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l propósito de este capítulo, es exponer de un modo práctico un conjunto de información centrada en el conocimiento del uso de equipos de labranza utilizados en la agricultura chilena, los cua- les son los más utilizados en la producción frutícola de este país, para el manejo del suelo en huertos frutales. Se entrega particularmente, una descripción de uso de los equipos de aradura, arado de vertedera, arado de disco, arado cincel, arado subsolador, y arado rotativo; y equi- pos para el rastraje del suelo, como rastra de discos, y rastra vibrocul- tivador. Apoyados por la experiencia de los autores, se hace un análisis de cada uno de los equipos indicados, con sus ventajas y desventajas de uso, frente a distintas condiciones de suelo y de trabajo, y las formas de regulación, para un uso más eficiente en el campo.
En una primera parte, se definen algunos conceptos de importancia relacionados con el uso de los equipos en el campo, como labranza, y labores de preparación de suelos.
1. LABRANZA
La labranza consiste comúnmente en la inversión y mullimiento de la capa superficial del suelo (15 -30 cm) a través de araduras y rastrojos que, cuando se operan con una humedad adecuada, resultan en una disgregación y mullimiento del suelo mejorando las propiedades me-
EQUIPOS DE LABRANZA PARA EL MANEJO DE SUELOS
CAPÍTULO 1
Jorge Riquelme S. (1) Dr. Ingeniero Agrónomo, Jorge Carrasco J. (2) Dr. Ingeniero Agrónomo, Francisco Valenzuela A. (2) Ingeniero Agrónomo Mg. Sc. (1) (^) INIA- Raihuén (2) (^) INIA- Rayentué
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cánicas para su posterior intervención (Acevedo y Silva, 2003). La la- branza es una práctica que facilita labores agrícolas, entre las que des- tacan control de malezas, formación de cama de semillas que lleven a una buena germinación y establecimiento del cultivo, incorporación de fertilizantes y pesticidas al suelo, incorporación de materia orgánica y residuos del cultivo anterior (Acevedo y Silva, 2003).
1.1. Labranza convencional
Al hablar de labranza convencional, se piensa inmediatamente en la labranza tradicional y en su remoción con maquinaria o herramientas, como arados y rastras, en la cual se modifica principalmente la estruc- tura del suelo. Este sistema no considera criterios de conservación, fa- voreciendo consistentemente con ello, la degradación, erosión, y compactación de los suelos (Faiguenbaum, 2003).
El arado, particularmente el de vertedera, ha sido durante muchos años la herramienta básica en la labranza convencional, y tiene como prin- cipal cualidad la de invertir el suelo, y cubrir los rastrojos de cultivos anteriores y malezas.
El arado ha estado ligado de manera inseparable a la preparación de la cama de siembra y al control de las malezas desde el principio de la historia de la agricultura. Sin embargo, desde el siglo pasado, el uso del arado, tanto el de discos como el de vertedera, han sido cuestiona- dos por investigadores, técnicos y agricultores conservacionistas de suelo, por su incidencia en los procesos que favorecen la degradación y erosión del suelo (Phillips y Young, 1979).
Los productores que utilizan la labranza convencional incurren en al- tos costos, afectando sus rentabilidades, porque a través del tiempo y en la medida que disminuyen los niveles de materia orgánica, se dete- riora la estructura, y se incrementa la compactación de suelos, tanto la dureza y el grosor del pie de arado. Así, se produce una degradación general del suelo, lo cual repercutirá gradual y significativamente en el rendimiento de los cultivos (Faiguenbaum, 2003).
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- Contribuir al control de plagas y enfermedades en las plantas. El tipo y oportunidad de las labores de labranza permiten, indirecta- mente, mantener un cierto control de los organismos que constitu- yen plagas y enfermedades, rompiendo su ciclo de desarrollo, evi- tando así afectar la rentabilidad de los cultivos.
Cada uno de estos objetivos de la labranza, es necesario para el esta- blecimiento de un cultivo. Sin embargo, la labranza convencional por la inversión de suelos, tiene un gran impacto sobre su degradación, y puede originar procesos erosivos y compactación del mismo. En el caso de la labranza mínima, donde se utilizan arados de tipo cincel y subsoladores -por la forma actuar sobre el suelo, sin invertirlo y remo- verlo verticalmente, produciendo “resquebrajamiento” o “entallamiento de él-, no provoca compactación del mismo, y por el contrario la rom- pe en caso de existir.
