Impacto ambiental do monocultivo de soja e cultivo de cobertura

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“Latinoamérica unida protegiendo sus suelos” 
XIX CONGRESO LATINOAMERICANO DE LA CIENCIA DEL SUELO 
XXIII CONGRESO ARGENTINO DE LA CIENCIA DEL SUELO 
 
Mar del Plata, Argentina – 16 al 20 de abril de 2012 
contribuciones@congresodesuelos.org.ar
 
 
IMPACTO AMBIENTAL DE LA INTRODUCCIÓN DE UN CULTIVO DE 
COBERTURA AL MONOCULTIVO DE SOJA 
Sasal, M.C.1*; Wilson, M.G. 1; Garciarena, N.A.1; 
1INTA EEA Paraná - Argentina 
* Autor de contacto: csasal@parana.inta.gov.ar; Ruta 11, Km 12,5, Oro Verde, Entre Ríos, Argentina; 54-343-4975200 
 
RESUMEN 
El objetivo fue conocer el impacto ambiental del monocultivo de soja y de la introducción de un 
cultivo de cobertura otoño-invernal bajo siembra directa mediante la cuantificación del escurrimiento 
superficial y las pérdidas de suelo, N, P y glifosato asociados. Se realizó en INTA Paraná (Entre Ríos-
Argentina) en parcelas de escurrimiento (100 m2, 3,5% pendiente) entre Julio-2009 y Junio-2010. 
Tratamientos: monocultivo de soja (S) y soja continua con trigo como cultivo de cobertura (CC-S). La 
precipitación anual fue elevada (1485 mm). No hubo diferencia entre rendimientos de soja. El 
escurrimiento acumulado en S fue 45% superior a CC-S. El CC redujo 75% las pérdidas de N. Ningún 
tratamiento tuvo eventos de escurrimiento con concentraciones de N y P superiores a los umbrales de 
riesgo de eutrofización. S perdió el 25% del P aplicado como fertilizante. CC-S redujo 32% la pérdida 
de suelo y las cantidades de N y P asociadas a los sedimentos. La concentración media de glifosato y 
AMPA fue 15 y 2 µgl-1 para S y 11 y 1,3 µgl-1 para CC-S. S perdió 5,1% de la cantidad aplicada. CC-S 
requirió una aplicación adicional para interrumpir el ciclo del trigo que no tuvo impacto sobre la 
concentración de glifosato en el escurrimiento. Este tratamiento perdió 1,43% de la cantidad de 
glifosato aplicada. La introducción de trigo como CC predecesor de soja permitió reducir el 
escurrimiento superficial y las pérdidas de suelo, N, P y glifosato asociados sin reducción de 
rendimiento. 
PALABRAS CLAVE 
Cultivo de cobertura; Monocultivo de soja; Impacto ambiental
INTRODUCCIÓN 
En la producción agrícola el agua disponible para los cultivos es un factor determinante de sus 
rendimientos. Además, la pérdida de agua por escurrimiento incide no sólo en el almacenamiento de 
agua edáfica sino sobre la erosión y el transporte superficial de plaguicidas, nutrientes y otros solutos 
(Tebrugge y During, 1999). 
Como norma general, cualquier monocultivo es excluido como buena práctica agrícola, ya que 
impacta sobre la sustentabilidad del sistema en el largo plazo. En particular, el monocultivo de soja o 
su elevada frecuencia en la rotación generan balances negativos de carbono y nutrientes debido a la 
rápida velocidad de reciclado de sus residuos con baja relación C:N que conduce a la degradación 
del suelo (Caviglia, Andrade 2010). Resultados de ensayos de largo plazo con alta frecuencia de soja 
confirman la reducción de los contenidos de C, N y P en el suelo (Studdert, Echaverria 2000; Alvarez 
2001; Satorre 2005). Además, las secuencias de cultivo con alta frecuencia de soja son ineficientes 
en la captura de otros recursos como la radiación y/o el agua debido a que el suelo permanece con 
largos períodos de barbecho (Caviglia, Andrade 2010). Estos períodos sin cultivos y con baja 
cobertura de residuos en superficie contribuyen a tener pérdidas de agua por escurrimiento y de suelo 
por erosión (Sasal et al. 2010; Darder et al. 2010). Una alternativa para mejorar la cobertura del suelo 
es la inclusión de cultivos intermediarios a los de cosecha (cultivos de cobertura, CC). Dabney (1998), 
define a los CC como aquellos utilizados para proteger y mejorar el suelo, los cultivos de cosecha y la 
calidad del agua. El objetivo del trabajo fue conocer el impacto ambiental del monocultivo de soja y de 
una alternativa de introducción de un cultivo de cobertura otoño-invernal mediante la cuantificación 
del escurrimiento superficial y las pérdidas de suelo, N, P y glifosato asociados. 
MATERIALES Y MÉTODOS 
