“SECRETARÍA DE AGRICULTURA, GANADERÍA,

DESARROLLO RURAL, PESCA Y ALIMENTACIÓN”

Subsecretaría de Desarrollo Rural Dirección General de Apoyos Para el Desarrollo Rural

Rodillo aereador

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Rodillo Aereador

Definición El rodillo aereador de suelos es un cilindro metálico pesado con dientes o cuchillas soldadas helicoidalmente a lo largo del mismo para lograr una mayor penetración en el suelo y una mayor eficiencia en el rodado, ya que este diseño per-mite que todo el peso del cilindro se concentre solamente en una o dos cuchillas a la vez.

El implemento se engancha en la parte posterior de un buldózer y es rodado sobre la superficie del terreno que se desea rehabilitar; este puede ser utilizado sin carga pero es preferible llenarlo con agua y/o acondicionarlo usando piedras o sacos de arena para brindar mayor peso y lograr mayor penetración de las cuchillas en el suelo. Los rodillos cuentan generalmente con una sembradora la cual está adaptada en la parte posterior del cilindro, que puede ser utilizada en la siembra de especies en el caso de requerirse. Este implemento puede descompactar, preparar cama de siembra mediante el trazo de pozas para captar humedad y sembrar simultáneamente en un solo pasó de maquinaria.

Introducción. En condiciones de baja precipitación, resulta de gran im-portancia contar con estrategias para el manejo del agua de lluvia, favoreciendo su captación, almacenamiento e in-filtración (Figura 1).

En el noreste de México, la ganadería ha sido la forma predominante de producción y aprovechamiento de los recursos naturales; sin embargo, junto con la ganadería aumentó el sobrepastoreo, provocando cambios en la es-tructura ecológica de las especies arbustivas leñosas que transformaron las tierras del norte reduciendo la presencia de zacates y hierbas nativas.

Figura 1. Rodillo aereador utilizado en agostade-ros.

Esta transformación de la estructura vegetal ha ocasiona-do cambios importantes en las poblaciones silvestres y la producción de la ganadería. Además de los efectos del pastoreo en la productividad de los ecosistemas, también ha provocado problemas ecológicos más amplios, espe-cialmente afectando la captación de agua y la pérdida del suelo y su fertilidad.

Desde hace décadas se han realizado investigaciones y desarrollado técnicas- mecánicas, biológicas, químicas, de fuego- para manejar especies de plantas arbustivas y de esta forma lograr que los pastizales vuelvan en lo posible a la condición de clímax, mejorando la productividad de los agostaderos.

Dentro de las técnicas de manejo mecánicas se encuentra el uso del rodillo aereador, que se usa para mantener en estado de crecimiento el matorral, obteniendo rebrotes de mayor palatabilidad a una altura accesible para el ganado incrementando la producción de forraje herbáceo.

El rodillo aereador estimula el crecimiento de vegetación herbácea y gramíneas, deseables para la dieta del ganado además de otras especies de fauna silvestre de importancia cinegética. Este tratamiento mejora la infiltración del agua en el suelo, disminuye el escurrimiento superficial y por lo tanto la erosión hídrica, de especial importancia en zonas áridas donde la lluvia es escasa e incierta, ya que se pierde entre 40 y 60% del agua por escurrimientos.

El tratamiento airea el suelo permitiendo un mejor desa-rrollo de las raíces e intercambio de gases, factores que contribuyen a un aumento en la producción de las plantas. Al incorporar el material vegetativo de las plantas sobre la superficie del suelo, se deposita un mantillo que protege al suelo del calor, del viento y del impacto de las gotas de llu-via y reduce la pérdida de agua por evaporación y escurri-miento. Otros beneficios son una disminución de nopales

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cuando éstos invaden pastizales, aumento en la cobertura de pastos y mantenimiento de la diversidad de las especies de plantas leñosas, lo que sugiere que el uso del rodillo ae-reador es una excelente herramienta de manejo de pasti-zales orientado especialmente al ganado y otros animales herbívoros como el venado cola blanca.

