diagnóstico de la degradación de los suelos en cultivos de

Diagnóstico de la degradación de los suelos en cultivos de arroz riego

intermitente y secano bajo el sistema de labranza tradicional aplicado, en

los llanos del Casanare

David Alejandro Muñoz

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de ingeniería y administración

Palmira, Colombia

2016

Diagnóstico de la degradación de los suelos en cultivos de arroz riego

intermitente y secano bajo el sistema de labranza tradicional aplicado, en los

llanos del Casanare

David Alejandro Muñoz

Tesis de investigación presentada como requisito parcial para optar al título de:

Magister en Ingeniería Ambiental

Director

Ph.D., Edgar Enrique Madero

Línea de Investigación:

Monitoreo, modelación y gestión de recursos naturales

Grupo de Investigación:

Indicadores Sencillos de Degradación de Suelos

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de ingeniería y administración

Palmira, Colombia

2016

Dedicatoria

A mi Madre Ruby Esperanza por ser ejemplo de

esfuerzo, dedicación y superación.

A mis Hermanos por su apoyo incondicional y poder

contar con ellos a cada momento.

A mis sobrinas María Isabel, Sara Sofía y Valentina,

por motivar cada proceso en mi vida.

Agradecimientos

A Dios por iluminar y guiar mis pasos en el camino a la cima.

Al Profesor PhD Edgar Enrique Madero Morales, porque en su papel de Tutor se convirtió

en una imagen Paternal.

A la Ingeniera Adriana Martínez Arias, colega y amiga en todo momento.

Al Ingeniero Ángel Villegas Muñoz, por conceder el permiso de uso de las fincas de su

propiedad para el desarrollo de esta investigación.

Resumen y Abstract IX

Resumen

La degradación del suelo es un proceso antrópico, este se evidencia en la modificación de

sus propiedades físicas, químicas y biológicas. Los procesos degradativos aparecen

modificando las condiciones naturales del mismo. En la actualidad extensas áreas de la

región de los Llanos del Casanare en Colombia son utilizadas para la producción de arroz

riego intermitente y arroz secano. El objetivo de este estudio fue determinar el efecto que

tiene el sistema de labranza tradicional aplicado sobre algunas propiedades físico-

químicas. La investigación tuvo lugar en el Municipio de San Luis de Palenque.

Se llevó una toma de muestras disturbadas a una profundidad de 20cm. En campo se

tomaron pruebas de infiltración y humedad, las propiedades químicas se determinaron en

laboratorio. Por medio del diseño experimental y el modelo estadístico se obtuvo

diferencias significativas al realizar comparaciones múltiples por tratamiento arroz riego y

secano; para la Porosidad y Materia Orgánica. (p=0.01) y (p=0.00387). Finalmente estos

datos obtenidos se espacializaron por medio de un software especializado en SIG ArcGis

10.2, con el fin de establecer una línea base de información para la toma de decisiones y

de esta manera proponer un manejo integrado del cultivo desde la siembra hasta la

cosecha, que vaya encaminado al manejo sostenible y sustentable del recurso suelo.

Palabras clave: Degradación, Propiedades físico-químicas, Arroz secano, Arroz riego

intermitente, Labranza, Sostenibilidad, Suelo.

X Diagnóstico de la degradación de los suelos en cultivos de arroz riego intermitente y

secano bajo el sistema de labranza tradicional aplicado, en los Llanos del Casanare

Abstract

Soil degradation is an anthropic process, evidenced in the modification of its physical,

chemical and biological properties. The degradation processes appear modifying the

natural conditions of the same. At present, extensive areas of Llanos del Casanare region

in Colombia are used for the production of intermittent irrigated rice and rainfed rice. The

objective of this study was to determine the effect of the traditional tillage system applied

on some physical-chemical properties. The investigation took place in the municipality of

San Luis de Palenque.

A disturbed sample was taken at a depth of 20 centimeters. In the field infiltration and

moisture tests were taken, chemical properties were determined in laboratory. By means

of the experimental design and the statistical model, significant differences were obtained

when multiple comparisons were made by irrigation and rainfed rice treatment; for porosity

and organic matter. (P = 0.01) and (p = 0.00387). Finally, the obtained data were

specialized by means of software specialized in GIS, ArcGIS 10.2, in order to establish a

baseline of information for the decision making, and in this way, to propose an integrated

management of the crop from planting to harvest, to be directed towards the sustainable

management of the soil resource.

Keywords: Oil, Agricultural practices, Demotion, Upland rice, Rice intermittent irrigation,

Infiltration, Physicochemical properties, Agricultural sustainability.

Contenido

Contenido

Pág.

Resumen ........................................................................................................................ IX

Lista de figuras ............................................................................................................ XIV

Lista de tablas .............................................................................................................. XV

Introducción .................................................................................................................... 1

1. Justificación del problema ...................................................................................... 3

2. Objetivos ................................................................................................................... 9 2.1 Objetivo general: ................................................................................................ 9 2.2 Objetivos específicos: ........................................................................................ 9

2.2.1 Determinar las propiedades físicas; humedad, densidad aparente, macroporosidad, mesoporosidad, microporosidad, infiltración y químicas; materia orgánica y pH en dos suelos. ..................................................................................... 9

2.2.2 Espacializar las zonas muestreadas generando mapas confiables de las propiedades físicas y químicas en los suelos analizados. .......................................... 9

3. Marco Teórico ......................................................................................................... 11 3.1 Degradación ..................................................................................................... 11

3.1.1 Degradación del suelo por cultivo de arroz. ................................................... 11 3.2 Impacto de la labranza en arroz. ...................................................................... 12 3.3 Riegos en arroz ................................................................................................ 15

4. Marco Conceptual .................................................................................................. 17 4.1 Arroz (Oriza Sativa) .......................................................................................... 17

4.1.1 Origen ............................................................................................................ 17 4.1.2 Morfología y Taxonomía. ............................................................................... 17

4.2 Adaptación del arroz a los suelos inundados. ................................................... 21 4.3 Importancia económica y distribución geográfica. ............................................ 21 4.4 Comercio. ......................................................................................................... 23 4.5 Mercado mundial del arroz. .............................................................................. 24 4.6 Mejora genética ................................................................................................ 24

XII Contenido

4.7 Requerimientos Edafoclimáticos. ...................................................................... 25

4.7.1 Clima. ............................................................................................................ 25 4.7.2 Temperatura. ................................................................................................. 25 4.7.3 Suelo. ............................................................................................................ 26 4.7.4 pH. ................................................................................................................ 26

4.8 Particularidades del cultivo. .............................................................................. 26 4.8.1 Preparación del terreno. ................................................................................ 26 4.8.2 Siembra. ........................................................................................................ 27 4.8.3 Abonado. ....................................................................................................... 27 4.8.4 Riego. ............................................................................................................ 29

4.9 Antecedentes de degradación........................................................................... 31 4.10 Tipo de suelo. ................................................................................................... 33

4.10.1 Por estructura ................................................................................................ 33 4.10.2 Por características físicas .............................................................................. 33

4.11 Infiltración ......................................................................................................... 34 4.12 Permeabilidad ................................................................................................... 34 4.13 Sistemas de información geográfica SIG. ......................................................... 36

4.13.1 Definición y características principales de un SIG. ........................................ 38 4.13.2 Contexto de Proyectos SIG ........................................................................... 42 4.13.3 . Sistemas de información geográfica (SIG). ................................................. 43 4.13.4 Diseño de experimento. ................................................................................. 43

5. Materiales y Métodos ............................................................................................. 47 5.1 Caracterización del terreno. Fuente: Página principal Alcaldía de San Luis de Palenque ..................................................................................................................... 50

5.2 Identificación taxonómica de suelos .................................................................. 52 5.2.1 Hacienda San Ángel-Vereda las Cañas ........................................................ 53 5.2.2 Finca el Boral ................................................................................................ 53 5.2.3 Georreferenciación ........................................................................................ 53 5.2.4 Manejo Integral del cultivo de arroz ............................................................... 55 5.2.5 Propiedades del suelo medidas en el estudio ................................................ 56 5.2.6 Prueba de infiltración ..................................................................................... 57

5.3 Toma de muestras de suelo .............................................................................. 57 5.3.1.1 Muestras Alteradas ................................................................................... 57

5.3.1 Procesamiento de muestras, análisis de los datos y parámetros. .................. 58 5.4 Creación de mapas de variables físico –químicas del suelo ............................. 60

5.4.1 Selección del método de interpolación .......................................................... 60 5.4.1.1 Finca El Boral ........................................................................................... 61 5.4.1.2 Finca San Ángel ....................................................................................... 62

6. Resultados y Discusiones ..................................................................................... 65 6.1 Análisis exploratorio. ......................................................................................... 65 6.2 Resultados Objetivo Específico Número 1 ........................................................ 73

6.2.1 Análisis de Propiedades Químicas pH y materia orgánica comparación entre fincas ...................................................................................................................... 74

Contenido XIII

6.2.2 Materia orgánica ............................................................................................ 76 6.2.3 Análisis de Propiedades físicas. Infiltración, humedad, porosidad (macro, meso y microporosidad) ........................................................................................... 77

6.2.3.1 Prueba de Infiltración ............................................................................... 77 6.2.3.1.1 Hacienda San Ángel ........................................................................... 78

6.3 Infiltración ......................................................................................................... 81 6.4 Porosidad ......................................................................................................... 82 6.5 Humedad ......................................................................................................... 85 6.6 Resultados Objetivo Especifico Numero 2 ........................................................ 87

7. Conclusiones y Recomendaciones ....................................................................... 99 7.1 Conclusiones .................................................................................................... 99 7.2 Recomendaciones ...........................................................................................101

A. Anexo: Publicación de productos de investigación. Artículo Científico N°1 ............ 103

B. Anexo: Publicación de productos de investigación. Artículo Científico N°2 ............ 105

C. Anexo: Participación Ponencia Magistral. .............................................................. 107

Bibliografía .................................................................................................................. 111

Contenido

Lista de figuras

Pág.

Figura 1. Vista de la raíz de arroz. Tomado de CIAT, 2005. ........................................... 17

Figura 2. Vista del tallo del arroz. Tomado de CIAT, 2005.............................................. 18

Figura 3. Vista planta del arroz. Tomado de GRiSP ,2013. ............................................ 18

Figura 4. Vista de la planta y de la flor del arroz. Tomado de GRiSP ,2013 ................... 19

Figura 5. Vista de la planta del arroz. Tomado de Köhler F. ........................................... 19

Figura 6. Vista del grano de arroz Tomado de GRiSP ,2013 .......................................... 20

Figura 7. Ciclo normal del arroz. Tomado de Rojas, 2005. ............................................. 20

Figura 8. Ciclo fisiológico del arroz. Tomado de Faiguenbaum (2004). .......................... 23

Figura 9. Componentes de un SIG. Tomado de Gacano (online) ................................... 40

Figura 10. Componentes de un SIG. Tomado de www.gisentuidioma.com .................... 41

Figura 11. Mapeo de suelo usando SIG. Tomado de investigadoresacg.org .................. 43

Figura 13 puntos de muestreo finca San Ángel. Martínez, 2016 .................................... 54

Figura 14 puntos de muestreo finca el Boral. Martínez, 2016 ......................................... 55

Figura 15 manejo integrado del cultivo. A. Preparación del terreno, B. Siembra

mecanizada, C. Siembra manual .................................................................................... 56

Figura 16. Extracción de muestras alteradas. Muñoz, 2016 ........................................... 58

Figura 17. Procesamiento de muestras. Determinación de la textura. Medición de la

porosidad ........................................................................................................................ 59

Figura 18. Barra de Geostatistical Analyst acceso a los métodos de interpolación.

Fuente: Murillo, et al 2015. .............................................................................................. 60

Figura 19 Humedal finca San Ángel ............................................................................... 88

Figura 20 Humedad finca El Boral .................................................................................. 89

Figura 21 Materia orgánica finca El Boral ....................................................................... 90

Figura 22 Materia orgánica finca San Ángel ................................................................... 91

Figura 23 pH finca el Boral ............................................................................................. 92

Figura 24 pH finca San Ángel ......................................................................................... 93

Figura 25 Porosidad finca el Boral .................................................................................. 94

Figura 26 Porosidad finca San Ángel ............................................................................. 96

Contenido XV

Lista de tablas

Pág.

Tabla 1 Producción de arroz por tonelaje a escala global año 2013 ............................... 22

Tabla 2 Tipos de cultivo del arroz .................................................................................. 27

Tabla 4 Descripción de la zona experimental. ................................................................ 49

Tabla 5 Descripción del área experimental. ................................................................... 50

Tabla 6 Propiedades medidas para el estudio ............................................................... 56

Tabla 7 Resumen de propiedades del suelo seleccionadas ........................................... 59

Tabla 8 Parámetros de los semivariogramas para las variables seleccionadas utilizando

el modelo Kriging Ordinario. ........................................................................................... 61


el modelo Kriging Ordinario. ........................................................................................... 62

Tabla 10 Estadísticas descriptivas del pH por tratamiento. (DE: Desviación estándar. CV:

Coeficiente de variación) ................................................................................................ 65

Tabla 11 Estadísticas descriptivas de la Materia Orgánica por tratamiento. ................... 67

Tabla 12 Estadísticas descriptivas de Humedad por tratamiento. .................................. 68

Tabla 13 Estadísticas descriptivas de la Densidad Aparente por tratamiento. ................ 69

Tabla 14 Estadísticas descriptivas de la Macroporosidad por tratamiento. ..................... 70

Tabla 15 Estadísticas descriptivas de la Mesoporosidad por tratamiento. ...................... 71

Tabla 16 Estadísticas descriptivas de la Microporosidad por tratamiento. ...................... 72

Tabla 17 Estadísticas descriptivas de la Porosidad por tratamiento. .............................. 73

Tabla 18 ANOVA del pH. ............................................................................................... 74

Tabla 19 Comparaciones múltiples para el pH por tratamiento. ..................................... 74

Tabla 22 ANOVA del Materia Orgánica. ......................................................................... 76

Tabla 23 Comparaciones múltiples para el Materia Orgánica por tratamiento. ............... 76

Tabla 24 Datos Finca San Ángel .................................................................................... 78

Tabla 25 Datos Finca el Boral ........................................................................................ 80

Tabla 26 ANOVA de la Mesoporosidad. ......................................................................... 83

Tabla 27 Comparaciones múltiples para la Mesoporosidad por tratamiento. .................. 83

XVI Contenido

Tabla 28 ANOVA de la Microporosidad. ......................................................................... 83

Tabla 29 Comparaciones múltiples para la Microporosidad por tratamiento. .................. 84

Tabla 30 ANOVA de la Porosidad. .................................................................................. 84

Tabla 31 Comparaciones múltiples para la Porosidad por tratamiento. .......................... 84

Tabla 32 ANOVA del Húmedad. ..................................................................................... 86

Tabla 33 Comparaciones múltiples para la Humedad por tratamiento. ........................... 86

Tabla 34. Resultados del ANOVA de la Densidad Aparente ........................................... 87

Introducción

La sustentabilidad ambiental y económica conlleva a la realización de prácticas que tienen

como fin para los contextos locales el desarrollo sostenible. En este sentido las tecnologías

ambientales apropiadas que se implementan están relacionadas con los niveles de

desarrollo para garantizar el equilibrio de la comunidad con la suplencia de todas sus

necesidades.

La expansión de la frontera agrícola ha conllevado a la explotación de manera drástica e

insostenible del recurso suelo. Uno de los grandes problemas que aquejan a la humanidad

es la destrucción acelerada de los recursos naturales. Dentro de los recursos naturales el

suelo es quizás el que ha sufrido el mayor daño por intervención humana, aunque él es el

que suministra los requerimientos diarios de nutrición para la misma humanidad. Las

necesidades de las diversas comunidades en diferentes escalas; local, regional, nacional

y global no solo son de alimento se han convertido en una sostenibilidad débil. En este

sentido la región del Casanare, Colombia se distingue por extensas áreas dedicadas a la

agricultura donde un gran porcentaje se encuentra representado en el cultivo de arroz,

aproximadamente un 45% del área (ICA, 2011).

La degradación o desgaste de los suelos es la causa fundamental por la cual no es posible

llegar a programar una agricultura sostenible. La sostenibilidad del suelo debe preceder a

cualquier forma de desarrollo económico sostenible. El hombre puede vivir sin industria

pero no subsistir sin suelo. Los sistemas actuales de manejo de los suelos para agricultura,

han demostrado ser degradativos, por ello, es necesario desarrollar sistemas de manejo

de suelos que dentro de un sistema económicamente productivo contribuyan a desarrollar

suelos sostenibles.

La presente investigación tiene como objetivo dar a conocer el estado de los suelos

arroceros impactados por la labranza convencional aplicada para arroz riego intermitente

y arroz secano, en el Municipio de San Luis de Palenque departamento del Casanare

2 Diagnóstico de la degradación de los suelos en cultivos de arroz riego intermitente y


Colombia en las fincas San Ángel y el Boral. Dentro de la línea de monitoreo y modelación

de recursos naturales se diseñó un enfoque ambiental donde se aplican metodologías que

integren objetivos económicos, sociales y medioambientales, las cuales permitirán

mantener un equilibrio que ha futuro garantice un soporte para no impactar negativamente

las condiciones ambientales de las área de estudio o influencia de los mismos.

Con base a la información y desde los diferentes tópicos abordados esta investigación

tiene como objetivo evaluar algunas propiedades físico-químicas de suelos arroceros y

generar una línea bases o sentar un precedente, esto debido a que las diversas

investigaciones que se han realizado en esta región del país solo se han enfocado en

niveles de producción.

Así mismo la referenciación geográfica de las fincas para conocer condiciones actuales de

suelos representa un avance en el diseño de los sistemas de información geográfica del

departamento, esto debido a la necesidad de que el Llano debe cultivarse sosteniblemente,

por eso las propiedades evaluadas serán representadas en un SIG para ubicar al productor

y entregar información visual y grafica sobre el estado del suelo estudiado.

Finalmente en el presente documento se encontrará de manera detallada la metodología

diseñada para la obtención de la información de campo y mediante el diseño experimental

y el modelo estadístico aplicado encontrar las diferencias significativas entre los

tratamientos descritos arroz riego intermitente y arroz secano. Los resultados obtenidos

permitirán a su vez enmarcar la ingeniería ambiental como el eje central y fundamental que

permita establecer un modelo de sostenibilidad fuerte para la producción de arroz, en

donde los procesos degradativos y la labranza convencional son los factores de juicio para

lograr la sostenibilidad de una capa arable en los Llanos de Colombia.

1. Justificación del problema

Los principales organismos internacionales como la FAO, UNESCO y PNUMA dedicados

al estudio del medio ambiente, han desarrollado una serie de directrices de uso

recomendado para las distintas naciones, en el diagnóstico de la degradación de suelos;

entre las que se encuentra la “Metodología Provisional para la Evaluación de la

Degradación de los Suelos” (FAO, 2005). Lo anterior, debido a que los suelos sometidos

a diferentes sistemas de producción intensiva, presentan un mayor porcentaje de las

fracciones más finas (< 0,001mm.) en la composición de la microestructura; mientras que

la textura no presenta variación, lo que genera un aumento en el coeficiente de dispersión

que surge como consecuencia del efecto directo de los equipos agrícolas que al pasar por

el suelo lo pulverizan. (Lorenzo O. 1998).

En consecuencia, los suelos sometidos a sistemas de producción de forma intensiva

pueden presentar una degradación del tamaño promedio de agregados, produciéndose

por ello un aumento en el coeficiente de dispersión. Esta tendencia al incremento de la

dispersión surge como consecuencia del efecto directo del tráfico sobre el suelo húmedo.

