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2. Efecto de tres implementos de labranza sobre propiedades físicas de un suelo Andisol en Tierra Blanca, Cartago
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Marín Araya, Silvia, Villatoro, Mario, Marín Araya, Silvia, and Villatoro, Mario
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Introduction. Implement type and tillage direction in favor of the slope have caused significant soil loss in horticultural soils. This problem has generated a loss of the most productive horizons and a detriment of the soil ́s physical properties. Objective. To determine the effect of the spader plow, rotary plow and rotavator on bulk density, porosity and aggregate stability in an Andisol soil under 2 non-continuous onion cycles in Tierra Blanca, Cartago. Materials and methods. The 3 implements were used in soil preparation for growing onion (Allium cepa L.). Evaluations were carried out on the pre-tillage of the first cycle, at the end of the first cycle, on the pre-tillage of the second cycle and at the end of the second cycle. The evaluated variables were bulk density, porosity and aggregate stability. Results. The soil during the fallow state presented a relatively high bulk density, low porosity and low aggregate stability. With tillage, bulk density decreased, porosity increase and aggregate stability improved during the different evaluation moments. Conclusion.The changes found are a consequence of the soil’s structural reorganization as a product of tillage after a fallow period., Introducción. El tipo de implemento y la dirección de la labranza a favor de pendiente han ocasionado que en los suelos hortícolas se presente una importante pérdida de suelo. El problema ha generado una pérdida de los horizontes más productivos y detrimento de las propiedades físicas del suelo. Objetivo. Determinar el efecto que ejercen el palín mecánico, la rastra rotativa y el rotador, sobre la densidad aparente, porosidad y estabilidad de agregados de un suelo Andisol bajo 2 ciclos no continuos de cebolla en Tierra Blanca, Cartago. Materiales y métodos. Los 3 implementos fueron utilizados en la preparación del suelo para el cultivo de cebolla (Allium cepa L.). Se realizaron evaluaciones en la prelabranza del ciclo 1, al final del primer ciclo de cultivo, en la prelabranza del ciclo 2 y al final del segundo ciclo de cebolla. Se evaluaron las variables de densidad aparente, porosidad y estabilidad de agregados. Resultados. Se encontró que el suelo, durante el estado de barbecho, presentó una densidad aparente relativamente alta, con porosidad y estabilidad de agregados bajas. Con la labranza, disminuyó la densidad aparente, aumentó la porosidad del suelo e incrementó la estabilidad de agregados durante los diferentes momentos de evaluación. Conclusión. Los cambios encontrados son una consecuencia de la reorganización de la estructura del suelo, producto de la labranza, cuando se sale de un periodo de barbecho
- Published
- 2023
3. Estimación de la humedad del suelo mediante regresiones lineales múltiples en Llano Brenes, Costa Rica
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Paguada Pérez, Darwin, Palominos Rizzo, Teresa, Villatoro, Mario, Alvarado, Alfredo, Cortés Granados, Víctor, Paguada Pérez, Darwin, Palominos Rizzo, Teresa, Villatoro, Mario, Alvarado, Alfredo, and Cortés Granados, Víctor
- Abstract
Introduction. Soil moisture is a very important variable in the water supply for agriculture and it is its main resource. However, its field measurement usually has limitations, so its prediction is necessary for various agricultural planning and research activities. Objective. To predict daily soil moisture at the crop scale from meteorological information through multiple linear regression models. Materials and methods. The study was carried out in Llano Brenes, Alajuela, Costa Rica. Time domain reflectometry (TDR) sensors were installed and soil moisture information was recorded every twenty minutes from November 2018 to December 2019. The soil was classified at the taxonomic level as Lithic Ustorthents, in a farm with coffee cultivation in production. Undisturbed soil samples were taken for TDR calibration and a temporal stability analysis was performed. The first model (RLM1) was a multiple linear regression with meteorological variables, in the second model (RLM2) in addition to the meteorological variables, the precipitation was separated into sub-periods which were introduced as dummy variables, while the third model (PCA) consisted of a main component analysis and a linear regression model. Results. The RLM2 (R2 = 0.838) and PCA (R2 = 0.823) models performed better than the RLM1 model (R2 = 0.540). However, the RLM2 model was considered more useful due to its simplicity and the fact that it presented the best goodness-of-fit indicators. Conclusion. The linear regression models with meteorological variables allowed estimating soil moisture, because it tends to follow seasonal patterns and variations in precipitation, as observed in the RLM2 with the separation of sub-periods., Introducción. La humedad del suelo es una variable muy importante en el suministro de agua para la agricultura y es su