La producción de alimentos se hace cada día más difícil en el mundo, problemas como el cambio climático, la desertificación y sobre todo la degradación de los suelos influyen en esta tarea a nivel mundial, trayendo como consecuencia que la Seguridad Alimentaria se convierte hoy día en una de las preocupaciones de mayor envergadura a nivel de gobierno.
Para lograr la Seguridad Alimentaria es necesario tener en cuenta la situación de los recursos naturales, humanos y de infraestructura con que se cuenta. Dentro de los recursos naturales el conocimiento de los suelos, sus propiedades y diagnóstico del cambio de las mismas por la influencia antropogénica, es imprescindible, por lo que se hace necesario realizar estudios al respecto.
Según estudios realizados se plantea, que los suelos son esenciales para lograr la seguridad alimentaria y la nutrición y tienen el potencial de ayudar a mitigar los efectos negativos del cambio climático 1, además que la presión sobre los recursos del suelo está llegando a límites críticos.
El recurso suelo es el pilar más importante para hacer frente al reto de la seguridad alimentaria, ya que cerca del 95 % de los alimentos se produce directa o indirectamente en los suelos 2. Por otra parte, el mismo es de vital importancia para la biodiversidad, pues es uno de los ecosistemas más complejos de la naturaleza y uno de los hábitats más diversos del planeta, al albergar una infinidad de organismos que interactúan entre sí y contribuyen a los ciclos globales que hacen posible la vida. Se estima que una cuarta parte de la biodiversidad de nuestro planeta se encuentra en los suelos 3.
En la provincia de Manabí, Ecuador, para la cuenca de los ríos Carrizal y Chone, se cuenta con pocos estudios edafológicos, entre ellas unas 10 calicatas estudiadas en la región alomada de la Parroquia Membrillo, cuyos resultados se encuentran publicados en revistas científicas 4,5 y unas 14 calicatas que fueron el resultado de una tesis de Maestría, Vera 2013 6 en el estudio de 60 ha, del Campus de la Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí (ESPAM).
Teniendo en cuenta lo expuesto anteriormente en el sistema de la llanura fluvial Carrizal-Chone se encamina un proyecto por primera vez para estudiar los suelos en un área de 7 233 ha. Este proyecto tiene como objetivo principal elaborar un mapa de suelos escala 1:25 000 y realizar la caracterización morfológica, química y física de ellos con el fin de determinar el estado actual de los mismos, después de decenas de años que han estado cultivados.
La preparación de mapas a escala grande es la herramienta principal para conocer las propiedades actuales de sus suelos 7. Sobre la base del mapa y los perfiles estudiados se determinan sus características y el estado agroproductivo de los mismos, que culmina con una clasificación en clases de capacidades de uso.
El estudio se realizó en un área que tiene una superficie cultivable de 7233 ha, con cultivos como maíz, frijoles, cacao, plátano y pastizales para la ganadería. La base cartográfica fueron ortofotos tomadas del Google y hojas cartográficas. Se siguió el método genético geográfico para la selección de puntos con barrenas y toma de perfiles, el mismo se fundamenta en las variaciones de los suelos según sus factores de formación (relieve, material de origen, clima, vegetación y tiempo) y por la actividad del hombre; lo cual constituye la base de la clasificación de suelos basado en principios genéticos 8.
Después de separados los diferentes contornos de suelos, para su caracterización se tomaron los145 perfiles, siguiendo las normas de mapeo para la escala 1:25 000 de 1 perfil cada 50 ha. A cada perfil se les determinó las siguientes propiedades:
Descripción de los perfiles de suelos, siguiendo el Manual de Descripción de Perfiles de Suelos elaborado por Vera y colaboradores 9; adaptado a las características de los suelos de la región de estudio.
pH por potenciometría en H2O, en relación suelo:agua 1:2.
Sales solubles totales por conductimetría.
Materia orgánica por el método de Walkley & Black (1934) 10
Carbono orgánico dividiendo el porcentaje de materia orgánica entre un factor (1,724).
Densidad de volumen por el método de los cilindros (de 100 cc de volumen) en campo.
