AREAUSO Y MANEJO DE SUELOS Y AGUA

Valoración de la erosión y de las pérdidas de nutrientes de los

suelos en la MicrocuencaPlantón-Pacayas

ING. MIGUEL ANGEL MARIN C.

Octubre 2010

TITULO DE LA ACTIVIDAD DEL PROYECTO

Evaluación y ajuste de metodologías para medir lapérdida de suelo en la Microcuenca Plantón-Pacayas.

Grupo meta:

Productores localizados en el área de la MicrocuencaPlantón-Pacayas.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Desarrollar una metodología sencilla, de bajo costo y eficientepara medir la erosión producto de la actividad agrícola y pecuariade la zona en función del tipo de laboreo, relieve y uso de latierra.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

•Evaluar y ajustar una metodología para medir la pérdida desuelo.•Generar información básica de clima y de suelo, para establecermedidas correctivas o de mitigación a futuro.•Determinar las pérdidas económicas que incurren losproductores producto de la degradación sus suelos.•Trasladar la experiencia con sus resultados a otras zonas delterritorio nacional.

MATERIALES Y MÉTODOS

•Se utilizó para medir la cantidad de sedimentos generados en losdiferentes sitios producto de la actividad agrícola, una barrera degeotextil denominada SILT-FENCE, que es un tipo de malla porosa,que permite el paso de agua no así de los sedimentos, que sonretenidos en dicha malla.

•El periodo analizado para los sitios de Bajo y Mediano Riesgocomprendió JULIO a DICIEMBRE 2008

•Los sedimentos retenidos son recolectados y pesados en unabalanza de mano.

•Se lleva una bitácora (registro), sobre el manejo agronómico delcultivo (preparación del suelo, tipo de cultivo, podas, aporcas, controlde malezas, etc.) con el fin de observar el impacto de la lluvia sobre elsitio, considerado el principal factor en la zona de degradación desuelos.

•Se recoge una muestra de sedimentos en cada sitio para realizar unanálisis de laboratorio para determinar las diferentes cantidades denutrientes que son lavados, con el fin de determinar la pérdida en lafertilidad natural de los suelos y económica para el productor.

•Los datos de lluvia se recolectaron por medio de las MINIESTACIONESubicadas en cada sitio

METODOLOGIA PARA IDENTIFICAR AREAS CRITICAS EN LA

MICROCUENCA PLANTON-PACAYAS

CAP. USO--------------------------------------------CONFLICTO DE USO

USO ACTUAL---------------------------------------

RIESGO DEGRADACION

( AREAS CRITICAS )

INDICE DE COVERTURA ESTADO EROSIVO

PENDIENTE DEL TERRENO-------------------POTENCIAL EROSIVO

ERODABILIDAD EN SUELO-------------------

VOLCANICO

Fuente: Saenz et al.1997Elaborò: Ing. Luis Arroyo M.– INTA-2006

intersec

intersec

inte

rse

c

intersec

Instalación del geotextil o malla tipo SILT - FENCE

Destrucción de eras de cultivo y saturación de Geotextil con sedimentos por un evento de altaPrecipitación. Zona Baja

Vista del relieve presente en la MicrocuencaCon el sistema de producción utilizado

Simulador de lluvia para establecer el efecto de la misma sobre las pérdidas de suelo en la zona Método de recolección y peso de sedimentos en geotextil

SITIO ALTITUD

(msnm)

RELIEVE

(%)

PRECIPITA

CIÓN

(mm)

VIENTO NEBLINA LOCALI

ZACIÓN

BAJO 1960 8 – 15 2500 – 2800 Ligero Esporádica 09.92192

-83.825034

MEDIANO 2359 15 – 40 + 3500 Moderado Frecuente 09.93487

-83.83091

ALTO 2578 + 40 2000 – 2500 Fuerte Frecuente 09.94052

-83.83807

Cuadro 1: Características biofísicas de los sitios de medición

Vista del tipo relievepredominante en la zona delProyecto

Algunos factores que rigen la erosión son: el relieve,

la cobertura vegetal y la precipitación

Fuente: Esc. Ing. Agrícola. UCR. 2010

PROCESO DE LA EROSIÓN HÍDRICA

Los factores que rigen la erosión

Fuente: Escuela Ing. Agrícola. UCR. 2010

Destrucción eras

Trazado a favor pendiente

Arcillas afloran después de un alto lavado del terreno

Altas precipitaciones provocan destrucción de surcos, arrastre de plantas y perdida de suelos

Terreno con malezas o residuos de cosecha evita erosión

Terreno descubierto , el daño de una lluviadespués de la preparación es severo

En un terreno cubierto , el impacto de lasgotas de lluvia es mínimo

Cuadro 2: Comparación de cantidad de sedimentos retenidos en malla para cada uno de los sitios de medición

SITIO

Tn/ha

Periodo acumulado (Jul. A Dic.)