En Chile habitualmente se abusa de la labranza convencional, reali- zándose muchas veces cinco, seis y más labores para preparar el suelo (Faiguenbaum, 2003). Si se hace un análisis global de como se prepa- ran los suelos para los cultivos en Chile, se puede establecer que en la generalidad de los casos se efectúa un excesivo número de labores, lo que representa, además de los problemas de compactación y erosión del suelo, un mayor costo de producción del cultivo.
Desde un punto de vista agrícola, un suelo está compactado cuando se rompe el equilibrio entre las unidades estructurales, estabilidad de las mismas y porosidad, lo que origina una condición de densidad aparen- te mayor, lo que implica un volumen total de poros, en relación al volumen total del suelo, no adecuado para asegurar el buen desarrollo del cultivo (Carrasco et al., 2008 a).
Sin embargo, existen autores que consideran aspectos positivos de la labranza convencional, y sostiene que alguno de los fracasos se debe- ría a las distintas condiciones de suelo y clima de aquellas en las que fueron desarrolladas, además de aspectos de mala regulación de los equipos, no debiendo interpretarse como motivo de descalificación.
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La preparación de suelos con arado de vertedera o de discos, inicial- mente consigue una condición de porosidad artificial aparentemente buena del suelo, la cual desaparece rápidamente por el reacondicionamiento y reagrupación de las partículas a causa de la lluvia, el riego y el tráfico de la maquinaria.
Un trabajo realizado por INIA Rayentué^1 , en un terreno de textura fran- co arcillo arenosa, para replante de frutales de la comuna de Requínoa, en la Región de O´Higgins, demostró que la macroporosidad de un suelo, anteriormente plantado con duraznero, un mes después de rea- lizada la labor, se reduce de un 5,8 % a un 2,1 % en los primeros 20 cm de profundidad, después de haber sido trabajado, previo a un replante, con un arado de vertedera y rastra de discos.
La búsqueda de la aireación del suelo, debería definir el grado de mullimiento de la preparación del mismo. Si aumentamos el volumen de poros con la aradura, se mejoran las condiciones de movimiento de aire en el suelo, originando un descenso en el contenido de anhídrido carbónico. Esto último se consigue con la labranza vertical, que inclu- ye el uso del arado cincel y arado subsolador.
La importancia de la labranza o sistema de preparación de suelos, está dada por una serie factores, que incluye la maquinaria disponible, tipo de suelo, humedad, tipo y estado de desarrollo de malezas, cultivo a establecer, entre otros. Uno de los objetivos de la labranza es mullir el perfil del suelo, y en esa labor se debe considerar la preparación de una cama de siembra, para el adecuado establecimiento de los cultivos.
1.2. Efecto de la labranza en las
propiedades físicas del suelo
1.2.1. La compactación de suelos
Anteriormente, se ha señalado que la labranza produce cambios en las propiedades físicas del suelo. Si las labores se realizan con un grado de
(^1) Trabajo realizado por los profesionales del Centro de Frutales de Carozo (en proceso de publicación).
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Existe un tipo de compactación distinta al “pie de arado”, que se origi- na por el tránsito de los neumáticos de la maquinaria agrícola sobre la superficie del terreno. Los efectos de este tipo de compactación, au- mentan con el tráfico excesivo de equipos sobre el terreno, y más aún, si éste se encuentra suelto al momento de iniciar las labores. Este tipo de compactación no persiste en los primeros 30 a 35 cm de profundi- dad, porque se va rompiendo año a año, por las labores de aradura y rastraje que van invirtiendo el terreno (Carrasco et al., 2008).
Al emplear un tractor pesado en labores de preparación de suelos, cada pasada deja dos huellas en franjas de, aproximadamente, medio metro cada una. Con las labores posteriores, a partir de la cuarta pasada, se supone que el terreno queda totalmente cubierto de huellas, y por lo tanto con mayor compactación. Esto significa que “la compactación del perfil del suelo resulta también de gran importancia, siendo nece- saria considerar que la fuerza ejercida por los tractores y los equipos de labranza, se proyecta en profundidad“ (Faiguenbaum, 2003).