En ese sentido, la búsqueda de mejores rendimientos es un objetivo primordial para la

agricultura mundial y colombiana, sin embargo, ningún avance genético por avanzado que

sea, podrá ser expresado y reflejado en beneficios tangibles para los agricultores sino se

complementa con un sistema de producción sostenible en que el suelo adecuadamente

manejado sea el soporte y suministro de la materia orgánica y elementos esenciales para

el desarrollo de las planta (Lorenzo O. 1998).

No obstante, el uso creciente de pases de rastra o gradas como sistema más común de

preparación de suelos, disminuye la densidad aparente en los primeros 5 a 10 cm. de

profundidad, pero la aumenta a partir de estas profundidades, lo cual es indicativo de que

el paso de las rastras a la misma profundidad está causando compactación (Amézquita



E.1998). Es por eso que el patrón de mecanización caracterizado por la utilización única

de arados de discos para romper, voltear, desterronar y mullir el suelo ha provocado la

destrucción de los agregados y la conformación del llamado pie o piso de arado, lo que

crea limitaciones para el crecimiento de las raíces, pérdida de la capacidad de infiltración

del agua, costras superficiales, intensificación de procesos erosivos, limitación en la

extracción de nutrientes; que en conjunto hacen al suelo inapropiado para la obtención de

altos rendimientos agrícolas. (Bonilla R.; Murillo J. 1998); que en síntesis según lo

planteado por Le Bissonnais (1996) se debe a la distribución y reducción del tamaño de

los poros en el suelo.

El uso permanente e intensivo de implementos agrícolas en los suelos causa deterioros en

su estructura (Mulla et al., 1992; Quirk y Murray, 1991) lo que puede afectar negativamente

los rendimientos. Es por eso que Preciado (1997) citado por Amezquita E (s,f) en su artículo

“Hacia la sostenibilidad de los suelos en los Llanos Orientales de Colombia” plantea que

que los productores de arroz en Casanare abandonan sus cultivos después de cinco a

ocho años de uso continuo, porque después de este periodo los rendimientos disminuyen

notablemente por la su degradación.

En Colombia, según la FAO (2004) el arroz ocupa el primer lugar en términos de valor

económico entre los cultivos de ciclo corto, lo que lo ubica en el segundo país productor

de arroz de América Latina y del Caribe; como también, anfitrión del Centro Internacional

de Agricultura Tropical (CIAT) y del Fondo Latinoamericano para Arroz de Riego (FLAR).

A pesar de esto, la degradación de suelos en Colombia se ve reflejada en los diferentes

grados de erosión que afectan los suelos y que actualmente alcanzan niveles altos en

algunas zonas (BsT, BMsT, BhT.) con marcadas tendencias a seguir en aumento. Por tal

motivo, es necesario que se tomen urgentemente medidas correctivas para controlar este

fenómeno, en caso contrario, se pasará de ser un país productor a un país importador con

todas las repercusiones económicas y sociales negativas que esto implica. Para entender

este problema a continuación se presentan los planteamientos de Amézquita, E.

Particularmente el principal problema a enfrentar en los suelos Typic haplustox

isohyperthermic y kaolinitic de la Altillanura de los Llanos es su susceptibilidad a

degradación que se define como la pérdida de algunas cualidades físicas, químicas y

Capítulo 1. Justificación de Problema 5

biológicas del suelo por inadecuada intervención humana, los cuales se convierten en

factores negativos de producción y en el futuro afectarán la sostenibilidad agrícola (CIAT,

2000)

Los principales problemas de orden físico que se han observado y evaluado en suelos de

los Llanos, son los planteados por Amézquita, E (1998) y son: (a) sellamiento y

enconstramiento superficial, (b) alta densidad aparente, (c) compactación, (d) baja

velocidad de infiltración, (e) baja estabilidad estructural, (f) pobre distribución de tamaño

poroso, (g) pobre continuidad en el espacio poroso, (h) poco espesor del horizonte "A", (i)

adensamiento por causa de la eliminación de la estructura poroso-capilar y la succión de

agua por tensión superficial y a su vez por el endurecimiento del suelo en la época seca.

Esta problemática fue demostrado por Preciado L (1997) en su tesis de maestría “Influencia

del tiempo de uso del suelo en las propiedades físicas, en la Productividad y sostenibilidad

del cultivo de arroz en Casanare”, donde se observan los cambios negativos producidos

en la porosidad total y distribución del tamaño de poros a través del tiempo en el cultivo de

arroz.

Todo lo anteriormente dicho justifica un mejoramiento físico, químico y biológico que obliga

a un diagnóstico adecuado de la degradación de los suelos cultivados con arroz. En primer

lugar, mejoramiento físico con el uso de herramientas de labranza vertical que mejoren la

alta densidad aparente y de alta resistencia a la penetración; sugiriendo empezar a trabajar

superficialmente y luego sí a mayor profundidad hasta lograr la profundidad requerida. En

segundo lugar, mejoramiento químico, usando enmiendas hasta la profundidad a la cual

se laboree el suelo y no sólo hasta 10 cm. Y finalmente, mejoramiento biológico, que

permita aumentar los contenidos de materia orgánica y de microrganismos en el suelo

(Amezquita E. 1998).

Es por eso que investigadores de la FAO como Reicosky y Saxton afirman que mientras

la agricultura de labranza convencional genera gases de efecto invernadero; la de labranza

mínima, los reduce, por consiguiente almacena materia orgánica y reduce la oxidación de

la ya existente en el suelo. Argumento que confirma lo dicho por Derpsch (1999) citado por

Murillo, R (2005) donde plantean que ese uso inapropiado del suelo o inapropiada labranza

dejan al suelo descubierto y pulverizado, destruyendo su estructura y dejándolo sin



protección para que el viento, el agua lluvia, y el agua de anegamiento del arroz desplacen

estas partículas, que a su vez, se van depositando en fuentes hídricas y represas,

generando efectos negativos en el suministro de energía eléctrica, agua limpia, y daños

ambientales.

Situaciones que pueden mejorarse con evidencias de centros de investigación como el

International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) y el International Rice

Research Institute (IRRI) que reportan que “agricultores de arroz no anegado en

Bangladesh solo desyerbaron dos veces en lugar de tres como con la labranza

convencional y reportaron ahorros del 75% en la preparación del terreno, 30% en agua de

riego y 5 a 6% en fertilizante; además esperaban cosechar entre 12 y 20% más de arroz

en el 2009”.

En la actualidad, según planteamientos de Grover, D y Sharma, T (2011) investigadores

de Punjab Agricultural University, en la India, existe una gran necesidad de ahorrar en

insumos utilizando tecnologías de conservación en la agricultura del arroz, como lo es la

labranza cero o labranza de conservación. Una alternativa que en el 2011 fue

recomendada para los cultivadores de la India para conservar el agua, asegurar la siembra

oportuna, y minimizar el uso de combustibles

Una última investigación, publicada en febrero del 2014 confirma que la labranza del suelo

puede alterar los contenidos de carbono del suelo. No obstante la labranza y la

incorporación del material vegetal o carbono orgánico muestran inconsistencias en el

sistema clima, suelo y cultivo. Y definitivamente existen pocos estudios para mirar los

efectos de la labranza y la incorporación del material de cosecha en suelos pobres de

carbono. Sin embargo un estudio llamado “Effects of Different Tillage and Straw Return on

Soil Organic Carbon in a Rice-Wheat Rotation System” de los investigadores Liqun Z,

Naijuan H, Minfang Y, Xinhua Z, Zhengwen Z (2014) demuestra que el utilizar la labranza

y los residuos de cosecha podrían aumentar los contenidos de carbono del suelo, además

de mejorar la calidad del mismo.

Capítulo 1. Justificación de Problema 7

Es por eso que los beneficios económicos y ambientales de la labranza de conservación y

de labranza cero deben ser considerados en el desarrollo de prácticas mejoradas de

manejo para una producción sostenible en el cultivo de arroz.

2. Objetivos

2.1 Objetivo general:

Diagnóstico de la degradación de los suelos en cultivos de arroz riego intermitente y

secano, mediante la evaluación de propiedades físico-químicas en el municipio de San

Luis de Palenque, Llanos Orientales de Colombia.

2.2 Objetivos específicos:

2.2.1 Determinar las propiedades físicas; humedad, densidad aparente,

macroporosidad, mesoporosidad, microporosidad, infiltración y

químicas; materia orgánica y pH en dos suelos.

2.2.2 Espacializar las zonas muestreadas generando mapas confiables de

las propiedades físicas y químicas en los suelos analizados.

3. Marco Teórico

3.1 Degradación

La degradación del suelo es un proceso antropogénico que afecta la física, la biología y la

química del suelo; y es generada por la mala utilización de los estos, afectando sus

contenidos de nutrientes, materia orgánica y destruyendo su estructura. Entonces, se

promueve la erosión, la salinización, la compactación; como también el desequilibrio

químico por uso excesivo e inadecuado de fertilizantes (Buschiazzo et al. 2009.; Castro, C

et al. 2010.; Sánchez, S et al. 2011.; Andreu, R et al. 2012)

3.1.1 Degradación del suelo por cultivo de arroz.

El suelo es considerado un recurso natural importante y esencial para la vida. Es un

elemento de enlace entre factores bióticos y abióticos, por lo que se considera un hábitat

para el desarrollo de las plantas. Es por eso que el tránsito de maquinaria agrícola en el

cultivo de arroz compacta el suelo y lo degrada; lo cual afecta la sostenibilidad y

productividad del suelo y el cultivo por la pérdida de agua y aire, y esto disminuye el

desarrollo radical (Rodríguez y Valencia, 2012).

La especie Oryza sativa L. o arroz pertenece al reino plantae, orden poales, y familia

poacea, en la producción de arroz, es evidente la utilización de tecnológicas muy intensivas

que alteran las propiedades físicas, químicas y biológicas, factores importantes en el

crecimiento de las plantas; es decir, una evidente degradación del agroecosistema que

podría terminar en suelos improductivos si no se corrige a tiempo. (Ruiz, M.; Díaz, G.;

Polón, R, 2005). En otras palabras cada vez, resulta más evidente que las diversas

actividades humanas generan un índice alto de pérdida del suelo que supera

exponencialmente el de su formación, lo cual, desestabiliza peligrosamente, el equilibrio

natural.



La preparación del suelo en cultivares de arroz es bastante importante, porque de este

depende todo el cultivo, es decir, el establecimiento de las plantas y todo el manejo cultural

(Diaz, A.; Carbonell, J. 1985). Es por eso que teniendo en cuenta que en este cultivo estas

labores son constantes, esta explotación intensiva del suelo empeora sus propiedades,

que limitan el funcionamiento del sistema planta, agua, suelo, atmosfera. (Berezin, P.;

Gudima,I 1994). Por lo anterior, los planteamientos de Ruiz, M.; Díaz, G.; y Polón, R (2005)

explican que la irrigación, la fertilización, la mecanización agrícola y otras actividades

desequilibradas en el cultivo de arroz, generan compactación del suelo, erosión y malos

drenajes. En palabras de otro investigador, existen estudios en Colombia (Casanare), que

evidencian disminución de la porosidad en cultivos de arroz por las diferentes labores del

cultivo que repercuten en un mal drenaje y pérdida de su estabilidad, entonces se propone

un manejo integrado del cultivo desde la siembra hasta la cosecha, que vaya encaminado

al manejo sostenible y sustentable (Muñoz, D 2014).

En cultivos anegados como el arroz, existe evidencia que el encharcamiento puede

generar circulación de agua hacia abajo, lo que provoca la lixiviación de las sales y

nutrientes; como perdida de partículas finas (arcilla y limo). Ese hecho de permanecer en

condiciones de alto encharcamiento, genera falta de aire por ende cambios en la materia

orgánica y en el terreno, además de volverlo acido; que quizá no sea problema para este

cultivo, pero si se está generando un daño al suelo promoviendo su degradación y

haciéndolo improductivo para otro tipo de cultivos. (Krüger H 1992).

3.2 Impacto de la labranza en arroz.

La labranza según planteamientos de la FAO es la preparación del suelo para iniciar

cualquier proceso agrícola o de siembra de algún material vegetal. No obstante, este

proceso de manera descontrolada puede generar erosión del suelo (Godwin, 1990 citado

por FAO, 2014). En consecuencia, el siguiente marco teórico se basara en la labranza del

cultivo de arroz.

El objetivo principal de la labranza es la de desmenuzar y ablandar el suelo antes de la

siembra, con el fin de tener un ambiente adecuado para el crecimiento de las plantas de

arroz (Arrastía, E, 1985).

Capítulo 3. Marco Teórico 13

En ese sentido, la labranza está dentro de las prácticas culturales que se realizan en la

agricultura, con el objetivo de promover germinación de las semillas ya que aumenta la

aireación, sin embargo, la labranza también puede afectar el reparto vertical de las semillas

en el perfil del suelo. (Westerman et al. 2003 citado por Ortega et al. 2005). También, otros

autores como Swanton et al. 2001 citado por Ortega et al. 2005 recomiendan en el cultivo

de arroz, hacer una labranza superficial para no incorporar semillas de malezas en el suelo

y favorecer su latencia; sumado a esto, dependiendo del sistema de labranza a utilizar en

el cultivo, se debe hacer un monitoreo constante a las poblaciones de malezas, con el

objetivo de mejorar su control y no afectar la producción del cultivar (Buhler et al. 1998

citado por Ortega et al. 2005).

Existen entonces dos tipos, labranza mínima y labranza convencional. La primera, es

aquella que conserva el suelo y no permite su erosión, logrando reducir la erosión hídrica

y eólica del suelo; permitiendo mayor facilidad de siembra y de cosecha, disminuyendo la

compactación del suelo, además, de mejorar las propiedades físicas, químicas y biológicas

de este. (Pitty 1997, Unger et al. 1995 citado por Rojas et al. 2002). Y la segunda, es el

laboreo del suelo antes de la siembra haciendo uso de arados, maquinaria y tecnología

para cortar e invertir algunos centímetros del perfil del suelo; a pesar de ser una de las

practicas más utilizadas, esta si genera degradación física, química y biológica del suelo.

(Rojas, A 2002). Es por eso que investigadores de la FAO como Reicosky y Saxton afirman

que mientras la agricultura de labranza convencional genera gases de efecto invernadero;

la de labranza mínima, los reduce, por consiguiente almacena materia orgánica y reduce

la oxidación de la ya existente en el suelo. (Reicosky y Saxton. FAO 2000)

Argumento que confirma lo dicho por Derpsch (1999) citado por Murillo, R (2005) donde

plantean que ese uso inapropiado del suelo o inapropiada labranza dejan al suelo

descubierto y pulverizado, destruyendo su estructura y dejándolo sin protección para que

el viento, el agua lluvia, y el agua de anegamiento del arroz desplacen estas partículas,

que a su vez, se van depositando en fuentes hídricas y represas, generando efectos

negativos en el suministro de energía eléctrica, agua limpia, y daños ambientales.

Por tal motivo existen investigaciones de la FAO que demuestran que las pérdidas de CO2

del suelo después de hacer la labranza con arado, están asociados a pérdida de materia

orgánica comparada con la labranza mínima que invierten este proceso y tienen mejores



contenidos de materia orgánica. Es por eso que los beneficios económicos y ambientales

de la labranza de conservación y de labranza cero deben ser considerados en el desarrollo

de prácticas mejoradas de manejo para una producción sostenible en el cultivo de arroz.

(IRRI 2012, International Rice Research Institute)

Situaciones que pueden mejorarse con evidencias de centros de investigación como el

International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) y el International Rice

Research Institute (IRRI) que reportan que “agricultores de arroz no anegado en

Bangladesh solo desyerbaron dos veces en lugar de tres como con la labranza



en el 2009”. Es así como el IRRI afirma que el sistema con labranza mínima aumenta los

contenidos de oxígeno y evita la producción de metano; la anterior afirmación basados en

investigaciones en Indonesia que demuestran que se disminuye la erosión del suelo, el

cambio climático, y aumentan la productividad del cultivo de arroz.

Por ello, la economía de labranza de conservación estará determinada en unos años, por

el aumento del rendimiento del arroz y los retornos efectivos; no por la disminución de

costos que trae la labranza convencional. (Baker, J; sf)






oportuna, y minimizar el uso de combustibles.







Capítulo 3. Marco Teórico 15





Finalmente cabe anotar, que existe una limitante en el tema de degradación de suelos por

el cultivo de arroz y su labranza, ya que en base a las consultas hechas en portales web,

bases de datos, redes de centros de investigación, publicaciones científicas o de revistas

especializadas, existe evidencia de la poca información y la poca investigación en el tema,

ya que en los últimos años se ha publicado muy poco.

3.3 Riegos en arroz

El arroz esta direccionado diferentes tipos de riego entre los que están: el arroz de riego

y el arroz de secano. El primero es aquel que proviene de distritos de riegos presentes

dentro de las plantaciones y donde todo el riego es planificado, es decir, una alternativa

muy tecnificada. Y el segundo, corresponde a un riego que depende de las aguas lluvias

que son acumuladas por canales de drenaje (MADR, 2013).

Otra alternativa, es la del riego por caudal discontinuo o riego intermitente que es una

técnica que requiere de presiones bajas para el adecuado empleo de caudales de agua en

los tiempos de aplicación, y tiene como objetivo disminuir la posible infiltración del agua en

el suelo, de tal manera, que se garantice la aplicación de una lámina de riego bastante

uniforme en el cultivo (MAR, s,f).

4. Marco Conceptual

4.1 Arroz (Oriza Sativa)

4.1.1 Origen

El arroz (Oryza sativa) es una monocotioledónea perteneciente a la familia Poaceae. El

cultivo del arroz comenzó hace casi 10.000 años, en muchas regiones húmedas de Asia

tropical y subtropical. Posiblemente sea la India el país donde se cultivó por primera vez el

arroz debido a que en ella abundaban los arroces silvestres. Pero el desarrollo del cultivo

tuvo lugar en China, desde sus tierras bajas a sus tierras altas. Probablemente hubo varias

rutas por las cuales se introdujeron los arroces de Asia a otras partes del mundo.

4.1.2 Morfología y Taxonomía.

Raíces: las raíces son delgadas, fibrosas y fasciculadas. Posee dos tipos de raíces:

seminales, que se originan de la radícula y son de naturaleza temporal y las raíces

adventicias secundarias, que tienen una libre ramificación y se forman a partir de los

nudos inferiores del tallo joven. Estas últimas sustituyen a las raíces seminales.

Figura 1. Vista de la raíz de arroz. Tomado de CIAT, 2005.



Tallo: el tallo se forma de nudos y entrenudos alternados, siendo cilíndrico, nudoso,

glabro y de 60-120 cm. de longitud.

Figura 2. Vista del tallo del arroz. Tomado de CIAT, 2005

Hojas: las hojas son alternas, envainadoras, con el limbo lineal, agudo, largo y plano. En

el punto de reunión de la vaina y el limbo se encuentra una lígula membranosa, bífida y

erguida que presenta en el borde inferior una serie de cirros largos y sedosos.

Figura 3. Vista planta del arroz. Tomado de GRiSP ,2013.

Flores: son de color verde blanquecino dispuestas en espiguillas cuyo conjunto constituye

una panoja grande, terminal, estrecha y colgante después de la floración.

Capítulo 4. Marco Conceptual 19

Figura 4. Vista de la planta y de la flor del arroz. Tomado de GRiSP ,2013

Inflorescencia: es una panícula determinada que se localiza sobre el vástago terminal,

siendo una espiguilla la unidad de la panícula, y consiste en dos lemmas estériles, la

raquilla y el flósculo.

