texto en 
Inglés (pdf)
Artículo en XML
Referencias del artículo
Traducción automática
Enviar artículo por email
Citado por SciELO 
Similares en
SciELO 
Permalink
Introducción
El suelo es un recurso natural importante, del cual depende la sociedad (George et al., 2016). Sin embargo, la presión ejercida por el hombre en los últimos años lo está degradando (FAO-ITPS, 2015). Los impactos al suelo empiezan con la remoción de la vegetación natural. En México, la tasa de cambio de vegetación primaria es de -0.6 %, para el periodo 2000-2010; y de -0.7 % de 1990-2015 (FAO, 2015). Asimismo, en el análisis realizado por Mas et al. (2009) indican que en el país se presenta una tasa anual de deforestación de -4.2 a -8.15 % para la selva alta perennifolia y de -10.1 % para bosque mesófilo de montaña. Es decir, la tasa de deforestación varía con el tipo de ecosistema, pero en general en los ecosistemas tropicales es mayor.
Por otra parte, es importante señalar que la deforestación y degradación forestal provocan una importante pérdida del carbono almacenado en la biomasa aérea y subterránea de los ecosistemas terrestres (de Jong et al., 2018). Por ello, es necesario tener información a una escala apropiada para el sector agrícola, forestal y otros usos del suelo que permita conocer la emisión de gases de efecto invernadero, lo cual servirá de base para determinar políticas públicas sobre el cambio climático (Paz et al., 2020).
Los luvisoles son suelos que se desarrollan en clima templado, presentan el mayor contenido de arcilla en el subsuelo y son muy productivos para los usos agrícola y forestal (IUSS-WRB-FAO, 2015); como es el caso de la parte alta de la subcuenca Río Copalita, Oaxaca (INEGI, 2013). Por lo anterior, el cambio de uso del suelo en los luvisoles puede reflejarse en modificaciones en sus propiedades físicas e hidrológicas. Estudiar estos cambios permite identificar los principales efectos de uso del suelo y su relación como un factor principal de la perdida de cubierta vegetal por actividades socioeconómicas. El objetivo del presente estudio fue evaluar las propiedades físicas e hidrológicas de un Luvisol bajo usos de suelo agrícola, pastizal, plantación de pino, bosque de pino y agropecuario en la microcuenca Río La Venta, Copalita, Oaxaca, México. La hipótesis fue que a través del tiempo, la magnitud de los cambios en las propiedades físicas e hidrológicas del Luvisol investigado varía de acuerdo con el tipo de uso.
Materiales y Métodos
Área de estudio
El área de estudio se localiza en la microcuenca Río La Venta, Copalita, Oaxaca, México (16°12’0” LN, 96°25’ 30” LO); a una altitud promedio de 2 850 m (Figura 1). De acuerdo con la clasificación de Köppen modificada por García (2004), el área de estudio presenta un clima C (w); semifrío subhúmedo, con verano fresco y largo; lluvia invernal menor a 5 % de la anual, con precipitación media anual superior a 1 300 mm, con una máxima media durante el mes de julio de 215 mm y mínima media en febrero menor a 10 mm. Temperatura media anual de 18 a 20 °C, con máxima en abril y mayo de 24 °C y mínima en diciembre y enero de 0 a 5 °C. El tipo de suelo es Luvisol; poseen alto potencial para la agricultura, pero también para bosques y selvas (INEGI, 2013).
Descripción de los sitios de muestreo
La presente investigación se desarrolló en cinco usos de suelo con tipo de suelo Luvisol (INEGI, 2013):
a) Pastizal. El área presenta diferentes especies de pastos: Bouteloua repens (Kunth) Scribn. & Merr., Muhlenbergia robusta (E. Fourn.) A. Hitchc., Panicum bulbosum Kunth, Panicum mertensii Roth., P. parviglume Hack., Paspalum convexum Humb, et Bonpl. ex Flüggé (Pacheco-Rivera y Dávila-Aranda, 2004); que se establecieron de manera natural en parcelas usadas para la producción agrícola durante, aproximadamente, 10 años, las cuales después se convirtieron a pastizal; en la actualidad, tienen 32 años con el mismo uso de suelo.
