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REGIONAL 8
PRONATTA Programi' N",c\on-a! Oe 1 ransferem:la
de Tecnología AgropeCt)d fl il
Vlllavkencio·Meta, Colombia
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(j Corpoica PRONAITA
--_.--..--ItEGIONAL B
Boletín Técnico No. 32
MANEJO CONSERVACIONISTA DE LOS SUELOS ARROCEROS
DE LA ORINOQUIA COLOMBIANA
José Euripides Baquero Peñuela' Diego Aristizábal Quintero'
Walter de Jesús Rendón Loaiza' Carmen Rosa Salamanca Solíz'
Villavicencio-Meta, Colombia - 2001
lA M.Se. Investigador Corpoica Regional Ocho. c.l. La libertad, Villavicencio-Meta I,A. M.Se.lnvestigador Corpoica Regional Ocho. C.I. La liberta.d, Villavicencio-Meta 1.1\. M.S<:. Investigador Corpoica Regional <kho. C.I. Carimag\la, Puerto Caitán-Meta lA. M.Se. Investigador Corpoica Regional Ocho. C.J. La libertad. Villavicencio-Meta
2
La impresión de esta publicación se logró gracias a los recursos de cofinanciación del Programa Nacional de Transferencia de Tecnología PRONATTA del Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural y es producto del proyecto "Valoración de las condiciones actuales de los suelos dedicados a cultivos intensivos y recomendaciones de manejo sostenible en la región inundable del municipio de Arauca", ejecutado por Corpoica Regional Ocho en los años de 1998 y 2000_
Autores: Baquero P., J- E. Aristizábal Q., D. Rendón L., W. de j. Salamanca S., C. R.
ISBN: 958-33-5894-0 Primera Edición Diciembre de 2001 Villavicencio, Meta, Colombia Publicación Corpoica Regional Ocho Programa Regional de Investigación Agrícola Código: 02.02.32.08.32.03 Edición: M.V.Z. M.Se. César Augustojaramillo Salazar Programa Regional Métodos de Transferencia y Tecnología Tiraje: 1000 ejemplares Armada digital e impresión: Editora Guadalupe Ltda. Bogotá, D.c. - Colombia
MANFJO CONSERVAC10NISTA DE ws SUEI.oS
ARROUROS [JI. LA ORINOQUIA COLOMBMNA Boleti" Técnico No. 32
.'
CONTENIDO
Página
PRESENTACIÓN S
INTRODUCCiÓN 7
CARACTERíSTICAS ACTUALES DE ALGUNOS SUELOS ARROCEROS DE LOS LLANOS ORIENTALES 9
Resistencia a la penetración 12 Conductividad hidráulica e infiltración 16 Materia orgánica 16 Causas de la pérdida de materia orgánica 19
INDICADORES DE DEGRADACIÓN FíSICA DE LOS SUELOS ARROCEROS DE LOS LLANOS ORIENTALES 20
Degradación del suelo y disponibilidad de nutrientes 20 Degradación del suelo y sanidad de cultivo 23
ESTRATEGIAS PARA LA RECUPERACiÓN DE SUELOS ARROCEROS DEGRADADOS 24
Labranza vertical y uso de materiales orgánicos 24 Prácticas de manejo para el mantenimiento o incremento de la materia orgánica 30
Bol<tin rtcnico No. 32 MAN~ CONSEtWACIQNISTA DE LOS SUEWS
AAAOCEKOS DE LA ÚAJNOQUIA COLOMIIIANA
3
4
ALGUNOS ASPECTOS DE LA ACTIVIDAD MICROBIAL EN SUELOS ARROCEROS
MODELO PARA LA RECUPERACiÓN DE SUELOS ARROCEROS DEGRADADOS
Esquema sugerido para la recuperación de suelos arroceros degradados
BIBLlOGRAFfA
MANEJO CON5ERVACJONISTA. [)f lOS SUElOS
ARROCEROS DE LA ÜRlNOQUIA COI.oMmANA
Página
33
38
39
42
Boletin Técnico No. 32
E
PRESENTACIÓN
I Cultivo de Arroz en los Llanos Orientales de Colombia. ocupa uno de los más importantes lugares dentro de los renglones productivos de esta región. Por más de
40 años ha sido uno de los cultivos que ha abanderado el desarrollo agrícola regional contribuyendo. en gran forma. con la generación de empleo y la autosuficiencia alimentaria de Colombia.
La revolución verde dinamizó este proceso y estableció nuevos paradigmas productivo~ que hicieron del cultivo del arroz una inversión rentable y altamente competitiva. Sin embargo. este mismo dinamismo. caracterizado por una agricultura altamente extractiva. con excesivo uso de insumos químicos e inadecuado manejo de suelos. originó serios problemas de competitividad del cultivo debido al incremento de los costos de producción. el deterioro del medio ambiente y la degradación acelerada de suelos con el consecuente abandono de lotes y búsqueda de nuevas zonas para su utilización. Esto se ha reflejado en bajas producciones. menor competitividad del arroz y deterioro ambiental.
Debido a lo anterior. la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria CORPOICA. con la financiación del Programa Nacional de Transferencia de Tecnología PRONATTA. desarrolló varios trabajos de Investigación para conocer el estado de deterioro de los suelos utilizados para la producción de arroz con el fin de establecer estrategias de recuperación y/o conservación que aseguren la continuidad del cultivo del arroz en los llanos Orientales de Colombia.
80lelín Técnico No. 32 MI\HEjO CQN'iER\'AOOH\STA Ilf, lOS SUEUlS
A.RIIOCEROS DE LA ChlIf.OQUIA ÚllOM61ANA
5
6
El presente documento, recoge gran parte de la información obtenida en los últimos años sobre esta problemática y pretende ser una herramienta de consulta para académicos, ingenieros agrónomos, productores, estudiantes y personas involucradas en el agronegocio arrocero en los Llanos Orientales.
JAIME TRIANA RESTREPO Director Regional Ocho Corpoica
MIJIíFJO CONSEKVActONfSTA DE WS SUEWS
ARROCEROS DE LA ORlNOQUlA COWMBIANA Boletín Técnico No. 32
INTRODUCCiÓN
En los Llanos Orientales de Colombia, se siembran anualmente entre 80.000 y 150.000 hectáreas de arroz bajo los sistemas de inundación (arroz riego) y de secano favorecido (secano). La participación de la producción regional con res-
pecto a la producción nacíonal oscila entre 25-30%. Su principal centro de consumo es la zona central del país, la cual demanda gran parte de la producción regional.
La tradición artocera en la región se remonta a las décadas del cincuenta y sesenta donde se sembraban variedades regionales, las cuales se caracterizaban por su baja producción y bajo uso de insumos. La llegada de la revolución verde con variedades enanas de alto rendimiento, en las décadas del sesenta y setenta, introdujo cambios Imporl31lleS en las pr~c ti cas de manejo del cu ltivo , En lémlinos generales, se Incremenló el uso de Insumos Ifenili7.anll's, pesticidas, maquinaria), debido a una mayor exigencia de estos materiales. E-'ita siroación ha origin do la aparición de algunos fenóme-110 adversos para la producción como una mayor población y presencia de insectos r. tofagos, Incremenlo en la incidencia y severidad de un mayor "úmero de enfermedades, degradación lisiea , qu[mica y biológica del suelo, alta infeslaClón de malezas nocivas. disminución en los rendimientos por unidad de área, altos costos de producción y perdida de la productividad del cultivo,
Los suelos arroceros se localizan en los paisajes de vega yen los incepti-soles de terraza baja y media, Esros uelos, se caracterizan por una rertili-dad media a baja, teXTuras franco aneillosas y arenosas, bajo contenidos de materia orgánica y acidez intercambiable entre 30 y 70%. Aunque se han generado variedades tolerantes a suel"s ácidos (Oryzi.ca sabana 6, Ory¿ica abana 10) la siembra de estas variedades en las lerrazas alias y la alti ll.anura 7
plana es muy incipienle: e espera Que pu¡,dan incl uirse en los sistemas
Boletín Técnico No. 32 MAIII~JO WNSERVA(lONJ~JA nr- [OS SUELOS
AIlROCEIlOS IJE lA OAJNOQUIA CmOMRI,\NA
8
agropastoriles junto con las variedades de maíz y soya generadas para esta zona.
la caracterización de este cultivo en la región indica Que los suelos arroceros de los Llanos Orientales han sido sometidos a diferentes patrones de uso. Así, se ha logrado determinar que existe el monocultivo por períodos prolongados de hasta 20-30 años como los encontrados en las zonas de San Carlos de Guaroa, Villavicencio (Meta) y Casanare y suelos recientemente involucrados en la producción arrocera como en el Piedemonte Araucano yen la región inundable del municipio de Arauca. Así mismo, se encuentran suelos en descanso, barbechos después de arroz y suelos abandonados donde se han establecido praderas que generalmente presentan serios problemas de degradación.
