MANEJO Y CONSERVACIÓN DE SUELOS Y SU IMPORTANCIA EN SISTEMAS AGROFORESTALES

Julio Alegre O.(4)

(4) Ph D. Jefe Programa Agroforestal Centro Internacional para la Investigación en Agroforestería (ICRAF)

INTRODUCCIÓN

Para el manejo de los suelos con fines de conservación se requiere inicialmente de un entendimiento de los factores y procesos que influyen en los niveles de fertilidad y el grado de erosión de los suelos. Después de este entendimiento se tiene que conocer que alternativas tecnológicas existen para contrarrestar estos factores o disminuir al mínimo de tal forma que se pueda tener un sistema productivo y sostenible.

La única forma de conseguir sistemas racionales de uso de la tierra con fines productivos y conservacionistas es mediante la investigación básica y aplicada a largo plazo y un programa de extensión y difusión de los mejores logros.

En esta presentación se darán algunos principios de manejo y conservación de los suelos y algunas prácticas u opciones tecnológicas recomendables, enfatizando en los sistemas agroforestales.

A. EROSIÓN DEL SUELO CAUSADA POR EL AGUA

La precipitación pluvial penetra en el suelo o escurre sobre la superficie, o hace ambas cosas. El agua de escurrimiento puede ser almacenada en lagos, estanques o llegar a los ríos y finalmente al océano. El escurrimiento que excede la capacidad de las corrientes de agua, desbordando las riberas, causa inundaciones en los campos. El agua de escurrimiento causa erosión del suelo, la parte superior del suelo (la más valiosa) es arrastrada por el agua y depositada en los campos, planicies inundadas, embalses y lagos. El ambiente del paisaje se transforma y los sedimentos arrastrados contaminan los ríos, embalses y lagos si es que provienen de tierras de cultivo que recibieron fertilizantes, herbicidas o pesticidas.

B. PROCESO DE ESCURRIMIENTO Y EROSIÓN

La erosión causada por el agua se debe a la acción dispersiva y al poder de transporte del agua que cae en forma de lluvia y escapa del suelo en forma de escurrimiento. Si no habría escurrimiento no habría erosión. Por otra parte, si las gotas de agua de lluvia no golpean el suelo, no se producirá dispersión, no habría partículas en suspensión en el agua escurrida, entonces tampoco ocurrirá la erosión. La acción dispersiva y el poder de transporte del agua están determinados por el choque de las gotas de agua de lluvia, por la cantidad y velocidad de escurrimiento y por la resistencia del suelo a la dispersión y al movimiento.

Estos efectos dependen: 1) del clima, principalmente las lluvias; 2) de la topografía del suelo (pendientes); 3) de la cubierta vegetal, y 4) de la capacidad del suelo para resistir la dispersión y para absorber e infiltrar el agua a través del perfil. El escurrimiento produce dos formas de erosión:

Erosión laminar: se produce por una combinación de la dispersión ocasionada por las gotas de lluvia y el movimiento del agua en capas superficiales más o menos uniforme en el suelo.

Erosión en cárcava: se produce cuando el agua se acumula en cursos acanalados. Los hilos de agua o microcanales son incrementados por las labores culturales y se empieza a formar una grieta por el cual se producen movimientos de suelo y quedando al final una cárcava que puede llegar a fraccionar extensas áreas de cultivo (Baver 1972).

C. MECANICA DEL PROCESO DE EROSIÓN

Las gotas de agua de lluvia son el factor causal de la erosión del suelo. Pueden ser grandes o pequeñas y en consecuencia tienen diversas velocidades. Pueden caer con alta o baja intensidad. Cuando una gota de lluvia golpea el suelo y éste está seco, la gota de agua se absorbe y el suelo se humedece. A medida que caen más gotas golpean la superficie del suelo y ocurre un salpique considerable, cuya turbiedad indica la existencia de partículas del suelo en suspensión por el rompimiento de los agregados o por desprendimiento de partículas de la masa del suelo.