El estudio fue realizado en la Estación Experimental de Paraná del Instituto Nacional de 
Tecnología Agropecuaria (INTA) de la provincia de Entre Ríos (31º 51´ S y 60º 31´ W) en parcelas de 
escurrimiento bajo lluvia natural con diferentes secuencias de cultivo durante la campaña 2009/2010. 
La región tiene clima subhúmedo (lluvia anual ≈1000 mm) templado (temperatura anual ≈18,3ºC). Las 
temperaturas del invierno raramente son inferiores a 0ºC. El suelo predominante es Argiudol ácuico 
fino, illitico, térmico (US Soil Taxonomy) de la Serie Tezanos Pinto (Luvic Phaeozem, WRB). La 
textura del horizonte A (17 cm) es franco limosa con 270 y 660 g Kg-1 de arcilla y limo, 
respectivamente. 
Las parcelas presentan dimensiones de 4 m de frente y 25 m de largo (100 m2) con una pendiente 
natural de 3,5%. Las parcelas fueron laboreadas en forma convencional durante 30 años y desde 
1990 están bajo siembra directa (SD). En 2006 se establecieron dos tratamientos con 3 repeticiones 
cada uno: monocultivo de soja (S) y soja continua con trigo como cultivo de cobertura otoño-invernal 
(CC-S), contando de esta manera con 4 años de antigüedad. Además, se analizaron los resultados 
de dos parcelas de referencia que no tienen repeticiones y se continúan desde el año 1990: suelo 
descubierto con laboreo y con control químico de malezas (L) y pastura con cortes manuales (P). La 
parcela L fue removida anualmente en Mayo y Octubre, y las malezas fueron controladas 
químicamente con Glifosato 46%. 
En CC-S se sembró trigo BIOINTA 3000 el 8/6/09 fertilizado con 43,5 kgN ha-1 y 10 kgP ha-1 al 
voleo a la siembra y 11,6 kgN ha-1 en macollaje (25/8/09). El ciclo del trigo de cobertura se 
interrumpió el 15/10/09 en el estadio de espiga embuchada con 2,5 l de Sulfosato (Glifosato p.a. 
62%). En ambos tratamientos la soja (A 6411 RG) fue sembrada el 1/12/09. La fertilización fosforada 
se realizó a la siembra y al voleo con 20 y 10 kgP ha-1 para S y CC-S, respectivamente. En ambos 
tratamientos, se realizaron aplicaciones de 3 l de Glifosato (p.a. 46%) el 9/06/09, 26/09/09 y 7/1/10. 
Los rendimientos de cada parcela se obtuvieron mediante tres submuestras de dos líneas de siembra 
apareadas de 1,40 m lineales en la parte superior, media e inferior de la pendiente. 
Después de cada lluvia que produjo escurrimiento, se estimó el volumen escurrido en las piletas 
colectoras en cada parcela entre Julio de 2009 y Junio de 2010, midiendo la altura de agua en cada 
pileta. Se analizaron los escurrimientos acumulados y promedio y la relación lluvia/escurrimiento. Con 
las ecuaciones generadas se estimaron los milímetros de lluvia que debe tener un evento para 
generar escurrimiento y se estableció el porcentaje de lluvia que ingresa al suelo anualmente para 
cada secuencia (precipitación efectiva). Sobre alícuotas del agua de escurrimiento se determinó la 
concentración de nitrato, fósforo disuelto, glifosato y su metabolito AMPA (HPLC con derivatización 
post-columna y detección por fluorescencia en la Unidad Integrada INTA Balcarce). Para la 
recolección de sedimentos se muestreó un litro de agua escurrida, previamente homogeneizada en 
un vaso precipitado. Se pesaron los sedimentos luego de haberse evaporado el agua en estufa a 
105ºC. 
Se analizaron las varianzas de los efectos de los tratamientos con el procedimiento GLM (Modelo 
General Lineal) de SAS. Se utilizó el test de diferencia significativa minima (LSD) (p<0.05). Se 
realizaron regresiones lineares usando el procedimiento REG (Modelo Regresión Lineal) de SAS. 
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
El estudio del ingreso y del movimiento del agua en el suelo bajo lluvia natural está condicionado 
por la variabilidad de las precipitaciones. En el período estudiado las precipitaciones fueron 
superiores al promedio histórico anual (1485 mm acumulados) y 29 eventos de lluvia presentaron 
escurrimiento (Figura 1). El agua no fue limitantedurante el ciclo de la soja y por ello no hubo 
diferencia entre los rendimientos de S y CC-S (Tabla 1). 
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6/
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10
llu
vi
a 
(m
m
)
2009-2010
 
