Temporal Variation of Soil Physical Quality under Conventional and No-Till Systems

Soracco, Carlos Germán; Lozano, Luis Alberto; Villarreal, Rafael; Melani, Esteban; Sarli, Guillermo Oliverio

doi:10.1590/18069657rbcs20170408

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“…In general, these functions are taken as constant in time during the crop cycle in most simulation studies (Schwen et al, 2011a). However, several authors emphasized that soil physical properties show temporal variation (Alletto and Coquet, 2009;Hu et al, 2009;Schwen et al, 2011a;Jirků et al, 2013;Lozano et al, 2016;Villarreal et al, 2017;Soracco et al, 2018b) and that this temporal variation has often overshadowed any measured differences between management treatments and situations (Strudley et al, 2008). These temporal changes, especially in the near saturation range, could have a great impact on soil water and solute dynamics.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Glyphosate dynamics prediction in a soil under conventional and no-tillage systems during the crop cycle

Villarreal¹,

Soracco²,

Salazar³

et al. 2020

Revista Brasileira De Ciência Do Solo

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Simulation models are efficient tools to predict the fate of different solutes in agricultural soils. This work aimed to compare measured and predicted glyphosate and AMPA (aminomethyl phosphonic acid; its main metabolite) contents in a soil under no-tillage (NT), and conventional tillage (CT); and to compare the predictions considering constant and time-variable hydraulic properties. Additionally, we evaluated the ability of the model to predict glyphosate and AMPA accumulation during the crop cycle. Hydrus 1-D code was used to predict the glyphosate and AMPA dynamics, considering constant and time-variable hydraulic properties during the studied crop cycle. In general, the prediction of glyphosate and AMPA distribution along the soil profile using HYDRUS 1-D was satisfactory; however, an overestimation of both compounds was observed in the first 0.20 m of the soil probably because of the preferential flow. Additionally, the accumulation process of glyphosate and AMPA in the soil during the crop cycle was underestimated by HYDRUS 1-D, as compared with the observed field data. Simulated data show that higher values of K 0 increase the risk of glyphosate and AMPA vertical transport. The inclusion of temporal variation of hydraulic properties in glyphosate and AMPA simulation did not improve the simulation performance, showing that the model is more sensitive to the parameters related to the solutes. From the obtained results, HYDRUS 1-D code allowed to predict glyphosate and AMPA dynamics reasonably well in agricultural soils of the Argentinean Pampas region and is a potential model to give support in the analysis of the environmental risk of leaching and soil contamination.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Glyphosate dynamics prediction in a soil under conventional and no-tillage systems during the crop cycle

Villarreal¹,

Soracco²,

Salazar³

et al. 2020

Revista Brasileira De Ciência Do Solo

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“…En cuanto a la retención hídrica del suelo, Dao (1993Dao ( , 1996 menciona un incremento bajo SD durante el periodo vegetativo; mientras que bajo LC otros reportaron una disminución durante el ciclo del cultivo de la retención hídrica luego de realizada la labranza (Soracco et al, 2018). En cuanto a la variabilidad temporal en el proceso de infiltración y sus propiedades hidráulicas relacionadas, por lo general la bibliografía muestra para un amplio rango de texturas que, acompañando a este aumento temporario de la macroporosidad, suelos bajo LC presentan un aumento de la K0 y la S que paulatinamente descienden hacia la cosecha (Angulo-Jaramillo et al, 1997, Azevedo et al, 1998, Moret y Arrúe, 2007, Alletto y Coquet, 2009, Schwen et al, 2011a, Soracco et al, 2018. En este sentido, algunos autores han reportado una disminución de la K0 durante la temporada de crecimiento del cultivo luego de la labranza, debido al efecto del sellado producto de las lluvias (Messing y Jarvis, 1993, Murphy et al, 1993, Suwardji y Eberbach, 1998 (Zeinalzadeh et al, 2011).…”

Section: Variación Temporal De Las Propiedades Físicas E Hidráulicas unclassified

