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Erosión hídrica y selectividad en cultivos en contorno en un suelo de textura franco limosa

Publicado: 18 de enero de 2008
Por: Ing. Agr. Matias Paino y E.A. Rienzi, Cátedra de manejo y conservación de suelos de la UBA, Argentina
En la erosión entre surcos, proceso predominante en áreas de escasa pendiente, el agente externo más importante es la energía de las gotas de lluvia (Meyer y Harmon, 1984). Este tipo de erosión tiene dos mecanismos relevantes; el desprendimiento y transporte debido a la salpicadura y el transporte debido a una delgada lámina de escurrimiento, los que parecen ser procesos extremadamente selectivos en la remoción de partículas finas (Govers ,1985). La selectividad es uno de los mecanismos menos analizado, pero que tiene consecuencias muy importantes que se trasladan en el tiempo y en el espacio provocando perjuicios en áreas que pueden estar muy alejadas del sitio de emisión. El relieve es un aspecto importante a tener en cuenta, ya que la velocidad y la capacidad de arrastre de partículas por el agua, en gran medida dependen de las características de la pendiente El cultivo en contorno es una práctica en la que se realizan todas las labores siguiendo una o varias curvas de nivel; ello determina un aumento de los obstáculos hidráulicos para disminuir la velocidad del agua en superficie. Esta práctica conservacionista puede reducir significativamente la erosión y frecuentemente el volumen de escurrimiento superficial, disminuyendo las pérdidas de nutrientes especialmente cuando se combina con prácticas de cobertura en superficie. El flujo concentrado de escurrimiento en superficie también es capaz de desprender y transportar partículas desde el suelo y depende de la carga de sedimentos y del gradiente de la pendiente (Merten et al., 2001); esto es posible por la turbulencia que se genera en estas condiciones. La presencia de obstáculos en superficie puede cambiar la carga de sedimentos, provocando la captura de las partículas de mayor tamaño (Jin y Römkens, 2001). Schiettecatte et al., (2002) mencionaron que los obstáculos utilizados para causar deposición de micro partículas aumentan al mismo tiempo la presencia de coloides en suspensión en el agua de escurrimiento. Rienzi y Grattone (2002) encontraron que al aumentar la cobertura aumentaban las pérdidas de carbono orgánico, aún cuando la cobertura era artificial, atribuyendo esta circunstancia a la ruptura diferencial de los agregados. Estos problemas deberían controlarse eficazmente si se complementa el sistema de siembra directa con prácticas en contorno. Mutchler et al., (1994) midieron la pérdida de suelo durante cuatro años en lotes con una pendiente del 5% y sembrados con sorgo con dos tratamientos, uno sembrado a favor de la pendiente y el otro en contorno. Los resultados mostraron que las pérdidas de sedimentos resultaron inferiores en un 31 % al observado en el cultivo de sorgo a favor de la pendiente. Lidgi y Morgan (1995) encontraron una reducción de casi un tercio de las pérdidas mientras que Mihara (2006) encontró que ello ocurre en especial en las zonas aguas arriba de las franjas en contorno. Tadesse y Morgan (1996) comentaron que la eficiencia de las trampas es inversamente proporcional al gradiente de la pendiente, por lo que es necesario evaluar su funcionamiento en nuestras condiciones, pero es esperable un óptimo funcionamiento con pendientes bajas.

El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de un sistema de cultivo en contorno sobre la cantidad de material producido por erosión entre surcos y los cambios que puede provocar en la tasa de enriquecimiento de partículas en el sedimento.


MATERIALES Y METODOS
Se tomaron 8 muestras de cada situación en el horizonte superficial de un Argiudol típico de la serie Solís de textura franco limosa en superficie. Para aislar las posibles interacciones con la estabilidad de los agregados en superficie, se analizaron dos situaciones contrastantes, tomando muestras en un lote con siembra directa por más de 7 años y una pradera de 7 años recién roturada. Los suelos se dispusieron en bandejas especiales bajo un simulador de lluvias; a estas situaciones se les simuló con pajitas de plástico, unas líneas de cultivo de trigo sembrado en contorno y a favor de la pendiente. Para caracterizar las muestras se realizaron análisis de textura (Sheldrick y Wang, 1993), carbono orgánico (Walkey y Black, en Black, 1965) y estabilidad de los agregados (Angers y Mehuys, 1993).