Color del suelo por la Tabla Munsell, (Munsell Soil Color Chart, 2009) 11.
La composición mecánica por el método de Bouyoucos utilizando pirofosfato de sodio para la extracción de materia orgánica y romper los microagregados del suelo y hexametafosfato de sodio como dispersante.
La clase textural del suelo según los porcentajes de las partículas mecánicas, utilizando el triángulo textural.
Bases intercambiables (Ca, Mg y K) por extracción con acetato de amonio normal pH 7.
Fósforo asimilable por Olsen.
Potasio asimilable calculado a partir del contenido en K intercambiable.
Reservas de carbono orgánico (en toneladas de carbono por hectárea) de la capa de 0-20 cm de cada uno de los perfiles estudiados por la fórmula internacional:
donde:
RCO: reservas de carbono orgánico en toneladas de carbono por hectárea
Dv: densidad de volumen en Mg m-3
Profundidad de la capa, en este caso los 20 cm de la parte superior de la calicata (perfil de suelo).
El sistema de clasificación de suelos que se aplicó es el World Reference Base (WRB), versión 2014 12.
El sistema de clasificación de suelos del World Reference Base se aplicó recientemente en el Atlas de Suelos de América Latina (13) y presenta dos unidades de clasificación; El Grupo Referencial de Suelos (GRS) y la Unidad del Suelo (US) que es el GRS con calificativos según sus propiedades.
La región de estudio está localizada a 50 km de la ciudad de Portoviejo, capital de la provincia de Manabí, involucrando territorio de los cantones Bolívar, Tosagua, Junín y Chone, abarcando una superficie de 13 268 hectáreas, de las cuales se estudian 7233 ha de área cultivable. El área del proyecto está localizada entre las coordenadas geográficas 0o35´ y 0o´55´ latitud Sur y 80o 20´ longitud Oeste y entre las cotas 2 y 45 m s.n.m.
La topografía del área presenta en su mayor parte pendientes entre 0 y 2 %, relieve plano o casi plano y entre 2 y 6 % de pendiente, relieve suavemente ondulado.
De acuerdo a las estaciones meteorológicas que existen en Chone y Tosagua (La Estancilla), para un período de 30 años y la ubicada en Calceta (ESPAM MFL), 21 años, los cantones involucrados en el área presentan los datos promedios anuales que se muestran en la Tabla 1.
El factor climático tiene variaciones, si se analiza desde Membrillo parroquia rural del cantón Bolívar (ubicada al este en la región premontañosa) donde caen 1600-1800 mm al año, pasando por Calceta (Bolívar), hasta Tosagua hay una distribución facial del clima, desde tropical húmedo en Membrillo, pasando por un clima tropical subhúmedo en Calceta y hasta un tropical seco en Tosagua.
Las variaciones climáticas presentadas, tienen gran importancia porque acorde con esto se comporta la vegetación natural inicial que existíeron en estas regiones, que fueron: bosques de latifolias en Membrillo, bosque deciduo en la zona de Calceta con árboles mesofílicos y bosque seco con árboles microfílicos y arbustos espinosos hacia Tosagua.
Estas diferencias son importantes para el ciclo biológico de las sustancias, que resulta mucho mayor en Membrillo, intermedio en Calceta (Bolívar) y más bajo en Tosagua. Según la intensidad del ciclo biológico de las sustancias, serán los aportes en materia orgánica al suelo y el grado de humificación que pueda presentarse. Así en las alturas de la Parroquia Membrillo, se ha podido encontrar perfiles de suelos bajo bosque primario y secundario que llegan a alcanzar cerca de 100 t C ha-1 en el espesor de 0-30 cm de la capa superior del perfil del suelo 4.
El material de origen en toda esta llanura está conformado desde el sureste y norte de Calceta hasta La Estancilla, como resultado de la influencia de los ríos Carrizal y Canuto de sedimentos fluviales (aluviales). Hacia Tosagua estos ríos se desvían de la región y se tiene cierta influencia aluvial, pero con influencia deluvial de la formación geológica que se presenta en las alturas de Tosagua-Bachillero denominada Onzole. Estas alturas se formaron antes de la llanura aluvial y sus deluvios influyen determinantemente en las características de los suelos.