El agua turbia penetra en el suelo y causa el taponamiento de los poros. El choque continuo de las gotas de agua de lluvia acaba por compactar y sellar inmediatamente la superficie. Se forma una costra en el suelo y se reduce la infiltración. El proceso de erosión consta de una fase de desprendimiento y otra de transporte.

D. FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LAS PERDIDAS POR EROSIÓN

1. Factores climáticos

Los principales factores climáticos que influyen en el escurrimiento y la erosión son: lluvia, temperatura, energía solar y viento. La lluvia es el más importante en los trópicos húmedos.

Las características de las lluvias que ayudan a determinar la acción dispersante en el suelo, la cantidad y la velocidad del escurrimiento y las pérdidas debidas a la erosión son cantidad (mm), la intensidad (mm/h) y la distribución (diaria, mensual, anual). Una lluvia fuerte no puede causar excesiva erosión si la intensidad es baja. De manera análoga una lluvia intensa de muy corta duración puede no causar mucha pérdida de suelo porque no cae cantidad suficiente de agua de lluvia para producir escurrimiento.

Por otra parte, cuando la capacidad y la intensidad son altas en una tormenta, el escurrimiento y la erosión serán de serias proporciones. Esto es cierto si la precipitación esta distribuida de modo que las lluvias caen cuando el suelo no tiene protección de plantas.

Las pérdidas de suelo por erosión están correlacionadas con la intensidad de la precipitación sólo cuando la humedad efectiva del suelo al tiempo de la precipitación se considera como uno de los parámetros.

Indice de erosión (IE): este índice significa que el potencial de erosión de una tormenta está en función de la cantidad de lluvia, de la velocidad de las gotas y de la máxima intensidad de caída. Este índice representa los efectos totales de la energía de impacto de las gotas de lluvia y de la turbulencia de escurrimiento. Existe un alto grado de correlación lineal entre las pérdidas del suelo y el índice de erosión.

En las zonas templadas, la temperatura influencia la absorción del agua por el suelo. Por ejemplo en invierno, el agua del suelo se congela a profundidad variable, que impide la infiltración. En el resto del año, la temperatura como índice de la energía solar, juega un papel significativo en el proceso de evapotranspiración que regula la cantidad de agua dentro del suelo al tiempo de la precipitación.

El viento afecta el proceso de la erosión primero por el ángulo y la velocidad de impacto de las gotas de agua de lluvia. También influye en la evapotranspiración y por consiguiente en el contenido de humedad del suelo.

2. El factor topografía

Las características de la pendiente son también factores importantes en la determinación de la cantidad del escurrimiento y de la erosión. El grado y la longitud de la pendiente son dos características esenciales de la topografía implicados en el escurrimiento y en la erosión. La uniformidad de la pendiente es a menudo importante en la relativa facilidad o dificultad para un control adecuado de la erosión.

De las dos características de la pendiente, el grado es, en general más importante que la longitud desde el punto de vista de la gravedad de la erosión. Los experimentos han demostrado que en pendientes menores del 10 % el valor de la erosión se duplica a medida que el grado de pendiente se duplica. La curva de la erosión en función de la pendiente para una lluvia dada tiene ligeramente la forma de una S. Las pérdidas en las pendientes más abruptas no aumentan en la misma proporción que las pérdidas en pendientes más suaves.

3. El factor vegetación

Una buena cubierta vegetal, así como un denso césped o un bosque espeso, compensa los efectos del clima, de la topografía y del suelo en la erosión.

Los efectos principales de la vegetación se clasifican en cuatro categorías: a) intercepción de la lluvia por la cubierta vegetal; b) disminución de la velocidad de escurrimiento y de la acción cortante del agua; c) efectos de las raíces en aumentar la granulación, la porosidad y las actividades biológicas asociadas con el crecimiento vegetativo y su influencia sobre la porosidad del suelo, y d) la transpiración del agua que conduce a la desecación del suelo.