Se utilizó una lluvia simulada en laboratorio durante una hora con una intensidad de 55 mm. h –1 (1340 J.m –2). La pendiente provocada en las bandejas fue del 5%; se recolectó el material proveniente de salpicadura y escurrimiento cada 10 minutos, mientras que simultáneamente se evaluó la infiltración en envases ubicados debajo de la bandeja (Rienzi, 1994). El material proveniente de la salpicadura y el escurrimiento se tamizó en húmedo usando baterías de tamices con aberturas de 1mm, 0.5mm, 0.25mm, 0.05mm y hasta 0 mm (Rienzi, 1994). El material así separado se secó en estufa a 110 grados hasta constancia de peso seco. La relación de enriquecimiento se estimó por medio de la ecuación (Wan y El Swaify, 1998)
RE= (Porcentaje en peso de la fracción tamizada (%) en el sedimento) x (Porcentaje en peso de la fracción en el suelo original (%)) -1. (1)

Los datos obtenidos fueron analizados por medio de análisis de varianza según un factorial de 2 x 2 y las medias se compararon según el test de Tukey (Steel y Torrie, 1992).


RESULTADOS Y DISCUSION
La Figura 1 muestra la evolución de las pérdidas producidas por erosión entre surcos en la situación del suelo sembrado a favor de la pendiente y en contorno. El efecto del cultivo en contorno resultó en una reducción superior en el material de salpicadura que en el producido en el escurrimiento, pero sin modificar la predominancia de la salpicadura en las pérdidas totales. La Figura 2 muestra lo ocurrido en el suelo proveniente de pradera, para ambos tratamientos; además de repetirse el efecto de reducción en las pérdidas producido por la siembra en contorno, coincidiendo con lo mencionado por Mutchler (1994 ) y Lidgi y Morgan (1995. Además, se observó una diferencia de participación en las pérdidas totales y en este caso el escurrimiento supera a la salpicadura; como este cambio en la participación relativa ocurrió sólo en el lote que venía de pradera, es claramente una consecuencia de la distinta estabilidad de los agregados en las distintas situaciones; asimismo, es notable la diferencia producida en el total de pérdidas si comparamos los resultados de esta situación con los mismos tratamientos en la Figura 1. Esto sugiere que la estabilidad de los agregados tiene una gran responsabilidad sobre los productos del desprendimiento como fuera observado por Roth y Eggert (1994 ), Rienzi (1994) y Rienzi y Genovés (1994).

Erosión hídrica y selectividad en cultivos en contorno en un suelo de textura franco limosa - Image 1

Cuando se evaluó la relación de enriquecimiento (Tabla 1) se encontró que las diferencias entre lotes superaban a la eficiencia en el control del enriquecimiento en partículas provocada por el sistema en contorno, confirmando que las diferencias en estabilidad condicionan la calidad del desprendimiento de partículas.

Erosión hídrica y selectividad en cultivos en contorno en un suelo de textura franco limosa - Image 2

Aún así, la disminución en el enriquecimiento de partículas coloidales (menores a 0,05 mm) observada en la Tabla 1 sugiere que el cultivo en contorno es capaz también de modificar la calidad del sedimento disminuyendo la carga de contaminantes que alcanzan las vías de agua, como fuera observado por Dillaha et al., (1989).
Tabla 1: Valores medios de la relación de enriquecimiento (RE) en partículas menores a 0,05 mm para las dos situaciones evaluadas (Test Tuckey).
Lote con antecedente agrícola
Lote con antecedente pradera
TRATAMIENTOS
RE
Salpicadura
RE Escurrimiento
RE
Salpicadura
RE Escurrimiento
Líneas a favor
3,78a
2,80a
0,73a
1,94a
Líneas en contorno
2,25b
2,28b
0,37b
0,33b
Referencias: letras diferentes en misma columna representa diferencias significativas p< 0,05


CONCLUSIONES PRELIMINARES
Los datos hallados confirman las expectativas en el sentido de que la disposición de las líneas de cultivo pueden controlar la cantidad de sedimentos que se producen en la erosión entre surcos; si bien se suponía que se producirían diferencias por la distinta estabilidad estructural de los lotes evaluados, fue inesperado que el cambio en la relación de enriquecimiento provocado por el cultivo en contorno fuera superado por la distinta estabilidad de los agregados. De todas maneras, este sistema de cultivo es altamente recomendado ya que demostró que puede reducir la emisión de coloides aún en situaciones de alta estabilidad.
BIBLIOGRAFÍA
Angers, D. A.; Mehuys, G.R. 1993 Aggregate stability to water InSoil Sampling and Methods of analysis Ed. M. R.. Carter, , Chap 61, Canadian Society of Soil Science, Lewis Publisher USA.