Como es lógico, el establecimiento de estos sistemas de producción extractivos caracterizados por el monocultivo de arroz, alto uso de insumas agrícolas, alta mecanización, entre otros, han generado la aparición de los fenómenos mencionados anteriormente, donde se destaca la rápida degradación del suelo y la aparición de enfermedades correlacionadas con esta degradación
Los trabajos realizados utilizando la labranza de conservación (labranza profunda con cinceles, uso de materiales orgánicos), asociada con adecuadas prácticas de fertilización, rotación de cultivos, incremento de la materia orgánica del suelo, disminución en la frecuencia de la quema de residuos de cosecha y en algunos casos la siembra directa, han logrado mejorar progresivamente las características del suelo e incrementar la productividad de éste en un lapso de tiempo determinado. Lo anterior, permite evidenciar que es posible recuperar suelos arroceros degradados y establecer tecnologras sostenibles para su manejo,
El presente documento reseña algunos de los resultados más importantes obtenidos en los diferentes estudios que sobre el tema se han realizado en la región. Es de anotar que gran parte de la financiación de estos estudios se dio gracias a los aportes entregados por el Programa Nacional de Transferencia de Tecnología PRONATTA.
M,\'IfJl) (ON~ERV ... C\ONI~T ... I)F 1.0<; SU[WS
"¡':Korf.R()~ DI' lA ORINOQUIA COIO\lBlANA Bo/elÍn Técnico No. 32
SUELOS I\RROGJ10S nr 1.O~ UNmS OmrmAi
El cultivo del arroz en los llanos Orientales se siembra, principalmente, en los sistemas de producción de riego con cerca del 70% del área, en secano mecanizado aproximadamente 29% del área y un escaso porcentaje, que no logra llegar al 1%, en los sistemas de secano en sabanas ácidas de los paisajes fisiográficos de las terrazas altas y la altillanura plana.
Producción de arrOz secano
en los Llanos Orientales
de Colombia
Los suelos dedicados al cultivo del arroz en el sistema de secano mecanizado se encuentran en las llanuras aluviales recientes denominadas vegas y vegones, clasificados según su aptitud de uso, a nivel regional, en suelos Clase 1 y !l. Su fertilidad es moderada a alta, con baja o nula presencia de aluminio (Al) intercambiable. El área potencial para este sistema es aproximadamente de 550.000 hectáreas. localizadas en la subregión del Piedemonte llanero ,
Boletín Técnico No, 31 M'\" llfI ((n.'! ".V\( 11M' 1-\ ¡ Ji 10',', II
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10
El sistema de arroz riego se localiza principalmente en suelos de terrazas medias y bajas, clasificados por su aptitud de uso regional en Clase 111. La topografia plana facilita el establecimiento de riego por gravedad y presenta fertilidad variable, la cual depende en gran parte de sus características naturales y del manejo recibido a través del tiempo, Estos suelos poseen, además, valores medios a altos de aluminio intercambiable. El área potencial estimada para este sistema, en dicho tipo de suelos, es de 388.000 hectáreas ubicadas principalmente en el Piedemonte Uanero.
El sistema de secano en suelos ácidos de sabana (sistema arroz-pastos), se localiza en los suelos de terrazas altas y la altillanura plana, clasificados, a nivel regional, por su aptitud de uso en suelos Clase 1\1. Son suelos planos, de fácil mecanización, de muy baja fertilidad, alta acidez intercambiable y moderada a alta infiltración. El área potencial para éste sistema de producción es de aproximadamente 600.000 hectáreas, ubicadas en el eje Puerto López-Puerto Gaitán (Meta), en suelos con pendiente de O a 8%.
Producción de arroz riego en terrazas medias del Piedemonte de los Llanos Orienta/es de Colombia
De acuerdo con Aristizábal y Baquero (1999), "El punto de partida para tomar cualquier decisión sobre qué, cómo y cuándo se debe realizar una práctica agrícola en un determinado suelo, es tener conocimiento sobre cuál es el estado en que se encuentran sus principales características y cuál es la especie que se va a establecer en este suelo". Para esto hay que precisar que el suelo es una colección de cuerpos naturales que se encuentran en la superficie de la corteza terrestre, los cuales contienen materia viviente y son capaces de soportar plantas. En él, se encuentran tres fases características que son: la fase sólida, la Ifquida y la gaseosa (Gaucher, 1971). Así mismo, el suelo es el resultante de muchas interacciones dinámicas, de componentes orgánicos e inorgánicos de cuya interacción se deriva este cuerpo natural (Monte negro y Malagón, 1990).
\~ I • ~ ''' ''1 . ~I' ~ t l ~ ' ()", '/1 ', j 1) I
Roldm Tct..'n;co No. 32
Producción de arroz secano en suelos de los
terrazas altas y aftillollura plana
de los Llanos Orientales
de Colombia
Entre las principales características que tiene el suelo están las químicas, biológicas y fisicas, las que se encuentran interactuando en forma dinámica y en equilibrio a través del tiempo, El desequilibrio de estas características del suelo causado por agentes externos como el clima y el uso inapropiado de implementos mecánicos o prácticas agrícolas, puede generar alteraciones que normalmente conducen a su degradación,
Según Mejia (1998), el término degradación aplicado a los suelos se utiliza para designar en forma genérica el efecto a que da origen cualquier proceso o agente natural o artificial, capaz de deteriorar parcial o totalmente la capacidad de los suelos para producir cultivos de calidad y en cantidades normales, así como para transmitiry/o movilizar el agua, aire y nutrientes a través de sus horizontes o el de afectar negativamente cualquiera de sus propiedades normales fisicas, químicas y biológicas,
Entre las prácticas más comunes realizadas en el cultivo del arroz en los Uanos Orientales se encuentran el monocultivo , la excesiva mecanización (4-12 pases de rastra por período), la quema de los residuos de cosecha y la preparación en suelos muy húmedos o muy secos, Sobre este aspecto, los estudios realizados por varios investigadores IAristizábal y Baquero (1999), Forero y otros (1998), Aristizábal y otros (1999), Preciado (1998), Burbano y Carrillo (1995), Carrillo y otros (1997), Baquero y otros (2001)1 señalan que gran parte de los suelos arroceros de los llanos sometidos por largos periodos a un manejo intensivo presentan serios problemas de degradación fisica, química y biológica,
En la foto siguiente, se puede observar la compactación del suelo entre los 10 y 17 cm de profundidad, originadas por excesos de mecani-
BolelÍn Técnico No. 32 MANl]C1 CO'll5U1VAtIO'I/IS1:A. DF. LOS SUELOS
AAROCEiI.()S m: I.A ORI-..<'lQljlA ÜW .. O,",91/I.N'"
11
12
Compactación de suelos arroceros de los Lfanos Orientales por efecto de inadecuada mecanlzaci6n
zación y uso del monocultivo como estrategia productiva. Este fenómeno se presenta en la mayoría de suelos aluviales del Piedemonte Llanero, donde se ha utilizado un sistema de producción altamente extractivo e intensivo en uso de insumos.
A continuación se presentan los resultados obtenidos en diferentes estudios realizados en suelos arroceros del piedemonte metense yen zonas arroceras del municipio de Arauca. En estos se ha podido determinar cuáles de las características del suelo son afectadas y cómo se pueden revertir estos efectos negativos mediante el establecimiento de diferentes prácticas conservacionistas.
• Resistencia a la penetración
La resistencia a la penetración es la fuerza que requieren las raíces para poder penetrar las diferentes capas del suelo. En la Figura 1 se puede observar que los suelos sometidos al monocultivo por más de 20 años, en la zona de San Carlos de Guaroa (Meta). presentan un incremento en la resistencia a la penetración de las raíces entre los 10 Y 16 cm de profundidad, mientras en lotes abandonados esta resistencia es mucho mayor en los primeros centímetros debido a la pérdida de estructura por efecto de la mecanización . En contraste, l"1 bosque presenta los menores valores de resistencia a la penetración en los primeros 16 cm de profundidad.
