g INIA {Jj;, INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS

ESTACION EXPERIMENTAL REMEHUE

Diagnóstico del drenaje de la Xª región

ISSN 0716-6001

BOLETIN TECNICO Nº 127

FEBRERO 1988, OSORNO, CHILE

• INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS ESTACION EXPERIMENTAL REMEHUE BOLETIN TECNICO Nº 127

Diagnóstico del drena.je de la xa. región

Autor: Leopoldo Ortega C., lng. Agr.

Comité Editor: Sergio Celis R., lng. Agr. Claudio Sandoval B., lng. Agr. Carlos Sierra B., 1 ng. Agr. M.S. Humberto Navarro D., lng. Agr. M.S.

Consultores Técnicos: Luis Salgado, lng. Agr. Ph.D. René Bernier V., lng. Agr. M.S.

Editor: Sergio Celis R.

OSORNO, CHILE, FEBRERO 1988

DIAGNOSTICO DEL PROBLEMA DE DRENAJE DE LA DECIMA REGION

Leopoldo Ortega c.1

l. INTRODUCCION

En la Décima Región, la investigación científica y tecnológica rea­l izada con respecto a la problemática del drenaje es escasa y puntual , si consideramos la importancia y envergadura del problema. Tal situa -ción, sumada a una creciente demanda de soluciones tecnológicas en esta materia por parte de los productores, ha impulsado la creación del Pro­grama de Investigación en Drenaje y Riego en la Estación Experimental Remehue - INIA, lo cual se concretó en Octubre del año 1987.

Aunque los antecedentes cuantitativos son puntuales y escasos, exis ten, sin embargo, suficientes antecedentes de tipo cualitativo. Por lo tanto, en esta oportunidad se realizará un diagnóstico preliminar de los problemas de drenaje de la Décima Región.

La metodología utilizada consistió fundamentalmente en recopilación, clasificación y selección de información. La información manejada fue de tipo bibliográfico, estadístico, comunicación personal de profesion-ª. les y agricultores y observaciones en terreno.

Los objetivos de este Boletín Técnico, son los siguientes :

- Conocer las características generales del problema de drenaje de la Décima Región.

1 Ingeniero Agrónomo , Programa Riego y Drena.je. Estación Experimental Remehue, INIA, Casilla 24-0, Osorno, Chile.

2 -

Fundamentar el rol de factor limitante del drenaje en la Décima Re­gión.

Establecer la importancia cuantitativa del problema de drenaje en la Décima Región, en relación a la superficie afectada.

2. ANTECEDENTES HISTORICOS

El propósito de incluir esta información en una resumida cronología, es ilustrar que, a pesar de no existir un apoyo técnico, la práctica y la preocupación por el drenaje es componente de la cultura agrícola de la zona.

Entre los años 1930 y 1940, los colonos realizaron obras de drenaje, que corresponden a drenes tapados con tablones de madera nativa, funda­mentalmente de Pellín y construídos mayormente en suelos Ñadis, encon -trándose muchos de éstos todavía en funcionamiento.

En 1954, el Ministerio de Agricultura y CORFO ejecutan en conjunto un "Estudio de habilitación de los ñadis o suelos húmedos del Departa -mento de Puerto Varas", siendo publicado en la Revista "Agricultura Tés_

nica" en el año 1958. Es interesante citar textualmente algunos párra­fos

" Con respecto al drenaje de la zona, todos los agricultores se han preocupado de eliminar el exceso de agua de sus predios; las medi­das tomadas no han sido del todo efectivas, porque no existe un si~

tema de drenaje coordinado; aunque los trabajos efectuados han per­mitido el cultivo de áreas que hasta hace poco eran verdaderos pan­tanos. Les ha faltado una asistencia técnica adecuada para encau -zar sus esfuerzos y los ca~itales a fin de obtener mejores resulta­dos ".