b) Agrícola. Se desarrolla en áreas no mayores a 5 ha, donde se practica agricultura de temporal, con siembras de maíz asociado con haba y en algunas ocasiones se intercala con el cultivo de papa, por ser especies adaptadas a estas condiciones; con 42 años sin cabio de uso.
c) Plantación de pino. Se estableció en áreas agrícolas con 10 años de antigüedad; posteriormente, se utilizaron como pastizal por un periodo de 17 años. Actualmente, la plantación tiene una edad aproximada de 15 años; se plantó bajo el sistema tresbolillo, con una densidad de 1 111 árboles por hectárea, con equidistancia de 3 m × 3 m, las especies utilizadas son Pinus ayacahuite Ehrenb. ex Schltdl., P. douglasiana Martínez y Abies religiosa (Kunth) Schltdl. et Cham.
d) Bosque de pino original (control). Está constituido por diferentes taxones: P. ayacahuite, P. douglasiana, P. patula var. longepedunculata Loock. ex Martínez, P. leiophylla Schltdl. & Cham y Abies religiosa.
e) Uso Agropecuario. Los campesinos usan estas parcelas para realizar el pastoreo del ganado bovino, caprino y ovino. Son áreas agrícolas en descanso de 1 a 2 años y actividad agrícola intermitente en los últimos 20 años.
Muestreo y análisis de suelo
En cada uso del suelo se recolectaron cuatro muestras compuestas (de cuatro submuestras) a dos profundidades (0-10 cm y 10-30 cm), para un total de 40, que se analizaron en el laboratorio de suelos de la Facultad de Ciencias Forestales de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). Las muestras se secaron y cribaron con mallas metálicas de 2 mm, para la realización de los diferentes análisis (Cuadro 1).
Cuadro 1 Métodos para la determinación de las propiedades físicas e hidrológicas.
| Propiedad | Unidad | Método |
|---|---|---|
| Física | ||
| A 1,2 | % | Método AS-09 de la NOM-021-RECNAT-2000 (Semarnat, 2002). |
| Ar 1,2 | % | |
| L 1,2 | % | |
| DA 1 | g cm-3 | Método gravimétrico (Woerner, 1989; Zhang et al., 2017). |
| RMP 1 | Mpa | Medidor de dureza/penetrómetro (tipo Yamanaka, 22110 Orion, MKK Co, Japan). |
| Po 1 | % | La estimación fue a partir de los valores de densidad aparente, asumiendo una densidad de partícula de 2.65 g cm-3 (McPhee et al., 2015). |
| Hidrológica | ||
| Ks 1 | cm s-1 | Método del cilindro (Das, 2002). |
| I a 1 | mm h-1 | Método de doble anillo (Zhang et al. 2017). |
| I b 1 | mm | |
| I c 1 | mm h-1 | |
| CC 1,2 (0.033 MPa) | % | Método de la placa y la membrana de presión, utilizando extractores de presión (Soil Moisture Equipment Corp., Santa Barbara, CA) (Klute y Dirksen, 1986). |
| PMP 1,2 (1.5 MPa) | % | |
| Ad1,2 | % | |
A = Arena; Ar = Arcilla; L = Limo; DA = Densidad aparente; RMP = Resistencia mecánica a la penetración; Po = Porosidad; H = Humedad; Ks = Conductividad hidráulica; I a = Infiltración inicial; I b = Infiltración acumulada; I c = Capacidad de infiltración; CC = Capacidad de campo; PMP = Punto de marchitez permanente; Ad = Agua disponible; 1 = 0 a 10 cm; 2 = 10 a 30 cm.
Propiedades físicas e hidrológicas
En el Cuadro 1 se presentan las metodologías usadas para la determinación de las variables físicas e hidrológicas.