Lluvia acumulada en Periodo (Jul. A Dic.) (mm)

SEDIMENTOS

tn/ha Lluvia Acumulada

(mm)/mes

Eventos

Lluvias Máx. (mm)/día

Setiem Octubr Setiem Octubr Setiem Octubr

BAJO 31.4 2010 27.5 10.3 360 316 40 Y 55 29 Y 39

MEDIANO 14.45 2792 1.8 11.37 523 489.4 71 Y 73 58 Y 62

METODOLOGÍA PARA LA VALORACIÓN ECONOMICA DE PÉRDIDA DE SUELO *

VALOR DE LOS NUTRIENTES

La monetarización del suelo de las fincas objeto de estudio, según su contenido de nutrientes se da a través del valor de mercado de los

fertilizantes y el costo de reposición de los nutrientes perdidos, como sigue:

1.La monetarización de cada nutriente se establece según el precio de mercado de una fórmula de fertilizante comúnmente utilizada en el

cultivo de hortalizas en este caso por ejemplo el 18-5-15-6-2, con un precio en el almacén por saco de 46 kg de 15420 colones (335.22

colones/kg de fertilizante). Se considera un costo de transporte hasta la finca de 850 colones por saco ( 18.48 colones/kg) y el costo de la

mano de obra por aplicar el fertilizante en 40.63 colones/kg (se asume que en la zona se requiere 1 jornal para aplicar 10 sacos de

fertilizante por hectárea, estimando un costo por jornal de 6500 colones).

2.El cálculo del valor de reposición en colones/kg de nutriente contenido en el fertilizante se determina por medio de:

Vn: (Cf+Tf+Jf) * FeDonde:

Vn: Valor de reposición del nutriente, en colones/kg

Cf: Costo en almacén del kg de fertilizante, en colones/kg

Tf: Costo de transporte del fertilizante hasta la finca, en colones/kg

Jf: Costo de la mano de obra necesaria para aplicar el kg de fertilizante, en colones/kg

Fe: Factor de eficiencia de cada nutriente en el fertilizante

El factor Fe es un factor para determinar el aprovechamiento real del nutriente contenido en el fertilizante y está dado por dos aspectos:

1.La concentración o contenido de cada nutriente en el fertilizante (Nf)

2.El % de aprovechamiento real del nutriente aplicado al suelo (% Ap). Esto significa que no todo el nutriente del fertilizante es

aprovechado en un 100% por la planta, por lo tanto, se debe estimar ese aprovechamiento, lo para efectos del presente trabajo se adopta

según Bertsch, F. 1995, donde N2: 60%, P2O5: 40%, K2O: 70%, MgO: 60%

3.El factor Fe, para cada nutriente se determina como sigue:

Fe: 1 / %Nf * %Ap

El factor Fe va a depender de la fuente de fertilizante a utilizar y por lo tanto incidirá directamente en el costo de reposición de cada

nutriente. Esto significa que dicho factor es específico para cada fertilizante y no se puede generalizar para todos los casos.

* Quirós Madrigal, Olman. 2000. Sostenibilidad de formas de producción agropecuarias en empresas familiares agrícolas en Costa

Rica. Serie. Socioeconomic Studies on Rural Development. Vol. 120. Wissenschaftverlag Vaulk Kiel. KG. 236 p.

Rubro N₂ P₂O₅ K₂0 MgO CaCO₃ M.O.

Factor

Eficiencia

(Fe)

9.26 50 9.52 27.78 3.13 11.30

₡ / kg 3651.50 19716.5 3754.02 10954.49 961.07 11.30

Cuadro 3. Costo de reposición de cada kilogramo de nutriente en la zona de laMicrocuenca Plantón-Pacayas. ₡ / kilogramo

++ El costo de reposición de cada nutriente se basó en la fórmula 18-5-15-6-2 (18%N, 5%P, 15%K, 6%Mg, 2%B)

++ Costo de 1 kg del elemento en la fórmula comercial: N₂= ₡60.34; P₂O₅=₡17.6; K₂0=₡50.28; MgO=₡20.11 1 kg gallinaza, como aporte de materia orgánica (40% M.O.)= ₡11.30

1 kg CaCO₃ , aporta calcio (40% Ca)=₡24.78

Sitio

Pérdida

Suelo

Tn/ha/

period

N₂ P₂O₅ K₂O MgO CaO MO

Costo

total

₡ /ha/

periodo

Bajo (kg) 31.4 56.52 1.73 17.58 3.77 26.38 72000

---

Valor en

Colones --- 206382.8 34109.5 65995.7 41298.4 25256.9 --- 373043.3

Mediano

(kg) 14.45 20.23 0.40 0.94 0.87 8.96 54000 ---

Valor en

Colones --- 73869.8 7886.6 3528.78 9530.41 8611.19 --- 103426.8

Cuadro 4. Pérdida de nutrientes en kg/ha en el periodo julio – diciembre 2008 y su valor en colones.

SITIO

Cmol(+)/l mg/l % % Textu

ra

%

pH Al Ca Mg K P Zn Mn Cu Fe N M.O.

Pendien

te.

Bajo 5.9 0.15 3.0 0.6 0.12 24 4.4 2 5 24 0.18 3.59 F 8-15

Mediano 5.7 0.20 2.2 0.3 0.14 10 2.8 1 4 19 0.14 2.70 Fa 15-40

Cuadro 5 . Resultados físico-químicos de suelo de parcelas de observación y medición.

