manejo de la humedad del suelo

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Conservación de los recursos naturales para una Agricultura sostenible Manejo de la humedad del suelo Manejo de la humedad del suelo Comprensión del movimiento del agua en el suelo Factores que influyen sobre el contenido de humedad del suelo Prácticas que reducen el contenido de humedad del suelo Prácticas que incrementan el contenido de humedad del suelo Aumento de la infiltración de agua Manejo de la evaporación y transpiración del suelo Incremento de la capacidad de almacenamiento de agua del subsuelo Agua adicional de otras fuentes Manejo exitoso del agua en tierras secas Efectos de la Agricultura de Conservación en el agua del suelo Bibliografía

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  • Conservacin de los recursos naturales para una Agricultura sostenible

    Manejo de la humedad del suelo

    Manejo de la humedad del suelo

    Comprensin del movimiento del agua en el suelo

    Factores que influyen sobre el contenido de humedad del suelo

    Prcticas que reducen el contenido de humedad del suelo

    Prcticas que incrementan el contenido de humedad del suelo Aumento de la infiltracin de agua

    Manejo de la evaporacin y transpiracin del suelo Incremento de la capacidad de almacenamiento de agua del subsuelo

    Agua adicional de otras fuentes

    Manejo exitoso del agua en tierras secas

    Efectos de la Agricultura de Conservacin en el agua del suelo

    Bibliografa

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    Manejo de la humedad del suelo Una causa importante de la baja produccin y del fracaso de los cultivos en la agricultura de secano en los trpicos es la lluvia escasa y errtica. Sin embargo, en muchas reas el manejo de tierras y cultivos no favorece el flujo del agua en la zona radical del cultivo. Por ello, los rendimientos pobres estn relacionados con una insuficiencia de la humedad del suelo ms que con una insuficiencia de la lluvia. La agricultura de secano, tropical y subtropical, dependen de un adecuado suministro de agua en la zona radical del suelo. Se ha estimado que el agua del suelo limita la produccin de los cultivos en aproximadamente tres cuartas partes de los suelos cultivables del mundo y es el principal factor responsable de los bajos rendimientos en las temporadas secas y en los trpicos y subtrpicos semiridos.

    Especialmente en las zonas agroecolgicas tropicales y subtropicales con lluvias limitadas, irregulares o marcadamente estacionales, donde las precipitaciones anuales oscilan entre 400 y 1 000 mm, pero adems en reas donde la escasez de lluvias estacionales puede limitar la productividad del cultivo, es necesario prestar mayor atencin a la captura eficiente de la precipitacin in situ y mejorar el contenido de humedad del suelo en la zona radical. La comprensin del ciclo hidrolgico es esencial para el efectivo manejo del agua de lluvia y el agua del suelo. El agua ocurre no solo como un lquido, sino tambin como un slido (ej. granizo, nieve) y como un gas vapor de agua. La cantidad total de agua en el mundo es constante, pero el agua est continuamente cambiando de una forma a otra y se mueve continuamente a diferentes velocidades. Una vez que el agua cada alcanza la superficie de la tierra puede infiltrarse dentro del suelo, escorrerse por encima de la superficie como flujo de agua superficial, o acumularse en las

    Poco puede ser hecho para incrementar la lluvia o el nmero de eventos de lluvia. En la agricultura de secano, por lo tanto, los esfuerzos deben ser concentrados en el incremento de la proporcin de agua que entra en el suelo (infiltracin), minimizando la prdida de humedad por escorrenta y evaporacin y mejorando la disponibilidad de agua del suelo y la eficiencia del uso del agua mediante el mejor manejo del suelo.

    LMINA 1 La preciada agua de lluvia es perdida para la agricultura como escorrenta, arrastrando con ella partculas del suelo y materia orgnica. T.F. Shaxon

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    hojas de las plantas o en charcos de donde evapora hacia la atmsfera. Una combinacin de estos procesos es el caso ms comn. La lluvia que se infiltra dentro del suelo forma parte del agua del suelo, parte de la cual puede ser usada por las plantas para su transpiracin, alguna puede retornar a la atmsfera por evaporacin desde la superficie del suelo y otra -si hay suficiente infiltracin- puede moverse ms all de la zona radical hacia el agua subterrnea. El agua de lluvia que escurre de la tierra desciende rpidamente hacia los cursos de los ros, contribuyendo a los flujos mximos y es siempre motivo de preocupacin. La escorrenta no es solamente un desperdicio del agua de lluvia que podra haber contribuido a la produccin agrcola y al abastecimiento de las aguas subterrneas, sino que frecuentemente causa inundaciones o daos a los caminos y tierras agrcolas y erosiona el suelo que es redepositado en el cauce de los ros y en los embalses aguas abajo. El manejo del suelo puede afectar significativamente la escorrenta; la evaporacin directa de la superficie del suelo; la cantidad de humedad del suelo disponible para las plantas dentro del alcance de sus

    races, y la profundidad de penetracin de las races.

    La cantidad de agua que alcanza cada uno de estos destinos durante un perodo dado no est determinado solamente por la cantidad de lluvia sino tambin por las propiedades qumicas y la arquitectura o estructura fsica del suelo, incluyendo los poros. Los suelos difieren en su estructura y capacidad para mantener la disponibilidad de agua para las plantas, dependiendo de: la textura la profundidad el contenido de materia orgnica la actividad biolgica

    Un suelo con un incremento de humedad tendr: mayores rendimientos gracias a la mxima utilizacin de la lluvia recarga de las aguas subterrneas asegurando as el nivel de agua en pozos y la

    continuidad de los ros y los flujos de las corrientes. riesgo reducido de prdidas de rendimiento debido a las sequas

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    Comprensin del movimiento del agua en el suelo Es necesario tener una buena comprensin del ambiente bajo tierra y de como este ecosistema (mdulo de materia orgnica) funciona para que pueda ser manejado ms apropiadamente. La cantidad de lluvia que entra en el suelo (infiltracin) ser gobernada por la intensidad de la tormenta de lluvia en relacin con la tasa de infiltracin del suelo. La excesiva labranza y la prdida de materia orgnica a menudo resultan en una tasa de infiltracin reducida debido a la prdida de porosidad de la superficie. Cuando la intensidad de la lluvia es mayor que la tasa de infiltracin, habr escorrenta, resultando en un desperdicio de agua que podra haber sido usada para la produccin de cultivos y para la recarga de las aguas subterrneas. La tasa a la cual la lluvia se infiltra dentro del suelo es influenciada por la abundancia, estabilidad y dimensin de los poros en la superficie del suelo, su contenido de agua y por la continuidad de los poros de transmisin dentro de la zona radical. Las tasas de infiltracin son afectadas por: la cantidad de agua presente en el suelo en el momento de la lluvia, la cual depender del

    momento de ocurrencia de la ltima tormenta de lluvia y de la permeabilidad del suelo, y de la capacidad del suelo para retener el agua, la cual variar con la profundidad del

    suelo, la pedregosidad y la textura. Los factores ms importantes responsables de las bajas tasas de infiltracin de la lluvia son: exposicin de los suelos a los impactos de las gotas de agus de lluvia la compactacin del suelo que produce el deterioro de los poros la baja permeabilidad del suelo Exposicin de suelos a impactos de gotas de lluvia Cuando las gotas de lluvia caen directamente sobre la superficie del suelo sin ser antes interceptadas por la vegetacin u otros materiales en la superficie del suelo, llevan energa que puede desintegrar los agregados del suelo en pequeas partculas que salpican. Estas partculas pueden cerrar los poros de la superficie del suelo y formar capas finas e impermeables de sedimentos en la superficie, conocidas como costras, las que dificultan la infiltracin de la lluvia. Mientras mayor sea la exposicin de los suelos a las gotas de lluvia, o lo que es lo mismo, cuanto menos cubierto est el suelo por vegetacin, residuos de cultivo, capas de cobertura, etc., mayor ser el cerrado de los poros de la superficie y la formacin de costras y menor ser la infiltracin de agua. Compactacin del suelo que resulta en el deterioro de los poros del suelo La compactacin del suelo por mquinas e implementos y por el trfico de animales y hombres puede destruir o reducir enormemente las dimensiones de los poros del suelo y,

    LMINAS 2 Y 3 El impacto de las gotas de lluvia sobre el suelo sin ser interceptadas por una cobertura produce la desintegracin de las partculas del suelo. UUSSDDAA SSooii ll CCoonnsseerrvvaattiioonn SSeerrvviiccee

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    por ende, reducir la tasa de infiltracin del agua de las lluvias. El grado de afectacin que tendrn los poros depender de la presin aplicada y del contenido de agua del suelo. A mayor presin y mayor contenido de agua en el suelo, mas fcilmente sern comprimidos y destruidos los poros. Baja permeabilidad del suelo La permeabilidad del suelo se refiere a la velocidad a la cual el agua de lluvia se mueve a travs del suelo, a diferencia de la infiltracin que se refiere a la velocidad a la cual el agua de lluvia se mueve dentro del suelo. Si la permeabilidad del suelo es baja comparada con la intensidad de la lluvia, los poros o espacios dentro de la superficie del suelo se saturarn rpidamente con agua resultando en la prdida de la lluvia bajo la forma de escorrenta. Este fenmeno es probable que se desarrolle mas rpidamente en suelos con un volumen limitado de poros o espacios que en suelos que llevan largo tiempo saturados con agua y en suelos con una capa fretica alta. Cuando una tormenta de lluvia fuerte cae sobre un suelo bien estructurado, el agua de lluvia percola a travs del suelo seco como un frente de humedad, saturando temporalmente el suelo y desplazando el aire. Esto es acompaado por el rpido drenaje del agua desde los poros ms grandes (mayores de 0,05 mm) mediante la gravedad y la presin de la masa de agua de lluvia que se encuentra arriba. Estos poros grandes ejercen solo pequeas fuerzas de atraccin en el agua del suelo. Despus de casi dos das de drenaje se habr alcanzado o llenado la capacidad del campo y el aire habr reentrado en los poros ms grandes. En suelos pobremente estructurados, el agua de lluvia drenar ms lentamente. El drenaje muchas veces contina por algunas semanas dependiendo de la profundidad del horizonte ms bajo y de la continuidad de los poros ms grandes en profundidad. En suelos finos con buena textura y con grietas de drenaje, el agua descender a travs de las grietas despus de lluvias fuertes y antes que el suelo se sature; mientras tanto partes del perfil del suelo pueden estar an secas. Si el agua de drenaje entra en un poro ms pequeo mientras est pasando a travs del suelo, ser retenida, de lo contrario continuar hasta alcanzar el nivel de agua fretica contribuyendo a la recarga de las aguas subterrneas. Una vez que el agua de drenaje ha sido perdida de la zona radical, el movimiento posterior del agua dentro de esa zona es lento y se conoce como movimiento capilar. Este movimiento es causado por las fuerzas de atraccin, conocidas como fuerza de tensin superficial, la cual es ejercida por las partculas de suelo en el agua. Este movimiento puede ocurrir en cualquier direccin e incluye el movimiento del agua hacia arriba desde la capa fretica. Las fuerzas de la tensin superficial empujan al agua hacia dentro de los poros dentro del suelo; cuanto ms pequeos son los poros, el agua es ms fuertemente atrada y retenida.

