En la actualidad hay un incremento en el mundo de la superficie bajo riego en la producción de arroz. La nivelación de tierra, desde el principio de la agricultura, está asociado a la cultura de riego, en especial, cuando ésta se realiza por superficie o gravedad, para que el agua pueda moverse sin obstáculos y sin causar erosión (Strebin y Freites, 1983). La adecuación del suelo es una labor importante para la siembra de arroz, de ella depende un buen establecimiento de las plantas y mejores condiciones para el manejo de riego y del control de malezas (Díaz y Carbonell, 1985), considerando que es un cultivo altamente exigente de agua por ciclo. La nivelación de tierra contribuye significativamente a reducir el consumo de agua a nivel de campo, permitiendo un ahorro y uso racional de este recurso.

En el Sistema de Riego Río Guárico (SRRG) la nivelación de tierra anteriormente se realizaba con el uso de maquinarias pesadas de alta potencia, pero ya se han diseñado palas e implementos cuya precisión, en tractores agrícolas se viene perfeccionando. La incorporación de los avances de la tecnología láser y la computación, y las mejoras en el diseño mecánico permiten disponer hoy de equipos conocidos como niveladoras láser de tierra. Para algunos autores, los suelos donde se siembra arroz, por ser de pendiente de terreno muy baja (menos de 3 por mil), no requiere nivelación. No obstante, en el presente trabajo, esta idea se reorienta, demostrándose la importancia de la nivelación del suelo en el desarrollo en la producción de arroz bajo riego en el SRRG.

El arroz es una gramínea que se adapta a ecosistemas donde la tierra presenta mal drenaje interno y externo, una pendiente predominante muy baja y suelos con textura pesada (con alto contenido de arcillas), lo cual crea condiciones limitativas para su uso en el establecimiento de otros cultivos. En la actualidad el incremento unitario de la producción de la mayoría de los cultivos, es mayor en siembras que se realizan bajo riego que las realizadas en secano (sólo dependientes de aguas provenientes de las lluvias). La experiencia, en Venezuela y otras partes del mundo, ha demostrado que el éxito de los productores en agricultura bajo riego depende, en gran parte, de las buenas condiciones del terreno para distribuir uniformemente agua (Strebin y Freites, 1983).  El arroz no escapa a esta conclusión.

La nivelación de suelo produce un conjunto de ventajas que favorecen la producción de arroz bajo riego: propician una mayor eficiencia en las operaciones de preparación de suelo y siembra; permiten el manejo agronómico más preciso del cultivo; potencian la eficiencia de aplicación de insumos y la respuesta del cultivo; contribuyen al control de malezas, plagas y enfermedades; al manejo del riego con economía del agua y ahorro de tiempo y facilitan las labores de cosecha, entre otros.

La aplicación de esta práctica, por los productores del SRRG, en siembra de arroz en las décadas de los 60 y 70,  tuvo como objetivo facilitar el riego superficial o por gravedad y el drenaje del campo. También, para ampliar el tamaño de las melgas o tanques, facilitando la operatividad de maquinarias y equipos agrícolas en las labores mecanizadas. La nivelación contribuye a reducir el tiempo de llenado por inundación y a reducir las pérdidas de agua, con lo que se aumenta la capacidad de riego de mayor cantidad de hectáreas cuando la fuente de agua proviene de pozos profundos u otra fuente con limitado caudal. Asimismo, se ha comprobado que coadyuva en la eficiencia y eficacia de otras prácticas agronómicas asociadas, a una mejor emergencia y establecimiento inicial de las plantas y su desarrollo posterior, a la reducción de uso de algunos de los insumos y al incremento en más de 1.000 kg/ha en los rendimientos en arroz paddy. En comparación con los obtenidos en los mismos lotes de suelo, antes de nivelar, el rendimiento es superior a medida que es mayor la precisión con que se realiza.  

La labor de nivelación de tierra se puede clasificar por la precisión o las condiciones de humedad en que se encuentra el suelo durante la labor:  

Macronivelación o de baja precisión: la macronivelación es la nivelación donde la conformación del terreno requiere precisión de corte y relleno de centímetro de desnivel, realizando labores con equipos o maquinaria pesadas (tractor de oruga con pala o Bullozer, motoniveladora, mototraíllas y otras). Requiere levantamiento planialtimétrico (topográfico) y replanteo con estacas señalizadoras en el campo, con auxilio de nivel o teodolito. A pesar de que el levantamiento planialtimétrico se realiza con bastante precisión, la precisión de corte, acarreo y relleno con este tipo de maquinarias, están limitadas a la experiencia del operador.  