Figura 1. Eventos de lluvia diarios (columnas) y eventos de escurrimiento (símbolo ▲) en la campaña 09-10. 
 
Tabla 1: Rendimiento de soja con y sin CC para de la campaña 09-10. 
Tratamientos Rendimiento 
 (kg ha-1) 
S 3.022 a 
CC-S 3.238 a 
El escurrimiento acumulado en S fue ocho veces mayor que en P y 45% superior al escurrimiento 
en CC-S (Tabla 2). También el escurrimiento promedio fue indicador del efecto del CC sobre el 
ingreso de agua al suelo, siendo el escurrimiento promedio la mitad que el obtenido en S (Tabla 2). 
Diferentes trabajos informan distintas relaciones escurrimiento/lluvia: Léonard Andrieux (1998) en el 
sur de Francia 30%; Léonard et al (2005) en el norte de Europa 5%; Weir (2002) analizó la relación 
escurrimiento/lluvia entre 1994-2001 en parcelas de escurrimiento ubicadas en INTA Marcos Juárez 
con 1% de pendiente y obtuvo valores de 1,6, 7 y 0,5% para T/S, S y P, respectivamente. En nuestro 
trabajo, las relaciones escurrimiento/lluvia variaron entre 2,8 y 35,8%. Así, el porcentaje de agua de 
lluvia que ingresó al suelo (precipitación efectiva) osciló entre 64 y 97,2%. Los tratamientos tuvieron 
valores intermedios a las parcelas de referencia, siendo el porcentaje de lluvia que ingresó al suelo de 
82,4 y 75,5% para CC-S y S, respectivamente. 
Se encontraron relaciones significativas lineales (p<0,01) entre la lluvia y los escurrimientos 
promedio de cada evento ocurrido (Figura 2). Es decir que para los tratamientos, inclusive para P y L, 
mayores lluvias generaron mayores escurrimientos; sin embargo, fue diferente la magnitud. La 
pastura y el suelo descubierto se comportaron en forma extrema y los tratamientos bajo SD en forma 
intermedia. De las ecuaciones de la Figura 3 se puede deducir que debe ocurrir una lluvia superior a 
23 mm para que se genere escurrimiento en soja bajo SD (Tabla 2). La obtención de este dato resulta 
interesante ya que usualmente se admite un valor umbral de 12,5 mm, para indicar lluvias con 
potencial de escurrimiento (Wischmeier y Smith 1958), valor cercano al umbral correspondiente al 
tratamiento L en esta campaña. Estos resultados sugieren, por un lado, que bajo SD son necesarias 
lluvias de mayor volumen para generar escurrimiento, aún con una pendiente de 3,5%. Por otro lado, 
sugieren que cuando se supera el valor de lluvia mínima que genera escurrimiento, las diferencias 
entre tratamientos se manifiestan en las pendientes. Esto implica diferencias entre flujos más que de 
la capacidad de almacenamiento inicial entre tratamientos. 
 
