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Rehabilitación agroecológica de suelos volcánicos endurecidos, experiencias en el valle de México

La escacez de tierras de cultivo, el avance de la degradación y el crecimiento acelerado de la población son los principales factores que han impulsado la rehabilitación de suelos volcánicos endurecidos en México. Los autores presentan los métodos y técnicas que se necesitaron para rehabilitar los suelos en el altiplano mexicano y así aumentar la frontera agrícola en esta región. Esto contribuyó a disminuir la presión por suelos de cultivo que ejerce la población de bajos ingresos económicos y que practica la agricultura de subsistencia.

Rehabilitación agroecológica de suelos volcánicos endurecidos, experiencias en el Valle de México

Diego Flores Sánchez, Ma. Antonia Pérez Olvera y Hermilio Navarro Garza

El cultivo de avena en una parcela que tiene tres años de haber iniciado la rehabilitación. Al fondo se observan suelos no rehabilitados y con problemas de erosión
Foto: D. Flores

Introducción
Dentro de sus perfiles, los suelos volcánicos presentan horizontes endurecidos que pueden estar situados a profundidades variables. Estos materiales afloran a la superficie por la acción de elementos naturales como son el viento y la lluvia, sin embargo, la mala gestión en su manejo ha sido tal vez uno de los factores que más ha influido en su afloramiento. Geográficamente, estos suelos deben su presencia a factores topográficos y climáticos, y se localizan mayormente en altitudes comprendidas entre 2.400 y 2.800 m.s.n.m., en climas subhúmedos y en una estación seca que dura de cinco a seis meses (Debroeucq et al., 1991). A principios de los años 90 se estimó que en México los suelos volcánicos endurecidos cubrían 30.700 km2, es decir el 27 por ciento de la superficie del eje neovolcánico mexicano (Zebrowski, 1992).

Este tipo de suelo ha sido descrito en la mayoría de los países de América con nombres locales. En México se le conoce como tepetate; en Centroamérica, se le llama talpetate. En Colombia se le llama hardpán, duripan y cangagua en la parte sur del país. Este último término se utiliza también en Ecuador. En Perú se le llama hardpán y en Chile se le denomina cangagua, moromoro, tosca y ñadis. (Zebrowski, 1992). Estos suelos presentan propiedades físicas, químicas y biológicas limitantes para su aprovechamiento agrícola; destacando la dureza y baja porosidad, y su bajo nivel de fertilidad (caracterizado por contener sólo trazas de nitrógeno, escasa materia orgánica y fósforo), características que a su vez limitan la actividad biológica en este sustrato. Para su aprovechamiento agrícola es necesario primeramente roturar y luego mejorar la capacidad de suministro de nutrientes, mediante la aplicación de fertilizantes químicos inorgánicos o de abonos orgánicos.


Figura 1. Producción de biomasa total de trigo bajo diferentes tamaños de agregados (terrones), Hueyotlipan, Tlaxcala, 1994

Figura 2: Efecto de la aplicación de abono orgánico en el rendimiento de trigo y avena, San Miguel Tlaxpan, Estado de México, 1994

Figura 3: Efecto de la aplicación de compost de lombriz en tres sistemas de cultivo, Tequexquinahuac, Estado de México, 2002
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Figura 4: Rendimiento de grano de la asociación maíz-haba bajo diferente manejo nutricional, Hueyotlipan, Tlaxcala, 1995

Figura 5: Producción de materia seca de diferentes sistemas de cultivo, San Dieguito Xochimancan, Estado de México, 2000

Figura 6: Rendimiento de trigo bajo diferentes rotaciones de cultivo, Hueyotlipan, Tlaxcala, 1993

Figura 7: Rendimiento de cuatro variedades de maíz bajo dos condiciones de abono orgánico, Hueyotlipan, Tlaxcala, 1995

¿Por qué rehabilitarlos?
La escasez de tierras de cultivo, el avance de la degradación y el crecimiento acelerado de la población, son los principales factores que han impulsado la rehabilitación de estos suelos en el altiplano mexicano con lo cual, además de aumentar la frontera agrícola en esta región, contribuye a disminuir la presión por suelos de cultivo que ejerce la población de bajos ingresos económicos y que practica una agricultura de subsistencia (Navarro et al., 1997).