principal recurso. Sin embargo, su medición en campo suele presentar limitaciones, por lo que su predicción es necesaria para diversas actividades de planificación agrícola e investigación. Objetivo. Predecir la humedad diaria del suelo a escala de cultivo, a partir de información meteorológica mediante modelos de regresión lineal múltiple. Materiales y métodos. El estudio se desarrolló en Llano Brenes, Alajuela, Costa Rica. Se instalaron sensores de reflectometría de dominio temporal (TDR) y registraron información cada veinte minutos de humedad de suelo desde noviembre 2018 a diciembre 2019. El suelo se clasificó a nivel taxonómico como Lithic Ustorthents, en una finca con cultivo de café en producción. Se tomaron muestras de suelo no disturbadas para la calibración de los TDR y se realizó un análisis de estabilidad temporal. El primer modelo (RLM1) fue una regresión lineal múltiple con variables meteorológicas, en el segundo modelo (RLM2) además de las variables meteorológicas, se separó la precipitación en subperíodos, los cuales se introdujeron como variables “dummy”, mientras que el tercer modelo (PCA) consistió en un análisis de componentes principales y un modelo de regresión lineal. Resultados. Los modelos RLM2 (R2 = 0,838) y PCA (R2 = 0,823) presentaron un mejor desempeño en comparación con el modelo RLM1 (R2 = 0,540). Sin embargo, el modelo RLM2 se consideró más útil, debido a su simplicidad y a que presentó los mejores indicadores de bondad de ajuste. Conclusión. Los modelos de regresión lineal con variables meteorológicas permitieron estimar la humedad del suelo, debido a que esta tendió a seguir los patrones estacionales y las variaciones de la precipitación, tal como se observó en el RLM2 con la separación de subperíodos.
- Published
- 2022
4. Erosion por labranza con arado de disco en suelos volcanicos de ladera en Costa Rica
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Mehuys, Guy R., Tiessen, Kevin H.D., Villatoro, Mario, Sancho, Freddy, and Lobb, David A.
- Published
- 2009
5. Comparación de los interpoladores IDW y Kriging en la variación espacial de PH, CA, CICE Y P del suelo
- Author
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Villatoro, Mario, HenrÃquez, Carlos, and Sancho, Freddy
- Published
- 2008
6. Seasonal hydrological impacts of land use on hillslope stability
- Author
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Kim, John, de Rouw, Anneke, Fourcaud, Thierry, Maeght, Jean-Luc, Mao, Zhun, Metayer, James, Meylan, Louise, Pierret, Alain, Rapidel, Bruno, Villatoro, Mario, Wang, Yan, Stokes, Alexia, Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), and Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
Vegetal Biology ,stabilité du sol ,soil stabilization ,laos ,pente ,variabilité hydrologique ,costa rica ,utilisation des terres ,stabilisation du sol ,land equivalent ratio ,slope ,land-use management ,[SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology ,pente du sol ,Hydrology ,[SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology ,france ,Biologie végétale ,Hydrologie ,gestion du territoire - Abstract
Shallow landslides can pose a major threat to human lives and infrastructure over significant portions of the global land surface and occur primarily from weakened soil shear resistance due to water infiltration. Although there is growing interest in using vegetation to stabilize hillslopes against landslides, we noted the scarcity of studies examining temporal variations in slope stability, particularly with regard to different land uses. In three tropical and temperate landslide-prone regions (Laos, Costa Rica and France), we combined soil moisture monitoring to 1.2-1.8 m depths in the field, soil shear resistance measurements and numerical modeling to compare slope stability under competing land uses for 2-3 years. Slope stability tracked temporal changes in soil moisture, with smaller contributions from root mechanical reinforcement. Land uses with denser vegetation had greater stabilizing impacts than those with sparser vegetation, which lasted for six to twelve months per year and coincided temporally with growing or rainy/dry seasons. Greater stability under denser land use persisted into wet seasons in one of the sites and were minimized or reversed in the other two sites. Site-specific factors such as climate, soil and species may explain these differences in the vegetational control on slope stability. A review of the data in the literature found that woody vegetation increased slope stability and decreased temporal variation in stability compared to herbaceous vegetation. However, while variations in slope stability decreased in increasingly humid climates, indicating that the largest fluctuations in stability, and hence potential to improve slope integrity with land-use changes, will be found in arid to sub-humid regions. Our results show that dense vegetation provides greater stability and protection against landslides from rainfall. Land managers need to take into account this biological control on hydrology when managing vegetated slopes. Incorporating the vegetation-driven deep soil moisture dynamics will also improve predictive utility of models of specific events.