" El drenaje es la clave para el -f¡¡turo desarrollo de la agricultura en esta zona. Solucionando el problema del exceso de agua en los suelos, se podrán incorporar en forma permanente al cultivo un gran

3 -

número de hectáreas que hoy sólo tienen utilización temporal ".

Entre los años 1986 y 1987, el INIA ha realizado una constante labor de extensión y divulgación sobre aspectos de drenaje, para lo cual se ha contado con la valiosa participación del Depto. de Ingeniería Agrícola de la Universidad de Concepción, a través del Docente e Investigador Luis G. Salgado, Ingeniero Agrónomo, Ph.D., experto en Drenaje e Hidro­logía. Producto de esta coordinación se han concretado diversas charlas y la realización de un Seminario de Riego y Drenaje.

En 1987, el experto Neozelandés en producción de práderas , Dr. Raymond Brougham, identifica el problema de drenaje como el principal factor limitante en la productividad de las praderas de la Décima Región.

Finalmente, en Octubre de ese mismo año se crea el programa de Dre­naje y Riego en la Estación Experimental Remehue - INIA, Osorno. Actual mente, este programa realiza los estudios de formulación de los Proyec­tos de Drenaje para la Estación Experimental Remehue y la Subestación Experimental La Pampa.

3. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA

3.1 Definición

El problema de drenaje que presentan los suelos de la Décima Región es de tipo superficial; es decir, se produce una sobresaturación del suelo por causa de una recarga superficial de origen pluvial (lluvias) y escurrimiento superficial de áreas adyacentes a las depresiones del terreno.

3.2 Clasificación

De acuerdo a la causa determinante, podemos distinguir tres tipos de problemas, los que se indican en el Cuadro l.

4 -

Cuadro l. Clasificación problema drenaje Décima Región

Tipo Causa determinante

Suelos ñadis Sectores hualves Lomajes suaves

Formación de suelos Topografía Precipitación

El análisis del caso de los suelos Ñadis se realizará posteriormen­te, cuando se caracterice el problema de acuerdo al factor suelo. Los tipos restantes se presentan en la Agrupación de Suelos de Trumaos de Lomaje, ubicados en la Depresión Intermedia.

Los sectores Hualves son las depresiones de los trumaos de lomaje , que permanecen sobresaturados, presentando apozamientos debido a que re ciben el escurrimiento superficial de las áreas de aporte de las hoyas hidrográficas donde se encuentran. Los Lomajes suaves corresponden a las zonas de posición alta de los trumaos de lomaje, que, aunque no pr~ sentan síntomas de apozamiento, permanecen en estado de saturación debi do a la excesiva precipitación.

4. CARACTERIZACION DEL PROBLEMA

Se caracterizará el problema mediante el análisis de las variables agroecológicas que más inciden en el drenaje, que son la precipitación (lluvias) y los suelos.

4.1 Precipitación

La Décima Región de los Lagos está ubicada en la zona de lluvias o de secano húmedo, lo que implica que la producción vegetal es dependien te del balance natural de lluvias y evapotranspira~ión. Las precipita-

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ciones anuales registradas en la Región varían entre 1.151 milímetros en La Unión (mínima) y 3.200 milímetros en Lago Chapo (máxima).

Durante el período invernal, es característico la presencia de un p~

ríodo de lluvias frecuentes, que comprende aproximadamente desde abril a septiembre, con precipitaciones mensuales que fluctúan entre 100 y 200 milímetros por mes. En este período, la precipitación sobrepasa en gran medida los requerimientos de evapotranspiración y completa en su totali­dad la capacidad de almacenamiento del suelo, produciéndose finalmente saturación, apozamiento y escurrimiento superficial.

En la Figura 1 se ilustra esta situación con datos de la Estación Ex perimental Remehue - IN!A, Osorno.

En este estado de sobresaturación, el agua ocupa prácticamente todo el espacio poroso del suelo, faltando el oxígeno necesario para la res­piración de las raíces. De esta forma, el drenaje se constituye en un factor limitante de la producción vegetal, al producirse asfixia y re -ducción del sistema radicular, con las consiguientes disminuciones de rendimiento.

