La comparación del patinaje durante la operación se muestra en el Cuadro 2. Durante las pruebas, el suelo contenía 23 % de humedad gravimétrica (rango friable). Cuando el tractor operó el arado de cincel, el patinaje no excedió el 15 %, por lo que las condiciones de mecanización fueron adecuadas. Por el contrario, el patinaje no fue adecuado en el eje delantero del tractor cuando se mecanizó el suelo con el arado rotador, debido a que este trabajó superficialmente, la capa arable y la resistencia al corte fue muy baja (indetectable por el instrumento).

Cuadro 2

Implemento utilizado en el tratamiento	Profundidad de labranza (m)*	Velocidad de operación (km/h)*	Patinaje eje delantero (%)	Patinaje eje trasero (%)
Arado de cincel	0.59 ± 0.07	11.13 ± 1.05	7.42	6.06
Rotador	0.19 ± 0.03	6.18 ± 0.95	-34.81	8.66

*Promedio y desviación estándar

Los resultados del ANOVA, mostraron efectos estadísticamente significativos (p<0.05) de tratamiento sobre las variables MO, Da, k y RP. En el Cuadro 3, se muestra como después de seis meses de haber realizado los tratamientos de mecanización del suelo, MO aumentó significativamente (p<0.05) a profundidades 0-15, 15-30 y 30-45 solo para T2 con respecto a T0. No hubo efecto de interacción entre los tratamientos por la profundidad de los muestreos, excepto en el T2 a 0-15 cm (superficial). Los resultados de Da obtenidos, son congruentes con las características de suelos con propiedades ándicas y es clasificado como “muy suelto” bajo una condición porosa alta según FAO (2009).

Cuadro 3

Tratamiento	Profundidad (cm)	% MO*	Da* (g/cm3)	k* (cm/día)	RP* (MPa)
	0-15	0.83 ± 0.05 a	0.96 ± 0.06 a	53.27 ± 13.31 a	1.63 ± 0.22 b
T0	15-30	0.96 ± 0.06 a	0.92 ± 0.03 a	72.12 ± 7.08 a	1.78 ± 0.20 b
	30-45	0.96 ± 0.06 a	0.95 ± 0.02 a	51.13 ± 6.89 a	1.53 ± 0.33 b
	0-15	1.63 ± 0.25 ab	0.91 ± 0.03 a	160.16 ± 31.19 b	0.87 ± 0.22 a
T1	15-30	1.51 ± 0.14 ab	1.03 ± 0.03 a	147.38 ± 24.63 b	1.45 ± 0.22 b
	30-45	1.68 ± 0.15 ab	1.11 ± 0.05 b	30.93 ± 7.74 a	1.68 ± 0.24 b
	0-15	2.43 ± 0.28 c	0.89 ± 0.04 a	125.99 ± 5.01 b	1.12 ± 0.27 a
T2	15-30	2.09 ± 0.23 bc	0.98 ± 0.06 a	62.63 ± 5.82 a	1.49 ± 0.28 b
	30-45	2.24 ± 0.26c	0.99 ± 0.06 a	28.82 ± 2.65 a	1.69 ± 0.16 b
	0-15	1.74 ± 0.12 ab	0.91 ± 0.05 a	486.36 ± 44.31 c	0.69 ± 0.10 a
T3	15-30	1.79 ± 0.08 ab	1.01 ± 0.02 a	92.78 ± 12.42 a	1.02 ± 0.25 a
	30-45	1.81 ± 0.09 ab	1.01 ± 0.04 a	40.55 ± 16.02 a	1.65 ± 0.16 b

*Para cada propiedad física, letras iguales no presentan diferencias estadísticamente significativas (95 % de confianza), según la prueba de Tukey.

Los resultados de k, estadísticamente variaron de forma superficial (0-15 cm) respecto a las condiciones iniciales, sin embargo solamente T3 cambio de clasificación según FAO (2009). A la profundidad de 15-30 cm, solamente el T1 tuvo diferencias con respecto a las condiciones iniciales del terreno, aunque todos los valores están dentro del rango de k moderada (FAO, 2009), por lo que edafológicamente no hay diferencias.

