Curvas a Nivel:
¡ Altamente Productivas !

Johannes Füssel, 1994
www.eco~tierra.com, 2001
Nindirí - Masaya, Nicaragua

Abstracto Abstract

1 Digresión e Introducción

Durante un encuentro sobre la Pitahaya, los participantes visitaron a un productor de dicha fruta. El suelo estaba altamente erosionado, pero el productor había tomado algunas medidas (aunque insuficientes) contra la erosión utilizando el zacate Vetiver (Vetiveria zizanioides). Uno de los participantes hizo el siguiente comentario: Que no sería recomendable plantar ese zacate, "porque solamente sirve para el control de erosión, nada más."

A perder suelo, para un productor significa (y al ingeniero que observa), que pierde productividad en un factor de la producción (el ingeniero va a buscar otro lugar para implementar sus recomendaciones). En cambio, un campesino que pierde su suelo, pierde el fundamento de su vida y la sociedad el fundamento de su economía.

En un ensayo para la conservación de agua y suelo - en el sentido de conservar o aumentar la fertilidad / productividad del terreno - se hicieron curvas a nivel, combinando Gamba (Andropogon gayanus), Neem (Nim, Azadirachta indica) y Madero Negro (Madreado, Madre de Cacao, Gliricidia sepium). El sitio está ubicado en el municipio de Ticuantepe, a 13 km al sur de Managua, Nicaragua, a 280 msnm, de suelo Haplic Andosol y un clima subhúmedo - bimodal. La zona ecológica del experimento es óptima para el cultivo de la piña. En conjunto a éste, se llevaron acabo tres ensayos más:

• Procedencias del Madero Negro
• Influencia de la luna en la siembra del Madero Negro / Gamba
• Resistencia del Gamba a la sequía

.Los ensayos se realizaron por el autor durante su asesoría al Ministerio del Ambiente y Recursos Naturales (MARENA), Managua.

2 Objetivo

• Evaluar curvas a nivel, que aumenten la productividad y fertilidad del terreno, combinando árboles de uso múltiple, zacate forrajero y árboles maderables

3 Análisis del Clima

Una estación agroclimática (grabador de datos LI-1000, LI-COR) se instaló para medir y grabar los siguientes factores climáticos (unidades de viento convertido):

• Energía de luz en J/s/m2 (Sensor: LI-200SA, LI-COR)
• Luz efectiva de la fotosíntesis en µmol/s/m2 (LI-190SA, LI-COR)
• Temperatura de aire en °Celsius (LI-1000-16, LI-COR)
• Varias temperaturas del suelo en °Celsius (LI-1000-15, LI-COR)
• Humedad relativa en % (HMP35D, VAISALA)
• Carrera de viento en m (014A, METONE)
• Precipitación en mm (4000-S, JAREK)

Una prueba se realizaba cada minuto (viento: se sumaba la carrera cada 5 segundos) y se grababan los promedios/sumas cada hora. Los eventos de precipitación eran grabados en precisión de 1 minuto.

Para calcular a base de una hora el potencial de la evapotranspiración (PET) y consecuentemente el balance hídrico, se ordenaron y calcularon los datos en programas elaborados en 'Ami Pro' y 'Improv' (LOTUS). El PET era calculado según la fórmula de Penman (1963; Monteith y Unsworth, 1990). La evapotranspiración real (ET) era estimada a 1/3 del PET, verificada con el tensiómetro S-2900 (SOIL MOISTURE EQUIPMENT CORP.) y con observaciones de campo (punto de marchitez permanente en el maíz). Por último se diseñó en el siguiente

Figura 3.1 Agroclimatograma para Ticuantepe, según Füssel (1992).