1.3. Labranza y el contenido de humedad del suelo
Un suelo apto para el cultivo debe reunir, entre otras características “una capacidad de almacenamiento de agua para proporcionar la sufi- ciente humedad a los cultivos durante su desarrollo. Esto resulta más importante en aquellas Regiones donde las lluvias son insuficientes, o se encuentran mal distribuidas” (Fontaine, 1987).
La humedad es uno de los factores más importantes en las labores de preparación de suelo, ya sea en su etapa inicial de aradura, como en el afinamiento de la cama de siembra. La humedad le confiere caracterís- ticas de plasticidad al suelo, que lo hace adherirse a los implementos de labranza dificultando su acción.
En suelos muy húmedos se afecta la tracción, al aumentar el patinaje y crecen los requerimientos de potencia. Además, “labores hechas en suelos con excesiva humedad, suelen resultar, asimismo, desfavora- bles, pues las partículas disgregadas con la labor tienden a amasarse y cementarse cuando el suelo va secándose” (Urbano, 1992).
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La consistencia friable representa la condición óptima de humedad para realizar La labranza del suelo, indicada por algunos autores como “es- tado de tempero” (Urbano, 1992). En la práctica, la condición friable se reconoce al tomar suelo en la mano y conseguir que este se disgre- gue fácilmente al ser presionado, sin dejar restos adheridos en ellas, es decir alcanzar una estructura granular. Un suelo muy húmedo se ad- hiere a la mano, incluso se puede moldear, en el caso opuesto se for- man terrones que cuesta disgregarlos (Foto 2).
Foto 2. Forma práctica de establecer el contenido de humedad “friable“, adecuada para labores de aradura con vertedera y discos, y de rastraje.
Un suelo con la humedad cercana a la capacidad de campo es mucho más susceptible a la compactación, a un determinado nivel de presión de los equipos de labranza, que uno con un contenido de humedad bajo. Operaciones tales como el subsolado y nivelación de suelos de- ben realizarse en temporadas de verano o comienzos de otoño, cuan- do el contenido de humedad es bajo. Sólo así se logrará una mayor eficiencia con el uso de estos equipos.
2. LABORES Y EQUIPOS PARA
LA PREPARACIÓN DE SUELOS
Las labores de preparación de suelos se dividen, en labranza primaria y labranza secundaria. La primaria corresponde a la aradura, y su obje- tivo básico es remover y soltar el suelo a profundidades mayores a 15
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c) Araduras que cortan y mezclan el perfil del suelo. Los arados rota- tivos, son las herramientas que cortan y mezclan el perfil del suelo. Constan de un rotor provisto de cuchillas, accionado por la toma de fuerza del tractor, de manera que en una sola pasada por un terreno rompe y mezcla el suelo, dejándolo en condiciones adecuadas para la siembra.
En el grupo de los implementos destinados a la labranza primaria, se consideran todos aquellos que cumplen las funciones indicadas y que normalmente inician la rotura del suelo: arados de vertederas, de dis- co, cincel, subsolador y rotativo. Este último, no obstante el trabajar a profundidades de menos de 15 cm, se incluyen debido al tipo de labor que realiza, la cual es similar a los otros mencionados.
De todo lo señalado anteriormente, la labranza del suelo en los culti- vos, es una labor indispensable para la obtención de adecuados rendi- mientos. Sin embargo, para ello, se deben considerar variadas alterna- tivas de equipos, que deben ser analizados cuidadosamente, ya que cada una de ellos presenta ventajas y desventajas, las cuales se descri- ben a continuación:
2.1.1. Equipos para la aradura de inversión
Los equipos utilizados en la labranza de suelos para cultivos, se pue- den clasificar de varias formas. Entre ellas se citan ordenamientos de acuerdo a la labor que realizan sobre el suelo (inversión-remoción- mezcla), al tipo de tracción (animal-mecanizada) y a la forma de en- ganche (integral, de arrastre, y semi integral) (Ibáñez, 1985). Los ara- dos integrales trabajan acoplado al tractor mediante el sistema de le- vante hidráulico, formando un solo cuerpo con él. Los de arrastre, po- seen un chassis montado sobre ruedas de transporte. Los arados semi integrales son una combinación de los dos anteriores (Ibáñez, 1985). También se puede utilizar como norma de clasificación, la profundi- dad de trabajo a la que operan los diversos equipos, diferenciando en- tre implementos de laboreo primario y laboreo secundario, que se de- tallará a continuación.
