LA EROSION Y EL RENDIMIENTO DE LOS CULTIVOS

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La degradación del suelo, a consecuencia de la erosión, en última instancia, provoca la reducción de la productividad del suelo con reflejos sobre la producción de los cultivos. A pesar de que esta afirmación es de conocimiento general, pocos son los datos disponibles que cuantifican esta reducción, especialmente datos relativos a la tecnología actualmente utilizada. En los casos extremos, como cuando aparecen cárcavas o cuando hay pérdida total de la capa arable, el efecto en el rendimiento es obvio; en cambio, cuando ocurren pequeñas pérdidas anuales del suelo, el efecto puede ser imperceptible por muchos años.

La reducción de la productividad del suelo debido a la erosión ha sido tema de muchos trabajos. Para el estudio de esta relación se han utilizado ensayos simulados en invernadero; mediciones a nivel de campo, en áreas con diferentes grados de erosión (Schertz, 1985); modelos empíricos basados en los atributos del suelo (Gantzer y

McCarty, 1984) y ensayos con simulación de la erosión en el campo (extracción de capas del suelo) (Muy y Souza,1990; Sparovek et al., 199O).

En la mayoría de los trabajos se han valido metodologías de mediciones a nivel de campo en áreas con diferentes grados de erosión y de ensayos con simulación de erosión en el campo.

Según Schertz (1985), en un trabajo realizado a nivel de campo con diferentes grados de degradación, la erosión redujo significativamente el rendimiento de maíz y de soya, pero el grado de erosión varió con el tipo de suela y el año agrícola (cuadros 6 y 7). También observó que las reducciones significativas de los rendimientos entre las fases leve y severa de erosión variaron de 16 a 34% para el maíz y de 14 a 2996 para la soya.

CUADRO 6
Productividad da maíz, por fase de erosión y por año agricola, para tres suelos de los EE.UU. (suelos de corwin , Miami y Morley)

* Los valores de productividad del mismo suelo Y del mismo año seguidos por la misma letra no son significativamente diferentes a nivel de 5%.
** El número entre paréntesis es la cantidad de lugares de los que se tomó datos de maíz.
*** No hubo recolección de datos para el maíz.
Fuente: Schertz, 1985.

La metodología de simulación de erosión, a pesar de que probablemente es más drástica que el proceso natural de erosión, es conveniente porque se obtienen resultados a corto plazo en relación al proceso natural que necesita de un tiempo relativamente largo para producir diferentes grados de erosión bajo lluvia natural.

A pesar de que hay consenso en que se produce una disminución de la productividad del suelo, el grado de disminución y el mantenimiento/recuperación de la productividad en una situación de extrema degradación, depende del tipo de suelo y de la capacidad de sostenimiento química y física del suelo erosionado. En virtud de esta especificidad de cada situación, los datos de disminución de los rendimientos no se pueden extrapolar genéricamente.

CUADRO 7
Productividad de soya, por fase de erosión Y por año agrícola, para tres suelos da los EE.UU. (suelos de Corwin , Miami y Morlay)

* Los valores de productividad del mismo suelo Y del mismo año seguidos por la misma letra no son significativamente diferentes a nivel de 5%.
** El número entre paréntesis es la cantidad de lugares de los que se tomo datos de soya.
*** No hubo recolección de datos para la soya
Fuente: Schertz, 1985.

En un estudio realizado en un suelo Ferric Acrisol (Podzólico Rojizo Oscuro Endoálico, sistema brasileño) Sparovek et al. (1990), llegaron a la conclusión de que el rendimiento está relacionado directamente con la profundidad del suelo remanente después de la remoción de la capa superficial más rica en nutrientes. En este estudio la disminución del rendimiento fue significativa hasta la remoción de 15 cm de suelo, llegando a quedar nula en el tratamiento sin abonamiento después de la remoción de 20 cm de suelo (figura 3). Por otro lado la relación entre la disminución de los rendimientos y la remoción del suelo superficial no fue constante para todas las profundidades.

Huat (1974) y Siew y Fatt (1975), citados por El-Swaify y Dangler (1982), compararon los efectos de la pérdida del suelo en la producción del maíz en un suelo de baja aptitud agrícola y en un suelo productivo (figura 4). De acuerdo a lo esperado, hubo disminución en el crecimiento y en la producción debido a la remoción del suelo; sin embargo, el efecto fue más severo en el primero que en el segundo suelo. Estudios de Lal (1976) evidenciaron la reducción del rendimiento del maíz (Zea mays, L.) y del caupí (Vigna unguiculata, L.) debido a la erosión simulada en un Alfisol de Africa Occidental. Esta reducción fue diferenciada para los cultivos, mostrando la mayor tolerancia del campí (reducción del 38% para la pérdida de 10 cm de suelo) y las condiciones limitantes en relación al maíz (reducción de 52% de la producción) (figura 5).