Intercepción de la lluvia

La intercepción de las gotas de lluvia por la cubierta vegetal afecta de dos modos la erosión del suelo. Primero, parte del agua interceptada no llega al suelo, sino que es evaporada directamente por las hojas y los tallos. Esta agua no puede contribuir al escurrimiento y no es un factor de erosión. Segundo, la cubierta vegetal absorbe el impacto de las gotas de lluvia y aminora los efectos destructivos de la lluvia sobre la estructura del suelo. El porcentaje de interceptación depende del tipo de cultivo y del número de plantas por unidad de área.

Disminución de la cantidad y velocidad del escurrimiento

La vegetación aumenta la capacidad de almacenamiento de lluvia en el suelo, porque la transpiración de las plantas es un factor de importancia en la eliminación del agua de los suelos. En consecuencia, el escurrimiento para una lluvia dada disminuye. Cuando la vegetación está en crecimiento es muy eficaz en la disminución del escurrimiento. Cualquier capa vegetal es un impedimento para el escurrimiento del agua.

Una vegetación de buena densidad, bien distribuida no sólo disminuirá la velocidad del agua que corre por la pendiente, sino que también tenderá a evitar una rápida concentración del agua. Al reducir la velocidad del escurrimiento y evitar la concentración del agua, disminuirá la acción cortante del agua. Cuando la vegetación disminuye la velocidad de escurrimiento necesita más tiempo para la infiltración lo cual reduce el escurrimiento total.

Efectos de las raíces y efectos biológicos

Los efectos de las raíces y los efectos biológicos deben estudiarse juntos, pues unos y otros contribuyen a una granulación estable y a una mejor porosidad. Además, cuando hay una buena cubierta de vegetación, por ejemplo de leguminosas o forestales, hay una abundante población biótica, especialmente de las raíces que dan una mayor resistencia al suelo, contra la acción erosiva del agua de lluvia y del agua de escurrimiento.

Transpiración del agua que conduce a la desecación del suelo

Plantas con mayor área foliar y mayor cobertura desecarán el suelo con mayor rapidez y por lo tanto disminuirán el riesgo de escurrimiento y de erosión.

4. El factor suelo

Los efectos de las propiedades del suelo sobre la erosión causada por el agua se manifiesta de dos modos. Primero, algunas propiedades determinan la rapidez de la penetración de la lluvia en el suelo; segundo, hay propiedades que resisten la dispersión y la erosión durante la lluvia y durante el escurrimiento. Aunque estas dos fases del factor suelo están claramente relacionadas, la primera es más importante.

Aceptación de la lluvia

La capacidad de un suelo para aceptar la lluvia depende: a) del estado de la superficie del suelo en porosidad de aereación; b) del contenido de humedad del suelo al tiempo de la lluvia, y c) de la permeabilidad del perfil. Los dos primeros factores son importantes para la rapidez de infiltración del suelo. La permeabilidad del perfil expresa la intensidad de transmisión del agua a través del suelo y está relacionada con la porosidad de la aereación.

Resistencia a la dispersión

Las principales propiedades del suelo que afectan la erosión en el escurrimiento están relacionados con la facilidad de dispersión. Existen dos condiciones estructurales de la superficie del suelo que afectan a la dispersión. Cuando el suelo está seco y algo compacto, el primer incremento de la lluvia produce desagregación en la superficie y una alta densidad de escurrimiento. A medida que la lluvia continúa después de que esta capa de suelo suelta ha sido eliminada, se forma una superficie compacta húmeda que disminuye la densidad del escurrimiento a pesar del mayor valor total de ésta. La resistencia de la capa húmeda aumenta con el contenido de arcilla.

E. CONTROL DE LA EROSIÓN DEL SUELO

El control adecuado de la erosión causada por el agua, requiere el uso apropiado de las mejores prácticas agronómicas y de ingeniería para la protección del suelo y reducción del escurrimiento.

