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8. PERDIDA DE FERTILIDAD DEL SUELO EN EL CAFETAL
La pérdida de fertilidad de los suelos ocurre de varias formas de manera acelerada, una vez que es ocupado por actividades agrícolas o ganaderas.
El suelo, el más básico de los recursos, no es renovable. Una vez perdido es difícil de recuperar en un futuro predecible. La formación de nuevo suelo, el desarrollo de un suelo fértil de la roca parental, es un proceso lento que se mide en una escala de tiempo geológico. Requiere de cientos a miles de años para desarrollar el equivalente.
En contraste, la erosión del suelo es drástica y rápida. El equivalente de 1 cm de suelo puede perderse en una simple tormenta. Literalmente, el suelo formado durante cientos o miles de años puede ser arrastrado o lavado durante un simple evento climático.
8.1. EROSION DEL SUELO
La erosión del suelo implica la remoción del suelo superficial por varios agentes: La caída de las gotas de agua, el movimiento del agua sobre y a través del perfil del suelo, la velocidad del viento y la fuerza gravitacional. El proceso de desgaste hídrico implica la remoción de materiales solubles e insolubles. La erosión física requiere de la separación y transporte de partículas insolubles del suelo, arena, limo, arcilla y materia orgánica.
El transporte puede ser lateral, sobre la superficie del suelo, o vertical, dentro del perfil, a través de vacíos, rupturas y grietas. La remoción de materiales solubles, como sustancias disueltas es llamada erosión química. Esta también puede suceder por la escorrentía superficial o por el flujo subsuperficial, donde el agua se mueve de una capa a otra dentro del perfil. Los procesos de erosión y pérdida de suelos tienen efectos adversos sobre la agricultura porque ellos agotan la productividad potencial de los suelos y disminuyen el recurso base (El-Swaify y Dangler, 1982).
8.1.1. Efectos de la erosión
La erosión reduce la productividad del suelo in situ al reducir la profundidad de desarrollo de las raíces, agotando los nutrimentos y las reservas de humedad.
En los trópicos, los daños de la erosión del suelo son muy graves por la baja fertilidad del subsuelo.
8.1.2. Agentes, factores y causas de la erosión de los suelos
Los agentes de erosión son los acarreadores o el sistema de transporte en el movimiento del suelo. Los factores de erosión son aquellos parámetros naturales o artificiales que determinan la magnitud de la perturbación, clima, topografía, suelo, vegetación y manejo. La erosión puede no ocurrir aún cuando los agentes y los factores de erosión estén presentes. Son las causas de erosión las que estimulan los efectos de los agentes y factores de erosión y aceleran los diferentes procesos involucrados. Las causas de erosión incluyen las actividades humanas, las prácticas culturales como la preparación de los suelos, deforestación y los sistemas de cultivo.
8.1.2.1. Erosividad climática
Se refiere a la agresividad climática. Los factores climáticos que afectan la erosividad son la precipitación, velocidad del viento, el balance hídrico, las temperaturas promedio anual y estacional, etc. Precipitación y escorrentía son componentes importantes de la erosividad climática. La agresividad de la lluvia acompañada con vientos difiere de aquella sin ellos.
8.1.2.2. Erodabilidad del suelo
La susceptibilidad del suelo a la erosión. Es una propiedad inherente del suelo e influenciada por sus características, que incluyen textura, estructura, permeabilidad, contenido de materia orgánica, minerales de arcilla, y contenidos de óxidos de hierro y aluminio. Algunos factores climáticos también influyen la edorabilidad, p. ej. temperatura del aire y suelo y balance hídrico.
8.1.2.3. Paisaje
La topografía afecta la erosión del suelo por la longitud y el grado de la pendiente, su forma y su aspecto.
8.1.2.4. Humanos
Entre las causas de erosión, las humanas juegan un papel mayor en la erosión de los suelos, a través del uso y abuso de los recursos naturales.
Actividades humanas importantes en relación con la erosión son la deforestación, pastoreo, abuso de la tierra arable, sistemas agrícolas erróneos e intensidad del cultivo.
8.1.2.5. Tipos de erosión
Los agentes principales de erosión sobre la tierra arable en los trópicos. La gravedad como agente de erosión es relevante en los suelos empinadas.