En el noreste de México, la técnica del rodillo aereador se ha utilizado por varios años con muy buenos resultados. El ejemplo más notable, tanto por su duración, magnitud y resultados es el del Campo Santa María, de CEMEX. El Cam-po Santa María es un área de aproximadamente 12,000 ha, que se ubica en los límites de Coahuila y Nuevo León, den-tro de los municipios de Lampazos, N. L. y Candela, Coahui-la, al pie de la Sierra Pájaros Azules. Su clima es semiseco y cálido, con una temperatura anual promedio de 23.5 °C y una precipitación anual promedio de 550 mm., con tres tipos de vegetación: matorral submontano, chaparral tropi-cal árido y pastizal. El sobrepastoreo en esta zona ha deja-do el suelo desnudo, compactado en una superficie plana y dura que afecta la germinación de semillas y la sucesión vegetal.

Entre 1996 y 1998 se realizaron trabajos de rehabilitación de estas tierras usando el rodillo aereador, seguido de una siembra de semilla de pastos nativos. Este rodillo remueve la parte leñosa de las plantas sin dañar el sistema radicular y fracturar el suelo, incrementando la retención e infiltra-ción del agua. Este tratamiento no afecta la capa superior de la tierra ya que no voltea el suelo, permitiendo a las se-millas de zacate permanecer cerca de la superficie del suelo y germinar.

Como resultados de este tratamiento, se encontró un au-mento en la diversidad de especies de gramíneas, herbá-ceas y arbustivas, lo que se refleja en la cantidad y calidad de los animales, tanto silvestres como domésticos, dispo-nibles para el aprovechamiento. Las áreas con tratamiento aumentaron su grado de uso por la fauna (medido en ma-yor cantidad de heces fecales de bovinos, venados y jabalí), especialmente de venado.

Por otro lado, para la parte agrícola se han diseñado y acon-dicionado rodillos de poliuretano que se acoplan a los equi-pos de siembra, lo cuales imprimen pequeñas hendiduras sobre la superficie del suelo y compactan ligeramente la superficie del mismo, creando pequeñas microcuencas de captación, que además de servir como reservorios para la captación “in situ” del agua de lluvia reducen el escurri-miento superficial (Figura 2), protegen al suelo contra la erosión hídrica y eólica, comercialmente se le conoce como

“Aqueel”. Algunos trabajos de investigación sobre este sistema muestran que por hectárea, el uso del “Aqueel” puede imprimir 192,500 microcuencas, con una capacidad de almacenamiento de agua de aproximada un 1 litro por microcuenca.

Este sistema puede almacenar lluvias hasta con intensi-dades de 20 mm/h, que representan un alto porcentaje de los eventos de lluvia que se presentan en la República Mexicana, con la ventaja adicional de que puede utilizarse para mejorar la distribución del agua de riego en sistemas presurizados.

Figura 2. Uso de rodillos para la captación de agua de lluvia

UsosEl rodillo aereador se utiliza para rehabilitar agostaderos y praderas deterioradas mediante la descompactación de suelo y la captación de agua que se crea en las pequeñas pozas que resultan después de rodar el cilindro sobre la su-perficie del suelo.

El implemento abre el suelo sellado y rompe capas imper-meables 30 cm. debajo de la superficie del suelo y es capaz de crear pozas de aproximadamente 20 cm. de diámetro y de 15 a 25 cm de profundidad.

La descompactación permite la aireación del suelo e incre-menta la infiltración de agua con lo que se reduce la pér-dida por escurrimiento. Esto es muy importante en zonas áridas considerando que además de que la lluvia es escasa e incierta, se pierde entre un 40 a 60% de la misma por es-currimiento.

El rodillo promueve el rejuvenecimiento de agostaderos y praderas viejas y deterioradas mediante el mayor creci-miento de plantas viejas que aparentemente se aprecian muertas y del establecimiento de plantas nuevas como re-sultado de la descompactación y de una mayor disponibili-dad de agua en el suelo.