El efecto de la degradación del suelo debido a su remoción artificial, puede ser observada desde los primeros estados de crecimiento de los cultivos porque provoca la disminución del vigor de las plántalas, disminución de la altura de crecimiento y prolongación de los estados de desarrollo (Sparovek et al., 199O y May y Souza, 1990) hasta provocar la disminución de la producción de materia seca total del cultivo (Veiga et al., 1992) (figura 6 y cuadro 8). Lal (1976), citado por El-Swaify y Dangler (1982), también observaron disminución en el desarrollo radicular (cuadros 9 y 10).

FlGURA 3 : Productividad del maíz (Mg/ha) en diferentes grados de simulación de erosión en un suelo. Podzólico Amarlilento-Oscuro endoálico Piracicaba, Sao Paulo, 1982.
Fuente: Sparovek et al., 1990.

CUADRO 8
Materia seca de maíz en el período de floración en la parte auperior, inferior Y total de la parcela en un Ferraisol ródico después de treo años de erosión con diferentes grados de cobertura de suelo (CPPP/EPAGRI). Chapeco, Sc, Brasil)

* Promedios seguidos por la misma letra en la columna, no difieren estadisticamente (test Turkey, 5%)

FIGURA 4 : Efectos de erosión simulada en 106 rendimientos de maíz en Malasia, (a) para un suelo pedregoso, y (b) para un suelo profundo.

CUADRO 9
Efectos de la remoción de capas de suelo en el desarrollo radicular del Caupi (Vigna Ungoculata L.)

Fuente: Lal, 1977.

EFECTOS ECONOMICOS DE LA EROSION DEL SUELO EN LAS PERDIDAS DE NUTRIENTES Y EN EL RENDIMIENTO DE LOS CULTIVOS

No es tarea muy fácil evaluar los efectos económicos del mal manejo del suelo cuya consecuencia es la degradación, la erosión y la reducción del rendimiento de los cultivos. Esta dificultad proviene principalmente de la falta de cuantificación de las innumerables interacciones entre la degradación del suelo y la eficiencia de fertilizantes y enmiendas, clima, pérdida por erosión, etc. (Lal,1983 citado por Mielniczuk y Schneider, 1984).

CUADRO 10
Efectos da IA remoción da cao" del suelo en el desarrollo radicular del maíz (Zea mays, L..)

Fuente: Lal, 1977

FIGURA 5 : Efectos da la remoción del suelo en al rendimiento da maíz y caupí en Alfisoles.

Los efectos económicos pueden resultar de daños directos e indirectos debido a la erosión.

FIGURA 6 : Altura final de las plantas de maíz cultivadas con diferentes niveles de simulación da erosión y de recuperación del sudo en un Podzólico Rojizo-Oscuro endoálico. Piracicaba, Sao Paulo. 1990.
Fuente: Sparovek et al., 1990.

DAÑOS DIRECTOS

Los daños directos se refieren a las pérdidas de nutrientes, enmiendas, semillas, energía y trabajo para la resiembra de los cultivos destruidos por la erosión (Mielniczuk y Schneider, 1984). Este tipo de daño es muy común en regiones donde coinciden el período de ocurrencia de lluvias erosivas con la época de preparación del suelo o estados iniciales de crecimiento de los cultivos de verano, como sucede en la región sur de Brasil.

Brasil pierde por erosión cerca de 500 millones de toneladas (Megagramos, Mg) de suelo anualmente. Esto representa la pérdida de una capa de 15 cm de profundidad en un área de 280 000 ha. Asumiendo que los suelos brasileños tienen en promedio 0,10% de N, 0,15% de P₂O₅ y 1,5% K₂O, se concluye que se pierden anualmente más de 8 millones de toneladas de nutrientes. (Bertoni y Lombardi Neto, 1985).

Se estima en término medio que en Rio Grande do Sul (estado situado al sur de Brasil), las pérdidas de suelo por erosión son del orden de 41,8 Mg/ha/año, totalizando frijol y maíz. De este total de suelo perdido se estima una pérdida de 484 800 toneladas de cal, 660 700 toneladas de nitrógeno, 3 600 toneladas de P₂O₅ y 28 600 toneladas de K₂O. La gravedad de esas pérdidas es aún más preocupante una vez que debido al poder tampón de estos suelos, para reponer las 3 600 toneladas de P₂0₅ y 28 600 toneladas de K₂O perdidas se necesitarán 90 600 toneladas y 46 100 toneladas de P₂O₅ Y K2O, respectivamente (Denardin y Kochann, 1985).