En praderas se ha observado una marcada estacionalidad de la produ~ ción, debido a que en los meses de invierno, el exceso de lluvia y las bajas temperaturas producidas por una radiación solar también baja hacen que el crecimiento de las plantas sea mínimo (inferior a 10 kilos de ma­teria seca por hectárea al día); por el contrario, en los meses de prim! vera, cuando la radiación aumenta y las lluvias son menos intensas y fr~ cuentes, los pastos alcanzan su más rápido crecimiento, logrando un má­ximo próximo a 100 kilos de materia seca por hectárea al día, lo que ocu rre generalmente entre octubre a noviembre en el Llano longitudinal de Osorno (Bernier y Teuber, 1981).

Respecto a esto último, en la Figura 2 y el Cuadro 2 se presentan algunos antecedentes cuantitativos.

Altura de agua

(mml 100

180

\40

110

'ºº

80

'º

'º

20 -. - . - • ' ,,. . ,.

• - . - . • • • . . • • • Paftodo l 1brt h1>lodcs.

PROMEDIO \ 5 o OIAS

J A 5 o N D E F

6

- º- ·- ·-. . . ~

H A M J

___ Precipitación

------- Evapotranspiración potencial

·-·-Temperatura máxima media

Temperatura mínima media

Temperatura mínima absoluta media

,,/,,/~,/Déficit hídrico

JO Temperatura

25 ( ºC )

20

15

!O

s

o

Figura l. Climodiagrama de Osorno. Base Estación Agrometeorológica, Estación Experimental Remehue - INIA, Osorno.

7

Cuadro 2. Distribución de materia seca promedio de cuatro años. Balli

ca Ruanui

Período Ton m.s./ha % del Total

Primavera 5,2 38 ,4

Verano 4,2 32,4

Otoño 2,8 20,0

Invierno 1,0 7,6

T O T A L 13,2 100,0

Fuente Bernier y Teuber, 1981.

En la Figura 2 es importante destacar que a medida que aumenta la

lluvia, disminuye la tasa de crecimiento. Además, el punto mínimo en

tasa de crecimiento se produce posterior al punto máximo de precipita­ción, debido a que el suelo continúa saturado y persiste el problema de

drenaje.

4.2 Suelo

Los suelos agrícolas más importantes de la Décima Región son de ori

gen volcánico. Esto es, provienen de materiales piroclásticos ( lava

volcánica) que incluyen cenizas, arenas, pómez o formas retransformadas

de estos materiales. Todos estos suelos están relacionados con la acti

vidad volcánica existente en el período Cuaternario.

Las características morfológicas de los suelos derivados de cenizas volcánicas varían según el grado de alteración del material parental ,

lo que es consecuencia, a su vez, de la intensidad y extensión con que

han actuado los factores de formación. Resulta claro comprender que

las circunstancias bajo las cuales estos factores han operado, no han

--------- Precipitación ____ Tasa de Crecimiento Precipitación

[ ::sJ Tasa de ," Cree imi en to [Kg. M.S.) 1\ ' a ha x día 1' . ' 1\ . \ ' ' ,,

i ' ' , ' ' • ' I • • • • ' • ' ' • ~ • B ' 1 , • ' I ' ' 1 I 1 ' ' • ' • '

I

' 100 ' f \ 4 ' a \ \ ' ' 1 80 .. • 8 • \ .. \

" 8 ~ • 60 ' .... • '

1 270

• 240

' I 210 8

• 180 8 150

" 1 e 120

8 \ 8 ..,, ' • 90

40 \

' .,'4 "" \ • 20 ' a ...,

' 4\ a 60

' 1 \ 00

V ' 30 "" ... o

1 & ~

J JASO NO E F M A M J JASO NO E F M A M J JASO NO E F M A M J JASO NO E M A M J

AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4

Figura 2. Precipitación y tasa de crecimiento en cuatro años de Ballica Ruanui.