Otros estudios realizados en la zona inundable del municipio de Arauca (Figura 2), muestran que suelos con manejo intensivo bajo el sistema arroz, por períodos menores a 5 años, presentan valores de resistencia a la penetración superiores a los obtenidos en lotes de más de 20 años de uso en la
MMOEJO CONSlav .... OOMSr .... DE lOS SUElOS
ARlIOCEROS DI;: LA ORJl~OQl )] " COWMBlANA Boletín Técniro No. 32
Prácticas inadecuadas de cultivo que favorecen la degradación del suelo
Lotes abandonados
Boletín Técnico No. 32
QUffllQS
Procesos avanzados de erosión del suelo
M,Vol ~JO (O.W .NYA(fO'llISI ... OE lOS SUHOS
AU()(fll~ nr· , ,\ OIlJIiOQUlA COlO ... Ull .... "I,\
13
Figura J. Resistencía
del 5uelo a fa penetración para
cuatro sistemas de uso y manejo
del suelo (San Carlos de Guaroa, Meta)
Figura 2. Resistencic¡
del suelo a la penetración
en suelos arroceros
del municipio de Arauea
Resisrenda (Mpa)
250 I 200
000
F:""". 6oso,. rMonooull ... tl 10 años
MQf'CICUItrvo 20 años
~G 8'Oandonados
O '1 ;t S 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Proftmdidcld (cm)
Fuente: Forero y otros (1998)
Resistencia lMpa) \ip" Profundidad
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30 32 ~ -3. 3. 3.
Promedio de 5 fincas por uso del suelo
I
zona de San Carlos de Guaroa, lo cual indica una mayor susceptibilidad de estos a la excesiva mecanización y se refleja en una compactación más acelerada. la compactación o impedimento mecánico a la penetración de las raíces se refiere a la incapacidad que presenta una raiz cuando su presión de turgor na es capaz de vencer la resistencia que opone el suelo a su deformación ITaylor citado por Aristizábal y Baquero (1999)1.
14 De acuerdo con Montenegro y Malagón (1990), la compactación es un proceso de adensa miento en el cual la porosidad y permeabilidad son
M .... "'EJO (ONst'..,J\(lO-a5TA nI: lOS SUElOS
,4J\ROUItOS' 0+ fA OwI~IA CoIOMBrA"IA BolrHn Técnico No. 32
Diagnóstico en campo de las características del suelo
Evaluación del perfil del suelo
Prueba de resistenc/Q mecánica
Boleeín Tr-cnico No. 32
Prueba de infiltración
MAAE)O (.'ONSERV1I.OONlSlA PF lOS ~)f,1ns
AAAOCiROS ()f. lA ÜlliINOQtJlA COLOMBIANA
15
16
reducidas y donde muchos cambios son inducidos en la estructura del suelo y en otras de sus características funcionales. Esta puede ser reflejada a través de un amplio rango de propiedades como la densidad aparente, la conductividad hidráulica, la infiltración, la porosidad total y la distribución y tamaño de poros. la compactación destruye en mayor proporción los macro y mesoporos, los cuales almacenan gran parte del agua disponible para las plantas y, en menor proporción, los microporos que contienen agua no disponible para la planta.
• Conductividad hidráulica e infiltración
De acuerdo con Montenegro y Malagón (1996), la infiltración y la conductividad hidráulica cuantifican la velocidad de descenso del agua en las primeras capas del suelo.
En la figura 3 y 4, se puede observar como la conductividad hidráulica y la infiltración son severamente afectadas por los procesos de degradación mencionados. En ellas puede verse que los menores valores de conductividad hidráulica (0.6-2.0 cmlhora) y velocidad de infiltración se encuentran en los lotes con mayor tiempo de uso bajo el sistema de monocultivo.
los anteriores resultados confirman el efecto negativo que tienen sobre el suelo la excesiva mecanización y las prácticas agronómicas inadecuadas, como la destrucción de la materia orgánica del suelo. Esto conlleva a que gran parte de los suelos de los llanos Orientales presenten en la actualidad serios problemas de degradación, caracterizados por la pérdida de estructura, incremento de la densidad aparente, capas compactadas entre 10-15 cm de profundidad y pies de arado.
• Materia orgánica
la materia orgánica del suelo cumple una función vital para el equilibrio y dinámica de las propiedades químicas, fisicas y biológicas de éste. Se puede considerar que un suelo con bajo contenido de materia orgánica y de baja calidad, es un suelo sin vida y por lo tanto, de muy baja productividad en condiciones naturales.
Sobre este aspecto, Sánchez, citado por Amézquita (1992), señala que "después de la deforestación, la pérdida de la materia orgánica es la causa de la disminución de la productividad de los suelos en las regiones tropicales. Esto afecta la diversidad de poblaciones microbiales, disminuye la estabilidad esrructll ral de agreg~dos formados por exudaciones y secreciones de microorganismos y produce pérdidas del potencial de restitución de eleme "tos nutritivos, ¡¡ medida que la materia orgánica se descompone". lo anterior significa que los sislemas de producción actuales están conllevan-
MANEJO CONSERVAOONlSTA OE w.~ SUEWS
ARROCEROS DE L'" ÜR1NOQUlA COLOMBIANA Boletín Técnico No. 32
Fuente: Forero y otros (1998)
~ 20,0
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~ 16,0
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Arroz Barbecho ___ Arroz-S0C3
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HguraJ. Conductividad hidráulico en cuatro sistemas de uso de suelos en el P;edemonte Metense (San Carlos de Guaroa, Meta)
Figura 4. Velocidad de infiltración en varios sístemas de uso del suelo en el Piedemonte Metense (San Carlos de Guaroa, Meta)
do a la pérdida acelerada de la materia orgánica en los suelos Llaneros y conducen rápidamente a procesos severos de degradación del suelo,
Los estudios realizados en las localidades de San Carlos de Guaroa (Meta) (Aristizábal y Baquero, 1999), y Arauca (Baquero y otros, 2001) y Casanare (Preciado, 1998), coinciden en señalar la pérdida acelerada de la materi a orgánica en los suelos arroceros que han sido sometidos a mane-
Ilulctw Tccn;co No. 32 J\.1."NIIO (0'11\1 ~V,\tlO~I~IA PI W~ ,l!I.If)\
AI/J.:(I( IIII)~ IJI 1" ÜRrrKIQlIIA (()I()'AIIIM~,\
17
jos intensivos durante varios años. En la figura 5 se puede observar que la materia orgánica en los sistemas de bosque se encuentra por encima de 4% en los primeros 10 cm de profundidad, mientras que en lotes con sistemas de monocultivo por más de 20 años este valor es inferior a 2.5%,
%
Figura 5. Comport-Omiento
de fa Materia Orgánica bajo
diferentes sistemas
de uso del suelo (San Carlos de Guaroa)
3,5-
3,0-
2,5-
2,0-
1,5-
1,0 -
0,5-
18
EIoQgqu ,," Pasto arroz- Arroz- Arr(),l. _ Arroz_ L.otes mejorado Barbecho Pastos MonDe 10 MonDe.20 Aband.
Fuente: Forero y otros (1998)
Esta pérdida gradual de la materia orgánica del suelo, es la causa principal de los problemas de compactación y pérdida de porosidad del suelo y de la degradación y disminución de la productividad en suelos tropicales donde la tasa de mineralización es mayor que la tasa de acumulación de esta. Este efecto es más notorio en los primeros lOa 15 cm de profundidad que es donde se realiza el proceso de remoción de suelo con implementos de disco y donde se acumula el 90% de las raíces del cultivo de arroz. Adicionalmente, aquí se concentra la mayor cantidad de nutrientes aplicados al suelo.