Figura 5. Vista de la planta del arroz. Tomado de Köhler F.



Grano: el grano de arroz es el ovario maduro. El grano descascarado de arroz (cariópside)

con el pericarpio pardusco se conoce como arroz café; el grano de arroz sin cáscara con

un pericarpio rojo, es el arroz rojo.

Figura 6. Vista del grano de arroz Tomado de GRiSP ,2013

Figura 7. Ciclo normal del arroz. Tomado de Rojas, 2005.


4.2 Adaptación del arroz a los suelos inundados.

Los suelos inundados ofrecen un ambiente único para el crecimiento y nutrición del arroz,

pues la zona que rodea al sistema radicular, se caracteriza por la falta de oxígeno. Por

tanto para evitar la asfixia radicular, la planta de arroz posee unos tejidos especiales, unos

espacios de aire bien desarrollados en la lámina de la hoja, en la vaina, en el tallo y en las

raíces, que forman un sistema muy eficiente para el paso de aire. (Franquet J.M.

Universidad de Catalunya 2004)

El aire se introduce en la planta a través de los estomas y de las vainas de las hojas,

desplazándose hacia la base de la planta. El oxígeno es suministrado a los tejidos junto

con el paso del aire, moviéndose hacia el interior de las raíces, donde es utilizado en la

respiración. Finalmente, el aire sale de las raíces y se difunde en el suelo que las rodea,

creando una interfase de oxidación-reducción. (Andreau, Gelati, et al 2012)

4.3 Importancia económica y distribución geográfica.

El arroz es el alimento básico para más de la mitad de la población mundial, aunque es el

más importante del mundo si se considera la extensión de la superficie en que se cultiva y

la cantidad de gente que depende de su cosecha. A nivel mundial, el arroz ocupa el

segundo lugar después del trigo si se considera la superficie cosechada, pero si se

considera su importancia como cultivo alimenticio, el arroz proporciona más calorías por

hectárea que cualquier otro cultivo de cereales.

Además de su importancia como alimento, el arroz proporciona empleo al mayor sector de

la población rural de la mayor parte de Asia, pues es el cereal típico del Asia meridional y

oriental, aunque también es ampliamente cultivado en África y en América, y no sólo

ampliamente sino intensivamente en algunos puntos de Europa meridional, sobre todo en

las regiones mediterráneas. (Franquet Bernis, J.M. 2004)



Tabla 1 Producción de arroz por tonelaje a escala global año 2013

Producción y Rendimiento de Arroz a nivel mundial

País Producción (Ton) Rendimiento (Kg/Ha)

Mundo 592.873.253 3.863

China 190.389.160 6.241

India 135.000.000 3.027

Indonesia 51.000.000 4.426

Vietnam 32.000.000 4.183

Bangladesh 29.856.944 2.852

Tailandia 23.402.900 2.340

Myanmar 20.000.000 3.333

Japón 11.750.000 6.528

Brasil 10.940.500 3.010

Filipinas 12.500.000 3.205

U.S.A. 8.692.800 6.963

Rep. de Corea 7.270.500 6.880

Colombia 2.100.000 4.773

Perú 1.664.700 5.549

Venezuela 737.000 4.913


Figura 8. Ciclo fisiológico del arroz. Tomado de Faiguenbaum (2004).

Entre los países que producen más de un millón de toneladas al año figuran Cambodia

(3.5 millones), Irán (2.6), Corea del Norte (2.1), Laos (1.6), Madagascar (2.4), Nepal (3.6),

Nigeria (3.2), Pakistán (6.5) y Sri Lanka (2.7).

4.4 Comercio.

El consumo de arroz y por tanto el comercio está diferenciado por los tipos de arroz y por

la calidad de los mismos. Se consideran los siguientes tipos de arroz:

a. de grano largo de perfil índica: este a su vez se clasifica de acuerdo al porcentaje

de granos partidos y el que sean o no aromáticos. Este tipo de arroz representa el

85% del comercio mundial de arroz, incluyendo aproximadamente del 10-15% de

arroces aromáticos (tipos jazmín y basmatil), 35-40% de arroces de alta calidad

(menos del 10% de granos partidos) y del 30-35% de arroces de baja calidad.

b. de grano medio/corto de tipo japónica: el comercio de este tipo de arroces

representa solamente una cuota del 15%.

El comercio mundial del arroz durante los próximos 15 años (de 18 millones en 1996 a 21

millones en 2010), se estima que incrementará a razón de una tasa anual de 1.11%, tasa

significativamente inferior a la actual (8.82%) y refleja el hecho de que el impacto mayor

de la liberalización comercial mundial ya surtió efecto. Franquet Bernis, J.M. 2004)



4.5 Mercado mundial del arroz.

Debido a las características del mercado mundial del arroz, este contribuye a la volatilidad

de los precios. Por tanto se consideran los siguientes aspectos en el mercado internacional

del arroz: destacan las pequeñas cantidades comercializadas respecto a las cantidades

producidas o consumidas, por ello pequeños cambios en la producción o en el consumo

de alguno de los principales productores/consumidores o países compradores vendedores,

puede dar lugar a un gran impacto sobre el volumen puesto en el mercado y por tanto,

sobre los precios.

Otro aspecto a destacar es el alto grado de concentración entre los exportadores de arroz

en el mundo. Ya que el 85% de la exportación procede de 7-9 países, por tanto variaciones

de las ofertas de las existencias de arroz, debidas a la climatología por ejemplo, repercute

finalmente sobre los precios. (Franquet Bernis, J.M. 2004)

4.6 Mejora genética

El rendimiento mundial del arroz para 1996 fue de 2.52 Tm/ha, y se proyecta que para el

año 2010 el rendimiento será de 2.87 Tm/ha, un incremento anual de 0.93%. Incremento

un poco optimista si consideramos que el incremento en los últimos 6 años fue de 0.68%,

la base para ese rendimiento "optimista" proyectado responde básicamente al desarrollo e

incremento en el uso de variedades mejoradas.

Las variedades de arroz cultivadas han ido variando en los últimos años, mediante una

gradual renovación de las más antiguas, en función de las mejores características;

provocando la desaparición de determinadas variedades, pues las nuevas ofrecen mejores

rendimientos, una mayor resistencia a enfermedades, altura más baja, mejor calidad de

grano o una mayor producción.

Los programas de mejora genética se basan en la producción de plantas de arroz

dihaploides, mediante el cultivo de anteras de plantas obtenidas a partir de cruzamientos

previos. El empleo de líneas haploides incrementa la eficiencia de selección de caracteres

de origen poligénico y facilita la detección de mutaciones recesivas. El cultivo in vitro

continuado de líneas de cultivo de anteras origina variaciones génicas, en este caso


denominadas gametoclonales, que han dado lugar a nuevas variedades de arroz.

(Franquet Bernis, J.M. 2004)

4.7 Requerimientos Edafoclimáticos.

4.7.1 Clima.

Se trata de un cultivo tropical y subtropical, aunque la mayor producción a nivel mundial se

concentra en los climas húmedos tropicales, pero también se puede cultivar en las regiones

húmedas de los subtropicos y en climas templados. El cultivo se extiende desde los 49-

50º de latitud norte a los 35º de latitud sur. El arroz se cultiva desde el nivel del mar hasta

los 2.500 m. de altitud. Las precipitaciones condicionan el sistema y las técnicas de cultivo,

sobre todo cuando se cultivan en tierras altas, donde están más influenciadas por la

variabilidad de las mismas.

4.7.2 Temperatura.

El arroz necesita para germinar un mínimo de 10 a 13ºC, considerándose su óptimo entre

30 y 35 ºC. Por encima de los 40ºC no se produce la germinación. El crecimiento del tallo,

hojas y raíces tiene un mínimo de 7ºC, considerándose su óptimo en los 23ºC. Con

temperaturas superiores a ésta, las plantas crecen más rápidamente, pero los tejidos se

hacen demasiado blandos, siendo más susceptibles a los ataques de enfermedades. El

espigado está influido por la temperatura y por la disminución de la duración de los días.

La panícula, usualmente llamada espiga por el agricultor, comienza a formarse unos treinta

días antes del espigado, y siete días después de comenzar su formación alcanza ya unos

2 mm. A partir de 15 días antes del espigado se desarrolla la espiga rápidamente, y es

éste el período más sensible a las condiciones ambientales adversas.

La floración tiene lugar el mismo día del espigado, o al día siguiente durante las últimas

horas de la mañana. Las flores abren sus glumillas durante una o dos horas si el tiempo

es soleado y las temperaturas altas. Un tiempo lluvioso y con temperaturas bajas perjudica

la polinización.



El mínimo de temperatura para florecer se considera de 15ºC. El óptimo de 30ºC. Por

encima de los 50ºC no se produce la floración. La respiración alcanza su máxima

intensidad cuando la espiga está en zurrón, decreciendo después del espigado. Las

temperaturas altas de la noche intensifican la respiración de la planta, con lo que el

consumo de las reservas acumuladas durante el día por la función clorofílica es mayor.

Por esta razón, las temperaturas bajas durante la noche favorecen la maduración de los

granos.

4.7.3 Suelo.

El cultivo tiene lugar en una amplia gama de suelos, variando la textura desde arenosa a

arcillosa. Se suele cultivar en suelos de textura fina y media, propias del proceso de

sedimentación en las amplias llanuras inundadas y deltas de los ríos. Los suelos de textura

fina dificultan las labores, pero son más fértiles al tener mayor contenido de arcilla, materia

orgánica y suministrar más nutrientes. Por tanto la textura del suelo juega un papel

importante en el manejo del riego y de los fertilizantes.

4.7.4 pH.

La mayoría de los suelos tienden a cambiar su pH hacia la neutralidad pocas semanas

después de la inundación. El pH de los suelos ácidos aumenta con la inundación, mientras

que para suelos alcalinos ocurre lo contrario. El pH óptimo para el arroz es 6.6, pues con

este valor la liberación microbiana de nitrógeno y fósforo de la materia orgánica, y la

disponibilidad de fósforo son altas y además las concentraciones de sustancias que

interfieren la absorción de nutrientes, tales como aluminio, manganeso, hierro, dióxido de

carbono y ácidos orgánicos están por debajo del nivel tóxico. (Franquet Bernis, J.M. 2004)

4.8 Particularidades del cultivo.

4.8.1 Preparación del terreno.

El laboreo de los suelos arroceros de tierras húmedas o de tierras en seco depende de la

técnica de establecimiento del cultivo, de la humedad y de los recursos mecanizados. En

los países de Asia tropical el laboreo de tierras húmedas es un procedimiento habitual. El

método tradicional de labranza para el arroz de tierras bajas es el arado y la cementación,


siendo este último muy importante, pues permite el fácil trasplante. (Franquet Bernis, J.M.

2004)

4.8.2 Siembra.

Tabla 2 Tipos de cultivo del arroz

Tipos de cultivo del arroz Método de siembra Profundidad máxima

del agua (cm.)

Arroz de temporal de tierras bajas Trasplante 0-50

Arroz de temporal superficial de tierras bajas

Trasplante 5-15

Arroz de temporal de profundidad media de tierras bajas

Trasplante 16-50

Arroz de aguas profundas A voleo en suelo seco 51-100

Arroz flotante A voleo en suelo seco 101-600

Arroz de tierras altas A voleo o en hileras en suelo seco

Sin agua estancada

Fuente: Barker y herdt 2013

4.8.3 Abonado.

Nitrógeno: gran parte del nitrógeno del suelo se encuentra en formas orgánicas, formando

parte de la materia orgánica y de los restos de cosecha, pero la planta de arroz solo

absorbe el nitrógeno de la solución en forma inorgánica. El paso de la forma orgánica del

nitrógeno a las formas inorgánicas tiene lugar mediante el proceso de mineralización de la

materia orgánica, siendo los productos finales de este proceso distintos según las

condiciones del suelo.

En un suelo anaeróbico, la falta de oxígeno hace que la mineralización del nitrógeno se

detenga en la forma amónica, que es la forma estable en los suelos con estas condiciones.

Esta forma de nitrógeno se encuentra en dos maneras: disuelta en la solución del suelo y

absorbida por el complejo arcillo-húmico, formando ambas la fracción de nitrógeno del

suelo fácilmente disponible para el arroz.



El nitrógeno se considera el elemento nutritivo que repercute de forma más directa sobre

la producción, pues aumenta el porcentaje de espiguillas rellenas, incrementa la superficie

foliar y contribuye además al aumento de calidad del grano. El arroz necesita el nitrógeno

en dos momentos críticos del cultivo:

1. En la fase de ahijamiento medio (35-45 días después de la siembra), cuando las

plantas están desarrollando la vegetación necesaria para producir arroz.

2. Desde el comienzo del alargamiento del entrenudo superior hasta que este

entrenudo alcanza 1.5-2 cm.

El nitrógeno se debe aportar en dos fases: la primera como abonado de fondo, y, la

segunda, al comienzo del ciclo reproductivo. La dosis de nitrógeno depende de la variedad,

el tipo de suelo, las condiciones climáticas, manejo de los fertilizantes, etc. En general la

dosis de 150 kg de nitrógeno por hectárea distribuida dos veces (75% como abonado de

fondo, 25% a la iniciación de la panícula).

En el abonado de fondo conviene utilizar fertilizantes amónicos y enterrarlos a unos 10 cm.

de profundidad, antes de la inundación, con una labor de grada. El abonado de cobertera

se aplicará a la iniciación de la panícula, utilizando nitrato amónico. Los abonos

nitrogenados utilizados, son generalmente, el sulfato amónico, la urea, o abonos complejos

que contienen además del nitrógeno, otros elementos nutritivos.

Fósforo: también influye de manera positiva sobre la productividad del arroz, aunque sus

efectos son menos espectaculares que los del nitrógeno. El fósforo estimula el desarrollo

radicular, favorece el ahijamiento, contribuye a la precocidad y uniformidad de la floración

y maduración y mejora la calidad del grano.

El arroz necesita encontrar fósforo disponible en las primeras fases de su desarrollo, por

ello es conveniente aportar el abonado fosforado como abonado de fondo. Las cantidades

de fósforo a aplicar van desde los 50-80 kg de P2O5/ha. Las primeras cifras se

recomiendan para terrenos arcillo limosos, mientras que la última cifra se aplica a terrenos

sueltos y ligeros.


Potasio: el potasio aumenta la resistencia al encamado, a las enfermedades y a las

condiciones climáticas desfavorables. La absorción del potasio durante el ciclo de cultivo

transcurre de manera similar a la del nitrógeno. La dosis de potasio a aplicar varían entre

80-150 kg de K2O/ha. Las cifras altas se utilizan en suelos sueltos y cuando se utilicen

dosis altas de nitrógeno. (Franquet Bernis, J.M. 2004)

4.8.4 Riego.

El sistema de riego empleado en los arrozales son diversos, desde sistemas estáticos, de

recirculación y de recogida de agua. Teniendo en cuenta las ventajas e inconvenientes de

cada sistema y de su impacto potencial en la calidad del agua, permitirá a los arroceros

elegir el sistema más adecuado a sus operaciones de cultivo, a continuación se describe

cada uno de manera breve y concisa:

4.8.4.1 Sistema de riego por flujo continuo.

Es el convencional, siendo diseñado para autorregularse: el agua fluye de la parte alta del

arrozal a la parte baja, regulándose mediante una caja de madera. El vertido se produce

desde la última "caja de desagüe", que se usa para mantener el nivel del agua de la tabla.

Entre los inconvenientes de este sistema destacan los vertidos de pesticidas a las aguas

públicas, el aporte constante de agua fría por la parte alta de la tabla produce el retraso en

la fecha de maduración y perjudica los rendimientos en las zonas cercanas a la entrada de

agua y la introducción de agua en la fecha de aplicación de herbicidas, da lugar a un menor

control de las malas hierbas. (Franquet Bernis, J.M. (2004). Variedades y mejoras del arroz

(Oriza Sativa, L.).

4.8.4.2 Sistema de recuperación del agua de desagüe por recirculación.

Este sistema facilita la reutilización del agua de salida y permite que no se viertan residuos

de pesticidas a los canales públicos. Tiene la ventaja de proporcionar una flexibilidad

máxima requiriendo un periodo más corto de retención de agua después de la aplicación

de los productos fitosanitarios que los sistemas convencionales. Consiste en elevar el agua

de desagüe de la última tabla hasta la tabla de cota más alta mediante una bomba de poca

potencia a través de una tubería o de un canal. Los costos derivados de la construcción y

uso de un sistema recirculante dependen de la superficie cubierta por dicho sistema, el



desnivel y la irregularidad del terreno. (FRANQUET BERNIS, J.M. (2004). Variedades y

mejoras del arroz (Oriza Sativa, L.).

4.8.4.3 Sistema de riego estático.

Mantiene las aguas con residuos de pesticidas fuera de los canales públicos y elimina la

necesidad de un sistema de bombeo como el empleado en el recirculante, además se

controla de forma independiente la entrada de agua a cada tabla, limitándose la pérdida

de agua por evapotranspiración y percolación. Este sistema consiste en un canal de

drenaje que corre perpendicularmente a los desagües de las tablas. El canal está separado

de cada parcela por una serie de válvulas que controlan la profundidad dentro de cada

tabla. No es adecuado para suelos salinos y además se reduce el terreno cultivable debido

a la construcción del canal de drenaje. (Franquet Bernis, J.M. (2004). Variedades y mejoras

del arroz (Oriza Sativa, L.).

4.8.4.4 Sistema de riego mediante recuperación del agua.

La recuperación del agua se realiza mediante tuberías, utilizando el flujo debido a la

gravedad para llevar el agua de una tabla a otra, evitando el vertido a los canales públicos

de aguas con residuos de pesticidas. Este sistema es muy efectivo y presenta costos

reducidos, además durante los periodos de retención del agua, permite una gran

flexibilidad en el manejo. Aunque cuando están conectadas varias tablas, debido a la gran

superficie, se hace difícil en manejo preciso y eficaz; teniendo en cuenta también que los

suelos salino-sódicos, la acumulación de sales puede resultar un problema. (Franquet

Bernis, J.M. (2004). Variedades y mejoras del arroz (Oriza Sativa, L.).

Figura 9. Captación de agua, riego por inundación. Tomado de Lotus M., S.L. 2013.


4.9 Antecedentes de degradación.

1. La degradación del suelo o de la tierra: Es un proceso simple antrópico que

afecta negativamente la biofísica del suelo para soportar vida en un ecosistema,

incluyendo aceptar, almacenar y reciclar agua, materia orgánica y nutriente. Ocurre

cuando el suelo pierde importantes propiedades como consecuencia de una

inadecuada utilización. Las amenazas naturales son excluidas habitualmente como

causas de la degradación del suelo; sin embargo las actividades humanas pueden

afectar indirectamente a fenómenos como inundaciones o incendios forestales.

2. Erosión acelerada: arrastre de materiales del suelo por diversos agentes como el

agua y el viento, lo cual genera la improductividad del suelo. Salinización y

solidificación de los suelos: acumulación excesiva de sales solubles en la parte

donde se desarrollan las raíces de los cultivos.

3. Compactación: se manifiesta con el aumento de la densidad aparente del suelo,

en las capas superficiales o profundas. Es el resultante del deterioro gradual de la

materia orgánica y la actividad biológica.

4. Contaminación química: uso irracional de grandes cantidades de fertilizantes y

sustancias químicas para el control de plagas y enfermedades, por encima de los

niveles requeridos producen la contaminación química de los suelos. Pérdida de

nutrientes: empobrecimiento gradual o acelerado del suelo por sobreexplotación o

monocultivo, lo que trae como consecuencia la baja fertilidad y productividad de los

suelos.