    LMINA 4 La compactacin del suelocomo resultado de prcticasconvencionales conduce a unpobre drenaje del agua delluvia despus de unatormenta severa, mientras quelas prcticas de agricultura deconservacin (a la izquierda)mejoran la estructura internadel suelo y permiten unarpida infiltracin ypercolacin del agua de lluvia. D. McGarry

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    El agua es capaz de moverse a travs de los suelos como vapor de agua. El ejemplo ms importante es la prdida de vapor de agua por evaporacin desde la superficie del suelo. Esto sucede cuando la concentracin de vapor de agua en el suelo cerca de la superficie es ms alta que aquella que hay en la atmsfera inmediatamente superior. El vapor de agua se mover desde el suelo a la atmsfera. Mientras ms seca y caliente est la atmsfera comparada con la superficie del suelo, mayor ser la velocidad de evaporacin desde el suelo, siempre y cuando pueda ser suministrada suficiente agua a la superficie gracias al movimiento capilar desde las capas inferiores. Los suelos de textura fina tienen abundantes poros pequeos y por eso, se producir generalmente un mayor movimiento capilar de agua hacia la superficie en los suelos de textura fina que en los de textura gruesa. La escorrenta ocurre cuando la intensidad de la lluvia es mayor que la velocidad a la cual la lluvia se infiltra en el suelo. En buena medida es la calidad de la superficie del suelo la que determina cuanta lluvia se infiltr y cuanta se perdi como escorrenta. El manejo del suelo y del cultivo tienen una marcada influencia de cuanta agua y por cuanto tiempo la superficie del suelo es expuesta directamente a las gotas de lluvia, con los riesgos de destruir la porosidad de la superficie. Las prcticas de manejo, por lo tanto, tienen una profunda influencia en la cantidad de lluvia que se infiltra un suelo para el beneficio de los cultivos y las aguas subterrneas. La escorrenta solo ocurrir en la tierra con pendiente y donde hay pocos obstculos transversales que eviten el flujo del agua. An ligeras diferencias en la elevacin y muy ligeros gradientes de menos de 2 por ciento pueden causar una escorrenta importante. En situaciones donde no se pierde agua de escorrenta, puede incluso ocurrir escorrenta dentro del campo llevando a diferencias importantes en la cantidad de agua recibida por el cultivo en diferentes partes de ese campo. El agua es retenida en el suelo de dos maneras. Puede acumularse en el suelo debido a la presencia de una capa impermeable debajo de la superficie, la cual impide el drenaje normal. Tal acumulacin resulta en una saturacin del suelo, una condicin frecuente llamada anegamiento o inundacin. El anegamiento es una caracterstica permanente de algunos suelos, pero en otros puede ser temporal, ocurriendo solo durante un perodo de drenaje lento seguido de una entrada de exceso de agua en el suelo. El anegamiento de las tierras agrcolas es difcilmente considerado una buena caracterstica; el agua almacenada en tales casos est simplemente en ese lugar debido a que no puede encontrar otra salida. El segundo mecanismo de retencin del agua por los suelos es la capilaridad. Este fenmeno es causado por dos fuerzas: la adhesin: la atraccin de las superficies de las partculas de suelo por las molculas de

    agua, y la cohesin: la atraccin de las molculas de agua entre si.

    FIGURA 1 Los componentes de laestructura del suelo. Losminerales del suelo conmateria orgnica formanlas unidades estructuralesdel suelo o agregados. Losmicroporos dentro de losagregados y losmacroporos entre losagregados llevan aire,agua y facilitan lapenetracin de las races (USER manual, 1992)

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    Cuando hay una pequea cantidad de agua se mantiene cohesionada y debe ser aplicada una gran fuerza para removerla del suelo. En suelos secos, la mayora del agua es mantenida en poros muy pequeos, fuertemente unidos. Las plantas no pueden usar el agua desde tales poros, por lo tanto, son incapaces de crecer bien bajo tales condiciones. La capacidad de retencin de agua del suelo en un lugar particular depende de la profundidad del suelo, el volumen de los poros o espacios y la proporcin de los vacos que retienen agua contra el empuje de la fuerza de gravedad. En un suelo arenoso hay, por lo general, un volumen total relativamente grande de poros o espacios entre las partculas minerales grandes, pero la mayora de los poros son tan grandes que el agua de lluvia drena a travs de ellos y relativamente poca es retenida dentro del perfil. En suelos arcillosos puede ser esperada la situacin opuesta: puede haber una proporcin grande de poros o espacios tan pequeos que el agua de percolacin puede entrar, parcialmente bajo la accin capilar, el agua no puede drenar y puede solo ser movida por las races de las plantas y/o la lenta evaporacin dentro de cualquier espacio lleno de aire dentro del suelo. En suelos arcillosos muy compactos, tanto la entrada como la salida del agua pueden ser muy lentas. El volumen total de agua de lluvia retenida por unidad de volumen del suelo variar de acuerdo no solo con las dimensiones de las partculas de las fracciones de arena/limo/arcilla que constituyen el suelo, sino tambin con el tamao de los poros entre las partculas. Adems, es afectado por las proporciones relativas del tamao de cada partcula que afectan la tasa de entrada de agua y la remocin del almacenamiento del agua residual que no es drenada por gravedad. Obviamente, los mtodos de manejo del suelo afectan la porosidad total y la distribucin por dimensiones de los poros en la zona radical. En la mayora de las reas donde hay escasez de agua, es fundamental maximizar la infiltracin del agua de lluvia dentro del suelo para lograr seguridad alimentaria e hdrica. El manejo de la tierra debera fomentar la infiltracin en oposicin a la lenta escorrenta. La clave de la infiltracin es mantener el suelo poroso con una cobertura de residuos de cultivos que previene el impacto daino de las gotas de lluvia y proporciona un substrato para los organismos del suelo. Las excepciones se encuentran donde es necesaria la recoleccin del agua de lluvia para la produccin agrcola y donde la alta infiltracin puede llevar a riesgos de derrumbes de tierra u otras formas de masivas de movimiento de tierra.

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    Factores que influyen sobre el contenido de humedad del suelo

    Clima En todos los lugares, las lluvias varan con la estacin del ao, la frecuencia dentro de la estacin, la media durante un periodo sub-estacional dado, la confiabilidad anual de ocurrencia en una poca, la cantidad real y el promedio en cada perodo semejante y la cantidad e intensidad/energa dentro de cada evento de lluvia. Mientras menor sea la confiabilidad de las lluvias para un perodo dado, mayor es el riesgo que haya o no suficiente agua para la produccin agrcola. La evaporacin es lo que ocurre cuando un recipiente lleno de agua queda al sol; el agua desaparece al convertirse en vapor de agua; mientras ms alta sea la temperatura, ms seco y con mayor velocidad el aire, mayor ser la velocidad de evaporacin. La evaporacin ocurre dondequiera que el agua est expuesta a la atmsfera o sea, lagos, ros y pantanos y desde las gotas de agua que se acumulan en las hojas despus de las lluvias. La evaporacin desde la superficie del suelo ocurre cuando la concentracin de vapor de agua en el suelo cerca de la superficie es mayor que la concentracin en la atmsfera inmediatamente superior. El vapor de agua se mover desde el suelo hacia la atmsfera en un intento de igualar las concentraciones. Cuanto ms seca y caliente est la atmsfera comparada con la superficie del suelo, mayor ser la velocidad de evaporacin desde el suelo, mientras que suficiente agua puede ser suministrada a la superficie por el movimiento capilar. Los suelos de textura fina tienen abundantes poros pequeos, y por eso se producir mayor movimiento capilar de agua hacia la superficie; generalmente ocurre en mayor proporcin en los suelos de textura fina que en los de textura gruesa. La evaporacin es por lo general mayor en suelos descubiertos que en suelos cubiertos. Los vientos transversales a la superficie de la tierra causan macro y microturbulencias alrededor de las plantas, lo que resulta en un cambio constante del contenido de vapor de agua en sus inmediaciones. Adems de la prdida de humedad del suelo, el viento arrastrar partculas de materia orgnica y suelo que no estn unidas entre si lo que resulta en una prdida de fertilidad. Los perodos de sequa dentro de un ao particular pueden ocurrir bajo diversas formas: como una demora en la iniciacin de las lluvias o como perodos secos de una semana o ms en los momentos crticos del crecimiento de los cultivos dentro de la estacin o como un final de la temporada de lluvias ms temprano de lo esperado.

    Propiedades del suelo El contenido de humedad del suelo vara (adems de la influencia del clima) con el tipo, la profundidad y la cantidad de materia orgnica del suelo. Para la ptima captacin, percolacin, almacenamiento y uso de la humedad del suelo, son importantes que estn presentes tres capacidades fsicas: la capacidad de permitir que el agua entre, o sea la infiltracin la capacidad para permitir que el agua se mueva fcilmente a travs del perfil, o sea la

    permeabilidad

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    la capacidad para almacenar la humedad adquirida en la zona radical y liberarla a las races de la planta, o sea la capacidad de retencin del agua.

    Muchos poros interconectados de un amplio rango de dimensiones, particularmente en la superficie del suelo, maximizarn la infiltracin y reducirn la escorrenta, incrementando el agua disponible en el suelo.

    Los suelos con vegetacin natural generalmente tienen gran porosidad debido a la alta actividad biolgica y a la ausencia de interferencias con el hombre. Por consiguiente, tienen cualidades fsicas superiores a la mayora de los suelos usados para cultivos o pastos. Los espacios de poros en los suelos varan en dimensiones, y tanto la dimensin como la continuidad de los poros tienen una importante influencia en los tipos de actividades que ocurren en los poros. La Tabla 1 muestra las dimensiones de los poros de diferentes medidas junto con su descripcin y funciones.