Análisis estadísticos
Todas las variables se sometieron a la prueba de Kolmogorov-Smirnov con corrección de Liliefors y de Levene (Steel y Torrie, 1988) para determinar, si la distribución era normal y la homogeneidad de varianza. A las variables infiltración acumulada (l b ), capacidad de infiltración (I c ) y conductividad hidráulica se les aplicó una transformación logarítmica (Log10), y para la variable infiltración inicial (I a ) se usó una transformación arcotangente. Al final, solo las variables Po, I a , I b e I c cumplieron con los supuestos de normalidad y homocedasticidad. Posteriormente, se realizó el análisis de varianza (ANOVA) para los diferentes usos del suelo. En las variables Ks, DA, RMP, A, Ar, L, CC, PMP y Ad de la profundidad de 0 a 10 cm; y en A, Ar, L, CC, PMP y Ad de la profundidad de 10 a 30 cm, se usó la prueba de Kruskal-Wallis por no cumplir con los supuestos requeridos para el análisis paramétrico.
Asimismo, se realizó la prueba Post Hoc de Bonferroni de Kruskal-Wallis con comparaciones por parejas para cada uso del suelo. La relación entre las variables se analizó mediante la correlación de Spearman para las dos profundidades muestreadas. La prueba de Tukey (p=0.05) se utilizó para realizar la comparación de medias. Cada uno de los análisis estadísticos se hicieron con un nivel de significancia () 0.05, en el programa estadístico SPSS ® (Statistical Package for the Social Sciences) versión 22.
Resultados y Discusión
Capacidad de infiltración y porosidad
Los resultados de la Infiltración inicial (I a ), Infiltración acumulada (I b ) y Capacidad de infiltración (I c ) para cada uso de suelo se ilustran en la Figura 2.
Los valores graficados representan la media (n=X), ± error estándar. Medias con letras diferentes indican diferencias estadísticas de acuerdo a la prueba de Tukey (p =0.05).
Figura 2 Infiltración inicial (a), Infiltración acumulada (b), Capacidad de infiltración (c) y Porosidad (d) para diferentes usos de suelo a la profundidad de 0 a 10 cm.
El bosque de pino (control) presentó el mayor valor de I a (4 500 mm h-1), seguido por la plantación de pino (2 100 mm h-1), el área agrícola (760 mm h-1), el pastizal (500 mm h-1) y el uso agropecuario (480 mm h-1). Los otros componentes de la infiltración (I b e I c ) tuvieron comportamiento similar de acuerdo con el uso del suelo.
Los resultados del análisis de varianza mostraron que las variables I a , I b, I c , y Po, presentaron diferencias significativas (p≤0.05) entre los usos de suelo (Cuadro 2).
Cuadro 2 Análisis de varianza de una vía (uso de suelo), contraste de Levene y prueba de Kolmogorov Smirnov (K-S) con corrección de Lilliefors.
| Variables | Valor F (4,10) |
Valor p |
Prueba de Levene F (4,10) |
Valor p |
K-S | Valor p |
|---|---|---|---|---|---|---|
| I a (mm h-1) | 6.31 | 0.008 | 3.06 | 0.068 | 0.18 | 0.186 |
| I b (mm) | 51.93 | 0.001 | 2.97 | 0.074 | 0.20 | 0.077 |
| I c (mm h-1) | 51.14 | 0.001 | 3.10 | 0.067 | 0.21 | 0.072 |
| Po (%) | 7.65 | 0.001 | 2.44 | 0.092 | 0.11 | 0.200 |
I a = Infiltración inicial; I b = Infiltración acumulada; I c = Capacidad de infiltración; Po = Porosidad; K-S = Kolmogorov-Smirnov con corrección de Lilliefors. Valor de p de 0.001, cuando el valor de p es igual o menor a 0.001.
La infiltración observada en los usos del suelo, cuando son comparadas con la del bosque de pino (control) evidencia claramente el efecto del cambio de uso en esta característica. Propiedades como la porosidad, la densidad aparente, la resistencia mecánica a la penetración, así como las prácticas de manejo del suelo provocan que la infiltración se modifique.