5. Conflicto de usos: las tierras agrícolas se pierden o transforman en tierras para la

urbanización.

Por otro lado, es importante destacar que la desertificación es una degradación de

tierras que ocurre en áreas áridas, semiáridas y subhúmedas del mundo. Estas

áreas de secano susceptibles cubren el 40% de la superficie terrestre, poniendo en

riesgo a más de 1.000 millones de habitantes que dependen de esas tierras para

sobrevivir. La degradación de las tierras causa pérdidas de la productividad agraria

en muchas partes del mundo.



6. Estado actual del suelo: Representa la valoración de como de degradado se

encuentra el suelo. Es una medida de la degradación soportada por el suelo hasta

el momento presente. Su evaluación es imprescindible para planificar la tolerancia

de un suelo a la previsible degradación futura.

7. Degradación actual: Es la degradación que actúa en el momento presente. Dado

que la degradación se expresa como una velocidad anual, es decir, como la

intensidad del proceso, y no como el daño acumulado desde el pasado hasta el

presente, la información referente a la degradación actual debe complementarse

con la información relativa al estado actual del suelo, con el fin de poder determinar

cuanta degradación puede soportar el suelo.

8. Riesgo de degradación: Es el riesgo de que ocurra degradación en ciertas

condiciones adversas definidas. Para su cálculo se consideran sólo factores

estables (o por lo menos relativamente estables) como clima, suelo y relieve. La

vegetación, uso y explotación actual de la tierra no se tienen en cuenta para que la

evaluación no se quede automáticamente anticuada por un cambio del uso de la

tierra y para el cálculo del riesgo se maneja un valor estándar adverso como sería

la eliminación de la vegetación natural y el abandono del suelo en barbecho

desnudo continuo. Esta evaluación marca la tendencia general de las tierras a la

degradación. De esta manera se evalúa como se comportaría el suelo si se le

somete a una pésima explotación. Partiendo de la evaluación de los riesgos se

puede predecir la degradación que soportará un determinado suelo al someterlo a

diferentes usos, al ir sustituyendo el valor estándar (suelo desnudo) por los

correspondientes a los diferentes usos que se estén ensayando.

En resumen, la evaluación basada sobre factores permanentes se denomina

riesgos de degradación de un suelo y es independientemente del uso actual que

este soportando. Cuando se consideren los factores inestables actualmente

presente se obtiene una evaluación de la degradación actual. (Ciencia del Suelo,

Principios Básicos, Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo. Bogotá Colombia

2010)


4.10 Tipo de suelo.

Existen dos clasificaciones para los tipos de suelo, una según su estructura y otra de

acuerdo con sus formas físicas. (Ciencia del Suelo, Principios Básicos, Sociedad

Colombiana de la Ciencia del Suelo. Bogotá Colombia 2010)

4.10.1 Por estructura

a. Suelos arenosos: No retienen el agua, tienen muy poca materia orgánica y no son

aptos para la agricultura.

b. Suelos calizos: Tienen abundancia de sales calcáreas, son de color blanco, seco

y árido, y no son buenos para la agricultura.

c. Suelos humíferos (tierra negra): Tienen abundante materia orgánica en

descomposición, de color oscuro, retienen bien el agua y son excelentes para el

cultivo.

d. Suelos arcillosos: Están formados por granos finos de color amarillento y retienen

el agua formando charcos. Si se mezclan con el humus que es la sustancia

compuesta por ciertos productos orgánicos de naturaleza pueden ser buenos para

cultivar.

e. Suelos pedregosos: Formados por rocas de todos los tamaños, no retienen el

agua y no son buenos para el cultivo.

f. Suelos mixtos: Tiene características intermedias entre los suelos arenosos y los

suelos arcillosos.

4.10.2 Por características físicas

a. Litosoles: Se considera un tipo de suelo que aparece en escarpas y afloramientos

rocosos, su espesor es menor a 10 cm y sostiene una vegetación baja, se conoce

también como leptosoles que viene del griego leptos que significa delgado.

b. Cambisoles: Son suelos jóvenes con proceso inicial de acumulación de arcilla. Se

divide en vértigos, gleycos, eutrícos y crómicos.

c. Luvisoles: Presentan un horizonte de acumulación de arcilla con saturación

superior al 50%.

https://es.wikipedia.org/wiki/Arena

https://es.wikipedia.org/wiki/Materia_org%C3%A1nica

https://es.wikipedia.org/wiki/Agricultura

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Suelos_calc%C3%A1reos&action=edit&redlink=1

https://es.wikipedia.org/wiki/Humus

https://es.wikipedia.org/wiki/Humus

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Suelo_arcilloso&action=edit&redlink=1

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Suelo_pedregoso&action=edit&redlink=1

https://es.wikipedia.org/wiki/Roca

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Suelo_mixto&action=edit&redlink=1

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Litosol&action=edit&redlink=1

https://es.wikipedia.org/wiki/Chernozem

https://es.wikipedia.org/wiki/Luvisol



d. Acrisoles: Presentan un marcado horizonte de acumulación de arcilla y bajo

saturación de bases al 50%.

e. Gleysoles: Presentan agua en forma permanente o semipermanente con

fluctuaciones de nivel freático en los primeros 50 cm.

f. Fluvisoles: Son suelos jóvenes formados por depósitos fluviales, la mayoría son

ricos en calcio.

g. Rendzina: Presenta un horizonte de aproximadamente 50 cm de profundidad. Es

un suelo rico en materia orgánica sobre roca caliza.

h. Vertisoles: Son suelos arcillosos de color negro, presentan procesos de

contracción y expansión, se localizan en superficies de poca pendiente y cercanos

escurrimientos superficiales.

4.11 Infiltración

La infiltración es una propiedad hidrodinámica, que considera el movimiento vertical del

agua en el suelo, estrechamente relacionada con los procesos de capilaridad y de las

fuerzas asociadas con la adhesión y la cohesión de las partículas del suelo (Forero, 2000).

Depende de las características intrínsecas del medio, como el contenido de materia

orgánica, la porosidad, la textura, la densidad aparente y el contenido de agua, entre otros

(Chowdary et al. 2006; Diamond & Shanley, 2003; Rodríguez-Vásquez et al. 2008).

Desde hace varias décadas, los procesos de infiltración han tomado importancia,

conduciendo al desarrollo de diferentes modelos que estiman la infiltración, como una

función del tiempo o de algunos parámetros físicos (Green & Ampt, 1911; Kostiakov, 1932;

Horton, 1940; Philip, 1957). Haverkamp et al. (1998) encontraron que estos modelos

pueden arrojar resultados no representativos, si se ignoran el contenido de agua y la

variabilidad espacial de las propiedades del suelo.

4.12 Permeabilidad

El ensayo determina el coeficiente de permeabilidad (K) de una muestra de suelo granular

o cohesiva, entendiendo por permeabilidad, la propiedad de un suelo que permite el paso

del agua a través de sus vacíos, bajo la acción de una carga hidrostática. No todos los

suelos tienen la misma permeabilidad, de ahí que se los haya dividido en suelos

https://es.wikipedia.org/wiki/Acrisol

https://es.wikipedia.org/wiki/Gleysol

https://es.wikipedia.org/wiki/Fluvisol

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Rendzina&action=edit&redlink=1

https://es.wikipedia.org/wiki/Vertisol


permeables e impermeables, estos últimos son generalmente suelos arcillosos, donde la

cantidad de escurrimiento del agua es pequeña y lenta.

El grado de permeabilidad de un suelo, se mide por su coeficiente de permeabilidad, el

cual se basa en la ley propuesta por Darcy en el Siglo XIX, la cual señala: (Manual de

laboratorio, Universidad Católica de Valparaíso Chile, Escuela de Ingeniería 2010)

𝑽 = 𝒌 ∗ 𝒊 (1)

Donde:

V = velocidad de escurrimiento de un fluido a través del suelo (cm 3)

K = coeficiente de permeabilidad propio y característico (cm/seg)

i = gradiente hidráulico, el cual representa la relación entre la diferencia de niveles (H) y la

distancia (L) que el agua recorre. (H/L)

Materia Orgánica (Carbono Orgánico Walhley Black, 1965)

El carbono orgánico del suelo (CO) es considerado un indicador de la salud del mismo y

su efecto positivo sobre la sostenibilidad del sistema productivo ha sido ampliamente

documentado. Para un determinado ambiente, los niveles de CO más elevados se

encuentran en pastizales naturales, y cuando estos sistemas son cultivados, se produce

una rápida caída del CO seguida por una declinación más lenta hasta un nuevo estado

estable (Monreal & Janzen, 1993). El nivel de CO en dicho estado va a depender del clima,

del tipo de suelo y del manejo del mismo, esto es, labranzas, rotaciones, secuencias de

cultivos agrícolas y fertilización (Studdert & Echeverría, 2000; Steinbach & Álvarez, 2005).

PH: Método Potenciométrico (peachímetro o potenciómetro, Dewis y Freitas, 1970)

El pH del suelo usualmente se determina en una suspensión de suelo y agua (relación 1:2)

su valor es medido principalmente con ayuda de un potenciómetro (pHmetro), instrumento

que detecta, en su electrodo sensitivo, registra la concentración de iones H+, en la

suspensión de suelo. Habitualmente la concentración salina del suelo afecta la precisión

de los valores de pH.

Cuando la solución del suelo contiene el mismo número de iones hidrógeno H+ y de iones

hidroxilo OH- se tendrá una reacción neutra. Ahora bien si agregamos una sustancia



alcalina Ca(OH)2 al suelo neutro, habrá más iones OH- que iones H+, por tanto el suelo se

convertirá por esta adición de reacción alcalina. Inversamente si agregamos una sustancia

ácida como el HCl, el suelo llegará a tener más iones H+ que iones OH-, y se transformará

a ser de reacción ácida por dicha adición.

4.13 Sistemas de información geográfica SIG.

Herramientas para el procesamiento y análisis de los datos.

Sistemas de información geográfica (SIG).

Un SIG se puede definir como aquel método o técnica de tratamiento de la información

geográfica que permite combinar eficazmente información básica para obtener información

derivada; es una herramienta capaz de combinar información gráfica (mapas) y

alfanumérica (estadísticas) para obtener una información derivada sobre el espacio

(López, 2011).

Los SIG, cuyos antecedentes datan de varias décadas atrás, se han posicionado como

una tecnología básica, imprescindible y poderosa, para capturar, almacenar, manipular,

analizar, modelar y presentar datos espacialmente referenciados (Moreno, 2007).

La importancia de los SIG radica en la asociación de información descriptiva (atributos)

con información geográfica. Con la utilización de los SIG se tienen los beneficios de poder

realizar operaciones de bases de datos, visualización de información espacial y análisis

geográfico. Dichos beneficios nos permiten responder a preguntas espaciales que con otro

tipo de sistemas sería más difícil responder. Los SIG contribuyen a la toma de decisiones

y resolución de problemas (Jiménez, 2010).

El SIG se apoya en los sistemas de posicionamiento global (GPS) para la ubicación. El

GPS consta de tres componentes básicos: una constelación de satélites, un equipo

receptor de señal y finalmente el usuario. El equipo GPS recibe la señal de radio de los

satélites que se encuentran orbitando en el espacio y mediante métodos y rutinas de

triangulación logra obtener las coordenadas del punto sobre la Tierra (latitud, longitud y

altitud).


A partir de la señal de los satélites el GPS usa el modo de cálculo de distancia y el de

triangulación para conocer su posición. (Moreno, 2007).

Con el objetivo de que la información arrojada por estos sistemas sea confiable, se debe

tener en cuenta la calidad de la información a suministrar. Para ello, se recomienda tres

etapas fundamentales, para el desarrollo de modelos espaciales que representen cualquier

variable (Moreno, 2007)

1. Análisis exploratorio de datos espaciales.

2. Análisis estructural.

3. Predicción de superficies y valoración de los resultados.

Estos dos últimos hacen parte del análisis geoestadístico.

Análisis exploratorio de datos espaciales

El trabajar con datos producto de algún proceso de medición o conteo y de la captura de

los mismos, generalmente producen datos “extraños” que pueden ser resultado de errores

de captura, o de las operaciones aritméticas de quienes operan con ellos; por ello, el

análisis exploratorio (AED) de datos es un conjunto de técnicas estadísticas cuya finalidad

es conseguir un entendimiento básico de los datos y de las relaciones existentes entre la

variables analizadas. Para conseguir este objetivo, el AED proporciona métodos

sistemáticos sencillos para organizar y preparar los datos, detectar fallos en el diseño y

recolección de los mismos, tratamiento y evaluación de datos ausentes (missing) e

identificación de casos atípicos (outliers) (CVC, 2006).

El análisis exploratorio de los datos determina la calidad de la información a utilizar y por

ende la calidad de los resultados obtenidos.

Predicción de superficies: interpolación a partir de puntos.

El proceso de interpolación espacial consiste en la estimación de los valores que alcanza

una variable Z en un conjunto de puntos definidos por un par de coordenadas (X,Y),

partiendo de los valores de Z medidos en una muestra de puntos situados en la misma

área de estudio (López, 2011), la estimación de valores fuera del área de estudio se

denomina extrapolación.



Cuando se trabaja con un SIG la interpolación espacial suele utilizarse para obtener capas

raster que representan la variable a interpolar. En esos casos cada celda de la capa raster

constituye un punto en el que hay que realizar la interpolación. Lo más habitual es partir

de medidas puntuales (variables climáticas, variables del suelo, etc.) o de isolineas (curvas

de nivel). Aunque los métodos que se utilizan en uno u otro caso son bastante diferentes,

todos los métodos de interpolación se basan en la presunción lógica de que cuanto más

cercanos estén dos puntos sobre la superficie terrestre, los valores de cualquier variable

cuantitativa que sean medidos en ellos serán más parecidos, en otras palabras, las

variables espaciales muestran autocorrelación espacial (Cuartas, 2007).

En general cuando se usa un software tipo SIG, éste suministra varios métodos de

interpolación y ellos dependen básicamente de la densidad y la distancia entre los puntos

de observación (Surfer for Windows, 1994).

Los sistemas de Información Geográfica (SIG) han tenido un mayor auge en los últimos

años. Actualmente los servidores de mapas por internet permiten visualizar diferentes

capas temáticas, consultar algunos de sus atributos y quizás en alguno de ellos se puede

realizar consultas a una base de datos, visualizando y seleccionando los registros que

cumplen las condiciones solicitadas. (López, 2011)

Pero existe un inconveniente con estas aplicaciones dado que son solo visualizadores de

mapas. Por otra parte, los estándares de SIG son uno de los factores cruciales para

aplicaciones basadas en web ya que gracias a estos se permite tener la interoperabilidad

con otros sistemas que cumplan con las mismas condiciones. (López, 2011)

4.13.1 Definición y características principales de un SIG.

Un Sistema de Información geográfica (SIG) es una tecnología basada en computadora de

propósitos generales para almacenar, manejar y explotar datos geográficos en forma

digital. Es un sistema que tiene un conjunto de subsistemas que sirven para: la captura, el

almacenamiento, el análisis, la visualización y traficación de diversos conjuntos de datos

espaciales geo-referenciados. Su fundamentación se basa en principios formales de

matemáticas discretas, modelos de datos y geometría computacional; su desarrollo, en

nuevas tecnologías de la información: estándares e ingeniería de software, bodegas de


datos, Web- SIG, metadatos, ambientes y lenguajes visuales, graficación entre muchas

otras.

La característica principal de los SIG es el manejo de datos complejos basados en datos

geométricos (coordenadas e información topológica) y datos de atributos (información

nominal) la cual describe las propiedades de los objetos geométricos tales como punto,

líneas y polígonos.

Hardware: Conjunto de equipos empleados en el almacenamiento y

procesamiento de los datos contenidos en el sistema

Software: Conjunto de programas que proporcionan las funciones y herramientas

necesarias para el almacenamiento, el análisis y el despliegue de información

geográfica

Datos: Probablemente el componente más importante de un SIG son los datos

geográficos y los datos nominales. Los SIG integran datos espaciales con otros

recursos de datos que podrán ser almacenados y administrados por un DBMS.

El éxito del proyecto no está garantizado si no se tiene asegurada la actualización periódica

de los datos. La dificultad en su representación es otro factor a tener en cuenta a la hora

de organizar e introducir la información en el sistema.

Recursos Humanos: Existen dos tipos de usuarios; los especializados y el público en

general. Se denomina especializados a aquellos técnicos que trabajan con los sistemas en

algunas de sus fases (introducción de datos, corrección, análisis, etc.), y que por ello deben

tener una formación especializada; y público en general sería aquel que en algún momento

tuviera que requerir información, sea la que fuese, de un SIG concreto. En este caso no se

requiere una gran formación, y la adaptación debe estar en el sistema que debe ser

“amigable". (López, 2011)



Figura 9. Componentes de un SIG. Tomado de Gacano (online)

Comúnmente en un SIG: la consulta, el despliegue de un mapa, el reporte tabular y el

gráfico, no es el resultado final. En su amplio abanico de aplicaciones los SIG tienen como

un fuerte interés de analizar la información espacial y modelar los procesos dinámicos que

generan y conforman la información almacenada en una base de datos. Con frecuencia

los usuarios quieren analizar situaciones, hacer inferencias o simular procesar, con el fin

de tomar decisiones. (López, 2011


Figura 10. Componentes de un SIG. Tomado de www.gisentuidioma.com

El punto son los métodos de análisis espacial con métodos deterministas o estocásticos,

tanto en su modalidad discreta como continúa. De la amplia gama de posibilidades que

tienen los SIG en el manejo de información, un requerimiento importante es brindar una

interfaz de usuario amigable. Los lenguajes o ambientes visuales para bases de datos ha

sido una área relativamente reciente en computación la cual tomo una importancia especial

en los SIG por la naturaleza visual - espacial que tiene la información geográfica. (López,

2011)

https://www.google.com.co/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwj5t4GH4cTPAhUEGh4KHTANAUgQjB0IBg&url=http%3A%2F%2Fwww.gisentuidioma.com%2F%23!Componentes-de-un-SIG%2Fcu6k%2F55e85d450cf29a3653bff750&bvm=bv.134495766,d.dmo&psig=AFQjCNGevLL5dy-bN7AcRJj71kRMp1ECvg&ust=1475794438246602



4.13.2 Contexto de Proyectos SIG

La utilidad principal de un Sistema de Información Geográfica radica en su capacidad para

construir modelos o representaciones del mundo real a partir de las bases de datos

digitales (cartografía). La construcción de modelos constituye un instrumento muy eficaz

para analizar las tendencias y determinar los factores que las influyen así como para

evaluar las posibles consecuencias de las decisiones de planificación sobre los recursos

existentes en alguna área de interés.

En el ámbito social dirigida a la gestión de servicios como sanitarios, centros escolares,

etc., proporcionan información sobre los centros ya existentes en una determinada zona y

ayudan en la planificación de ubicación a nuevos centros.

Estos sistemas aumentan la productividad de optimizar recursos. Pueden desarrollarse

aplicaciones que ayuden a resolver un amplio rango de necesidades, como por ejemplo:

I. Producción y actualización de la cartografía básica.

II. Administración de servicios públicos (acueducto, alcantarillado, energía, teléfonos,

entre otros).

III. Atención de emergencias (incendios, terremotos, accidentes de tránsito, entre otros.

IV. Estratificación socioeconómica.

V. Evaluación de áreas de riesgos (prevención y atención de desastres).

VI. Localización óptima de la infraestructura de equipamiento social (educación, salud,

deporte y recreación).