Gianluppi et al. (1979) realizaron un análisis económico de los daños causados por la erosión en Rio Grande do Sal, después de la ocurrencia de un periodo de altas intensidades de lluvia (noviembre de 1978) (cuadros 11 y 12). Suponiendo una densidad del suelo de 1,3 g/cm³ y en base a los datos presentados se estima que en un período de 15 días hubo una pérdida equivalente a 97 Mg/ha de suelo en las tierras cultivadas del "PIanalto Riograndense." Debido a las pérdidas de semillas, cal, fósforo, potasio, nitrógeno y a la resiembra, el perjuicio total provocado por la erosión en dicho período fue estimado en EE.UU.$ 33 425 millones.

CUADRO 11
Pérdidas causadas a los cultivos de la meseta riogradense por las lluvias del mes de noviembre.

* El área total cultivada con coya en Río Grande do Sul está estimada en 3,7 x 10⁶ ha (FECOTRIGO78).1
Fuente: Gianluppi et al., (1979).

DAÑOS INDIRECTOS

Estos daños corresponden a las pérdidas de productividad por la reducción de la eficiencia y del efecto residual de los abonos y enmiendas, atrasos en la resiembra, fallas en los cultivos, agravamiento de las sequías, gastos de dragado, reconstrucción de daños causados por avenidas, azolvamiento de presas y reservorios, costos de descontaminación del ambiente por contaminantes de origen agrícola, costos de tratamiento del agua para el abastecimiento del agua, costos de recuperación de carreteras y accesos, entre otros.

CUADRO 12
Estimados do conos (Cr$) do algunos daños causados a los cultivos do la meseta Rlograndenso por las lluvias del mes do noviembre de 1978 calculados en baso a los valores vigentes en la época

Total general: (Cr$) 668,5 x 10⁶.
Tasa de cambio del dólar: (Cr$) 20,00.
Fuente: Gianluppi et a/. (1979).

Mielniczuk y Schneider (1984), en la búsqueda para mostrar el efecto del manejo inadecuado del suelo sobre la reducción del rendimiento de la soya en el estado de Rio Grande do Sul en el período de 1971 a 1983, (figura 7) llegaron a las siguientes conclusiones:

1. La diferencia entre el rendimiento sin erosión y el rendimiento actual (curva 2 - curva 3) representa las pérdidas de productividad debido a la erosión, que en 13 años alcanzaron 7,9 millones de toneladas de soya;
2. A esta pérdida de productividad debe sumarse la pérdida por erosión de por lo menos 20% de toda la cal (3,1 millones de toneladas), fósforo (780 mil toneladas de P2Os) y potasio (360 mil toneladas), en el mismo período;
3. El efecto sobre el rendimiento debido al uso deficiente de los abanos y de la cal, puede ser calculado por la diferencia en productividad sin daños por erosión y el rendimiento teórico, en los años 1981 y 1983 (curva 1 - curva 3).

La cuantificación económica de los efectos de la erosión fuera de los límites de las propiedades rurales es bastante difícil, principalmente debido a la carencia de datos. En base a los datos de la Compañía de Saneamiento de Paraná, SANEPAR, se estima que en 1984 el tratamiento de agua para reducir la turbidez y la reparación de los daños causados a los equipos por la sedimentación, costaron EE.UU.S 200 000,00. En base a datos de la Superintendência de Recursos Hídricos y Medio Ambiente, SUREHMA, del Paraná, se estimó el valor de los macronutrientes aguas arriba de la presa de Itaipú, que se cree que son provenientes del río Paraná, en un monto superior a EE.UU.$ 419 millones por año (Sorrenson y Montoya, 1983).

RECUPERACION DEL SUELO DEGRADADO POR LA EROSION

La recuperación total de un suelo degradado no siempre es una tarea técnicamente y/o económicamente viable. Lo que existe es una respuesta diferenciada, de suelo a suelo, teniendo en consideración las propiedades físicas y químicas que presenta el suelo remanente. En zonas templadas el nitrógeno y el fósforo parecen ser los principales factores limitantes al rendimiento de los cultivos (Stocking, 1984). Por eso, en casos de erosión leve la aplicación de esos nutrientes normalmente recupera la producción, mientras que en casos de erosión moderada son necesarios nitrógeno y fósforo (Erk et al., 1965) y también abonos orgánicos (Reuss y Campbell, 1961). En condiciones de trópico húmedo, en cambio, Lal (1983) citado por Stocking, concluye que raramente la erosión puede ser compensada con fertilización.