Dillaha, T.A.; Reneau, R. D.; Lee. M.D. 1989 Vegetative filter strips for agricultural non point sources pollutant control Transaction of ASAE 32(2): 513-519

Govers, G.1985. Selectivity and transport capacity of thin flows in relation to rill erosion. Catena 12:35-49.

Jin, C-X.; Römkens, M.J.M. 2001 Experimental studies of factors in determining sediment trapping in vegetative filter strips Transactions of the ASAE 44(2):277-288

Klute, A., 1986. Methods of Soil Analisis: Part 1. Physical and Mineralogical Methods. Ed. Hardcover.

Ligdi, E.E.,y Morgan R.P.C. , 1995 Contour grass strips: a laboratory simulation of their role in soil erosion control Soil Technology 8:109-117.

Merten, G.H.; M. A. Nearing,;A. L. O. Borges 2001 Effect of Sediment Load on Soil Detachment and Deposition in Rills Soil Sci Soc. Am. J. 65:861-868.

Meyer L. D., Harmon W. C.1984. Susceptibility of agricultural soils to interill erosion. Soil Science., 48: 1152 – 1156.

Rienzi, E. A. 1994 Influencia de los factores de agregación en los procesos de sellado y encostrado de un Argiudol típico Tesis de Magister Scienctiae Escuela para Graduados FAUBA.

Rienzi, E. A.; Genoves, J. 1994 Desprendimiento de partículas a partir de los agregados de una cama de siembra Revista Investiga­ción Agraria. Producción y protección vegetales, Madrid, España. Vol 9 (3):427-438

Rienzi, E. A.; Grattone, N. 2002 Enrichment rate of organic carbon content in sediment produced by interrill erosion with two degrees of surface cover. En: International Colloquium ¨Landuse management, erosion and carbon sequestration¨, Montpellier, Francia del 24 al 28 de septiembre.

Roth, C.H.; Eggert, T., 1994 Mechanism of aggregate breakdown involved in surface sealing, runoff generation and sediment concentration on loess soils Soil & Tillage Research 32: 253-268.

Schiettecatte, E.; Gabriels, D; De Roock, M 2002 Enrichment of organic carbon in eroded sediment under natural and artificial rain En: International Colloquium ¨Landuse management, erosion and carbon sequestration¨, Montpellier, Francia del 24 al 28 de septiembre.

Sheldrick , B.H.; Wang, C. 1993 Particle size distribution in Soil Sampling and Methods of analysis Ed. M. R.. Carter, , Chap 47, Canadian Society of Soil Science, Lewis Publisher USA.

Steel, R.G.D.; Torrie, J.H. 1992 Bioestadística: Principios y procedimientos 2da Ed. McGraw-Hill Mexico

Tadesse, L.D.; Morgan, R.P.C. 1996 Contour grass strips: a laboratory simulation of their role in erosion control using live grasses Soil technology 9:83-89.

Walkley, C.; Black, C.A. 1965 Soil organic matter in Methods of soil analysis C. A. Black, Ed. Agronomy Nº 9, Part 2, American Society of Agronomy, Madison, WI.

Wan, Y; El-Swaify, S. A., 1998. Characterizing interrill sediment size by partioning splash and wash processes Soil Sci. Soc. Am. J. 62: 430-437.
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Autores:
Matías Luis Paino
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Angelina Chamizo Checa
Angelina Chamizo Checa
21 de julio de 2008

Este artículo permite obtener una estimación de la perdida de suelo en las pendientes en zonas cultivadas en este caso con trigo que es un cultivo recomendado para disminuir el proceso de erosion hídrica. En este caso los autores trabajan dos zonas bajo lluvia simulada, en Mexico, en el estado de Tlaxcala, las lluvias son torrenciales y por ende la perdida de material edafologico es intensa (en los valles bajos) pues estan a 1200 metros sobre el nivel del mar. Estas tipo de investigaciones nos permiten enseñar a nuestros estudiantes la importancia de realizar practicas de conservacion de suelos.