VII. Formulación y evaluación de planes de desarrollo social y económico.


Figura 11. Mapeo de suelo usando SIG. Tomado de investigadoresacg.org

4.13.3 . Sistemas de información geográfica (SIG).

Un SIG se puede definir como aquel método o técnica de tratamiento de la información

geográfica que permite combinar eficazmente información básica para obtener información

derivada; es una herramienta capaz de combinar información gráfica (mapas) y

alfanumérica (estadísticas) para obtener una información derivada sobre el espacio

(López, 2011).

4.13.3.1 Análisis exploratorio de datos

Se realizó un análisis exploratorio de acuerdo a medidas de tendencia central (media) y

medidas de dispersión (desviación estándar) con el objetivo de caracterizar los

tratamientos; también estos análisis se acompañaron con sus respectivos gráficos de

acuerdo al tipo de indicador.

4.13.4 Diseño de experimento.

Se empleó un Diseño Completamente Aleatorizado (DCA) con estructura factorial

balanceado de efectos fijos con tres repeticiones para cada punto de muestreo por

tratamiento; se efectuó un análisis de varianza de dos vías (ANOVA); para determinar

diferencias entre pares de tratamientos se utilizó como prueba postanova el test de Tukey

https://www.google.com.co/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjS253R4cTPAhUFWh4KHW-SBxMQjB0IBg&url=http%3A%2F%2Finvestigadoresacg.org%2Fblog%2F%3Fpage_id%3D98%26lang%3Des&bvm=bv.134495766,d.dmo&psig=AFQjCNGve0Wg9k6leG3ookzG-EqXqsviXg&ust=1475794650640475



y la corrección de Bonferroni para el valor p de las comparaciones múltiples. Para el

análisis se empleó el programa estadístico R3.1.1 y las pruebas estadísticas se

contrastaron con una significancia del 5% (p<0.05).

4.13.4.1 Diseño con estructura factorial

Se llaman experimentos factoriales a aquellos experimentos en los que simultáneamente

se estudian dos o más factores, y donde los tratamientos se forman por la combinación de

los diferentes niveles de cada uno de los factores. Una de las ventajas de este tipo de

diseño es que permiten estudiar los efectos principales y efectos de interacción de factores,

además todas las unidades experimentales intervienen en la determinación de los efectos

principales y de los efectos de interacción de los factores. (Universidad Nacional de

Córdoba, Facultad de Ciencias Agropecuarias, diseño con estructura factorial de

tratamientos)

4.13.4.2 Modelo estadístico

A continuación se presenta el modelo estadístico de una ANOVA de dos vías con

estructura factorial, con i niveles en el factor 1 y j niveles en el factor 2:

𝑦𝑖𝑘 = 𝜇 + 𝛼𝑖 + 𝛽𝑗 + (𝛼𝛽)𝑖𝑗 + 𝜖𝑖𝑗𝑘 𝑖 = 1,2, . . 𝑖 = 1,2, . . 𝑘 = 3

Dónde:

𝑦𝑖𝑘 = Variable respuesta (Material orgánico, pH).

𝜇 = Media general

𝛼𝑖 = Efecto del 𝑖 − esimo nivel del factor 1.

𝛽𝑗 = Efecto del j − esimo nivel del factor 2

𝜖𝑖𝑗𝑘 = Error aleatorio.

4.13.4.3 Análisis no paramétrico.

Ya que en todas las variables no se cumple el supuesto de normalidad requerido por el

modelo de análisis de varianza, se empleó el test no paramétrico de Van der Waerden.

Esta prueba es utilizada para contrastar los parámetros de centramiento de k muestras

aleatorias e independientes siendo análoga en el campo paramétrico al análisis de

varianza (ANOVA). (Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Ciencias

Agropecuarias, diseño con estructura factorial de tratamientos)


La hipótesis ahora es frente a la igualdad en los k parámetros de centramiento frente a la

diferencia en al menos un par de ellos 𝑋𝑖, … 𝑋𝑘 representa a una población con un

tratamiento):

𝐻0: 𝐸 (𝑋1) = 𝐸(𝑋2) = ⋯ 𝐸(𝑋𝑘) (2)

Vs

𝐻1: 𝐸 (𝑋𝑖) ≠ 𝐸(𝑋𝑗) (3)

Igualmente se combinaron las k muestras en una sola, que es ordenada y ranqueada, en

caso de empates se utilizaba el rango promedio, luego se transformaban los rangos en

valores o cuartiles normales, con la misma función inversa de la distribución normal:

∅ (𝑅𝑖

𝑛+𝑚+1) = 𝑍𝑖 (4)

Posteriormente se calculaban los promedios de los valores normales para cada muestra,

es decir que se tenían 1 2 3, , ,..., kA A A A, donde cada iA

era el promedio de los valores

normales correspondientes a la i-esima muestra:

𝐴𝑖 = ∑ 𝑛𝑖1𝑛𝑖−1 , 𝑍𝑖𝑗 (5)

Para muestras grandes (n>30) se utilizaba una aproximación mediante la distribución ji-

cuadrado, construyendo el siguiente estadístico:

𝑇1 = 1

𝑆2∑ 𝑛𝑖

𝑘𝑖=1 (𝐴𝑖 )

2 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑇 ≈ 𝑥2𝑘−1 (6)

Por último, para realizar comparaciones múltiples se utilizaba el siguiente criterio de

decisión:

|�̅�𝑖 − 𝐴�̅�| > 𝑡(𝑁−𝑘),(

∝

2) (7)

{𝑆2 𝑁−1−𝑇1

𝑁−𝑘 } [

1

𝑛𝑖−

1

𝑛𝑗]

1/2

(8)

5. Materiales y Métodos

El presente trabajo se desarrolló en las fincas San Ángel y Boral, del Municipio San Luis

de Palenque, perteneciente al departamento del Casanare.

Tabla 3. Ubicación geográfica áreas de estudio. Fuente: Página principal Alcaldía de San

Luis de Palenque

Finca Municipio Coordenadas Altitud

Norte Este

San Ángel San Luis de Palenque

5°25′20″ 71°43′53″ 175 msnm y 125 msnm

Boral San Luis de Palenque

5°38′09 72°11′42″ 175 msnm y 125 msnm

La selección del área de estudio, se debe a que el cultivo de arroz es una de las prácticas

agrícolas más implementadas en la región de los llanos orientales. Las condiciones

presentes en esta zona han permitido a lo largo de los años el desarrollo del mismo, el

establecimiento de molinos originados por los altos niveles de producción, acompañado

por las extensas áreas cultivadas, así como el uso de tecnología representada en

maquinaria para la preparación, siembra y posterior cosecha del grano. (Muñoz, 2014)

El sistema de producción es tan intensivo del arroz para este caso, con lo cual se provocan

cambios singulares en el estado físico del suelo. Actúa directamente en el mecanismo de

microagregación, deteriorando el estado micro-estructural; lo que se corrobora por los

incrementos en el coeficiente de dispersión. La composición de la macro estructura se ve

afectada, decreciendo el contenido de agregados agronómicamente más valioso; así como

su estabilidad al agua. Se produce un incremento hasta valores que pueden considerarse



notable de la densidad del suelo, lo que implica signos severos de compactación. (Lorenzo

Ortiz, R. 2008).

Figura 12. Localización de las zonas de estudio. (Martínez, 2016)

Las parcelas seleccionadas para el experimento son los lotes que a criterio del productor

son de alta significancia a nivel de producción. Los suelos sometidos a los sistemas de

producción de forma intensiva presentan un mayor porcentaje de las fracciones más finas

(< 0,001mm.) en la composición de la microestructura, mientras que la textura

prácticamente no varía, Produciéndose por ello un aumento en el coeficiente de dispersión.

Esta tendencia al incremento de la dispersión surge como consecuencia del efecto directo

de los equipos agrícolas que al pasar por el suelo lo pulverizan. (Lorenzo Ortiz, R. 2008).

Capítulo 5. Materiales y Métodos 49

Tabla 3 Descripción de la zona experimental.

Finca San Ángel, Vereda las Cañas, Municipio San Luis de Palenque

Municipio San Luis de Palenque, Departamento del Casanare

Área 194 hectáreas

Altura 175 msnm

Estado Actual Producción de arroz en secano

Lotes

experimentales

Para el estudio se seleccionó un lote de 38 hectáreas

Fuente: Página principal Alcaldía de San Luis de Palenque



Tabla 4 Descripción del área experimental.

Finca el Boral, Vereda las Cañas, Municipio San Luis de Palenque

Municipio San Luis de Palenque, Departamento del Casanare

Área 274,5 hectáreas

Altura 125 msnm

Estado Actual Producción de arroz riego intermitente

Lotes

experimentales

Para el estudio se seleccionó un lote de13 hectáreas


5.1 Caracterización del terreno. Fuente: Página principal Alcaldía de San Luis de Palenque

El área territorial de San Luis de Palenque corresponde a la formación vegetal bosque

tropical, específicamente a la denominada “sabana”, las cuales se localizan por debajo de

los 300 msnm, (IGAC 1993, Contraloría Departamental 1998). La temperatura media anual

es de 26 °C, precipitación promedio anual de 1819 mm y ubicado a una altura promedio

de 170 msnm. (IGAC 1993, Contraloría Departamental 1998).


La formación vegetal de bosque tropical corresponde a terrenos inferiores a los 1.000 m

de altura, ocupa el paisaje de piedemonte y de planicie.

Dentro de esta formación vegetal se incluyen las sabanas: las cuales ocupan el total de la

extensión territorial y se localizan por debajo de los 300 m de altitud, la cobertura vegetal

dominante son las gramíneas y algunos relictos boscosos como matas de monte y

morichales, y los corredores boscosos que bordean los cauces de los ríos y caños.

Predominan las sabanas inundables. Los bosques de galería están compuestos por

numerosos arbustos, bejucos y especies herbáceas. En la formación vegetal de sabana

se definen unos tipos especiales de vegetación.

• Morichales: son formaciones vegetales compuestas por palma de moriche,

Maurita flexuosa, en las áreas correspondientes a caños y bajos de

características pantanosos y en zonas de transición de sabana y matas de

monte o bosque de galería. Los más representativos para el departamento se

encuentran entre el río Ariporo y el caño de Pica Pica, sin embargo, es

frecuente localizarlos en todo el territorio departamental y en el área inundable

del municipio de San Luis de Palenque.

• Mata de Monte: corresponde a parches de vegetación arbórea formadas en

ligeras depresiones o áreas con nivel freático alto en medio de las sabanas y

aislados de los bosques de galería.


• Vegetación de Zurales: en ellos domina la vegetación de pastos, desarrollada

sobre montículos o columnas de 40 a 70 cm de altura, separados entre sí por

estrechas zanjas en sitios húmedos.

Las coberturas boscosas, generalmente se desarrollan a lo largo de los cauces de agua

denominadas comúnmente “bosques de galería”, los cuales presentan mejores suelos

gracias a la inundabilidad y abnegaciones de los cauces de agua que favorecen el arrastre

de material orgánico, situación que no se da en las sabanas altas.



Especies vegetales: de acuerdo a su uso se puede clasificar de la siguiente manera:

i. Maderable: cafetero, abejón, cañaguate, floramarillo, florblanco, gualanday,

algarrobo, cañafistolo, palo de aceite, alcornoque, ceibo, guayabo de monte,

ceibo, guayabo de monte, cedro, guamo chineo, nauno, yopo guayacán, yopo,

guaimaro, mora, varasanta, camoruco, indio desnudo.

ii. Madera: yaruma, laurel, guamo.

iii. Madera de viento: caucho, lechero, higuerón, guarataro.

iv. Frutal: jobo, merey, chirimoyo, Maracay, madroño, tuno, tuno negro, tuno rojo,

guamo.

v. Protector: malagueto, bototo, cordoncillo, tachuelo, guacimo, guarataro,

yarumo.

vi. Protector agua: gaque, bijao.

vii. Medicinal: seje, algarrobo, palo cruz, palo de aceite, bejuco chaparro, chaparro,

laurel, mastranto, caruto, ortigo.

viii. Artesanías: moriche, achote, ojo de buey, caruto.

ix. Construcción: caña brava, guafa.

5.2 Identificación taxonómica de suelos

El Municipio de San Luis de Palenque, está localizado sobre la llamada cuenca de los

Llanos Orientales de Colombia, la cual se ubica entre la cordillera oriental y el escudo de

la Guyana. Sus límites son los siguientes: Al sur la saliente del Vaúpes o Arco del Guaviare

y la Serranía de la Macarena, al oriente el Escudo de la Guyana, al occidente el

Piedemonte de la Cordillera Oriental, al norte se relaciona genéticamente con la cuenca

de Barinas –Apure de Venezuela. Tiene un área aproximada de 190.000 km² y su relleno

sedimentario sobrepasa los 6.000 m de espesor en el sector occidental o más profundo.

Taxonómicamente, los suelos del Municipio de San Luis de Palenque, al igual que en todo

el Departamento de Casanare, están clasificados como: Entisoles (suelos jóvenes sin

desarrollo de horizontes, generalmente fértiles, a excepción de los arenosos) e Inceptisoles

(suelos jóvenes con desarrollo de horizontes y de fertilidad variable, se encuentran

usualmente húmedos sobre el punto de marchitez permanente por 90 días consecutivos

durante un período cuando la temperatura es adecuada para el crecimiento de las plantas).


Una característica general para los suelos del Municipio de San Luis de Palenque es que

poseen un régimen de temperatura del suelo denominado con el prefijo “iso”. Esto quiere

decir, que la diferencia de temperatura promedio del suelo entre verano e invierno es de

5°C o menos, indicando que la temperatura del suelo no es una limitante para la agricultura.


5.2.1 Hacienda San Ángel-Vereda las Cañas

Plinthic Tropaquepts. Inceptisoles que están saturados con agua durante algún período del

año; presentan concreciones de material blanco de color rojo denominado plintita y tienen

fertilidad moderada.

ß Typic Quartzipsamments. Entisoles arenosos, ácidos e infértiles, en los cuales más del

95% de la fracciónarena es cuarzo, zircón y otros materiales resistentes.

5.2.2 Finca el Boral

(a) Oxic Dystropepts. Inceptisoles ácidos e infértiles, con una saturación de bases

menor al 50% y con 16- 24 miliequivalentes de capacidad de cambio por 100

gramos de arcilla en el horizonte superficial. Suelos de color pardo oscuro en la

superficie y pardo amarillento a rojo amarillento con la profundidad.

(b) Vertic Tropaquepts. Inceptisoles pobremente drenados, saturados con agua

durante algún período del año, fertilidad media y presentan agrietamientos del suelo

en épocas secas.

(c) Aeric Tropaquepts. Inceptisoles que ocupan posiciones intermedias entre los dos

tipos de suelo mencionados.


5.2.3 Georreferenciación

Debido a que el estudio comprende la distribución espacial de las propiedades del suelo,

fue necesario la implementación de los Sistemas de Información Geográfica (SIG), con el

fin de delimitar las áreas de estudio y orientar los puntos de muestreo. Por lo tanto se

empleó un navegador GPS “Garmin Colorado 300”; como característica principal, este

dispositivo de navegación puede alcanzar una precisión óptima de 3 metros (± 3 m). Con



el fin de obtener la posición geográfica de cada uno de los sitios de estudio, la posterior

ubicación de los respectivos puntos de muestreo y que puedan ser representados

espacialmente (ver figura 13), se realizó el levantamiento de la información en campo

mediante la georreferenciación de los puntos de interés como son los vértices de los

linderos (los cuales demarcan el perímetro de cada lote) y los puntos donde se tomaron

las respectivas muestras de suelo (puntos de muestreo).

La información que proporciona el navegador GPS en cada una de las mediciones (puntos

de muestreo) contiene la ubicación en coordenadas geográficas Este – Norte, altitud, fecha

y hora de la medición. Esta información que se encuentra almacenada en el dispositivo es

descargada a un computador utilizando el paquete informativo map source, el cual permite

la extracción y exportación de la información a formatos: de texto, hojas de cálculo o

paquetes SIG.

Figura 12 puntos de muestreo finca San Ángel. Martínez, 2016


Figura 13 puntos de muestreo finca el Boral. Martínez, 2016

5.2.4 Manejo Integral del cultivo de arroz

En las áreas experimentales determinadas para el presente estudio fueron sembradas la

variedad de arroz coprosem 304. En la finca San Ángel el sembrado se realizó

mecánicamente y en el Boral sembrado manualmente, en ambos sitios de estudio se

realizaron las actividades de laboreo requeridas por el tipo de cultivo establecido, dichas

actividades consisten en la preparación del terreno (cincelada, rastrillada, pulida y

caballoneo), aplicación del riego y recolección de cosecha.



(A)

(B)

(C)

Figura 14 manejo integrado del cultivo. A. Preparación del terreno, B. Siembra

mecanizada, C. Siembra manual

5.2.5 Propiedades del suelo medidas en el estudio

Para el desarrollo de la metodología de estudio para conocer el diagnóstico de la

degradación del suelo, se realizó el muestreo de suelos teniendo en cuenta las

propiedades físicas, químicas en cada punto donde fueron tomadas las muestras de suelo;

se realizaron también la ubicación de los mismos por medio de GPS.

Tabla 5 Propiedades medidas para el estudio

Propiedad Descripción Unidades

Físicas

Porosidad %

Densidad aparente g/cm3

Humedad %

Macroporosidad %

Mesoporosidad %

Químicas pH -

Materia orgánica -


5.2.6 Prueba de infiltración

Una vez en campo se realizó la prueba de infiltración por el método de los anillos

infiltrometros de doble anillo. El procedimiento se llevó a cabo tanto para la finca San Ángel

arroz secano así como para la finca el Boral arroz riego. En el capítulo de resultados y

discusiones se ilustran los valores obtenidos y las gráficas correspondientes con un modelo

de ajuste y establecer la relación de la varibale medida con los procesos degradativos.

5.3 Toma de muestras de suelo

Los puntos de muestreo se distribuyeron en forma de cuadrícula, tomándose 20 puntos

en ambas áreas de estudio. Las muestras de suelo extraídas en cada punto

georeferenciado de manera aleatoria y alteradas (ver figura). La toma de muestras se

realizó en fases de preparación del terreno un periodo clave del cultivo para estimar la

incidencia del sistema de labranza.

5.3.1.1 Muestras Alteradas

La extracción de muestras alteradas (ver figura) se realizó a una profundidad entre cero y

veinte centímetros, en cada punto de muestreo se tomó aproximadamente 1 kg de suelo

con ayuda de un palín. Las muestras se almacenaron en bolsas plásticas de cierre

hermético (debidamente rotuladas) con el fin de evitar la pérdida de humedad en el suelo

y poder ser enviadas al laboratorio para su análisis (ver figura 16).



Figura 15. Extracción de muestras alteradas. Muñoz, 2016

5.3.1 Procesamiento de muestras, análisis de los datos y parámetros.

El procesamiento de las muestras físicas y químicas, se llevó a cabo en el laboratorio de

físico-química de suelos de la Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira.

Para el análisis de los datos obtenidos se emplearon herramientas de la estadísticas

descriptiva para realizar la depuración de posibles datos dudosos, para ello se empleó el

método de t-student con una confianza del 95% para cada dato tomado por punto en

campo, y cada parámetro de las propiedades físicas y químicas calculadas en laboratorio.