    Tabla 1 Funciones y dimensiones de los poros del suelo (Hamblin, 1985)

    Dimensin de poros (mm dimetro)

    Descripcin de los poros Funciones de los poros

    < 0,0002 Residual Retienen agua que las plantas no pueden usar 0,00020,05 Almacenamiento Retienen agua que las plantas pueden usar

    > 0,05 Transmisin Permiten drenar agua y la entrada de aire > 0,1 a 0,3 Enraizamiento Permiten libre penetracin de races de plantas

    0,53,5 Tneles de lombrices Permiten drenar agua y la entrada de aire 250 Hormigueros y canales Permiten drenar agua y la entrada de aire

    Los poros de dimensiones de 0,0002 a 0,05 mm de dimetro retienen agua que puede ser absorbida por los cultivos y son conocidos como poros de almacenamiento, en tanto que los poros ms pequeos (poros residuales) retienen fuertemente el agua y no permiten su extraccin por las plantas. Los poros mayores de 0,05 mm de dimetro, o poros de transmisin, permiten que el agua drene a travs del suelo y posibilitan la entrada de aire a los poros, as como el drenaje del agua. Esta es la razn por la que, por ejemplo, los suelos arcillosos pueden retener ms agua que los suelos arenosos. El movimiento del aire y el agua es afectado por la estructura del suelo: la conformacin geomtrica del suelo y la textura del suelo son los materiales que forman el suelo. Tabla 2 Efecto de la estructura del suelo en el movimiento del aire y el agua Tipo de estructura Penetracin de agua Drenaje Aireacin Columnar Buena Bueno Buena En bloque Buena Moderado Moderada Granular Buena El mejor La mejor Llana Moderada Moderado Moderada En muchos suelos el nmero de poros superficiales es reducido rpidamente por el impacto de las gotas de la lluvia, la cual rompe los agregados del suelo superficiales en pequeas partculas que cierran los poros de la superficie y forman sellos superficiales o costras con

    El nmero, dimensin y conectividad de los espacios de poros tienen un papel crucial en la determinacin de la cantidad de agua que el suelo puede absorber, retener y suministrar.

    La red de poros del suelo varia de acuerdo al tipo de suelo y como este ha sido manejado. El manejo apropiado de las tierras tiene un gran impacto en la restauracin, mejoramiento y proteccin de la porosidad del suelo.

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    muy pocos poros. Esto genera escorrenta por encima de la superficie cuando la tasa de lluvia cada excede la tasa de infiltracin. Este sellado ocurre debido a que los espacios o poros originales en el milmetro superior de la superficie se han destruido para convertirse en espacios vacos mucho ms pequeos. Estos se saturan con agua casi inmediatamente y a travs de los mismos, el agua de lluvia que ingresa, puede moverse solo en forma ms lenta que antes, si es que en realidad se puede mover. La accin destructiva de la gota de agua de lluvia se evita cuando hay una cubierta protectora de follaje de cultivos, residuos, mantillos o incluso malezas en o sobre la superficie del suelo. Otros factores que pueden reducir el nmero, la proporcin y continuidad de la transmisin de los poros son el trfico de maquinaria, hombres y animales, los cuales destruyen los poros grandes por compactacin; adems, la labranza que interrumpe la continuidad de la transmisin de los poros mediante su corrimiento y compresin durante la formacin del piso de arado en el subsuelo. Los espacios o poros son adems necesarios para que las races penetren libremente en los suelos con el fin de tomar nutrientes y agua. Las dimensiones de las races varan con el tipo de cultivo, pero las races ms pequeas, aparte de los pelos absorbentes, tienen dimetros que oscilan entre 0,1 y 0,3 mm; si los suelos tienen espacios o poros de al menos de esta dimensin las races ms pequeas podrn penetrar libremente. En la mayora de los suelos las races crecen en parte a travs de los poros existentes, de los poros de transmisin y en parte desplazando las partculas de suelo. Las races pueden solo forzar su entrada dentro de los poros ms pequeos si los suelos son suficientemente comprimibles; la compresibilidad de los suelos se incrementa con el aumento del contenido de agua, ya que en cierto modo lubrifica las partculas. Cuanto ms grande sea el volumen explorado por las races, ms altas son las reservas de humedad a las cuales las plantas tienen acceso y mayor es la acumulacin de humedad que les permita sobrevivir en los perodos de menos lluvia. Si los suelos son muy poco profundos o estn fsicamente degradados, se reducir la capacidad de las plantas para sobreponerse a los perodos de poca lluvia. La materia orgnica puede construir una estructura superficial e interna ms fuerte en el perfil del suelo para una condicin que permita la fcil entrada del agua (agua de infiltracin) y su almacenamiento (agua de retencin) en forma disponible para la planta. Adems, puede ser la proteccin contra el sellado de la superficie por las gotas de agua de lluvia. La materia orgnica acciona como un adhesivo para permitir la formacin de la estructura de las partculas del suelo junto con los poros. Un sistema estable de poros permite un fcil intercambio de aire y agua. Otra consecuencia del aumento del contenido de materia orgnica (y de la actividad microbiana) es un incremento de la poblacin de las lombrices de tierra. La humedad del suelo es uno de los factores ms importantes que define la presencia de las lombrices de tierra en el suelo. Una de las consecuencias de una mayor poblacin de lombrices de tierra es la formacin de canales y poros.

    LMINA 5 La actividad de excavacin de las lombrices de tierra proporciona canales para el aire y el agua, lo que tiene un importante efecto en la difusin del oxgeno en la zona radical y en el drenaje del agua de la misma. FAO

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    Adems, los nutrientes y las enmiendas pueden ser distribuidos fcilmente y el sistema radical puede desarrollarse en los restos existentes, especialmente en los subsuelos cidos. Los tneles poco profundos de las lombrices de tierra crean numerosos canales a travs de la parte superior del suelo, lo cual incrementa la porosidad total. Los canales verticales grandes creados por las excavaciones profundas de las lombrices de tierra y los canales dejados en el suelo por las races de plantas muertas incrementan la infiltracin de agua bajo condiciones de lluvias intensas. Los suelos con limitaciones qumicas para el crecimiento de las plantas muchas veces reducen la capacidad de retencin y la percolacin del agua del suelo. Con una pequea actividad biolgica (races de plantas y vida del suelo) los macroporos que normalmente guan al agua a travs del suelo son escasos.

    Topografa Las formaciones geolgicas subyacentes, junto con los procesos climticos y de levantamiento, afectan la forma de los paisajes; tienen influencia sobre las formas empinadas y poco profundas de las pendientes. El agua captada por una cuenca fluir hacia los puntos ms bajos en su desembocadura, donde se pueden juntar aguas que emergen de otras cuencas. Los lmites ms alejados de la cuenca son definidos por las lneas a lo largo de las crestas de las tierras altas que la rodean. Desde los lados de un valle la escorrenta superficial tiende a fluir perpendicularmente a la pendiente, desde la cresta hasta la trayectoria de la corriente. La superficie del suelo divide la lluvia entre infiltracin y escorrenta. Mientras mayor sea la proporcin de agua de lluvia perdida por escorrenta menor ser la proporcin de agua que se podr convertir en humedad del suelo y agua subterrnea. A fin de lograr que el agua sea absorbida por el suelo y controlar la velocidad del flujo de cualquier exceso de escorrenta, es posible subdividir una cuenca dada en una jerarqua de cuencas ms detallada. Las subdivisiones ms pequeas pueden ser medidas en centmetros cuadrados, las ms grandes en hectreas y dentro de las cuencas en kilmetros cuadrados. El desafo clave es como manejar mejor esto para que la escorrenta superficial evitable- que representa la prdida potencial de humedad del suelo y agua subterrnea- no ocurra.

    LMINA 6 El agua de lluvia que se pierde como escorrenta se mover hacia el punto ms bajo en el rea de la cuenca. T.F. Shaxon

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    Cobertura del suelo Una cobertura de suelo muerta o viva absorbe la mayora de la energa de las gotas de agua de lluvia que caen sobre ella y con el tiempo esta agua de lluvia alcanza el suelo; en estas condiciones su capacidad para desintegrar los agregados del suelo y desprender las partculas finas es enormemente reducida. Por consiguiente, hay poco o ningn sellado de los poros de la superficie del suelo por las partculas desprendidas y poca deposicin de las partculas del suelo que pueden formar una costra en la superficie. Los contactos fsicos entre la cobertura y la superficie del suelo obstruyen el movimiento de la escorrenta, que desciende lentamente, dando ms tiempo para la infiltracin y, por lo tanto, reduciendo el volumen de la escorrenta. Hay dos aspectos de la cobertura de superficie que deben ser distinguidos:

    toda la cobertura sobre la superficie absorbe la energa de las gotas de agua de lluvia y as previene la prdida de espacios de poros dentro de los cuales puede infiltrarse el agua;

    el contacto de la cobertura con el suelo reduce la escorrenta, dando ms tiempo a la infiltracin.

    El grado del contacto de la cobertura es importante especialmente en las pendientes inclinadas, en suelos con velocidades de infiltracin naturalmente bajas, y en suelos degradados con costras superficiales o sellados de baja porosidad. Los efectos de conservacin de los bosques son debidos no tanto a la presencia de los rboles, sino por la capa de hojas cadas, ramas grandes y pequeas y cualquier vegetacin de bajo crecimiento. Si la superficie del suelo no ha sido daada por el pisoteo del ganado, se escurrir menos agua de lluvia y se infiltrar ms dentro del suelo. Adems, la cobertura que hace contacto con el suelo es inmediatamente accesible a los macroorganismos del suelo y puede estimular su actividad. De esta forma, probablemente se forma un mayor nmero de bioporos, llevando a una ms rpida infiltracin y percolacin. Esta es la razn por la cual la extraccin de la cobertura vegetal y las alteraciones principales del suelo, tales como la labranza o la incorporacin de residuos, mantillos u otras materias orgnicas, reducen drsticamente esos efectos positivos dejando un suelo descubierto vulnerable a los impactos de las gotas de agua de lluvia, y la consiguiente escorrenta y erosin. Ms informacin sobre cobertura de suelo puede ser encontrada en Incrementando la infiltracin de agua y Manejo de la evaporacin y transpiracin del suelo

    LMINA 7 Una cobertura de suelo con guijarros o piedras puede prevenir la erosin tan bien como una cobertura vegetativa. B. Steward

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    Prcticas que reducen el contenido de humedad del suelo La agricultura convencional est caracterizada principalmente por la quema de los residuos, la labranza intensiva para la preparacin de la cama de siembra y el control de las malezas. Ha contribuido a la degradacin de las tierras mediante la prdida de materia orgnica, la erosin del suelo, la compactacin y la contaminacin con sedimentos, fertilizantes y pesticidas. Las ms importantes prcticas anteriormente mencionadas son la quema de los residuos y la labranza del suelo que producen la prdida de la apreciada humedad del suelo, mientras que la compactacin de las capas del suelo prohibe la entrada y percolacin del agua de lluvia.