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Remigio Alejandro Duffau
Universidad Nacional de Santiago del Estero (UNSE)
21 de julio de 2008
Desearía conocer como expresa la estabilidad estructural: ¿ mediante porcentajes o índice? no conozco esta técnica. ¿ El porcentaje de pendiente utilizado, responde a la pendiente regional?
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Matías Luis Paino
20 de julio de 2008
Estimado colega, antes que nada quería agradecer por los comentarios sobre el artículo. Con respecto a otros trabajos con simuladores de lluvia, el INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGÍA AGROPECUARIA (INTA) ha realizado trabajos de investigación relacionado con dicho tema, mensurando y analizando las pérdidas de suelos por la influencia de las precipitaciones. Estos estudios se han realizado sobre distintos tipos de suelo que hay en nuestro país. Los puedes encontrar en internet o en la página del INTA. Ante cualquier inquietud a su disposición. Un cordial saludo. Ing. Agr. Matías Paino
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Luis Alfredo Díaz Peralta
Luis Alfredo Díaz Peralta
20 de julio de 2008

Felicito a los ingenieros Pino y Rienzi por el importante aporte en el área de la Conservación de Suelos. Su trabajo contribuye a crear conciencia sobre lo que significa la erosión hídrica como la expresión máxima de la degradación de los suelos agrícolas y entender que ésta se expresa dependiendo del manejo que se de a los sistemas de producción.

Este importante artículo me es enviado en un momento crucial de mi carrera como Ingeniero Agrícola y como estudiante de la Maestría en Ciencias Ambientales que curso en la Universidad de Sucre- Colombia, como sede del Sistema de Universidades Estales del Caribe Colombiano, donde nos encontramos analizando el fuerte impacto de la energía de las gotas de lluvia en los procesos erosivos, en el modulo de Manejo y Conservación de Suelos. Este artículo lo estoy enviando a todos los compañeros de la Maestría y al profesor MSc. en Manejo de los Recursos de Suelo y Agua, Iván Darío Bustamante, para que puedan hacer sus observaciones.

Sin embargo, quiero expresar a los participantes del foro y a los autores del artículo la inquietud sobre la validéz científica de una prueba de pérdida de suelos con diferentes técnicas de cultivo en un simulador de lluvias. Quisiera tener referencia de la aceptación por parte de la comunidad científica de otros estudios con simuladores.

En Colombia, he tenido la oportunidad de recibir capacitación y hacer estudios académicos sobre pérdidas de suelo y nutrientes en la Zona Andina, con el simulador de lluvias del Centro de Estudios Para la Conservación Integral de la Ladera del Instituto Nacional de Adecuación de Tierras-INAT y sé que es de gran utilidad por su versatilidad y rapidéz para obtener resultados, a diferencia de los métodos de campo donde se necesitan años de estudio para obtener resultados.

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Linder Espinoza M.
Universidad Autónoma Juan Misael Saracho - UAJMS, Bolivia
12 de julio de 2008

Linder Espinoza M
Ing. Forestal
Telef: 00591 4 66 30935. Tarija Bolivia

Distinguidos Señores Engormix, Dr. Matías y participantes del Foro:

Felicidades a Engormix por la difusión de información valiosa en al ámbito de la investigación de procesos de degradación y conservación de suelos.

De manera especial al Ing. Agr. Matías, por tan impecable investigación y artículo, que además de ser una importantísima contribución en la orientación y mejora de las prácticas agronómicas de conservación de suelos, es también un estímulo a quienes estamos vinculados al estudio del suelo y particularmente con su manejo y conservación.

Coincido con la Ing. Bertha Cecilia García con la sugerencia de explorar la posibilidad de conformar una red para la difusión de metodologías, información y experiencias sobre la conservación del suelo como sabemos esta herramienta nos permitiría intercambiar y aprovechar valiosas experiencias y fortalecernos en la tarea de la conservación y manejo de suelos sobre todo en regiones similares incluyendo también a regiones con muchas limitaciones emergentes de sus características biofísicas, especialmente zonas agrícolas en paisajes de montaña. Una alternativa práctica pudiera ser usar la red de la lucha contra la desertificación, cuyos objetivos son precisamente la difusión e intercambio de experiencias.

Atentamente

Linder Espinoza M.
Ingeniero Forestal
Universidad Juan Misael Saracho de Tarija, Bolivia

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Mauro V. Guzman G.
18 de marzo de 2008