Tabla 6 Resumen de propiedades del suelo seleccionadas

TIPO DE MUESTRA

INDICADOR MÉTODO

Física del suelo

Porosidad Fórmula P= (S-Sa/S)*100 S= densidad real del suelo Sa= densidad aparente del suelo

Densidad aparente Da = WSS / VS Wss: Peso de suelo secado a 105°C hasta peso constante. Vs: Volumen original de la muestra de suelo.

Humedad Horno a 105 oC

Macroporosidad MP= (1-Da-Dr)-WCC Da: Densidad aparente del suelo Dr: Densidad real del suelo Wcc: Capacidad de campo

Mesoporosidad %Wv CC -%Wv PMP WvCC: Humedad volumétrica a capacidad de campo WvPMP: Humedad volumétrica a punto de marchitez permanente.

Infiltración Método doble anillo infiltrometro

Textura Método de Bouyoucos

Química del suelo

pH Método potenciómetrico

Materia orgánica Carbono Orgánico Walhley Black

Figura 16. Procesamiento de muestras. Determinación de la textura. Medición de la

porosidad



5.4 Creación de mapas de variables físico –químicas del suelo

El protocolo que se describe a continuación usa, por tanto, las herramientas propias del

Software ArcGIS versión 10.2, el cual ofrece la posibilidad de trabajar con la función

Kriging. Ésta y otras funciones que se encuentran en la barra de herramientas

Geostatistical Analyst. El usuario podrá acceder a este grupo de herramientas a través del

menú Tools, del menú principal de ArcGIS.

Figura 17. Barra de Geostatistical Analyst acceso a los métodos de interpolación.

Fuente: Murillo, et al 2015.

5.4.1 Selección del método de interpolación

A continuación se describe el procedimiento realizado para la creación de los mapas de

las variables físicas y química medidas; es importante mencionar que esta herramienta

permite hacer una análisis estadístico de tipo descriptivo sin embargo para este trabajo

dicho análisis se realizó en el paquete estadístico R.

Este paso consiste en seleccionar el método con el que se hará la estimación de los valores

desconocidos, existen varios métodos de estimación bajo el método de interpolación

Kriging, pero se escogerá el Kriging ordinario (OK); teniendo en cuenta que es un método

basado en auto correlación espacial de las variables; lineal insesgado que busca generar

superficies continuas a partir de puntos discretos. Asume que la media, aunque

desconocida, es constante y que las variables son estacionarias y no tienen tendencias.

Permite transformación de los datos, eliminación de tendencias y proporciona medidas de

error. (Murillo, et al 2015)


Después de seleccionar el método de interpolación se crea la superficie generada con los

datos en la que se muestra la tendencia de los mismos. Se evalúa la relación espacial

entre los distintos puntos medidos en el área de estudio, a través de dos herramientas el

semivariograma y la covarianza.

El semivariograma usa un principio básico de la geografía: “ubicación cercana de los

objetos de acuerdo a su geometría”, de tal manera que los puntos que están más cerca,

generalmente tendrán una diferencia cuadrática más pequeña que aquellos más alejados,

lo cual ayuda a cuantificar la autocorrelación. Calcula la distancia y la varianza de cada par

de puntos de la muestra, los agrupa, y luego grafica la distancia promedio y la varianza

promedio de cada par de puntos de la muestra. El modelo o función es ajustado a través

de los grupos de puntos trazados y la covarianza por su parte muestra es un gráfico que

permite visualizar la misma relación entre similaridades de pares de puntos y sus

distancias. Es así como la identificación de aquellos puntos que tiene un comportamiento

atípico al conjunto de datos (Cano, 2009).

5.4.1.1 Finca El Boral


el modelo Kriging Ordinario.

Variable Modelo Nugget Sill Rango Anisotropía

MO Stable 0.00059 0.256 0.0047 No

pH Stable 0.02386 0.002889 0.0208 No

Humedad Exponencial 0.05 30 0.0047 No

Porosidad Gaussiano 18.89 5.48 0.0067 No

1) Nugget: Varianza de discontinuidad espacial debido al error de medición o

microvariabilidad.

2) Partial Sill: Umbral máximo de la semivarianza.

3) Rango: Rango de dependencia espacial donde se alcanza el umbral máximo de la

semivarianza



5.4.1.2 Finca San Ángel


el modelo Kriging Ordinario.

Variable Modelo Nugget Sill Rango Anisotropía

MO Stable 0 0.256 0.0047 No

pH Stable 0 0.002889 0.0208 No

Humedad Stable 20.32 30 0.0047 No

Porosidad Stable 0 5.48 0.0067 No

a) Nugget: Varianza de discontinuidad espacial debido al error de medición o

microvariabilidad.

b) Partial Sill: Umbral máximo de la semivarianza.

c) Rango: Rango de dependencia espacial donde se alcanza el umbral máximo de la

semivarianza.

La escogencia de estos modelos no se hizo de manera arbitraria, sino que se tuvo en

cuenta al que mejor se ajuste al semivariograma muestral. Los modelos citados son los

más usados para realizar el pronóstico de valores en puntos no muestreados.

En la estimación de los modelos es necesario definir los parámetros inicialé como el Sill,

el rango y el Nugget. Luego de contar con los parámetros iniciales de los modelos se

procede a evaluar cada uno de ellos con el fin de obtener los valores de los parámetros

finales de cada modelo, claro está que esto depende del método de ajuste que se utilice.

Una vez observado la tendencia de los datos a través del semivariograma y la covarianza

se realiza la estimación espacial de los datos, el cual tiene como objetivo la predicción de

los valore de MO, pH, porosidad y humedad en el suelo en posiciones desconocidas a

partir de los datos conocidos. Como resultado final se observa el mapa que sólo está para

el área geográfica de los datos incorporados, quedando por fuera un sector, ubicado dentro

del área de estudio sin datos estimados. Para superar esta dificultad se hace una

extrapolación, es decir, predecir valores por fuera del área cubierta por los puntos.


La extrapolación consiste en el cálculo automático de las coordenadas extremas de esta

área de influencia, ahora bien, tampoco es deseable que se haga una extrapolación que

cubra zonas por fuera del área de estudio, con lo cual se debe hacer un corte (clip), para

que los datos que se presenten solo se visualicen en el área geográfica de interés. Una

vez realizado el corte se realiza la configuración de los mapas se obtiene como producto

final para este estudio ocho mapas, que muestran la tendencia espacial de la variables

medidas en campo en las fincas con diferentes sistemas de labranza.

6. Resultados y Discusiones

En este capítulo se presentan inicialmente los resultados del análisis de las propiedades

físicas, químicas evaluadas, con el fin de observar si dichas propiedades comparadas con

el tratamiento establecido presentan diferencias significativas por medio del modelo

estadístico aplicado.

Posteriormente se presenta el desempeño del modelo geoestadístico implementado y que

tiene como fin la generación de mapas como base fundamental para la toma de decisiones

a futuro y que permita a su vez la aplicación de nuevas herramientas en el estudio del

recurso fundamental de la investigación en este caso el suelo de la región del Casanare.

6.1 Análisis exploratorio.

A continuación se presenta un análisis exploratorio de datos de los parámetros químicos:

pH y materia orgánica por tratamiento. Y los parámetros físicos: humedad, densidad

aparente, macroporosidad, mesoporosidad, microporosidad y porosidad por tratamiento.

En la Tabla 10 se muestra el resumen de estadísticas descriptivas del pH por tratamiento,

se observa un promedio más alto en el tratamiento 1 con 4.54

Tabla 9 Estadísticas descriptivas del pH por tratamiento. (DE: Desviación estándar. CV: Coeficiente de variación)

Tratamiento n Promedio DE Mediana Mínimo Máximo CV%

1 72 4.54 0.24 4.51 3.87 5.19 5.29

2 74 4.75 0.24 4.73 4.2 5.61 5.05



Figura 19. Comportamiento del pH por tratamiento

En la figura 19 se muestra el comportamiento del pH por tratamiento, se observa valores

medianos más altos en el tratamiento 2, mientras que el tratamiento 1 presentó los valores

de pH más bajos.

En la Tabla 11 se muestra el resumen de estadísticas descriptivas de la materia orgánica

por tratamiento, se destacan promedios más altos en el tratamiento 1 con 3.13 y también

una mayor dispersión con 31.63% en este tratamiento.

Capítulo 6. Resultados y Discusión 67

Tabla 10 Estadísticas descriptivas de la Materia Orgánica por tratamiento.


1 72 3.13 0.99 3.19 0.95 5.19 31.63

2 74 2.71 0.81 2.87 0.65 5.31 29.89

En la figura 20 se observa el comportamiento de la materia orgánica por tratamiento, se

destacan valores altos de materia orgánica en el tratamiento 1; dispersiones más altas en

el tratamiento 1 y 2. Finalmente, todos los tratamientos tuvieron valores atípicos tanto por

debajo como por encima de la distribución de la materia orgánica.

Figura 20. Comportamiento de la Materia Orgánica por tratamiento

En la Tabla 12 se muestra el resumen de estadísticas descriptivas de la humedad por

tratamiento, se destaca el tratamiento 2 presentó mayor variabilidad en la humedad con

valores de 27.58%, pero la menor humedad promedio fue del tratamiento 2 con un valor

con 30.97.



Tabla 11 Estadísticas descriptivas de Humedad por tratamiento.


1 72 34.12 5.03 35 20 44 14.74

2 74 30.97 8.54 31.5 12 59 27.58

En la figura 21 se observa el comportamiento de la Humedad por tratamiento, se destacan

valores centrales similares en todos los tratamientos y una mayor variabilidad en la

humedad del tratamiento 2.

Figura 21. Comportamiento de la Humedad por tratamiento

En la Tabla 13 se muestra el resumen de estadísticas descriptivas de la densidad aparente

por tratamiento, se observa un mayor promedio en el tratamiento 2.


Tabla 12 Estadísticas descriptivas de la Densidad Aparente por tratamiento.


1 72 1.51 0.12 1.51 1.19 1.79 7.95

2 74 1.55 0.13 1.57 0.99 1.84 8.39

En la figura 22 se observa el comportamiento de la densidad aparente por tratamiento, se

observa comportamientos similares entre los dos tratamientos, aunque en el tratamiento 2

se observa mayor densidad aparente en el tratamiento 2, la dispersión entre los

tratamientos se mantienen similares y se denotan mayor puntos atípicos en el tratamiento

2 por debajo de los valores centrales de la densidad aparente.

Figura 22. Comportamiento de la Densidad Aparente por tratamiento.

En la Tabla 6 se muestra el resumen de estadísticas descriptivas de la macroporosidad

por tratamiento. Se destaca que el tratamiento 1 presentó mayores niveles promedios de

macroporosidad con 8.01 y el tratamiento 2 la mayor variabilidad con un valor de 48.03%.



Tabla 13 Estadísticas descriptivas de la Macroporosidad por tratamiento.


1 72 8.01 3.29 7.42 3.09 18.73 41.07

2 74 6.85 3.29 5.55 1.68 18.06 48.03

En la figura 23 se observa el comportamiento de la macroporosidad por tratamiento, los

valores centrales fueron mayores en el tratamiento 1, la dispersión es mayor en el

tratamiento 2 y se denotan valores atípicos por encima en los tres tratamientos.

Figura 23. Comportamiento de la Macroporosidad por tratamiento

En la Tabla 7 se muestra el resumen de estadísticas descriptivas de la mesoporosidad,

se destaca valores superiores en el tratamiento 2 con 9.21 y mayor variabilidad en este

tratamiento con un valor de 37.24%.


Tabla 14 Estadísticas descriptivas de la Mesoporosidad por tratamiento.


1 72 6.67 2.22 6.04 2.08 11.65 33.28

2 74 9.21 3.43 9.38 2.44 18.81 37.24

En la figura 24 se observa el comportamiento de la mesoporosidad por tratamiento,

presenta mayores valores centrales en el tratamiento 2 mientras que el tratamiento 1

presentó los menores niveles de mesoporosidad. El tratamiento 2 también se destaca por

su mayor variabilidad en estos parámetros y valores atípicos por encima de la distribución

de este parámetro.

Figura 24. Comportamiento de la Mesoporosidad por tratamiento.

En la Tabla 16 se muestra el resumen de estadísticas descriptivas de la microporosidad,

se denotan valores promedios similares en el tratamiento 1 con 32.02 y tratamiento 2 con

32.06, mientras que la variabilidad de la microporosidad fue similar entre el tratamiento 1

con 23.77% y tratamiento 2 con 23.26%.



Tabla 15 Estadísticas descriptivas de la Microporosidad por tratamiento.


1 72 32.02 7.61 33.37 10.27 51.91 23.77

2 74 27.99 6.51 27.68 15.59 40.77 23.26

En la figura 25 se observa el comportamiento de la microporosidad por tratamiento, se

denotan comportamientos similares en el tratamientos 1, mientras que el tratamiento 2 se

presentó valores menores de microporosidad, no obstante, mostro igual dispersión que los

otros tratamientos.

Figura 25. Comportamiento de la Microporosidad por tratamiento.

En la Tabla 17 se muestra el resumen de estadísticas descriptivas de la porosidad, se

denotan mayores valores promedios en el tratamiento 3 con 48.59 y mayor dispersión en

el tratamiento 1 con 11.82%.


Tabla 16 Estadísticas descriptivas de la Porosidad por tratamiento.


1 72 46.72 .52 47 35 62 11.82

2 74 44.09 5.64 43 34 59 12.79

Figura 26. Comportamiento de la Porosidad por tratamiento

6.2 Resultados Objetivo Específico Número 1

En este capítulo se presentan inicialmente los resultados del análisis de las propiedades

físicas, químicas evaluadas, con el fin de observar si dichas propiedades comparadas de

acuerdo con el tratamiento establecido presentan por medio del modelo estadístico

diferencias significativas.

Posteriormente se presenta el desempeño del modelo geo estadístico implementado y que

tiene como fin la generación de mapas como base fundamental para la toma de decisiones

a futuro y que permita a su vez la aplicación de nuevas herramientas en el estudio del

recurso fundamental de la investigación en este caso el suelo de la región del Casanare.



6.2.1 Análisis de Propiedades Químicas pH y materia orgánica comparación entre fincas

Con el fin de dar respuesta a los objetivos planteados en la investigación, a continuación

se relacionan los alcances logrados en la medición de las variables fisicoquímicas de los

suelos arroceros en los llanos del Casanare.

En la Tabla 9 se muestra los resultados del ANOVA del pH, se observa que hubo

diferencias significativas debido a los tratamientos (p<0.05), es decir, que hay una

variación importante en los niveles de pH por tratamiento.

Tabla 17 ANOVA del pH.

Fuente de

Variación

Grados de

libertad

CS CM F Valor P

Tratamiento 2 1.796 0.8979 12.81 5.52E-06

Error 217 15.21 30.0701

En la Tabla 19 se muestran las comparaciones múltiples por tratamiento para el pH, se

observan diferencias significativas entre los tratamientos 1 y 2 (p<0.05).

Tabla 18 Comparaciones múltiples para el pH por tratamiento.

Comparación Diferencia Límite inferior Límite superior Valor P

2-1 0.20 0.10 0.31 0.00

Estas diferencias significativas presentadas por los tratamientos, se relacionan con los

procesos degradativos del suelo; en este caso son un factor determinante para la pérdida

de características productivas, esto a su vez ligado con el cambio y la reducción de la

capacidad, mejoramiento y sostenibilidad agropecuaria (Amézquita, 1994). De acuerdo

con los resultados obtenidos en el caso de la finca el Boral con arroz riego intermitente el


rango de pH (4,457-4,931) se logra determinar que la característica asociada a este

proceso implica la acidificación de los suelos.

Así mismo se pueden enlistar la relación que existe entre cada una de las propiedades del

suelo y su efecto en los procesos degradativos De esta manera se logra comprobar lo

citado por (Preciado, G. L.. 1998) en Casanare Colombia, los cambios en las diferentes

propiedades es debido al uso indiscriminado de la maquinaria agrícola de forma

permanente por más de 20 años de explotación en las áreas dedicadas al cultivo del arroz.

Por consiguiente la degradación del medioambiente está íntimamente relacionada con las

propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos, las que desencadenan una serie

de complejos procesos, interrelacionados con un gran número de factores bióticos y

abióticos. (Véase tabla No 20).

Tabla 20 Procesos degradativos del suelo. Fuente: (Ciencia del Suelo, Principios Básicos,

Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo. Bogotá, Colombia 2010)

Procesos degradativos

Erosión

acelerada

Compactación del

suelo

Acidificación Degradación

biológica

Textura

Contenido de

M.O.

Densidad aparente

Infiltración

Porosidad

pH Contenido de M.O.

Tabla 21 Cambios en las diferentes propiedades del suelo a través del tiempo. Fuente:

(Ciencia del Suelo, Principios Básicos, Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo.

Bogotá, Colombia 2010)

Propiedades Físicas Tiempo de uso en años

0 años 20 años

Densidad aparente (gr/cm3) 1,06 1,54

Porosidad total (%) 62,81 41,13

Volumen de macroporos (%) 10,35 5,62

Infiltración (mm/h) 592,35 3,64



El cambio en años del uso del suelo, ha conllevado a los procesos degradativos, lo cual se

ve reflejado con base a los resultados obtenidos y cuales se citan en la publicación hecha

por la Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo para el año 2010.

6.2.2 Materia orgánica

La labranza convencional genera degradación física, química y biológica del suelo. (Rojas,

A 2002). La finca el Boral con arroz bajo inundación, acompañada de una labranza

intensiva ha producido un deterioro del contenido de materia orgánica, debido a que el tipo

de suelo y textura presentan una disminución cercana al 50% de su nivel original.

En la Tabla 11 se muestra los resultados del ANOVA del Materia Orgánica, se observa que

hubo diferencias significativas debido a los tratamientos (p=0.00387), es decir, que hay

una variación significativa en la distribución del MO debido a los tratamientos.

Tabla 19 ANOVA del Materia Orgánica.

Fuente de

Variación

Grados de

libertad

CS CM F Valor P

Tratamiento 2 7.86 3.93 5.96 0.00387

Error 217 149.58 0.69

En la Tabla 12 se muestran las comparaciones múltiples por tratamiento para el Materia

Orgánica, se destacan diferencias significativas entre los tratamientos 1 y 2 (p=0.01)

Tabla 20 Comparaciones múltiples para el Materia Orgánica por tratamiento.


1-2 0.42 0.09 0.74 0.01


Reicosky y Saxton afirman que mientras la agricultura de labranza convencional genera

gases de efecto invernadero; la de labranza mínima, los reduce, por consiguiente

almacena materia orgánica y reduce la oxidación de la ya existente en el suelo.

Es por eso que el tránsito de maquinaria agrícola en el cultivo de arroz compacta el suelo

y lo degrada; lo cual afecta la sostenibilidad y productividad del suelo y el cultivo por la

pérdida de agua y aire, y esto disminuye el desarrollo radical (Rodríguez y Valencia, 2012).

6.2.3 Análisis de Propiedades físicas. Infiltración, humedad, porosidad (macro, meso y microporosidad)

Con base en las pruebas de infiltración realizadas, se logra determinar que existe un

problema de orden físico el cual está asociado con labranza que restringen o causan

disminución en los rendimientos de los cultivos en los suelos. Parar el caso de la finca el

Boral los valores mínimos de lámina de agua infiltrada permite evidenciar que se está

originando un proceso de compactación debido a un impedimento mecánico.

Para poder visualizar de manera clara y precisa, y lograr la confirmación de la existencia

de un impedimento mecánico por efecto de la compactación, también se realizaron

pruebas de infiltración en cada una de las fincas.

