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Avances en Investigación Agropecuaria 2025. 29: 54-71
ISSN-L 2683 1716
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
http://doi.org/10.53897/RevAIA.25.29.04
Sistemas de labranza y física del suelo
en el cultivo de papa en Nariño, Colombia
Tillage Systems and Soil Physics in Potato Cultivation in Nariño,
Colombia
Belisario Volverás Mambuscay1 https://orcid.org/0000-0002-6571-670X | bvolveras@agrosavia.co
Eduardo Espitia Malagón2 https://orcid.org/0000-0002-4690-393X | eespitia@agrosavia.co
José Manuel Campo Quesada3 https://orcid.org/0000-0001-9927-6629 | jcampoq@agrosavia.co
Juan Fernando López Rendón4* https://orcid.org/0000-0002-7035-1880
1Corporación colombiana de investigación Agropecuaria (AGROSAVIA), Centro de Investigación
Palmira, Palmira, Colombia.
2AGROSAVIA, Centro de Investigación Tibaitata, Mosquera, Colombia
3AGROSAVIA, Centro de Investigación Obonuco, Pasto, Colombia
4AGROSAVIA, Centro de Investigación Nus, San Roque, Colombia
*Autor de correspondencia: jflopezr@agrosavia.co
Recibido: 02 de octubre de 2024
Aceptado: 10 de marzo de 2025
Publicado: 28 de mayo de 2025
Resumen
Objetivo. Evaluar el efecto de sistemas de la-
branza alternativos al sistema de labranza con-
vencional sobre la erosión y propiedades físicas
del suelo y el rendimiento de tubérculos en dos
épocas de siembra. Materiales y métodos.
El experimento se realizó en un suelo Pachic
Melanudands con dos siembras consecutivas,
entre el segundo semestre de 2017 y el primer
semestre de 2018 en municipio Túquerres,
Nariño, Colombia, a una altitud 2 840 msnm
y en una zona de vida de bosque húmedo
Montano (bh-M). El diseño experimental fue
bloques completos al azar con arreglo factorial
3*2, donde se evaluaron dos factores de varia-
ción tres tratamientos de labranza y dos épocas
Abstract
Objective. Evaluate the effect of alternative
tillage systems to conventional tillage on soil
erosion, soil physical properties and tuber
yield in two planting seasons. Materials and
methods. The experiment was conducted in a
Pachic Melanudands soil with two consecutive
sowings, between the second semester of 2017
and the first semester of 2018 in Túquerres
municipality, Nariño, Colombia, at an altitude
2 840 masl and in a humid Montane forest
(bh-M) life zone. The experimental design
was randomized complete blocks with a 3*2
factorial arrangement, where two factors of va-
riation, three tillage treatments and two planting
seasons (dry and rainy period) and four repli-
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Introducción
En la zona fría de los Andes colombianos, el cultivo de papa es la actividad agrí-
cola más importante (Insuasty et al., 2020; Rosero et al., 2020). En 2019, en el
departamento de Nariño se sembraron cerca de 26 324 hectáreas (Red de Infor-
mación y Comunicación del Sector Agropecuario de Colombia [AGRONET], 2025).
Es frecuente el uso de la labranza mecanizada intensiva en la zona de producción que
se ubica entre los 2 700 a 3 100 m de altitud, en suelos profundos, con fuertes y largas
pendientes (Avendaño y González, 2015), de baja densidad aparente, mediana estabili-
dad estructural, condiciones frágiles muy susceptibles a la erosión (Sarangi et al., 2021).
La labranza mecanizada intensiva en laderas realizada con implementos pesados
causa efectos negativos significativos sobre el suelo. Los implementos rompen terrones
y agregados, expone la materia orgánica en la superficie, lo que genera pérdida de la
estabilidad estructural, de fauna edáfica y de volumen del suelo (Gómez et al., 2018;
Sarangi et al., 2018, Jaleta et al., 2019; Kumar et al., 2021).
La erosión en laderas y la compactación subsuperficial y pérdida de estructura en
valles son los factores principales de degradación del suelo en Colombia (García et al.,
2020). Las fuerzas degradativas que actúan constantemente sobre el suelo son básicamente
naturales y las inducidas de forma antrópica (Dragović y Vulević, 2021).
La degradación natural está representada principalmente por la erosibidad de las lluvias,
que depende de la intensidad y cantidad de la precipitación y el tamaño y velocidad de las
gotas (Pérez et al., 2019) y la degradación antrópica está relacionada fundamentalmente
de siembra (periodos seco y lluvioso) y cuatro
repeticiones. Los tratamientos de labranza hi-
cieron referencia a T1: labranza convencional
(LC) con un pase de arado de disco y tres
pases de rastrillo pulidor. T2: un pase de ara-
do de disco y dos pases de rastrillo pulidor y
T3: labranza vertical con un pase de arado de
disco y dos pases de cincel flexible vibratorio.
