Efecto de los sistemas silvopastoriles intensivos en la reducción de la degradación física y biológica del suelo

Nelly Victoria Giraldo y Julián Chará

vickygiraldo@fun.cipav.org.co
Centro para la Investigación en Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria (CIPAV). Carrera 25 No. 6-62 Cali, Colombia

Resumen

Los sistemas silvopastoriles son modelos de agroforestería implementados en producción ganadera con el fin de mejorar la nutrición del ganado, proveer servicios ecosistémicos, contribuir a la preservación de especies naturales y a la conservación y protección del suelo. Hasta ahora, las investigaciones realizadas sobre los beneficios económicos y ambientales de los sistemas silvopastoriles no han evaluado en detalle el impacto que tienen estos sistemas en la reducción de los procesos de degradación por erosión del suelo y degradación biológica. Este estudio tuvo como objetivo estimar el aporte de los sistemas silvopastoriles en la reducción de procesos de erosión laminar, la degradación biológica y la conservación de la dinámica hídrica del suelo en fincas ganaderas de la región Cafetera y Valle del río Cesar en Colombia. Se delimitaron parcelas en sistemas silvopastoriles intensivos (SSPi) compuestos con pasturas mejoradas +Tithonia diversifolia, y pasturas mejoradas + Leucaena leucocephala, y se compararon con un control en cada sitio correspondientes a pasturas degradadas (PD). Se determinó la tasa de erosión en ton/ha/año y se evaluaron las características físicas del suelo. Adicionalmente se midió la escorrentía e infiltración utilizando un mini-simulador de lluvia, y se evaluó la diversidad y abundancia de la macrofauna edáfica. Se encontró que los SSPi disminuyen significativamente la tasa de pérdida de suelo hasta un 35.3%, mejoran la infiltración y conductividad hidráulica y mejoran considerablemente la dinámica biológica del suelo, registrando hasta 90 morfoespecies, con un total máximo de individuos de 12281, representados en 16 órdenes, 3 clases taxonómicas, agrupados hasta en 6 grupos funcionales cuya representación estuvo marcada por los detritívoros y depredadores. En general los SSPi mostraron las mejores condiciones biológicas lo cual aporta al mantenimiento de las características hidrológicas y a la conservación del suelo.

Palabras clave: calidad del suelo, erosión, escorrentía, ganadería, macrofauna edáfica

Effect of intensive silvopastoral systems on the reduction of physical and biological soil degradation

Abstract

Silvopastoral systems are livestock agroforestry models that have been promoted to improve cattle nutrition, provide ecosystem services, contribute to protect biodiversity and to mitigate climate change. So far, the research on the economic and environmental benefits of silvopastoral systems has not evaluated in detail the impact of these systems on the reduction of soil erosion and edaphic macrofauna. The objective of this study was to estimate the contribution of silvopastoral systems to the reduction of laminar erosion processes, the protection of soil macrofauna and the conservation of soil water dynamics in cattle farms in the Coffee Region and Cesar River Valley in Colombia. Plots were delimited in intensive silvopastoral systems (SSPi) composed of improved pastures + Tithonia diversifolia, and improved pastures + Leucaena leucocephala, and compared with a control in each site corresponding to degraded pastures (PD). Erosion rate was determined in ton/ha/year and soil physical characteristics were evaluated. Additionally, runoff and infiltration were measured using a rainfall simulator, and the diversity and abundance of edaphic macrofauna were evaluated. It was found that SSPi significantly decrease the soil loss rate up to 35.3%, improve infiltration and hydraulic conductivity and considerably improve soil biological dynamics, registering up to 90 morphospecies, with a maximum total number of individuals of 12281, belonging to 16 orders, three taxonomic classes, and six functional groups with a predominance of detritivores and predators. In general, the SSPi showed the best biological conditions, which contributes to the maintenance of hydrological characteristics and to soil conservation.