La formación Onzole está descrita como una formación geológica del Mioceno Superior conformada por material terrígeno y las lutitas al parecer desarrolladas en condiciones de flysch; que son formaciones sedimentarias de bajo fondo, por lo que las lutitas, de manera general, tienen un contenido relativamente alto en sodio.
El tiempo de formación de los suelos es relativamente joven, ya que son formados por materiales aluviales y aluviales-deluviales del Cuaternario. Incluso en ellos se observa la sedimentación de materiales diferenciados texturalmente (de textura franca, arena o franco arcillosa).
En estas condiciones los suelos principales que se forman son los Feozems (Mollisoles) y Fluvisoles (Fluvents) y en algunas partes bajas pueden presentarse, aunque no muy frecuente, los Gleysoles.
También aparecen Cambisoles (Inceptisoles), pero ellos se presentan no como una formación natural sino por degradación de los Feozems debido a la influencia del cultivo continuado durante más de 50 años, debido a la acción del hombre en la producción agropecuaria.
En este sentido, hay que considerar que toda esta zona estuvo bajo la influencia de la actividad del hombre por la agricultura, tanto por los cultivos de algodón (en la zona más seca hacia Tosagua), como por el cacao, el plátano, maíz y arroz. Además hay que tener en cuenta que el cultivo del arroz es uno de los que más rápido degrada el suelo 14,15. Por tanto en muchos casos la formación inicial de los Feozems se ha transformado debido a la mineralización de la materia orgánica por el cultivo, perdiendo el color oscuro que los caracteriza (horizonte mólico) pasando a ser Cambisol en el caso que sean Feozems cámbicos o Fluvisoles en el caso que sean Feozems flúvicos. Las pérdidas de carbono orgánico en los ecosistemas por la acción antrópica han sido muy estudiadas en los últimos años, como lo destacan diversas investigaciones 16-19.
Con los recorridos de campo y toma de puntos con barrena y la toma de los perfiles, se conforma el mapa de suelos y se confirma la presencia de cuatro Grupos Referenciales de Suelos y 16 Unidades de Suelos. (Figura 1).
En la Tabla 2 se muestra la distribución de las áreas que ocupan los GRS y US
Para la caracterización de los suelos es muy importante el estudio de los perfiles debido a la clasificación adoptada, World Reference Base 12. La morfología de los perfiles es necesaria, ya que esta clasificación se fundamenta en la génesis de los suelos y en horizontes y características de diagnóstico. Esto es muy importante para cualquier sistema de clasificación de suelos que se fundamenta en horizontes y características de diagnóstico en relación con la génesis de los suelos, como la clasificación de suelos de Rusia 20 y la de Cuba 8; por lo que se ha expresado lo siguiente en recientes estudios 21, “en los recientes sistemas de clasificación de suelos, basados en horizontes y sus características de diagnóstico en relación con la génesis de los suelos, la prioridad de los estudios morfológicos es obvia, mientras que los factores de formación de suelos y los datos analíticos, están débilmente incluidos en la identificación del suelo”.
Según la clasificación adoptada en este trabajo, del World Reference Base, versión 2014 12, los Fluvisoles y los Feozems se diagnostican por:
Feozems
Son suelos de color oscuro, que comprenden una extensión de 2107,6 ha (29 % del total). Estos suelos no tienen las características propias de los Fluvisoles y se diagnostican por tener un horizonte mólico en superficie, que está presente cuando el suelo tiene una estructura buena; por lo regular son nuciforme y granular o de bloques subangulares que se desmenuzan en nuciforme y granular, color oscuro con value y chroma en seco no mayor de 5 y en húmedo no mayor de 2,5 y además un espesor al menos de 18 cm y un grado de saturación mayor de 50 %, por esto último todos son éutricos lo que no se pone entre los calificativos del GRS.
Los datos de un suelo Feozem se presentan en las Tablas 3 • , 4 y 5 5.
