Compactación del Subsuelo, Pérdida de Productividad Agraria, Escáneres Médicos, Estructuras Fractales

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Colaje imágenes google. Buscando por “los palabros“: “computer tomography soil” 

Como ya venimos anunciando en los últimos años, estamos totalmente convencidos de que los nuevos avances tecnológicos en la imaginería médica ayudarán a mejorar nuestra comprensión de la estructura y dinámica del medio edáfico. Y el tiempo nos ha vuelto a dar la razón. La noticia que hoy analizamos, reproducida del boletín de noticias ScienceDaily ofrece los resultados de un estudio en el cual, haciendo uso de la tomografía computarizadase analiza la compactación del subsuelo, el cual afecta a las propiedades hidrológicas (fertilidad física) del medio edáfico, reduciendo así las producciones agrarias. Los resultados parecen ser bastante interesantes. Como todos sabéis, uno de los efectos más dañinos y crípticos del uso de la maquinaria pesada en agricultura estriba en que su enorme peso termina por compactar el suelo, especialmente en profundidad. Debido a que este proceso no es observable desde la superficie, no ha sido estudiado con la seriedad que merecería. Al dañar la arquitectura de los poros, por donde circula el agua y el aire afecta seriamente la estructura de los suelos. El uso de la  tomografía computarizada de estos horizontes relativamente profundos (en el caso de estudio a 30 o 40 cm desde la superficie), pero muy densos o compactos ha revelado que (i) los macroporos de  los suelos compactados son más largos (en profundidad), pero se ramifican en menor medida que en los no compactados y (ii) a pesar del mentado incremento en sus dimensiones verticales, su diámetro resulta ser menor que cuando no se hizo uso de tal maquinaria. De aquí que el agua y la oxigenación fluyan rápidamente de arriba abajo del perfil edáfico sin distribuirse adecuadamente por la matriz del suelo, en donde se producen casi todos los procesos edáficos. También es importante destacar que tal  mecanismo no se revierte ni con rapidez ni con facilidad, siendo pues complicado recuperar la estructura natural, capaz de ofrecer la obtención de mayores cosechas.

Los autores llevan a cabo una analogía entre el sistema circulatorio humano y el de la red de macroporos. Al fin y al cabo, como también os comentamos en post precedentes, la estructura fractal de ambos guarda asombrosas similitudes. Los autores también contemplan y sospechan que un cambio semejante en la geometría circulatoria del sistema humano sería muy dañino para nuestro organismo, como lo es en los suelos, por lo que pudieran existir ciertos paralelismos entre ambas estructuras geométricas y sus respectivas funciones.   Si los pesticidas y fertilizantes usados por la agricultura industrial, a la larga, generan más problemas de los que arreglan, lo mismo puede decirse de la maquinaria que nos venden para arar los campos. Comida para hoy. Hambre para mañana. Os dejo pues con la nora de prensa en suajili.

Juan José Ibáñez

Medical imaging helps reveal lasting impacts of soil compaction

Date: January 14, 2014; Source: American Society of Agronomy (ASA)

Summary:While subsoil compaction is easy to ignore because it’s hard to see, it definitely deserves more study.

3-D images of the macropore system in 10 cm-diameter, 8 cm-high soil cores taken from a heavy clay soil in Finland. Left: Control (non-compacted) soil. Right: Soil from plots where heavy machinery drove over the ground in an experimental treatment 29 years earlier.

The large, air-filled spaces, or “macropores,” in untilled soil often resemble the branching vessels of the human circulatory system. Taking advantage of this similarity, a team of Nordic researchers led by Per Schjønning combined computed tomography (CT) scanning with traditional measurements of air exchange to “diagnose” the long-term impacts of soil compaction on the hidden, but vital, soil pore network.

In farm settings, soil can become compressed and unnaturally dense when heavy farm machinery is driven over it. But what the system of pores looks like in compacted soil hasn’t been well studied.

When the Nordic scientists examined cores of compacted, heavy clay subsoil from a research site in Finland, they found the macropores were greatly affected compared with a non-compacted, control soil. In particular, the compacted soil contained mostly long, vertical “arterial” pores, or pipes, with significantly fewer “marginal” pores branching from them.

The findings appeared in the Nov.-Dec. 2013 issue of the Soil Science Society of America Journal.

Compaction also reduced the size of the vertical arteries, and just as in the human body, this constriction of the soil’s “circulatory” system can have ill effects. Blocked and narrowed pores likely impede the diffusion of air through bulk soil, the scientists say. The dominance of vertical pipes in the compacted soil also suggests that water flows mostly downward, with relatively little reaching the surrounding soil matrix. Both of these changes can reduce crop productivity. But most troubling to the researchers was how lasting the impacts of compaction appear to be. In the study, the group examined soil cores taken from a depth of 0.3 to 0.4 meters (0.9 to 1.2 feet) in plots where 30 years earlier a heavy tractor-trailer drove over the ground four times in an experimental treatment. (Only smaller farm equipment was used in subsequent years.) Despite all the elapsed time, macropores in the compacted subsoil were still highly altered compared with control soils, indicating a poor ability of this heavy clay soil to recover its original structure. What’s more, the damage was done by wheel loads (3.2 Mg per tractor rear wheel and 4.8 Mg per trailer wheel) that are considerably lower than those used in agriculture today.

What this all says is that while subsoil compaction is easy to ignore because it’s hard to see, it definitely deserves more study, say the researchers. And what better to help diagnose this hidden problem than CTa medical instrument that detects equally stealthy problems in the human body?

Story Source: The above story is based on materials provided by American Society of Agronomy (ASA). Note: Materials may be edited for content and length.

Journal Reference: Per Schjønning, Mathieu Lamandé, Feto E. Berisso, Asko Simojoki, Laura Alakukku, Rune R. Andreasen. Gas Diffusion, Non-Darcy Air Permeability, and Computed Tomography Images of a Clay Subsoil Affected

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Comentarios

[...] soslayemos que la compactación física del suelo debe generar una mengua de su superficie efectiva y como corolario de su capacidad de carga, [...]

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