Key words: cattle, erosion, runoff, edaphic macrofauna, soil quality

Introducción

La erosión es el desgaste de los suelos y rocas que se produce por la acción del viento, el agua o los cambios térmicos a través del tiempo (Sánchez et al 2015). Es un proceso que implica movimiento de materiales que se pierden en determinado sitio y se adicionan a otro. En la naturaleza, la erosión es un proceso básico para la formación de los suelos debido a que las rocas constantemente sufren procesos de desgaste (meteorización) para entregar nutrientes, minerales y aportar estructura física a los suelos (Anon 1995). A partir de la erosión se produce el relieve de los valles, cañones, cavernas, lechos de ríos, entre otros ecosistemas que responden a procesos erosivos milenarios. En este sentido, la erosión es un fenómeno natural que ocurre día a día y es necesario para sostener las formas de vida que hoy habitan el planeta. Sin embargo, se considera como proceso de degradación cuando las actividades antrópicas son inadecuadas y lo aceleran, intensifican y magnifican (Agudelo 2012).

La degradación del suelo puede ser física, química o biológica e implica la disminución o perdida de las funciones ecosistémicas o ambientales. La primera consiste en la pérdida de las capacidades físico-mecánicas inducida principalmente por acción del agua o viento que genera el desgaste y pérdida de las primeras capas del suelo, incrementa la compactación, y disminuye el espacio poroso y la infiltración. La degradación química está dada por el uso excesivo o inadecuado de riego y fertilizantes, y se manifiesta con procesos de salinización, acidificación, contaminación y desequilibrio biogeoquímico (Sánchez et al 2015). Finalmente, la degradación biológica es la reducción de la micro y macrofauna del suelo que, como consecuencia, genera una pérdida de la capacidad de mineralización y descomposición de la materia orgánica, y una disminución de la biomasa del suelo (Cabrera 2012).

La dimensión del fenómeno de erosión es enorme, especialmente en Asia, África y Suramérica, con tasas promedio de 30-40 ton de suelo/ha/año comparado con la tasa de formación de suelo que se acerca a 1 ó 2 ton/ha/año para suelos de producción agrícola adecuada (Morgan 2005, 2003). En Colombia se considera que el 20% del territorio presenta erosión ligera, el 17% erosión moderada, el 3% erosión severa y el 0.2% muy severa. Esta situación se agudiza en los suelos de uso ganadero en donde el 77.6% presenta erosión desde ligera hasta muy severa con tasas cercanas a 25 ton de suelo/ha/año (IDEAM, UDCA 2015).

Una de las estrategias propuestas en el país para reducir el impacto negativo de la ganadería en el ambiente es el establecimiento de sistemas silvopastoriles. Estos combinan árboles, arbustos y pasturas en diferentes arreglos que incluyen cercas vivas, árboles dispersos en potreros, árboles en franjas y sistemas silvopastoriles intensivos (SSPi) (Murgueitio et al 2011). Estos últimos son arreglos que incluyen arbustos forrajeros en alta densidad (4000 a 40,000 plantas/ha) que son ramoneados directamente por el ganado y se manejan en periodos de ocupación cortos (12 a 48 horas) y periodos de descanso de más de 45 días (Chará et al 2020). En Colombia, a través de diferentes proyectos se ha promovido el establecimiento de SSPi con Leucaena leucocephala y Tithonia diversifolia como arbustos forrajeros (Ruiz et al 2011, Giraldo et al 2018). Sin embargo, se conoce poco acerca del efecto que estos sistemas tienen sobre la erosión y las propiedades hidrológicas de los suelos. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar el impacto de sistemas silvopastoriles intensivos sobre la erosión laminar, la escorrentía y parámetros físicos y biológicos del suelo relacionados con la dinámica hídrica en dos paisajes ganaderos en Colombia.

Metodología

Zona de estudio

El estudio se llevó a cabo en fincas ganaderas de la cuenca del río La Vieja ubicado en la ecorregión cafetera y en el valle del río Cesar en Colombia. Las evaluaciones se hicieron en dos usos de la tierra: Pasturas degradadas (PD) y sistemas silvopastoriles intensivos (SSPi) con botón de oro (Tithonia diversifolia) y Leucaena (Leucaena leucocephala). En la Tabla 1 se presentan las fincas en las que se llevaron a cabo las evaluaciones, los usos de la tierra evaluados y los diferentes parámetros estudiados.

