UNIVERSIDAD NACIONAL DE RIO CUARTO FACULTAD DE AGRONOMÍA Y VETERINARIA

INGENIERIA AGRONÓMICA

CURSO: USO Y MANEJO DE SUELOS (CODIGO 2028)

DIAGNÓSTICO DE SUELOS

PARA EL MANEJO

Documento de apoyo didáctico para el curso Uso y Manejo de Suelos

(Código 2028)

Autores:

Ing. Agr. Msc. Alberto Cantero Gutiérrez Ing. Agr. Msc José M. Cisneros

Agosto de 2005

1. INTRODUCCION El contenido e importancia del MANEJO de las tierras se compromete al considerar que los hombres con su cultura y organización económica y social son parte integrante del ecosistema, estando en una interrelación permanente con los demás componentes y sujeto a los impactos que provoca su desequilibrio.

La estructura, y la coyuntura económica, condicionan profundamente la asignación de prioridades a los diferentes factores de la producción agropecuaria. Los cambios de uso del suelo operados en la región pampeana, chaqueña y del espinal semiárido en la última década, hacen necesario desarrollar métodos que permitan evaluar los impactos ambientales de esos cambios, a los fines de adoptar sistemas de manejo que permitan la sustentabilidad económica, ecológica y social de esas regiones.

Con frecuencia se plantea la situación de escasez y restricciones en la disponibilidad de recursos, y la necesidad de lograr una alta efectividad en la utilización de los existentes.

Para encontrar una solución a este planteo se requiere comprender en forma precisa, las interacciones que existen entre las propiedades de las tierras, y los recursos técnicos disponibles o que es necesario generar para alcanzar las situaciones más favorables de comportamiento de suelos, respecto a conservación y a producción.

A la producción agropecuaria se la puede plantear como a un “sistema de múltiples variables en interacciones continua”.

Del conjunto de esas variables, el clima en primer lugar, y posteriormente el suelo ejerce el mayor grado de condicionamiento, sobre el comportamiento global del sistema.

Con el concepto de manejo del suelo se busca señalar al conjunto de acciones que, ejercida sobre el mismo, tienen por objetivo:

• lograr que los vegetales encuentren las mejores condiciones para el cumplimiento de sus funciones ontogénicas y

• mantener su integridad ante la acción climática o geomorfológica”. Este concepto de manejo de suelos, se vincula con dos grandes aspectos:

• Mantenimiento del equilibrio morfogénesis/pedogénesis y resistencia a la degradación, remoción y transporte del suelo, y

• Funcionalismo del suelo ajustado a las necesidades del vegetal durante las etapas de germinación, emergencia, crecimiento y madurez.

Este requiere el cumplimiento de las siguientes etapas de conocimiento:

• Interpretación de la condición actual del suelo; • Situación a la que es necesario llevar el suelo, para un determinado

comportamiento y funcionalismo del mismo; • Cuáles son las tecnologías disponibles para lograrlo.

2

2. BASES PARA EL DIAGNOSTICO FUNCIONAL DE LAS TIERRAS El análisis que se ha planteado también brinda el enfoque para una propuesta de diagnóstico, que es necesario que permita una visión integral y dinámica de los componentes y procesos involucrados. En tal sentido es necesario tener presente la estrecha interdependencia entre la morfología y funcionamiento del suelo, con relación a su ubicación en el paisaje. Son ejemplos de ellos, los Argialboles en el centro y periferia de las depresiones, los suelos ubicados en laderas medias respecto a los planos bajos, de ambientes fuertemente ondulados, etc. No se maneja una muestra de suelo superficial, sino al conjunto, en la cual, el perfil es la unidad elemental del diagnóstico, de comportamiento y manejo, y a su conjunto responde el vegetal. El concepto de DIAGNÓSTICO esta presidido por la búsqueda de una respuesta a los siguientes cuestionamientos o puntos mínimos de referencia: * Qué buscar? * Qué medir? * Para que destino interpretar? * Dentro de que contexto socio-económico-cultural y tecnológico se debe intervenir?. Que buscar, que medir ? El planteo de las respuestas necesariamente lleva a emitir juicios valorativos que tienen como requerimiento preliminar, el establecer los marcos de referencia. Estos marcos de referencia nos permitirán valorar cuan alejadas están las condiciones analizadas de alguna situación testigo. A veces este marco de referencia se ha tomado en base de un “suelo ideal”, pero en la realidad este ideal absoluto no existe, lo que si existe es el suelo real, y un concepto de comparación o ideal relativo como “ la mejor manifestación de las condiciones a las que es posible llegar en la particular combinación de clima-relieve-suelo, para las diversas alternativas técnicas disponibles, o posibles de incorporar”. Esto significa que nuestro marco de referencia siempre deberá estar vinculado a ese suelo, en su condición óptima de funcionalidad, quedando para el diagnóstico determinar cuan lejos o cerca de ella se encuentra el suelo hoy (Figura 1). Por lo general los marcos de referencia utilizados deben integrar los factores de la génesis del suelo que permita establecer el grado de alejamiento de un suelo, respecto a su condición de evolución genética sin uso (suelo virgen, suelo de monte, suelo bajo el alambrado). Para ello se requiere determinar (si es posible en una situación no alterada) o estimar, cuáles son las variables de partida de la condición del suelo, para de ese modo poder contrastarlas con las actualmente medidas (nuestro marco de referencia en este caso es la situación del suelo sin uso).