En base a lo anterior, el interés de estudiar los suelos volcánicos endurecidos se atribuye a la necesidad de conocer sus propiedades y su respuesta a diferentes modalidades de manejo, con la finalidad de generar tecnologías tendientes a su rehabilitación sustentable.

Las propuestas tecnológicas para su rehabilitación
En el marco del proyecto “Regeneración y Conservación de Suelos Volcánicos Endurecidos y Estériles de América Latina” financiado por la Unión Europea, se planteó el interés de mejorar y validar el conocimiento agrícola regional y experimental sobre los tepetates. Se partió del conocimiento de las aptitudes de producción y de la dinámica durante su rehabilitación, mediante la evaluación de parámetros agronómicos, diseño, establecimiento y manejo de protocolos experimentales y validación de sus resultados para mejorar las prácticas agrícolas regionales en el manejo de estos suelos (Flores et al., 1998).

Las evaluaciones experimentales y de validación tuvieron una duración total de 10 años. Las pruebas se desarrollaron en parcelas de diferente tamaño. Por ejemplo, en el lugar donde trabajamos cerca de seis años, la superficie fue de 1.700m2. En otros sitios las superficies variaron de 2.000 a 7.000 m2. Las parcelas pertenecían a los agricultores cooperantes. En ocasiones se establecieron experimentos con cinco agricultores. Es decir fue trabajo individual, sin embargo, se realizaron recorridos de campo para que los agricultores de las mismas comunidades conocieran las propuestas. La información que se presenta a continuación es el producto de las experiencias que se llevaron a cabo en Hueyotlipan, Tlaxcala, y en las comunidades de San Miguel Tlaixpan, San Dieguito Xochimancan, San Pablo Ixayoc y Tequexquinahuac, pertenecientes al municipio de Texcoco, Estado de México.

Tecnologías para su rehabilitación
Con base en la experimentación generada se pueden señalar las siguientes recomendaciones para la incorporación de estos suelos a la actividad agrícola.

a. Roturación del sustrato
La roturación del sustrato puede realizarse de manera manual y mecanizada: de manera manual es recomendable realizarla durante la estación lluviosa, periodo en el cual el sustrato está húmedo y es más fácil de roturar. El material se fracciona con la ayuda de un pico a una profundidad de 20 a 30 cm. Posteriormente se agrega abono orgánico, el cual se mezcla homogéneamente con el material roturado. Este tipo de roturación es muy demandante de mano de obra y es poco propicio para un buen crecimiento del cultivo.

La roturación mecánica es realizada por subsoleo cruzado utilizando tractor buldózer equivalente a D-4, D-6, D-7 y D-8 caterpillar. Preferentemente los dientes deben de ser de 80 cm, lo que conduce a una profundidad efectiva de subsoleo de 40 a 50 cm. Es más fácil realizar el subsoleo en estado húmedo, sin embargo, la fracturación de los horizontes endurecidos es más completa en estado seco (Zebrowski y Sánchez, 1997). Para llevar a cabo la roturación se deben considerar como principales factores, el tamaño de los agregados y la profundidad del sustrato. Con las experiencias evaluadas, se determinó que la profundidad mínima de roturación es de 40 cm y el tamaño de los agregados o terrones debe ser de 2,5 a 3,5 mm.

En la figura 1 se muestra que conforme el tamaño del agregado tiende a ser más pequeño, las condiciones para el desarrollo y establecimiento de los cultivos son mejores, lo cual se muestra en la producción de materia seca total producida en el cultivo de trigo.

b. Siembra de cereales de grano pequeño e incorporación de abono orgánico
Una de las estrategias locales implementadas para la rehabilitación de estos suelos es el uso de cereales de grano pequeño como son el trigo, cebada y avena, en los dos primeros años de rehabilitación. Estos cultivos ofrecen ventajas desde el punto de vista productivo como mejoradores de las condiciones del suelo debido principalmente a su alta densidad radicular, sin embargo se presentan problemas de emergencia de la planta cuando las semillas quedan atrapadas entre partículas grandes. Se recomienda así incrementar la densidad de siembra en un 50 por ciento, con la finalidad de lograr un mejor establecimiento del cultivo para garantizar una buena densidad que permita la colonización del suelo, mejorando de esta manera la formación de agregados, la circulación de aire y agua, y el que las plantas al descomponerse sirvan como una fuente importante de materia orgánica.