El salpique, o erosión entre surcos, es causada por el impacto de la lluvia. La erosión laminar es la remoción de una capa delgada y uniforme de partículas de suelo. La erosión por surcos es erosión en pequeños canales de pocos milímetros de ancho y profundidad. Los surcos son transformados en cárcavas cuando no son desechos por la labranza normal. Erosión por túneles es causada por el paso rápido subterráneo del agua. El movimiento masivo del suelo es causado por la gravedad.
8.1.3. Erosión del suelo y degradación
Es importante distinguir entre tres fenómenos relacionados pero diferentes: Erosión, agotamiento y degradación. La erosión del suelo reduce su productividad a través de la pérdida física de la capa superior, reduciendo la profundidad del área de raíces, remoción de nutrimentos para las plantas y pérdida de agua. Es un proceso rápido.
El agotamiento del suelo significa pérdida o reducción de la fertilidad debido a la remoción por los cultivos, o por eluviación por el paso del agua a través del perfil.
Es un proceso menos drástico y se puede remediar con facilidad por medio de prácticas de cultivo y por la adición de enmiendas adecuadas. La degradación es un término de significado amplio. Implica la reducción en su calidad a través del deterioro de sus características físicas, químicas y biológicas. La erosión acelerada del suelo es uno de los procesos que llevan a su degradación.
La degradación del suelo es causada por la erosión acelerada, el agotamiento por el uso excesivo, el deterioro de la estructura, los cambios en el pH, lixiviación, aumento de elementos como aluminio o manganeso a cantidades tóxicas, o inundaciones excesivas que llevan a condiciones reducidas y aireación pobre (El-Swaify y Dangler, 1982).
8.1.3.1. Erosión de los suelos en Costa Rica
Siempre las consecuencias de la erosión son drásticas en las regiones tropicales. La drástica reducción causada en la productividad en los trópicos se debe parcialmente al clima severo y particularmente a la baja fertilidad y pobre calidad del subsuelo. Es por la baja productividad del subsuelo expuesto que la erosión es más severa en los suelos del trópico que en los de las zonas templadas (Sánchez, 1976; El-Swaify y Dangler, 1982).
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Cuadro 4
Porcentaje de tierras seriamente erosionadas o degradadas en América Central.
INCEP, Guatemala 1992 (MIDEPLAN, 1996) |
|
Costa Rica |
17% |
|
Belice |
1% |
|
Guatemala |
25 - 35% |
|
El Salvador |
45% |
|
Honduras |
7% |
|
Nicaragua |
5 - 10% |
|
Panamá |
17% |
En Costa Rica, según el World Resources Institute (WRI) y el Centro Científico Tropical (CCT), se estima una erosión de 188,6 millones de toneladas de suelo en 1989. El volumen principal de erosión un 61%, del total del periodo estudiado (1970-1989) provino de tierras con cultivos anuales, el 33,8% de tierras en pastos y solamente 5,1% provino de las tierras con cultivos permanentes (MIDEPLAN, 1996).
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Cuadro 5
Area afectada por la erosión hídrica por regiones en Costa Rica,
1981 (MIDEPLAN, 1996) |
| Grado de erosión |
Vertiente del Caribe |
Vertiente del Pacífico |
| km² |
% |
km² |
% |
|
Total territorio 50 831 km² |
23 724 |
|
27 107 |
|
|
Tolerable (geológica) |
18 256 |
77,0 |
11 180 |
41,2 |
|
Ligera a moderada |
4 366 |
18,4 |
8 039 |
29,7 |
|
Severa |
981 |
4,1 |
6 320 |
23,3 |
|
Muy severa |
121 |
0,5 |
1 568 |
5,8 |
En el cuadro 5 vemos como la región del Caribe presenta grados de erosión más bajos debido a que mantiene los suelos húmedos más tiempo, y permanentemente presentan una cobertura de vegetación que protege el suelo del impacto de la lluvia, sus raíces amarran el suelo, y sus tallos y follaje detienen la velocidad del agua impidiendo que tome velocidad y fuerza de arrastre de materiales.
En la región del Pacífico, la sequía prolongada desnuda el suelo y lo expone a la desecación y el calor.