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Tipos.Existen diversos tipos de rodillos diseñado con diferentes fines para utilizarse bajo condiciones muy variadas de sue-lo y vegetación, aunque para la rehabilitación de agostade-ros, generalmente, los rodillos grandes y pesados son los que han dado mejor resultado.

Los rodillos varían en cuanto a su diseño, dimensión y peso. Generalmente cada rodillo es de 3.0 metros de longitud, 75 a 120 cm de diámetro y consta de 80 a 120 cuchillas, pesa de 3 a 6 toneladas llenos de agua y requiere entre 50 y 100 caballos de fuerza para ser jalado. Existen rodillos con múltiples cuchillas chicas, las cuales están distribuidas en forma helicoidal a lo largo del cilindro su principal función es la de descompactar el suelo y hacer pequeñas fosas para retener agua.

Otros rodillos tienen una serie de cuchillas largas y paralelas que corren longitudinalmente de lado a lado del cilindro y su principal función es la de cortar o triturar el follaje de las plantas y los residuos vegetales en la superficie del suelo.

Los rodillos se pueden usar en forma individual (un solo rodillo que corte o que descompacte) o combinados (dos o más rodillos en serie para cortar y/o descompactar simul-táneamente en un solo paso). Los rodillos dobles combina-dos con un cilindro de cuchillas al frente y un cilindro con picos en la parte posterior pueden tener la ventaja sobre los rodillos con un solo cilindro de picos de que controlan temporalmente vegetación arbustiva indeseable y a la vez descompactan. Tal es el caso de agostaderos y praderas de-terioradas y compactadas que presentan altas poblaciones de plantas invasoras con poco o nulo valor nutritivo para el ganado.

El tipo de rodillo a utilizar en una determinada área, estará dado en función de las características del suelo, la vegeta-ción y de los objetivos específicos de cada productor.

Condiciones donde se aplica El rodillo es un implemento ideal para la rehabilitación de agostaderos y praderas deterioradas que presentan áreas desnudas, donde el agua de lluvia se pierde por escurri-miento debido a la escasa cubierta vegetal y a la compac-tación del suelo.

Su mejor área de acción es en terrenos preferentemente planos con pocos arroyos, en todo tipo de suelos excepto en los de texturas arcillosas o pesados y los demasiado pe-dregosos o rocosos.

Aunque se adapta a casi todo tipo de condiciones, es ideal para usarse en áreas con más del 40% de suelo desnudo que presentan menos del 50% del suelo cubierto por espe-cies importantes de árboles.

El rodillo trabaja bien cuando se aplica durante los meses secos previos al inicio de las lluvias en julio, pero la calidad de las pozas es mejor cuando se trabaja en suelos húmedos que han recibido recientemente por lo menos una pulgada de lluvia.

Ventajas• El rodillo es un método rápido para descompactar, airear el suelo, controlar temporalmente la invasión de especies indeseables en el pastizal o agostade-ro, crear pequeñas microcuencas en el suelo donde se retiene agua, favorecer la infiltración de la misma en el perfil del suelo, retener sedimentos, reducir la velocidad de escurrimiento y en consecuencia redu-cir la erosión hídrica, y crear condiciones adecuadas para la regeneración natural de la vegetación y/o preparar el suelo para el establecimiento de espe-cies inducidas.

• Esta práctica no voltea ni pulveriza el suelo por lo que se reducen los riesgos de erosión e incorpora el material vegetativo de las plantas sobre la super-ficie del mismo, por lo que se protege el suelo con mantillo, el cual a través del tiempo, se convierte en alimento plantas en desarrollo.

• El mantillo depositado superficialmente protege al suelo de los rayos del sol, reduce la oscilación de la temperatura del suelo, protege contra la acción desecante del viento y especialmente del efecto de arrastre de partículas de suelo por este factor, del impacto de las gotas de la lluvia y reduce la pérdida de agua por evaporación y escurrimiento.