1. Prácticas agronómicas

Comprende el planeamiento, manejo y las secuencias de cultivos con el fin de proporcionar la máxima cubierta de vegetación, labores de cultivo que promuevan la absorción óptima de la lluvia y el empleo de residuos de cosecha para asegurar la mejor protección posible contra el impacto de las gotas de agua de lluvia.

Dentro de las prácticas agronómicas tenemos:

. Sistema de cultivo
Rotaciones con leguminosas

. Labranza mínima
Cubierta del suelo con residuos y siembra directa sin movimiento del suelo.

. Cobertura con rastrojo o mulch

2. Prácticas de ingeniería

Están principalmente relacionados con el cambio de las características de pendiente para reducir la cantidad y velocidad del escurrimiento. Algunas de estas obras de ingeniería incluye:

. Terrazas
. Labranza en curvas de nivel
. Cultivo en fajas

3. Prácticas agroforestales para el control de la erosión (Young, 1989).
Funciones de los árboles y arbustos en el control de la erosión:

. Aumentar la cobertura del suelo por la hojarasca y las podas.
. Proveer una barrera parcialmente permeable con los callejones o hileras de árboles.
. Ayudar a la formación de terrazas a través de la acumulación de suelo en la parte baja de los callejones o hileras de los árboles.
. Aumentar la resistencia del suelo a la erosión por el mantenimiento de la materia orgánica.

También los árboles y arbustos tienen como uso suplementario:

. Estabilizar las estructuras de tierra por su sistema radicular.
. Hacer uso productivo de la tierra ocupada por el trabajo conservacionista.

Dentro del contexto de los sistemas agroforestales es pertinente indicar algunas prácticas u opciones tecnológicas:

Prácticas rotacionales

. Agricultura migratoria: el mantenimiento de la fertilidad y las tasas de erosión son aceptables bajo este sistema sólo cuando un período corto de cultivos sigue a un período largo de barbecho.

. Barbechos mejorados: esto simula los efectos de la agricultura migratoria pero con la siembra de especies arbóreas de buenas cualidades de reciclaje y enriquecimiento del suelo o por su buena producción, ya sea como material para leña, madera, frutos, etc. Se puede sembrar Inga edulis (guaba), Collubrina spp (shaina), Copaifera sp (copaíba), Cedrelinga catenaeformis (tornillo), etc.

Plantaciones espaciadas mixtas

. Combinaciones de plantaciones: los árboles plantados crecen combinados con otras plantas, las cuales pueden ser árboles más altos (como en sistemas de árboles que sombrean el té, café o cacao). Otros árboles cultivados (como el coco con cacao o café con plátanos) o arbustos.

Las plantas componentes del sistema pueden estar espaciadas randomizadamente como en sistemas indígenas o regularmente como en plantaciones.

Cuando los árboles que sombrean están ampliamente espaciados como en las plantaciones de té y algunos sistemas con café el control de la erosión depende del manejo de la plantación. Sin embargo en algunos casos, tanto el estrato alto como bajo son densos como el sistema de café, cacao con Erythrina o Inga que se localizan en tierras con pendientes. En estos sistemas la erosión no es problema debido a que estos sistemas densos de agroforestería mantienen una buena cobertura de hojarasca. En algunos casos se puede tener una densa cobertura de árboles, los cuales no son efectivos en controlar la erosión sino se tiene una cobertura total de la superficie del suelo. El uso de herbicidas para el control de malezas dejando la superficie limpia no es deseable desde un punto de vista conservacionista.

. Sistema de multiestratos en huertos familiares: en este sistema crecen juntos una gama de variedades de árboles maderables y herbáceas en un patrón muy denso que, observado a simple vista, parecen de un crecimiento desordenado, pero probablemente están controlados por un manejo detallado.

Dada la alta producción de hojarasca durante todo el año, el control de la erosión es inherente en tales sistemas, confirmado por el hecho de que estos sistemas mantienen claramente la fertilidad.