3

Ejemplo de comparación de propiedades del suelo entre un mismo suelo en distintas condiciones de uso se dan en las Tablas 1, 2 y 3 (Cisneros y col, 1997). Tabla 1: Variación de la densidad aparente de un suelo de la región de General

Deheza para dos condiciones de uso. Suelo

agrícola (80 años)

Suelo virgen

(Monte)

Profundidad del suelo (cm) Densidad aparente

(Tn/m3) 0-7 0.98 1.09 7-15 1.57 1.12 20-30 1.51 1.14 30-40 1.34 1.14 40-50 1.15 1.24 + 50 cm 1.25 1.28

Tabla 2: Variación de la conductividad hidráulica de un suelo de la región de

General Deheza para dos condiciones de uso.

Suelo agrícola

(80 años)

Suelo virgen

(Monte)

Profundidad del suelo (cm) Conductividad Hidráulica

(mm/h) 0-7 1.34 37.90 7-15 5.26 42.28

Tabla 3: Variación de la infiltración acumulada y velocidad de infiltración de un

suelo de la región de General Deheza para dos condiciones de uso.

Variable evaluada

Suelo agrícola

(80 años)

Suelo virgen

(Monte) Lámina infiltrada acumulada (mm)

35 710

Velocidad de Infilración (mm h-1)

7,4 312

Coeficiente de escurrimiento (%)

33 ≈ 0

En el otro extremo podemos tomar como marco de referencia una situación de máxima alteración de alguna propiedad importante (el mismo suelo con una historia de uso intensivo), que permita hallar el otro extremo de referencia. Algunas de estas propiedades se pueden simular en laboratorio o a campo, sometiendo al suelo a tratamientos especiales. Esta metodología a dado origen a algunos modelos conceptuales y matemáticos de estimación de

4

la degradación (modelos de pérdida de suelos, de cálculo de caudales, de balance de materia orgánica, de balance de nutrientes, etc.) Actualmente se ha introducido el concepto de enfermedad ecológica o enfermedad ecosistémica, a aquel estado de desequilibrio o disfuncionalidad, que puede ser aplicado a las tierras, concebidas como ecosistemas. Estos modelos buscan establecer límites de funcionalidad tolerables, dentro de los cuales deberían manejarse los sistemas (Figura 1)

Figura 1: El concepto de enfermedad ecológica y los límites de funcionalidad (Modificado de Cairns y Niederlehner, 1993)

Nuevo equilibrio (?)

Momento de intervención

No uso

Tiempo de uso

Equilibrio de deterioro

Trayectorias de recuperación

Mínimo admisible

Máximo posible

Productividad

Para qué destino interpretar? Como el diagnóstico tiene destinatario concreto, por uso, o por un manejo especial, ó rubro de producción concreto, también conviene precisar las condiciones que mejor se adapten a ese rubro de producción, por la especie, variedad, ciclo, modelo de desocupación de suelo, etc. Condiciones que eventualmente pueden ser diferentes para las diferentes etapas ontogénicas, y el tipo de producto que signifique rendimiento, por ejemplo será diferente para emergencia que para floración, para trigo de pasto ó de grano, para cultivo de rabanitos que otro de alfalfa.