    Quema de los residuos de cultivos La quema de los residuos de maz, arroz, otros residuos de cultivos y la vegetacin natural en el campo es una prctica comn. Los residuos son generalmente quemados para el control de insectos o enfermedades o para facilitar los trabajos de campo en las siguientes estaciones. La quema destruye la capa de paja y por lo tanto disminuye la cantidad de materia orgnica que retorna al suelo. El calor generado por el fuego facilita la prdida de la humedad del suelo. Los organismos que habitan la superficie del suelo y la capa de paja son adems eliminados. Para poder lograr la descomposicin del suelo primeramente hay que poner energa en la reconstruccin de la comunidad microbiana lo que ocurre antes de que los nutrientes de las plantas puedan ser liberados. La quema es frecuentemente practicada para mejorar la calidad de las tierras de pastos. La filosofa que esta detrs de esta prctica es que destruyendo las partes secas y no palatables para los animales se inducir el rebrote de los pastos frescos.

    Labranza del suelo y control mecnico de malezas Se pensaba que en suelos con bajas velocidades de infiltracin debido al encostramiento de la superficie, una labranza no profunda y un control mecnico de las malezas con implementos de discos o cinceles romperan la costra y facilitaran la infiltracin del agua. Pero esta prctica tiene que ser repetida despus de cada lluvia sobre los suelos susceptibles al encostramiento y tiene muchas desventajas como la prdida de materia orgnica o la compactacin. Por lo tanto, el incremento de la velocidad de infiltracin mediante la labranza conduce muchas veces a la degradacin del suelo.

    LMINA 8 La humedad del suelo, los organismos y la materia orgnica son destruidos cuando los residuos de cultivos o la vegetacin natural son quemados antes del cultivo. FAO

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    Sin embargo, no es recomendado el uso regular de la labranza poco profunda con implementos de discos o cinceles para romper las costras de la superficie, incrementar la porosidad superficial y fomentar la infiltracin del agua de lluvia. El incremento de la porosidad superficial es solo temporal y en los suelos susceptibles al encostramiento, la labranza deber ser repetida despus de cada lluvia. La labranza conduce a la destruccin de los espacios de poros en el suelo y el uso de discos y en particular muchas veces causa la compactacin, la que puede impedir el crecimiento de las races y la percolacin del agua de lluvia. La labranza adems acelera la prdida de la materia orgnica conduciendo a un progresivo deterioro de la arquitectura del suelo y a una reduccin en el nmero y estabilidad de los poros que permiten el crecimiento de las races y el movimiento del agua de lluvia. La labranza regular, por lo tanto, no es recomendada como solucin a la infiltracin limitada a causa de la baja porosidad de la superficie del suelo. La labranza excesiva conduce a la pulverizacin del suelo y las partculas pequeas pueden ser fcilmente arrastradas por la escorrenta durante las lluvias. Estas, generalmente arcillas muy finas o partculas orgnicas, pueden bloquear fcilmente los microporos en la superficie del suelo, formando una capa o pelcula muy delgada tambin conocida como sellado de la superficie. Esta capa continua impermeable en la superficie evita que el agua se infiltre y facilita la escorrenta. Cuanto menos cubierto est el suelo con vegetacin, mantillo o residuos de cultivos, ms expuesto estar al impacto de las gotas de lluvia. Cuando una gota de lluvia golpea el suelo descubierto, la energa cintica del impacto de la velocidad final desprende partculas individuales de los terrones del suelo. Estas partculas pueden cerrar los poros de la superficie y formar en la superficie capas finas ms bien impermeables de sedimentos, denominadas costras superficiales. Pueden oscilar desde unos pocos milmetros de espesor hasta un centmetro o ms y por lo general estn formadas de partculas de arena o limo. Estas costras superficiales impiden la infiltracin del agua. La rotura de los agregados del suelo en partculas ms pequeas depende de la estabilidad de los agregados, los cuales dependen fundamentalmente del contenido de materia orgnica. El uso de maquinaria e implementos y an el pisoteo de los animales pueden destruir o reducir sensiblemente las dimensiones de los poros del suelo. El suelo compactado (ver mdulo Suelo compactado) no proporciona espacio adecuado para el almacenamiento y movimiento del aire y el agua en el suelo. Los animales del suelo y el crecimiento de las races estn adems restringidos. Lo ms importante es que los poros grandes y continuos del suelo se reducen en sus dimensiones, conduciendo a una pobre infiltracin del agua, un bajo drenaje y una limitada aireacin que afecta el crecimiento saludable de las races y la absorcin de nutrientes y, por ende, el rendimiento mximo del cultivo.

    LMINA 9 Las costras superficiales pueden obstruir la germinacin de las semillas y dificultar la aireacin y la infiltracin del agua R. Barber

  • 15

    Ms importante an es que la compactacin del suelo a menudo no es visible en la superficie y, por lo tanto, frecuentemente no se aprecia como un problema. En el caso de que la compactacin del suelo no sea un problema serio, los cultivos con races pivotantes (girasol, frjol de campo o rbano) pueden ser incluidos en la rotacin para romper la capa endurecida.

    Drenaje El drenaje del agua ms all de la zona radical del cultivo puede llegar al agua subterrnea y ayudar a mantener el nivel de agua en los pozos, arroyos y ros. Sin embargo, el agua perdida por drenaje podra haber sido usada para la produccin del cultivo. El drenaje profundo ocurre cuando las lluvias exceden la cantidad de agua necesaria para traer la zona radical a la capacidad del campo. A veces, grietas profundas en la superficie de suelos arcillosos durante la estacin seca pueden causar un drenaje profundo. En suelos que contienen arcillas montmorillonticas, las grietas a menudo se desarrollan hasta una profundidad de 30 a 60 cm o an ms profundas. Si la precipitacin ocurre mientras estas grietas estn abiertas, parte del agua se mover rpidamente hacia la base de las grietas. Sin embargo, a menos que la grieta est abierta a la superficie, el agua no se mover dentro de la grieta independientemente de la precipitacin recibida. Por ejemplo, si un suelo que est agrietado hasta 30 cm y es labrado a una profundidad de 10 cm, la precipitacin que ocurra ser retenida largo tiempo en los 10 cm superiores a menos que la cantidad de agua sea muy grande; se mover hacia abajo solo por las fuerzas gravitacionales y capilares. Por otro lado, si la tierra no est preparada, parte del agua se mover rpidamente hacia la base de las grietas donde estar menos disponible para la evaporacin. Adems, el drenaje mas all de la zona radical puede ser favorecido por los bioporos o poros continuos de 0,5 mm o ms de dimetro formados por las lombrices de tierra, las hormigas y las termitas, que van desde la superficie del suelo hasta el subsuelo. La cantidad de agua perdida mediante el drenaje profundo es ms alta en suelos con textura gruesa, comparados con suelos con textura fina. La deforestacin, el sobrepastoreo y el cultivo sucesivo de una sola especie (monocultivo) son prcticas de manejo que conducen a la reduccin del contenido de humedad en el suelo. Estas prcticas provocan la reduccin de la porosidad lo que a su vez reduce la infiltracin del agua de lluvia y la capacidad del suelo para retener la humedad.

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    Prcticas que aumentan el contenido de humedad del suelo

    Incremento de la infiltracin de agua Los enfoques para incrementar la infiltracin de agua pueden ser agrupados en cuatro categoras:

    - proteccin de la porosidad de la superficie del suelo del impacto directo de las gotas del agua de lluvia

    - mejoramiento de la estructura del suelo mediante procesos biolgicos - detencin de la escorrenta por medio de barreras estructurales o fsicas - incremento de la porosidad mediante la labranza y la preparacin de tierras

    La porosidad de la superficie del suelo es bien mantenida, primero protegindola de la accin destructiva de las gotas de lluvias con una cobertura, por lo general de residuos del cultivo previo, un cultivo de cobertura o mantillo, y en segundo lugar evitando la alteracin del suelo por la labranza. Los beneficios de la cobertura del suelo son mltiples. Sin embargo, el efecto ms directo de una cobertura de suelo es la intercepcin de la lluvia cada y, por lo tanto, la reduccin del impacto de las gotas de agua sobre el suelo. Esto reduce el desprendimiento de partculas del suelo y por consiguiente, habr poca o ninguna obstruccin de los poros de la superficie por partculas desprendidas de los agregados del suelo y menor deposicin de las partculas del suelo, para formar la costra en la superficie. El agua de lluvia puede entrar al suelo a travs de los poros superficiales abiertos. Los beneficios de una cobertura del suelo son ms evidentes en suelos que inicialmente estn en buenas condiciones fsicas, pero an en estos casos puede haber escorrenta a pesar de la buena cobertura del suelo. La escorrenta puede incluso ocurrir cuando la intensidad de lluvia cada es ms alta que la velocidad de infiltracin del suelo, o cuando los espacios de poros del suelo ya se han llenado con agua debido a que el suelo es poco profundo, la capacidad de retencin de agua es baja o el subsuelo es solo lentamente permeable. El contacto fsico entre la cobertura protectora y la superficie del suelo bajar lentamente la escorrenta y da ms tiempo para la infiltracin. Cuando se aplica una cobertura de residuos a un suelo con una superficie muy degradada de baja porosidad, el efecto beneficioso de la cobertura en la infiltracin puede al principio ser limitado. En tal situacin, es recomendable acelerar la recuperacin de la porosidad de la superficie antes de aplicar la cobertura de residuos mediante la labranza del suelo hasta conseguir romper la costra y cualquier piso compactado debajo de la superficie del suelo; despus, debe ser seguido de un perodo de barbecho bajo un cultivo de cobertura para mejorar la formacin y estabilizacin de la porosidad del suelo. La eleccin del material de cobertura depende de la disponibilidad local. Las coberturas de suelo pueden ser diferenciadas de acuerdo a su manejo:

    - Mantillos o cobertura muerta: vegetales y no vegetales - Residuos de cultivos - Cultivos de cobertura - Vegetacin natural

    Los Mantillos o coberturas muertas pueden ser de materiales vegetativos o no vegetativos. El material vegetativo es usualmente recogido en un rea y aplicado en otra rea que es la que va a ser usada para la produccin.