Tabla 2. Efecto de la secuencia de cultivos (cinco años después de haberse establecido) sobre escurrimiento promedio y 
escurrimiento acumulado (campaña 09-10). 
Tratamientos Escurrimiento Acumulado 
Escurrimiento 
promedio 
Escurrimiento 
/lluvia 
Precipitación que 
genera 
escurrimiento 
Pérdida de 
suelo 
 (mm) (mm) (mm) (Mg ha-1) 
S 364 a 12.5 a 24,5 23,2 0,78 a 
CC-S 201 b 6,9 b 17,6 22,8 0,53 b 
P 42,1 1,4 2,8 24,6 0,04 
L 531 18,3 35,8 15,7 38,3 
 
Dardanelli et al. (2010) realizaron en Haplustoles típicos de Córdoba y Argiudoles típicos y vérticos 
de Santa Fe sucesivas mediciones de perfiles de humedad volumétrica con sonda de neutrones antes 
y después de cada evento de lluvia, en suelos bajo SD con cultivos invernales y estivales, barbechos 
y pasturas. Obtuvieron una función que indica que para lluvias de 30 y 60 mm se escurrirían 6 y 20 
mm, respectivamente. Coincidentemente, utilizando las ecuaciones obtenidas en la Figura 3, en S de 
se escurrirían 4 y 21 mm para 30 y 60 mm de lluvia, respectivamente. 
y = 0,5796x - 13,449
R2 = 0,68
y = 0,359x - 8,1711
R2 = 0,62
y = 0,083x - 2,0403
R2 = 0,60
y = 0,6945x - 10,906
R2 = 0,73
0
10
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30
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50
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70
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0 20 40 60 80 100 120 140
Precipitación diaria (mm)
Es
cu
rri
m
ie
nt
o 
(m
m
)
S CC-S P L
 
 Figura 2. Relación entre precipitación diaria y escurrimiento para los eventos de la campaña 09-10. 
 
Hubo diferencias significativas entre las cantidades anuales de N pérdidas por el agua de 
escurrimiento (Tabla 3). El CC redujo en un 75% las pérdidas de N. Sin embargo, ningún tratamiento 
tuvo eventos de escurrimiento con concentraciones de N superiores al límite de 30 mg l-1 (Figura 3), 
umbral para la evaluación de riesgos de eutrofización de aguas superficiales. 
Ningún evento de escurrimiento tuvo concentraciones de P superiores al límite de 10 mg l-1, umbral 
para la evaluación de riesgos de eutrofización de aguas superficiales (Figura 4). El pico de 7 mg l-1 
que se visualiza acompañó una precipitación de 34 mm el día posterior a la siembra de soja. Debido 
al menor volumen de agua escurrida, el tratamiento con CC redujo en un 64% las pérdidas de P con 
el agua de escurrimiento. Experiencias con aplicaciones de dosis elevadas de P en cobertura sin 
incorporar, con condiciones de suelo húmedo y con eventos de precipitación de alta intensidad 
produjeron pérdidas de hasta el 41% del P agregado (Torbert et al., 1999). En nuestro estudio, el 
monocultivo de soja perdió una cantidad de P equivalente al 25 % del P aplicado. 
 
Tabla 3. Cantidad de N y P perdido por escurrimiento (campaña 09-10). 
Tratamientos N P Glifosato AMPA 
 (kg ha-1) (kg ha-1) (µg ha-1 ) (µg ha-1 ) 
S 2,87 a 5,05 a 3,8 2,05 
CC-S 1,04 b 1,23 b 0,7 0,73 
P 0,9 0,39 nd nd 
L 2,4 9,8 - - 
 
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1
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3
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06/07/2009 25/08/2009 14/10/2009 03/12/2009 22/01/2010 13/03/2010 02/05/2010 21/06/2010
N 
m
g 
l-1
CC/Soja Soja 
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6/7/09 25/8/09 14/10/09 3/12/09 22/1/10 13/3/10 2/5/10 21/6/10
P 
pp
m
CC/Soja Soja 
Figura 3: Concentración media de a) N(N03-) y b) P(PO4) en el agua de cada evento de escurrimiento 
 