- Published
- 2016
7. Évaluation et modélisation de l’érosion du sol sous différentes pratiques de conservation sur les plantations de café ombragées sur les terres de pente (Ultisols) au Costa Rica
- Author
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Villatoro, Mario, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Montpellier SupAgro, Yves Le Bissonnais, Bruno Rapidel, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
- Subjects
Slope ,[SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences ,Erosion ,Pente ,Modélisation ,Modeling ,Café ,Coffee ,Ultisols - Abstract
Id prodinra: 384489; The main objective of this work was to better understand soil erosion processes and dynamics on steep lands cultivated with a permanent crop (shade coffee).Eight large experimental plots were installed in a 65% average slope coffee plantation with Erythrina sp. as shade tree. The superficial runoff was measured every 5 min. and collected for sediment concentration measurement and soil loss assessment.Rainfall depth was 2206, 1778 and 2220 mm in 2011, 2012 and 2013 respectively with a marked succession of dry season and rainy season. Total runoff was 103, 54 and 33 mm along those three years. Annual average sediment concentration at plot scale was about 1.3 g l-1 with reduced temporal variations between years or rainfall events. The plots' average annual soil loss (under normal management) decreased from 1.69 to 0.91 and 0.58 t ha-1 from 2011 to 2013. An analysis of the temporal dynamics was performed in three time scales: annual-monthly, event and intra-event. Around 60% of rainfall and 90% of runoff and soil loss occurred each year during the August-October periods and more than half of it in October. Total event rainfall and soil water content explained most of surface runoff and soil loss dynamics, while inherited soil water storage from previous year played an important role on the relationship between rainfall and runoff dynamics the following year. A simple infiltration model (Diskin and Nazimov) was used to estimate runoff during a rainfall event.In 2012 four treatments were applied with two replicates each: no mini-terraces renewal, weed control with herbicide, reduced pruning pressure on shade trees and reference management. Three periods were considered: P1 before treatment application, P2 the next two months afterwards and P3 the year after (2013). The significant differences between treatments/reference ratios for the three periods suggested higher runoff and sediment concentration when mini-terraces were renewed and the effect decreased but was still present in P3. Chemical weed control did not show a clear trend. The reduced pruning treatment reduced erosion only for superficial soil moisture >30%.Superficial runoff, average sediment concentration and soil loss were monitored at the outlet of a small watershed (31 ha, 60% average slope) during 2012 and 2013. Rainfall events greater than 5 mm (169 events) produced runoff at both scales and most of runoff amount was produced for strong rainfalls (> 40 mm). The runoff coefficients were very low (0.9%) at both scales in 2013. But it was 2.44% for plots and 0.9% for watershed in 2013. The base flow was also very low on this watershed (13-16% of total rainfall) with a large part of the rainfall (about 20%) being lost by percolation. The average sediment concentration at the plots was about 1.65 g l-1 and the maximum value was 5.64 g l-1. The average sediment concentration at watershed scale was 0.51 g l-1. Estimated annual soil loss were 0.73 and 0.36 t ha-1 yr-1 at plots scale (all managements included) for 2012 and 2013 respectively and 0.46 and 1.24 t ha-1 yr-1 at watershed scale for thesame years.The shade coffee system studied showed a tolerable soil loss compared to the potential erosion due to the efficient