• El rodillo no voltea la capa superficial del suelo, que es la más fértil porque es donde se encuentra concentrada la mayor cantidad de materia orgánica y nutrimentos, por lo que no se estimula la pérdida de fertilidad del suelo. El implemento permite dar vueltas rápidas en el terreno con relativa facilidad, lo que permite que se pueda seleccionar la vegetación y proteger especies deseables de árboles y mancho-nes importantes de plantas en el terreno.

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Desventajas:• No es efectivo en suelos pesados o arcillosos debi-do a que los dientes o cuchillas no rompen la super-ficie del suelo, por lo que el suelo no se descompacta y no se forman buenas pozas para retener el agua.

• La eficiencia del rodillo se reduce en terrenos muy quebrados y con pendiente muy pronunciada y en suelos con mucha piedra y roca ya que estas carac-terísticas limitan la penetración de cuchillas y redu-ce la vida útil de las mismas.

• Las áreas tratadas requieren de por lo menos un año completo de protección del pastoreo, para ayu-dar a las plantas nuevas a que desarrollen buena raíz y aseguren su establecimiento.

• En la mayoría de los casos se requiere de un buldó-zer para su operación.

Rendimiento y costosEl rendimiento del rodillo es variable y está en función de la topografía del terreno, el tipo de vegetación, la maquinaria disponible para el tipo de trabajo que requiere cada caso específico. Los resultados actuales indican que el rendi-miento de un paso del doble rodillo jalado por un buldózer D-5 varían de 1 hora con veinte minutos a 1 hora con cua-renta minutos por hectárea; por lo que el rendimiento por máquina fluctúa aproximadamente de 5 a 6 hectáreas por turno de 8 horas.

El costo estimado de la operación del paso del doble ro-dillo, para cortar rama y descompactar simultáneamente incluyendo el establecimiento de otras especies (no la se-milla) es de 625 a 785 pesos por hectárea .

Ejemplo de aplicación En la región central de Sonora se utilizó el rodillo aereador para rehabilitar praderas viejas y deterioradas de zacate bu-ffel en suelos compactados de textura franco arenosa en zonas con 320 mm de precipitación anual con los siguien-tes resultados:

• Se evaluaron cambios en el suelo y vegetación durante 5 años en áreas tratadas y no tratadas con un solo paso de rodillo en junio de 1997, utilizando un rodillo aereador de 3 metros de longitud, 1 m de diámetro y 5 toneladas de peso.

1Estos costos varían por regiones y deben actualizarse en el tiempo

• Las praderas tanto descompactadas como no tra-bajadas se cercaron para protegerlas del pastoreo y poder determinar diferencias en emergencia, creci-miento de plantas y producción de forraje.

• La cantidad de agua retenida en el suelo de las praderas descompactadas con rodillo fue superior durante todos los años en comparación con la de los suelos de praderas adyacentes no trabajadas.

• Durante el año de aplicación del rodillo, la canti-dad de agua en el suelo fue 49% superior en com-paración con las áreas no trabajadas y aunque esta diferencia tiende a reducirse con el tiempo, los sue-los de las praderas descompactadas con el rodillo continúan mostrando 27% más agua en compara-ción con los suelos de las praderas no trabajadas.

• El número de plantas, la cobertura basal y la altura del zacate buffel se incrementó con la descompac-tación del suelo y fueron mayores durante todos los años en las praderas tratadas con rodillo en compa-ración con las no trabajadas.

• Cinco años después de la descompactación con el rodillo aereador, el número de plantas de buffel por metro cuadrado fue de 4.6 en las praderas tratadas y 1.6 y las no tratadas. La cobertura basal del zacate fue 7.4 y 0.7% en las praderas tratadas y no tratadas durante el mismo período. La altura del zacate bu-ffel fue mayor durante todos los años en las prade-ras descompactadas y promedió 91 y 59 cm en las praderas tratadas y no tratadas durante el mismo período.

• La producción de forraje del zacate (base materia seca) también fue superior durante todos los años en las praderas rehabilitadas con el rodillo en com-paración con las praderas no trabajadas.