5

En la interpretación del suelo como natural en permanente dinámica, también es necesario tener presente las condiciones iniciales de que se parte y la evolución natural que las mismas tendrán en su ritmo estacional, y en el tiempo cronológico que interese considerar para la particular comunidad vegetal (cultivada o natural que se esté conduciendo). Si bien el perfil con su expresión tridimensional es la unidad elemental de función y manejo, cada horizonte representa un ambiente particular para la raíz del punto de visita físico, químico, biológico y bioquímico; por tal motivo su organización físico-morfológico, va ha definir las propiedades derivadas de: porosidad capacidad de aire y agua, compactación etc. que van ha ser por lo tanto las determinaciones de los procesos de ganancia, pérdida, transformación y circulación de agua, calor, oxígeno y elementos químicos. Estos conceptos se sintetizan en la Figura 2:

=

R0 T0 Pr0

R1 T1 Pr1

MATERIAL ORIGINARIO

GENESIS

HORIZONTES

ISOTROPISMO/ANISOTROPISMO

PERFIL

PROCESOS ADICION, PERDIDA, TRANSFERENCIA YTRANSFORMACION

FUNCIONESEspacio físicoAguaAireTemperaturaNutrimentos

FUNCIONESEspacio físicoAguaAireTemperaturaNutrimentos

FUNCIONALIDAD DEL SUELO

FUNCIONALIDAD DEL SUELO GENOTIPO

Figura 2: Esquema conceptual del funcionamiento del sistema suelo-paisaje-vegetal. Como salida de estas interacciones se tiene el funcionamiento del sistema vegetal-suelo-paisaje, que es el que debe manejarse.

6

Algunas condiciones que orientan sobre requerimiento específicos de manejo del suelo son los siguientes criterios de funcionalismo:

• Ausencia de limitaciones de profundidad del suelo para el desarrollo de raíces;

• Ausencia de límites abruptos (físico, químicos o morfológicos) entre capas ú horizontes, ya sean genéticos ó inducidos;

• c). Estructuras que permitan la expresión del modelo genético del sistema de raíces de cultivo, sin confinamientos del mismo en los inter-peds y sin impedimento para la exploración del volumen intra-peds.

• d). Condiciones de superficie del suelo que permitan; *estabilidad de los agregados durante el humedecimiento ó desecamiento; *transmisión de agua hacia el interior del suelo, sin anegamiento prolongados; *fácil emergencia de las plántulas del cultivo; *buena circulación de aire • e). Buena capacidad de almacenar agua, y con balance hídrico

compensado en sus ciclos temporales; • f). Granulometrías de manifestación equilibrada ante la aplicación de

fuerzas o energías (implica todas las consideraciones de consistencias, plasticidad, etc.);

• g). Ausencias de accidentes en el perfil y de impedimento superficiales (roca, piedras, etc.);

• h). Dinámica permanente de los ciclos orgánicos, con picos alternados de incremento;

• i). Alta capacidad tampón de nutrientes que cumplen ciclos inorgánicos (o que están dependientes de ser librados por las fracciones inorgánicas del suelo).

También el concepto de funcionalismo debe implicar un conocimiento de la capacidad del suelo para permitir expresar el potencial genético del cultivo (discutir por ejemplo las asociaciones de Argiudoles típicos franco-arcillo-limosos con Hapludoles a énticos arenosos-franco en el oeste de Río Cuarto); de la velocidad de abatimiento de usa condiciones intrínsecas definitorias de la productividad y de la capacidad de volver a recuperarla en el tiempo, (por ejemplo degradación de estructuras en el B22t de un Argiudol vértico y de A12 de un Hapludol típico). 3 PROPUESTA METODOLOGICA PARA PLANIFICAR EL MANEJO Comprendido este funcionamiento del suelo se está en condiciones de plantear la superación del concepto de “paquete tecnológico”, de pretendida aplicación universal y proponer modelos de producción adaptados a la dinámica de cada ambiente. Una metodología que permite organizar las acciones técnicas de manejo de suelo en este sentido, es la formulación de modelos ecotecnológicos. Estos modelos utilizan las siguientes variables operativas (Cantero y Cantú, 1984):

7

- LIMITACIONES - RESTRICCIONES - EQUIVALENCIAS LIMITACIONES: Por su jerarquía las limitaciones pueden desagregarse en: a) Limitaciones estructurales: aquellos componentes y relaciones del sistema

productivo, que son limitantes permanentes con los niveles tecnológicos a aplicar en el mismo;

b) Limitaciones funcionales: son los factores o relaciones que condicionan el óptimo funcionalismo de los componentes del sistema, posibles de revertir a los niveles tecnológicos considerados.

RESTRICCIONES: De acuerdo con cada una de la limitaciones existentes: estructurales o funcionales, es posible entonces proponer otra variable operativa para optimizar el comportamiento de cada recurso: Restricciones de uso o Restricciones de manejo según se trate de controlar las limitaciones estructurales o funcionales de las tierras respectivamente. Las restricciones de uso se concretan en decisiones de exclusión de usos o rubros para ese tipo de tierra, ya sea debido a que la capacidad de producción o los riesgos de uso son tan altos que no permiten la expresión de un uso en particular o de algún rubro en particular (por ejemplo maní en tierras con suelos pesados). Mediante las restricciones de uso adapto el sistema de producción a las limitaciones permanentes e irreversibles de las tierras, de modo de adecuar el uso actual al uso potencial. Ejemplos de restricciones de uso son las siguientes:

• Restricción al uso agrícola y ganadero intensivo (tambo, invernada) en tierras anegadizas sujetas a salinización.