Las investigaciones de Taylor (1980), Amézquita (1998), Arckin y Taylor (1981), Caicedo y otros (1998), Aristizábal y Baquero (1999), señalan que la presencia de capas endurecidas en horizontes cercanos a la superficie del suelo, es una de las principales causas de la disminución de los rendimientos de los cultivos en suelos tropicales debido a los efectos negativos que causan en el crecimiento de las raíces. Esta limitan te puede ser corregida con el uso de labranzas e implementos que permitan el aflojamiento del suelo e incremento en la porosidad como los subsoladores y cinceles. Así mismo, es necesaria la adición de materiales orgánicos que estabilicen y permitan un efecto más duradero de la estructura del suelo, tal como ha sido reportado por Aristizábal y Baquero (1999); Amézquita (1998).
M,\~I [O cmlSIoKVAClOMS lA OJo LOS SUFLOS
M/<OUIWS /Ir 1,\ ORINf.IQIIM. COWMIlIAN.~ Boletín Técnico No. 32
• Causas de la pérdida de materia orgánica
los suelos tropicales y subtropicales, después de haber sido desmontados, empobrecen muy rápido en materia orgánica, debido a que la degradación es acelerada por efectos climáticos como la temperatura y humedad que originan una rápida oxidación de los residuos animales y vegetales que se depositan en el suelo. De acuerdo con lo anterior, es imprescindible el establecimiento de prácticas de manejo que sean capaces de por lo menos mantener los contenidos de materia orgánica en niveles cercanos al cuatro por ciento y la actividad microbiana del suelo en condiciones adecuadas.
Algunas de las causas, citadas por Muñoz (1994), que inciden en el agotamiento de la materia orgánica del suelo son:
las malas prácticas de preparación del suelo.
La quema de residuos de cosecha.
la tala indiscriminada.
los cultivos "limpios".
La aplicación indiscriminada de herbicidas y otros agroquímicos que destruyen la vegetación en los suelos.
El retiro masivo de residuos del campo después de las cosechas.
Según Pla (1994), los procesos de degradación del suelo generalmente se inician con descensos en los niveles de materia orgánica y en la actividad biológica. con efectos desfavorables en la estructura del suelo, especialmente sobre los atributos funcionales de los poros para conducir y retener agua y para facilitar el desarrollo de raíces. El deterioro se manifiesta a través de problemas interrelacionados como sellado superficial , compactación del suelo, escaso desarrollo radicular, pobre drenaje, estrés por sequía, excesiva escorrentía y erosión acelerada.
Boletín Técnico No. 32 MAAEJO CONSEIlVAOO"!SlA 1){ lOS SUElOS
ARJIOCERO~ !lE LA ÜlnNOQUIA COLO,..8IAM
19
20
INDICADORES DE DEGRADACiÓN FÍSICA DE LOS SUELOS ARROCEROS DE LOS
LLANOS ORIENTALES
Mediante los resultados obtenidos en los anteriores trabajos ha sido posible establecer algunos parámetros o indicadores de degradación fTsica de los suelos arroceros de los Llanos Orientales de tal forma que puedan servir como elementos de juicio para la toma de decisiones en su manejo.
En términos generales se puede afirmar que suelos que presenten capas endurecidas de más de 5 cm de espesor en los primeros 20 cm de profundidad , con una resistencia a la penetración> 1.4 Mpa (14 Kg/cm'); con densidad aparente> 1.40 g/cm', tasas de infiltración lentas « 1 cmJhora), conductividad hidráulica lenta « 1 cmJhora) y distribución de tamaño de poros donde la porosidad funcional sea menor del 40% o se presente una proporción de microporos superior al 70% de la porosidad total, reflejan algún nivel de degradación fisica que afecta la mayoría de cultivos, especialmente a las especies anuales (Aristizábal y Baquero, 1999; Forero y otros, 1998).
• Degradación del suelo y disponibilidad de nutrientes
El incremento de la resistencia del suelo a la penetración en capas entre 10-1 S cm de profundidad puede estar afectando la disponibilidad y absorción de algunos nutrimentos esenciales del cultivo del arroz. Esta apreciación se desprende de los resultados de investigación obtenidos por Aristizábal y Baquero (1999), Forero y otros (1998), Y Baquero y otros (2001). Las investigaciones realizadas por estos autores muestran cómo, en la mayoría de suelos arroceros de los Llanos Orientales, la mayor concentración de nutrimentos se encuentra en los primeros 10 cm de profundidad (figura 6) coincidiendo con la mayor distribución de raíces del cultivo en este misma capa de suelo (figura 7).
Una observación rápida de esta situación, induce a pensar que los resultados de los análisis de suelos, en muestras tomadas entre O y 20 cm de profundidad, como es la recomendación general, no estaría mostrando los contenidos reales de nutrimentos donde se desarrollan la mayor cantidad de raíces (0-10cm), y aspectos fundamentales como las relaciones entre bases intercambiables, los contenidos de fósforo (P) y elementos menores, serían muy diferentes a los obtenidos en estas dos profundidades, lo cual se tendría que reflejar en recomendaciones de fertilización muy diferentes en cada caso.
MAN~ CONSERV..\OONISTA [)f: lDS SUELOS
AItlOCEItQS nE LA ORlNlQlJIA CoLOPo4II1A."'" Boletín Técnico No. 32
Ca Mg K Na DistribuciÓll porcentual
Fuente: Forero y otros (1998)
Fuente: Aristizába.l y Ba.quero (1999}
% Al
. 0-10
0 10-20
figura 6. Distribución de bases mtercambiables en los primeros 20 cm de profondidod en suelos arroceros del piedemonte Llanrro (San Carlos de Guama, Meta)
Figura 7. Distribución de raíces en suelos arroceroS del PiedemonLe llanero
La absorción de algunos nutrientes esenciales para el cultivo también ha sido asociada a los problemas de degradación del suelo; las investigaciones realizadas por Aristizábal y Baquero (1999), Forero y otros (1998), Y Baquero y otros (2001), encuentran que variedades de arroz plantadas en Inceptisoles con contenidos medios a alros de bases intercambiables y con síntomas severos de retorcimiento, presentan contenidos de calcio foliar más bajo que aquellas plantas que no presentan este síntoma en el mismo tipo de suelos, Tabla 1.
Lo anterior sugiere que la baja absorción de calcio, se debe al efecto de 71 la compactación y baja retención de humedad del suelo ya que al reducirse _
Boletín Técnico No ]1 \1. ,,,', , '>~">!"~' n''1I'I' " I ,~ ~. I , 10 '
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Tabla l. Concentración (%) de nutrimentos en tejido fofiar de arroz procedente de San Carfos de Guama (Mela),
TrntamiéRl.o Nitrógeno Fósforo Calcio Magnesio Potasio (N)% IPrt ¡ea) % (Mg)'\¡ (KV<
Plantas sanas 2.3 0.18 0.36 0.11 1.14 Plantas entorchadas 2.1 0.18 0.18 0.12 1.40 Conten.ido m{"dio en nOrdClónll 2.1 0.18 0.32 0.11 1.02
FUente: R.H. Howeler 1198]) '"Variedad Oryzica Caribe 8, época Horación
la humedad aprovechable en éste, el contacto entre suelo y raíces es menor, afectando la transpiración de las plantas y por ende la toma de nutrimentos.
En este sentido, el calcio es mucho más afectado en la absorción que otros iones ya que su captura por las raíces y su posterior traslado por los haces vasculares (vía xilema) depende exclusivamente de la transpiración de las plantas (Barber y Ozzane, 1970; Marschner y otros, 1982), y como resultado, los sintomas de deficiencia siempre son más pronunciados en los tejidos jóvenes. De otra parte, las zonas meristemáticas de raíces, tallos y hojas, en donde hay divisiones celulares, son las más susceptibles, quizá debido a que se requiere calcio para formar una nueva lámina media en la placa celular que surge entre las células hijas. Lo anterior, podría indicar que el calcio en los tejidos de la planta puede ser utilizado como un indicador de compactación en los suelos.
Planto de arroz con síntomas del
retorcimiento
22 MANEJO CONSERVAClONrsrA DE LOS SlJEWS
ARROCEROS O[ LA ORINOQUIA COl.OMBIANA Boletín Técnico No. 32
t
• Degradación del suelo y sanidad de cultivo
La aparición o presencia de algunas enfermedades en el cultivo del arroz. han sido asociadas a los problemas de degradación del suelo. Investigacion'es realizadas por Aristizábal y otros (1999). sobre el "entorchamiento" del arroz producido por el hongo Po/imixa graminis. detectaron que esta enfermedad es más severa en lotes de arroz riego donde se registra compactación de 105
suelos y escasa concentración de materia orgánica. Este mismo trabajo concluye que resistencias del suelo superiores a 1.39 Megapascales (Mpa). equivalente a 13.9 kglcm'. presentan serios Iimitantes para el normal crecimiento de las raíces y mayor severidad del entorcha miento en el cultivo.