vegetal surface protection.; L'objectif principal de ce travail était de mieux comprendre les processus et la dynamique d'érosion des sols sur pentes raides sous culture permanente (café sous arbres d'ombrage).Huit parcelles expérimentales ont été installées dans une plantation de café avec une pente moyenne de 65 % avec Erythrina sp. comme arbre d'ombrage. Le ruissellement superficiel a été mesuré chaque 5 min et collecté pour la mesure de la concentration en sédiments et l'évaluation de l'érosion.La pluviométrie annuelle a été de 2206, 1778 et 2220 mm en 2011, 2012 et 2013 respectivement avec une alternance marquée de saison sèche et saison des pluies. La lame ruisselée totale a été en moyenne de 103, 54 et 33 mm respectivement pour les trois années. La concentration moyenne en sédiments a été d'environ 1.3 g l-1 avec des variations temporelles réduites entre événements pluvieux et entre années. La perte de sol annuelle moyenne a diminué de 1.69 à 0.91 puis 0.58 t ha-1 an-1 de 2011 à 2013. La dynamique temporelle a été analysée à trois échelles de temps : annuel-mensuel, événement et intra-événement. Environ 60% de la pluie et 90% du ruissellement et de l'érosion s'est produit pendant les périodes d'octobre à aout, dont plus de la moitié en octobre. La hauteur de pluie de chaque événement et la teneur en d'eau du sol ont expliqué l'essentiel de la variabilité du ruissellement et de la perte en terre. Le stockage d'eau de sol hérité de l'année précédente a joué un rôle important sur le ruissellement. Un modèle d'infiltration simple (Diskin et Nazimov) a été utilisé pour évaluer la hauteur de ruissellement pendant une pluie.En 2012 quatre traitements ont été appliqués avec deux répétitions chacun : 1. traitement de référence avec renouvellement de mini-terrasses et désherbage manuel ; 2. idem 1 sans renouvellement de mini-terrasses ; 3. idem 1 sauf désherbage avec un herbicide ; 4. idem 1 avec taille réduite des arbres d'ombrage. On a considéré trois périodes : P1 avant application des traitements, P2 les deux mois suivants traitement et P3 l'année suivante (2013). Les différences significatives entre les ratios de traitements/référence pour les trois périodes indiquent une augmentation du ruissellement et de la concentration en sédiments après renouvellement des mini-terrasses avec un effet toujours présent pour P3. Le désherbage avec un herbicide n'a pas montré d'influence claire. Le traitement avec taille réduite des arbres d'ombrage a réduit l'érosion pour les conditions d'humidité de sol > 30 % seulement.Le ruissellement superficiel, la concentration en sédiments et la perte en terre ont été mesurés à l'exutoire d'un petit bassin versant (31 ha, de pente moyenne de 60 %) en 2012 et 2013. Seules les pluies de hauteur supérieure à 5 mm (169 événements) ont produit du ruissellement et l'essentiel des volumes ruisselés a été produit lors des fortes averses (> 40 mm). Les coefficients de ruissellement ont été faibles (0.9 %) aux deux échelles en 2013. Ils ont atteint 2.44 % pour les parcelles et 0.9 % pour le bassin versant en 2013. L'écoulement de base était également faible pour le bassin versant (13-16 % de la pluie totale) avec une grande partie de la pluie (environ 20 %) perdue par percolation. La concentration moyenne en sédiments a été d'environ 1.65 g l-1 à l'échelle de la parcelle avec des valeurs maximales de 5.64 g l-1. La concentration moyenne en sédiments à l'échelle du bassin versant a été de 0.51 g l-1. La perte de sol annuelle a été de 0.73 et 0.36 t ha-1 an-1 à l'échelle parcellaire (tous traitements confondus) pour 2012 et 2013 respectivement et de 0.46 et 1.24 t ha-1 yr-1 à l'échelle du bassin versant pour les mêmes années.Le système caféier étudié a présenté une perte en terre modérée liée à une protection importante de la surface du sol par la végétation.