Las pérdidas de suelo fueron muy bajas en ambos tratamientos, aún con elevadas e intensas 
precipitaciones (Tabla 1). Durante las campañas 06/07 y 07/08, Darder et al. (2010) analizaron las 
concentraciones de N y P en los sedimentos en este mismo ensayo. En dichas campañas no hubo 
diferencias entre tratamientos en las concentraciones medidas en los sedimentos, las mismas fueron 
de 0,34% y 801,2 ppm para N y P, respectivamente. Considerando estas concentraciones, las 
pérdidas de nutrientes asociadas a los sedimentos fueron 1,8 y 2,65 kg N ha-1 y 0,42 y 0,62 kg P ha-1 
para CC-S y S, respectivamente. Así, el tratamiento con CC redujo en un 32% la pérdida de suelo y 
en consecuencia, también en un mismo porcentaje las cantidades de N y P asociadas a los 
sedimentos. 
En la Figura 4 se presenta la concentración de glifosato y AMPA en el agua de escurrimiento y se 
indica con triángulos rojos los momentos de aplicación del glifosato. Los tratamientos fueron 
comparados con una pastura sin aplicación de glifosato en cuya agua de escurrimiento no se 
detectaron residuos de glifosato ni de su metabolito AMPA. En S se registraron 2 picos de 
concentraciones de glifosato en el agua escurrida extremadamente elevadas. Estos picos se 
presentaron 1 a 3 días después de la aplicación del herbicida en coincidencia con lluvias de 
aproximadamente 30 mm y muy poco volumen escurrido. El resto de los eventos tuvieron 
concentraciones que oscilaron en un rango de 0,25 a 27 µg l-1. 
Todos los muestreos registraron presencia del metabolito AMPA. Su concentración media en el 
agua de escurrimiento fue similar a la de glifosato, evidenciando la rápida velocidad de 
transformación del glifosato. Hubo dos fechas de muestreo que presentaron concentraciones muy 
elevadas de hasta 370 µg l-1, en coincidencia con elevadas concentraciones de glifosato debidas a 
lluvias inmediatamente posterioresa las aplicaciones. El resto de los eventos tuvieron 
concentraciones que oscilaron en un rango de 2 a 50 µg l-1. 
La concentración media de glifosato y AMPA fue 15 y 2 µg l-1 para S y 11 y 1,3 µg l-1 para CC-S, 
respectivamente. Estas concentraciones resultaron altas en relación a la norma europea (0.1 µg l-1) y 
bajas con respecto al nivel guía argentino (∼3 mg l-1). 
 
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26-6-09 15-8-09 4-10-09 23-11-09 12-1-10 3-3-10 22-4-10 11-6-10
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 (m
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)
Glifosato AMPA Lluvia Aplicación siembra
Soja
 
siembra
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2000
2500
3000
26-6-09 15-8-09 4-10-09 23-11-09 12-1-10 3-3-10 22-4-10 11-6-10
ug
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0
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80
100
120
140
160
Ll
uv
ia
 (m
m
)
Glifosato AMPA Lluvia Aplicación siembra
SojaCC
 
Figura 4: Concentración de glifosato (línea llena) y AMPA (línea de puntos) en el agua de escurrimiento. Los triángulos 
azules indican las lluvias (mm) y los triángulos rojos indican los momentos de aplicación de glifosato. Las flechas verdes 
indican el ciclo de la soja y la amarilla el ciclo del CC. 
 