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sido uniformes, y son precisamente estas diferencias las que han determi nado la existencia de seis grupos de suelos volcánicos.

De estos seis grupos, los más importantes en la Décima Región son los trumaos, los ñadis y los suelos rojos arcillosos. En este estudio, los primeros dos grupos son los más importantes, ya que ocupan mayorit~ riamente la depresión central, donde se concentran los problemas de dre naje.

4.2.1 Caracterización

Trumaos

Este suelos, en conjunto, tiende a ser franco, friable, usualmente con estratificaciones depositacionales claramente distinguibles o con diferencias de color nítidas entre suelo y subsuelo.

El suelo total es muy poroso, con densidades aparentes bajas que v~

rían entre 0,6 y 0,9 gramos por centímetro cúbico, pero que aumenta en profundidad. La actividad biológica es óptima, alcanzando las raíces y pobla~ión de lombrices, algunos me tros de profundidad. Cuando seco el suelo es esponjoso; cuando húmedo, da la sensación de ser grasoso o ja­bonoso, y apretándolo fuertemente entre los dedos, exhuda agua.

El intenso régimen de lluvias a que están sometidos estos suelos en la Décima Región ha contribuido al lavado de las arcillas hacia zonas más profundas del suelo donde se han acumulado y han formado una capa relativamente impermeable al paso del agua.

Esta circunstancia, asociada· a la topografía imperante en la zona , es la principal causa de los problemas de drenaje que se detectan partí cularmente en las depresiones del terreno.

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Nadis

En el sur de Chile, entre los paralelos 38º 30' y 43º 00', se encue~ tran suelos derivados de cenizas volcánicas desarrollados en condiciones de drenaje impedido o inundación estacional, llamados Ñadis (Figura 3). Estos suelos se han desarrollado de cenizas volcánicas idénticas a las que originaron los trumaos, pero depositadas sobre topografías planas a levemente onduladas de sedimentos de origen fluvial o fluvioglacial. Son

suelos delgados, cuya profundidad es variable, de 30 a 38 centímetros . Tienen una densidad aparente muy baja (0,4 - 0,6 gramos por centímetro cúbico). Durante los meses de invierno el nivel freático suele alcanzar

la superficie. El suelo es a veces francamente esponjoso, turboso, y deja filtrar lentamente el agua en profundidad. La estructura del sue­

lo, definitivamente granular, está desarrollada más fuertemente que en el subsuelo, y cuando se seca, adopta la forma de prismas bien desarro­llados.

Pese a los problemas de drenaje, el moteado en los Ñadis, tanto en el suelo como en el subsuelo, es más bien incipiente. Sin embargo, un

rasgo característico es la presencia de una fina pero generalmente con­tinua capa cementada, de algunos milímetros de espesor, de óxidos de hierro, manganeso y sílice en la zona de contacto con el substratum gla cial o fluvioglacial. Este depósito, muy duro, de color pardo oscuro llamado "fierrillo" es responsable, en gran medida, de los problemas de drenaje.

Usualmente, inmediatamente bajo la capa de "fierrillo" y consolida~

do las arenas y gravas superficiales del substratum, se encuentra un ce mento duro, de color blanco amarillento.

La vegetación natural está compuesta por un bosque de segundo creci miento y en parte por un matorral bajo o bosque de tercer crecimiento, quedando en las partes limpias el suelo cubierto por una vegetación her bácea.

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' • 1

• 1 •

SERIES DE SUELOS

NA Nahuelbuta VD Valdivia BA Santa Bárbara LE La neo QU La Unión oc Cudico SR O sorno KU Crucero FS Fresia PX Puerto Octay NB Nueva Braunau AL Alerce AT Corte Alto

~ Ñadi

NR No reconocido

PT§?J LAliOS

Figura 3. Mapa de suelos provincias Valdivia, Osorno y Llanquihue.