Resultados. En comparación con la labranza
convencional, la labranza reducida y la labranza
vertical redujeron la erosión del suelo en 17 y
33 % respectivamente. No se observó un efec-
to significativo de los sistemas de la labranza
sobre el rendimiento comercial de tubérculos,
que alcanzó un promedio de 16.07 t/ha. Con-
clusión. La reducción de la intensidad de la
labranza no afectó el rendimiento, pero sí dis-
minuyó la erosión.
Palabras claves
Mecanización, ladera, rendimiento, andisol.
cations were evaluated. The tillage treatments
referred to T1: conventional tillage (LC) with
one pass of disk plow and three passes of polis-
hing rake. T2: one pass of disk plow and two
passes of polishing rake and T3: vertical tillage
with one pass of disk plow and two passes of
flexible vibratory chisel. Results. Compared to
conventional tillage, reduced tillage and vertical
tillage reduced soil erosion by 17 and 33 %,
respectively. No significant effect of tillage sys-
tems was observed on commercial tuber yields,
which averaged 16.07 t/ha. Conclusion. The
reduction of tillage intensity did not affect yield,
but did reduce erosion.
Keywords
Mechanization, hillside, yield, andisol.
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con el uso indiscriminado, inoportuno e inapropiado de la práctica de labranza (Mancinelli
et al., 2020); la alta intensidad de la labranza rompe los agregados a microagregados que
sellan el suelo y facilitan su arrastre (Shanshan et al., 2018; Djaman et al., 2022).
Está documentado (Panagos et al., 2015) que, parámetros como la erodabilidad del
suelo, la erosividad e intensidad de la lluvia (cantidad y duración) y la energía cinética de
las gotas de agua, rompen agregados y generan salpicaduras laterales de hasta de 1.52 m en
terrenos planos. Cuando se realiza el aporque al cultivo, se deposita sobre el lomo del surco
el suelo suelto que cae al entresurco y se desplaza pendiente a bajo con el agua de escorrentía,
proceso favorecido por el surcado en el sentido de la pendiente (Volverás et al., 2021).
Algunos estudios con labranza mecanizada intensiva en la zona alta de Nariño,
Colombia, reportaron pérdidas de suelo entre 80 a 100 t/ha/año, desestabilización
física al reducirse el volumen del suelo en 28 %, la infiltración en 71 % y la capacidad
de aceptación de lluvias con niveles de escorrentía de 95 %, ligeros cambios en la clase
textural, disminución de contenidos de Ca, Mg y materia orgánica del 59 % (Volverás
et al., 2016; Volverás et al., 2020).
Con la disminución del número de pases y operaciones de los implementos de labranza
se reducen los niveles de degradación de los recursos naturales y se mantiene o mejora
el rendimiento especialmente en laderas (Jia et al., 2019; Zhang et al., 2021; Gura et
al., 2022; Pavlů et al., 2022). La labranza de conservación disminuye la erosión y el
impedimento mecánico para penetración de raíces (García et al., 2020). Así mismo
reduce la escorrentía (Jia et al., 2019), mejora el volumen del suelo, la porosidad total y
la distribución del tamaño de poros (Uribe et al., 2018).
En la labranza de conservación y labranza vertical se mejoran la captación y
almacenamiento de agua, recurso altamente demandado por el cultivo de papa. Se estima
que la papa requiere de 0.35 a 0.80 m3 de agua para producir 1 kg de materia seca de
tubérculos. En condiciones de campo, esto se traduce en requerimientos hídricos de 350
a 650 mm durante el período de crecimiento. Para un rendimiento de 11 kg de tubérculo
fresco con un 75% de humedad, se requiere un m3 de agua. A su vez se estima que bajo
condiciones de estrés hídrico por cada mm que se reduce la precipitación el rendimiento
disminuye en 117 kg/ha (Sood y Singh, 2003).
En la zona productora de papa de Nariño es común observar fuertes procesos erosivos
asociados principalmente al manejo convencional de la labranza, que conlleva a la pérdida
de la capa productiva (Volverás et al., 2021), por lo cual, el objetivo del estudio fue evaluar
el efecto de sistemas de labranza sobre la erosión del suelo y el rendimiento de tubérculos.
Materiales y métodos
Localización y épocas de siembra
El trabajo se desarrolló en la región andina, eco región sabana y montaña, en la zona
de vida de bosque húmedo montano (bh-M) (Holdridge, 1987), en el departamento
de Nariño, municipio Túquerres, vereda La Laguna a 2 840 msnm (latitud N 1° 03’
45.77”, longitud O 77° 35’ 5.3”) con una temperatura promedio de 10 °C, máximas
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promedio de 15 °C y mínimas de 5 °C. Los suelos predominantes en la zona de estu-
dio son clasificados como Pachic Melanudands (Instituto Geográfico Agustín Codazzi
[IGAC], 2004), pendiente del terreno de 10 %. En general, son suelos profundos,
livianos y de fertilidad media a alta. A continuación, se referencia la precipitación pre-
sentada durante el periodo de evaluación, en la cual se observa que en la época 1 (junio
a octubre de 2017) de siembra, las precipitaciones fueron menores durante el periodo
evaluado respecto a la época 2 (marzo a julio de 2018) de siembra, la cual contó con
mayor precipitación (cuadro 1).