El clima es sub-húmedo bimodal del país tropical Nicaragua (ver un agroclimatograma para una zona húmeda tropical)

GRÁFICAS:
X- eje (intervalos de calibración: 1 mes, normalmente Enero a Diciembre):
- tiempo
- periodo vegetativo (P + depósito > déficit de 10 días)
- periodo húmedo (depósito > 50 % de 10 días)
Y1- eje (intervalos de calibración: 10 °C):
- temperatura
Y2- eje(intervalos de calibración 20 mm para valores <=100 mm; 100 mm para valores
100 mm < valor <= 200 mm y 200 mm para valores > 200 mm):
- precipitación
- déficit de agua
- potencial de evapotranspiración

FIGURAS(de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo):
X- eje (disponibilidad de agua):
- almacenamiento de agua en mm
Y1- eje (temperatura y radiación solar):
- temperatura máxima - absoluta en °C
- temperatura máxima - promedia en °C
- temperatura promedia - máxima en °C
- luz efectiva para la fotosíntesis en µmol/s/m2
- energía de luz en J/s/m2
- temperatura promedia - mínima en °C
- temperatura mínima - promedio en °C
- temperatura mínima - absoluta en °C
Cabeza del climatograma (ubicación, resumen):
- nombre del país
- longitud & latitud en grados y minutos
- nombre de la estación & altitud en m
- temperatura promedia en °C
- suma de precipitación en mm
Y2- eje (balance hídrico y clasificación):
- máximo del déficit de agua en mm
- clasificación; de este: Köppen clase (Köppen 1932; von Carlowitz et al. 1992)
- déficit & exceso de agua total

Los climatogramas originales (Walter, 1979) incluyen datos para períodos helados, eso es muy importante en climas templados. Por el contrario, la forma de agroclimatograma presentado, pone énfasis a factores claves en los trópicos, que son, aparte de precipitación y temperatura, el PET y el balance hídrico, factores que principalmente limitan el crecimiento en los trópicos (desiertos y tierras altas son las excepciones principales).

Agroclimatogramas para los trópicos en la forma presentada, ofrecen esencialmente una forma muy dinámica para interpretar datos agroclimáticos. No solamente permite una orientación rápida, sino también una interpretación de los datos en detalle y, sobre todo, una comparación de analogías con otras estaciones climáticas.

Una discusión amplia de éstos aspectos, mostrando la distribución del baobab (Andansonia diditata L.) según el clima, se encuentran en Füssel (1992).

El balance hídrico era calculado en base a un día. Durante el establecimiento de los ensayos, eran aplicados modelos matemáticos de crecimiento de las raíces para cada cultivo - fecha de siembra - y así se modificaba el balance hídrico según la disponibilidad de agua para las plantas en crecimiento. El resto del tiempo, (en el caso de Madero Negro después de 91 días) el estimado de la capacidad máxima del suelo, a retener agua (capacidad de campo), era 120 mm.

4 Selección de Procedencias de Madreado, Neem y Gamba

Se efectuaron dos ensayos de procedencias de Madero Negro. El primer ensayo, incluyó 5 procedencias de Centro América (Calero, 1992). La de Rivas, Nicaragua mostró los mejores resultados. En el segundo ensayo, (Füssel, no publ.), se utilizaron 4 procedencias de Nicaragua: Rivas, Darío (Matagalpa), Estelí y Puerto Sandino, resultando superiores las de Estelí y Darío, mientras la de Rivas era inferior. Para el siguiente ensayo se utilizó la procedencia únicamente de Darío, por faltar la de Estelí. Todas las semillas de Nicaragua fueron compradas en el Banco de Semillas (DANIDA) del Ministerio de Recursos Naturales y del Ambiente (MARENA), Managua.

El Neem fue comprado en bolsas, del vivero de MARENA con una edad de 12 semanas (fecha de siembra en el vivero: 28/04/93). Se realizaron tres podas de las raíces con 12, 15 y 17 semanas de edad respectivamente, antes de plantarlos en el campo a una edad de 19 semanas.

Las plantas jóvenes de Gamba, aproximadamente de 30 cm a 40 cm de altura, se consiguieron en el Centro de Pasto del Ministerio de Agricultura y Ganadería, Managua.

5 Propiedades del Suelo

Varios parámetros del suelo fueron analizados en la Universidad Agraria, Managua; en el Centro Experimental del Café, Matagalpa, Nicaragua y en un instituto LUFA de Alemania. Los resultados se presentan en la Fig. 2. Se observa un exceso de K20 y Mg y un déficit de P205. El Boro supuestamente también, presenta un déficit por el exceso de K20.