Micronivelación de alta precisión: aunque se puede realizar con los equipos o maquinarias utilizadas en la macronivelación, así como la intervención necesaria del topógrafo como apoyo orientador, se diferencia porque la precisión de los cortes y rellenos se ubica por debajo del centímetro, es decir, milímetros. Esto se logra al incorporar equipos especializados de nivelación (palas alisadoras, palas traíllas o moto niveladora), con la incorporación de innovaciones del uso de la combinación de tecnología láser y de la computación. Esto se conoce como  controladores automáticos de profundidad de trabajos de precisión.  

Nivelación en seco: donde la preparación y conformación altitudinal del terreno se hace bajo condiciones de baja humedad en el suelo (por debajo de la capacidad de campo). En este tipo de nivelación de suelo se puede realizar a diferentes precisiones de cortes y rellenos, con los equipos y maquinarias mencionados anteriormente.

Nivelación en suelo inundado: en América Latina existen áreas húmedas y mal drenadas donde la preparación del suelo en seco se dificulta, siendo lo más practico hacer operaciones bajo agua o suelo inundado y utilizando la lámina de agua como nivel. Para ello se usa tractor dotado de aditivos o implementos para trabajar como rodillo, jaula y chapaletas en ruedas motrices, palas acopladas, rotor tilles o arado rotativo, rastrillo de púas, entre otras variantes.

Esta práctica es utilizada parcialmente por algunos productores en Venezuela, al momento de la preparación de suelo para la siembra bajo el método de labranza conocido como batido o fangueo. Indistintamente del implemento y el número de pases usados en el campo, es un método de nivelación de baja precisión, sólo justificado bajo condiciones en que no se puedan usar otros métodos de suelo en seco, y cuando las condiciones de drenaje del terreno no lo permitan; si se observa que el terreno evidencia un alto desnivel dentro de los lotes que dificultan la labor de riego y manejo del cultivo de arroz.  

A continuación se enumeran un conjunto de ventajas que, desde el punto de vista operativo, indican las razones para realizar la labor de nivelación de tierra usando maquinarias y equipos mediante control de precisión de profundidad de trabajo con tecnologías láser y computadora, es decir, niveladoras láser.  

Los avances en la informática, en la tecnología láser y en ingeniería mecánica ponen a disposición diferentes marcas y modelos,  un conjunto de tecnología de control de cota o nivel de trabajo con láser cada día de mayor precisión en la operación automática de la nivelación de tierra con fines agrícolas. Están diseñada y adaptadas a las nuevas palas alisadoras y minitraíllas de mando hidráulico (Ver Figura 1), de diferentes tamaños para diferentes volumen de trabajo que van desde 2 hasta 10 m³ de capacidad máxima de carga, y mayor requerimiento de potencia de trabajo a mayor volumen, para ser operadas acopladas al tiro de tractores agrícolas de mediana a alta potencia (80 a 160 Hp).

El dispositivo de control de nivel o cota de trabajo está compuesto de un emisor o transmisor de haz de luz láser que gira sobre su eje, entre 300 a 1.200 rpm, en una estación fija fuera del campo donde se realiza esta labor que define el datum o cota fija de referencia (Figura 2), un receptor especial colocado en un mástil sobre las traíllas o palas (Figuras 1, 3.a y 3.b), una computadora que recibe la información del receptor (Figura 3.c) y envía un conjunto de instrucciones a un sistema de válvulas solenoides (Figura 4.a) para el control de los gatos hidráulicos de levante (Figura 4.b). Los emisores láser vienen de cero pendiente, una sola pendiente en un sentido o dirección, y doble pendiente en dos sentidos. Con la tecnología existente, la nivelación se puede realizar a precisiones de hasta 3 a 4 mm en cota y de 0.5 segundo en el ángulo de la pendiente resultante o modificada.  

Figura 1.- Nivelación láser de suelo con tractor agrícola y pala alisadora con mástil y receptor.	Figura 2.- Emisor de haz de luz láser.

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(a)	(b)
Figura 4.- Detalles de pala niveladora de control de grupo de (a) válvulas solenoides y (b) cilindro hidráulico de elevación.

                                                                               

^	Modo y operación en la nivelación de suelo con el sistema de control con láser

La nivelación se realiza con pases sucesivos del tractor y la pala o traílla sobre el campo previamente preparado con varios pases de rastras (3 a 5 pases) o con otro implemento de roturación que permita aflojar el suelo y facilitar el corte, transporte y relleno (Figura 1). Para ello se debe tener una pendiente de diseño y conocimiento del relieve del área a nivelar. La labor de preparación de suelo se realiza antes y durante la labor de nivelación para mantener una capa de suelo suelto que facilite el trabajo de la niveladora.  

El sistema de control de nivel de corte o trabajo funciona con una computadora (Figura 3.c) que gobierna el sistema de levante hidráulico a través de un conjunto de válvulas solenoides para subir o bajar la hoja de corte de la pala (Figura 4), tratando de mantener la altura o cota de recepción predeterminada en el mástil, sobre la pala (Figuras 3.a y 3.b), con respecto a la altura o cota del haz de luz láser recibido desde el sitio de emisión (Figura 2).