Fuente: Autor, en base a resultados de análisis de suelos.

++ Se debe transformar los datos de los análisis de suelo a Kg/ha del elemento, para realizar los

cálculos , ya que la disponibilidad de nutrimentos de un cultivo se expresa en Kg/ha

% HUMEDAD : 38

Semana de

recolección

y sitio riesgo

Volumen

sedimentos

(tn/ha/semana)

Lluvia

acumulada

(mm/sem.)

Lluvias

máximas

mm/día

Estado terreno y/o cultivo

02-09-08

BAJO

0.37 28.6 18 Zapallo cosechado ya en abandono. Mucha maleza

MEDIANO 0.12 72 39 Brocoli en cosecha, residuos. Plantas recién cosechada y mucha

maleza

09-09-08

BAJO

0 53.7 39 Zapallo en abandono ya cosechado, mucha maleza

MEDIANO 0.4 42.6 11 Terreno con residuos cosecha brocoli y mucha maleza

23-9-08

BAJO

13.6 119.6 23-55 Culantro recién sembrado, 8 días (terreno suelto preparado con

maquinaria), destrucción de eras y arrastre de semillas

MEDIANO 0.6 170.3 71 Residuos cosecha anterior más maleza

1-10-08

BAJO

13.5 157.7 35-40 Culantro 15 días, eras destruidas y canales saturados de

sedimentos

MEDIANO 1.07 238 60-73 Terreno recién preparado con tracción animal, no esta

acondicionado

7-10-08

BAJO

6.0 80.6 17-37 Culantro 22 días, suelo descubierto

MEDIANO 3.6 107 58 Terreno con 10 días preparado sin acondicionar

14-10-08

BAJO

2.8 146.4 29-39 Culantro 30 días, suelo lavado, finos arrastrados

MEDIANO 6.74 246 62 Lluvias fuertes, suelo preparado sin acondicionar y descubierto

28-10-08

BAJO

1.74 89 21-31 Suelo seco, estable por lavado de finos (arena y limo)

MEDIANO 1.02 135.6 22-27 Terreno alomillado con papa recién sembrada

Cuadro 6: Cantidad de sedimentos retenidos en geotextil, según tipo cultivo, etapa

desarrollo y cantidad de lluvia. Periodo de setiembre - octubre 2008

FACTOR CARACTERISTICAS

RELIEVEFactor que mal acondicionado, puede provocar grandes volúmenes de pérdidas de suelos , por

lo que a mayor pendiente la susceptibilidad del terreno a la erosión y arrastre de sedimentos

aumenta

LLUVIAFactor importante en la degradación de suelos al provocar problemas de erosión y daños

ambientales. La intensidad de la lluvia desempeña un papel más protagónico que la cantidad.

TIPO SUELO

La composición física de los suelos como su textura, juega un papel importante en la

generación y arrastre de sedimentos. Suelos de origen volcánicos, como los presentes en la

zona, cuya textura son de tipo franco-arenosa, livianos, profundos, son muy susceptibles al

arrastre por lluvia que suelos de texturas pesadas de tipo arcillosa.

PREPARACION DEL

TERRENO

Terrenos preparados con maquinaria en relieves ondulados con suelos volcánicos, sin obra de

conservación o mitigación, son susceptibles a la degradación por lluvia. Por lo general, los

terrenos se dejan totalmente limpios, por el tipo de actividad agrícola presente en la zona.

OBRAS DE

CONSERVACIÓN Y

MITIGACIÓN

En la zona en algunos casos solo se utiliza siembras a contorno, por lo general se carece de

obras que faciliten un uso racional y sostenible de las tierras.

COBERTURA VEGETAL

O TIPO DE CULTIVO

La cobertura vegetal desempeña un papel importante en el manejo adecuado de los suelos.

Coberturas permanentes como pasturas, bosque y otros, reducen la degradación de tierras,

puesto que disminuyen el impacto de las lluvias en el terreno, al reducir la destrucción de la

estructura o agregados del suelo y disminuir la escorrentía superficial.

Cultivos anuales o de ciclo corto como las hortalizas, que se consideran la principal actividad

económica de la zona, no ayudan a minimizar los riesgos de erosión de los suelos, puesto que

su cobertura o área foliar es escaza y su establecimiento se da en suelos descubiertos. Terrenos

limpios, libres de malezas, como los que necesitan los cultivos hortícolas, aumentan los riesgos

de erosión.

El mayor riesgo de erosión, ocurre durante la preparación del terreno y en los primeros días

posteriores al trasplante o siembra, dado que no existe cobertura vegetal o es mínima

CUADRO 7: FACTORES QUE INCIDEN EN LA GENERACIÓN Y ARRASTRE DE SEDIMENTOS DE SUELO

Obras de Conservación y Mitigación

•Muro de piedra en la margen derecha del camino (aguas abajo) •Intervención del camino de acceso con Hidrosiembra en los taludes •Canales de Guardia Acequias de ladera• Cultivo en contorno •Canales empastados

Diseño de Obras de Conservacióny Mitigación

Hidrosiembra en los taludes