6 Influencia de la Luna en la Siembra de Madreado y Gamba

Se realizó un ensayo con Madero Negro y Gamba para determinar la influencia de la luna, según su fase. Se sembraron las dos especies durante tres ciclos de la luna (desde luna llena de Enero 1993), diariamente con tres repeticiones, sumando 504 parcelas en un 'split plot design'. No hubo diferencias significativas entre los tratamientos.

7 Establecimiento de las Barreras

Las plantas de las barreras vivas se establecieron en 9 parcelas en Junio '93, sin tomar en cuenta la fase de la luna. El Madero Negro, como primera barrera, fue sembrada directamente a 3 cm de profundidad y 5 cm de distancia entre sí. El zacate Gamba, como segunda barrera fina - a una distancia de 1 m de la primera barrera de Madero Negro - fue sembrado de material vegetal joven, a una distancia de 5 cm y el Neem fue sembrado de bolsas - en medio de las hileras de Madero Negro y Gamba - a una distancia de 2 m.

8 Resistencia del Gamba a la Sequía

El Gamba mostró su alta virtud de anexar agua. En la Fig. 3 se observan los resultados del ensayo, donde se plantó Gamba hacia la época seca (ver Fig. 1, agroclimatograma). Solamente la primera y última fecha de siembra, muestran diferencias significativas a nivel de 1 % (cifras con fondo pink, cifra con fondo celeste = 5 % nivel significativo). El calculo del balance hídrico en la primera siembra fue positivo en los primeros 67 días, tomando en cuenta el desarrollo de sus raíces; mientras de la 2da hasta la 4ta siembra, sufrieron un estrés de agua entre los 20 a los 30 días. La última siembra, tenía solamente un balance hídrico positivo en los primeros 7 días y en total por 16 días, en los 5 meses de establecimiento.

Lo importante de este ensayo es mencionar, que el suelo tenía un balance hídrico positivo, tierra 'fresca', hasta el 10 de Diciembre, tomando en cuenta 120 mm capacidad del campo. No se debe plantar el Gamba en tierra 'caliente', aunque la capa superficial estuviese húmeda. Por esa razón tampoco es recomendable plantar el Gamba sobre una zanja, porque así la tierra se seca más rápida por debajo. Cuando se ocupa material vegetativo del Gamba, se deberá plantar en estado juvenil. Lo contrario p.e. al zacate Vetiver (Vetiveria zizanioides), que se planta en estado adulto.

9 Resultados

En la Fig.4 se presentan los resultados del ensayo 'curvas a nivel'. Los diámetros del A. indica fueron tomados a nivel de 1.6 m de altura, los de G. sepium por su ramificación de 5 cm a 15 cm y de los rebrotes a la altura del corte (1m), de las ramas predominantes. La altura de los rebrotes es su longitud desde la altura del corte. Los pesos eran medidos de materia fresca en el campo, con una precisión de 10g en una balanza de cruz (GRIFFT). Unas pruebas fueron secados en laboratorio a 105°C.

El rendimiento promedio de la biomasa seco total por m linear, sumando el Gamba y los dos cortes del Madreado, fue de 9.8 kg/m. Solamente el forraje seco sumó 7.1 kg/m. La producción por hectárea, plantado como callejones a una distancia de 5 m sería 19.6 t/ha de biomasa seco y 14.2 t/ha forraje seco. Eso es un nivel de rendimiento de curvas a nivel (cultivos en callejones), solamente superado significativamente en climas más húmedos. Además el crecimiento del componente árbol maderable - Neem - es muy prometedor.

10 Conclusión

Las curvas a nivel, combinando zacates, árboles de uso múltiple y maderas preciosas, no solamente son excelentemente útiles para conservar o aumentar la fertilidad de un terreno, sino también son potencialmente muy productivas.