Adicionalmente a este componente, y como estrategia para aumentar la capacidad de suministro de nutrientes se evaluó la incorporación de abono orgánico bovino a razón de 40 t/ha. En la Figura 2 se presenta el rendimiento de grano de trigo y avena con y sin abono orgánico, en un tepetate en su primer año de incorporación, donde destaca el efecto del abono orgánico en la producción de ambos cultivos. También es importante señalar que el abono orgánico aplicado tuvo un efecto residual de cuatro años.

Los cereales de grano pequeño combinados con el uso de leguminosas de cobertura como la veza (Vicia sativa L.) es una buena opción para el manejo inicial del tepetate. En la Figura 3 se presentan los resultados de diferentes sistemas de cultivo en donde se contempló tanto a la veza como a la avena, en unicultivo y en policultivo. Como aporte de materia orgánica se aplicó humus de lombriz a razón de 20 t/ ha. El efecto positivo se aprecia claramente, sobre todo porque el policultivo avena-veza ofrece rendimientos de materia seca muy cercanos al obtenido con el monocultivo de avena, aunque el primero tiene mayores ventajas agroecológicas como son la fijación de nitrógeno y la calidad del forraje.

c. Manejo oportuno de fertilizantes
Se evaluó el uso de fertilizantes y la inoculación del maíz con Azospirilum y Rhizobium y de las habas como un componente más para el manejo de estos suelos, y como una alternativa para las localidades donde no se dispone de abono orgánico. Esto se hizo partiendo de dos principios: el manejo oportuno y el fraccionamiento en su aplicación, lo que significó aplicarlo en las etapas de mayor demanda de los cultivos, y en forma fraccionada para fomentar su uso eficiente. En la Figura 4 se presenta el rendimiento de la asociación maíz y haba, sometidos a diferente manejo de fertilidad.

La fertilización consistió en la aplicación de la fórmula 110-60-00, y el nitrógeno se fraccionó en tres partes. El starter o fertilización de base fue la fórmula 15-60-00, la misma que se aplicó al momento de la siembra. Cabe señalar que los resultados corresponden al quinto año de uso agrícola del suelo volcánico endurecido. El uso oportuno y el fraccionamiento del fertilizante jugó un papel importante en los resultados.

d. Fomento de cultivos múltiples
Se evaluaron tres diferentes sistemas de policultivos como estrategia campesina de seguridad ante las eventualidades climáticas: avena, veza y avena-veza. En la Figura 5 se puede apreciar que la avena presenta un alto potencial en este tipo de sustratos. Adicionalmente, en los lugares donde se llevaron a cabo las evaluaciones, la ganadería es un componente importante en los sistemas de producción, por ello la asociación maíz-veza presenta ventajas: por una parte se tienen forrajes de mejor calidad y por otra los beneficios en el suelo son mayores.

e. Programa rotacional que incluya leguminosas y gramíneas
En el establecimiento de un programa rotacional de los cultivos, los tipos de cultivos y las condiciones ambientales son elementos de gran importancia, y se determinan en función de las necesidades de los productores y de las condiciones ambientales locales. En la Figura 6 se presenta el rendimiento de trigo en el tercer año bajo tres rotaciones de cultivo. En base a los resultados se aprecia que la rotación que combinó leguminosas con gramíneas, presentó los mejores rendimientos, y combinando esto con la incorporación de abono orgánico es aún superior el resultado.

Otra de las recomendaciones, dentro del manejo de las rotaciones, es que se debe fomentar el cambio espacial y temporal de los cultivos con la finalidad de mantener el reciclamiento de los nutrimentos. Dadas las restricciones de fertilidad en este tipo de suelos la inclusión de cultivos de cobertura, asociaciones y leguminosas es una alternativa para garantizar que las condiciones de fertilidad se mejoren, además de ser una práctica que propicia la conservación del suelo.


La asociación avena-veza, una buena alternativa
Foto: D. Flores

f. Cultivos y variedades locales
Uno de los principios con los que se procedió al diseño de los sistemas de cultivo fue trabajar principalmente con las variedades tradicionales, toda vez que éstas presentan ventajas tales como adaptación a las variaciones ambientales, responden a las preferencias y necesidades de las familias campesinas y por el alto valor cultural que tienen en las comunidades rurales.