En cada uso de la tierra se demarcaron parcelas de 3000 m². Para la selección de las parcelas se tuvo en cuenta la pendiente que osciló entre 25% y 60%, el manejo de los potreros y la antigüedad de los lotes. Los sistemas silvopastoriles de la región cafetera estaban conformados por pasturas mejoradas + Leucaena leucocephala y pasturas mejoradas + Tithonia diversifolia, mientras que en el Valle del río Cesar sólo por pasturas mejoradas + Leucaena leucocephala.

Para evaluar los efectos de estas coberturas sobre el suelo se cuantificaron las tasas de erosión durante 15 meses. Adicionalmente se estudiaron parámetros físicos relacionados con el ciclo hidrológico del suelo, como humedad, conductividad hidráulica, densidad aparente, escorrentía e infiltración, además de la textura y la estabilidad de agregados. Para la evaluación de la degradación biológica se estudió la macrofauna edáfica.

Suelos

En general, la Ecorregión Cafetera presenta suelos de origen volcánico. Por esta razón es común encontrar depósitos de cenizas que favorecen las condiciones de fertilidad y características físicas. Los suelos comúnmente encontrados pertenecen a las familias Molic Hapludalfs, Typic Hapludolls, Typic Hapludands, Typic Melanudands y Tipyc Argiudoll, que son suelos profundos, bien drenados, de texturas finas, ligeramente ácidos y con buenas condiciones de materia orgánica. Estas características son óptimas para el desarrollo de diversas actividades agrícolas y pecuarias (IGAC 2013, CARDER 2013).

Las fincas ganaderas del Cesar se encuentran ubicadas en abanicos de la serranía del Perijá, con relieves planos y pendientes de 0-3%. Los suelos son formados a partir de arenas y arcillas aluviales y se agrupan en una unidad de suelos Aquic Ustifluvents, Fluventic Ustropepts y Arenic Tropic Fluvaquents (SCCS 2013).

Las fincas ubicadas en la Guajira se localizan en la región baja de este departamento en donde los suelos provienen de formaciones aluviales y lacustres. Estos son suelos con buen espesor, ricos en nutrientes, con presencia de gravillas, con texturas moderadamente finas a medias y pendientes menores a 3%. Se agrupan principalmente dentro de los órdenes Vertisols, Alfisols e inceptisols (SCCS 2013).

Estimación de la erosión

La estimación de la erosión se basó en el método de las varillas o clavos propuesto por Haigh (1977). Este método se modificó para evitar lesiones del ganado por las varillas, o errores en la medición por movimiento de estas por acción de los animales en pastoreo. La modificación consistió en la instalación de dos puntos guía conformados por tubos de PVC de 15 cm de largo y de 1” de diámetro rellenos de concreto enterrados en el suelo separados cinco m y que se dejaron fijos durante todo el periodo experimental. A estos puntos se acoplaba una base o barra horizontal para cada medición y se tomaba la altura (h) desde la barra hasta el suelo cada 25cm para un total de 20 mediciones por punto (Figuras 1 y 2). Estas mediciones se hicieron cada dos meses a lo largo del año y la pérdida de suelo se estimó por la diferencia en la altura promedio entre las mediciones.

Figura 1. Diagrama del instrumento para medición de la erosión. Método de varillas o clavos modificado

Figura 2. Método de varillas o clavos modificado. Detalle del punto guía antes(a) y después (b) de la instalación de la base para medición (c)

En cada sistema o uso de la tierra, se instalaron en total 10 sitios de medición distribuidos aleatoriamente, en contra de la pendiente en la Ecorregión Cafetera y perpendicular a la dirección del viento en el valle del río Cesar. Las mediciones se hicieron cada dos meses, y se determinó la erosión en ton/ha/año, con base al movimiento del suelo registrado, según la ecuación (Pizarro et al 2009):

X=Y*Da*10

Dónde:

X: Suelo erosionado o sedimentado (ton/ha)

Y: Altura media de suelo erosionado o sedimentado (cm)

Da: Densidad aparente del suelo (ton/m³)

Se determinó la cantidad en toneladas por hectárea de suelo erosionado, tomando los valores absolutos de los muestreos durante un año, se depuraron aquellos datos que superaron tres veces la desviación estándar de la muestra, con el fin de reducir la sobrestimación de los resultados.