• La producción anual de forraje fue 0.72 a 2.84 to-neladas por hectárea superior en las praderas tra-tadas con rodillo en comparación con las praderas adyacentes no trabajadas.

• Las praderas rehabilitadas con rodillo produjeron anualmente un promedio de 1.87 toneladas de fo-rraje adicional por hectárea en comparación con las praderas de buffel no trabajadas.o Durante los cinco años del estudio las praderas de buffel tratadas con rodillo produjeron 9.37 tonela-das de forraje adicional en comparación con las pra-deras no trabajadas.

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Sistemas de rodillo para uso agrícola

Figura 3. Sistema de rodillos utilizados en zonas agrícolas

Los sistemas descritos tienen aplicación en el manejo y re-habilitación de agostaderos y praderas; sin embargo, en la agricultura de temporal, al igual que en riego, ha sido ne-cesario el desarrollo de tecnologías que favorezcan la dis-tribución uniforme del agua en toda la superficie del suelo, de manera que pueda ser utilizado en el crecimiento de los cultivos, condición de especial importancia en zonas con temporal deficiente y donde las lluvias se caracterizan por tener intensidades superiores a la capacidad de infiltración del suelo.

En años recientes, especialmente en los Estados Unidos de América se han diseñado rodillos de poliuretano bajo el concepto de “Labranza para conservar agua”, donde el principio fue el desarrollo de implementos adecuados a las condiciones de los productores (aplicable a toda la su-perficie, bajo costo y sin sacrificar superficie útil de cultivo) que favorezcan el almacenamiento del agua, minimicen los problemas de erosión hídrica y eólica y eliminen las limita-ciones inherentes a los métodos tradicionales de manejo del agua y conservación del suelo. Lo anterior dio como resultado un rodillo

DefiniciónEl “Aqueel” es el nombre comercial de este implemento que al utilizarlo forma hendiduras en el suelo de la superficie. Estas hendiduras actúan como depósitos para el almacena-miento de agua. La rueda “Aqueel” hace una línea continua de hendiduras que puede ser multiplicado a lo largo de un eje para hacer un rodillo, la longitud del rodillo debe ser compatible con el equipo de labranza al que este asociado (Figura 3).

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115

mm

480 mm

219

mm

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1. Cubierta externa dura y �exible2. Impregnación química para autolimpiado 3. Corazón de poliuretano microcelular4. Per�l de diseño único para una optimo funcionamiento5. Matriz reforzada de alta resistencia para mejorar el funcionamiento

ObjetivosCaptar agua de lluvia “in situ”, en condiciones de ●agricultura de temporal;Favorecer la distribución del agua de riego en sis- ●temas presurizados:Reducir el volumen de escurrimiento del agua de ●lluvia y riego: Reducir la carga de sedimentos en el agua de es- ●currimiento Favorecer la infiltración del agua en el suelo y me- ●jorar el contenido de humedad aprovechable Reducir el escurrimiento superficial y favorecer la ●infiltración del agua en el perfil del suelo.

Ventajas y desventajasIncrementa la superficie y volumen de suelo que ●puede utilizarse para almacenamiento de agua;Aumenta el tiempo de permanencia del agua en ●el suelo, lo que favorece la infiltración y reduce el escurrimiento; Cuando se usa bajo condiciones de riego, puede ●reducir la cantidad de agua requerida en el riego, al mejorar la distribución y reducir las pérdidas por escurrimiento; Reduce los riesgos de pérdida de nutrimentos y ●en consecuencia riesgos de contaminación El ● “Aqueel” es versátil y se puede agregar o inte-grar a una amplia variedad de implementos inclu-yendo, subsuelos, rastras, sembradoras, trasplan-tadoras, formadores de camas meloneras, entre otros. El ● “Aqueel” es amigable con el medio ambiente. Reduce el efecto de la erosión del viento y el agua al estabilizar la superficie del suelo, aumenta el área superficial y formando mini embalses que permitirán la máxima utilización de agua y otros insumos, mientras que minimizar las pérdidas para el medio ambiente circundante. El ● “Aqueel” permite a suelos húmedos secarse y calentarse con mayor rapidez, favoreciendo la emergencia de las plántulas y su desarrollo. El ● “Aqueel” puede reducir el potencial de capta-ción de luz en suelos arenosos.