Los autores proponen que la introducción de sistemas alternativos de labranza y la incorporación de abonos orgánicos o plantas leguminosas podrían ayudar a mejorar la actividad microbial ya recuperar la estructura del suelo para contrarrestar el impacto negativo del entorchamiento sobre la producción de arroz.
Boletín Técnico No. 32 Mt.NEJO OONSUVACIONISTA DE LOS SUHOS
AItltQ(EROS DE LA OIUNOQUIA COlOMIU,\NA
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24
ESTRATEGIAS PARA LA RECUPERACiÓN DE SUELOS ARROCEROS DEGRADADOS
los resultados de investigación obtenidos en las diferentes zonas arroceras de los Uanos Orientales, permiten corroborar algunos de los conceptos que sobre el panicular han planteado varios investigadores, quienes manifiestan que el desarrollo de tecnologías en labranza de conservación, hoy llamada agricultura de conservación, donde se incluyen labranzas profundas, uso de abonos verdes, rotación de cultivos y manejo agronómico adecuado, pueden transformar el modelo de agricultura convencional a sistemas de producción sostenibles que utilicen la capacidad del suelo a través del uso racional de insumos y agroquímicos (Caicedo y otros, 1997),
Con la incorporación de tecnologías de agricultura conservacionista se logra en el corto plazo disminuir el sobrelaboreo y los costos de producción; así mismo, a largo plazo se reduce la erosión y degradación, se descompactan los suelos y se conservan en equilibrio las propiedades físicas, químicas y biológicas de este, haciendo más competitiva y sostenible la producción de cultivos (Caicedo y otros, 1997),
Sobre este mismo aspecto, Amézquita (1998) sostiene que la labranza constructiva debe conducir a obtener una buena distribución y estabilidad del sistema poroso, Debe tender a conseguir entre 10-15% de macroporos, entre 20-25% de mesoporos y entre 10-15% de microporos en los primeros 20 cm de suelo. Por otro lado, debe velar porque esa condición de buena distribución de poros que se ha creado sea estable en el tiempo, lo cual se consigue mediante la adición de materiales vegetales lignificados los cuales incorporados al suelo en ciclos sucesivos de cultivo impiden que el suelo vuelva a la condición porosa negativa,
la inadecuada mecanización, puede conducir a un desequilibrio de la distribución de poros en el suelo, originando incrementos importantes en la cantidad de microporos y disminuyendo los meso y macroporos; este efecto reduce el agua disponible para la planta y está muy relacionado con la compactación del suelo. Figura 8.
o Labranza vertical y uso de materiales orgánicos
Trabajos de investigación preliminares, realizados en Inceptisoles de terrazas medias de San Carlos de Guaroa (Meta), en el cultivo de arroz, mostraron que el uso de arados de cincel combinados con aplicaciones de 2.0 l.ha" ' de gallinaza durante Utl all0 de evaluación, no presentan diferencias significativas en el rend imiento de grano, ni en ninguna de las variables lisieas de suelos, evaluadas al final de la cosecha, Sin embargo, mediciones de las propiedades físicas del suelo realizadas al máximo macollamiento del
MANEJO <DloISERVA()()NlSTA DE U)S SUElOS
ARROCfJlOS DI: LA ÜRlNOQUIA COlOMBlr\NA Boletín Técnico No. 32
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FUf"nre: Forero y otros (1998)
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020cm
030cm
figuro 8. Efecto de'a mecanización sobre la distribución de poros en suelos arroceros de Terrazas medias en San Carlos de Guaroa
cultivo de arroz (45-55 d.d.e), en la variedad Oryzica caribe 8, mostraron cambios positivos por el uso de los cinceles. Estas primeras apreciaciones permitieron concluir que el efecto positivo de la descompactación del suelo, dada por los cinceles en lotes arroceros, era transitorio y corto lo cual sugeria la necesidad de aplicaciones mayores de materia orgánica al suelo para estabilizar en mayor grado la estructura de este (Aristizábal y Baquero, 1999).
Posteriores investigaciones, realizadas en terrazas medias de La Libertad, permitieron evidenciar una interacción positiva entre el uso de arados de cincel combinados con aplicaciones altas de materiales orgánicos de mayor relación CIN (raquis de palma), en cantidades de 8.0 t.ha- ' (Aristizábal y Baquero, 1999).
En la Tabla 2, se presentan algunos resultados obtenidos donde se puede observar que el rendimiento de arroz se incrementó entre 9.1 % Y 21% con la introducción del raquis de palma y sulpomag, con valores entre 3.882 y 4.459 kg.ha·' para el primer año de estudio e incrementos de 1.139 kg.ha· ' con el uso de raquis de palma para el segundo año. De otra parte, es notable la reducción en la presencia del entorchamiento en todos los tratamientos evaluados.
Estos resultados muestran que la integración de varias alternativas tales como el tratamiento físico (cincel), un tratamiento orgánico (raquis de palma) y un tratamiento químico (sulpomag), complementadas con la siembra y abonado en surcos pueden ser una opción importante para mejorar algu-nas características del suelo (Aristizábal y Baquero, 1999). El análisis quími- 25 ca realizado al raquis de palma permitió determinar que cada tonelada de
Bolean Técnico No. 31 MA"I~J(J <'UN.')~.RVA<'lONLSTA Dr: LOS SIJI:I.OS
ARROC~ROS Ol LA OMJ.\IOQIJIA COI m1Rl,\NA
Tabla 2. Comportamiento de Oryz;CQ Caribe 8 bajo cuatro tratamientos de manejo de suelo. La Uberrad
Entorcha- Enton:ha- Rendimiento Rendimiento Tratamiento miento miento (kg.h'-') (kg.h'-')
(%) 1997 (%) 1998 1997 1998
Oncel + raquis 8.4 O 3882 ab 4028 c Oncel + sulpomag + raquis 4.8 O 4459 b 3229 b Oncel + sulpomag 14.8 O 3778 a 2243 a Cincel 15.0 0.4 3552 2887 ab C.V. 1%) 9.8 12.0 ProbabIlidad < 0.01% Prueba de Tukey Análisís estadíst ico independiente para cada semestre Fuente: Aris tizábal y Baquero (1m)
26
este material aportó al suelo: 13 kg de nitrógeno (N), 1.3 kg de fósforo (P), 4.6 kg de potasio (K), 2.9 kg de calcio (Ca), 2.0 kg de magnesio (Mg), 91 g de manganeso (Mn), 46 g de Zinc (Zn), 24 g de cobre (Cu), 7.0 kg de hierro (Fe), 7 g de Boro (B) y 0.9 kg de azufre (S) (Aristizábal y Baquero , 1999).
Trabajos realizados en suelos arroceros con procesos severos de degradación en la sabana inundable del departamento de Arauca (Baquero y otros, 2001) han encontrado resultados similares. En estos el uso de cincel fijo en la época de salida de aguas (noviembre), permite obtener los mayores rendimientos de grano en el tercer año de evaluación, superando ampliamente a los tratamientos de labranza convencional (implementos de disco) y al tratamiento de cinceles en la época de entrada de aguas (marzo). Figura 9.
Estos resultados coinciden con las apreciaciones realizadas por Rincón, citado por Baquero y Aristizábal (1998) , donde el uso de la labranza temprana en la zona de la Altillanura plana, en el cultivo del arroz, incrementaba en más de 700 kg.ha" los rendimientos de grano de la variedad Oryzica sabana 6, en comparación con los sistemas de labranza convencional. De otra parte , al realizar los muestreos de suelos, para conocer el efecto de los tratamientos de labranza y adición de materiales orgánicos en los sitios experimentales, se observaron cambios positivos en la densidad aparente, porosidad total , humedad aprovechable y conductividad hidráulica, principalmente en los tratamientos que tienen la aplicación de Raquis de palma (8.0 t/ha), en San Carlos de Guaroa y Cannavalía (Cannavalia ensiformis) en lotes de sabana inundable de Arauca. Figura 10.