Parámetros hidrológicos del suelo

En la Tabla 2 se describen los métodos usados para la determinación de las diferentes variables físicas relacionadas con la hidrología del suelo, determinadas en el laboratorio de suelos de la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria, en Mosquera, Cundinamarca. Las muestras de textura y estabilidad de agregados se tomaron a 15cm, mientras que densidad aparente, humedad volumétrica y conductividad hidráulica fueron tomadas a una profundidad de 5cm.

Escorrentía e infiltración

La escorrentía e infiltración se estimaron con un mini-simulador de lluvia, basado en el modelo y metodología planteada por Amézquita & Cobo (1999) (Figura 3). En cada una de las parcelas en evaluación se hicieron las mediciones en tres sitios seleccionados aleatoriamente. En cada medición se aplicó un volumen de agua equivalente a una lluvia de 26.8mm/h promedio con una duración de 45 minutos. El tamaño de las gotas de lluvia correspondió a un diámetro de 2.75mm formadas por agujas hipodérmicas calibre 24, con velocidad terminal de 40.5 mm/s (Cobo 1998). El volumen de escorrentía se registró cada cinco minutos por un periodo de 30 minutos mediante recipientes plásticos en el canal de la salida del simulador y se calculó la lámina de escorrentía con base en el área efectiva del dispositivo.

Figura 3. Mini simulador de lluvia para la estimación de la escorrentía superficial e infiltración en suelos (Amézquita & Cobo 1999)

Macrofauna edáfica

Macrofauna edáfica Se empleó el método del monolito de suelo TSBF (Tropical Soil Biology and Fertility) (Anderson e Ingram 1993), que consiste en extraer bloques de suelo de 25x25x10 cm. De los monolitos extraídos se colectaron de forma manual los organismos del suelo. Las lombrices fueron almacenadas en una solución de formol al 4%, mientras que las hormigas, termitas, escarabajos y otros macroartrópodos se preservaron en alcohol al 80% para su conteo e identificación hasta familia (Bignell et al 2012).

Se empleó el método del monolito de suelo TSBF (Tropical Soil Biology and Fertility) (Anderson e Ingram 1993), el cual consiste en extraer bloques de suelo de 25x25x10 cm. De los monolitos extraídos se colectaron de forma manual los organismos del suelo. Las lombrices fueron almacenadas en una solución de formol al 4%, mientras que las hormigas, termitas, escarabajos y otros macroartrópodos se preservaron en alcohol al 80% para su conteo e identificación (Bignell et al 2012).

Análisis estadístico

Se utilizó una prueba t-student para comparar los valores de erosión entre sistemas silvopastoriles y pasturas degradadas en cada región de estudio. Cuando fue necesario, se hizo transformación de los datos log (x + 1) para cumplir con los supuestos de normalidad y homocedasticidad. En el caso de los datos que se no cumplieron con los supuestos antes mencionados, se utilizó la prueba de Mann-Whitney. Los análisis fueron realizados con el programa estadístico R versión 3.6.2 (disponible en: www.r-project.org).

Los cambios en la estructura de la comunidad de macrofauna se analizaron mediante la comparación de los patrones de distribución de la abundancia de especies utilizando la curva de rango abundancia o gráfica de Whittaker (Magurran 2004, Whittaker 1965). Para esto, se trazó el rango de abundancia log₁₀ de cada especie, ordenadas desde la más a la menos abundante y se presentó el número de especies para cada ciclo logarítmico: raras (≤ 10 individuos), intermedias (entre > 10 - ≤ 100 individuos), abundantes (> 100 - 1.000 individuos). Una alta pendiente representa el dominio de algunas especies y por lo tanto menor uniformidad, mientras que una pendiente suave puede ser interpretada como una mayor uniformidad entre las diferentes especies.