“…A su vez, la determinación de las propiedades hidráulicas como la K a diferentes tensiones, y la cuantificación de la macro y mesoporosidad conductora de agua son importantes tanto para la comprensión del comportamiento físico del suelo, como para la predicción del impacto ambiental de la producción agrícola (Strudley et al, 2008). Las propiedades de la red de macroporos, es decir su volumen y continuidad, tienen un gran impacto en la infiltración del agua en el suelo (Hillel, 1998 (Taboada et al, 1998, Rhoton, 2000, Díaz-Zorita et al, 2002, Malone et al, 2003, Sasal et al, 2006, Soracco et al, 2018, Con el fin de detectar cambios en la configuración del sistema poroso y su impacto en el movimiento del agua, se han propuesto diferentes métodos, instrumentos e indicadores en los últimos años (Radke y Berry, 1993, Dexter et al, 2008, Soracco et al, 2018. Entre ellos se puede destacar la utilización del infiltrómetro de disco a tensión y la determinación de la CRH, los cuales se han utilizado ampliamente para cuantificar distintas propiedades hidráulicas y cambios en el sistema poroso del suelo (Watson y Luxmoore, 1986, Perroux y White, 1988, Logsdon et al, 1990, Ankeny et al, 1991Reynolds et al, 1995, Imhoff et al, 2010, Schwen et al, 2011, Álvarez et al, 2014, Peña-Sancho et al, 2017.…”

Section: Introductionunclassified

“…Se ha observado que la K tiene una clara relación con la porosidad estructural, siendo un excelente indicador para monitorear la degradación del suelo (Aparicio y Costa, 2007). Varios autores han determinado la influencia de distintos sistemas de manejo y el tipo suelo sobre la K a distintas tensiones (Messing y Jarvis, 1993;Shipitalo y Edwards, 1993, Ankeny et al, 1995, Angulo-Jaramillo et al, 1997, Ferreras et al, 2000, Sasal et al, 2006Alvarez et al, 2009;Soracco et al, 2010, Stone y Schlegel, 2010, Presley et al, 2012, Lozano et al, 2014, Soracco et al, 2018. Por un lado, se ha reportado un aumento en la K en los suelos bajo sistemas conservacionistas (Shipitalo y Edwards, 1993, Ankeny et al, 1995, Stone y Schlegel, 2010, Presley et al, 2012, relacionado a la creación de bioporos conectados verticalmente y a una mayor estabilidad estructural.…”

Section: Introductionunclassified

“…Estas variables caracterizan el flujo en condiciones de saturación, lo cual muchas veces no resulta representativo de la situación real de campo (Hillel, 1998). Como se vio en el capítulo anterior, varios autores estudiaron a campo el flujo no saturado usando variables como la K a distintas tensiones (h) y a través de la cuantificación de la macro y mesoporosidad hidráulicamente activa (Cameira et al, 2003, Castiglioni et al, 2007, Alletto y Coquet, 2009, Soracco et al, 2011, Schwen et al, 2011a, Lozano et al, 2013, Lozano et al, 2014, Soracco et al, 2018. Sin embargo, la estimación de estas propiedades resulta muchas veces difícil y requiere largos intervalos de tiempo para su realización (Moret y Arrúe, 2007).…”

Section: Introductionunclassified

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Variación temporal de las propiedades físicas del suelo y su impacto en la dinámica del glifosato en suelos bajo siembra directa y labranza convencional