Cuadro 1
Precipitación (mm) media mensual durante el periodo de evaluación en el municipio
de Tuquerres, Nariño, Colombia, 2017-2018
Mes
Precipitación (mm)
2017
Epoca 1
2018
Epoca 2
enero 143 316
febrero 31 93
marzo 107 314
abril 255 153
mayo 129 313
junio 51 96
julio 40 7
agosto 57 23
septiembre 42 32
octubre 202 156
Noviembre 188 187
diciembre 307 204
Fuente: Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), 2022.
Tratamientos de labranza
Se tomó como referencia la labranza mecanizada tradicional o convencional realizada
por los productores y sistemas de labranza orientados hacia la disminución del número
de operaciones de los implementos y el rompimiento vertical del suelo. En el momento
de la aplicación de los tratamientos, el suelo estaba con pastura compuesta de una mezcla
de kikuyo (Cenchrus clandestinus Hoschst ex Chiov) y azul orchoro (Dactylis glomerata
L). Los tratamientos de labranza se aplicaron durante dos épocas de siembra, la primera
entre junio y octubre de 2 017 y la segunda de marzo a julio de 2018.
• Tratamiento 1(T1). Labranza convencional intensiva (LC) utilizada por los
productores, un pase de arado de disco y tres pases de rastrillo pulidor.
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• Tratamiento 2 (T2). Un pase de arado de disco y dos pases de rastrillo pulidor.
• Tratamiento 3 (T3). Labranza vertical (LV), un pase de arado de disco y dos
pases de cincel flexible vibratorio.
Diseño experimental
Se realizo un diseño experimental en bloques al azar con arreglo factorial 3x2, con el
objetivo de evaluar el efecto de la interacción entre los tratamientos de labranza (T1, T2
y T3) en dos épocas de siembra consecutivas (cuadro 1), siendo una época seca (época
1) y otra húmeda (época 2) con el fin de estudiar la acción de la precipitación sobre las
propiedades del suelo según el sistema de labranza. Los bloques hacen referencia a la
pendiente del terreno, estableciendo cuatro repeticiones en parcelas de 16.4 m x 15.6
m. La unidad experimental constó de seis surcos de 16.4 m de largo distanciados a 1.3
m (127.92 m2) y 0.4 m entre tubérculos.
Variables evaluadas
• Erosión de suelo. Las unidades experimentales se aislaron con láminas de zinc y
en la parte de abajo se construyeron canaletas recubiertas con plástico donde se
recogió el suelo erosionado por la escorrentía de la lluvia y por las labores agrí-
colas durante todo el ciclo de cultivo.
• Rendimiento de tubérculo. En los bordes de la unidad experimental se dejaron dos
metros y se cosecharon los cuatro surcos centrales de cada unidad experimental
(64.48 m2); se tomó el peso fresco (kg) de cuatro tamaños del tubérculo de papa,
tipo cero (diámetro mayor de 90 mm), tipo 1 (de 65 a 90 mm), tipo 2 (de 45 a
64 mm) y tipo 3 (30 a 44 mm), que representan el rendimiento total del cual se
determina el rendimiento comercial representado por los tipos cero, uno y dos.
• Tubérculo de descarte. Corresponde a los tubérculos tipo 3 y tubérculos dañados
por problemas fitosanitarios estimado en porcentaje.
Propiedades físicas - Distribución de agregados en seco
Para estabilidad de agregados en seco se tomaron muestras disturbadas con barreno a 20
cm de profundidad, las cuales se sometieron a un secado a temperatura ambiente por 48
horas y posteriormente, se secaron en estufa a 105 grados por 24 horas. Una vez seca,
la muestra se desagregó manualmente con cuidado para evitar la ruptura de los agrega-
dos naturales. Luego, se sometió a un proceso de tamizado en seco mediante una serie
de tamices con aberturas de diferentes tamaños (6, 4, 2, 1, 0.5 y 0.25 mm) en un agita-
dor mecánico durante cinco minutos. Cada fracción retenida en cada tamiz fue pesada y
registrada. Se determinó la proporción de cada fracción con relación al peso total de la
muestra inicial. A partir de estos datos, se calculó la distribución de agregados, expre-
sándola en porcentaje de peso respecto al total y el índice diámetro medio ponderado el
cual es adimensional (Kemper y Rosenau, 1986).
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Propiedades físicas - Estabilidad de agregados en húmedo
Para estabilidad de agregados se tomaron muestras disturbadas con barreno a 20 cm de
profundidad, las cuales se sometieron a un secado a temperatura ambiente por 48 ho-
ras y, posteriormente, se secaron en estufa a 105 grados por 24 horas. Una vez seca, la
muestra se desagregó manualmente con cuidado para evitar la ruptura de los agregados
naturales. Luego, se sometió a un proceso de tamizado en seco con el tamiz de 2 mm.