- Published
- 2015
8. Soil aggregate stability in Mediterranean and tropical agro-ecosystems: effect of plant roots and soil characteristics
- Author
-
Le Bissonnais, Yves, primary, Prieto, Iván, additional, Roumet, Catherine, additional, Nespoulous, Jérôme, additional, Metayer, James, additional, Huon, Sylvain, additional, Villatoro, Mario, additional, and Stokes, Alexia, additional
- Published
- 2017
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9. EFECTO DE LA COMPACTACIÓN DE SUELOS SOBRE EL RENDIMIENTO DEL MAÍZ EN TRES LOCALIDADES DE COSTA RICA
- Author
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Forsythe, Warren, Sancho, Freddy, and Villatoro, Mario
- Subjects
Penetration resistance ,bulk density ,densidad aparente ,Agriculture (General) ,conductividad hidráulica ,rendimiento relativo ,Agriculture ,resistencia a la penetración ,Resistencia a la penetración ,relative yield ,hydraulic conductivity ,S1-972 - Abstract
Diagnosticar las condiciones intermedias de compactación en el suelo es importante para evitar condiciones extremas, las cuales a menudo son visibles en el campo. Esto se puede lograr con curvas de rendimiento de cultivos, en respuesta a grados diferentes de compactación, medidos con parámetros cuantitativos. Se seleccionaron parcelas de terreno de 20×80 m en Guachipelín, el Rodeo y Puriscal en Costa Rica, con un paisaje adecuado para estudiar el efecto de la erosión sobre la producción de maíz, en diferentes zonas de las parcelas, con niveles iniciales de fertili-zación diferentes. Las zonas contaron con una caracterización de propiedades físicas de los suelos utilizables para medir su compactación.Las regresiones del modelo Royleigh para el rendimiento de maíz vs. RP (resistencia a la penetración), DA (densidad aparente) y HV- 1,5MPa (humedad volumétrica a una succión de 1,5 MPa); y las funciones logarítmicas y cuadráticas para CH (conductividad hidráulica), han identificado valores intermedios con funciones diagnósticas potenciales para lugares individuales y sistemas compuestos de compactación. Las parcelas de referencia (rendimiento cero) junto con los datos experimentales contribuyeron con regresiones interpoladas confiables (r2>0,9 para 100% de fertilización). Los r2 para 100% de fer- tilización fueron mayores que aquellos sin ferti- lización porque la fertilización reducía el compo- nente de variabilidad debido a la fertilidad. El uso del RR (rendimiento relativo) permitió unir datos de lugares diferentes y las regresiones compuestaR resultantes facilitaron la comparación de los lugares. La relación entre los rendimientos con 100% de fertilización de Guachipelín: Rodeo: Puriscal fue 1:0,52:0,47, y se explica mediante la interacción entre el RP, el HV-1,5MPa, el DA, y el CH que dio 1:0,49:0,42, con 4 parámetros; y entre el RP, HV-1,5MPa y CH que dio 1:0,61:0,46, logrado con 3 parámetros.
- Published
- 2005
10. Efecto de la posición en la pendiente sobre la productividad de tres secuencias de suelos en ambientes ústicos de Costa Rica
- Author
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Sancho, Freddy, Villatoro, Mario, Sancho, Freddy, and Villatoro, Mario
- Abstract
Se determinó el efecto de la posición en la pendiente sobre la productividad de suelos en pendientes de tipo compleja. A lo largo de la pendiente se fijaron 4 posiciones, una en la parte superior, 2 a lo largo de la parte media (de mayor inclinación) y otra al pie donde ocurre deposición de sedimentos. Con este fin, se seleccionaron 3 paisajes en las cercanías del Valle Central de Costa Rica: Guachipelín, Rodeo y Puriscal. Los suelos clasificaron como Andic Dystrustepts, Entic Udic Haplusterts, Udic Haplusterts y Typic Haplustands en Guachipelín; Andic Dystrustepts, Typic Dystrustepts y Humic Haplustands en Rodeo y Typic Haplohumults y Andic Haplohumults en Puriscal. Se realizó una caracterización físico-química de los suelos y se sembró maíz (Zea mays) durante 2 ciclos de cultivo, evaluando el rendimiento de grano a la cosecha y la producción de biomasa seca 69 días después de la siembra en las 4 posiciones a lo largo de la pendiente. El análisis de varianza solo mostró diferencias entre posiciones en Puriscal. Se realizó una combinación de análisis de varianza de los 3 paisajes y hubo diferencia (p≤0,01) entre posiciones. Las posiciones lineales, en donde la pendiente era mayor, presentaron el menor rendimiento mientras que en promedio la posición deposicional presentó el mayor rendimiento.
- Published
- 2005
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