• Restricción al rubro maní por problemas de suelos pesados (franco arcilloso, franco limoso, arcilloso)

• Restricción al rubro forestal por poca profundidad de suelo. Las restricciones de manejo se concretan en la exclusión de alguna o algunas técnicas para las condiciones actuales del sistema productivo, que no permiten expresar una funcionalidad óptima del suelo, o que implican riesgos de degradación o destrucción del mismo. El concepto de restricción de manejo está expresado esquemáticamente en la Figura 1, al considerar que el deterioro puede tolerarse hasta un cierto umbral mínimo admisible, representado por alguna variable o indicador, a partir del cual es necesario aplicar o dejar de aplicar alguna técnica de manejo que permita recuperar la productividad perdida, y evitar deterioros irreversibles. Para plantear este tipo de restricciones es necesario conocer las propiedades del suelo que sirvan como indicadores de la limitante funcional que se busca corregir. Estos indicadores, actualmente conocidos como

8

indicadores de salud del suelo o indicadores de sustentabilidad son variables del suelo necesarias de monitorear para conocer el estado de la limitación y la necesidad de revertir sus efectos. Ejemplos de la aplicación de indicadores para plantear restricciones de manejo son:

• cobertura de rastrojos mínima en el suelo para controlar erosión hídrica o eólica, o para restringir algún laboreo

• densidad aparente máxima de un horizonte para la cual es necesario aplicar una labor profunda,

• salinidad del horizonte superficial del suelo mínima para realizar una clausura al pastoreo,

• contenido mínimo de P disponible en el suelo para recomendar una fertilización

Estos indicadores que ayudan a definir la aplicación o no de una técnica de manejo del suelo, y están ubicadas en el alto nivel de decisiones del modelo, permiten el control y mantenimiento de las cualidades y el potencial productivo de las tierras. Los objetivos básicos del planteo de restricciones de uso y manejo son: 1) Evitar que el uso actual provoque el deterioro permanente (destrucción) del

recurso tierra (restricciones de uso); 2) Que los deterioros parciales producidos durante la utilización de los

recursos, sólo lleguen a niveles de fácil reversión (restricciones de manejo); 3) Que toda superficie de tierras cumpla funciones preestablecidas, ya sea por

estar en producción, o por estar recuperando condiciones de estabilidad y capacidad productiva (ambos tipos de restricciones),

4) Que toda comunidad vegetal esté expresando el máximo de su potencial genético.

La relación entre las limitaciones, restricciones y equivalencias, puede ser esquematizada en base a la simbología de sistemas (Figura 3), considerando a las limitaciones estructurales como variables que influyen sobre el uso y a las limitaciones funcionales como variables que influyen sobre el manejo. Las restricciones de uso, a su vez, influyen seleccionando los usos adecuados del conjunto de los usos posibles, y a las limitaciones funcionales seleccionando las técnicas de manejo adecuadas del conjunto de técnicas de manejo posibles.

9

Figura 3: Relaciones entre LIMITACIONES, RESTRICCIONES y EQUIVALENCIAS

EQUIVALENCIAS: Para optimizar la respuesta del suelo ante los usos y manejos posibles, luego de aplicadas las restricciones, nos resta seleccionar de entre aquellos usos posibles, el que mejor se adapte a la particular coyuntura económica, minimizando el daño al suelo, o permitiendo producir el mejoramiento más efectivo de sus propiedades. El planteo de equivalencias nos aporta criterios para poder comparar entre diferentes usos y diferentes técnicas y de allí seleccionar la más conveniente.