El GRS de los Feozems, presenta las siguientes Unidades de Suelo (la Unidad de Suelo se forma por el GRS con los calificativos o propiedades que puedan tener). En el mapa de suelos (Figura 1) se presentan las siguientes Unidades de Suelo:
Feozem flúvico
Se caracteriza por ser de perfil A mólico, generalmente de textura franca, sobre materiales flúvicos de textura arenosa; es decir es un perfil del tipo A-C. Ocupan un área de 1098,5 ha; 52 % del área de los Feozems.
El material flúvico es de origen fluvial, marino o lacustre y se identifica por la estratificación de las partículas minerales, o la distribución irregular de la materia orgánica o ambas cosas por el perfil, en los primeros 50 cm del espesor superior del suelo.
Feozem flúvico cámbico
Suelo Feozem también formado de materiales flúvicos, pero con un horizonte B cámbico. Es un suelo que tiene horizonte A mólico, con un B cámbico, formado de materiales fluviales. Tiene una extensión de 848 hectáreas (40 % del área de los Feozems).
El calificativo cámbico se tiene cuando el Feozem presenta un horizonte B; es decir el perfil no es A-C; sino A-B-C.
Feozem flúvico gléyico
Formado de materiales fluviales, pero que tiene por debajo de los 50 m de profundidad presencia de propiedades gléyicos, muchas veces con un manto freático presente entre 100-120 cm de profundidad. Dentro del GRS es el de drenaje más malo, y tiene una extensión de 161 ha; 8 % del área de los Fluvisoles.
Las propiedades gléyicas se corresponde con el proceso de gleyzación:
90 por ciento o más de colores reductimórficos que comprende de blanco a negro, o de azulado a verdoso.
5 por ciento o más de moteados de colores redoximórficos (amarillo, rojo, gris).
Fluvisoles
Suelos formados de sedimentos fluviales, que se diagnostican por tener materiales diferenciados por las partículas mecánicas (arena, limo y arcilla) o por presentar diferencias en el contenido en materia orgánica en una profundidad menor de 25 cm medido desde la superficie. Son de perfil AC sin horizonte A mólico, ni horizonte B cámbico. Tienen una extensión de 3787,7 hectáreas; que representa el 53 % del total. Las características de un perfil de Fluvisol se presentan en las Tablas 6, 7 y 8.
Las Unidades de Suelos presentes son las siguientes:
Fluvisol éutrico
Fuvisoles que tienen más de 50 % de saturación por bases en un espesor de 1 metro, medido desde la superficie. El área que ocupa es de 2506 hectáreas; 66 % de los Fluvisoles. El carácter éutrico está dado cuando el suelo tiene un grado de saturación por bases de 50 % o más.
Fluvisol éutrico y ócrico
Fluvisoles que tienen más del 50 de saturación por bases, pero tienen un contenido muy bajo en materia orgánica (igual o menor de 1 %). Tienen una extensión de 793 ha, 21 % de los Fluvisoles. El calificativo ócrico se pone cuando el suelo presenta un horizonte mineral de superficie que tiene ≥ 10 cm de espesor, con ≥ 0,2 y < 0,6 % de carbono orgánico (como promedio). Realmente estos valores se corresponden con igual o menor de 1 % de materia orgánica.
Fluvisol éutrico y protovértico
Fluvisoles éutricos que presentan agregados gruesos en la parte superior del perfil, resultan una etapa inicial de formación de Vertisoles a partir de los Fluvisoles. Son arcillosos y con drenaje deficiente dentro de los Fluvisoles. Tienen una extensión de 193 ha; 5 % solamente de los Fluvisoles. El calificativo protovértico en los Fluvisoles se pone cuando el suelo tiene un horizonte que tiene las mismas propiedades que el horizonte vértico pero tiene muy pocos slickensides o están ausentes y los bloques prismáticos son igual o menores de 15 cm de tamaño.