En cuanto a la resistencia, debido a la cantidad de arena, el suelo en estudio se clasifica como “ligeramente duro” cuando se verificó la consistencia en seco, “ligeramente adherente” y “ligeramente plástico”. Estas condiciones se deben a que hay poco contenido de partículas finas que permitan una adherencia efectiva por medio del agua en los microporos del suelo (Lal y Shukla, 2005; Reichert et al., 2016). Las medidas se realizaron en el campo para cada tipo de mecanización con un contenido de humedad gravimétrica de 22 %, que corresponde a un rango friable del suelo.

En el Cuadro 4, se muestran los contenidos de humedad a diferentes presiones de succión para cada tratamiento, entre los cuales no se detectaron diferencias significativas en la curva de retención de agua. El suelo mostró baja capacidad en este indicador, debido a la alta composición de arenas y baja densidad aparente. Su alta macroporosidad, beneficia el drenado, pero no la retención del agua en los microporos.

Cuadro 4

Tratamiento	Profundidad (cm)	0.1 Bar *	0.2 Bar *	1 Bar *	3 Bar *	5 Bar *	15 Bar *
T1	0-15	29.87	29.26	20.99	13.58	11.42	9.77
	15-30	28.85	28.25	24.25	15.26	15.45	9.77
	30-45	27.20	27.21	22.72	16.63	14.82	9.77
T2	0-15	32.17	30.34	20.21	15.29	13.47	9.77
	15-30	31.11	31.10	20.67	17.15	15.01	9.77
	30-45	30.97	30.01	19.97	17.16	15.49	9.77
T3	0-15	29.51	28.11	18.11	13.71	12.28	9.77
	15-30	29.53	29.17	22.34	15.46	13.36	9.77
	30-45	29.29	29.49	22.89	17.33	15.43	9.77

*Los valores no muestran diferencias significativas entre profundidades, ni tratamientos a la misma presión de succión, según prueba de Tukey con un 95 % de confianza.

En el Cuadro 5, se muestra el costo económico de cada pase con los implementos utilizados en cada tratamiento. En la Figura 2, se observa el costo de las combinaciones para cada tratamiento. El costo de T2 es mayor, debido a que se realizaron dos pases de equipos.

Cuadro 5

Implemento	Velocidad de avance promedio (km/h)	Ancho del implemento (m)	Indicador de tiempo y área cubierta (h/ha)	Total US$/ha
Rotador	11.13	1.60	0.56	8.42
Cincel	6.18	1.80	0.90	13.48

Figura 2

El efecto negativo que presentó el patinaje del tractor con el arado rotador, representó derrape de los neumáticos en el eje delantero, mientras que en el trasero opera en condiciones favorables de tracción, por lo que faltaron contrapesos delanteros cuando se utilizó el arado rotador. Las mecanizaciones se realizaron cercanas a las velocidades de avance recomendadas por los fabricantes, por lo que no se identifica la relación entre el patinaje y la velocidad de operación, pero si con el balanceo estático de los pesos del tractor en conjunto con el implemento de levante hidráulico. El implemento que se desempeñó mejor por eficiencia de operación fue el arado de cincel. Resultados similares en cuanto patinaje en un suelo franco arenoso en la zona fueron expuestos por Arrazate-Oropeza, Gómez-Calderón, y Villagra-Mendoza (2016) y Gómez-Calderón, Solórzano-Quintana y Villagra-Mendoza (2017). Colocar contrapesos adicionales cuando se opere el arado rotador, repercute en un mayor consumo de combustible de la máquina y compactación, por lo que sería una variable a considerar en futuros estudios.

La descomposición de la cobertura vegetal cortada con las cuchillas del arado rotador fue más acelerada, considerando que el promedio de profundidad de labranza del implemento fue de 19 cm, por lo que la acumulación de material orgánico superficialmente, fue mayor que en los otros tratamientos en los que solo se utilizó un implemento de labranza vertical. Para T2, el efecto de rayado hasta 0.5 m del arado de cincel, provocó un aumento de MO con respecto a T0, debido a que la cobertura cortada se depositó en los surcos dejados por el cincel. Asimismo, Para T1 y T3, las condiciones iniciales del terreno no variaron. Los tratamientos T1 y T3, mostraron aumentos de MO con la profundidad a pesar de no ser significativamente diferentes (p>0.05).

