Soil shrinkage curves and micromorphology in contrasting managements

Abstract

El proceso de compactación en general es descripto usando métodos que no distinguen tipos y tamaños de poros que son afectados. El ajuste de las curvas de contracción (CC) usando el modelo XP permite diferenciar los manejos de suelos con relación a la porosidad. Este método está en consonancia con las determinaciones micromorfológicas y micromorfométricas de cortes delgados. El objetivo de este trabajo fue examinar el potencial del análisis de las CC de los suelos para describir la degradación física de los mismos bajo distintos manejos de la región pampeana de la Argentina: agricultura continua (AC), rotación agrícola-ganadera (AG), respecto de una situación cuasi-prístina (CP), en dos suelos: Hapludol Típico y Argiudol Típico. Desde dos aproximaciones de análisis de CC y análisis micromorfológico en suelos limosos de baja capacidad de expansión/contracción. El tratamiento CP presentó el volumen más alto (menor densidad aparente) para los dos suelos. Las pendientes de la fase estructural presentaron el siguiente orden: CP50um, buena orientación, y una microestructura migajosa derivada de la intensa actividad biológica. En el Hapludol Típico, la porosidad estructural fue similar en AC y en AG. En el Argiudol Típico, AG presentó valores mayores de porosidad estructural respecto de AC. Similares tendencias fueron halladas en los cortes delgados (Poros>50 µm = CP(20.0%)>GA(17.7%)>AC(16.0%)). AC and AG se caracterizaron por el desarrollo de estructuras laminares con poros orientados horizontalmente, sin embargo, GA presentó una mayor actividad biológica. La complementación de las CC y el análisis micromorfológico mejoró el entendimiento del funcionamiento de suelos no expandibles, permitiendo la comparación entre manejos agrícolas continuos y aquellos con pisoteo animal en diferentes tipos de suelo.

Compaction processes are generally described using methods that do not distinguish volume changes of different types and pore sizes. The adjustment of shrinkage curves (ShC) using the XP model allows elucidation of the effects of soil management on changes in pore volume. This method coupled with micromorphological and micromorphometric determinations in soil thin sections allows the characterization and quantification of important soil features included pore types. The aim of this work was to examine the potential of shrinkage analysis to describe soil physical degradation under the most common management (continuous cropping-CC), an alternative management (integrated crop/livestock-ICL), related to quasi-pristine (QP); in two soils of northern of the Pampean region of Argentina (Typic Hapludoll and Typic Argiudoll). We focused on the changes of soil structural porosity in both methods (ShC and micromorphological analyses) in silty soils with low shrinkage-swelling capacity. The QP had a higher volume (or lower bulk density) in both soils. The slope of the structural phase was QP50 um, a good pore orientation (vertical angles), and crumb microstructure derived from an intense biological activity were observed. In Typic Hapludoll, structural porosity in CC and ICL presented similar values according to ShC determinations. In Typic Argiudoll CC it was presented a lower values of structural porosity than in ICL. Similar results were estimated from micromorphological analyses (Pores>50 µm = QP(20.0%)>ICL(17.7%)>CC(16.0%)). CC and ICL were characterized by the development of platy peds and horizontally oriented planes, whereas ICL presented more biological activity. ShC and micromorphology analyses improved the understanding of soil functioning in these non-expansive soils, allowing the comparison between cattle trampling and continuous cropping in different soil types.