Cada fracción tamizadas se dispusieron aproximadamente 25 g de suelo seco, los cuales
fueron prehumedecidos por cinco minutos y colocados en un agitador de tamices de Yoder,
el cual consta de una serie de tamices con aberturas decrecientes montados en un sistema
de oscilación vertical dentro de unos recipientes con agua, se colocaron cuatro a seis ta-
mices con tamaños típicos de 2 mm, 1, 0.5 y 0.25 mm, dentro del soporte del equipo. El
movimiento vertical controlado del equipo fue operado a una frecuencia de 30 oscilaciones
por minuto durante 10 minutos. Una vez finalizada la agitación, se retiraron los tamices
y se recogieron las fracciones retenidas en cada uno. Cada fracción de agregados se secó
en estufa a 105 °C durante 24 horas. Posteriormente, se pesaron individualmente para
determinar la masa retenida en cada tamiz la cual fue pesada y registrada. Se determinó
la proporción de cada fracción en relación con el peso total de la muestra inicial, a partir
de estos datos se calculó la distribución de agregados estables, expresándola en porcentaje
de peso respecto al total y el índice diámetro medio ponderado el cual es adimensional
(Kemper y Rosenau, 1986).
Propiedades físicas - Retención de humedad
Para la determinación de la retención de humedad se utilizaron muestras de suelo inal-
teradas, recolectadas en anillos de 2.5 cm de diámetro por 5 cm de altura. Durante la
preparación, se colocó una tela de velo en la parte inferior de cada muestra y se sometie-
ron a humedecimiento por capilaridad hasta alcanzar la saturación completa. Una vez
saturadas, las muestras fueron sometidas a diferentes tensiones: succiones de 0.75 y 100
cm de columna de agua en la mesa de tensión, y presiones de 0.3, 1.0 y 15.0 bares en
ollas y platos de presión. En cada punto de equilibrio, las muestras fueron pesadas para
registrar la pérdida de humedad. Al finalizar el proceso, las muestras fueron secadas en
horno hasta peso constante, permitiendo determinar la humedad gravimétrica y volumé-
trica en cada nivel de tensión. Finalmente, los valores de humedad obtenidos se graficaron
frente a los valores de potencial mátrico en una escala logarítmica, generando la curva de
retención de humedad del suelo (Kemper y Rosenau, 1986).
Análisis de datos
La información se analizó mediante el uso del paquete estadístico SAS. Se realizó un
procedimiento GLM y un análisis de varianza factorial 3*2 entre los tratamientos de
labranza y la época de siembra, con el objetivo de analizar la interacción entre estos dos
factores; asimismo, se hicieron las pruebas Tukey (HSD) para comparación de medias en
los casos en que se detectaran diferencias estadísticas significativas a un nivel de α=0.05.
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Manejo agronómico
Se utilizó semilla certificada de papa de la variedad Diacol Capiro (Solanum tubero-
sum sp. Andigena) una de las principal variedad para consumo en fresco y proceso
industrial en Colombia, fue sembrada a 1.2 m entre surcos y 0.4 entre plantas; usando
tubérculos semilla, cuyo diámetro oscila entre 40-60 mm, tratadas con clorpirifos en el
almacenamiento y al momento de la siembra se asperjó con una mezcla de kasugamicina,
azoxystrobin y Thiamethoxam antes de taparla; el control fitosanitario se efectuó de ma-
nera homogénea en el experimento y se enfocó principalmente para enfermedades como
Phythptora infestad, Rizoctonia solani y Alternaria solani usando rotación de fungicidas
(triazoles, estrobolinas, metalaxil, mancozeb ) y plagas como Tecia solanivora y Premno-
trypes vorax entre otras con rotación de insecticidas (Thiamethoxam, lamdacihalotrina,
acefato). La fertilización se realizó a razón de 200 (N) -300 (P2O5) -150 (K2O) kg/ha,
fraccionado en dos momentos, a los 25 y 60 días después de siembra en los momentos
del retape y aporque, respectivamente.
Antes del establecimiento del estudio, se realizó una caracterización inicial del suelo a
través de la toma de muestras disturbadas y no disturbadas, las cuales fueron enviadas al
laboratorio de la corporación colombiana de investigación agropecuaria (AGROSAVIA)
en el centro de investigación Tibaitata, para la obtención de algunos indicadores químicos y
físicos del suelo. Desde el punto de vista químico, el suelo presenta limitantes, en los primeros
30 cm de profundidad, para la producción de papa por bajos niveles de fósforo, materia
orgánica, azufre y contenidos medios de bases como Ca y Mg y de micronutrientes (cuadro 2).