6.2.3.1 Prueba de Infiltración

Las pruebas de infiltración se llevaron a cabo para conocer el proceso que considera el

movimiento vertical del agua en el suelo, estrechamente relacionada con los procesos de

capilaridad y de las fuerzas asociadas con la adhesión y la cohesión de las partículas del

suelo (Forero, 2000). Depende de las características intrínsecas del medio, como el

contenido de materia orgánica, la porosidad, la textura, la densidad aparente y el contenido

de agua, entre otros (Chowdary et al. 2006; Diamond & Shanley, 2003; Rodríguez-Vásquez

et al. 2008).

La relación de las pruebas de infiltración con las propiedades físicas medidas permitirá

establecer la importancia que han tomado dichos procesos desde hace varias décadas,

esto debido a que la determinación de esta característica física del suelo permite conocer

el tiempo necesario para aplicar la lámina de riego requerida, la lámina infiltrada



acumulada, la intensidad con debe aplicarse la lámina de riego, así como el gasto que

debe emplearse una vez alcanzada la velocidad de infiltración estabilizada. Los modelos

utilizados para estimarla fueron (Kostiakov, 1932 y el ajuste del mismo mediante Philip,

1957).

6.2.3.1.1 Hacienda San Ángel

Tabla 21 Datos Finca San Ángel

Tiempo (min)

Lectura (cm)

Δ Tiempo (min)

Δ Lam cil. (mm)

V. Instantanea (mm/min)

(Z) Lam acum

cil.(mm) Tiempo

acum (min)

0 6,9 0 0 0 0,00 0,0

1 6,7 1 2 2,00 2,00 1,0

2 6,6 1 1 1,00 3,00 2,0

3 6,5 1 1 1,00 4,00 3,0

4 6,4 1 1 1,00 5,00 4,0

5 6,35 1 0,5 0,50 5,50 5,0

10 6,2 5 1,5 0,30 7,00 10,0

15 6,05 5 1,5 0,30 8,50 15,0

20 6 5 0,5 0,10 9,00 20,0

30 5,8 10 2 0,20 11,00 30,0

45 5,7 15 1 0,07 12,00 45,0

60 5,6 15 1 0,07 13,00 60,0

75 5,4 15 2 0,13 15,00 75,0

105 5,3 30 1 0,03 16,00 105,0

135 7,15 30 1,5 0,05 17,50 135,0

180 7 45 1,5 0,03 19,00 180,0

225 6,85 45 1,5 0,03 20,50 225,0


Figura 27. Lámina Acumulada Lámina Acumulada San Ángel

Figura 28. Ajuste modelo Philip hacienda San Ángel

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0

Vel.

in

st.

(m

m/m

in)

Tiempo acum (min)

Vel. instantanea Vs tiempo acumulado



Tabla 22 Datos Finca el Boral

Tiempo

(min) Lectura (cm)

Δ Tiempo (min)

Δ Lam (mm)

V. Instantanea (mm/min)

Lam acum

cil.(mm)

Tiempo acum (min)

V. acumulada (mm/min)

0,01 6,9 0,01 0 0 0,00 0,0 0

1 6,7 1 2 2,02 2,00 1,0 2,02

2 6,6 1 1 1,00 3,00 2,0 3,02

3 6,5 1 1 1,00 4,00 3,0 4,02

4 6,4 1 1 1,00 5,00 4,0 5,02

5 6,35 1 0,5 0,50 5,50 5,0 5,52

10 6,2 5 1,5 0,30 7,00 10,0 5,82

15 6,05 5 1,5 0,30 8,50 15,0 6,12

20 6 5 0,5 0,10 9,00 20,0 6,22

30 5,8 10 2 0,20 11,00 30,0 6,42

45 5,7 15 1 0,07 12,00 45,0 6,49

60 5,6 15 1 0,07 13,00 60,0 6,55

75 5,4 15 2 0,13 15,00 75,0 6,69

105 5,3 30 1 0,03 16,00 105,0 6,72

135 7,15 30 1,5 0,05 17,50 135,0 6,77

180 7 45 1,5 0,03 19,00 180,0 6,80

225 6,85 45 1,5 0,03 20,50 225,0 6,84

Figura 29. Lamina acumulada Finca el Boral


Figura 30. Ajuste modelo Philip finca el Boral

6.3 Infiltración

La velocidad de infiltración del agua en el suelo es un aspecto de gran importancia para el

diseño y explotación de los sistemas de riego en general y para el riego superficial en

particular. La determinación de esta característica física del suelo permite conocer el

tiempo necesario para aplicar la lámina de riego requerida, la lámina infiltrada acumulada,

la intensidad con debe aplicarse la lámina de riego, así como el gasto que debe emplearse

una vez alcanzada la velocidad de infiltración estabilizada.

El uso indiscriminado de los diferentes sistemas de preparación está ocasionando

compactación a diferentes profundidades del suelo, lo que ha provocado deformaciones y

restricciones del sistema radical de las plantas (Haffer, A. A, 1998). La compactación que

se produce en los suelos dedicados a la producción del arroz es un fenómeno muy

frecuente, por el empleo de las diferentes técnicas agrícolas para favorecer el porcentaje

y = 13,266x0,4036

R² = 0,9789

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

22,00

0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000

La

m a

cu

m (

mm

)

Tiempo acum (h)

Lamina acumulada Vs tiempo acumulado



de germinación, lo que conlleva a la presencia de altas concentraciones de cloro (Cl -)

debido al lento movimiento del agua a través de los poros. (Castillo, L. A, 1999)

En el caso de la finca el Boral, arroz riego intermitente, cuando se realiza la labor de

fangueo (Castillo, L. A, 1999). El grado de compactación aumenta como consecuencia de

la destrucción de los macroporos del suelo debido al empleo de maquinaria agrícola en

condiciones de inundación, por lo que existe correlación entre el estado físico del suelo y

el desarrollo morfofisiológico de la planta (Castillo, L. A, 2000).

Suelos que no son tocados por implementos de labranza presentan alta resistencia a la

erosión, aunque propician la escorrentía. Es necesario por lo tanto buscar una condición

de equilibrio entre infiltración y escorrentía en suelos susceptibles a erosión, la cual se

puede lograr con el uso apropiado de implementos de labranza. - Escorrentía y erosión

Las principales propiedades físicas de los suelos que son afectadas por sistemas

inapropiadas de labranza (intervención humana) son aquellas que tienen que ver con el

comportamiento volumétrico del suelo, tales como porosidad total y distribución de tamaño

de poros, propiedades íntimamente ligadas a la estructura del suelo. Por lo tanto, los

procesos degradativos pueden aparecer debido a cualquier cambio en la distribución de

tamaño de agregados, en la estabilidad estructural como consecuencia de la labranza,

afecta la infiltración, la capacidad de almacenaje de agua por el suelo, la penetración y

crecimiento de las raíces, por afectar la distribución de tamaño de los poros.

El sellamiento superficial producto del desmoronamiento de los agregados y del

desprendimiento y salpicadura de partículas (Le Bissonnais, 1996), es otro gran problema

en los Llanos que está asociado con labranza.

6.4 Porosidad

La preparación del suelo en cultivares de arroz es bastante importante. Los planteamientos

de Ruiz, M.; Díaz, G.; y Polón, R (2005) explican que la irrigación, la fertilización, la

mecanización agrícola y otras actividades desequilibradas en el cultivo de arroz, generan

compactación del suelo, erosión y malos drenajes. El estudio evidencia disminución de la

porosidad en cultivos de arroz por las diferentes labores del cultivo que repercuten en un


mal drenaje y pérdida de su estabilidad, entonces se propone un manejo integrado del

cultivo desde la siembra hasta la cosecha.

En la Tabla 26 se muestra los resultados del ANOVA de la Macroporosidad, se observan

diferencias significativas entre los tratamientos (p=3.15E-07).

Tabla 23 ANOVA de la Mesoporosidad.

Fuente de

variación

Grados de

libertad

SC CM F Valor P

Tratamiento 2 258 128.98 16.5 3.15E-07

Error 217 1744 8.03

En la Tabla 27 se muestran las comparaciones múltiples por tratamiento para la

Mesoporosidad, se destacan diferencias significativas entre los tratamientos 2 y 1 (p<0.05).

Tabla 24 Comparaciones múltiples para la Mesoporosidad por tratamiento.


2-1 2.54 1.43 3.64 0.00

En la Tabla 28 se muestra los resultados del ANOVA de la Microporosidad, se observan


Tabla 25 ANOVA de la Microporosidad.

Fuente de

variación

Grados de

libertad

SC CM F Valor P

Tratamiento 2 804 402.1 9.175 1.50E-04

Error 217 9511 43.8




Microporosidad, se destacan diferencias significativas entre los tratamientos 1 y 2 (p<0.05)

Tabla 26 Comparaciones múltiples para la Microporosidad por tratamiento.


1-2 4.03 1.44 6.61 0.000

En la Tabla 30 se muestra los resultados del ANOVA de la Porosidad, se observan


La disminución en el volumen de macroporos, por efecto de un uso no apropiado a las

condiciones del suelo, disminuye todos los flujos que tienen que ver con agua y aire en el

suelo, afectando negativamente la conductividad hidráulica, la infiltración y la

permeabilidad del aire. También se afectan otras propiedades como resistencia tangencial

al corte y penetrabilidad, las cuales aumentan sus valores.

Tabla 27 ANOVA de la Porosidad.

Fuente de

variación

Grados de

libertad

SC CM F Valor P

Tratamiento 2 756 3778.1 12.73 5.94E-06

Error 217 6447 29.7

En la Tabla 31 se muestran las comparaciones múltiples por tratamiento para la Porosidad,

se destacan diferencias significativas entre los tratamientos 1 y 2 (p=0.01).

Tabla 28 Comparaciones múltiples para la Porosidad por tratamiento.


1-2 2.63 0.50 4.76 0.01


Condiciones de baja aireación, pueden crearse por uso excesivo de la maquinaria agrícola,

el cual puede conducir a una disminución gradual de macroporos, cuya presencia es

indispensable para el movimiento del aire en el suelo. (Preciado, 1997).

En Colombia, se realizó un estudio que consistió en la siembra de arroz durante tres años

consecutivos bajo tres sistemas de manejo de suelo diferentes, demostrándose que el

fangueo disminuye la porosidad total, reduce el agua disponible para las plantas, aumenta

el deterioro de la estructura del suelo e induce a la compactación, factores estos que

afectaron algunas características agronómicas del cultivo, tales como el desarrollo

radicular y el macollamiento e incrementa la susceptibilidad al acamado. (Blanco, S. J.

1996).

Este mismo autor analizando los efectos de los sistemas de manejo sobre las propiedades

físico - químicas del suelo, encontró que el fangueo originó una acelerada degradación de

las características químicas del suelo, debido a que, el uso intensivo del Rotovator y los

altos volúmenes de agua utilizados durante la preparación, causaron fuerte lavado de las

bases intercambiables y un acentuado proceso de acidificación.

Entonces, los procesos degradativos pueden en este caso se promover la erosión, la

salinización, la compactación; como también el desequilibrio químico por uso excesivo e

inadecuado de fertilizantes (Buschiazzo et al. 2009.; Castro, C et al. 2010.; Sanchez, S et

al. 2011.; Andreu, R et al. 2012)

6.5 Humedad

El almacenamiento del agua en el suelo, también depende de la labranza que se dé al

suelo en profundidad. Entre más profunda sea la preparación del suelo, mayor es su

capacidad de almacenamiento de agua. Un suelo preparado a 10 cm de profundidad con

rastra, dispondrá solo de la porosidad disponible en esos 10 cm para almacenar agua. Un

suelo preparado a 25 cm tendrá igualmente la porosidad disponible a 25 cm de profundidad

para almacenamiento de agua. Por lo tanto, la capacidad de almacenamiento de agua por

el suelo puede ser manejada con la labranza (Reichardt, 1985; Amézquita, 1998).



Para que un suelo cumpla con su función de reservorio de agua es necesario que se

cumplan tres condiciones: (a) que buena parte del agua lluvia penetre al suelo, (b) que el

suelo tenga buena capacidad de almacenamiento de agua en la zona de crecimiento de

raíces y (c) que el suelo posea suficiente capacidad de conducción de agua cuando la

demanda evaporativa sea alta. Estas condiciones son afectadas directamente por la

labranza (Amézquita, 1981; Amézquita et al, 1997; Orozco, 1991).

En la Tabla 32 se muestra los resultados del ANOVA de la Humedad, se observa que hubo

diferencias significativas debido a los tratamientos (p=0.000298), es decir, que hay una

variación significativa en la distribución de la Humead debido a los tratamientos.

Tabla 29 ANOVA del Húmedad.

Fuente de

variación

Grados de

libertad

SC CM F Valor P

Tratamiento 2 804 402.2 8.43 0.000298

Error 217 10354 47.7


Humedad, se destacan diferencias significativas entre los tratamientos 1 y 2 (p=0.02)

Tabla 30 Comparaciones múltiples para la Humedad por tratamiento.


1-2 3.15 0.45 5.85 0.02

En la Tabla 34 se muestra los resultados del ANOVA de la Densidad Aparente, se

observa que hubo diferencias significativas debido a los tratamientos (p=0.014)


Tabla 31. Resultados del ANOVA de la Densidad Aparente

Fuente de

variación

Grados de

libertad

SC CM F Valor P

Tratamiento 2 0.145 0.07235 4.354 0.014

Error 217 3.606 0.01662

Comparación Diferencia Límite inferior Límite superior Valor p

2-1 0.04 -0.01 0.09 0.10

6.6 Resultados Objetivo Especifico Numero 2

Para dar cumplimiento al objetivo número 2, se llevó a cabo la elaboración y diseño de

mapas con base en la información obtenida en la medición de las variables estudiadas en

la investigación sobre la degradación del suelo, para el caso específico de la incidencia del

arroz y la labranza al cual es sometido el recurso en los llanos del Casanare.






oportuna, y minimizar el uso de combustibles.













Las tablas de datos y la georreferenciacion de los puntos por medio del GPS, permiten

generar una línea base de información para ser sometida a evaluación por parte del gremio

arrocero, esto debido a la importancia del sistema de producción agrícola en esta región

del país. La toma de decisiones es un factor fundamental y las principales aplicaciones del

SIG es llevar al usuario a una visualización clara del objetivo de estudio a través de su uso

y aplicación. En este caso los SIG aplicados a los llanos del Casanare solo se han

efectuado para uso del suelo y caracterizaciones puntuales de recursos naturales, a la

fecha aún no existen diseños representativos sobre el manejo y conservación del suelo,

siendo este un factor fundamental pues la región se caracteriza no solo por la producción

agrícola, en gran medida existen la explotación pecuaria y de hidrocarburos.

A continuación se ilustran los mapas diseñados para las propiedades físico químicas

estudiadas en la investigación, esto con el fin de llevar la georreferenciación y zonificación

del área de estudio en las dos fincas y de acuerdo al sistema de producción desarrollado,

finca San Ángel arroz secano y finca el Boral arroz riego intermitente.

(a) Finca San Ángel

Figura 18 Humedal finca San Ángel


En este caso es importante desatacar el tratamiento de arroz secano que presenta la finca

San Ángel, para que exista la aceptación de agua lluvia por parte del suelo es necesario

la presencia de los agregados superficiales estables, los cuales no se deben romper

cuando reciban el impacto de las gotas de agua lluvia. Al existir un exceso de labranza se

conduce a un sellamiento y encostramiento superficial fenómenos que impiden o

disminuyen drásticamente el ingreso del agua al suelo originando suelos secos. A través

de la elaboración del mapa se evidencia la distribución del contenido de humedad, en este

caso se aprecia que los valores se encuentran dentro del rango para un suelo franco

arcilloso (25,2-36,43). Pero también se observa que se mantiene solo en una parte del

área experimental con lo cual se determina que el almacenamiento del agua en el suelo,

también depende de la labranza que se aplica. Para el productor es un avance significativo

tener referenciado su área de producción esto debido a que a futuro la toma de decisiones

para los diversos procesos que se requieren para el uso del recurso con fines agrícolas se

puede realizar de una manera más eficiente, en tal caso se llegaría incluso a implementar

una agricultura de precisión.

Figura 19 Humedad finca El Boral



La finca el Boral también presente un rango aceptable de contenido de humedad según lo

citado en la literatura para suelos franco arcillosos a capacidad de campo entre el (25-

35%), a diferencia de la finca San Ángel en el mapa diseñado se aprecia como la humedad

presenta un descenso es decir solo pequeñas porciones del área experimental presentan

valores ideales. El riego intermitente que presenta la finca el Boral implica la inundación de

este suelo para su uso en la producción del arroz, a su vez existen otras implicaciones que

se deben tener en cuenta y que pueden llevar a la afectación, tal es el caso que la

inundación de los suelos arroceros proporciona un ambiente favorable para las bacterias

anaerobias, produciéndose así cambios bioquímicos variados y numerosos; estos cambios

en la flora causan modificaciones bioquímicas en el suelo, que determinan en gran medida

la fertilidad, además de provocar el fenómeno de solubilización, mineralización,

inmovilización, oxidación y reducción (López 1991).

Figura 20 Materia orgánica finca El Boral

La materia orgánica del suelo cumple una función vital para el equilibrio y dinámica de las

propiedades químicas, físicas y biológicas. Se puede considerar que un suelo con bajo


contenido de materia orgánica y de baja calidad, es un suelo sin vida y de baja

productividad en condiciones naturales. Para el objeto de este estudio se puede decir que

los sistemas actuales de producción están conllevando a la disminución de la propiedad

en mención y la perdida de esta en los suelos llaneros conduce rápidamente a procesos

severos de degradación.

Esto debido a los valores obtenidos en la medición de la materia orgánica (1,66%-3,32%)

que corresponde a monocultivo de arroz, mientras que al estar uso del suelo con pastos

mejorados o bosque nativo se obtiene valores hasta del 4,5%. Según lo citado por (forero

et al 1998).

Figura 21 Materia orgánica finca San Ángel

En la representación diseñada para la finca San Ángel se obtuvo un rango de materia

orgánica entre los (1.85%-3.73%). Continuando con la discusión de la disminución de esta

propiedad la pérdida gradual de materia orgánica, es la causa principal de los problemas

de compactación y perdida de porosidad del suelo, por lo tanto se establece la relación

íntima que existe entre cada una de las propiedades medidas y los procesos degradativos



que el suelo puede llegar a sufrir. A su vez las estrategias para lograr un mejoramiento de

condiciones por medio de la aplicación e incorporación de materiales orgánicos puesto que

en repetidas ocasiones la soca sobrante de la cosecha del grano no es incorporada como

material vegetal sino que por el contrario se quema.

Se evidencia entonces de acuerdo a lo citado por (Muñoz 1994) que algunas de las causas

que inciden en el agotamiento de la materia orgánica son las malas practica de preparación

del suelo, la quema de residuos de cosecha.

Así mismo según (Pla 1994), los procesos de degradación del suelo se inician

generalmente con descensos en los niveles de materia orgánica y en la actividad biológica,

con efectos desfavorables en la estructura del suelo, especialmente sobre los atributos

funcionales de los poros para conducir y retener agua y para facilitar el desarrollo de raíces.

El deterioro se manifiesta a través de problemas interrelacionados como sellado superficial,

compactación del suelo, escaso desarrollo radicular, pobre drenaje, estrés por sequía,

excesiva escorrentía y erosión acelerada.