  • 17

    Ejemplos de mantillos son las hierbas y juncos, las hojas y tallos de pltano, arbustos como la lantana y el girasol salvaje (Tithonia sp.), restos vegetales de los bosques, malezas, de soya, de garbanzo negro y cscara de arroz, aserrn, etc. La principal desventaja de aplicar mantillo es el costo de la mano de obra para recogerlo, transportarlo y aplicar la cobertura. Otra desventaja es que los suelos donde son producidos los materiales de mantillo pierden nutrientes progresivamente con cada cosecha, a menos que se le apliquen estircol o fertilizantes. Los mantillos rara vez se aplican en pendientes inclinadas debido a la mano de obra y porque los materiales del mantillo son fcilmente transportados pendiente abajo. Se ha estimado que el 80 por ciento de cobertura parece ser apropiada para reducir la escorrenta a 5 por ciento de la lluvia estacional cada; puede ser equivalente a cerca de 4 t/ha de paja. Si la superficie del suelo est degradada (p.ej. compactada o sellada) es recomendable mejorar la estructura por la labranza o por un cultivo de cobertura. Los mantillos son generalmente aplicados a los cultivos hortcolas de alto valor y a los huertos familiares en campos de fcil acceso con pendientes moderadas. No es econmicamente viable transportar grandes cantidades de mantillo para cultivos de gran escala. En reas de tierras secas, hay otras dos formas comunes de aplicar mantillo usando coberturas no vegetativas. Las razones principales para la aplicacin de los mantillos no vegetativos son la infiltracin de la lluvia y la reduccin de la evaporacin. Como carecen de las otras ventajas de los mantillos vegetativos, estas prcticas sern discutidas en Manejo de la evaporacin en el suelo. Los residuos de cultivos dejados sobre el suelo conducen a una alta agregacin del suelo, porosidad ms alta y mayor nmero de macroporos y, por ende, facilitan la infiltracin del agua de lluvia. Su descomposicin depende de la actividad de los microorganismos, pero tambin de la meso y macrofauna del suelo. La macrofauna como las lombrices de tierra, los escarabajos, las termitas y las hormigas promueven la integracin de los residuos dentro del suelo. La cobertura de residuos reduce o elimina la erosin por salpicadura. Por consiguiente, se reducen el encostramiento de la superficie, el sellado y la compactacin inducida por la lluvia. La cobertura del suelo forma pequeos diques de desviacin que causan una fuerte disminucin de la escorrenta, la retiene lentamente y permite ms tiempo para la infiltracin. El sedimento es depositado detrs de estas desviaciones y permanece en el campo.

    LMINA 10 Mantillo vivo y muerto en cultivos perennes y anuales. El cultivo anual es sembrado directamente en el mantillo de residuos y vegetacin de hierbas. T. Friedrich

  • 18

    La cobertura de residuos es uno de los mtodos ms efectivos y menos costosos para la proteccin del suelo. Adems, los residuos pueden ser usados para pastoreo, cuando estn disponibles en cantidades excesivas. Para prevenir la compactacin del suelo, los perodos de pastoreo deben ser minimizados y limitados al momento en que el suelo est seco. Especialmente en muchas partes de los trpicos subhmedos y hmedos, plantar un cultivo sobre los residuos del cultivo anterior es seguir una prctica exitosa de cultivo. Son bien conocidas numerosas experiencias de agricultores pequeos, medios y grandes de Estados Unidos de Amrica y de Amrica del Sur. Recientemente, pequeos agricultores de Asia Central han cambiado drsticamente su sistema de produccin de arroz-trigo, generando incrementos de rendimientos de 15-20 por ciento. Al comparar los mantillos con los residuos de cultivo, estos ltimos tienen la ventaja adicional de que requieren menos trabajo, maquinaria y costo de combustibles ya que no hay necesidad de cortarlos, transportarlos y aplicarlos. Adems, los rendimientos son ms altos cuando se siembra directamente dentro de los residuos dejados por el cultivo previo, porque los canales de races viejas del anterior cultivo facilitan un enraizamiento ms profundo e incrementan la infiltracin y percolacin del agua de lluvia. La siembra directa dentro de residuos de cultivos, comparada con los mantillos, es ms fcil de realizar en las pendientes inclinadas, en los campos inaccesibles y en los cultivos de bajo valor. Los ms altos beneficios pueden ser obtenidos cuando se siembra sobre residuos de un cultivo de leguminosas debido a la mayor disponibilidad de nitrgeno en el suelo; por otro, lado el contenido de nitrgeno hace que los residuos sean fcilmente descompuestos y dejen una cobertura superficial esparcida. Generalmente, las principales restricciones son la incapacidad para producir y dejar suficientes cantidades de residuos de cultivo en la superficie del suelo y la probabilidad de que en cierta secuencia de cultivos se intensifiquen los problemas de malezas, plagas y enfermedades. En algunas reas es econmicamente interesante usar la vegetacin natural como cobertura de suelo en reas de cultivos. Esto no es una nueva prctica, ya que esto es usualmente hecho en los sistemas de cultivo alternativos, cuando se abandona la quema. Un ejemplo es el sistema Quesungual en Honduras. En otros lugares, una de las especies dominantes de malezas puede formar una densa vegetacin y generar una cantidad sustancial de biomasa, haciendo que probablemente la introduccin de un cultivo de cobertura no sea posible. La mejor opcin es observar las formas del buen manejo de la maleza y usar esta como cobertura del suelo solamente. Esto ha sido hecho con la linterna china (Lantana sp.) en el rea de Karatu, norte de Tanzana.

    LMINA 11 El ganado pastorea residuos de cultivos en pendientes inclinadas en El Salvador. Suficientes residuos sern dejados para proteger el suelo. R.G. Barber

  • 19

    Cuando los suelos estn tan degradados que deben ser sacados de produccin, la porosidad del suelo puede ser restablecida mediante la accin de procesos biolgicos. Esto puede ser logrado por barbecho durante uno o algunos aos bajo vegetacin natural, vegetacin enriquecida con rboles leguminosas de rpido crecimiento o plantados en barbechos. Mientras que el barbecho de vegetacin natural puede requerir de 3 a 5 aos, un cultivo de cobertura recupera la porosidad del suelo en un ao. La acumulacin de biomasa en la superficie del suelo promueve la recuperacin de la porosidad del suelo y, por lo tanto, de la infiltracin del agua. Si la vegetacin natural no es muy rica en especies, es posible optar por mejorar la vegetacin del barbecho, en la cual ciertas especies son sembradas por el agricultor, como el rbano, la avena negra, el ricino, el girasol o la vicia comn. Un cultivo de cobertura de leguminosa de enraizamiento profundo, bien adaptado, muchas veces acelera la recuperacin de la porosidad del suelo comparado con una vegetacin de barbecho natural, debido a las grandes cantidades de biomasa que son rpidamente producidas por el cultivo de cobertura. Los cultivos de cobertura son sembrados para producir una densa cobertura, la cual es usualmente eliminada y dejada sobre la superficie para proteger al suelo. Los cultivos de cobertura pueden crecer en asociacin con cultivos perennes o con cultivos anuales intercalados, o como un cultivo de cambio, secuencial o de rotacin. Los cultivos de cobertura anuales son por lo general eliminados en el momento de la floracin para maximizar su contenido de nutrientes. La eliminacin puede ser hecha por segado manual, cortando y aplastando con un rodillo de cuchillas, aplicando herbicidas desecantes o mecnicamente con segadoras o trozadoras. Para reducir la escorrenta e incrementar las cantidades de nutrientes suministrados por los cultivos de cobertura al siguiente cultivo, a menudo es deseable usar cultivos de cobertura con hbito de difundirse y un bajo ndice de cosecha de menos de 10 por ciento como sucede en ciertas variedades de caup y guisantes. Los cultivos de cobertura de legumbres son particularmente usados cuando son plantados en asociacin con cultivos perennes como las bananas y el caf, as como tambin con la yuca y la batata. Los cultivos de cobertura son particularmente tiles para proveer una cobertura durante los perodos de barbecho y para la regeneracin de las tierras degradadas, as como para proporcionar a los agricultores beneficios inmediatos tangibles, tales como alimentos para los humanos, alimentos para los animales y lea para el fuego. La principal restriccin del uso de los cultivos de cobertura para los pequeos agricultores en las regiones hmedas y subhmedas, es la disponibilidad de semillas. Los pequeos agricultores generalmente adoptan los cultivos de cobertura solo cuando no es factible sembrar otro cultivo, cuando el cultivo de cobertura no requiere egresos de dinero y mano de obra adicional o cuando el cultivo de cobertura tiene beneficios adicionales para el agricultor.

    LMINA 12 La vicia peluda es usada como cultivo de cobertura en el sur de Brasil para generar biomasa entre dos cultivos comerciales. S. Vaneph

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    Los cultivos de cobertura son convenientes para las reas donde la tierra queda normalmente en barbecho durante un cierto perodo del ao y se deben prevenir la escorrenta, la erosin del suelo y la proliferacin de las malezas. Los cultivos de cobertura seleccionados deben ser apropiados al suelo y clima local, ajustados al sistema agrcola y de cultivos existentes, y ser econmicamente aceptables para el agricultor. Algunos de los criterios ms importantes son: la produccin de biomasa, la longitud del perodo de crecimiento, la fijacin de nitrgeno, la velocidad de establecimiento, si son o no comestibles, fciles de eliminar, resistencia a la sequa, resistencia a las bajas temperaturas, tolerancia a la baja fertilidad, habilidad para competir con las malezas, resistencia a plagas y enfermedades, velocidad de descomposicin de los residuos, profundidad de enraizamiento y habilidad para actuar como subsolador biolgico, entre otras. Los procesos biolgicos que mejoran la estructura del suelo son principalmente aquellos que tienen por objetivo un incremento de la materia orgnica del suelo. El material orgnico adicionado al suelo incrementar la actividad biolgica. Los microorganismos usan la materia orgnica como alimento. Los productos de deshechos producidos por los microorganismos se convierten en materia orgnica. La prdida de estructura (mdulo compactacin del suelo) es una caracterstica a menudo usada para describir los perfiles del suelo que han sido labrados por largo tiempo. En parte, esta es causada por una reduccin en el contenido de materia orgnica y humus del suelo. La materia orgnica tiene una funcin muy importante en la formacin y estabilizacin de los agregados del suelo, que contribuyen a una mayor resistencia a la desintegracin. La materia orgnica afloja al suelo aumentando la cantidad de espacios o poros. Esto tiene algunos efectos importantes. La densidad del suelo disminuye (es menos compactado) y su estructura mejora. Esto significa que las partculas de arena, limo y arcilla en el suelo se adhieren una a otras, formando agregados o migajas. La calidad de los residuos de los cultivos determinar los efectos sobre la estructura del suelo y la agregacin. Especialmente, la composicin qumica de los residuos desempea diferentes funciones. El proceso de agregacin del suelo puede tener lugar en dos formas: productos de deshechos de las bacterias - polisacridos hifas de hongos y bacterias Adems de promover la actividad biolgica y, por ende, crear ms poros, la materia orgnica tiene una funcin importante en la formacin y estabilizacin de los agregados del suelo conectando las estructuras orgnicas a las partculas inorgnicas del suelo, resultando en una ms alta resistencia a la desintegracin. Es sabido que los polisacridos son tiles para promover una mejor estructura del suelo a travs de su capacidad para aglutinar las partculas inorgnicas del suelo en agregados estables. Una reciente investigacin indica que las molculas de polisacridos ms pesadas

    LMINA 13 La sustancia pegajosa en la piel de las lombrices de tierra ayuda a aglutinar las partculas de suelo.