Cuadro 2
Condición química inicial de suelo a dos profundidades para la localidad de estudio,
Nariño, Colombia, 2017
Parámetro Unidades 0-15 cm 15-30 cm Parámetro Unidades 0-15 cm 15-30 cm
pH 5.72 5.84 K cmol/kg 0.71 0.40
CE ds/m 0.26 0.21 Na cmol/kg 0.23 0.26
MO % 3.01 2.55 CICE cmol/kg 7.62 7.36
Pmg/kg 5.81 46.94 Fe mg/kg 615.2 369.79
Smg/kg 2.86 3.39 Mg cmol/kg 10.24 5.38
Al+H cmol/kg 0.00 0.00 Zn mg/kg 2.61 2.22
Al cmol/kg 0.00 0.00 Cu mg/kg 1.95 1.80
Ca cmol/kg 5.69 5.67 B mg/kg 0.25 0.27
Referente a la fertilidad física, el suelo presenta una estabilidad estructural media,
valores de densidad aparente superiores a 1.0 g/cm3, densidad 30 % superior a la densidad
natural en la zona y tanto a baja como alta succión, el suelo presenta baja capacidad de
retención de humedad especialmente en los primeros 10 cm de profundidad (cuadro 3).
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Cuadro 3
Condición física inicial de suelo en la localidad de estudio, Nariño, Colombia, 2017
Profundidad
Densidad
aparente
g/cc
Retención de humedad
bar
0.1 0.3 1 3 15
Prom cv Prom cv Prom cv Prom cv Prom cv Prom cv
0 a 10 cm 1.13 8.44 21.13 3.17 20.73 3.42 20.09 3.70 19.34 4.07 18.84 4.61
10 a 20 cm 1.15 0.87 21.67 10.77 21.18 11.21 20.53 11.39 19.82 11.57 19.56 11.97
20 a 30 cm 1.29 2.80 24.12 8.72 21.87 12.94 21.18 13.52 20.64 12.59 19.86 15.19
Estabilidad de agregados (mm)
Profundidad DPM 1.00 2.00 0.50 0.25 <0.2
Prom cv Prom cv Prom cv Prom cv Prom cv Prom cv
0 a 10 cm 1.26 21.7 12.17 25.1 15.00 21.7 15.09 9.5 17.25 15.7 33.99 21.2
DPM = diámetro medio ponderado (mm).
Resultados
Efecto de la interacción entre la época de siembra y los tratamientos de labranza
para la pérdida del suelo y el rendimiento comercial de tubérculos
La interacción entre los tratamientos de labranza de suelo y la época de siembra pre-
sentó valores de Pr(>F) 0.0579 y 0.48617 para la pérdida del suelo y el rendimiento
comercial, respectivamente. Se evidencia el efecto de la época de siembra en la erosión,
con una pérdida superior de suelo en la época 2 respecto a la época 1. En la época 2 se
obtuvieron pérdidas entre 49.37 (T1) a 31.30 (T2) t/ha de suelo con diferencias esta-
dísticas entre estos tratamientos, pero sin diferencia con T2 con 39.19 t/ha. Respecto a
la época 2 se obtuvieron pérdidas de suelo de 9.32 (T2), 9.24 (T1) y 8.25 (T3) t/ha,
sin diferencias estadísticas entre los tratamientos. En cuanto al rendimiento se presentó
un rango para la época 1 entre 12.80 T3 y 12.30 T1 t/ha y para la época 2 entre 20.75
T3 y 15.91 T1 t/ha (cuadro 4).
Efecto de la labranza sobre la erosión del suelo y el rendimiento de tubérculo
Hubo efecto significativo (p< 0.05) para sistema de labranza sobre la variable erosión
del suelo; la labranza convencional del productor presentó la mayor erosión con 29.31 t/
ha que disminuyó 17 % al eliminar un pase de rastrillo y 33 % al usar labranza vertical;
el rendimiento comercial fluctuó entre 14.11 y 17.33 t/ha y el porcentaje de descarte de
tubérculos entre 18 a 21 %, los cuales no presentaron diferencias significativas por efecto
de los tratamientos de labranza (cuadro 5).
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Cuadro 4
Pérdida de suelo en el cultivo de papa por efecto de la interacción entre tratamiento de
labranza y época de siembra en el municipio de Tuquerres, Nariño, Colombia
Época
de siembra
Tratamiento
de labranza
Pérdida de suelo
(t/ha)
Rendimiento comercial
(t/ha)
1 T1 9.24 c ± 0.94 12.30 b ± 1.0
1 T2 9.32 c ± 1.40 12.59 b ± 1.2
1 T3 8.25 c ± 0.86 12.80 b ± 1.8
2 T1 49.37 a ± 11.10 15.91 ab ± 2.6
2 T2 39.19 ab ± 4.44 22.09 a ± 2.2
2 T3 31.30 b ±5.41 20.75 a ± 2.5
Valor P 0.0579 0.48617
T1: labranza convencional intensiva, un pase con arado de disco más tres pases con rastrillo pulidor. T2:
un pase con arado de disco más dos pases con rastrillo pulidor. T3: labranza vertical, un pase de arado de
disco más dos pases de cincel. Promedios seguidos por la misma letra no son significativamente diferentes,
según prueba múltiple de medias Tukey (P<0.05).