Luna et al. (2020) evaluaron la infiltración en un suelo tipo Umbrisol, sometido a diferentes tratamientos silvícolas en un bosque de pino, y registraron valores menores a los medidos en la presente investigación para el bosque de pino y en la plantación de pino; así como en el estudio de Chagoya et al. (2015).
El bosque de pino presentó la mayor porosidad (76 %), seguido por el pastizal y la plantación de pino (70 %), agropecuario (63 %), y el uso que tuvo menor valor fue el agrícola (61 %). Lo anterior, indica la diferencia de la infiltración y la porosidad entre el bosque de pino (control) y los otros usos evaluados. Esto demuestra que, al cambiar el uso de suelo de bosque, las diferentes variables físicas e hidrológicas son afectadas. La porosidad del suelo en el bosque de pino y la plantación de pino se asocia con la incorporación de materia orgánica; mientras que la del pastizal, a la gran cantidad de raíces de las herbáceas y pastos que se incorporan cada año, y que penetran la superficie, lo cual propicia aireación e infiltración del agua al suelo.
En la Figura 3, se exhibe el comportamiento de la infiltración promedio para cada uso del suelo evaluado durante 210 minutos; en ella se aprecia la diferencia entre el bosque de pino y plantación de pino, en relación con los usos agrícola, pastizal y agropecuario. A partir del minuto 90, se observó una estabilidad de la infiltración en todos los usos de suelo.
Los valores graficados representan la media (n=x).
Figura 3 Curvas de infiltración promedio de los diferentes usos del suelo.
De acuerdo a la prueba de Kruskal-Wallis de las variables Ks, DA, RMP, A, CC, PMP y Ad, se rechazó la hipótesis nula de igualdad de parámetros de centralidad para los diferentes usos del suelo en la profundidad de 0 a 10 cm (Cuadro 3); mientras que, en la profundidad de suelo 10 a 30 cm, solo la variable Ad registró diferencias significativas (p≤0.05) entre los usos del suelo (Cuadro 4).
Cuadro 3 Prueba de Kruskal-Wallis para detectar diferencias significativas en las propiedades físicas e hidrológicas del suelo entre los usos del suelo analizados (profundidad de 0 a 10 cm).
| Estadístico |
Ks cm s-1 |
DA g cm-3 |
RMP Mpa |
A (%) |
Ar (%) |
L (%) |
CC (%) |
PMP (%) |
Ad (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| Media | 0.007 | 0.84 | 2.30 | 67.05 | 6.65 | 26.35 | 42.22 | 25.63 | 16.56 |
| Mediana | 0.002 | 0.90 | 1.75 | 68.00 | 6.00 | 26.00 | 40.62 | 21.85 | 16.77 |
| X 2 (4) | 15.44 | 12.57 | 12.27 | 12.21 | 4.16 | 8.95 | 13.10 | 17.17 | 14.64 |
| Sig. asintótica | 0.004 | 0.014 | 0.015 | 0.016 | 0.385 | 0.062 | 0.011 | 0.002 | 0.006 |
Ks = Conductividad hidráulica; DA = Densidad aparente; RMP = Resistencia mecánica a la penetración; A = Arena; Ar = Arcilla; L = Limo; CC = Capacidad de campo; PMP = Punto de marchitez permanente; Ad = Agua disponible. Números en negrita indican las variables que presentaron significancia.
Cuadro 4 Prueba de Kruskal-Wallis para detectar diferencias significativas de propiedades físicas e hidrológicas entre los usos del suelo analizados (profundidad de 10 a 30 cm).
| Estadístico |
A (%) |
Ar (%) |
L (%) |
CC (%) |
PMP (%) |
Ad (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| N | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| Media | 69.60 | 5.30 | 25.10 | 38.43 | 24.12 | 14.31 |
| Mediana | 70.00 | 6.00 | 25.00 | 38.14 | 22.15 | 14.43 |
| X2 (4) | 7.78 | 5.60 | 6.47 | 5.64 | 8.94 | 13.21 |
| Sig. asintótica | 0.100 | 0.231 | 0.167 | 0.227 | 0.063 | 0.010 |
A = Arena; Ar = Arcilla; L = Limo; CC = Capacidad de campo; PMP = Punto de marchitez permanente; Ad = Agua disponible. Números en negrita indican las variables que presentaron significancia.