Las partículas secas al humedecerse se deshacen por la falta de cohesión, el impacto de la lluvia las separa, el agua de escorrentía encuentra menos obstáculos en su carrera, acumulando mucha fuerza de arrastre. Además, se forma una costra impermeable que impide la absorción del agua con aumento de la escorrentía.
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Cuadro 6
Pérdida del suelo por erosión por cultivo en Costa Rica. Periodo 1984
(CCT, WRI) (MIDEPLAN, 1996). |
|
Actividad |
Area total |
Erosión total |
Porcentaje |
Promedio |
|
miles de ha |
t·106 |
% |
t./ha/año |
|
Total |
2 435,3 |
224,1 |
100,0 |
92,0 |
|
Cultivos anuales |
412,8 |
125,5 |
56,0 |
304,0 |
|
Cultivos perennes |
252,3 |
14,2 |
6,3 |
56,3 |
|
Pastos (ganadería) |
1 770,2 |
84,4 |
37,7 |
47,6 |
En el cuadro 6 vemos cómo los cultivos anuales inducen grados de erosión muy superiores a los de los cultivos permanentes y pastos.
El cuadro 7 ilustra lo mismo en el estudio de un caso, en Cerbatana de Puriscal, donde el pasto, a pesar de la alta escorrentía, presentó la menor pérdida de suelo.
Esto se debe a la remoción constante del suelo y de su exposición a los meteoros. Un cafetal es un cultivo permanente, pero que en muchos casos es sometido a prácticas inadecuadas que expone el suelo a los agentes de erosión: Raspas, suelo limpio, gavetas, tanques, canales a desnivel, paredones y caminos desprotegidos, gotera por la sombra alta, etc. Si se mantiene una buena cobertura del suelo y se remueve éste, lo menos posible, la erosión es mínima.
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Cuadro 7
Promedio anual de pérdida de suelo y escorrentía, con diferentes cultivos, con una pendiente del 60% y precipitación promedio anual 2 280 mm, en Cerbatana de Puriscal. (Barrantes et al. 1997) |
| Práctica
o cultivo |
Erosión promedio anual |
Escorrentía promedio |
| t/ha |
mm |
|
Café con sombra (5 años) |
1,2 |
28,6 |
|
Café al sol (5 años) |
0,8 |
26.8 |
|
Pasto (90% cobertura) |
0,7 |
76,4 |
|
Tabaco-maíz-frijol |
6,5 |
18,7 |
El café al sol mantiene mayor cantidad de malezas cubriendo el suelo. Y, si la sombra es muy alta, su gotera compacta y separa partículas del suelo. Los suelos más compactados tienen menor tasa de infiltración, por lo tanto mayor escorrentía.
8.1.4. Factores de erosión de los suelos
Porque los efectos del clima, hidrología, paisaje, y las propiedades del suelo pueden ser controlados y manipulados a través del manejo, esos factores son designados "pasivos".
8.1.4.1. Clima
En relación con la erosión, los dos factores climáticos más importantes que tienen acción directa son la precipitación y la velocidad del viento. Otros factores climáticos tienen un efecto indirecto, como el balance hídrico, evapotranspiración, temperatura y la humedad relativa.
Los factores indirectos afectan la erosividad de la lluvia alterando el régimen de humedad del suelo y la proporción de la lluvia que se transforma en un exceso que fluye en la superficie.
8.1.4.2. Lluvia
El efecto de las lluvias en la erosión no es constante y varía con el tipo de suelo, del relieve y de la vegetación dominante. Es la lluvia efectiva la que influencia la cantidad y tasa de la escorrentía superficial. En erosión de suelos, la lluvia efectiva se refiere a la proporción que alcanza la superficie del suelo directamente, infiltra en la tierra, y no contribuye el flujo superficial. La efectividad de la lluvia depende de la cantidad de lluvia y la intensidad, y de otros factores físicos, p. ej. suelo, cobertura vegetal, pendiente y evaporación.