Cuadro 5
Efecto tratamiento de labranza sobre la pérdida de suelo, rendimiento comercial de
tubérculo de papa y porcentaje de descarte, Nariño, Colombia
Labranza* Erosión de suelo
(t/ha)
Rendimiento comercial
(t/ha)
Descarte
(%)
T1 29.31 ± 10.26 a 14.11 ± 1.51 a 21 ± 0.04 a
T2 24.26 ± 7 ab 17.33 ± 2.4 a 18 ±0.03 a
T3 19.77 ±5.44 b 16.78 ± 2.2 a 21 ± 0.04 a
Valor P 0.0371 0.40551 0.4777
T1: labranza convencional intensiva (LC), un pase con arado de disco más tres pases con rastrillo pulidor.
T2: un pase con arado de disco más dos pases con rastrillo pulidor (LR). T3: labranza vertical, un pase de
arado de disco más dos pases de cincel (LV). Promedios seguidos por la misma letra no son significativamente
diferentes, según prueba múltiple de medias Tukey (P<0.05).
Efecto de la época de siembra sobre las variables evaluadas
La época de siembra afectó significativamente (p< 0.001) a la erosión del suelo, el ren-
dimiento comercial (p< 0.01) y el tubérculo de descarte (p< 0.001). En comparación
con la época uno, en la época dos la erosión del suelo fue cuatro veces mayor, el rendi-
miento comercial se incrementó 36 % y presentó el menor porcentaje de tubérculo de
descarte con 7 % (cuadro 6).
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Cuadro 6
Efecto de la época de siembra sobre la pérdida de suelo, rendimiento comercial de
tubérculo de papa y porcentaje de descarte, Nariño, Colombia
Época de siembra Pérdida de suelo
(t/ha)
Rendimiento comercial
(t/ha)
Descarte
(%)
1 8.94 ± 0.57 b 12.57 ± 1.2 b 33 ±0.03 a
2 39.95 ±4.46 a 19.58 ± 1.1 a 7.0 ± 0.01 b
Valor P 1.36e-06 0.00753 5.06e-06
Promedios seguidos por la misma letra no son significativamente diferentes, según prueba múltiple de medias
Tukey (P<0.05).
Propiedades físicas
En general, las propiedades físicas del suelo evaluadas fueron afectadas por la labranza y
la época de siembra, a continuación, se describirán los resultados por variable evaluada.
Distribución de agregados en seco
El efecto de la interacción entre los sistemas de labranza evaluados y la época de siembra
respecto al diámetro medio ponderado (DMP) y la distribución de agregados en seco no
presentó diferencia significativa con un Pr(>F) 0.2126, para DMP. Sólo el T3, labranza
vertical el tratamiento, presentó un DMP mayor en la época 2 del estudio con un valor de
1.22 respecto a los demás tratamientos de labranza para las dos épocas de siembra (cuadro 7).
Cuadro 7
Efecto de los sistemas de labranza evaluados y la época de siembra en el diámetro
medio ponderado de la distribución de agregados, para el cultivo de papa en el
municipio de Túquerres, Nariño, Colombia
Época de siembra Tratamientos de labranza DMP
1
T1 0.71 b (+/- 0.08)
T2 0.76 b (+/- 0.10)
T3 0.89 b (+/- 0.05)
2
T1 0.72 b (+/- 0.08)
T2 0.93 ab (+/- 0.13)
T3 1.22 a (+/- 0.14)
Valor P 0.2126
T1: labranza convencional intensiva (LC), un pase con arado de disco más tres pases con rastrillo pulidor.
T2: un pase con arado de disco más dos pases con rastrillo pulidor (LR). T3: labranza vertical, un pase de
arado de disco más dos pases de cincel (LV). Promedios seguidos por la misma letra no son significativamente
diferentes, según prueba múltiple de medias Tukey (P<0.05).
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En cuanto a los efectos individuales hubo diferencia significativa (p< 0.01) del
tratamiento de labranza sobre la distribución de agregados en seco y sobre el índice de
diámetro medio ponderado (DMP). El tratamiento con labranza vertical (T3) presentó
la mayor proporción de agregados mayores a 1 mm con un total de 26 % respecto al T1,
con frecuencia de 17.1 %; el tratamiento T2 con 19% no presentó diferencias significativas
respecto a T1 y T3 para estos tamaños de agregados. En cuanto a los tamaños menores
de un 1 mm el tratamiento T1 presentó mayor cantidad de agregados entre 0.5 y 0.25
mm de diámetro con 14.7 % respecto a T2 y T3, los cuales no presentaron diferencias
entre sí con 14.1 y 12.8 %, respectivamente. Paro los agregados menores a 0.25 mm
no hubo diferencias entre los tratamientos, obteniéndose valores para T1 (59.3 %), T2
(56.2 %) y T3 (50.9 %) (figura 1).
Figura 1
Distribución de agregados en seco bajo tratamientos de labranza para el cultivo de
papa en el municipio de Túquerres, Nariño, Colombia
T1: labranza convencional intensiva (LC), un pase con arado de disco más tres pases con rastrillo pulidor.