En la figura 7 se presenta los rendimientos de maíz encontrados en cuatro variedades criollas de maíz. Es necesario señalar que los resultados son en parte atribuidos a la duración del ciclo fenológico diferente, lo que les confiere una aptitud productiva desigual, siendo éste uno de los criterios que los agricultores aplican cuando seleccionan el tipo de maíz a sembrar. En este caso, el maíz negro es el más precoz, lo que le confiere una menor producción de grano que el resto de los maíces que son de ciclo largo. En la figura se reafirma el efecto positivo de la incorporación de abono orgánico.

Consideraciones finales
Mirando las diferentes experiencias que resultaron del proyecto, se puede mencionar que se mejoraron paulatinamente las condiciones de los suelos en los que se trabajó. Hubo incrementos en la producción de biomasa, sin embargo, debido a que los lugares donde se llevaron a cabo los experimentos tienen en promedio una precipitación anual de 700 mm, se presentaron variaciones interanuales de la producción de grano y biomasa, ya que la presencia oportuna y la disponibilidad de la precipitación fue y es determinante. Se puede mencionar que los rendimientos obtenidos se ubican en la producción promedio de cada zona, esto es importante considerando que se trata de suelos con serias restricciones para la producción agrícola. Con las propuestas tecnológicas se contribuyó al conocimiento local y esto ha sido llevado a cabo por agricultores que están convencidos de las bondades de las mismas.

Para la recuperación de suelos volcánicos endurecidos es necesario considerar que son procesos a mediano y largo plazo, a través de los cuales se pretende reestablecer sus propiedades físicas, químicas y biológicas, mediante el empleo de diferentes tecnologías con una visión integral y entre la cuales destacan: la roturación, la adición de abonos orgánicos, los cultivos múltiples, la rotación de cultivos (en la cual juegan un papel importante los cereales de grano pequeño, o de abono verde durante los primeros años), la incorporación de residuos, entre las principales. Estas tecnologías mejoran la circulación del aire y la retención de humedad, incrementan la actividad biológica y la fertilidad del sustrato, y de manera directa aumentan el potencial productivo del mismo.

Diego Flores Sánchez
Investigador, Programa de Agroecología Colegio de Postgraduados, Km. 36.5 Carretera
México-Texcoco, Montecillo, Estado de México.
CP 56230. Email: dfs@colpos.mx

Ma. Antonia Pérez Olvera
Investigadora, Programa de Estudios del Desarrollo Rural Colegio de Postgraduados. Email: molvera@colpos.mx

Hermilio Navarro Garza
Profesor Investigador, Programa de Estudios del Desarrollo Rural Colegio de Postgraduados.
Email: hermnava@colpos.mx

Referencias

- Dubroeucq, D., P. Quantin y C. Zebrowski. 1991. "Los tepetates de origen volcánico en México. Esquema preliminar de clasificación". Terra, Vol 7:1.
- Flores, S. D., Ma. A. Pérez y H. Navarro. 1998. "Protocolos experimentales para la evaluación de productividad en tepetates". En: Navarro, H., H. Poupon y Ma. A. Perez. Aptitud Productiva en Suelos Volcánicos Endurecidos (Tepetates). Colegio de Postgraduados, ORSTOM, México.
- Navarro, H., C. Zebrowski y Ma. A. Pérez. 1997. "Productividad agrícola y condiciones socioeconómicas de producción en la región de Hueyotlipan (Tlaxcala, México)". Terra 15: 295-306.
- Zebrowski, C. 1992. "Los suelos volcánicos endurecidos en América Latina". Terra Vol. 10. número especial.
- Zebrowski, C. y B. Sánchez. 1997. "Los costos de rehabilitación de los suelos volcánicos endurecidos". En: Zebrowski,. C., P. Quantin y G. Trujillo. (Eds.) Suelos Volcánicos endurecidos. Tercer Simposio Internacional (Quito, diciembre de 1996). Edit. Unión Europea, ORSTOM, Pontificia Universidad Católica de Ecuador, Universidad Central del Ecuador.

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