Figura 22 pH finca el Boral


Las implicaciones que se pueden desencadenar o las consecuencias que trae consigo una

escala de pH acida como es el caso de la zona experimental para la finca el Boral se

establece un rango de (4.457-4.931). De acuerdo con la literatura cualquiera que sea el

pH del suelo después de inundado llega en tres semanas, a valores entre 6.5 y 7.5 los

cuales se mantienen durante la inundación. En este caso los valores obtenidos aún siguen

siendo ácidos, por tanto los procesos degradativos a los cuales se puede llevar al suelo

pueden estar relacionados con la inundación del mismo y al aplicar el fangueo el uso de

altos volúmenes de agua utilizados durante la preparación, causan un fuerte lavado de las

bases intercambiables y un acentuado proceso de acidificación, comprobado según lo

citado por (Blanco S.J. 1996)

Figura 23 pH finca San Ángel

La aplicación de mejoradores para controlar la alta acidez que presentan los suelos de los

llanos se han investigado para llevar a la creación de una capa arable en la altillanura. En

el caso de la finca San Ángel donde se establece un rango de pH (4.31-4.77) el

comportamiento del arroz secano seria de mejores resultados en cuanto a la propiedad



mencionada si se llevara a cabo una mezcla entre el arroz y una pastura mejorada. La

presencia de la acidez está muy acentuada y se puede observar en el mapa. Es importante

en este caso que el propietario realice una valoración y se tomen decisiones al respecto

de lo contrario se vería afectado no solo a nivel productivo sino en términos de fertilidad

del suelo.

Ante el arroz secano hay situaciones que pueden mejorarse con evidencias de centros de

investigación como el International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) y el

International Rice Research Institute (IRRI) que reportan que “agricultores de arroz no

anegado en Bangladesh solo desyerbaron dos veces en lugar de tres como con la labranza



en el 2009”. Es así como el IRRI afirma que el sistema con labranza mínima aumenta los

contenidos de oxígeno y evita la producción de metano; la anterior afirmación basados en

investigaciones en Indonesia que demuestran que se disminuye la erosión del suelo, el

cambio climático, y aumentan la productividad del cultivo de arroz.

Figura 24 Porosidad finca el Boral


El uso inadecuado de prácticas conlleva a la generación de estados negativos en el suelo

que afecta la sostenibilidad agrícola del mismo. Los espacios porosos del suelo son pieza

fundamental para el flujo del agua y el almacenamiento de la misma. Una labranza

inapropiada trae cambios que al modificar los agregados del suelo afectan la infiltración y

a la capacidad de almacenamiento de agua en el suelo.

El laboreo continuo para la preparación del suelo en condiciones de riego intermitente

como el caso de la finca el Boral, influye decisivamente en el aceleramiento de los procesos

de degradación ya que se desagregan las partículas y se destruye la cubierta natural del

suelo.

Por otro lado cuando se realiza el fangueo, el grado de compactación aumenta como

consecuencia de la destrucción de los macroporos del suelo, debido al empleo de

maquinaria agrícola en condiciones de inundación, por lo que existe correlación entre el

estado físico del suelo y el desarrollo morfofisiológico de la planta (Castillo L.A. 1999)

En cultivos anegados como el arroz, existe evidencia que el encharcamiento puede

generar circulación de agua hacia abajo, lo que provoca la lixiviación de las sales y

nutrientes; como perdida de partículas finas (arcilla y limo). Ese hecho de permanecer en

condiciones de alto encharcamiento, genera falta de aire por ende cambios en la materia

orgánica y en el terreno, además de volverlo acido; que quizá no sea problema para este

cultivo, pero si se está generando un daño al suelo promoviendo su degradación y

haciéndolo improductivo para otro tipo de cultivos. (Krüger H 1992).



Figura 25 Porosidad finca San Ángel

El comportamiento de la porosidad total varía dependiendo del uso del suelo con respecto

al tiempo, el uso de la labranza en este caso puede modificar el porcentaje de los

macroporos dependiendo de la profundidad a la cual se aplique la preparación del terreno.

El hecho de que el volumen de macroporos haya disminuido es un indicativo de

degradación de suelos por efecto del uso y del manejo y puede ser la causa del abandono

de los lotes, porque ya el agua no puede penetrar y los suelos pierden su capacidad de

aireación y de permitir el desarrollo de las raíces.

La disminución en el volumen de macroporos, por efecto de un uso no apropiado a las

condiciones del suelo, disminuye todos los flujos que tienen que ver con agua y aire en el

suelo, afectando negativamente la conductividad hidráulica, la infiltración y la

permeabilidad del aire. También se afectan otras propiedades como resistencia tangencial

al corte y penetrabilidad, las cuales aumentan sus valores.


Sumado esto, en la producción de arroz, es evidente la utilización de nuevas tecnológicas

que alteran las propiedades físicas, químicas y biológicas, factores importantes en el

crecimiento de las plantas; es decir, una evidente degradación del agroecosistema que

podría terminar en suelos improductivos si no se corrige a tiempo. (Ruiz, M.; Díaz, G.;

Polón, R, 2005). En otras palabras cada vez, resulta más evidente que las diversas

actividades humanas generan un índice alto de pérdida del suelo que supera

exponencialmente el de su formación, lo cual, desestabiliza peligrosamente, el equilibrio

natural.

7. Conclusiones y Recomendaciones

7.1 Conclusiones

Con base en la investigación realizada a continuación se establecen los aspectos más

relevantes para la conclusión de los resultados obtenidos en una región de suma

importancia para la sostenibilidad de nuestro país los Llanos Orientales.

(1) En primer lugar con base en los resultados obtenidos se logra establecer que si existe

una degradación físico-química en cultivos de arroz ya sea en secano o riego

intermitente y que dicho proceso está ligado a las labores realizadas por parte del

productor en la producción del grano.

(2) Por medio de la investigación se logró conocer el estado de las propiedades físicas y

químicas evaluadas y el rango de valores en los cuales se encuentran.

(3) Las diferencias significativas en la comparación de los tratamientos para la producción

del arroz permitieron determinar que si existen comportamientos entre las propiedades

medidas como el caso del pH (p<0.05)

(4) La materia orgánica es un indicador de la salud del suelo, y su efecto positivo sobre la

sostenibilidad del sistema productivo depende de su mantenimiento; en este caso los

valores obtenidos en la finca el Boral (1,66%-3,32%) que corresponde a monocultivo

de arroz, mientras que al estar uso del suelo con pastos mejorados o bosque nativo se

obtiene valores hasta del 4,5%. Según lo citado por (forero et al 1998).



(5) Existe una relación directa entre las propiedades físicas, químicas y bilógicas del suelo

y los procesos de degradación que este puede presentar como consecuencia de

actividades antrópicas en cuanto al uso de la labranza se refiere.

(6) Condiciones de baja aireación, pueden crearse por uso excesivo de la maquinaria

agrícola, el cual puede conducir a una disminución gradual de macroporos, cuya

presencia es indispensable para el movimiento del aire en el suelo.

(7) Aunque el rango del contenido de humedad se mantiene para el tipo de suelo estudiado

franco arcilloso (25%-35%), en el diseño de los mapas para las fincas estudiadas se

evidencia que los valores ideales solo se mantienen en algunas partes del área

experimental.

(8) En la escala de acidez presentada por las finca se determina que para la finca el Boral

donde se aplica riego intermitente la escala de pH sigue siendo muy baja a pesar de

estar inundada, por otro la finca San Ángel con arroz secano debería implementar la

incorporación de pasturas mejoradas para poder contralar la acidifación del suelo.

(9) Las diferencias encontradas para el volumen de los macroporos pone en evidencia que

su disminución provoca perdida de la porosidad total que junto con la preparación del

suelo ya sea secano o arroz riego intermitente se generan procesos degradativos como

el caso de la destrucción de los agregados que conllevan a la compactación.

(10) Finalmente con el diseño de los mapas se logra la entrega de información de

primera mano de una manera muy visual para que el productor en este caso tome las

decisiones respectiva y que a su vez lleve al gremio arrocero la necesidad de una base

de información que permita desarrollar en los llanos del Casanare una producción

sostenible del arroz.

(11) Existen investigaciones de la FAO que demuestran que las pérdidas de CO2 del

suelo después de hacer la labranza con arado, están asociados a perdida de materia

orgánica comparada con la labranza mínima que invierten este proceso y tienen

mejores contenidos de materia orgánica. Es por eso que los beneficios económicos y


ambientales de la labranza de conservación y de labranza cero deben ser considerados

en el desarrollo de prácticas mejoradas de manejo para una producción sostenible en

el cultivo de arroz.

7.2 Recomendaciones

(1) De conformidad con todos los resultados obtenidos y partiendo de la experiencia

de investigación vivida, así como la revisión de gran número de literatura se puede

asegurar que de acuerdo a lo dicho por (Amézquita, 1998), con el estado actual de

la región de los llanos orientales todos los esfuerzos debe ser enfocada en la

creación de una capa arable, para que exista un equilibrio entre las propiedades

físicas, químicas y biológicas y no exista ningún tipo de impedimento.

(2) Así mismo la aplicación de metodologías sostenibles son de carácter urgente la

sobreexplotación del recurso suelo, el conflicto por su uso esto evidenciado no solo

por la producción de arroz, actualmente se llevan han establecido monocultivos

como la caña de azúcar y la palma, al no existir una correcto manejo de todas las

actividades tanto agrícolas como pecuarias y si a estas se les incluye la obtención

de hidrocarburos se estaría agotando la reserva más grande de alimentos que tiene

nuestro país, es aquí donde es necesario aplicar el concepto de desarrollo

sostenible desde la ingeniería.

(3) El mejoramiento físico por medio del aumento de condiciones como la densidad

aparente, el correcto uso de implemento para labranza, el mejoramiento químico

por a través de la incorporación de material vegetal residual de la cosecha y la

elevación del contenido de materia orgánica como mejorador biológico son algunas

de las alternativas con los cuales se lleva a cabo la creación de la capa arable.

(Amézquita, 1998).

(4) En los llanos del Casanare la gran mayoría de los productores realizan su

preparación mediante 2 pases de rastra, 2 de pulidor, 1 de caballoneo y 1 de

nivelación. No es necesario moler tanto el suelo con los primeros 4 pases es por

eso que un cambio en la cultura de preparación podría beneficiar el mantenimiento

del suelo.



(5) Con el uso de herramientas tecnológicas como los SIG y los sensores remotos

cada día más populares y accesibles desde entornos web en dispositivos móviles,

y con la masificación de productos, como imágenes Landsat y Modis entre otros

programas satelitales, es posible hacer monitoreo continuo para modelar los

cultivos arroceros.

(6) La aplicación de los sistemas de información geográfica pueden complementar

adecuadamente el Censo Arrocero de cada año en la región del Llano, para generar

los análisis que permiten evaluar condiciones particulares del cultivo, como por

ejemplo: Evaluar la dinámica de áreas cultivadas a través del tiempo, conocer la

distribución espacial de las distintas variedades de arroz empleadas en el cultivo,

identificar las zonas propensas a inundaciones o zonas de riesgo, hacer

seguimiento espacial de monitoreo fitosanitario, reconocer lugares con mejor oferta

ambiental para el cultivo de arroz, identificar las áreas con mejores rendimientos

del cultivo.

A. Anexo: Publicación de productos de investigación. Artículo Científico N°1

1. "IMPACTO DE LA LABRANZA CONVENCIONAL APLICADA A CULTIVOS DE

ARROZ EN SUELOS LLANEROS". Revista I+T+C. Perteneciente a la Corporación

Universitaria Comfacauca Unicomfacauca.

En: Colombia I+T+C Investigación, Tecnología Y Ciencia ISSN: 1909-5775

ed: v.N/A fasc. p.7 - 11 ,2012.

“IMPACTO DE LA LABRANZA CONVENCIONAL APLICADA A CULTIVOS DE ARROZ

EN SUELOS LLANEROS”

David Alejandro Muñoz.1

1 Ingeniero Agrícola, Candidato a Magister en Ingeniería Ambiental, Investigador de

Colciencias, Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira, Colombia

e-mail: [email protected]

Resumen.

La degradación del suelo o de las tierras es un proceso inducido antrópico que afecta

negativamente la biofísica del suelo para soportar vida en un ecosistema, incluyendo

aceptar, almacenar y reciclar agua, materia orgánica y nutriente. Ocurre cuando el suelo

pierde importantes propiedades como consecuencia de una inadecuada utilización. Las

amenazas naturales son excluidas habitualmente como causas de la degradación del

suelo; sin embargo las actividades humanas pueden afectar indirectamente a fenómenos

como inundaciones o incendios forestales. Colombia es el segundo país productor de arroz

de América Latina y del Caribe. Colombia es también el país anfitrión del Centro

Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) y del Fondo Latinoamericano para Arroz de

Riego (FLAR)1. El cultivo de arroz es una de las prácticas agrícolas más implementadas

en la región de los llanos orientales. Las condiciones presentes en esta zona han permitido

mailto:[email protected]



a lo largo de los años el desarrollo del mismo, el establecimiento de molinos originados por

los altos niveles de producción, acompañado por las extensas áreas cultivadas, así como

el uso de tecnología representada en la mecanización agrícola para la preparación,

siembra y posterior cosecha del grano.

Palabras Clave: Degradación, Cultivo de arroz, mecanización agrícola.

Abstract.

The degradation of the soil or of the land is a process induced anthropogenic factors that negatively affects the biophysics of the soil to withstand life in an ecosystem, including accept, store, and recycle water, organic matter and nutrients. Occurs when the soil loses important properties as a result of inappropriate use. Natural hazards are routinely excluded as causes of land degradation; however human activities may indirectly affect phenomena such as floods or forest fires. Colombia is the second largest producer of rice in Latin America and the Caribbean. Colombia is also the host country of the International Center for Tropical Agriculture (CIAT) And the Latin American Fund for Rice Irrigation (FLAR). The cultivation of rice is one of the most widely deployed agricultural practices in the eastern plains region. The conditions present in this area have allowed over the years, the development of the same, the establishment of mills caused by higher levels of production, accompanied by the extensive cultivated areas, as well as the use of technology represented in the agricultural mechanization for the preparation, planting, and later of the grain harvest.

Keywords: Degradation, rice cultivation, agricultural mechanization

B. Anexo: Publicación de productos de investigación. Artículo Científico N°2

2. “EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE LOS SUELOS EN ÁREAS CULTIVADAS CON

ARROZ RIEGO Y SECANO EN LOS LLANOS DE CASANARE ”Revista GUARRACUCO,

perteneciente a la Corporación Universitaria del Meta Unimeta. ISSN 1657-4605.

Volumen 19.

EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE LOS SUELOS EN ÁREAS CULTIVADAS CON

ARROZ RIEGO Y SECANO EN LOS LLANOS DE CASANARE.

David Alejandro Muñoz 1 Adriana Martinez A. 2

Resumen.

La degradación del suelo es un proceso antropogénico que afecta la física, la biología y la

química del suelo; es generada por la mala utilización de estos, afectando sus contenidos

de nutrientes, materia orgánica y destruyendo su estructura. Promoviendo la erosión,

salinización y compactación; como también el desequilibrio químico por uso excesivo e

inadecuado de fertilizantes. Se recolectaron muestras de suelos arroceros a una

profundidad de 20 centímetros, en lotes seleccionados de las fincas San Ángel (Lote 40 -

38 hectáreas) y El Boral (Lote 20 -28 hectáreas); en los Municipio de San Luis y Nuchia,

departamento del Casanare. Las muestras se sometieron a análisis de laboratorio para la

determinación de propiedades físico –químicas.

Al realizar comparaciones múltiples por tratamiento arroz riego y secano; se obtuvo

diferencias significativas para la Porosidad y Materia Orgánica. (p=0.01) y (p=0.00387).



Evidenciando que el deterioro de la estructura, junto a la compactación del suelo, produce

una disminución de la porosidad. Por lo tanto, se origina una reducción del drenaje y una

pérdida de la estabilidad, trayendo como consecuencia, un encostramiento superficial que

aumenta la escorrentía.

Palabras clave: Degradación, suelos arroceros, propiedades físico-químicas, porosidad,

Materia orgánica.

QUALITY ASSESSMENT OF THE SOIL IN AREAS WITH RICE GROWN IN IRRIGATED

AND UPLAND PLAINS OF CASANARE

Abstract

Land degradation is an anthropogenic process that affects physics, biology and chemistry

of the soil; is generated by the misuse of these, affecting their nutrient content, organic

matter and destroying its structure. Promoting erosion, salinization and compaction;

chemical imbalance as excessive and inappropriate use of fertilizers. Paddy soils samples

were collected at a depth of 20 centimeters, selected lots of the estates San Angel (Lot 40

-38 hectares) and El Boral (Lot 20 -28 hectares); in the municipality of San Luis and Nuchia,

department of Casanare. The samples were subjected to laboratory analysis for the

determination of physical-chemical properties.

When performing multiple comparisons irrigated and upland rice treatment; significant

differences in porosity and organic matter was obtained. (P = 0.01) (p = 0.00387). Showing

that the deterioration of the structure, along with soil compaction, produces a decrease in

porosity. Therefore, a reduction of drainage and a loss of stability, consequently resulting

in an increase of surface crusting runoff originated.

Keywords: Degradation, rice soils, physical - chemical properties, porosity, organic matter.

107

C. Anexo: Participación Ponencia Magistral.

(3.1) Fotografía No 1. De izquierda a derecha. Dra Luz Dary Pedraza Directora de investigaciones

Unimeta, a su derecha ponente magistral David Alejandro Muñoz.

(3.2) Fotografía No2. Entrega de reconocimiento ponente magistral Ing. David Alejandro Muñoz.

(3.3) Fotografía No 3. Certificado ponencia.

PARTICIPACIÓN EVENTO INTERNACIONAL

V CONGRESO INTERNACIONAL EN SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL CON ENFOQUE

SOCIAL.

FECHA: MAYO 5-6-7 de 2016.

LUGAR: CORPORACIÓN UNIVERSITARIA DEL META UNIMETA

CAMPUS SAN FERNANDO, VILLAVICENCIO META COLOMBIA

Con el objetivo de consolidar los procesos de investigación derivados de los intercambios de

saberes y experiencias, a través de investigadores reconocidos a nivel Nacional en Internacional,

me permito presentar el informe correspondiente a la participación del evento en mención como

Ponente Magistral. Dentro de los países invitados se contó con la presencia de:

Cuba

España

Italia

México

Nicaragua

Panamá

Suecia

Así mismo En representación de la Corporación Universitaria Comfacauca Unicomfacauca, se

llevó a cabo la participación como Ponente Magistral en el V CONGRESO INTERNACIONAL EN

SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL CON RESPONSABILIDADSOCIAL, el título de la ponencia



"DIAGNÓSTICO DE LA DEGRADACIÓN DE LOS SUELOS EN CULTIVOS DE ARROZ RIEGO

INTERMITENTE Y SECANO BAJO EL SISTEMA DE LABRANZA APLICADO, EN LOS LLANOS

DEL CASANARE". La cual es resultado de la investigación de la Tesis de Maestría en Ingeniería

Ambiental del docente DAVID ALEJANDRO MUÑOZ, Ingeniero agrícola, Candidato a Magister

en Ingeniería Ambiental, Investigador Colciencias, integrante del grupo de Investigación Cadenas

de Valor de Unicomfacauca.

Los ejes temáticos estuvieron enmarcados:

1. Biodiversidad

2. Posconflicto Territorio y Medio Ambiente

3. Emprendimiento social e innovación ambiental

4. Seguridad Alimentaria

Fotografía No 1. De izquierda a derecha. Dra Luz Dary Pedraza Directora de investigaciones

Unimeta, a su derecha ponente magistral David Alejandro Muñoz.

109

Fotografía No 2. Entrega de reconocimiento ponente magistral Ing. David Alejandro Muñoz



Fotografía No 3. Certificado de Ponencia

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