La amplia categoría de regímenes de humedad (p. ej. húmedo, subhúmedo, semiárido, y árido) dependen de las proporciones relativas de precipitación y evapotranspiración. La erosión por agua es siempre severa en las regiones subhúmedas y semiáridas, caracterizadas por una estación seca prolongada. Después de un prolongado periodo seco, intensos aguaceros caen sobre el suelo desprovisto de protección vegetal y causan erosión severa. La erosión por agua es severa en las regiones húmedas solo cuando la cobertura vegetal existente es removida.
8.1.4.3. Distribución del tamaño de gota
Lluvias intensas son causadas por gotas grandes, más gotas por unidad de área, por unidad de tiempo, o ambos. El tamaño de gota es un factor importante en la erosividad de la lluvia.
El tamaño de la gota en una tormenta varía considerablemente. El limite superior de tamaño de gotas en una tormenta natural, sin embargo, es de cerca de 6 mm; mayores son inestables y se rompen en más pequeñas.
Las lluvias en la región tropical están caracterizadas por un mayor tamaño relativo de gotas que aquellas de la región templada. Las lluvias más intensas tropicales, de corta duración, tienen mayor tamaño relativo de gotas.
8.1.4.4. Intensidad de la lluvia
La misma cantidad de lluvia caída en un corto periodo de tiempo causa más erosión que cuando es distribuido en un periodo largo y cae como una lluvia suave de baja intensidad.
El segundo factor que afecta la intensidad de la lluvia es el número de gotas. Si el tamaño de gota permanece igual, a mayor intensidad, mayor número de gotas por unidad de tiempo.
8.1.4.5. Velocidad final de la gota de lluvia
La velocidad final de una caída también depende del tamaño de la gota. En condiciones naturales, la velocidad final aumenta con el aumento del tamaño de la gota. La mayoría de las gotas alcanzan su velocidad final a unos 10 m de caída por gravedad.
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Cuadro 8
Relación entre el tamaño de gota y velocidad terminal
(Wischmeir and Smith, 1958) |
| Tamaño de gota |
Velocidad terminal |
Caída para alcanzar 95% de la
velocidad final |
|
mm |
m/s |
m |
| 0,25 |
1,0 |
|
| 0,50 |
2,0 |
|
| 1,00 |
4,0 |
2,2 |
| 2,00 |
6,5 |
5,0 |
| 3,00 |
8,1 |
7,2 |
| 4,00 |
8,8 |
7,8 |
| 5,00 |
9,1 |
7,6 |
| 6,00 |
9,3 |
7,2 |
El cuadro 8 nos muestra la influencia de la altura en la velocidad de caída y por ende la magnitud del impacto de las gotas. El uso de árboles muy altos como sombra en cafetales, suelen ser muy perjudiciales si el suelo bajo ellos se mantiene libre de coberturas que lo protejan.
8.1.5. Erodabilidad del suelo
8.1.5.1. Textura y distribución del tamaño de las partículas
La textura del suelo implica la apariencia visual y tacto de un suelo. Distribución del tamaño de partícula se refiere al diámetro de las partículas del suelo que es determinado por análisis de laboratorio. En relación con la erosión del suelo, la distribución del tamaño de partículas puede ser caracterizado como: Gravas (> 2mm), arena gruesa (2 a 0,2 mm), arena fina (0,2 a 0,02 mm), limo (0,02 a 0,002 mm) y fracción arcillosa (< de 0,002 mm).
La distribución del tamaño de las partículas es importante en el desprendimiento de los sedimentos y transporte. La textura también determina la facilidad con la cual un suelo puede ser dispersado. Los suelos que contienen bajas cantidades de arcilla son fácilmente dispersados. El tamaño de las partículas también determina el umbral de fuerza requerido para arrancar y arrastrar. Entre más grande la partícula, más fuerza es necesaria para el transporte. El tamaño de la partícula, primaria o secundaria, más fácilmente erodada es de cerca de 0,1 mm o la equivalente. La textura del suelo influencia la erosión del suelo porque las partículas gruesas requieren una mayor fuerza de arrastre (viento o agua) que las partículas pequeñas. En general, las partículas de arcillas y limos se adhieren para formar agregados grandes y pesados. En algunos suelos tropicales, sin embargo, la fracción de limos es relativamente baja.