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    pueden ser ms importantes en la promocin de la estabilidad del agregado y la infiltracin del agua que las molculas ms ligeras. Los microorganismos sintetizan la mayora de los polisacridos del suelo al descomponer los residuos frescos. La agregacin del suelo es causada primeramente por la produccin de polisacridos en situaciones donde los residuos contienen bajo niveles de nitrgeno. Aunque su actividad es temporal y sern sustituidas anualmente, las hifas de actinomicetos y hongos juegan un importante rol en la conexin de las partculas del suelo. La investigacin muestra que una reduccin de los macroagregados del suelo estuvo fuertemente correlacionada con la declinacin en las hifas de los hongos despus de seis aos de cultivo continuo (Gupta y Germida, 1988). Detencin de la escorrenta Una alternativa, pero menos favorable como solucin para la infiltracin restringida, es el uso de estructuras fsicas, las cuales pueden ser necesarias bajo ciertas situaciones: Cuando no es factible implementar inmediatamente la Agricultura de Conservacin o

    una simple cobertura del suelo; por ejemplo, los residuos de los cultivos son usados como forraje.

    Como medidas de respaldo para apoyar la Agricultura de Conservacin donde el problema de la infiltracin restringida es debido a la intensidad de las lluvias ms altas que las velocidades de infiltracin del suelo en la presencia de una cobertura de residuos.

    En estas situaciones, el volumen de agua que se impregna en el suelo puede ser incrementado dando ms tiempo a la infiltracin y retardando la escorrenta por medio de estructuras fsicas y vegetativas construidas transversalmente a la pendiente y paralelas al contorno. Las estructuras estrechamente espaciadas en el contorno (p.ej. sucesin de crestas y surco de lneas de plantaciones e irregularidades formadas por la labranza del contorno y las operaciones de manejo del cultivo) pueden ser formadas encima de todo el campo a fin de que toda la lluvia sea detenida cuando cae. Las estructuras ampliamente espaciadas en el sentido de la pendiente (p.ej. las terrazas fanya juu, paredes de piedras, montones de tierra, barreras vegetales vivas y lneas de desechos) son usadas sin operaciones de contorno del campo, lo que resultar en el escurrimiento del agua pendiente abajo hasta que sea detenida o disminuida hasta la siguiente barrera. Los detalles del esquema, diseo, construccin y mantenimiento de estas estructuras aparecen en muchos manuales de Conservacin de Agua y Suelo, tales como el Boletn de la FAO 70 (FAO, 1996), otros documentos editados por agencias gubernamentales y otras para pases especficos o condiciones medio ambientales particulares.

    LMINA 14 Las terrazas formadas lentamente con cobertura permanente del suelo tendrn una alta infiltracin de las lluvias. El excedente de agua correr como clara escorrenta. FAO

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    Manejo de la evaporacin y transpiracin del suelo

    - Modificacin de la cobertura del suelo - Modificacin del microclima

    La solucin ms efectiva para las altas prdidas por evaporacin del agua del suelo es una cobertura de residuos de plantas sobre la superficie. Las prcticas agronmicas que aumentan la sombra sobre la superficie del suelo y las estructuras fsicas que concentran el agua de lluvia favoreciendo la percolacin hacia las capas ms profundas, tambin reducen las prdidas por evaporacin. Las prdidas por un exceso de transpiracin inutilizada pueden ser el resultado de la transpiracin de las malezas o la transpiracin excesiva de los cultivos cuando soplan vientos calientes y puede ser reducida mediante prcticas apropiadas de control de malezas y barreras rompevientos, respectivamente. La cobertura del suelo reduce las prdidas de agua del suelo por evaporacin mediante la accin de una capa aislante. Disminuye la temperatura de la superficie del suelo y elimina los efectos del viento. El calor del sol es solo ligeramente trasmitido desde la superficie de los residuos a travs del aire atrapado dentro de la capa de residuos sobre la superficie del suelo. En consecuencia, la superficie del suelo se mantiene ms fra y la velocidad de evaporacin del agua del suelo disminuye lentamente. Cuanto mayor sea la capa de aire atrapado, mayor ser el efecto de aislamiento. Sin embargo, la cantidad de residuos requerida para reducir las prdidas por evaporacin es considerablemente mayor que la cantidad necesaria para asegurar que la mayora del agua de lluvia se infiltre donde cae. La reduccin de la temperatura de la parte superior del suelo tambin beneficiar la germinacin de la mayora de las semillas. La temperatura del suelo no solo influye en la absorcin del agua y los nutrientes por las plantas, la germinacin de las semillas y el desarrollo de las races, sino tambin en la actividad microbiana y el encostramiento y endurecimiento del suelo. Las races absorben ms agua cuando la temperatura del suelo aumenta hasta un mximo de 35 C. Las temperaturas ms altas limitan la absorcin de agua. La temperatura ideal para la zona radical para la germinacin y crecimiento de las plntulas vara entre 25 y 35 C. Las temperaturas que exceden los 35 C reducen drsticamente el desarrollo de las plntulas de maz y, por ejemplo, las semillas de soya casi no germinan cuando la temperatura excede 40 C. Sin embargo, la principal desventaja de usar coberturas de residuos para reducir la evaporacin directa es la gran cantidad de residuos requeridos para reducir significativamente la evaporacin. A menudo, las regiones con altas prdidas por evaporacin tambin sufren de escasez de lluvias, lo cual limita la produccin de material vegetal. Frecuentemente hay adems otras demandas de residuos que tienen prioridad como es el forraje, el empajado de techos y la construccin.

    LMINA 15 Aun en tierras secas, en este caso en Etiopia, es posible conservar suficientes residuos de cultivos tanto para forraje como para proteccin de la superficie del suelo. J. Ashburner

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    Como se discuti anteriormente, la cobertura del suelo puede ser aplicada en diferentes formas: vegetativa y no-vegetativa. Ejemplos de coberturas no-vegetativas o mantillos son el uso de piedras, muy comn en China, y la cobertura de polvo. Una de los mtodos ms importantes para reducir la evaporacin del agua desde la superficie del suelo es llevar el agua a la mayor profundidad posible dentro del perfil del suelo. El conocimiento de las grietas del suelo y del movimiento del agua dentro de las mismas es importante para el manejo de los suelos. La modificacin del microclima se hace por lo general reduciendo la velocidad de los vientos sobre la superficie y proporcionando sombra a los cultivos y a la superficie del suelo. Los rompevientos naturales son franjas de bosques dejadas despus de la deforestacin. Un microclima ms seco y azotado por el viento se desarrolla en estas franjas de bosques comparadas con aquellas en bosques no alterados; muchos rboles en los rompevientos naturales a menudo mueren, dejando a veces huecos a travs de los cuales el viento pasa a mayor velocidad. Una importante gua para establecer los rompevientos naturales o para los rompevientos plantados, es que la porosidad o densidad de la vegetacin debe ser alrededor del 40 por ciento. Los rompevientos artificiales pueden consistir en hileras simples, dobles o triple de rboles o arbustos; tambin la caa de azcar y los tallos erectos de hierbas o pastos protegen contra el viento. Los rompevientos bien diseados reducirn significativamente la velocidad de evapotranspiracin de los cultivos, lo que resulta en la conservacin del agua del suelo y menos estrs de humedad cuando falta el agua. Un 50 por ciento de reduccin de la velocidad del viento (de 32 a 16 km/h) reduce la tasa de evapotranspiracin en 33 por ciento (McCall y Gitlin, 1973). Los rompevientos pueden proporcionar beneficios adicionales a los cultivos reduciendo el dao mecnico y la prdida de flores y creando mejores condiciones para la polinizacin de los insectos. Adems, los cultivos se benefician por la reduccin de la erosin elica, especialmente en suelos finos arenosos y limosos y por la disminucin de la contaminacin del aire. Dependiendo de las especies de rboles seleccionadas, los rompevientos pueden adems proporcionar frutas, forrajes y maderas, pero las cosechas de estos productos no deben producir huecos, boquetes o aberturas en la barrera que afecten el follaje y la densidad de los rompevientos. La principal desventaja de los rompevientos que encuentran los agricultores con pequeas parcelas es la prdida de rea de cultivo y los riesgos de competencia por agua, nutrientes y luz entre el rompeviento y el cultivo, llevando a bajos rendimientos de los cultivos. Esta zona de competencia puede extenderse por una distancia igual a 1,5 veces la altura del rompeviento. En reas con severa escasez de forraje, lea y madera de construccin, los rompevientos pueden ser cercados para prevenir pastoreos y cosechas indiscriminados. Para asegurar que el viento no pueda pasar alrededor de los extremos de rompevientos individuales, el establecimiento de los rompevientos debe ser planeado sobre una base comunitaria. Los rompevientos son ventajosos en reas sometidas a vientos secos fuertes durante la poca de siembra y donde causan una ganancia neta del contenido de agua del suelo (o sea, donde la ganancia neta de agua debido a la reduccin de la transpiracin del cultivo excede la prdida de agua debido a la transpiracin del rompevientos). Los rompevientos son tambin probablemente ventajosos en los casos en que estn compuestos de especies que proporcionan beneficios adicionales, tales como forraje, frutas, lea y madera que pueden ser cosechados sin peligro para la integridad del rompeviento.

  • 24

    La sombra puede ser facilitada por todos los tipos de materiales, ya sean artificiales como redes o mallas, telas, laminas plsticas y otras, o bien derivados de plantas, como ramas cortadas, hierbas cortadas soportadas en mallas o bien rboles vivos que proporcionan sombra de alto nivel y de amplia difusin. La sombra es necesaria en los viveros en las regiones calurosas para proteger de la rpida desecacin a las plntulas y a otras plantas con races poco profundas. Mientras la sombra puede mejorar la severidad de las condiciones secas y calientes y limitar las indeseables prdidas de humedad del suelo, puede adems ser tan densa como para limitar la energa solar que llega a las superficies de las hojas y consecuentemente la fotosntesis y la velocidad de crecimiento. Donde la sombra puede ser deseable, su densidad debe ser ajustada para proporcionar un apropiado balance entre las prdidas demasiado rpidas de agua, limitando la intensidad de la luz del sol y evitando las quemaduras de las hojas debido a una deshidratacin temporal y a las altas temperaturas que daan las clulas. El uso de arbustos y rboles vivos para proporcionar sombra duradera a los cultivos de t y caf puede ser dificultoso ya que no es una operacin simple mantener el grado deseado de sombra a largo plazo. En reas tropicales, la sombra muchas veces es usada para proteger las plntulas durante las primeras semanas de su desarrollo.