Resultados y discusión

Ecorregión Cafetera

Estimación de la Erosión

Los suelos con pasturas degradadas presentaron significativamente más erosión (19 ton/ha/año) que los suelos bajo sistemas silvopastoriles (12.3 ton/ha/año) (p=0.0003) como se aprecia en la Figura 4. El valor presentado para SSPi es un promedio del movimiento del suelo de los SSPi con Leucaena y Tithonia diversifolia evaluados en la región. De acuerdo con estos resultados, en los sistemas silvopastoriles se retiene un 35,3% más de suelo que en las pasturas degradadas lo cual es significativo en esta región en donde la producción ganadera se lleva a cabo en terrenos pendientes. Se evidenció además que los SSPi con Leucaena, los cuales son los de mayor antigüedad, presentan la menor tasa de suelo erosionado (11.5 ton/ha/año), en comparación con los SSPi con botón de oro con tres años de establecidos (13 ton/ha/año) aunque las diferencias no fueron significativas; esto indica que los sistemas silvopastoriles tienden a consolidar su efecto positivo con el tiempo.

Figura 4. Tasa de pérdida de suelo en ton/ha/año en sistemas silvopastoriles intensivos (SSPi) y pasturas degradadas (PD) de la ecorregión Cafetera

Según la clasificación de la degradación del suelo con base a la erosión propuesta por Pérez (2000), IDEAM e IGAC (2010), las tasas de erosión encontradas en este estudio se clasifican como erosión baja ya que se ubican en un rango de 10-20 ton/ha/año. Sin embargo, se espera que la pérdida de suelo en los SSPi se reduzca aún más, como se encontró en este mismo estudio en sistemas silvopastoriles consolidados de algunas fincas en la ecorregión cafetera con niveles de erosión hasta de 9,3 ton/ha/año, que corresponde a una erosión ligera.

Propiedades hidrológicas del suelo

En la región Cafetera predomina la clase textural Franco arenosa con promedios de 64.5% de arenas, 24.6% de limos y 10.2% de arcillas, que favorece la porosidad del suelo, lo que conlleva a presentar buenas condiciones de retención de humedad, aumento de la infiltración y, por tanto, una disminución de la escorrentía.

La Tabla 3 muestra los resultados de las variables físicas evaluadas en cada uso del suelo en la Ecorregión Cafetera.

No se presentaron diferencias estadísticamente significativas en los parámetros físicos estudiados en el suelo para las dos coberturas en esta región. Sin embargo, hubo una tendencia de los SSPi a tener mejores valores en estos parámetros que influyen en la estabilidad y la dinámica hídrica. La poca diferencia en estos parámetros puede ser explicada por la historia de uso de estos terrenos que antes de pasar a SSPi estuvieron con pasturas tradicionales por un extenso periodo. Es recomendable realizar un estudio más extenso para conocer el cambio en la compactación a diferentes profundidades en SSPi por un periodo de tiempo mayor.

En general, en esta región predominaron los agregados mayores a 4mm que representaron el 45.5% de agregados en los sistemas silvopastoriles y el 44.2% en las pasturas degradadas. Este nivel de agregación puede contribuir a reducir la susceptibilidad a la erosión en estos suelos (Florentino 1998). Una mayor cantidad de agregados en el suelo implica una mayor porosidad, mejor tasa de infiltración del agua y, por lo tanto, menor escorrentía (Jaramillo 2002).

Los valores de densidad aparente encontrados pueden explicarse por la influencia de cenizas volcánicas presentes en los suelos de esta región que ayudan a reducir la densidad aparente en comparación con los suelos minerales (SCCS 2013). En cuanto a la humedad volumétrica, para las dos coberturas evaluadas se encontraron valores relativamente altos propios de la génesis del suelo y los niveles altitudinales en los que se encuentran las fincas evaluadas.

Por otro lado, se encontró que a nivel general los sistemas silvopastoriles tuvieron valores de conductividad hidráulica (Ks) de 0,9 a 3,5 cm/h que según IGAC (1990) corresponde a valores moderados, mientras que las pasturas degradadas vecinas presentaron valores de 0,4 a 2,5 cm/h que son considerados bajos. La conductividad hidráulica es una característica del suelo que mide la permeabilidad y la capacidad de drenaje cuando todos los poros se encuentran saturados o llenos de agua; por tanto, contar con niveles de Ks moderados a altos contribuye a reducir los procesos de erosión ocasionados por las lluvias.