8.1.6. Estructura
8.1.6.1. Agregación
En la erosión, la estructura del suelo puede comprender las siguientes características: Unión de las partículas y resistencia a la dispersión por el agua, porcentaje de agregados estables en el agua, peso promedio y diámetro de los agregados, facilidad de aceptación de la lluvia y habilidad para transmitir agua a través del perfil, proporción relativa de los macroporos, y estabilidad de los poros y continuidad. En relación con la estabilidad estructural, la cantidad de material agregado en el suelo es importante. El material adherente consiste de materia orgánica, la arcilla y los sesquióxidos.
8.1.6.2. Tamaño de agregados
El tamaño de los agregados estables en agua también tiene su importancia sobre la erosión. Entre más grandes los agregados, más resisten la erosión. Suelos altamente estructurados resistentes a la erosión son aquellos con un alto porcentaje de agregados de 0,25 a 5 mm.
La habilidad de un suelo para resistir la erosión está relacionada con el porcentaje de agregación y la distribución de agregados estables.
La primera fuerza en la separación de partículas de suelo viene del impacto de las gotas de lluvia.
8.1.6.3. Encostrado
La formación de una costra y un sello superficial es el factor mayor responsable de una tasa alta de escorrentía en los suelos tropicales. Los suelos estructuralmente inestables son rápidamente aflojados y forman una costra superficial semi o lentamente permeable. La formación de costra es particularmente severa en suelos con bajos contenidos de materia orgánica.
8.1.6.2. Propiedades de resistencia
Los parámetros de resistencia de los suelos son de relevancia particular a la erosión por el agua que fluye. La densidad volumétrica determina la porosidad total y de aquí la tasa a la cual la lluvia es aceptada. Entre mayor el peso volumétrico, menor la tasa de infiltración.
Los suelos compactados, caracterizados por una alta densidad volumétrica más allá de cierto mínimo, son más propensos a la erosión que los suelos no compactados.
8.1.7. Propiedades hidrológicas
Las propiedades hidrológicas de un suelo se refieren a las propiedades de retención y transmisión del agua.
8.1.7.1. Retención del agua del suelo
Los suelos con un alto porcentaje de materiales contenidos, materia orgánica y arcillas, tienen una alta capacidad de retención de humedad. La resistencia del suelo al arrastre por fluidos es también influenciado por el contenido inicial o antecedente de humedad. Un suelo más seco es más susceptible a la erosión hídrica o eólica que un suelo húmedo. La humedad del suelo provee cohesión entre las partículas e influencia la resistencia del suelo y la tasa de infiltración.
8.1.7.2. Transmisión del agua en el suelo
Se refiere a la facilidad con la que el agua es transferida de la frontera suelo-aire al suelo y de una capa a otra dentro del suelo. Un rango de propiedades del suelo es usado para caracterizar la transmisión del agua en el suelo, incluyendo la conductividad hidráulica (saturado e insaturado) y la tasa de infiltración. La tasa de infiltración es una propiedad importante en relación con la erosión del suelo por el agua.
8.1.7.3. Infiltración
Se refiere a la entrada descendente del agua, desde la superficie en el perfil del suelo. La tasa de infiltración es la tasa máxima a la cual el agua puede entrar en un suelo cuando el agua disponible en la superficie es ilimitada. La tasa máxima de infiltración en equilibrio es también llamada capacidad de infiltración.
La diferencia entre la tasa de precipitación y la tasa de infiltración, llamado el índice de infiltración, es una característica del suelo calculada de datos de campo de tasas de escorrentía y precipitación. La velocidad de infiltración es tasa de infiltrado instantáneo, cambia con el tiempo. La velocidad de infiltración es generalmente alta al principio y decrece con el tiempo hasta que alcanza una tasa constante, p. ej. la tasa de infiltración o la capacidad de infiltración. Los suelos más susceptibles a la erosión son aquellos con tasas bajas de infiltración.
8.1.7.4. Permeabilidad y conductividad hidráulicas
La facilidad del flujo del agua a través del suelo se llama permeabilidad. El equilibrio de la tasa de infiltración se acerca a la conductividad hidráulica saturada del suelo. El término permeabilidad es usado en general para significar la tasa de movimiento del agua a través del suelo.