Mis mas profundas congratulaciones por el artículo; realmente son muy claros los resultados y efectos de la erosión hídrica de forma permanente de nuestros suelos...
Pongo a consideración del foro lo siguiente: Si estos problemas tenemos en condiciones no muy adversas, se imaginan el problema que estamos teniendo en las zonas alto-andinas. Por eso solicitaría de la manera mas comedida, se amplié estos temas considerando que mucho de nuestro suelo en la zona andina no tiene las características del artículo y mas bien responden a otras condiciones naturales, el enfocar otro tipo de labor de conservación como las que usamos en mi país, es decir surcos en contorno, terrazas de formación lenta, etc. pero que desgraciadamente al ser técnicas efectivas, son resultado de un proceso permanente de capacitación y que involucran un costo importante.
¿Qué sugerencia se puede hacer para trabajar con estas u otras técnicas si las condiciones son adversas? Ejemplo: resistencia de los productores locales a adoptar sistemas de conservación, falta de apoyo gubernamental para la adopción de estas medidas, alto costo de aplicación vs. bajos rendimientos de producción, pendientes fuertes, exposición a heladas... Es decir, condiciones netamente andinas y por encima de los 2700 msnm... Es realmente alarmante lo que sucede con estas tierras y considero importante que unamos esfuerzos para emprender en programas o proyectos comunes, que permitan paliar de alguna manera este problema que afecta a todos.
Y muestra de aquello son los problemas de inundaciones en las zonas costeras de los diferentes países andinos, que ahora estamos padeciendo y que sin querer ser alarmista, el problema ya descrito mas calentamiento global y ampliación de fronteras agrícolas, etc. La situación es muy preocupante, pongo este problema en consideración de todos y trabajemos en una propuesta regional de conservación de suelos que bien profesionales y personas como las que intervienen en estos foros pueden aportar con criterios e ideas para trabajar decididamente en este problema.
Con el ánimo de generar mas debate sobre estos temas me reitero de todos con un saludo y deseo permanente de éxito en sus actividades.
Ing.Agr. Mauro Guzmán

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Matías Luis Paino
27 de febrero de 2008
Estimados colegas, antes que nada quería agradecer por los comentarios referidos al artículo. Ing. Edwin Casto Lima Fernandez, le quería aclarar que el trabajo está realizado sobre un argiudol típico que pertenece a los molisoles. Otra cosa a aclarar con respecto a su duda, sobre los parámetros laminares o escorrentiales no sé bien a qué se refiere pero las mediciones que se realizaron fueron erosión en surcos (generada por la escorrentía superficial del agua) y la erosión entre surcos (generada por la salpicadura de la gota de lluvia que rompe los agregados). Espero que sirva de algo y ante cualquier duda a su disposición. Cordialmente. Ing. Agr. Matías Paino
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Edwin Casto Lima Fernandez
25 de febrero de 2008

Estimados amigos del foro.

Teniendo en cuenta que la palabra erosión en nuestros días es bastante escabrosa y ademas ocasionado por la mano del hombre es necesario entrar en conciencia en todo el planeta.

El trabajo realizado sobre Erosión hídrica me parece muy interesante, al menos cuando se quiere proteger o conservar un suelo Franco limoso de buenas características, pero se debería también indagar en los medios de conservación de los MOLLISOLES y otros de gran riqueza.

Me parecería bien que adentremos un poco mas en el tema considerando que el autor del articulo nos aclare si ha utilizado los parámetros laminares o escorrentiales y cuales sus efectos en su ensayo, esto con el fin de determinar cuan importantes son los cultivos para este fin.

Hasta una próxima estimados compañeros.

Desde La Paz - Bolivia un gran Saludo.

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Bertha Cecilia Garcia Cienfuegos
Bertha Cecilia Garcia Cienfuegos
25 de febrero de 2008

Estimados Dierctivos Engormix, estimado Dr. Matias, estimados participantes:
Es un honor efectuar un comentario a tan relevante artículo, que permite una excelente difusión de las prácticas conservacionistas, sobre el particular sugiero la conformaci162n de una Red LAC y/o Iberoamericana en esta temática, que nos permita interactuar desde nuestras localidades y poder ensayar con difrenetes tipos de suelos de la Región.
MI reconocimiento al Dr. Matias y a Engormix, que mediante la presente plataforama nos instruye y mantiene atentos a investigaciones innovadoras.
Un abrazo
Bertha Cecilia Garcia Cienfuegos
Ingeniera Agronoma
Universidad Nacional de Tumbes
Tumbes -Perú

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Sergio Alejandro Laquidara
Sergio Alejandro Laquidara
24 de febrero de 2008


Muy bueno el aporte sobre Erosión hídrica, conservacion del suelo y medio ambiente ya que con esta práctica se conserva la parte más importante del suelo (epipedon) para los cultivos creo que en zonas como la mía (Entre Ríos ) donde la pérdida de suelo es importante, tiene que ser obligatoria por los organismos oficiales y darle todos los conocimientos a los agricultores ya que esta práctica es mantener el futuro de nuestros hijos y tenerlos en el campo para evitar éxodos que se van a las ciudades sin futuro.
Gracias,

Sergio

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