Escorrentía e infiltración

Los SSPi tuvieron una tendencia a presentar menor lámina de escorrentía (2,6 mm/h vs 3.9 mm/h) (p=0.062), y mayor infiltración (2,7 mm/h vs 1.7 mm/h) (p=0.329) que las pasturas degradadas. El comportamiento de estos parámetros durante el periodo de medición se presenta en la Figura 5.

Figura 5. Lámina de escorrentía (A) y lámina de infiltración (B) en sistemas silvopastoriles y pasturas degradadas en la Ecorregión Cafetera estimados mediante un simulador de lluvias

Según Narro (2004), la velocidad de infiltración determina la cantidad de agua de la escorrentía superficial y con ello el peligro de erosión hídrica. Los datos encontrados muestran que las coberturas tuvieron efecto sobre las características hidrológicas del suelo. Los sistemas silvopastoriles intensivos ayudan a reducir la escorrentía y a mejorar la infiltración del agua en el suelo, lo cual puede deberse a los cambios notados en las propiedades hidrológicas como la conductividad hidráulica y la humedad volumétrica, y explica en parte los menores valores de erosión presentada en los SSPi. Esto es de vital importancia, porque al reducir la erosión y el arrastre de sedimentos se reduce la pérdida de la capa más fértil del suelo y la cantidad de sedimentos que llegan a los ambientes acuáticos. Resultados similares fueron encontrados por Ríos (2006), lo que ratifica los beneficios ambientales de los sistemas agroforestales con respecto a las dinámicas del suelo que permiten mantener el equilibrio en los ecosistemas o agroecosistemas (Montagnini et al 2015).

Macrofauna edáfica

En total se colectaron 75 morfoespecies, agrupadas en 16 órdenes y tres clases. La riqueza fue mayor en los SSPi que tuvieron 43 morfoespecies mientras las PD tuvieron 32. El número total de individuos fue de 12281, de los cuales el 52.8% se encontraron en los SSPi y el 47.2 % restantes en PD.

El análisis de rango y abundancia indica las diferencias en la estructura de la comunidad de especies de macrofauna edáfica encontradas en cada uso de la tierra. La pendiente más suave la presentan SSPi, lo que muestra que en este sistema se presenta una mayor equitabilidad en la distribución de las especies, en comparación con las PD (Figura 6).

Figura 6. Curva de rango-abundancia de macroinvertebrados en suelos de SSPi y PD en la Ecorregión Cafetera colombiana. El número de especies se muestra para cada uno de los niveles jerárquicos (raras entre 1-10; intermedias entre 10-100 y abundantes entre 100-1000)

Entre las morfoespecies más abundantes para ambos usos de la tierra se registraron las hormigas (Formicidae) y lombrices (Crassiclitellata) y sólo en los SSPi los escarabajos de la familia Staphylinidae. Esta última familia, hace parte de uno de los grupos taxonómicos más importantes de la fauna del suelo, por su funcionalidad en la degradación de la materia orgánica, la dinamización del reciclaje de nutrientes y los procesos de depredación. Sus especies son indicadoras de la calidad del hábitat debido a que requieren hojarasca y cobertura para establecerse (Méndez et al 2009, Poveda 2017). En cuanto a la abundancia de morfoespecies raras, en los SSPi se encontraron los escarabajos estercoleros y las termitas (Termitidae) organismos descomponedores que no estuvieron presentes en las PD. Los escarabajos del estiércol contribuyen a generar servicios ecosistémicos como regulación del ciclo hidrológico, reciclaje de nutrientes, incorporación de materia orgánica, descompactación del suelo y control biológico de moscas y parásitos gastrointestinales (Giraldo et al 2018).

Con respecto a los grupos funcionales, se encontró que en los SSPi hubo mayor representación de detritívoros (34.9%), depredadores (23.3%) e Ingenieros del Suelo (11.6%) que en PD en donde estos mismos grupos representaron 34.4, 21.9% y 9.4% respectivamente (Figura 7).