La permeabilidad del perfil del suelo está significativamente relacionada con las propiedades de los diferentes horizontes. En un perfil en capas, la permeabilidad es controlada por las propiedades hidráulicas de la capa más restrictiva.
La susceptibilidad de un suelo a la erosión está relacionada con su permeabilidad. Suelos con permeabilidad extremadamente lenta a moderada generan mayor escorrentía y son más susceptibles a los procesos que gobiernan la erosión de tierra alta que aquellos con permeabilidad rápida.
8.2. PROPIEDADES QUIMICAS Y MINERALOGICAS
La resistencia de los suelos a las fuerzas generadas por los agentes de erosión está también afectada por sus constituyentes químicos. Los más importantes entre ellos son el contenido y naturaleza de coloides, y la composición de los cationes de intercambio en el complejo colidal. El complejo coloidal, relevante en la erodabilidad del suelo, comprende los contenidos orgánicos y los minerales arcillosos.
8.2.1. Materia orgánica
El contenido de materia orgánica del suelo afecta significativamente la estructura del suelo y su estabilidad. Los suelos con altos contenidos de materia orgánica son menos susceptibles a la erosión que aquellos con contenidos bajos.
Los suelos incultos de los trópicos no necesariamente tienen más bajos contenidos de materia orgánica que sus contrapartes de las zonas templadas, pero el contenido de materia orgánica de los suelos cultivados en los trópicos declina más drásticamente que en las zonas templadas. Además, el contenido de materia orgánica varía con la cantidad de lluvia. Los suelos en los climas húmedos tienen más materia orgánica que los de similar manejo en climas áridos y semiáridos.
Un amplio rango de propiedades físicas del suelo como la estructura, distribución del tamaño de poros, retención de humedad, propiedades de transmisión y aereación, están directa o indirectamente influenciados por la materia orgánica del suelo. Mientras consideremos las propiedades físicas del suelo, es importante de diferenciar el efecto del humus de aquel de los residuos de cosecha o cubierta. Este último tiene efectos pronunciados sobre el régimen hidrotermal, impacto de la lluvia y salpique, encostrado, e infiltración. Mientras el humus influencia estas propiedades fortaleciendo las ganancias que estabilizan las unidades estructurales, mantiene un balance favorable entre los poros de retención y transmisión.
Los suelos con bajos contenidos de materia orgánica son más fácilmente compactados que aquellos con alto contenido de materia orgánica bajo condiciones climáticas similares.
Además de la cantidad y calidad de la materia orgánica, su distribución dentro la matriz es un factor importante de estabilidad estructural. Por ejemplo, la concentración de los contenidos de materia orgánica en los microagregados es lo que los hace resistentes al aflojo y dispersión.
Los aumentos en la materia orgánica debidos a la aplicación contínua de abonos orgánicos aumentaron el porcentaje de agregados estables en agua y su permeabilidad en suelos aluviales en la India. Mejor estabilidad estructural fue también observada con un incremento en el contenido de materia orgánica del suelo debido a la adición de Jacinto de agua, bagazo de caña de azúcar y compost.
La actividad de las lombrices es también importante, estimulada por materia orgánica fresca descompuesta. Mientras la materia orgánica sufre descomposición microbiana, la baba microbiana y sus derivados aumentan la fuerza de adhesión entre los dominios y los microagregados. La liberación de una variedad de polímeros lineales orgánicos, sustancias húmicas de peso molecular bajo, polisacáridos, y poliurónidos, enlazan las partículas en micro y macro agregados. Los contenidos de materia orgánica no siempre aumentan la resistencia del suelo a las fuerzas de los agentes de erosión. Altos contenidos de carbón orgánico en algunos suelos pueden llevar al desarrollo de características de suelos hidrofóbicos. Estos suelos, con alto contenido de materia orgánica, pueden ser erodables por repulsión electrostática mutua, desarrollada entre agregados.
8.2.2. Minerales de arcilla
La estructura del suelo y su resistencia están influenciadas por el contenido y naturaleza de los minerales de arcilla. La erodabilidad del suelo varía con el tipo y contenido de arcilla.