Así mismo, los análisis de crecimiento de raíces del cultivo del arroz indican que éste se ve favorecido en profundidad y distribución con el uso de cinceles y la aplicación de materiales orgánicos, tal como se pudo observar en los suelos inundables del departamento de Arauea.
M¡\NI;JO CONSERVAClONIS .... I1F LOS SUF.LOS
ARROCl'ROS l)f lA ORINOQ\JIII CorOMBIAIIIA Boletín Técnico No. 32
Abono verde como cultivo alterno
Crota/arias como abono verde
Bolef;n Tecnico No. 32 MANIJO (ON~Ef:V,,(lO"lIST" nF lOS sunos
~RJ!OUl1.m 1)1, 1" ÜRl~()QlIl," CorOIolRIII"I-\
27
Figura 9. Efecto de
sistemas de labranza sobre
la producción de arroz bajo
condiciones de inundación
en el municipio de Arouea
Figura 10. Efecto del
manejo de suelos sobre
algunas de sus caracterrsticas
jisicas en suelos arroceros
de los Llanos Orientales
(Arauea)
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500 O Ir-
• Convencional • Cincel. Salida de agua O Cincel. Entrada de agua
tJ§:/" ..¡p" '\"~" '~~p
1ltD8
Fuente, Baquero y otros (lOOI)
.. • Convllnclon.ll .. • Clncet Salida ele as¡1I.I
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HUII'led.d "'-IIpro .... ehlbl. ("')
Fuente: Baquero y otros (200 1)
2000
Conduetlvldlld hldnliuliel (emlhll)
Los efectos encontrados fueron más notorios en los primeros 5 cm de profundidad, lo cual pone de manifiesto que si bien existe una interacción positiva entre labranza profunda con cincel, incorporación de materiales orgánicos y el uso de una adecuada fertilización, la recuperación de los suelos arroceros degradados de los Llanos orientales es un proceso gradual que debe garantizar el incremento de la materia orgánica, el mejoramiento de las condiciones físicas del suelo, la regulación del comportamiento microbiológico y la estabilización de la estructura de estos suelos, coincidiendo con lo reportado por Amézquita (1998).
28 Resultados similares han sido reportados por Bonilla y Murillo (1998),
y Gareía y Durán (1998), en el cultivo del algodonero; Herrera y Romero (1998), y Caicedo y otros (1998) en maíz, soya y arroz; Almansa y Arguello
M.~N~,O CON~I.I!V.~(lONJ~IA 1)I1l)~ \1J1:J.o~
1\K.Rf)( HIn .. In· LA ORINOQllt" COlOMBIANA 8oletí" Técnico No. 32
~
.l D;stribución de raíces
Sar ,lA ~¡/~ de arroz bajo V" ijfft tres sistemas
de labranza en suelos arroceros
O-l O cm de los Llanos Orientales (Arouca)
11)-20,,"
" lO·Wc.:1T1 e -"5
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(1998) en arroz. Según estos autores el uso de implementos de labranza profunda, combinado con la adición de materiales orgánicos al suelo, mejoran las condiciones fisicas del suelo e incrementan los rendimientos de estas especies.
Algunos de los estudios sobre evaluación de materiales orgánicos adicionados al suelo en la terraza media de San Carlos de Guaroa, en el cultivo del arroz, muestran cómo la incorporación de dos leguminosas y un subproducto de la palma aceitera (E/aeis guinensis), como el raquis, de alta relación C/N, influyen favorablemente en el rendimiento de grano. Tabla 3.
IWlht
Cannavalia
Fuente: Baquero y otros (2001)
Bolet", Tet.:II;w No. ]2
• La Arrocera
• El silencio
• Matapalito
Figura 1, . Efeclo de sistemQs de labranza y adición de materiales orgánicos al suelo sobre el rendimiento de arroz en suelos de los Llonos Orientales de Colombia (Amuca)
29 MAN~JO CON~~Il"''''ClONlsrA IH LOS Sl!U(J~
.'IlIlOfH(I)'i 1)1-. 1" ORINOQI.JiJ\ COL OMIlIA"',\
Tabla 3. Componentes de rendimier1W de la variedad de arroz Unea 2 con la incorporación
de abor1Os verdes y orgánicos
Tratamiento A1t",.. Planta (cm) Vaneamiento /%l Rendimiento (k¡;jJoa¡ Testigo 74.9 30.6 2360c Raquis 82.7 27.9 3630 a Crotalaria 83.5 31.1 3270 ah Cannavalia 86.1 24.0 3800 a
La Grama, finca Bella Luisa Pr <0.05 prueba de Tukey Fuente: Aristizábal y Baquero (2001)
30
La mejor época de siembra de estos abonos verdes fue el segundo semestre del año, entre los meses de octubre y noviembre, cuando la precipitación empieza a disminuir, proporcionando un medio más adecuado para el establecimiento y producción de biomasa. Estos materiales se pueden picar o incorporar al suelo entre los meses de enero y febrero del siguiente año como residuos altamente lignificados. Las especies leguminosas evaluadas presentaron producciones entre 13.5 y 15 t.ha~l de materia seca.
Resultados de investigaciones obtenidas en tres zonas arroceras de la Orinoquia inundable del departamento de Arauca (Baquero y otros, 2001), han permitido corroborar los efectos positivos obtenidos al combinar los arados de cincel con la adición de materiales orgánicos al suelo. En la figura 11, se puede observar que se obtienen rendimientos de grano en más de 1.5 t.ha- l en las tres zonas, cuando se usa el cincel a saJida de aguas y se incorpora un abono verde (CannavaJia), comparado con el uso de labranza convencional (disco) y sin adición de materiales orgánicos. La producción de biomasa seca de CannavaJia en estas localidades fluctuó entre 10 y15 t.ha~l.
Prácticas de manejo para el mantenimiento o incremento de la materia orgánica
El uso de abonos verdes, la preservación de rastrojos, la rotación ó asociación de cultivos y la adición de materiales orgánicos vegetales o como excretas de animales bien descompuestas, son algunas de las prácticas que pueden cumplir el propósito de mantener la materia orgánica del suelo en condiciones deseadas (Muñoz, 1994; Muzzilli, 1998).
Según Piamonte, citado por Navas y Delgado (1997), abono verde se considera cualquier planta en rotación, sucesión o asociación con los cultivos, incorporándolas al suelo o dejándolas en la superficie, con el objeto de mantener y mejorar las características físicas, químicas y biológicas.
M,~NfJO CON~I,RVAC10NISIA UIo LOS SUELOS
AIUUlCEROS [}f L\ ORINOQlIIA COI OMIlIANA Boletín Técnico No. 32
lbn de l .. h¡ •• 1 p r~,1!llid(l y ddll'jOI1 dl' Inateriall..'s nrgdIlH.o"" (OIlH I l· ... t' ~ ¡ll :" ,r.1 id rc:cuperacioll dé..' sudo<; ilITOC .. 'H, ...
d .• /",L" lo' t'nlll' I.I,,"()~ Orit'nl<lh's
Il(ll( I Ifr 11 j ti/( P \(, ,
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32
Los abonos verdes pueden mejorar la fertilidad de los suelos mediante los aumentos de la materia orgánica y la disponibilidad de nutrientes para la planta, disminuir los efectos tóxicos de elementos como el aluminio (Al) presente en la solución del suelo, mejorar el reciclaje y la movilización de nutrientes evitando su lixiviación y pérdida a capas profundas, mejorar la estructura del suelo contribuyendo con la agregación de las partículas minerales, aumentar la retención de agua, favorecer la infiltración, la porosidad total, la aireación y la conductividad hidráulica, proteger el suelo de la radiación solar y el efecto negativo del impacto de la gota de lluvia, además, disminuyen los procesos erosivos, regulan la temperatura del suelo y mantienen un equilibrio adecuado de la dinámica y metabolismo de los microorganismos d~l suelo_
De otra parte, los abonos verdes pueden contribuir en la eficiencia de la producción rural, puesto que muchas especies vegetales usadas como abono verde son utilizadas en la agricultura y en la alimentación humana: nabo forrajero, alfalfa, girasol, guandul, crotalaria, caupi, soya, mucuna, cajanus y cannavalia. Otras como el matarratón y la leucaena se utilizan como forraje en la alimentación animal y su madera es utilizada para cercos y como combustible (Pandey, 1991). Otros materiales que pueden ser usados como abonos orgánicos son los desechos de cultivos como el raquis de palma, hojas de plátano, especies forrajeras de sorgo, maíz y millo y algunas especies nativas de rastrojo como la maciega, entre otras.