Asimismo, se realizaron las pruebas Post Hoc de Kruskal-Wallis para muestras independientes con comparaciones por pares y corrección de Bonferroni para los usos de suelo. Estas evidenciaron para las variables Ks, DA, CC, PMP, A diferencias significativas en los usos de la combinación Agrícola-Bosque; y para Ks, PMP y Ad en los del Bosque-Agropecuario de la profundidad 0-10 cm; y Ad tuvo diferencias entre Plantación de pino-Agropecuario en la profundidad 10-30 cm (Cuadro 5).
Cuadro 5 Prueba Post Hoc de Kruskal-Wallis con corrección de Bonferroni para detectar diferencias significativas para las variables físicas e hidrológicas a la profundidad de 0 a 10 cm y de 10-30 cm para la variable Ad.
| Uso del suel0 1 y 2 | Variables | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| RMP | Ks | DA | CC | PMP | Ad 1 | Ad 2 | A | |
| Sig. ajustada | ||||||||
| Agrícola-Plantación de pino | 1.000 | 0.168 | 0.786 | 0.198 | 0.168 | 1.000 | 1.000 | 0.223 |
| Agrícola-Bosque | 1.000 | 0.050 | 0.024 | 0.004 | 0.002 | 0.831 | 1.000 | 0.009 |
| Agrícola-Agropecuario | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 0.558 | 0.486 | 1.000 |
| Agrícola-pastizal | 0.070 | 1.000 | 0.560 | 0.639 | 0.232 | 1.000 | 0.070 | 1.000 |
| Plantación de pino-Bosque | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 0.270 | 1.000 | 1.000 |
| Plantación de pino-Agropecuario | 1.000 | 0.168 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 0.013 | 1.000 |
| Plantación de pino-Pastizal | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 0.486 | 1.000 |
| Bosque-Agropecuario | 1.000 | 0.008 | 0.068 | 0.486 | 0.034 | 0.003 | 0.050 | 0.666 |
| Bosque-Pastizal | 0.070 | 0.163 | 1.000 | 0.943 | 1.000 | 1.000 | 0.070 | 0.353 |
| Agropecuario-Pastizal | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 0.102 | 1.000 | 1.000 |
Cada fila prueba la hipótesis nula de que las distribuciones del uso de suelo 1 y 2 son iguales. RMP = Resistencia mecánica a la penetración; Ks = Conductividad hidráulica; DA = Densidad aparente; Ad 1 = Agua disponible (0-10 cm); Ad 2 = Agua disponible (10-30 cm); CC = Capacidad de campo; PMP = Punto de marchitez permanente; A = Arena. Se muestran las significancias asintóticas (pruebas bilaterales). El nivel de significancia es de 0.05.
Conductividad hidráulica
La conductividad hidráulica saturada (Ks) presentó diferencias significativas entre los usos del suelo analizados. Los valores medios de Ks fueron de 0.001 cm s-1 para los usos agropecuario y agrícola; 0.002 cm s-1 para pastizal; 0.008 cm s-1 para plantación de pino; y 0.022 cm s-1 para el bosque de pino. El valor bajo de Ks para el uso agropecuario se debe al incremento en densidad aparente y disminución de la porosidad. La presión estática y dinámica que ejerce el ganado sobre el suelo superficial provoca su compactación y resistencia mecánica. Los resultados de Ks son similares a los obtenidos en otros estudios (Quichimbo et al., 2012; Jaurixje et al., 2013; Novillo-Espinosa et al., 2018).