Figura 7. Abundancia relativa de grupos funcionales de la macrofauna edáfica en SSPi y PD de la Ecorregión Cafetera

Los grupos funcionales encontrados en mayor abundancia como los detritívoros, depredadores e ingenieros del ecosistema, podrían ser claves a la hora de evaluar la calidad y salud del suelo en sistemas ganaderos en la ecorregión cafetera, específicamente relacionados con los SSPi, debido a que estos organismos son más sensibles a los cambios de cobertura del suelo y del manejo del mismo.

Valle del río Cesar

Estimación de la erosión

En el valle del río Cesar se encontró que el suelo bajo coberturas de pasturas degradadas presenta la tasa más alta erosión, en comparación con los suelos bajo sistemas silvopastoriles, con 18.5 ton/ha/año y 17.5 ton/ha/año respectivamente (Figura 8). Sin embargo, no se encontraron diferencias significativas (p= 0.457) entre las dos coberturas. Esto se dio, entre otras razones porque las gramíneas presentes en los SSPi evaluados, pertenecientes al género Megathyrsus, tenían un crecimiento en forma de macolla que genera una menor cobertura del suelo, lo que conlleva a generar espacios entre plantas y surcos dejando al descubierto partes del suelo en los lotes.

Figura 8. Tasa de pérdida de suelo en sistemas de producción ganadera del Valle del río Cesar

Al igual que en la ecorregión Cafetera, las tasas de erosión encontradas caen en la categoría de erosión ligera según IGAC (2010) ya que se ubican en un rango de 10-20 ton/ha/año. Sin embargo, la tasa más alta que se registró fue de 22.2 ton/ha/año en pasturas degradadas lo cual se considera erosión moderada. Es importante resaltar que al mantener una mejor cobertura del suelo se reducirán aún más las tasas de suelo erodado, especialmente en departamentos como el Cesar y la Guajira que son más susceptibles a la erosión por vientos y a procesos de desertificación.

Propiedades hidrológicas del suelo

En el Valle del río Cesar prevalecen las texturas Franco arcillosas, con promedios de 31.9, 33.4 y 34.6 % de arena, limo y arcillas respectivamente, para las parcelas evaluadas. Este tipo de suelos tiende a presentar problemas de compactación y encostramientos bajo manejos inadecuados, con lo cual se incrementa la susceptibilidad a la degradación (SCCS 2013).

La Tabla 4 presenta los principales resultados de las características relacionadas con la hidrología del suelo en esta región.

Los SSPi presentaron una tendencia a tener valores más adecuados desde el punto de vista de la dinámica hidrológica en los suelos que incluyen mejor conductividad hidráulica (Ks), contenido de humedad (Hv) y porosidad, y menor valor de densidad aparente (Da) comparados con las PD predominantes en esta región. Sin embargo, solo la Da tuvo diferencias altamente significativas (p=0.000022), lo que demuestra que los suelos bajo SSPi presentan menor compactación. Con estas propiedades, los SSPi favorecen la infiltración del agua y la retención de humedad y reducen la pérdida de suelo por escorrentía. Pese a no encontrar diferencias significativas en la mayoría de las variables físicas del suelo, el aumento de los valores en estos parámetros muestra el efecto positivo de los sistemas silvopastoriles. Resultados similares fueron encontrados por Vázquez et al (2020). Se recomienda realizar seguimientos periódicos sobre el efecto de los sistemas silvopastoriles en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.

La mayor retención de la humedad en los SSPi del Valle del río Cesar, en donde se presenta un déficit hídrico durante algunas épocas del año, es muy valiosa, pues permite que el suelo mantenga disponible el agua para el óptimo desarrollo de las plantas por un mayor periodo de tiempo. En este caso permite que las gramíneas y los arbustos que conforman el SSPi se recuperen más rápido después de cada pastoreo con implicaciones productivas y para la protección del suelo (Zuluaga et al 2011).

Macrofauna edáfica

En los sistemas evaluados en el Valle del río Cesar se colectaron 90 morfoespecies, agrupadas en 13 órdenes y 3 clases taxonómicas. Se encontraron 52 morfoespecies en los SSPI y 38 en PD. El número total de individuos fue de 1621, de los cuales el 83% se encontraron en los SSPi y 17% en PD.