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4.2.2 Cuantificación

En esta etapa, es necesario conocer el valor de la superficie afec­tada en la Décima Región y relacionarla con el total de la superficie , y de esta forma, comprender la magnitud y relevancia del problema de dr~ naje.

En el Cuadro 3, se presentan las cifras correspondientes a las supe! ficies de suelos con aptitud agropecuaria de la Décima Región, en la cual se indica que existen un total de 1.714.484 hectáreas de estos sue los.

Cuadro 3. Superficie de suelos con aptitud agropecuaria según clases de capacidad de uso en las Provincias de la Décima Región (ha)

Capacidad de p R o V I N c I A

Uso Valdivia Osorno L1 anqui hue Chil oé

II 64.595 31.899 38.446 617 I II 115. 008 197.817 102. 625 8. 673 IV 58.459 126.951 70.212 39.922 V 27.631 27.534 VI 169.443 54. 737 75.833 45.255

VII 254.395 25.410 72.072 106.950

Total por Provincias 661. 900 464.445 386.722 201. 417

Total Décima Región 1.714.484

Fuente : INIA, Area Agroecología, obtenido del Proyecto Aerofotogra­metrico, OEA-CHILE-BID, 1961 y del Proyecto IREN-UACH, 1978.

Sectores nHualves" con presencia de junquillo. TtJber:/a_ de drenaje con material filtrante (ripio).

Zanja de drenaj'e y drenes topo colectores. ConfecCión aradura topo.

Tracción Bnimal de arado topo. Pradera artificial en suelos /Íladi fertilizados y drenados.

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Finalmente, según el Cuadro 4, en el cual se presentan las cifras

correspondientes a los suelos con problemas de drenaje de la Décima Re­gión, podemos afirmar que, con respecto al total de los suelos con apti tud agropecuaria de la Región :

Existen 363.D29 hectáreas de suelos Ñadis, que representan un 21,2% de la superficie total.

Existen 219.135 hectáreas de suelos Trumaos con problemas de drenaje, que representan un 12,8% de la superficie total.

- Ambos tipos de suelos, suman 582.164 hectáreas con problemas de dre­naje, que representan un 34% de la superficie total.

Cuadro 4. Suelos con problemas de drenaje en la Décima Región

Serie Tipo Superficie Clase de drenaje (ha)

Lanco Ñadi 40.812 Pobre a imperfecto

Frutillar Ñadi 130.875 Muy pobre a imperfecto

Paillaco Ñadi 17. 625 Moderado a pobre

Huiño-Huiño Ñadi 17. 250 Pobre

Huiti Ñadi 55.812 Pobre

Maull ín Ñadi 25.687 Imperfecto a pobre

Alerce Ñadi 31.312 Pobre a muy pobre Complejo Alerce-Huiti Ñadi 43.656 Pobre a muy pobre

Llastuco Trumao 28.031 Moderado Piedras Negras Trumao 53.125 Imperfecto

Puerto Fonk Trumao 11. 375 Imperfecto a moderado

Os orno Trumao 26. 6041 Imperfecto a pobre a bajos

TOTAL 582.164

1 : Superficie total de la serie Osorno 133.375 ha (20% con problemas de drenaje.

Fuente : Suelos volcánicos de Chile, 1985. Ministerio de Agricultura ,

INIA-SAG.

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Las cifras anteriores son evidentes, y demuestran la importancia y

envergadura del problema de drenaje de la Décima Región.

5. ALTERNATIVAS DE SDLUCION TECNICA

Se indican a continuación las tecnologías usadas tradicionalmente por algunos agricultores. Por lo tanto, debe entenderse que, con res­pecto a este punto específico, deben evaluarse, mejorarse y modificarse lo actualmente en uso, tendiendo a la optimización de las soluciones.

5.1 Suelos trumaos con depresiones

En sectores planos con apozamiento en depresiones, es utilizado el sistema "drenes en V", el cual se caracteriza por poseer taludes que fluctuan entre 8:1 y 10:1 para no interferir con el paso de maquinaria y por ser de bajo costo.