11 Ventajas y Desventajas Potenciales de Barreras Vivas

Las ventajas y desventajas potenciales de barreras vivas, combinando árboles maderables, arbustos de uso múltiple y zacates forrajeros y de la materia orgánica producidos por ellos, son:

11.1 Ventajas

• Activar la fauna del suelo, lo que a cambio ayuda a mejorar la estructura del suelo y la disponibilidad de nutrimento;
• ahorrar mano de obra;
• albergar insectos beneficiosos, como polinizadores;
• aumentar el nivel del CO₂ cerca del suelo, a través de la descomposición de la materia orgánica, microorganismos activos y respiración de raíces,
• el que tiene efectos beneficiosos a los cultivos;
• concentrar nutrimentos en la capa superficial del suelo, y así actuar como una bomba de nutrimentos;
• conservar el suelo por la cobertura de la superficie - construcción agregadas al suelo -
• incrementando la infiltración del agua y controlando la erosión del viento;
• conservar la humedad del suelo a través de incrementar la capacidad de retención de agua y disminuir la tasa de evapotranspiración;
• conservar nutrimentos por aumentar la capacidad de intercambio de cationes e incrementar la capacidad de retener agua;
• controlar insectos dañinos hasta un nivel insignificante;
• controlar malezas;
• formar una barrera viva - obstáculo - contra plagas, contribuyendo esencialmente al equilibrio biológico en áreas de cultivos agrícolas intensivas (así como cercas vivas pueden formar barreras vivas contra la presión de plagas de plantaciones vecinas);
• formar una reserva de nutrimentos, los que son disponibles durante la descomposición;
• formar un complejo arcilla-humus, a través de adición de materia orgánica;
• hospedar una fauna amplia de insectos dañinos y sus antagonistas, como depredadores y parásitos benéficos;
• incrementar el contenido de nitrógeno del suelo;
• incrementar la disponibilidad de nutrimentos, a través del cambio del pH y transformar nutrimentos de forma inorgánica a una forma orgánica;
• mejorar condiciones físicas y fertilidad del suelo por las distribuciones profundas y/o densas de las raíces;
• modificar positivamente el microclima de las partes aéreas de las plantas, cambiando condiciones físicas aéreas, como el flujo de distribución radial, temperatura, humedad relativa y flujo de aire;
• producir o liberar hormonas y otros componentes, los que promueven el crecimiento;
• producir madera preciosa, forraje, leña, abono verde et cétera;
• reducir la pérdida de agua con todas sus implicaciones negativas al micro y macro clima;
• reducir la temperatura del suelo, que después de la disponibilidad del agua en el suelo, es el factor físico más importante, afectando el crecimiento de los cultivos en los trópicos;
• reducir la toxicidad del suelo, formando complejos con Al y Mn;
• romper capas compactas o impermeables con sus raíces;
• ser útil en la rehabilitación de suelos salinos y alcalinos por la producción de ácidos
• orgánicos;
• sombrear cultivos vecinos, cuando el agua es un factor limitado;
• suprimir parásitos o prevenir microorganismos que cambien de alimentarse de materia orgánica muerta a alimentarse de plantas vivas, porque la materia orgánica muerta en el suelo favorece organismos que se alimentan de ésta;
• tener efecto venenoso a los complejos nematodos - hongos.

11.2 Desventajas

• Atraer animales dañinos, mamíferos, insectos y fungos;
• competir por agua, luz y nutrimentos con los cultivos principales, dependiendo mucho de la condición del suelo, clima y manejo;
• desarrollarse como malezas - hay que tener cuidado en la selección de las especies; p.e. una variedad de Leucaena leucacephala ahora es considerada como maleza en las Islas Pacíficas y también cerca de Mombasa, Kenya;
• dificultar la evaluación económica para la mayoría de los campesinos y profesionales, particularmente a corto plazo;
• favorecer la pudrición de raíces en suelos de mal drenaje, en períodos excepcionalmente húmedos, en suelos altamente compactados, y mal estructurados;
• formar obstáculos para caminos etc.;
• impedir la mecanización;
• liberar sustancias orgánicas fitotóxicas, como antibióticos, exceso de amonio, nitritos, nitratos y CO₂ durante el proceso inicial de descomposición, lo que inhibe la germinación y puede dañar al material recientemente plantado;
• ocupar parte de una finca en forma de capital muerto, muy raro tomado propiamente en cuenta económicamente (p.e. descuento de los gastos / beneficios de los árboles preciosos a largo plazo);
• oscurecer el suelo, por lo que se calentará más rápido, causado por la humificación; una ventaja potencial en climas templados;
• requiere mano de obra adicional, lo que casi nunca se analiza propiamente,
• perder nutrimentos con la cosecha;
• promover el hongo 'dumping off ' poco después de la incorporación en el suelo;
• romper la capilaridad de las columnas del suelo, secando la capa superficial y produciendo camas de semilla plumosas, cuando se incorpora su biomasa como una capa;
• utilizar nitrógeno existente, resultando en una deficiencia del N, particularmente cuando se utiliza materia orgánica con una relación amplia de C:N.