Al inicio de la nivelación, se coloca el emisor láser a una distancia no mayor de 300 a 400 m sobre un trípode o traílla especial a una altura fija y en un sitio fuera del campo a nivelar, de forma tal que domine y permita la captación del haz de luz a lo largo y ancho del campo por el receptor colocado a una altura predeterminada en la pala o traílla niveladora. Se debe evitar que no existan obstáculos que interfieran la operación. Se seleccionan las pendientes de trabajo, según el diseño previo, se ajusta el emisor a ella y se deja funcionado para la labor.

Con el tractor, la pala y el receptor moviéndose en el campo, se ubica la parte más alta del terreno, el sitio donde está la cota mayor con respecto a la superficie del suelo. Se baja manualmente la pala a la superficie del suelo y se ajusta la altura del receptor en el mástil a la posición de nivelado en que el indicador lumínico del mismo indique altura donde no hay ni corte ni relleno. Posteriormente, se sube el receptor en el mástil uno 2 a 5 cm por encima de la altura anterior, para producir un corte entre 4 a 10 cm cuando el tractor y la pala niveladora estén en operación.

Se pone en marcha el tractor con las palas dirigiendo la labor desde la parte más baja y pasar por el sitio de la parte más alta. En pases sucesivos la pala ira haciendo sucesivamente cortes de capas entre 2 a 10 cm de grosor en la parte más alta, sin sobrepasar la carga máxima de la misma. La carga es arrastrada o transportada a las partes más bajas donde, por efecto de la elevación de la pala por el sistema, se la deposita, rellenando las depresiones de cotas más bajas al punto de arranque inicial. Esta labor se repite hasta que la pala, en los pases, no realice corte ni acarreo de material del suelo de la parte alta.

La labor concluye cuando al último ajuste de la altura sobre el mástil del receptor, se observa que la hoja de corte de la pala sólo roza la superficie del suelo desde la parte más alta hasta la parte más baja sin realizar corte, acarreo ni relleno, lo cual indica que el terreno está nivelado a la pendiente de diseño referenciada por el emisor láser fuera del campo nivelado. 

 

^	Rendimiento en campo de labor de nivelación de tierra con tecnología láser

El rendimiento de la labor en campo dependerá de la capacidad de trabajo de la niveladora, la potencial del tractor, la experiencia y pericia del operador, de las irregularidad y pendiente inicial del terreno, de la textura y humedad del suelo, de la pendiente de diseño y la geometría del lote a nivelar. En el Sistema Riego Río Guárico, con niveladora de 10 m³ de capacidad, se observó un rendimiento promedio de 1.5 ha en 8 a 12 horas. Usando niveladora alisadora de 1 m³ de capacidad, en campo del INIA Guárico, se registraron rendimientos de 0.5 ha en 10 a 12 horas con pendiente de diseño cero grado.  

^	Conclusiones

•  La nivelación de tierra contribuye a aumentar la eficiencia en las prácticas de riego y drenaje; práctica adoptada por los productores en el Sistema de Riego Río Guárico.  
  

• A mayor precisión mayor su efecto en el mejoramiento y aplicación de otras tecnologías e insumos en el manejo agronómico de arroz.  
  

• Existen avances en las tecnologías láser e informática, aplicada en el diseño y construcción de sistema de control de nivel de corte o trabajo disponibles en la actualidad, que permiten realizar la nivelación de tierra con un mayor grado de facilidad y precisión.  
  

• La adopción de la nivelación con tecnología láser se viene incrementando en las últimas dos décadas del siglo XX hasta hoy día, de ahí la importancia de estudiar y mejorar el manejo agronómico del arroz bajo esta condición.

Boelter, 2005. Produtos para Preparo do Solo. SISTEMATIZAÇÃO A LASER. Gravataí - RS – Brasil. http://www.boelter.ind.br/preparo.htm

Díaz, A. y J. Carbonell, 1985. Adecuación de la tierra para la siembra de arroz. Arroz: Investigación y Producción (Compilación). Centro de Internacional de Agricultura tropical (CIAT)- Naciones Unidas (PNUD). Cali, Colombia; P. 459-475.  

Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas, 20004. El cultivo del Arroz en Venezuela:comp. Orlando Páez N.; Edit. Alfredo Romero, Maracay, Venezuela; 202 p. Serie Manuales de Cultivo N° 1.

Strebin, S. y L. Freites, 1986. Manual de riego a nivel parcelario. Universidad Nacional Experimental de los Llanos Occidentales Ezequiel Zamora. Barinas, Venezuela; P. 53–83. Serie Docencia N° 2.