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    Incremento de la capacidad de almacenamiento de agua del subsuelo

    - Incremento del contenido de materia orgnica - Incremento de la profundidad efectiva del suelo - Barbecho

    Por lo general, la adicin de materia orgnica al suelo incrementa su capacidad de retencin de agua. Esto se basa en el hecho de que la adicin de materia orgnica aumenta el nmero de micro y macroporos en el suelo, ya sea por la adhesin de las partculas del suelo entre si o por la creacin de condiciones de vida favorables para los organismos del suelo. El agua del suelo es mantenida por fuerzas adhesivas y cohesivas dentro del suelo y un aumento en el espacio o poros conducir a un incremento de la capacidad de retencin del agua del suelo. El incremento del almacenamiento del agua en el suelo como consecuencia de la mayor cantidad de materia orgnica agregada durante la Agricultura de Conservacin se aprecia en la Figura 21 del mdulo Fertilidad del suelo. Especialmente en la parte superior del suelo donde el contenido de materia orgnica es ms alto, puede ser almacenada ms agua. El almacenamiento de agua en el suelo no solo depende del tipo de cobertura o vegetacin previa sobre el mismo sino tambien del tipo de preparacin de la tierra. Un estudio realizado en 1999 para evaluar la resiliencia de los agroecosistemas en Honduras, Guatemala y Nicaragua mostr que bajo prcticas ms ecolgicas en el suelo se almacen entre 3 y 15 por ciento ms de agua (Tabla 3) (World Neighbors, 2000). Tabla 3 Promedio de profundidad del suelo (cm) en la cual comienza la humedad (World Neighbors, 2000).

    Pas Practicas agroecolgicas Prcticas convencionales

    Diferencia (%)

    Honduras 9,98 10,28 2,9 Guatemala 2,44 2,99 15,0 Nicaragua 15,81 17,80 11,2

    Todas las prcticas dirigidas a incrementar la profundidad efectiva del suelo llevarn a un incremento del almacenamiento del agua en el suelo. La profundidad efectiva del suelo puede ser limitada por las capas compactas (mdulo compactacin del suelo), pisos duros o pisos de arado. Mediante la rotura de estas capas, las races de las plantas y la biota del suelo pueden explorar una mayor cantidad de suelo y as crear condiciones favorables para el almacenamiento de agua. Otro ejemplo es el uso de hoyos para plantacin. Una prctica comn en reas ridas y semiridas es incrementar el agua en el suelo mediante la prctica de barbecho limpio de malezas durante el primer ao. El agua almacenada en el suelo durante el perodo de barbecho adiciona alguna estabilidad a los rendimientos de cultivos en el siguiente ao. Esta humedad puede ser usada para la germinacin de las semillas y el crecimiento inicial del cultivo. Sin embargo, poca o ninguna humedad adicional del suelo es almacenada en los suelos arenosos, en comparacin con los cultivos continuos. Los barbechos limpios de malezas estn en uso en su mayor parte en reas donde extensivas reas de tierra estn disponibles y donde las malezas pueden ser controladas mecnicamente. La desventaja del barbecho limpio de maleza es la exposicin del suelo descubierto a las condiciones climticas, lo que conduce a prdida de la estructura del suelo, prdida de la materia orgnica e incremento de la erosin.

  • 26

    Agua adicional de otros orgenes

    - Recoleccin de agua de lluvia - Irrigacin

    La recoleccin de agua de lluvia es apropiada para zonas ridas y semiridas donde las sequas son comunes y la irrigacin no es viable. Informacin general acerca la recoleccin de agua puede ser obtenida del documento de la FAO sobre Recoleccin de agua. La escorrenta debe ser concentrada en hoyos, fosos, depresiones o detrs de las barreras hechas con piedras o tierra. En las estaciones secas los rendimientos pueden aumentar hasta un 300 por ciento en comparacin con los rendimientos sin recoleccin de escorrenta. En las estaciones hmedas los rendimientos pueden ser reducidos porque solo una parte de la tierra es cultivada o debido a las inundaciones o anegamientos. La recoleccin de agua de lluvia incluye diferentes prcticas: Recoleccin de escorrenta de flujo laminar: la escorrenta es recogida desde superficies

    con una ligera inclinacin. La mayor parte de la escorrenta de flujo laminar es recogida desde un rea grande de captacin/recoleccin de agua y es concentrada en una pequea rea de cultivo. La relacin del rea de captacin al rea de cultivos vara generalmente de 1:1 a 1:3. Es recomendable que la pendiente del rea de captacin no exceda 5 por ciento. Las reas de captacin de agua a suelo desnudo recogen la mayor parte de la escorrenta, pero esta condicin requiere trabajo para mantener la tierra. Tambin pueden ser dejadas bajo vegetacin natural y a veces pueden ser sembradas por cultivos de ciclo corto, pero la eficiencia de la recoleccin de agua ser menor que bajo los suelos desnudos. Pueden ser necesarios canales de desviacin pendiente arriba en el rea usada para recolectar la escorrenta para prevenir el excesivo dao causado por esta.

    Recoleccin de escorrenta concentrada: la escorrenta concentrada es recolectada desde

    canales estrechos, tales como sendas, senderos de ganado vacuno, corrientes temporales o reas residenciales y caminos.

    La recoleccin de agua de inundacin y la dispersin del agua es la desviacin del

    agua de inundaciones proveniente de las corrientes de agua, ya sea por dispersin del agua sobre la tierra que ha de ser cultivada o bien mediante el almacenamiento en profundos estanques en la finca.

    La recoleccin de agua del tejado es la coleccin directa del agua de lluvia desde los

    techos. La irrigacin suplementaria no est dentro de los objetivos de este mdulo. Informacin sobre irrigacin puede ser obtenida en http://www.fao.org/ag/agl/aglw/cropwater/default.stm.

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    xitos del manejo del agua en tierras ridas Algunas estrategias pueden ser usadas para disminuir el impacto de las lluvias bajas y errticas: correspondencia del uso de la tierra con las caractersticas del suelo uso de cultivos resistentes y que escapen a la sequa incremento de la eficiencia de los cultivos en la utilizacin del agua de lluvia concentracin la lluvia mediante la recoleccin del agua desviar el agua del ro interceptar las inundaciones, y aplicar irrigacin suplementaria

    Haciendo corresponder el uso de la tierra con los tipos ms convenientes de suelos dentro de una finca es posible incrementar la eficiencia con la cual se utiliza el agua disponible en el suelo para la produccin de cultivos. Los requerimientos de agua del cultivo son variables as como la capacidad del suelo para retener y suministrar el agua a los cultivos. El xito en el manejo del agua en una agricultura de tierras ridas esta basado en: retener la precipitacin en la tierra reducir la evaporacin; utilizar cultivos tolerantes a la sequa y que se ajustan a los patrones de lluvias (Stewart, 1985) Esto plantea tres interrogantes: Puede el agua entrar en el suelo lo suficientemente rpido para evitar la escorrenta? Est el suelo en una condicin tal que permita la toma de agua a travs de las plantas sin

    que estas sufran peligro de estrs de agua en los tejidos y permita la transmisin del exceso hacia las aguas subterrneas?

    Cmo es posible elevar los conocimientos de las personas sobre el manejo del suelo y del cultivo para reducir las diferencias de rendimiento entre las experiencias de las estaciones experimentales y la prctica en el campo?

    Con el objetivo de prevenir la pobre utilizacin de las lluvias por los cultivos, es necesario comprender los procesos que conducen al deterioro de la arquitectura del suelo. Deben ser consideradas dos diferentes reas en el suelo: 1. La superficie del suelo El impacto de las gotas de lluvia sobre la superficie desnuda del suelo puede causar una disminucin de la porosidad como resultado de la formacin de sellos y costras en la superficie. 2. Debajo de la superficie del suelo La labranza y el trfico de maquinaria, humano y animal pueden destruir los poros o

    espacios y, por consiguiente, compactar el suelo, especialmente en suelos hmedos. Esto conduce al incremento de la escorrenta y a un desarrollo limitado de las races (por lo tanto, menor profundidad del suelo).

    La labranza, en particular la inversin del suelo por los arados, causa adems una declinacin de la fertilidad del suelo, a causa de las prdidas de materia orgnica y la disminucin de la actividad biolgica del suelo.

    El colapso o compactacin de los poros de todas las dimensiones es la razn primaria por la que el agua no puede penetrar al suelo causando la escorrenta.

    Un factor clave para la sostenibilidad del suelo es el mantenimiento de la capacidad biolgica para la auto-recuperacin y como estimular esta actividad biolgica en el suelo.

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    En reas de lluvias escasas, frecuentemente es difcil saber cuando han comenzado realmente las lluvias, ya que las lluvias iniciales son a menudo seguidas por un perodo seco. Muchos agricultores esperan hasta que la parte superior del suelo se haya humedecido hasta una profundidad de cerca de 15-20 cm antes de la siembra; si hay un perodo corto de seca, de cualquier manera hay suficiente agua dentro del suelo. Sin embargo, esto repercute en un retraso de la siembra y por cada da de retraso decrecern los rendimientos (cerca de 5 a 6 por ciento en el maz en el este de Kenya, Dowker, 1964), sobre todo debido a las prdidas de lluvias por drenaje y evaporacin junto con la prdida causada por la liberacin de algunos nutrientes. Para superar este problema y permitir que los cultivos desarrollen sistemas radicales ms profundos y ms temprano, para que la mayor parte de las lluvias pueda ser utilizada durante las etapas iniciales del comienzo de las lluvias, algunos agricultores siembran cuando los suelos estn secos y antes de que comiencen las lluvias. Para evitar la prematura geminacin de las semillas antes de que haya cado suficiente agua, las semillas son por lo general colocadas ms profundamente de lo normal. La plantacin en seco adems tiene la ventaja de la distribucin de la mano de obra durante un perodo ms largo. Los cultivos se pueden adems beneficiar de esta prctica al poder utilizar el nitrgeno liberado en el comienzo de las lluvias por la descomposicin de la materia orgnica del suelo, lo cual reduce la lixiviacin y la contaminacin del agua subterrnea. Sin embargo, hay un nmero de problemas asociados con la plantacin en seco, especialmente en los suelos pesados, que son difciles si no imposibles de labrar si no tienen humedad. Si las semillas no estn sembradas a suficiente profundidad, pueden germinar en las primeras lluvias y, eventualmente, morir durante el perodo seco posterior. La aplicacin de fertilizantes para el rpido desarrollo de la zona radical del cultivo y as incrementar la sombra en la superficie del suelo disminuye las prdidas de agua por evaporacin al haber ms agua disponible para el cultivo. La siembra de los cultivos en forma equidistante (es decir, con espacio entre hileras similar al espacio en la hilera) favorece el sombreo de la superficie del suelo, lo que permite reducir la proporcin de agua perdida por evaporacin. Sin embargo, los efectos de estas prcticas agronmicas en la reduccin de las prdidas por evaporacin sern mucho menores que cuando se aplican residuos sobre la superficie. En suelos permeables arenosos que retienen pequeas cantidades de agua disponible para el uso del cultivo, es preferible introducir cultivos de enraizamiento profundo que pueden utilizar el agua del suelo a profundidades a las que no llegan las especies de enraizamiento poco profundo. Ejemplos de cultivos de enraizado profundo son el almendro, la cebada, la yuca, los ctricos, el algodn, el cacahuete, el olivo, el mijo perlado, el guisante, el crtamo, el henequn, el sorgo, el girasol, la batata y el trigo.