De acuerdo con el análisis de rango y abundancia los SSPi presentan una mayor uniformidad entre los organismos en cuanto a diversidad y equitatividad, en comparación con PD (Figura 9).

Figura 9. Rango-abundancia, muestra la dominancia de las especies en cada uso de la tierra. El número de especies se muestra para cada uno de los niveles jerárquicos (raras entre 1-10; intermedias entre 10-100 y abundantes entre 100-1000)

El SSPi presentó las morfoespecies más abundantes, entre las que se registraron termitas (Termitidae), lombrices (Crassiclitellata) y milpiés (Diplopoda). Estos grupos taxonómicos, por su importancia ecológica, son vitales en la degradación de la materia orgánica y contribuyen a generar servicios ecosistémicos como regulación del ciclo hidrológico y ciclaje de nutrientes por ser excelentes decomponedores (Ruiz et al 2008). En el nivel intermedio se encontraron hormigas (Formicidae) y anélidos (Enquitreido) grupo taxonómico que se caracteriza por su resistencia a la sequía y por ayudar a la formación de agregados estables al agua, gracias a sus hábitos alimenticios con lo que contribuyen a que el suelo sea más resistente a procesos de degradación por erosión. Este grupo además, puede ser controlador biológico de plagas especialmente de nematodos que resultan ser perjudiciales para todo tipo de cultivo incluyendo las pasturas (Bignell et al 2012, Velasquez & Lavelle 2019). Las especies raras estuvieron conformadas principalmente por representantes de arañas (Araneae) y diversas morfoespecies de escarabajos (Coleoptera).

El número de morfoespecies que conforman los grupos funcionales resalta la importancia del beneficio ecológico en los sistemas; tanto del grupo de detritívoros que favorecen la descomposición de la materia orgánica e incorporación de la misma en el suelo, como del grupo de ingenieros del ecosistema que favorecen las características físicas en cuanto a porosidad, agregación, estructura e infiltración, condiciones que están relacionadas con la reducción de la degradación del suelo y del sistema mismo; los depredadores también son valiosos en estos sistemas, pues permiten el control de insectos u otros artrópodos de importancia económica para los sistemas ganaderos (Cabrera 2012).

Con respecto a los grupos funcionales, se encontró que en los SSPi hubo mayor representación de detritívoros (50%) y depredadores (13.5%) y menor representación de ingenieros del suelo (30.8%) que en PD en donde estos mismos grupos representaron 47.4%, 7.9 % y 39.4% respectivamente (Figura 10).

Figura 10. Relación de abundancia relativa de grupos funcionales de la macrofauna edáfica en SSPi y PD del Valle del Río Cesar

De acuerdo con estos resultados, los SSPi contribuyen a la recuperación de la macrofauna tanto en su diversidad como en la conformación de grupos funcionales fundamentales para la salud del suelo. Estas mejores características bióticas contribuyen también a reducir los procesos de degradación física y a mejorar los parámetros hidrológicos lo cual, a su vez, contribuye a reducir la erosión y la degradación de suelos y de las fuentes de agua.

Para algunos sistemas silvopastoriles, en especial en el Valle del río Cesar, sus efectos podrían ser aún más positivos si se trabaja en mejorar la cobertura del suelo con pastos cespitosos y la cobertura del dosel con árboles grandes que aporten sombra moderada y también aporten hojarasca al sistema (Giraldo et al 2018).

Agradecimientos

Los autores agradecen a MINCIENCIAS y al Fondo Autónomo para la Ciencia, la Tecnología y la Innovación, Francisco José de Caldas por su apoyo a CIPAV (Contrato 80740-006-2020); adicionalmente, al proyecto Ganadería Colombiana Sostenible por haber contribuido con el financiamiento del estudio, a los propietarios que facilitaron sus predios para esta investigación y a Ingrid Tatiana Arcila, Gustavo Giraldo y Samir Gámez por su valiosa colaboración en el trabajo de campo.

Bibliografía

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