Villarreal¹

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La Siembra Directa (SD) es el principal sistema de manejo de suelos en la Argentina, y en particular en la Región Pampeana. Su masiva adopción causó cambios en las propiedades físicas y químicas de los suelos, alterando especialmente la configuración del sistema poroso y las propiedades hidráulicas derivadas en comparación con sistemas de Labranza Convencional (LC). Estos efectos de la SD no han sido determinados en forma concluyente, especialmente cómo estas propiedades pueden variar durante el ciclo de cultivo, encontrándose resultados contradictorios en la bibliografía. A su vez, acompañado a la adopción de la SD y la utilización de cultivos transgénicos, la utilización de diferentes agroquímicos ha crecido notablemente en los últimos años. Dentro del amplio espectro de herbicidas, el Glifosato (GLY) es el que mayor importancia tiene, debido a que es el más utilizado en la actualidad en los sistemas agroproductivos. Se ha reportado su presencia en distintas matrices ambientales, incluyendo el suelo, donde se reportó su potencial transporte vertical y acumulación. En este contexto, las propiedades hidráulicas que describen el movimiento y la retención del agua en el suelo, especialmente en condiciones de flujo no saturado, junto con la configuración del sistema poroso y su variación durante el ciclo de cultivo, tendrán una gran influencia en la dinámica de GLY y su metabolito de degradación, AMPA. Los objetivos principales de la tesis fueron: i- determinar la variación temporal de distintas propiedades físicas e hidráulicas del suelo en tres sitios bajo SD y Labranza Convencional (LC); ii- desarrollar metodologías robustas de laboratorio que permitan obtener de manera sencilla y rápida variables físicas que describan el flujo de agua en el suelo en condiciones no saturadas; iii- analizar la dinámica temporal y en profundidad del contenido de glifosato y AMPA y su relación con la variación temporal de las distintas propiedades del suelo, bajo SD y LC; iv- determinar la relación entre las propiedades físicas e hidráulicas a lo largo del ciclo de cultivo y la dinámica de glifosato y AMPA, bajo SD y LC; v- predecir el riesgo de acumulación y contaminación de glifosato en suelos de la Región Pampeana. Para cumplir estos objetivos, se determinaron distintas propiedades hidráulicas, incluyendo la conductividad hidráulica a distintas tensiones, la macroporosidad total, la macroporosidad conductora de agua y la conectividad de las distintas familias de poros a lo largo del ciclo de cultivo en tres sitios de la Región Pampeana (Chascomús, Argiudol abrúptico; Pergamino, Argiudol típico; Dorila, Haplustol éntico). Se observó que suelos bajo LC presentaron en general mayores valores de estas propiedades, especialmente durante el periodo de primavera verano, asociado a una mayor actividad biológica. A su vez, las metodologías de laboratorio propuestas, permitieron determinar la dinámica hídrica en condiciones de flujo no saturado de los tres suelos estudiados de manera simple y de bajo costo, observando que suelos arenosos presentan una mayor facilidad intrínseca para el movimiento del agua. Se determinó en el sitio Chascomús el contenido de GLY y AMPA a lo largo del ciclo de cultivo, observándose en general una fuerte retención en la superficie del suelo. Sin embargo, los resultados indican que es posible la ocurrencia de transporte vertical. Valores elevados de conductividad hidráulica saturada y macroporosidad conductora de agua pueden derivar en una menor retención de GLY y AMPA, favorecieron el transporte vertical. A su vez, se observó una acumulación de GLY durante el ciclo de cultivo tanto bajo SD como bajo LC, derivado de las altas tasas de aplicación. Finalmente, la utilización del código HYDRUS 1-D permitió simular la dinámica de GLY y AMPA durante el ciclo de cultivo en Chascomús, mostrando que la inclusión de la variabilidad temporal de las propiedades hidráulicas mejora la eficiencia del modelo; estos datos permitieron predecir el riesgo de migración de estos compuestos en Pergamino y Dorila. A partir de dicha modelización, junto con la utilización de índices de riesgo de lixiviación, se determinó que suelos arenosos muestran mayor transporte vertical que suelos francos, debido a una menor adsorción y mayores valores de conductividad hidráulica. Los resultados obtenidos en la presente tesis, muestran la importancia de incluir la variabilidad temporal a lo largo del ciclo de cultivo a la hora de analizar el impacto de la SD sobre la configuración del sistema poroso. A su vez, la variación de dichas propiedades hidráulicas determinará la dinámica del GLY y AMPA en el suelo, tanto su movilidad como acumulación.

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Genotoxicity of water samples from an area of the Pampean region (Argentina) impacted by agricultural and livestock activities

Bollani

Cabo

Chagas

et al. 2018

Environ Sci Pollut Res

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Temporal Variation of Soil Physical Quality under Conventional and No-Till Systems

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Glyphosate dynamics prediction in a soil under conventional and no-tillage systems during the crop cycle

Glyphosate dynamics prediction in a soil under conventional and no-tillage systems during the crop cycle

Variación temporal de las propiedades físicas del suelo y su impacto en la dinámica del glifosato en suelos bajo siembra directa y labranza convencional

Genotoxicity of water samples from an area of the Pampean region (Argentina) impacted by agricultural and livestock activities

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