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2.1.1.1. Arado de Vertederas
El arado de vertederas (Foto 3), es un implemento de labranza primaria que invierte el perfil del suelo al separar una capa de terreno del subsuelo adyacente, pulverizarlo, elevarlo y darlo vuelta (Carrasco, 1998a). Hoy en día, el arado de vertederas reversible, es el implemento más usado en Chile. Su uso se extiende desde la producción hortícola, de cultivos tradicionales, hasta la preparación de suelos para el esta- blecimiento de huertos frutales y viñedos.
Foto 3. Arado de vertedoras reversible, implemento de uso masivo en el mundo.
2.1.1.1.1. Descripción y funcionamiento
Los elementos del arado son una reja para hacer el corte horizontal a través del suelo, una cuchilla para hacer el corte vertical, la vertedera para voltear el prisma de terreno, y el patín que retiene a la tierra late- ral cuando se da la vuelta el prisma (Ibáñez y Hetz, 1980). La unidad de trabajo del arado de vertedera, lo constituye el cuerpo del arado cuya misión es la de cortar, pulverizar, elevar y voltear un prisma de tierra. La fragmentación se lleva a cabo casi en su totalidad en la zona de la reja, de manera que la incidencia de la vertedera se reduce al volteo y a la formación de tierra fina por fricción de los terrones con la superficie interna de dicha pieza (Ortiz-Cañavate y Hernanz, 1989).
El arado de vertedera, profundiza por la acción que se origina en la punta de la reja, la cual posee una curvatura hacia abajo y hacia el
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manda de trabajo en la agricultura ha obligado a diseñar tractores pode- rosos, con un considerable aumento de peso para transmitir a las ruedas toda su potencia. Como consecuencia, éstas van causando un grave de- terioro, al ejercer mayor presión sobre una superficie de suelo.
- Requiere suelos sin presencia de piedras, raíces de árboles, troncos o cualquier tipo de obstáculo, porque dañarían la vertedera, llegan- do en algunos casos a romperla.
- El suelo debe ser compacto para permitir un buen corte e inversión. Este arado no funciona bien en suelos arenosos, ya que la vertedera sólo se limita a desplazar el suelo sin invertirlo. Además se produce un excesivo desgaste del elemento de corte (reja de arado).
- La cubierta vegetal del terreno no debe ser muy alta ni enmarañada, para conseguir una buena incorporación. Es fundamental evitar el material suelto en la superficie que no esté previamente picado por una rastra de disco, porque se producen problemas de “atollamiento” del arado (Ibáñez y Hetz, 1980).
- Su labor de inversión del terreno, puede afectar negativamente la estructura del suelo, sus propiedades físicas, químicas y biológicas. Al dejar la superficie del suelo descubierta, favoreciendo los proce- sos erosivos (Carrasco y García Huidobro, 1998).
- Es necesario que el tractorista esté capacitado en el uso del tractor y arado, para ejecutar la labor de aradura. En general, los problemas del uso del arado de vertederas se deben a la ineficiencia del opera- dor (Carrasco y García Huidobro, 1998).
2.1.1.1.2. Regulaciones del arado
Las regulaciones del arado permiten dejar el implemento en condicio- nes óptimas de funcionamiento en el terreno.
a. Nivelación longitudinal. Tiene por objeto mantener el paralelismo entre el plano formado por los fondos de las unidades de rotura y la superficie del terreno.
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En los arados integrales, la nivelación se realiza variando la longitud del brazo superior del sistema de tres puntos del tractor (Ortiz-Cañavate y Hernánz, 1989).
Los arados integrales, son aquellos que trabajan acoplados al tractor mediante los brazos del sistema de levante hidráulico, formando un solo cuerpo con él. Este tipo de unión permite una gran maniobrabilidad, al mismo tiempo que a través del tercer punto, transmite hacia las rue- das traseras del tractor la fuerza de resistencia que el terreno opone al arado, aumentando su tracción (Ibáñez, 1985; Ortiz-Cañavate y Hernánz, 1989).