10

Se plantean tres tipos de equivalencias, las cuales requieren apoyarse en los siguientes conocimientos:

a)Equivalencias de producción: Se refiere a equivalencias entre diferentes rubros de producción en términos de producción bruta, energía o margen bruto para diferentes aplicaciones de tecnología. El conocimiento de los niveles de producción probables de alcanzar para dados niveles de insumo, permite hacer la selección de la opción económicamente más viable en esa coyuntura. Ejemplo de la aplicación de esta variable es la comparación de márgenes brutos para soja, maíz, girasol, sorgo, maní lo cual exige conocer cuales serán las producciones probables de cada uno, para un mismo nivel tecnológico, a los fines de decidir cual de ellos se seleccionará ese año, bajo ese criterio económico.

b) Equivalencias de deterioro:

Como cada función de producción (rubro + tecnología aplicada) lleva implícito un cierto grado de deterioro del suelo, es necesario precisar las implicancias de la acumulación de estos “deterioros residuales” sobre el equilibrio del sistema productivo, por la necesidad de incorporar técnicas de manejo que los reviertan (Figura 1). Cada tipo de suelo presenta una capacidad de resistir las presiones de uso (concepto de resistencia) y una capacidad de recuperar las condiciones productivas (concepto de resiliencia), por lo que es necesario caracterizar estas tendencias, a la hora de programar los usos más efectivos (Figura 4). Estos conceptos son la base que permite la programación de la rotación de cultivos. Ejemplos de aplicación de esta variable se visualizan al comparar cuál es el efecto sobre el contenido de materia orgánica del suelo que producen distintas combinaciones de cultivos y técnicas de manejo (soja en siembra directa, soja convencional, trigo-soja, maíz-soja), y sobre diferentes tipos de suelo, y de allí programar rotaciones que garanticen aumentos o mantenimiento de la materia orgánica.

c) Equivalencias de mejoramiento

Así como existen funciones de producción y técnicas que pueden compararse en su capacidad de deterioro, también es posible plantear la existencia de equivalencias en su capacidad de mejorar la condición del suelo. De allí que se considera necesario disponer de distintas alternativas técnicas para superar problemas similares. Para establecer estas equivalencias de mejora en las propiedades del suelo, hay que tener en consideración las limitaciones externas, las internas del perfil, y el ritmo funcional de cada sistema paisaje-suelo-planta, consecuencia de las diferencias épocas e intensidades en los aporte de materia y energía.

Como se mencionó, la resolución de las variables anteriores es la base conceptual para el diseño de la rotación de cultivos, en base a un escenario de mantenimiento y mejora de la capacidad productiva del suelo. Las “ondas” de

11

deterioro/mejoramiento (Figura 1), para dos condiciones de resistencia y resiliencia del suelo (Eswaran, 1994), pueden esquematizarse en la Figura 4. | Productividad

Relativa ALTA RESISTENCIA Y RESILIENCIA

Productividad Relativa BAJA

RESISTENCIA Y RESILIENCIA

Función de mejoramiento

Función de deterioro

Tiempo Tiempo Figura 4: Esquema de las funciones de deterioro y mejoramiento o

recuperación para suelos con diferente resistencia y resiliencia.

Ejemplos de aplicación de equivalencias de mejoramiento o recuperación son cuando se analiza en base a que técnica se puede mejorar la condición física de un suelo degradado: mediante labores profundas, mediante el efecto de raíces profundas, dejando el suelo en siembra directa continua, con una combinación de alguna de ellas. Otro ejemplo es el que se plantea al analizar de que modos es posible recuperar la materia orgánica del suelo: mediante pasturas perennes, mediante manejo de residuos, aplicando abonos verdes anuales, etc.

Estos conceptos permiten agrupar en diferentes niveles las etapas que se cumplen en el planteo de manejo de los suelos. También surge el tratamiento del tema como un sistema abierto, y dinámico; por lo tanto es posible aproximarse a su manejo o conducción únicamente a través de la visión del conjunto siendo imprescindible aplicar el principio de equifinalidad de los sistemas abiertos (llegar al mismo resultado final, a través de diferentes vías.), es decir que diferentes técnicas, permiten resultados similares.

REFERENCIAS -Cairns J. Jr. and B. R. Niederlehner. 1993. Ecological function and resilience: neglected criteria for environmental impact assessment and ecological risk analysis. The environmental professional, 15: 116-124. - Cantero, G. A., M. P. Cantú. 1984. Manejo integrado de los Recursos Naturales para la optimización de su productividad en el centro sur de la provincia de Córdoba (Argentina). Propuesta de Programa de investigación. Rev. UNRC 4 (2) 173-208. Cisneros, J. M., Cholaky, C. ; Bricchi, E. ; Giayetto, O. y Cantero, J. J. 1997. Evaluación del efecto del uso agrícola sobre las propiedades físicas de un Haplustol típico del centro de Córdoba. Rev. UNRC 17(1): 13-22. - Eswaran, H. 1994. Soil resilience and sustainable land management in the context of AGENDA 21. p. 21-32. In Soil Resilience and Sustainable Land Use. D.J. Greenland and Szabolcs (Eds.). CAB Int., Wallingford, Oxon.UK.

12