Las propiedades estructurales de algunos suelos tropicales, en especial aquellos que contienen arcillas predominantes de baja actividad (1:1), requieren mención especial. Estas arcillas son aquellas con una capacidad de intercambio de cationes efectiva de 16 meq/100 g de arcilla o menos. Son suelos en los cuales la fracción arcillosa está compuesta predominantemente de caolinita y haloisita con hidróxidos de hierro y aluminio. En su mayoría son alfisoles, ultisoles y oxisoles. Mientras los alfisoles y ultisoles pueden tener arcilla fácilmente dispersable en sus perfiles, la arcilla en los oxisoles es altamente resistente a la dispersión, por las fuerzas intensas entre partículas causadas por los hidróxidos de hierro y aluminio.
No todos los suelos en los trópicos conteniendo arcillas de baja actividad poseen agregación estable. Algunos alfisoles y ultisoles tienen estructura menos estable. Ellos tienen horizontes superficiales de texturas gruesas y medianas, y una aguda transición a horizontes B arcillosos. Son estructuralmente inestables, tienden a romperse y fácilmente compactados; y sus tasas de infiltración declinan rápidamente con el cultivo. En comparación, los oxisoles y alfisoles y ultisoles que tienen solo un incremento gradual en el contenido de arcilla abajo de sus perfiles, son suelos relativamente estables estructuralmente. Los oxisoles siempre son más ácidos que otros suelos con arcillas de baja actividad y pueden tener gibsita y altas proporciones de óxidos e hidróxidos en su fracción arcillosa. Juntos, estos suelos cubren gran parte de los trópicos húmedos y subhúmedos.
8.2.3. Cationes de intercambio
La naturaleza de los cationes en el complejo de intercambio determina el tipo de estructura del suelo y resistencia. Los suelos conteniendo cationes bivalentes predominantemente
(Ca2+, Mg2+) tienen estructuras más estables que aquellas conteniendo cationes monovalentes (Na+, K+).
8.2.4. Características del perfil del suelo
Las características del perfil influencian la erosión directa e indirectamente. El crecimiento de la vegetación, un factor agronómico importante, afecta la erosión proveyendo una cobertura protectora sobre la superficie del suelo y contribuyendo con las reservas de materia orgánica del suelo. Mejor y más profunda distribución de raíces en el perfil del suelo favorece la estructura y reduce erodabilidad. Las características del perfil influencian la magnitud y el tipo de erosión en las siguientes vías:
a) Las características del perfil influencian el flujo del agua
La tasa y el tipo de flujo del agua a través del perfil son influenciados por las propiedades hidrológicas de los diferentes horizontes. El cambio abrupto en las propiedades hidrológicas entre un horizonte y otro inicia procesos que llevan a la erosión. P. ej. arena sobre arcilla puede causar erosión severa sobre el material arenoso sin cohesión superior. Los perfiles caracterizados por un subsuelo compacto son más severamente afectados con erosión acelerada que aquellos con un subsuelo más friable y permeable.
b) Las características del perfil influencian el crecimiento vegetativo
Suelos con un horizonte superior superficial y aquellos cercanos a la cama de rocas son más susceptibles a la erosión que aquellos con un horizonte A profundo. Si las propiedades del subsuelo son desfavorables al crecimiento de las raíces, el suelo superficial es siempre propenso a la erosión acelerada.
Tales suelos pueden soportar solo escasa vegetación que es fácilmente denudada por el pastoreo u otros factores naturales. La erosión por viento y el agua se vuelven acelerados en superficies desnudas y sobre suelos con poca materia orgánica y estructura pobre. Los suelos con baja fertilidad, en zonas templadas y tropicales, son más fácilmente erodadas y degradadas que los suelos fértiles (Sánchez, 1976, Suárez de Castro, 1982).
8.3. MEDICION DE LA EROSION
La medición de la erosión se debe realizar en cada sitio. Y ya hemos presentado un ejemplo en el cuadro 7. Una revisión de las variables que componen la Ecuación Universal de Erosión, nos da pautas de la efectividad e idoneidad de las prácticas de protección de los suelos que podemos adoptar y realizar.
Ecuación Universal de Erosión, citada por Rivera y Gómez (1993).
A= R x K x L x S x C x P.
Donde:
A = Pérdida de suelo por erosión en t/ha.año.