Aspectos técnicosLa rueda “Aqueel” crea una fila continua de hendiduras que puede ser multiplicado a lo largo de un eje para hacer un rodillo. Rodillo “Aqueel” crea hendiduras sobre la tierra suelta de la superficie del suelo, que actúan como reservo-rios para el almacenamiento de agua de lluvia. El volumen de almacenamiento final de estos depósitos depende de

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la características del suelo en la superficie de trabajo y la intensidad y duración de las lluvias esperadas. Otro factor que influye directamente es la velocidad de avance del tractor. El “Aqueel” tiene un diámetro exterior de 480 mm, e interior de 219 mm, un ancho de 115 mm y un peso pro-medio de 68 kg por metro (Figura 3).

El rodillo “Aqueel” ha sido diseñado para ajustarse a dife-rentes implementos de labranza, lo que permite variar el ancho de los rodillos de acuerdo con las necesidades de los implementos disponibles de manera que se asegure la captación "in situ" agua de lluvia después de la siembra. En la Figura 4 se muestra un diseño de 15 ruedas “Aqueel” con un ancho de trabajo de 150 cm (Ventura, et al., 2004)

Figura 4. Vista de la Rueda “Aqueel”

Debido a que el “Aqueel” fue sido diseñado principalmente como la última de una serie de operaciones agrícolas, las actividades posteriores no destruyen la protección del ro-dillo para prevenir el escurrimiento; sin embargo, incluso aun cuando se realizan nuevas operaciones después de ha-ber utilizado el rodillo, se pueden evidenciar algunos de los efectos para los que fue diseñado. La formación de estas pequeñas microcuencas de captación no causa compac-tación, de efectos negativos sobre la infiltración de agua. Sólo consolida la capa suelta del suelo, lo que además re-duce la erosión eólica.

Además, dado que la operación de formación de hendidu-ras es la última de una secuencia, el peso de la unidad se vuelve menos importante y, por lo tanto, puede ser consi-derablemente más ligero que muchos rodillos convencio-nales.

Aplicaciones:En forma general el uso de este tipo de rodillos se puede adaptar a cualquier tipo de cultivo, en condiciones de tem-poral y riego, en diversos países se ha utilizado con buenos resultados en cebolla, caña de azúcar, soya, papa, remola-cha. En donde ha mostrado eficiencia en la reducción de la pérdida de suelo, retraso en el tiempo de inicio y volumen de escurrimiento.

Los trabajos de investigación sobre el uso del “Aqueel” en México son contados, sin embargo, la información dispo-nible muestra que el rodillo fue capaz de reducir la erosión del suelo y escorrentía, aumentar la infiltración significati-vamente en comparación con el tratamiento de control en experimentos de laboratorio. Bajo condiciones de campo, propicia una emergencia más uniforme de las plántulas y un mejor establecimiento del cultivo; en el desarrollo del cultivo se observó, una población permanente mayor.

En pruebas con frijol, las parcelas tratadas con el rodillo “Aqueel”, mantuvieron un mayor contenido de humedad resultando un mayor crecimiento de las plantas e incre-mentos de los rendimientos hasta del 100 % en promedio.

Bibliografia:http://www.ugrnv.com.mx/reportaje/RP2903402.HTM

Ventura Ramos, E. Jr.; Norton, L.D.; López B., M and Tapia N.A. 2004. "IN SITU" Water Harvesting for crop production in semiarid regions. In. Anaya G. M. (Ed) XI IRCSA CONFE-RENCE – PROCEEDINGS, Montecillo México. Pp.

Elaboró:Erasmo Rubio Granados (erubio@colpos.mx)

Especialidad de Hidrociencias del Colegio de Postgradua-dos, Montecillos, Estado de México. 2009.