Cuando el suelo posee mayor pendiente y las depresiones del terreno son mayores y se acumula mayor cantidad de agua, se varía el sistema a~ terior, construyendo zanjas de 0,6 - 0,1 metros de produndidad, las cua les permanecen abiertas o se instala una tubería de drenaje rodeada de un material envolvente, siendo la zanja tapada posteriormente.

En sectores planos localizados y de superficie reducida, también es utilizado el arado topo, en combinación con las zanjas o tuberías ente­rradas.

5.2 Suelos ñadis

En estos suelos, muchos agricultores han utilizado el arado topo com­binado con drenes colectores abiertos.

Se entiende por "drenes topo" la construcción de pequeños túneles subterráneos, a escasa profundidad (0,60 metros), mediante un arado cin

is -

cel al cual se le adiciona un implemento conocido como 11 topo 11 o 11 ca­mahueto 11

• Es un tipo de drenaje particularmente apropiado en terrenos con alto contenido de arcilla y con pendiente en un solo sentido hacia un dren colector.

Debido a la escasa profundidad a la cual se trabaja, su objetivo fu~ damental es aumentar el escurrimiento de aquellas aguas que se infiltren en los primeros centímetros del suelo y evitar la formación de una napa colgada debido a las características texturales y estructurales del sue

lo.

El agua penetra al interior del dren a través de las fisuras (resque brajaduras) que se producen en el suelo al momento de la construcción . Es un sistema de escasa vida útil, particularmente en suelos sometidos a una agricultura intensiva. No obstante, se recomienda usarlo en com­binación con drenes zanja o drenes enterrados ya que su costo no es alto y permite reconstruirse cada 3 a 5 años.

6. LINEAS DE INVESTIGACION

De acuerdo al diagnóstico realizado, se proyectan a futuro las si -guientes líneas de investigación :

Medir los parámetros agroecológicos que permitan evaluar el impacto productivo y económico del drenaje.

Desarrollar tecnología apropiada para sistemas de drenaje.

- Definir políticas de desarrollo para la solución del problema de dre

naje a nivel regional.

- Medir los efectos y visualizar los cambios que se generen posterior­mente al drenaje.

- 16 -

7. CONCLUSIONES

- En la Décima Región existen aproximadamente 580.000 hectáreas con problemas de drenaje, lo que representa un 34% de la superficie de la Región.

- El drenaje es un factor limitante en la producción de cultivos y

praderas.

- La aplicación de prácticas de drenaje debe producir un impacto

económico en la Región.

SIEMBRE TRANQUIL Y CONFIADO SIEMBRE SEMILLAS INIA

Semillas de: .papa ·trigo ·leguminosas ·forrajeras

17 -

8. BIBLIOGRAFIA

BERNIER, R. y TEUBER, N. 1981. Curvas de crecimiento anual de gra­míneas forrajeras en la zona de Osorno. Boletín Técnico Nº 46 (llRe), Estación Experimental Remehue (INIA), Osorno, Chile. llp.

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siembra. Riego y Drenaje. Industra Azucarera Nacional S.A. {!ANSA), Santiago, Chile. pp 91-101.

INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS (INIA). 1985. Suelos volcánicos de Chile. Editor: Juan Tosso., Santiago, Chile. 723 p.

MINISTRERIO DE AGRICULTURA - CORFO. 1958. Estudio sobre habilita -ción de los Ñadis, o suelos húmedos, del Departamento de Puerto Varas (1954). Agricultura Técnica, XVIII (2): 412-458.

SALGADO, L. 1986. Drenaje. Boletín de Extensión Nº 10, Departame~ to de Ingeniería Agrícola, Universidad de Concepción, Chillán , Chile. 34 p.

SIERRA, C. 1982. Características edáficas y climáticas de la Déci­ma Región. Investigación y Progreso Agropecuario Remehue Nº 1, Osorno, Chile. pp. 24-27.