R = Indice de erosividad de las lluvias (medida de agresividad de las energías de las lluvias que ocasionan erosión) en tm.mm/ha.h.año.
K = Indice de erodabilidad del suelo (susceptibilidad del suelo a la erosión), en t.ha.h/tm.mm.ha.
LS= Factor de la longitud de la pendiente del terreno por el factor grado de inclinación de éste (los cuales potencializan la energía del agua como agente de la erosión).
C = Factor del cultivo (cubrimiento vegetal que atempera la agresividad de la precipitación).
P = Factor prácticas de conservación de suelos (ayuda a atemperar la acción del agua como agente de erosión).
En Colombia, la predicción de pérdida por erosión en cafetales es de 1,77 t/ha.año (Rivera y Gómez, 1993). Rivera (1998) resume la calificación del factor de erodabilidad de cinco suelos de la zona cafetalera colombiana, según varios autores. El valor K está definido por el tamaño de los agregados que componen la estructura superficial del suelo y su importancia en la resistencia a la erosión. Para agregados menores a 0,5 mm, el factor K varió de 8,75 a 53,4; agregados de 0,5 a 1 mm, varió de 3 a 14,39; y agregados de 1 a 2 mm, varió de 1,39 a 13,76. Sus promedios (de cinco observaciones) si cabe, fueron 22,57; 5,98 y 4,22 del factor erodabilidad, recalcando la importancia del tamaño de los agregados del suelo y su influencia en la susceptibilidad a la erosión.
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Cuadro 9
Eficiencia de algunas prácticas de conservación de suelos
(Rivera y Gómez, 1993) |
|
Práctica |
Eficiencia máxima (%) |
Factor P |
|
Siembra en contorno |
30 |
0,7 |
|
Barreras vivas |
60 |
0,4 |
|
Cultivo en fajas |
60 |
0,4 |
|
Coberturas vegetales |
95 |
0,05 |
|
Coberturas "nobles" |
97 |
0,03 |
|
Empastados (gramíneas) |
99 |
0,01 |
|
Bosque y sotobosque |
99 |
0,01 |
El cuadro 9 destaca la importancia de la integración de prácticas de conservación en el establecimiento y manejo del cultivo; y subraya la importancia del uso de cobertura del suelo para mantener a un mínimo la acción de los agentes erosivos, ya sea que se siembre, se mantenga un enmalezado selectivo o se apliquen coberturas muertas con residuos de podas o materiales orgánicos.
El uso de barreras y la siembra a contorno son importantes pero no son suficientes para una protección efectiva. La construcción de canales y acequias no son prácticas adecuadas.
|
Cuadro 10
Valores C para coberturas herbáceas, Wischmeier, 1974
(Rivera y Gómez, 1993) |
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Cobertura % |
Establecimiento |
Factor C |
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95-100 |
Bien |
0,003 |
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80 |
Moderado |
0,012 |
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40 |
Pobre |
0,10 |
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20 |
Muy pobre |
0,20 |
El cuadro 10 destaca la importancia del uso de coberturas bien adaptadas a las condiciones de suelo y clima del lugar, para que su efecto sea eficiente. La introducción de especies exóticas corre este riesgo, por lo cual el enmalezado selectivo es más consecuente con los objetivos buscados.
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Cuadro 11
Factor C de cobertura vegetal y técnicas de cultivo en Africa Occidental
(Roose 1977, citado por Rivera y Gómez 1993) |
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Práctica |
Factor C |
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Suelo desnudo |
1 |
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Bosque natural, matorral, cultivo con capagruesa de materia orgánica |
0,001 |
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Sabana o potrero en buenas condiciones |
0,01 |
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Sabana o potrero sobrepastoreado |
0,1 |
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Cubierta de cultivo de desarrollo lento |
0,3-0,8 |
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Cubierta o cultivo de desarrollo rápido |
0,001-0,1 |
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Maíz, sorgo |
0,4-0,9 |
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Arroz |
0,1-0,2 |
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Yuca y ñame |
0,01 |
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Café, cacao, palma |
0,1-0,3 |
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Piña en contorno |
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-residuo quemado |
0,2-0,5 |
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-residuo enterrado |
0,1-0,3 |
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-residuo superficial |
0,2-0,8 |
Fuente: OIRSA
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