Prácticas espaciadas en zonas

. Cultivos en callejones y bordes como barreras: el cultivo en callejones tiene múltiples objetivos incluyendo el mantenimiento de la fertilidad y puede ser practicado en áreas planas o con pendientes. Algunas veces el componente árbol está formado por una hilera simple o múltiple de árboles, pero la mayor parte consiste de una hilera muy densa (figura 1 a, b y c).

Los bordes como barreras es referido a las hileras de árboles plantados en surcos en contorno en áreas con pendientes, llamados barreras biológicas.

No hay distinción clara entre estos sistemas cubiertos por estos dos nombres: el cultivo en callejones en pendientes consiste en bordes como barreras, mientras que un grupo de bordes como barreras simula un sistema de cultivos en callejones. Se usan las mismas especies maderables y su función en el control de la erosión es el mismo.

Figura 1 a) Cultivo en callejones con doble hilera de Inga o Leucaena forman terrazas.
b) Inga o Leucaena sembrada sobre camellones entre las líneas de maíz en el cual forman pequeñas terrazas
c) Cultivo en callejones

Funciones: en un sistema de cultivos en callejones en pendientes las funciones de los bordes o hileras en la conservación son:

. Controlar la pérdida de suelos a través del efecto de cobertura por las podas que se ponen sobre la superficie entre las hileras de los cultivos.
. Reducir la escorrentía, aumentar la infiltración y reducir la pérdida de suelo por las barreras.
. Mantener o mejorar la fertilidad del suelo a través de la descomposición de las podas y los residuos de las raíces.
. Permitir el desarrollo progresivo de terrazas a través de la acumulación de suelo en la parte baja de las pendientes de los callejones y la estabilización de los bordes de las terrazas por medio de los tallos y raíces.

En el cuadro 1 se muestra la escorrentía y erosión de un experimento que se está realizando en la Estación Experimental de Yurimaguas en la que se comparan 2 sistemas de manejo (Alegre 1991). Se puede ver que para un período de 4 años con una precipitación total de 7 268 mm la escorrentía y erosión fue significativamente menor en el bosque secundario y el cultivo en callejones (Inga edulis con rotación de arroz y caupí). La escorrentía fue muy alta para el tratamiento con cultivos continuos (arroz-caupí). Los altos valores de las pérdidas en la parcela desnuda, nos indica el alto potencial de erosión de estos suelos del trópico húmedo.

Plantaciones en los bordes de los campos y postes vivos

Los bordes de los campos que están alineados a lo largo del contorno son efectivos para el control de la erosión. Aumenta su eficiencia cuando se combina con plantaciones de árboles o defensas vivas que además de proteger contra la erosión, sirven como alimento para ganado, leña o producción de frutos para consumo humano.

Plantaciones de árboles sobre estructuras que controlan la erosión

La plantación de árboles sobre estructuras que controlan la erosión es un suplemento en el control de la escorrentía y la erosión. Los árboles y arbustos sirven primero en la estabilización de la estructura de tierra por medio de sus sistemas radiculares y segundo hacen productiva la tierra, por ejemplo para frutos, alimento de ganado, leña, etc. Los árboles son de largo tiempo, su presencia sobre las estructuras conservacionistas tenderán a ser una parte integral y permanente del sistema de agricultura. Los árboles y arbustos pueden ser adicionados cuando las estructuras conservacionistas ya están establecidas o incluirlas cuando se están estableciendo.

Se tienen 3 subprácticas: árboles sobre franjas de grases, árboles sobre diques o estructuras de bancales y árboles en terrazas.

Árboles sobre franjas de grases: las líneas o franjas de grass actúa como una barrera contra la erosión, cuando plantan árboles sobre éstas se adicionan mayores efectos benéficos, como leña, pasto, o frutales a elección del agricultor. Las franjas típicamente son de 2 m de ancho. Donde la copa es muy densa como en el caso de frutales, el espacio debe ser moderadamente más ancho por ejemplo 10 m para evitar la reducción en la densidad del gras.