La composición de los residuos vegetales y su contenido de celulosa y lignina influyen en la descomposición. La relación carbono/nitrógeno (C/N) gobierna buena parte de los procesos de descomposición, mineralización y disponibilidad de nutrientes para los cultivos. La descomposición esta inversamente relacionada con el contenido de lignina o relación C/N de los residuos, mientras más alta es esta relación, más lenta es la descomposición (Calegari y otros, 1993; Guggenberger, 1995).
En residuos vegetales con relación C/N alta (> 25) de lenta descomposición, hay pérdida elevada de carbono como CO" poca transformación de humus y deficiencia de nitrógeno para los cultivos posteriores. Sin embargo, parece que este tipo de materiales pueden influir en las propiedades lisicas del suelo al poder estabilizar la estructura de éste de acuerdo con los resultados obtenidos por Aristizábal y Baquero (1999). En los residuos con relación C/N baja «25) la mineralización es más rápida, hay mayor producción de humus y disponibilidad de nitrógeno para los cultivos posteriores. Este tipo de residuos está más relacionado con el mejoramiento de la disponibilidad de algunos nutrientes en el suelo (Calegari citado por Navas y Delgado, 1997).
MANEJO CONSERVAClOIIIISTA DE LOS SUELOS
ARROCEROS DE 1" ORlNüQIJIA COLOMRI"-IIIA Boletín Técnico No. 32
I r
ALGUNOS ASPECfOS DE LA ACfIVlDAD MICROBIAL EN SUELOS ARROCEROS
La actividad de los microorganismos en el suelo no se limita a asegurar la transformación de la materia orgánica, también están presentes en la producción de compuestos de síntesis que intervienen en las propiedades fisicas del suelo, como las sustancias gomosas y mucilaginosas que se comportan como estabilizantes de la estructura, y en la nutrición vegetal, como factores de crecimiento (Gaucher, 1971; Patiño y Amézquita 1998). Casi todos los grupos animales y vegetales viven en el suelo y actúan sobre él modificando su composición, estructura y funcionamiento.
De acuerdo con Salamanca (1998), en el suelo se encuentra una comunidad heterogénea de algas, bacterias, hongos y actinomicetos; estos microorganismos junto con los virus y los componentes de la microfauna como: amebas, artrópodos, flagelados, nematodos y otros, forman la microbiota del suelo y aunque se estima que existen unas 30,000 especies de bacterias y 1,500.000 de hongos, sólo se han identificado 8 y 1 por ciento respectivamente. Cada organismo cumple funciones especiales en el suelo. La producción biológica del suelo consta de grupos como descomponed ores (bacterias, hongos y algunos actinomicetos), carroñeros (metazoos), depredadores (nematodos, ácaros, arácnidos, etc).
Los microorganismos del suelo se localizan en la rizósfera o parte del suelo en donde se encuentra la mayor cantidad de raíces y donde estas crean condiciones de vida especiales como asociaciones, simbiosis y mutualismo, entre otros (Gaucher, 1971).
Los trabajos sobre reconocimiento y cuantificación de microorganismos en suelos arroceros de los Llanos Orientales no guardan una tendencia definida en la proporción de bacterias, hongos y actinomicetos presentes en el suelo. Así, en el Piedemonte Llanero el patrón de distribución encontrado en los trabajos realizados es bacterias> actinomicetos > hongos; mientras en suelos arroceros de las sabanas inundables del departamento de Arauca, se observa una tendencia diferente donde predominan los actinomicetos, seguido por los hongos y finalmente las bacterias (Aristizábal y Baquero, 1999; Baquero y otros, 2001).
Este hecho corrobora lo expuesto por Burbano (1994), quien manifiesta que las bacterias predominan en suelos aireados y que raramente permanecen en la fase líquida del suelo porque la mayor parte de ellas se adhieren a las partículas de arcillas y humus.
Boletín Técnico No. 32 MANEJO (Oh'SER\'AOO"'ISTA OE lOS SUELOS
ARR()(H.OS DE LA ORlNOQUtA COW'181ANA
33
Figura 12. Población inicial de
mlcrooorgamsmos en melas arroceros
degradados del piedernonte
Llanero (Libertad, 1996)
Figura 13. Población de
mIcroorganismos del suelo después
de aplicor materiales orgánIcos
lignificados (raquis de Palma)
en suelos arroceros (Libertad 1998)
Hongos micorrizicos
como habitantes naturales del suelo
34
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Fuente: Aristizábal y Baquero (1999)
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Bacterias Hongos
• Variedad Oryzica Caribe 8
Fuente: Aristizábal y Baquero (1999)
M,'\NIJO mNS~KVlI.nO!llJ~I;' DF lOS SUELOS
AMItOnMOS J)[ u, ÜRIN{)QlII~ COLOMBMNA
Actinomicetos
Boletín Técnico No. 32
•
Los trabajos sobre identificación de microorganismos en el suelo en los Llanos Orientales, concluyen que en arroz de riego, las poblaciones bacteriales están fundamentalmente constituidas por los géneros Pseudomonas y Bacillus, los Actinomicetos por Actinomyces y Streptomyces, y los hongos como Penicillium, Fusarium, Trichoderma, Aspergillus, Metarrizium, Chlamidomyces y Gloeosporium. Por estado de desarrollo del cultivo, se ha encontrado un incremento significativo de las tres poblaciones microbiales de arroz al momento de la floración relacionada por la intensa actividad fisiológica de la planta y la producción de exudados en el medio radicular (Barea, 1997) .
Sobre la dinámica microbial bajo diferentes sistemas de labranza, los resultados obtenidos por Salamanca y otros (1998), y Baquero y otros (2001), muestran que son las bacterias las que presentan una mayor variación al cambio de sistema de labranza.
• De esta forma, se ha encontrado que en suelos del piedemonte Llanero las poblaciones bacteriales presentan valores entre 4.0-5.810g u.f.c.g', superior a las poblaciones encontradas en suelos de la altillanura (2.75 log u.f.c.g'). Estas poblaciones tienden a incrementarse en las dos localidades al mejorar las condiciones químicas del suelo, siendo en todo caso superiores a las poblaciones de hongos y actinomicetos.
• En sabanas inundables del departamento de Arauca se observa que la población de bacterias disminuye con el tiempo de uso del suelo en todos los sistemas de labranza, en suelos intervenidos y no intervenidos. En esta región, las poblaciones bacteria les fluctúan entre O y 3.2 log u.f.c.g-'.
• La población de hongos y actinomicetos son más estables en los suelos sometidos a diferentes sistemas de labranza tanto en suelos del Piedemonte Llanero como en las sabanas inundables del departamento de Arauca, debido posiblemente a la capacidad que tienen estos para descomponer los compuestos orgánicos de lenta degradación como la celulosa, la hemicelulosa y la lignina presentes en los residuos de cosecha de arroz y en las gramíneas de las sabanas nativas (Salamanca y otros, 1998; Baquero y otros, 2001).
• Con relación a la dinámica microbial por efecto de la adición de materiales orgánicos en el suelo, los trabajos realizados en Inceptisoles de terrazas medias de San Carlos de Guaroa y La Libertad mostraron que la introducción del raquis de palma y el sulfato de potasio y magnesio, arrojó una composición de las poblaciones microbiales totalmente diferente a las encontradas cuando no se aplicaron estos tratamientos (bacterias> actinomicetos > hongos) (Figuras 12 y 13).
Bo'etín reclUeo No. 32 MA"~to (Oflj~~II.\' ... OO"I~IA m 10\ ~IIIIO~
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36
En efecto, los actinomicetos presentaron los mayores niveles poblacionales seguidos por las bacterias y los hongos. Las mayores poblaciones de actinomicetos se presentaron en aquellos tratamientos en que estuvo involucrado el sulfato de potasio y magnesio (sulpomag) y raquis de palma, el cual por su carácter de material altamente lignificado (relación ON >25) favorece el crecimiento poblacional de los actinomicetos. Se observó, además, un bajo nivel del grupo de hongos debido posiblemente a la intensa interacción microbial que se da en la rizósfera de la planta de arroz en el estado de floración.