El análisis de las cantidades de glifosato y AMPA perdidas con el agua de escurrimiento durante el 
período de estudio indicó que el monocultivo de soja perdió 5,1% de la cantidad aplicada. El 
tratamiento CC-S requirió una aplicación adicional, ya que también se usó glifosato para interrumpir el 
ciclo del cultivo de trigo a fin de octubre. Sin embargo, esta aplicación no tuvo impacto sobre la 
concentración de glifosato en el agua de escurrimiento en el muestreo posterior. Esto puede deberse 
a una alta intercepción de glifosato por el cultivo de trigo en encañazón cubriendo el 100% de la 
superficie del suelo. En efecto, este tratamiento perdió 1,43% de la cantidad aplicada como glifosato y 
AMPA. 
CONCLUSIÓN 
La introducción de trigo como CC predecesor de soja permitió reducir significativamente el 
escurrimiento superficial y las pérdidas de suelo, N, P y glifosato asociados sin reducción de 
rendimiento. Este trabajo destaca el efecto negativo de la simplificación del sistema de cultivo, aún en 
SD, evidenciado en la expansión del monocultivo de soja, sobre la sustentabilidad ambiental del agro-
ecosistema y permite valorizar el efecto de la implementación de una práctica de manejo con bajo 
perfil contaminante. 
AGRADECIMIENTOS 
Al equipo técnico y de apoyo del grupo Recursos Naturales de INTA Paraná. Este trabajo fue 
financiado por los Proyectos INTA AEGA-221631, AEGA-221641, PNECO-093012 y ERIOS-630021. 
BIBLIOGRAFÍA 
Alvarez, R. 2001. Estimation of carbon losses by cultivation from soils of the Argentine Pampa using the Century model. Soil 
Use Manage, 17:62–66. 
Caviglia, O.P. y Andrade, F.H. 2010. Sustainable Intensification of Agriculture in the Argentinean Pampas: Capture and Use 
Efficiency of Environmental Resources. Am. J. Plant Sci. Biotec., 3:1-8. 
Dabney, S.M., Wilson, G.V., McGregor, K.C. y Foster, G.R. 2004. History, residue, and tillage effects on erosion of loessial 
soil. Trans ASAE, 47:767-775. 
Dardanelli, J., Severina, I. y Andriani, J. 2010. Funcionalidad de raíces y agua del subsuelo: su rol en la optimización del 
riego suplementario. Actas 1° Seminario Internacional “Potencial del Riego extensivo en Cultivos y Pasturas”, 17 y 18 de 
agosto. Paysandú, Uruguay. 
Darder, M.L., Sasal, M.C., Andriulo, A.E., Wison, M.G. y Chagas, C.I. 2010. Coeficientes de enriquecimientos de fosforo, 
nitrógeno y carbono de sedimentos erosionados en diferentes secuencias de cultivos bajo siembra directa. Actas del XXII 
Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo. Rosario. 
Léonard, J. y Andrieux, P. 1998. Infiltration characteristics of soils in Mediterranean vineyards in southern France. Catena, 
32:209-223. 
Léonard, J., Ancelin, O., Ludwig, B. y Richard, G. 2005. Analysis of the dynamics of soil infiltrability of agricultural soils from 
continuous rainfall-runoff measurements on small plots. J. hydrol., 326:122-134. 
Sasal, M.C., Castiglioni, M.G. y Wilson, M.G. 2010. Effect of crop sequences on soil properties and runoff on natural rainfall 
erosion plots under no tillage. Soil Till. Res., 108:24-29. 
Satorre, E.H. 2005. Cambios Tecnológicos en la Agricultura Actual. Ciencia Hoy, 15: 24-31. 
Studdert, G.A. y Echeverría, H.E. 2000. Crop rotations and nitrogen fertilization to manage soil organic carbon dynamics. Soil 
Sci. Soc. Am. J., 64:1496-1503. 
Tebrugge, F. y During, RA. 1999. Reducing tillage intensity –a review of results from a long-term study in Germany. Soil Till. 
Res., 53:15-28. 
Torbert H.A., Potter K.N., Hoffman D.W., Guerik T.J. y C.W. Richarson. 1999. Surface residue and soil moisture affect 
fertilizer loss in simulated runoff on a heavy clay soil. Agr. J. 91:606-612 
Weir, E. 2002. Pérdida de suelo y agua en parcelas de escurrimiento. Actas del 2º taller de contaminación por agroquímicos. 
23 de Agosto. AIANBA. Pergamino. Bs. As. 
Wischmeier, W.H. y Smith, D.D. 1978. Predicting rainfall erosion losses, a guide to conservation planning. Agricultural 
handbook 537. United States Department of Agriculture. Washington. D.C.