T2: un pase con arado de disco más dos pases con rastrillo pulidor (LR). T3: labranza vertical, un pase de
arado de disco más dos pases de cincel (LV). Promedios seguidos por la misma letra no son significativamente
diferentes, según prueba múltiple de medias Tukey (P<0.05).
En cuanto al DMP de los agregados en seco, el tratamiento de labranza vertical
(T3) presentó el mayor valor de con 1.06 mm respecto a la labranza convencional T1
con 0.72 mm. El tratamiento de labranza reducida T2 no presentó diferencias con T1
y T2, con un DMP de 0.85 mm (figura 2).
Estabilidad estructural
Los agregados estables al agua presentaron diferencias significativas (p< 0.01) por
efecto de época de siembra; la época 1 presentó la mayor proporción de agregados de
0.25 mm con un acumulado de 23.9 % respecto a 15.2 % de la época 2. En cuanto a
los agregados de 2 mm la época 1 presento mayor porcentaje con 10.6 % versus 9.3 %
en la época 2 (figura 3).
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Figura 2
Diámetro medio ponderado (DMP) para distribución de agregados en seco bajo
tratamientos de labranza para el cultivo de papa en el municipio de Túquerres,
Nariño, Colombia
T1: labranza convencional intensiva (LC), un pase con arado de disco más tres pases con rastrillo pulidor.
T2: un pase con arado de disco más dos pases con rastrillo pulidor (LR). T3: labranza vertical, un pase de
arado de disco más dos pases de cincel (LV). Promedios seguidos por la misma letra no son significativamente
diferentes, según prueba múltiple de medias Tukey (P<0.05).
Figura 3
Estabilidad de agregados en dos épocas de siembra para el cultivo de papa en el
municipio de Tuquerres, Nariño, Colombia
Promedios seguidos por la misma letra no son significativamente diferentes, según prueba múltiple de medias
Tukey (P<0.05).
La estabilidad de agregados a través del DMP mostró diferencias significativas al
(p< 0.01) entre las épocas de siembra, la época uno presentó un diámetro de 1.65 mm
y la época dos valores de 1.07 mm (figura 4).
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Figura 4
Diámetro medio ponderado para la estabilidad de agregados en dos épocas de siembra
para el cultivo de papa en el municipio de Túquerres, Nariño, Colombia
Promedios seguidos por la misma letra no son significativamente diferentes, según prueba múltiple de medias
Tukey (P<0.05).
Retención de humedad
Hubo efecto significativo (p< 0.01) de la época de siembra sobre la capacidad de re-
tención de humedad del suelo; tanto a bajas como altas tasas de succión, la siembra uno
presentó el mayor contenido de humedad que fluctuó entre 61.47 y 28.16 %, frente a la
siembra dos que fluctuó entre 48 y 22% para retención a condiciones de saturación y 15
bares, respectivamente (figura 5).
Figura 5
Retención de humedad volumétrica en dos épocas de siembra para el cultivo de papa
en el municipio de Tuquerres, Nariño, Colombia
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Discusión
Efecto de la labranza sobre la erosión del suelo y el rendimiento de tubérculo
La erosión del suelo se incrementó al aumentar el nivel de intensificación de la labranza
al provocar mayor disgregación de las partículas del suelo; respecto a la labranza conven-
cional intensiva, la erosión fue significativamente menor con labranza vertical, resultados
similares a los reportado por Barrera et al. (2019); Nyawade et al. (2019) y Mancinelli
et al. (2020).
Estos resultados están relacionados con la disminución del número de operaciones de
los implementos y con la labranza vertical que no invierte el suelo. Bajo estas condiciones
se obtuvo mayor proporción de agregados grandes, mayor DMP y mejor estabilidad
estructural, condición que conlleva a la reducción de la escorrentía y al arrastre de partículas
de suelo por el agua y el viento (Drakopoulos et al., 2016; Honkanen et al., 2021).
Los suelos de la zona donde se realizó el estudio han perdido paulatinamente la materia
orgánica (cuadro 2) a causa de la labranza mecanizada intensiva. Estrategias como evitar
pulverizar el suelo o invertirlo durante la labranza son prácticas que pueden contribuir a
recuperar sus niveles. En sistemas de labranza mínima se mantiene buena proporción de
la cobertura del suelo que favorece la proliferación de organismos del suelo, condiciones
que, en conjunto, propician la agregación de partículas y disminuyen los procesos erosivos
(Machado et al., 2010; Seneviratne et al., 2011).
Los tratamientos de labranza no afectaron el rendimiento comercial de tubérculos,
resultados similares obtuvieron autores como Dumbuya et al. (2016) y Okonkwo et al.
(2023), quienes reportaron que, al reducir la intensidad de la labranza, el rendimiento
se sostuvo. En general, lo que sucede es que después de varios años de uso del suelo con
labranza mecanizada intensiva se destruyen agregados, el suelo pierde volumen, condición
que restringe el desarrollo de raíces y la retención de agua. La labranza vertical con el
cincel, en su lugar rompe el suelo y lo fractura dejando canales y grandes terrones que
mejoran la entrada de agua y raíces, lo que a su vez favorece el suministro de agua y
nutrientes (Volverás et al., 2020).