FIGURA 7 : Rendimiento promedio de soya en Rio Grande do Sal.
Fuente: Mielniczuk Y Schneider, 1984.

De acuerdo con Shrader et al. (1963) en virtud de la diferenciación de la capacidad de recuperación de cada suelo, los efectos de las inversiones aplicadas en la Función de Producción pueden ser significativamente diferentes.

La figura 8 ilustra un modelo de Función de Producción relacionado con suelos erosionados y no erosionados, para los cuales las propiedades de superficie y subsuperficie del suelo son similares, con excepción del nivel de fertilidad. Para este tipo de suelo los insumos aplicados son capaces de restablecer los niveles de productividad anteriores a la erosión, o sea, la degradación del suelo es reversible.

La figura ilustra un modelo de Función de Producción relacionada con suelos erosionados y no erosionados, en los cuales la capa subsuperficial es mucho menos favorable para el crecimiento de los cultivos que la capa superficial. Esta es una situación en que no hay recuperación total a los niveles anteriores, o sea, que la degradación del suelo es irreversible. Ejemplos típicos son las áreas con cárcavas y áreas con suelos que presentan horizontes subsuperficiales con variaciones abruptas en sus propiedades químicas y físicas.

Según Shrader et al. (1963), el rendimiento de un cultivo en un suelo severamente erosionado (daño irreversible) jamás será igualado a un suelo no erosionado por más insumos que le sean aplicados. Eso ocurre porque el rendimiento de los cultivos está directamente asociado a la profundidad de la zona de enraizamiento de las plantas y a la reducción de materia orgánica ocasionada por la remoción del suelo superficial causada por la erosión. Sparovek et al. (1990) afirman que en un suelo Acrisol férrico cuando la capa superficial (arable) no está totalmente perdida es posible conseguir la productividad plena. En los casos en que están comprometidos 25 cm de suelo, solamente el uso asociado de materia orgánica con abono mineral tuvo la capacidad de producir el mismo rendimiento en parcelas no erosionadas o con pérdidas de hasta 15 cm (figuras 10 y 11).

May y Souza, (1990) observaron en un Planosol dístrico (Latosol Rojizo Amarillento Podzólico, sistema brasileño) que no presentó diferencia de rendimiento de camote (Solanum tuberosa) en los tratamientos con remoción de 10 a 20 cm de suelo; para alcanzar niveles de rendimientos semejantes en el área donde hubo remoción de 20 cm de suelo fue necesario casi el doble de abono en relación al área donde hubo remoción de 10 cm de suelo. Citan también que aun casi doblando o triplicando las recomendaciones para las áreas con remoción de 10 a 20 cm de suelo, los rendimientos llegaron a 66% y 74% de aquellos obtenidos en el área sin remoción de suelo.

Veiga et al. (1992) demostraron que el costo de recuperación de la fertilidad del suelo, en un Ferralsol ródico, para un nivel de rendimientos altos, es 80% más elevado en el tratamiento donde el suelo fue más erosionado (869 Mg/ha en 3 años), en relación al tratamiento de menores pérdidas de suelo (75 Mg/ha en 3 años) cuadro 13.

CUADRO 13
Costo de recuperación de fertilidad del suelo para un nivel de productividad alto en un Ferralsol ródico, después de tres años de erosión en diferentes grados de cobertura de suelo sobre lluvia directa (CPPP/EPAGRI - Chapeco, Sc. Brasil)

FIGURA 8 : Modelo de función de producción en suelos erosionados y no erosionados, en los cuales la capa superficial Y subsuperficial son similares, excepto en fertilidad.
Fuente: Shrader et al., 1963

FIGURA 9 : Modelo de función de producción en suelos erosionados y no erosionados, en los cuales la capa subsuperficial tiene condiciones mucho menos favorables para el crecimiento de las plantas que la capa superficial.
Fuente: Shrader et al., 1963

FIGURA 10 : Recuperación de suelos representada por el rendimiento del maíz (Mg/ha) bajo diferentes grados de erosión simulada en un suelo Podzólico Rojizo-Oscuro endoálico. Piracicaba, São Paulo. 1990.
Fuente: Sparovek et al., 1 990

FIGURA 11 : Recuperación del suelo representada por la producción total de materia seca de plantas de maíz (Mg/ha) bajo diferentes grados de erosión simulada en un suelo Podzólico Rojizo-Oscuro endoálico. Piracicaba, São Paulo. 1990.
Fuente: Sparovek et al., 1990

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