Al respecto, la literatura reporta que todas aquellas condiciones que se presenten en el suelo favoreciendo el crecimiento de las poblaciones de actinomicetos, se verán reflejadas en un decrecimiento de las poblaciones de hongos, incluyendo aquellos que provocan enfermedades a las plantas superiores, los cuales son inhibidos en su crecimiento por antibióticos y enzimas líticas excretadas por varios géneros de actinomicetos (Alexander, 1980).
Esta última apreciación es muy importante en el manejo de algunas enfermedades causadas por hongos del suelo como es el caso del "entorchamiento del arroz", causado por el hongo Polimixa graminis, el cual disminuyó significativamente su presencia en los tratamientos que llevaban raquis de palma y sulpomag (Figura 12). Los anteriores resultados ponen de manifIesto que el manejo de esta enfermedad no debe ser puramente químico, sino que la combinación de varias prácticas agronómicas, entre las que se encuentran labranzas profundas para descompactar los suelos, la incoporación de materiales orgánicos, la fertilización adecuada y un manejo preventivo, pueden disminuir en gran parte su impacto negativo en los cultivos de arroz de los Llanos Orientales (Aristizábal y Baquero, 1999).
De otra parte, es importante tener presente que la degradación biológica puede ocurrir por la variación de las condiciones de vida en el medio de los microorganismos, por cambios en el pH. por procesos de compactación, inundaciones, por elevaciones del nivel freático. por contaminaciones y efectos esterilizantes de algunos plaguicidas. Esta alteración ocurre principalmente en áreas bajo agricultura intensiva y con uso indiscriminado de bióxidos (Montenegro y Holmos, 1988).
M ANEJO CQNSERVACIONfSlA DE LOS SUElDS
AIUtOr.EROS m LA ÜRINOQU IA COtOMIUANA Boletín Técnico No. 32
La degradación biológica se inicia con la deforestación continúa con el uso de productos químicos que alteran el medio ecológico del suelo y lo hacen impropio para muchas especies de microorganismos (Amézquita, 1992).
Los resultados sobre la distribución y dinámica de algunos de los microorganismos del suelo en la Orinoquia colombiana permiten vislumbrar que el aspecto biológico del suelo juega un importante papel en la relación sueloagua-planta. Así mismo, indican la necesidad de conocer mucho más sobre las condiciones biológicas de éste, porque pueden constituirse en importantes indicadores de la productividad de un suelo. La aireación, la fertilidad, la temperatura, el pH, el contenido de materia orgánica son algunos de los parámetros que se encuentran influyendo notablemente sobre la distribución poblacional y la dinámica de los microorganismos en el suelo de los Uanos Orientales de Colombia.
Boleli" TéclJico No. 32 MAllllfO ((I ... ~H!\'>\no"ISI,\ Il IIIS Sil I(I~
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MOD . LO PARA LA RECUPERACiÓN DE SUHOS ARROCEROS DEGRADADO
La evaluación económica de las prácticas para recuperar y conservar los suelos arroceros degradados presenta un alto grado de complejidad y por lo tanto una gran dificultad para establecer una relación ideal del costol beneficio en el corto plazo. Las propiedades fisicas, químicas y biológicas juegan un papel preponderante para determinar la intensidad en el uso de un implemento agrícola determinado, en la cantidad y calidad (relación (j N) de cada uno de los materiales orgánicos o abonos verdes a utilizar; así mismo, el manejo y el estado de fertilidad del suelo conllevan a manejos diferenciales en el uso de un nutrimento determinado. Sin embargo, con base en algunos de los resultados obtenidos en los trabajos realizados en San Carlos de Guaroa (Meta) y sabanas inundables del municipio de Arauca, se ha logrado demostrar que la introducción de prácticas de la labranza de conservación y adición de materiales orgánicos al suelo, es rentable en el mediano y largo plazo, no solo por los incrementos de la productividad del cultivo, sino por los efectos benéficos a largo plazo sobre las características fisicas, biológicas y químicas del suelo (Aristizábal y Baquero, 1999).
Lo anterior permite evidenciar que la incorporación de nuevas estrate· gias de manejo sostenible de los suelos arroceros de los Llanos Orientales donde se me zclan aspectos como la labranza de conservación, el incremen· to de la materia orgánica del suelo, el establecimiento de sistemas
Rotación de cultivos como
práctica de mejoramiento de
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Esquema sugerido para la recuperación de suelos arroceros degradados
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DIAGNÓSTICO
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PRACTICAS AGRONÓMICAS
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DIAGNÓsnCO
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rotacionales de cultivo, que incluyen especies anuales de grano y forraje y el descanso de lotes, entre otros, son alternativas importantes que van a permitir hacia el futuro un manejo más sostenible y competitivo del cultivo del arroz en la región.
Para lograr esto Aristizábal y Baquero (1999) han establecido un modelo que permite, al cabo de un determinado tiempo, lograr la recuperación parcial de los suelos arroceros en los Llanos Orientales.
Este modelo incluye tres etapas en las cuales interactúan todos los componentes tecnológicos expuestos en este documento y pretende establecer una guía para el manejo de este tipo de suelos en la región. Además, permite tomar las decisiones de la estrategia a seguir de acuer· do con cada condición específica del suelo y con la intensidad de manejo de éste para su recuperación y/o preservación.
• Primera etapa. El modelo incluye en esta etapa la caracterización y diagnóstico para conocer el estado de degradación del suelo con base en indicadores ffsicos y químicos, principalmente. Esta etapa prevé una duración de 1 a 2 años.
Posterior al diagnóstico es necesario, si así se requiere, el uso de una labranza profunda con arados de cinceles rígidos para romper las capas compactadas producidas por la mecanización agrícola o el pisoteo del ganado.
Esta práctica debe ir acompañada incondicionalmente de la incorporación de materiales o residuos orgánicos altamente lignificados como raquis de palma, millos, maíces o sorgos forrajeros, los cuales permitirán sostener en el tiempo los efectos de la labranza profunda y mejorar la retención de humedad, incrementando la porosidad total y el aumento de meso y macroporos. Así mismo, disminuye la densidad aparente y regula el movimiento del agua en el suelo, generando condiciones adecuadas para el establecimiento y supervivencia de los microorganismos del suelo. Esta etapa debe estar complementada con prácticas agronómicas adecuadas como el uso de semillas cenificadas, densidades de siembra óptimas, manejo fitosanitario con énfasis en controladores biológicos y adecuada fenilización, entre otros.
• Segunda etapa. Después de estabilizar la estructura del suelo con la adición de materiales orgánicos altamente lignificados o de relación CIN superior a 25, es necesario continuar con la labranza profunda y la incorporación de materia orgánica al suelo, incluyendo el uso de especies leguminosas como Crotalaria, caupí, vitabosa y canavalia, entre otras. Esto permitirá mantener o incrementar los contenidos de materia orgánica del suelo y por ende propiciar el mejoramiento de las propiedades ffsicas, químicas y biológicas del suelo.
M ANEJO CONSf.Rw.aONISTA DE lOS SUEL()S
ARROCEROS DE LA ORINOQUIA COtOMIIIANA Boletin Técnico No. 32
Si bien es cierto que es difícil precisar un lapso de tiempo para alcanzar la recuperación total o parcial de un suelo degradado , los estudios permiten sugerir que esta condición se puede lograr entre los 3 y 8 años , dependiendo de varios factores como:
• El estado de degradación inicial del suelo_
• El manejo dado a través del tiempo,
• Las características edafológicas y climáticas.
• La disponibilidad de recursos y equipo de labranza apropiado.
• La cantidad y calidad de materiales orgánicos.
• Las políticas sobre tenencia de la tierra , fomento de tecnología y sobre todo, el convencimiento de la importancia de recuperar y preservar el recurso suelo.
• Tercera etapa: Después de las anteriores etapas donde se ha llegado a una recuperación parcial del suelo, se debe iniciar un plan de producción con base en un sistema de explotación sostenible donde interactúen las rotaciones, asociaciones, descansos, así como el uso de coberturas, la labranza de conservación y la cosecha a granel. Esto permitirá, en el largo plazo, el establecimiento de sistemas de producción sostenibles acordes con las condiciones de la región.
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ARROCEROS DE L\ ORlNOQlJlA COLOMBIANA
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