Fluvisol gléyico y éutrico
Fluvisol éutrico que tiene propiedades gléyicas por debajo de los 50 cm, generalmente con presencia de un manto freático entre 80 y 120 cm de profundidad medido desde la superficie. Tiene una extensión de 21 hectáreas; solamente 1 % del área de los Fluvisoles.
Fluvisol gléyico, éutrico y ócrico
Fluvisol gléyico y éutrico, pero que presenta un contenido en materia orgánica en el horizonte A, que corresponde la mayoría de las veces un contenido igual o menor de 1 %, esta Unidad de Suelos dentro del área de estudio tiene una extensión de 191,9 hectáreas. El perfil 97 es representativo de este suelo.
Fluvisol gléyico, éutrico y protovértico
Fluvisoles que tienen drenaje aún más malo que los Fluvisoles gleýicos y los Fluvisoles protovérticos, ya que en ellos se combina la presencia de un manto freático alrededor del metro de profundidad y además textura arcillosa con agregados gruesos, con una estructura de bloques grandes y medianos en superficie. Tiene una extensión solamente de 83 ha.
Cambisoles
Su formación no es natural dentro de la región de estudio, ellos se forman por la degradación de los Feozems cámbicos. Por esto son suelos de colores más claros que los Feozems y presencia de un horizonte B cámbico. En las Tablas 9, 10 y 11, están los datos que caracterizan este GRS.
Las Unidades de Suelo que se presentan son muy variadas, entre ellas tenemos:
Cambisol flúvico y éutrico
Cambisoles que tienen materiales flúvicos y más del 50 % de saturación por bases hasta un metro de profundidad medido desde l superficie. Tiene una extensión solamente de 42 ha.
Cambisol flúvico, vértico, y éutrico
Unidad de Suelo que se clasifica cuando los suelos Cambisoles flúvicos presentan características vérticas y además tienen más del 50 % de saturación por bases. Ocupan una extensión de 262 ha.
Cambisol flúvico, vértico, éutrico y ócrico
Es el suelo de la US anterior, pero que tiene un contenido igual o menor de 1 % de materia orgánica. Tiene una extensión de 139 ha.
Cambisol flúvico, gléyico, vértico y éutrico
Resultan los Cambisoles con peor drenaje dentro del Grupo Referencial de Suelos, es formado de materiales flúvicos, tiene un 50 % o más de saturación por bases, pero tiene propiedades vérticas y gléyicas, por lo general con un manto freático entre 1-1,20 metro de profundidad. Tienen una extensión de 235 ha.
Cambisol flúvico, gléyico y éutrico
Cambisoles que tienen también propiedades gléyicas, por tanto con mal drenaje, pero sin las propiedades vérticas. Comprenden una extensión de 31 ha solamente.
Cambisol estágnico, flúvico, vértico y éutrico
Cambisoles estágnicos, flúvicos y éutricos de textura arcillosa, que tienen una estructura gruesa en forma de agregados prismáticos que pueden tener hasta 15-20 cm de tamaño, por lo general en los primeros 50 m de la parte superior del perfil. Los cutanes de presión o slickensides están ausentes o son muy pequeños, para que el suelo pueda ser clasificado como Vertisol. Tienen una extensión de 328 ha.
Gleysoles
Además de los GRS anteriores, en algunas partes depresionales puede desarrollarse un manto freático, el cual provoca fenómenos de oxidación-reducción según la oscilación del manto en relación con los períodos de lluvia y sequía, dando lugar al proceso de formación del suelo denominado gleyzación. Cuando este manto se encuentra en una profundidad de 50 cm o más cerca de la superficie del suelo, el suelo se clasifica como Gleysol. En el mapa de suelos solamente se separa el Gleysol flúvico y éutrico que resulta un Gleysol que tiene un porcentaje de saturación por bases igual o mayor de 50 % y formado de materiales flúvicos. Ocupa un área de 300 ha.
En las Tablas 12, 13 y 14 se muestran las características de un perfil de este GRS que presenta un nivel freático a 40 cm de la superficie del suelo
Con la terminación de la elaboración del mapa de suelos se obtiene una información valiosa de los suelos, las leyes de distribución, la superficie que ocupan, sus factores limitantes, la respuesta a sus características, incluyendo el factor antropogénico, que es un aspecto de actualidad. Sobre la base de esos resultados se elaboran recomendaciones importantes para el manejo de los suelos.
