada tratamiento, el coeficiente de determinación, infiltración base e infiltración instantánea de cada tratamiento. Los términos independientes K y k de los tres tratamientos presentan la misma tendencia que por Kostiakov en correspondencia a la cobertura del suelo, pero presentando menor magnitud. Hay que destacar que para Kostiakov-Lewis se adiciona la infiltración base desde el inicio de la infiltración, por lo que para t = 1 la Iac(mm) = K(mm) + fo(mm.min-

1).t(mim) y la Ii(mm.min-1) = k(mm.min-1) + fo(mm.min-1).En cuanto a la infiltración base en CT y SC presenta la misma tendencia que para Kostiakov, pero en MC la tendencia se altera no encontrándose otra causa que no sea la aleatoriedad del sitio de las determinaciones; y para validar lo antedicho habría que aumentar la cantidad de repeticiones. Respecto al ajuste entre variables se halló un incremento ante disminución de la cobertura, resultados que refuerzan lo expuesto sobre la incidencia de esta variable en la infiltración del suelo.

Tratamientos Iac. (mm) R2 Ib (mm.min-1) Ii.(mm.min-1)CT 74,31.t0,369 +0,69.t 0,55 0,69 30,42.t-0,618 + 0,69MC 32,13.t0,504 +0,86.t 0,61 0,86 16,19.t-0,496 + 0,86SC 21,00.t0,363 +0,35.t 0,66 0,35 7,72.t-0,632 + 0,35

Tabla 7: Ecuaciones resultantes para infiltración acumulada, básica e instantánea, integradas de las repeticiones de cada tratamiento, según Kostiakov-Lewis.

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Los Gráficos 3 y 4 representan la evolución de la Infiltración instantánea e Infiltración acumulada para un lapso de 175´ tiempo suficientemente largo tanto para la aplicación de riego, como para una lluvia persistente. Ambos presentan la misma tendencia a la hallada por la ecuación de Kostiakov; observándose en MC que en la Infiltración acumulada presenta una

pendiente semejante al tratamiento CT. Desde el punto de vista del método, la tendencia se debe a que posee la mayor Infiltración básica y luego la mayor pendiente positiva. Este resultado supondría que este método es menos sensible a la presencia y cantidad del suelo al momento del aporte de agua.

3) Confrontación de las dos metodologías a los tratamientos planteados. En la Tabla 8 se trascriben las ecuaciones que caracterizan a la Ii e Ib de los tratamientos para ambas metodologías.

Se observa la tendencia a la disminución de la velocidad inicial en correspondencia a la disminución de la cobertura y en la Ib en Kostikov, pero parcialmente en Kostiakov-Lewis, porque el mayor valor se

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obtuvo en MC. En cuanto a la disminución de la velocidad de infiltración en el tiempo fue mayor por Kostiakov en todos

los tratamientos, pero la tendencia del exponente de la función se manifestó de la misma manera en ambos métodos.

Kostiakov Kostiakov-LewisInfiltración instantánea

Ib (mm.min-1) Infiltración instantánea

Ib (mm.min-1)

CT 44,50.t-0,738 1,25 30,42.t-0,618 + 0,69 0,69

MC 20,35.t-0,707 0,78 16,19.t-0,496 + 0,86 0,86SC 10,87.t-0,824 0,43 7,72.t-0,632 + 0,35 0,35

Tabla 8: Ecuaciones para infiltración instantánea y básica de cada tratamiento obtenidas según las propuestas de Kostiakov y Kostiakov-Lewis.