Se debe tener la precaución de no usar árboles que afecten la densidad del gras. Esta práctica es eficaz sólo en pendientes moderadas (figura 1d).

Figura 1 d) Árboles frutales en banda de gras
Árboles sobre diques o bancales: muchas de las estructuras de tierra usadas en el control de la erosión consisten en combinaciones de un dique con un bancal de tierra. En los casos más comunes, los diques tienen una forma ancha y superficial y están encima de los bancales. Los árboles son plantados sobre los bancales en las zonas del trópico húmedo, como en áreas secas (figura 1 e y f).

Figura 1 e) y f) siembra de árboles sobre estructuras conservacionistas
Árboles sobre terrazas: En tierras con pendientes con terrazas construidas si las plantaciones de árboles en las elevaciones de las terrazas, tiene beneficio adicional. Los árboles deben de ser podados continuamente (figura 2 a y b).

Las funciones del árbol son:

. Estabilización de elevaciones de las terrazas reduciendo la necesidad de mantenimiento.
. Producción de leña, pasto o fruto.
. Mejoramiento de la fertilidad por la adición de hojarasca a las terrazas.

Sistemas silvopastoriles

La erosión del suelo en pastos es más severa que en cultivos.

Cuando se pastorea: la erosión laminar y en cárcavas es común.

Las prácticas silvopastoriles incluyen la plantación de árboles en forma randomizada sobre las pasturas (por ejemplo sistemas con especies de acacia) combinación de árboles cultivados con pastos (ganado bajo coco, ovejas bajo caucho), postes vivos, bancos de forrajes, rompevientos y cultivos en callejones sobre pastos.

Además de la plantación de árboles sobre los pastos es necesario realizar otros tipos de manejos efectivos en la conservación del suelo. Esto incluye el uso de cargas adecuadas y la rotación del pastoreo.

Recuperación de la tierra con árboles de múltiple uso

La recuperación de la fertilidad del suelo por medio de árboles en áreas degradadas es conocida, siendo posible que la combinación de la recuperación con la producción.

La primera etapa es el establecimiento de la cobertura total del bosque, incluyendo algunas especies fijadoras de nitrógeno con protección inicial al pastoreo y dejando que los residuos de las plantas alcancen el suelo. Después se verifica el control de la erosión e incremento de la materia orgánica del suelo, la agroforestería provee de formas combinadas de control de erosión con uso productivo. Las técnicas de productos pueden variar ampliamente.

Agroforestería en el manejo de cuencas

Se han alcanzado buenos resultados en el control de la erosión y uso de la tierra a través del planeamiento y manejo a nivel de cuenca (figura 2c, d). Lo esencial es aplicar un buen planeamiento de uso de tierra de toda la cuenca con atención al control de la erosión y manejo del agua. Se debe manejar la cuenca de acuerdo a las pendiente y su posición de la siguiente forma:
Parte alta de la pendiente : Mantener con foresta natural.
Parte media de la pendiente : Pastos con árboles frutales en terrazas individuales semicirculares. Cultivos en callejones.
Parte baja : Uso de terrazas arables con cultivos.

Figura 2

a) Árboles sobre elevaciones de las terrazas
b) Árboles sobre elevaciones de las terrazas con riego
c) Modelo de uso de la tierra como una alternativa a la agricultura migratoria
d) Recuperación de foresta para uso productivo

BIBLIOGRAFÍA

1. ALEGRE, J.C. 1991. Runoff and erosion losses under forest, lowinput and alley
cropping on slopes in the humid tropics of Perú. In Agron. Abstrs. Amer. Soc. Agron. Ann. Mtgs. Denver, Colorado.
2. BAVER L.D.; GARDNER W.H.; GARDNER W.R. . 1972. Física de suelos. Centro
Regional de Ayuda Técnica. AID. México.
3. YOUNG, A. 1989. Agroforestry for soil conservation C.A.B. International 276 p.