    LMINA 16 Aun bajo condiciones de secano la agricultura de conservacin conduce a un incremento de la humedad disponible para la planta. Este cultivo de trigo duro contina la fotosntesis por un largo perodo, lo que resulta en una mayor calidad del grano. Comparar con el trigo a la derecha que fue sembrado bajo agricultura convencional. A.J. Bot

  • 29

    El tiempo de permanencia de la humedad del suelo disponible para la planta depende de la textura y porosidad del suelo, del volumen previo de humedad del suelo, del volumen extrado por la evaporacin directa, la evapotranspiracin y el drenaje superficial. La irrigacin, si est disponible, es necesaria normalmente cuando cerca de dos tercios del agua disponible- entre la capacidad del campo (CC) y el punto de marchitez permanente (PMP)- han sido agotados. Si la irrigacin no es una opcin, tiene sentido manejar el suelo para desarrollar y retener una cantidad mxima de poros del suelo de un amplio rango de dimensiones. Esto maximizar la capacidad de retencin del agua y permitir a las plantas resistir a la sequa por largos perodos. Los suelos limosos generalmente tienen la mayor capacidad de retencin de agua; los suelos arenosos tienen una pequea capacidad de agua disponible y en el otro extremo con la mayor capacidad de retencin de agua se encuentran las arcillas.

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    Efecto de la Agricultura de Conservacin sobre la humedad del suelo disponible para las plantas

    Los residuos en la superficie del suelo reducen el efecto del salpicado de las gotas de lluvia; una vez que la energa de las gotas de lluvia ha desaparecido, las gotas prosiguen hacia el suelo sin ningn efecto perjudicial. Esto da lugar a una mayor infiltracin y menor escorrenta y, consecuentemente, a menor erosin. Los residuos adems forman una barrera fsica que reduce la velocidad del agua y el viento encima de la superficie; esta ltima reduce adems la evaporacin. El mantenimiento de los residuos de cultivos sobre la superficie del suelo aumenta la conservacin de la humedad en el perfil del suelo, especialmente en las reas secas. Los residuos de cultivos sobre la superficie: incrementan la infiltracin de agua mediante la prevencin de la formacin de la costra y

    mejoran la estructura del suelo capturan ms humedad que en los suelos desnudos, debido a la rugosidad de la

    superficie dan sombra al suelo y, por lo tanto, reducen la evaporacin incrementan la capacidad de retencin del agua del suelo mediante el mejoramiento de la

    estructura La preservacin de la estabilidad de los agregados es importante con el fin de reducir el sellado de la superficie e incrementar la velocidad de infiltracin del agua. Con una mayor estabilidad se reduce la escorrenta superficial (Roth, 1985). Una mayor estabilidad de los agregados bajo la Agricultura de Conservacin es el resultado de los siguientes elementos (Kochhann, 1996): presencia de una capa de mantillo vegetal que protege a la superficie del suelo contra

    el impacto de las gotas de lluvia ninguna alteracin del suelo presencia de materia orgnica en descomposicin sobre la superficie la cual induce la

    agregacin en la parte superior de 0 - 3 cm incremento en la densidad del suelo, la cual hace que los agregados sean ms

    resistentes a los cambios mayor concentracin de calcio y magnesio en la capa superficial lo cual afecta

    positivamente la estructura

    LMINA 17 Preservacin de la humedad debajo de una cobertura del suelo con residuos de cultivos A.J. Bot

  • 31

    Los tneles excavados por las lombrices de tierra y los canales dejados en el suelo por las races de las plantas muertas son un resultado de la preservacin de los residuos sobre la superficie del suelo. Esto incrementa la porosidad del suelo y mejora la actividad biolgica y la agregacin de las partculas del suelo. La porosidad mejora la infiltracin y la percolacin del agua y reduce la escorrenta. Las reas en las cuales la Agricultura de Conservacin ha sido practicada por un largo tiempo han desarrollado una buena estructura del suelo y macroporosidad. El agua se infiltra fcilmente, casi como en los suelos forestales, como se aprecia en la Figura 1. La infiltracin del agua de lluvia aumenta debido al alto nmero de poros grandes (Roth, 1985). En el sur de Brasil la infiltracin de agua de lluvia aument de 20mm/h bajo labranza convencional a 45mm/h bajo no labranza (Calegari et al., 1998). En un experimento bajo condiciones de lluvia natural, Debarba y Amado (1997) encontraron un incremento en la infiltracin de agua de lluvia en los sistemas con cultivos de cobertura del maz bajo no labranza, con resultados prominentes en avena+vicia/maz y maz/mucuna (Figura 2). La consecuencia de una mayor infiltracin de agua combinada con un mayor contenido de materia orgnica conduce a un aumento del agua almacenada en el suelo como se muestra

    FIGURA 2 Infiltracin del agua de lluvia bajo diferentes sistemas de produccin de maz (Debarba y Amado, 1997).

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    Suelo desnudo avena+arveja Maz/ mucuna Maz/ Canavalia

    Infiltr

    acin

    (% de

    prec

    ipitac

    in)

    FIGURA 1 La infiltracin de agua bajo diferentes tipos de manejos (Machado, 1976).

    020406080

    100120140

    1 2 3 4 5 6

    Tiempo (horas)

    Infilt

    raci

    n de

    agu

    a de

    lluvia

    (mm

    )

    Bosque

    Vegetacin de hierbas naturales

    Labranza convencional

    Agricultura de conservacin

  • 32

    en la Figura 3. Especialmente en la parte superior del suelo donde el contenido de materia orgnica es ms alto puede ser almacenada ms agua. El almacenamiento de agua en el suelo no solo depende del tipo de preparacin de suelo, sino tambien del tipo de cobertura o vegetacin previa sobre suelo. Como fue discutido en Prcticas para disminuir la humedad del suelo el residuo quemado es una de las prcticas que afecta negativamente el contenido de humedad del suelo; esto est claramente ilustrado en la Figura 4. Conservando la vegetacin del barbecho como una cobertura sobre la superficie del suelo y, por lo tanto, reduciendo la evaporacin, resulta en 4 por ciento ms de agua en el suelo. Esto representa 80 mil litros de agua en los 20 cm superiores del suelo (o sea, una lluvia extra de 8 mm). Obviamente, esta cantidad de agua extra puede establecer una diferencia entre la marchitez o supervivencia del cultivo durante los perodos secos temporales. La cobertura del suelo no solo protege al suelo del impacto de las gotas de lluvias, sino que tambin protege al suelo del impacto del sol. La cobertura reduce la temperatura del suelo y, por lo tanto, reduce las prdidas de agua del suelo causadas por la evaporacin.

    Figura 4 Efecto de diferentes coberturas de suelo en el almacenamiento de agua en el suelo (Siqueira et al., 1993)

    30

    33

    36

    39

    Barbechoquemado

    Barbecho Avena Mucuna

    Hume

    dad

    del s

    uelo

    (%)

    Labranza convencionalAgricultura de conservacin

    FIGURA 3 Cantidad de agua almacenada en el suelo bajo labranza convencional y agricultura de conservacin (Gassen y Gassen, 1996)

    0

    10

    20

    30

    0-7.5 7.5-15 15-30Profundidad del suelo (CM)

    Conte

    nido d

    e ag

    ua en

    el su

    elol (%

    )

    Labranza convencionalAgricultura de conservac

  • 33

    El mayor contenido de materia orgnica junto con la cobertura del suelo conducen a un aumento de la capacidad de retencin de agua del suelo. Como consecuencia, es necesaria menos agua de irrigacin para regar el mismo cultivo como se aprecia en la Tabla 4 sobre los Cerrados de Brasil. Especialmente en reas con ausencia o escasez de agua (riego), la Agricultura de Conservacin puede resultar en una mayor rea irrigada con la misma cantidad de agua. Tabla 4 Economa de irrigacin de agua a travs de cobertura de suelo (Perreira, 2001).

    Porcentaje de suelo cubierto

    Requerimiento de agua (m3/ha)

    Reduccin en requerimiento de

    agua (%)

    Nmero de riegos durante la

    temporada

    Numero de das entre cada riego

    0 2 660 0 14 6 50 2 470 7 13 6 75 2 090 21 11 8 100 1 900 29 10 9

    Con la Agricultura de Conservacin se infiltra ms agua dentro del suelo de la que se pierde por la escorrenta sobre la superficie. Las corrientes son entonces alimentadas ms por el flujo subterrneo que por la escorrenta superficial. Como resultado, en la Agricultura de Conservacin el agua superficial es ms limpia y se asemeja al agua subterrnea, ms que en las reas de labranza intensiva donde predominan inevitablemente la erosin y la escorrenta. Una gran infiltracin debe reducir el anegamiento, provocando ms almacenamiento de agua en el suelo y lenta liberacin hacia las corrientes. La infiltracin adems recarga el capa fretica subterrnea y, por lo tanto, incrementa el agua de los pozos. Un estudio para evaluar la resiliencia de los agroecosistemas conducido en 1999 en Honduras, Guatemala y Nicaragua mostr que entre 3 y 15 por ciento ms de agua fue almacenada en el suelo bajo prcticas ecolgicamente adecuadas (Ver Tabla 3) (World Neighbors, 2000). A partir de diferentes puntos de vista, los cambios importantes en el nfasis sobre el manejo del suelo incluyen: fijar la atencin en salvar los poros o espacios, ms que en salvar las partculas slidas enfatizar ms el incremento de la infiltracin que la reduccin de la escorrenta para minimizar la erosin es preferible mantener una cobertura de residuos de plantas

    sobre el suelo antes que construir represas transversales a intervalos en la pendiente al presenciar un ro turbio crecido, es ms sensato preguntar porqu tanta agua? que

    lamentarse del sedimento que est siendo transportado considerar la conservacin del agua y el suelo antes que la conservacin del suelo y el

    agua reducir riesgos de fracasos debidos a la sequa en lugar de lamentarse del incremento de

    la severidad de la sequa construir el s