Sin embargo, considerando la problemática actual de la degradación de las propiedades de los suelos, su posible mejoramiento mediante la aplicación de mejoradores orgánicos y biofertilizantes, con o sin fertilizantes, que permitan obtener buenos rendimientos pero mejorando o al menos evitando el deterioro de los suelos; es necesario, como se mencionó anteriormente, crear Sectores y Parcelas de Referencias.
Los Sectores y Parcelas de Referencia son tecnologías que combinan el estudio de las características y evolución de las propiedades de los suelos y su manejo, sobre la base de técnicas de avanzada como es la implementación de los Sistemas de Información Geográfica 22.
Estas Tecnologías se conocen a partir de estudios realizados por los edafólogos franceses 23,24 aplicados en áreas relativamente poco extensivas (menores de 1000 ha) y que representan una unidad pequeña de un paisaje representativo (región geográfica), sobre la base de un mapa de suelos a escala grande (1:25 000; 1:50 000), para buscar tecnologías de manejo sostenible.
En el Sector elegido, es necesario hacer un levantamiento topográfico y este plano se toma como base para realizar una cartografía de suelos en escala detallada (1:10 000 o más detallada, en relación con el área seleccionada).
El levantamiento cartográfico de los suelos debe hacerse a pie, con ayuda de una brújula o un teodolito, con transeptos fijos, distanciados uno de otro según la escala seleccionada. Se van haciendo sondeos con la barrena de suelos y con la implementación de planillas elaboradas previamente, se clasifican los suelos y predeterminan los factores limitantes agroproductivos, así como se registran las características del área, clima, relieve, vegetación, etc.
Para el Sistema Carrizal-Chone se seleccionan dos Sectores de Referencia (SR) y una Parcela de Referencia (PR). Los SR debe ser uno para la zona de Calceta y otra ente la Estancilla y Tosagua; la PR debe establecerse en la parte entre Calceta y La Estancilla.
Los contornos de suelos separados en los diferentes SR, sirven de base para buscar tecnologías de manejo sostenible, para los suelos degradados, principalmente los Cambisoles, con la prueba de mejoradores orgánicos y biológicos, con y sin fertilizantes minerales.
Con el monitoreo correspondiente de rendimiento de los cultivos y propiedades del suelo saldrán tecnologías de manejo sostenible para esta región para los suelos degradados y los suelos mejores.
Además sobre la base de los resultados obtenidos en el mapa de reservas de carbono se comienza a establecer, mediante el monitoreo de suelos la ganancia o pérdida de carbono en t C ha-1 año-1. Por ejemplo, cuánto aporta por año en reservas de carbono la arboleda de teca o la combinación de arboleda con guaba y café, la plantación de plátanos cacao, etc. Esto siempre teniendo en cuenta las condiciones climáticas y el suelo.
Estos resultados realmente existen hoy en países desarrollados de clima templado, que son los que tienen recursos para realizar estas investigaciones. Serían los primeros obtenidos en Manabí y posiblemente en todo el Ecuador. Los resultados obtenidos servirán para proponer en la región una política de secuestro y captura de carbono, que puede servir a las autoridades regionales y provinciales para la política de mitigación al cambio climático.
Se realiza el estudio de la cartografía y clasificación de los suelos del Sistema Carrizal-Chone, con la confección del mapa de suelos. Además se constata que se presentan cuatro Grupos Referenciales (Feozems, Fluvisoles, Cambisoles y Gleysoles) con 16 Unidades de Suelos.
El suelo más extensivo resulta el Fluvisol, mientras que el de características agroproductivas mejores son los Feozems.
El Cambisol es un suelo formado por degradación de los Feozems.
Sobre la base del trabajo realizado se selecciona el establecimiento de dos Sectores de Referencia y una Parcela de Referencia, para la búsqueda de manejos sostenibles en los suelos con la producción de alimentos.