El rendimiento similar en los sistemas de labranza vertical tiene importantes
implicaciones económicas y ambientales, además permitió demostrar a los productores que
la reducción de operaciones de labranza no afectó el rendimiento y que no es necesario
pulverizar el suelo para obtener buenos rendimientos, tal como lo reportaron Hou y Li
(2015). El rendimiento no comercial o de descarte estuvo dentro del porcentaje que se
obtiene a nivel comercial en Colombia, el cual fluctúa entre 20 y 25 %, y fue similar en los
tratamientos de labranza debido a que los tratamientos recibieron un manejo agronómico
similar y estuvieron bajo las mismas condiciones del entorno biofísico.
Efecto de la época de siembra sobre las variables evaluadas
El incremento de rendimiento de tubérculos del 36 % en la segunda siembra estuvo aso-
ciado con una mayor precipitación, cuyo acumulado fue de 882 mm frente a 392 mm en
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la primera siembra. El mayor suministro de agua mejora la disponibilidad y la absorción
de nutrientes naturales y los aplicados como fertilizante; según Sood y Singh (2003),
la papa requiere entre 0.35 y 0.80 m3 de agua para formar 1 kg de biomasa seca de tu-
bérculo bajo condiciones de campo. En cuanto a tubérculos frescos, con cerca de 75 %
de humedad, el requerimiento es de 4 a 11 kg/m3 (Quispe et al., 2020). Así mismo, se
relacionan con los resultados de los trabajos de Haverkort (1990) y Jerez et al. (2000),
los cuales reportaron que los cultivares con un ciclo promedio de 135 días, demandan
entre 600 y 800 mm de agua para obtener óptimos rendimientos.
La mayor proporción de papa de descarte o no comercial en la primera siembra estuvo
relacionada con la escasez de agua en las primeras etapas de desarrollo del cultivo, debido
a que sólo tuvo un suministro de la tercera parte del requerimiento teórico; con déficit de
agua, la mayoría de tubérculos son de tamaño tipo tercera, que no son comerciales, lo
cual concuerdan con lo reportado por Deblonde et al. (1999) y Benam y Hassanpanah
(2007) y, según los cuales, el déficit de agua reduce el número y tamaño de tubérculos
comerciales. Así mismo, las condiciones de verano generaron alta incidencia de algunas
plagas, como polilla guatemalteca con grandes pérdidas por el severo deterioro de la
calidad del tubérculo (Instituto Colombiano agropecuario [ICA], 2016).
Una erosión 4.5 veces mayor en la segunda siembra se debió al aumento de la
precipitación en ese periodo, que generó más arrastre de suelo, favorecido por la
disminución de la estabilidad estructural. Durante los tres primeros meses de cultivo,
que es la época donde se realizan la mayoría de las labores como control de malezas y
aporques, en la primera siembra hubo un acumulado de lluvia de 148 mm frente a 780
mm en la segunda siembra. En ladera, la salpicadura y la intensidad de la lluvia aumentan
la energía cinética de las partículas que genera grandes pérdidas de suelo, así sea en suelos
con bajo o mínimo nivel de mecanización (Jia et al., 2019).
Para los aporques, el agricultor pica y pulveriza el suelo del entresurco y lo deposita
sobre el lomo del surco, el cual alcanza hasta 70 cm de altura de suelo suelto que fácilmente
cae a las calles. Bajo estas condiciones, la energía de las gotas de lluvia, su peso y velocidad,
de hasta 32 km/h, impactan y separan las partículas del suelo, destruyen los agregados
superficiales, material que es transportado por el flujo o escorrentía (Wischmeier y Smith,
1978). Respecto a las propiedades físicas, después de más de un año de uso del suelo en
los tratamientos de labranza, se observó claramente el efecto de los arreglos y secuencias
de los implementos de mecanización; con el cincel flexible se obtuvo mayor estabilidad
estructural que genera mejores condiciones para el desarrollo agronómico del cultivo.
Conclusiones
El estudio demostró que la labranza reducida y la labranza vertical se constituyen en una
opción viable para la producción de papa en zonas de ladera, que permitió reducir la
erosión del suelo sin afectar el rendimiento y calidad de los tubérculos, lo cual representa
una práctica sostenible para el manejo del suelo en cultivo de papa.
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El desarrollo de cultivos de papa en épocas con bajas precipitaciones, con la
implementación de sistemas de riego que satisfagan las necesidades hídricas del cultivo y
su productividad, favorecerán la conservación del suelo al disminuir su tasa de erosión.
Agradecimientos
El trabajo formó parte del proyecto “Estrategias de producción sostenible de papa en el
altiplano Cundiboyacense y Nariño, que permitan la obtención de un producto inocuo y
de mínimo impacto”, ejecutado por la Corporación Colombiana de investigación Agro-
pecuaria (AGROSAVIA), financiado por el Ministerio de Agricultura y Desarrollo
Rural de Colombia.
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