Con respecto a lo anterior, Báez y Aguirre (2011) indicaron que la labranza convencional reduce el contenido de MO. El uso intensivo de implementos de corte y volteo favorecen la incorporación de los residuos de cosecha o cobertura vegetal, y los expone a ciclos acelerados de descomposición. Báez y Aguirre (2011), observaron acumulaciones de MO entre 0 y 10 cm en el corto plazo. Sin embargo, mencionan que el efecto de la labranza en menos de 10 años en la dinámica del carbono (C), es complejo y variable, y que después de tres años consecutivos de cero labranzas, se promueve la recuperación sucesiva de MO. Por esta razón, el aumento observado de MO en T2, corresponde a un aumento notable a corto plazo, pero no será un proceso eficiente de secuestro de carbono en el suelo con el tiempo. Lo contrario ocurre con la labranza cero, con la que el secuestro de carbono es más eficiente a largo plazo, lo que causa el aumento sucesivo de MO disponible en la rizosfera (Reichert et al., 2016). Al respecto, Quintero y Comerford (2013), determinaron para un suelo andisol, que la labranza de conservación aumentó el contenido de C en el subsuelo en un 177 % con respecto a la convencional en 7 años, lo que también mejoró la capacidad de retención del agua.

Respecto a la densidad aparente (Da), en seis meses no se observaron diferencias significativas (p>0.05), entre tratamientos ni entre profundidades, excepto en T1 de 30 a 45 cm. A partir de las condiciones iniciales del suelo, la Da experimentó un aumento del 14 %, diferencia que no se observa en los tratamientos T2 y T3, debido a que la profundidad de mecanización con el arado de cincel osciló entre los 0.5 y 0.6 m de profundidad en ambos casos. El implemento fue la única variable que afectó esa profundidad del perfil del suelo, por lo que el pase de arado de cincel cumple la labor de subsolado.

Diversos estudios señalan valores de Da mayores en suelos bajo labranza cero con respecto a la convencional (Castilla, 2013; Gutiérrez-Rodríguez et al., 2012; Kovalevski, García, Ferreras, Magra, y Besson, 2007), o bien no han reportado diferencias significativas entre ambos tipos de tratamientos (Kroulík et al., 2011; Reichert et al., 2016; Reynolds, Drury, Yang, y Tan, 2008; Rivas, Velásquez, y Tenías, 2004). También, Báez y Aguirre (2011), señalaron que el efecto inconsistente de la labranza de suelos en el corto plazo en la Da, ha sido ampliamente reportada. El efecto de MO debe ser contemplado, porque altos contenido de MO reducen la Da en los suelos por el aumento de la porosidad total. Ben, Gallali, Ben, Jemai, y Ben-Hammouda (2012) encontraron incrementos de Da con la profundidad luego de 3 años de evaluar sistemas de labranza de conservación. Sin embargo, a los 7 años, Da disminuyó debido al incremento de la porosidad total por efecto de la actividad biológica. Estudios de siembra directa, reafirman que bajo sistemas de labranza cero, la Da tiende a aumentar, a diferencia de la porosidad total, por la mejora en la distribución e interconectividad de los poros (Castilla, 2013; Xue, Zhao, Dikgwatlhe, Chen y Zhang, 2013).

Sin embargo, en los estudios señalados no se indicó el efecto de la profundidad de trabajo del implemento utilizado. Tal y como se demostró, en los resultados obtenidos para esta variable, la única diferencia fue la afectación que produjo la profundidad de labranza con el arado de cincel en T1.

Para cada tratamiento, la tendencia de la media para la conductividad hidráulica disminuyó con la profundidad, hasta valores moderadamente lentos a 30 - 45 cm, a la cual las diferencias no son significativas entre los tratamientos, ni con respecto a las condiciones iniciales del terreno. De 30-45 cm varió de moderada a moderadamente lenta después de seis meses, sin que afectara el pase de arado de cincel en T2 y T3. Por esta razón, se descartó que el tipo de tratamiento tuviera alguna influencia (a corto plazo) en la conductividad hidráulica del suelo Fa en el presente estudio.

De manera similar, para un suelo andisol, Ceballos, Hernández, y Vélez (2010), tampoco reportaron diferencias a través del tiempo de k, Da, ni porosidad total entre labranza convencional y reducida. Por el contrario, en suelos de textura franca, Báez y Aguirre (2011) determinaron diferencias significativas entre ambos tipos de labranza, siendo la mayor k para la de conservación. Sin embargo, ninguno de los estudios reportó las profundidades de trabajo de los implementos utilizados en el establecimiento de los experimentos. Álvarez, Mart, y Aires (2006), compararon sistemas de siembra directa y de labranza reducida para distintos tipos de suelo, donde encontraron que la infiltración del agua aumentó un 40 % en suelos con sistemas de siembra directa después de varios años.