La realización del Gráfico 5 comprueba la evolución de la Iac en CT calculada para ambos métodos, donde surge que sus valores son superiores calculados por Kostiakov a partir de la alta velocidad inicial, igualándose a los 150 minutos de iniciada la determinación causada por la menor pendiente de la ecuación (n´ = 0,262).Al igual el Gráfico 6 presenta la evolución de la Iac en MC para ambos métodos, donde se repite lo observado en CT y por el mismo motivo, pero su igualación se halla a los 22 minutos atribuyéndose estos

resultados a dos causas: primero a la mayor pendiente de la ecuación de K-L (n’ = 0,504) y segundo a la mayor incidencia de la Ib, que por este método se cuantificó en 0,86 mm.min-1.El Gráfico 7 muestra la evolución de la Iac en SC, y repite la evolución observada por Kostiakov en los tratamientos anteriores, pero igualándose a los 84 minutos, donde en este tratamiento, la mayor incidencia es consecuencia de la mayor pendiente obtenida por K-L (n’ = 0,363) respecto de Kostiakov (n’ = 0,176).

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Para las condiciones del presente ensayo y tratamientos planteados se observa que el método de Kostiakov sobreestima la infiltración acumulada respecto a K-L, pero en virtud de la incidencia de la Ib y la diferencia en la pendiente n’ ambos métodos llegan a su igualación en lapsos de tiempo diferentes ante los tratamientos planteados, por lo que la cobertura presente ha incidido en la dinámica de la infiltración; también debe tenerse en cuenta la variación de los sitios específicos donde se realizan la mediciones en cuanto a la heterogeneidad de las variables físicas que presentan los suelos sin laboreo.

Los resultados conllevan a inferir la ocurrencia de una menor escorrentía superficial, ante precipitaciones de elevada intensidad y de corta duración, con mayor cobertura del suelo en coincidencia con las expresiones de Gurovich (1999) y en coincidencia con Ressia et al. (1999), Cannell y Hawes (1994) y Thomas (1995) por disminución del riesgo de erosión y encostramiento superficial aumentando la disponibilidad de agua para los cultivos.La mayor velocidad inicial observada en correspondencia con la mayor cobertura vegetal indican una alteración de las condiciones del suelo que inciden al

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comienzo del proceso coincidiendo con Schwab et al. (1990), en cuanto a que cualquier alteración de la condición del suelo modifica su infiltrabilidad, en este ensayo también se observó durante el tiempo que transcurrió en su caracterización, ya que los valores n de las ecuaciones mostraron diferencias que indican que la pendiente que caracteriza a los tratamientos fue modificada por los tratamientos propuestos (Gurovich, 1999). En cuanto a la infiltración básica se observó un incremento en coincidencia al incremento de cobertura vegetal del suelo, alcanzando en el tratamiento MC el mayor guarismo dentro de la expresión de K-L. Estos resultados inciertos aportan a lo señalado por Aragón et al. (1997) en análisis del fenómeno infiltración en función del manejo agrícola. Así mismo, Cannell y Hawes (1994) observaron que los coeficientes de determinación para distintos tratamientos agrícolas indican una mayor relación para las ecuaciones que caracterizaron al fenómeno infiltración en los tratamientos sin cobertura.Las diferencias de infiltración acumulada en los tratamientos indican una mayor acumulación con la mayor cobertura vegetal para un mismo suelo (Gráficos 5, 6 y 7), e indican la importancia de su determinación para el cálculo del balance de agua tanto en zonas de secano como para zonas bajo riego.El presente trabajo aporta a la hipótesis de que el fenómeno de la infiltración instantánea aumenta con la cobertura vegetal del suelo y modifica, a su vez a la infiltración básica, obteniéndose mayores tasas de infiltración acumulada. Estos

resultados permiten aceptar la hipótesis planteada.

CONCLUSIONES

La velocidad de infiltración instantánea inicial aumenta con el incremento de la cobertura del suelo, modificando sensiblemente la pendiente de la función, lo que se traduce en una mayor infiltración acumulada.La relación de las variables respuesta se modificó según la metodología utilizada para su valoración.La propuesta de Kostikov-Lewis presentó mayor ajuste en la caracterización del fenómeno de la infiltración ante los tratamientos propuestos.

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