Si el implemento es semi integral, la regulación se consigue por inter- medio del ajuste del brazo superior del sistema de levante hidráulico, de la rueda timón y de la rueda reguladora de profundidad.
En los arados de arrastre, la nivelación longitudinal se obtiene modifi- cando la posición de la rueda timón en sentido vertical (Ibáñez, 1985).
b. Nivelación transversal. Al igual que la anterior, permite mantener el paralelismo entre el plano formado por los fondos de las unidades de rotura y la superficie del terreno. Tanto en los arados integrales como semi integrales, esta regulación se consigue por medio del brazo late- ral derecho del sistema de levante hidráulico, el que se puede subir o bajar, modificando su longitud de soporte. En los arados de arrastre se efectúa variando la posición vertical de la rueda delantera que va apo- yada en el fondo del surco.
c. Profundidad de trabajo. El aumentar o disminuir la penetración de las unidades de rotura, sin alterar la nivelación de las mismas, se hace a través de la regulación de la profundidad de trabajo. En los arados integrales, la profundidad se regula generalmente por medio del siste- ma hidráulico. El operador del tractor levanta o baja el implemento accionando la palanca del hidráulico, que puede fijarse en cualquier posición (Ibáñez y Hetz, 1980). En los arados semi integrales, la pro- fundidad se consigue a través del sistema de levante hidráulico del tractor y una rueda de profundidad que va apoyada sobre el terreno no arado. En los arados de arrastre se logra mediante las ruedas de trans-
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- En suelos arcillosos y húmedos, realiza una aceptable labor de ara- dura, en la medida en que los discos y raspadores se encuentran limpios y regulados.
- Efectúa un adecuado trabajo en superficies con exceso de cubierta vegetal. Se debe aumentar el ángulo de inclinación vertical del dis- co y la velocidad de trabajo, para lograr una mejor inversión del suelo e incorporación de la cubierta vegetal (Ibáñez, 1985). Esto es importante, porque un menor ángulo de inclinación favorecería una mayor intensidad de corte de malezas de reproducción vegetativa y escasa inversión, lo que favorecería la multiplicación de ellas (Carrasco, 1998b).
- Se adapta bien a terrenos sueltos, como suelos arenosos o previa- mente arados o rastreados, y se comporta mejor que un arado de vertedera bajo esas condiciones.
- Con algunas limitantes, invierte de manera adecuada suelos secos o húmedos en exceso, donde la labor con un arado de vertedera se haría ineficiente.
- Los discos, por su gran área de corte, presentan desgastes en cada unidad, significando con ello un menor costo del tratamiento o cam- bio individual de los que presenten problemas de filo.
- En la labor de aradura, los discos al ir girando, tienen menos reque- rimientos de tracción por ancho de corte que otros arados, funda- mentalmente porque se ha reducido el roce entre el disco y el suelo cortado (Ibáñez, 1985).
Limitantes:
- Su empleo por operadores inexpertos tiende a agravar la desnivela- ción del suelo, situación indeseable en terrenos bajo riego, porque significaría además un mayor número de rastrajes para corregir la labor de aradura.
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- Desde el punto de vista del cubrimiento y control de las malezas, el grado de inversión del suelo es sólo un 60 por ciento del obtenido con el arado de vertederas.
- Su peso, que influye en la profundidad de aradura, limita su empleo como equipo integral a cuatro o cinco unidades de rotura. Al ser levantado a la posición de transportes, el mayor peso reduce la es- tabilidad del tractor y daña el sistema hidráulico del mismo.
- En la labor de aradura entra por peso en el suelo, por lo cual ejerce un mayor efecto, que otros arados sobre la compactación subsuperficial del mismo.
- Favorece la propagación de malezas de reproducción vegetativa, como chépica (Cynodon dactilon), maicillo (Sorghum halepense), chufa (Cyperus esculentus), y zarzamoras (Rubus fructicosus L.) (Ormeño y Carrasco, 1999).
2.1.1.2.1. Funcionamiento del arado
En Chile, fundamentalmente, se utiliza el arado de disco integral, aco- plado por el enganche de tres puntos al tractor y sostenido por éste durante el transporte.