Antes de los tratamientos de mecanización, no se mostraron diferencias significativas de RP en relación a la profundidad (p>0.05), pero excedieron de 1.5 MPa. En todos los tratamientos se encontraron reducciones significativas de RP superficial (0-15 cm) con respecto al estado inicial, pero entre ellos no hubo variación; es decir, las condiciones se mejoraron debido a las labores culturales realizadas por el productor y no en función de la labranza. Las condiciones tampoco variaron entre los tratamientos aplicados de 15-30 cm y de 30-45 cm, excepto en el T3, que presenta valores de RP más bajos que los demás entre 15-30 cm.

Para el T2, el pase adicional de maquinaria mecanizando con arado rotador hasta 0.19 cm en promedio, causó una diferencia de RP en T3 de 15-30 cm con respecto a T1 y T2, máxime que T3 solo tuvo un pase de cincel con respecto a T1. El arado de cincel se usa para descompactar el suelo y romper el piso (Alvarado, 2004; Bangita y Rao, 2012; Gómez-Calderón et al., 2018), pero, entre 30-45 cm no hubo diferencias de RP con respecto a las condiciones iniciales ni entre tratamientos, por lo que no se justifica este tipo de mecanización en el corto plazo para el suelo Fa en estudio, aunque al aplicarlo solamente con un pase, si mejora las condiciones de resistencia de 0-30 cm de profundidad.

Al respecto, Álvarez et al. (2006) no encontraron variaciones de RP entre labranza convencional y reducida por debajo de los 15 cm, aunque sí encontraron aumentos con la profundidad. No reportaron relaciones de las diferencias de RP por efecto de la labranza, ni con los años, ni con la textura del suelo, ni con el rendimiento de la producción. De manera similar, Rivas et al. (2004), compararon siembra directa y tratamiento con cincel y rastra, para los que no encontraron que RP fuese significativa. Lal y Shukla (2005) indicaron la dificultad de relacionar RP debido a su comportamiento poco uniforme, lo que lo hace difícil de predecir.

Con respecto a la resistencia al corte (RC), las medidas realizadas no fueron detectables por el instrumento de veleta No. 2 utilizado en el campo, debido a que la resistencia friccional que ofreció el suelo a la fuerza tangencial al plano fue muy baja, en función de la poca cohesión (Hillel, 1998). Lo anterior se comprobó durante la operación de los equipos.

Debido a que los tratamientos en los que se utilizó el cincel (T2 y T3), no disminuyeron RP de 30-40 cm con respecto a las condiciones iniciales, no se considera necesario hacer un subsolado a corto plazo, es mejor dos veces al año como se realiza en las áreas de uso agrícola de la zona, lo que contribuye a disminuir costos de operación y pases maquinaria innecesarios sobre el suelo.

Considerando que los productores de la zona hacen labranza de suelos dos veces al año, y con base en los resultados de retención de humedad, no es justificable hacer mecanizar cada seis meses, pues no influenció la mejora de la distribución de la porosidad, ni de la retención de humedad gravimétrica, que puede ser reflejada en bajas eficiencias en el uso de agua de riego del cultivo.

Ben et al. (2012), encontraron aumentos significativos de retención de agua a capacidad de campo y punto de marchitez permanente en un suelo franco-arcilloso sometido a labranza cero con respecto a la convencional en los primeros 30 cm de profundidad. Detectaron un mejoramiento en la redistribución de poros y en la estructura comparada con un suelo Fa sometido a los mismos tratamientos. Por otro lado, en uno andisol Ceballos et al. (2010) no encontraron afectación en la macroporosidad, la mesoporosidad y la microporosidad entre métodos de labranza mínima o convencional a distintas profundidades evaluadas durante un año. Amezquita (1996), Ben et al. (2012) y Ceballos et al. (2010) consideraron que, en el corto plazo, el sistema de labranza no altera fácilmente el porcentaje de microporos, por lo que la retención de humedad es consecuente entre tratamientos T1, T2 y T3 al no mostrar diferencias significativas en seis meses.

En cuanto al costo de los sistemas de mecanización, debido a que está directamente relacionado con el tiempo en el que abarque una extensión del área, entre mayor sea la velocidad de operación, mayor área será cubierta en menor tiempo.