12 Ventajas de siembra directa

Se utilizó la siembra directa en el caso de Madero Negro. La siembra directa tiene varias ventajas sobre la siembra de estacas o plantas en bolsas. Además de unas ventajas económicas, normalmente mencionadas, las ventajas son:

• Selección natural de las mejores plantas, cuando se ocupan suficientes semillas. En el caso del material genético ocupado en el Madero Negro, se observa una gran variación genética. Cuando se siembra suficientemente pegado (cada 5 cm, 2 ó 3 semillas) se realiza también, una selección natural muy efectiva.
• En una siembra directa, un buen desarrollo de las raíces es asegurado. Muchas veces se observan en los viveros una falta de manejo de las raíces. Cuando la raíz principal de una planta es dañada - p.e. enrollandose dentro de la bolsa - jamás se desarrollará adecuadamente.
• Si las plantas se establecen bien por el clima (con suerte) y rápido (como el Madero Negro), las plantas tendrán una mayor resistencia a la sequía, porque - por el contrario a las plantas en bolsas mal manejadas o estacas - desarrollarán profundamente su raíz central con rapidez. Así se encuentran plantas de bolsas aparentemente 'hermosas' en su exterior, que secan porque sus sistemas radicales están mal desarrollados.
• No solamente hay ventajas económicas en el establecimiento de curvas a nivel por siembra directa. Sobre todo minimiza el riesgo, cuando falla una siembra por falta de precipitación. Hay que ocupar suficiente material para una curva antierosiva bien hecha (distancia mínima de 25 cm). El riesgo económico a perderla es significante para un productor.
• En el caso del Gamba, se establecen curvas bien densas, lo que es necesario para que la curva filtre el agua y el suelo erosionado quede arriba. Pero el Gamba germina muy lento y con las semillas existe el riesgo de la erosión, porque hay que sembrarlas superficialmente.

Agradecimiento

para la editora Guisela Chavarría

13 Referencias

» Altieri MA (1987) Agroecology. The scientific basis of alternative agriculture. London, Westview Press. 227pp
» Allison FE (1973) Soil organic matter and its role in crop production. Amsterdam, Development in Soil Science #3. 639pp
» Calero F (1992) Ensayo de procedencias y familias de Gliricidia sepium (Jacq) Steud de México, América Central y Panamá. Tesis de prégrado. Managua, Universidad Nacional Agraria. 80pp. + Anexo
» von Carlowitz PG et al. (1991) Multipurpose Tree & Shrub Database. Users manual. Nairobi, ICRAF. 104pp
» Füssel J (1992) Adoption of agroclimatograms for assisting species selection in the tropics. Agroforestry Systems 17: 87-96 Abstracto Abstract
» Joachim AW (1931) The principles of green manuring and their application in Ceylon. Tropical Agriculturist (Ceylon) 74 (1): 4-32
» Köppen W (1932) Die Klimate der Erde. Berlin und Leipzig
» LI-COR, inc. (1990) LI-1000 Data Logger Instruction Manual. Revision 4. Lincoln, Nebraska, LI-COR, inc. 121pp
» Monteith JL y Unsworth MH (1990) Principles of environmental physics. London etc. Edward Arnold, 2nd Ed. 291pp
» Penman HL (1963) Vegetation and hydrology. Commonwealth Bureau of Soils, Technical Communication 53: 1-124
» Walter H (1979) Vegetation of the earth and ecological systems of the geobiosphere. 2nd English Edition, New York, Springer Verlag. 274pp
» Walter H y Lieth H (1960) Klimadiagramm - Weltatlas. Jena, VEB Gustav Fischer Verlag. Sin pp