El implemento corta el suelo y los rastrojos, invirtiéndolos y mezclán- dolos. El arado de discos, a diferencia del de vertedera, no penetra por succión alguna. Para conseguir la profundidad de suelo deseada, se requiere un ajuste del ángulo de “ataque” del disco y un abundante peso del armazón o estructura del arado (generalmente de 150 a 500 kg por disco). Los discos deben operarse a una velocidad uniforme y bastante lenta para conseguir la mejor acción y ancho del corte. Altas velocidades de trabajo provocan una tendencia a arrojar tierra en for- ma irregular y a reducir la profundidad.
2.1.1.2.2. Regulaciones de los arados de discos
Tanto la regulación de nivelación longitudinal como transversal, tie- nen por objeto mantener el paralelismo entre el plano formado por los fondos de la unidad de rotura y la superficie del terreno.
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Este equipo tiende a romper las capas impermeables que limitan el adecuado suministro de oxigeno a los cultivos, situación que se pre- senta en los suelos compactados. Posee herramientas de labranza, que son vástagos, arcos de acero, o cinceles, montadas sobre brazos flexi- bles, los cuales fragmentan el suelo, sin inversión de capas (Riquelme y Carrasco, 1991; Carrasco et al., 1993). Esto incluye a una posible capa compactada, que comúnmente se conoce como “pie de arado”
El perfil de suelo trabajado por un arado cincel, además de disponer de un espacio poroso suficiente como para almacenar agua de lluvia de cualquier intensidad, no presenta la discontinuidad estructural que su- pone la formación de una suela de labor, o “pie de arado”, dejada por los arados de vertedera y disco (Guerrero, 1984).
El arado cincel, suelta el suelo sin invertirlo ni mezclarlo, a profundi- dades menores a los 30 cm, incrementando con ello la porosidad en el subsuelo, sus condiciones estructurales y la capacidad de retención de humedad. En la actividad agrícola, cuando el suelo se compacta, a una profundidad no mayor a los 30 cm de profundidad, debido al tráfico de la maquinaria, conviene efectuar una labor de “estallamiento” con un arado cincel, o sea romper, quebrar y abrir el suelo, aumentando con esto su porosidad. En el caso del establecimiento de un cultivo, es fun- damental cincelar el terreno para prevenir futuros problemas origina- dos por la existencia de una capa compactada presente en el suelo (Riquelme y Carrasco, 1991).
Foto 5. Arado cincel, considerado un implemento conservacionista de suelos.
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Ventajas:
- Ahorro de energía. La tracción requerida por unidad de ancho, tra- bajando a una misma profundidad, puede ser prácticamente la mi- tad de la requerida por un arado de vertedera.
- Mejora la penetración del agua, conservando la humedad, además activa la circulación de los gases en el perfil, permitiendo una ópti- ma ventilación del suelo.
- Elimina el estrato compactado, o “pie de arado”, provocado por el paso sucesivo del arado de vertedera o de disco a una misma profun- didad, cuando el suelo tiene un contenido de humedad inapropiado.
- Deja residuos vegetales sobre la superficie, como rastrojos y restos de malezas, lo que aminora notablemente el efecto de la erosión. Investigaciones realizadas en el exterior y en el país, demuestran que la labranza de otoño efectuada con arados de vertedera o dis- co, dejan el suelo desnudo y por lo tanto susceptible a la erosión provocada por el viento y la lluvia.
- Evita la mayor proliferación de malezas. Un suelo trabajado sucesi- vamente con arado cincel se aprecia más limpio, ya que como este implemento no invierte el suelo, no coloca semillas de malezas en condiciones de germinar. Caso contrario ocurre con los arados de disco y vertedera, los que al invertir el suelo ponen en la superficie gran cantidad de semillas de malezas.
- Produce menos problemas de erosión (Guerrero, 1984). Al no inver- tir el suelo en su labor de aradura y provocar resquebrajamiento de este, facilita la infiltración de un mayor volumen de agua en el perfil de suelo Por lo tanto, al ser menor el agua de escorrentía, los pro- blemas de erosión son menores.
2.1.2.1.1. Descripción del arado cincel
En el país el arado cincel que más se utiliza, es el de tipo integral con vástagos curvos, que es el que a continuación se describe.
La estructura básica del arado cincel es el marco portador o chasis, en el cual, de acuerdo a sus dimensiones, se pueden montar de 5 a 9