Densidad aparente
Los valores medios de DA de la profundidad 0 a 10 cm fueron 0.63 g cm-3 para el bosque de pino, 0.78 g cm-3 para pastizal, 0.79 g cm-3 para plantación de pino, 0.98 g cm-3 para agropecuario y 1.03 g cm-3 en el uso agrícola. La baja DA en el bosque de pino se debe a su porosidad y resistencia mecánica, además de presentar una clase textural arenoso franco. Lo anterior demuestra que al ocurrir el cambio de uso del suelo se incrementa la DA, lo cual también resulta en un incremento de la RMP y disminución de la Ks.Cruz-Ruiz et al. (2012), Carlos-Gómez et al. (2014), Chagoya et al. (2015) y Alejandro-Martínez et al. (2019) documentan valores similares de densidad aparente y porosidad, además señalan que la DA tiende a incrementarse a mayores profundidades y la Po disminuye en texturas franco, franco arenoso y arcilloso.
Resistencia mecánica a la penetración del suelo
La RMP del suelo a la profundidad de 0 a 10 cm presentó diferencias significativas entre los usos del suelo. El pastizal registró el mayor valor de dureza (0.42 Mpa), seguido por el agropecuario (0.27 Mpa). Mientras que, los usos agrícola, plantación de pino y bosque de pino tuvieron una RMP igual (0.15 Mpa). El alto valor de RMP observado en el pastizal, se debe a la compactación del suelo provocada, principalmente, por la ganadería, además del incremento de la DA y la disminución de la Po; la exposición y falta de cobertura favoreció una mayor pérdida de humedad del suelo. Yáñez-Díaz et al. (2019) citaron resultados similares para la resistencia mecánica a la penetración en un suelo Vertisol, en el cual es común la dureza cuando pierde humedad. Caso contrario, Medina-Guillén et al. (2017) indicaron valores menores de RMP, la cual puede variar de acuerdo con el tipo de vegetación, manejo y la carga animal presentes.
Textura del Suelo
En la profundidad de 0-10 cm, solo la proporción de arena tuvo diferencias significativas entre los usos del suelo, y varió de 62 a 72 %. La proporción de arcilla y limo se ubicó en el intervalo de 5 a 8 %, y de 22 a 30 %, respectivamente. En estas dos variables no se observaron diferencias significativas entre los usos del suelo.
Para la profundidad de 10 a 30 cm, ninguna de las variables de textura mostró diferencias significativas, y los porcentajes de arena variaron de 67 a 73 %; limo de 23 a 27 % y arcilla de 4 a 6 %. La valoración de textura para la profundidad 0-10 cm correspondió a las clasificaciones de franco arenosa (pastizal, agrícola, plantación de pino y agropecuario), arenoso franco (bosque de pino). Mientras que, para la profundidad de 10-30 cm correspondieron a franco arenoso (pastizal, agrícola, agropecuario) y arenoso franco (plantación de pino y bosque de pino). Lo anterior, significa que la plantación y bosque de pino tienen menor densidad aparente y resistencia mecánica a la penetración, pero mayor porosidad; ello favorece la conductividad hidráulica e infiltración del suelo. De esta manera se contribuye a la recarga de los acuíferos y disminuye el riesgo a la erosión.
Los resultados de la presente investigación coinciden con los de Lozano-Trejo et al. (2020), quienes evaluaron un suelo Luvisol en la subcuenca Río Copalita.
Características hídricas del suelo
Capacidad de campo (CC). La CC de la profundidad de 0 a 10 cm del suelo evidenció diferencias significativas entre los usos bajo estudio; su valores se ubicaron en el intervalo de 33.59 a 51.86 % de agua; el bosque de pino (51.86 %) y el uso agrícola (33.59 %) fueron los de mayor y menor porcentaje de retención de agua a capacidad de campo. La CC del resto de los usos fueron: agropecuario (39.64 %), pastizal (42.77 %) y plantación de pino (43.57 %).
En la profundidad 10 a 30 cm no se detectaron diferencias significativas entre usos. La CC varió entre 32.81 y 42.70 %, el uso agrícola tuvo el menor valor (32.81 %) y el pastizal el mayor (42.77 %); la plantación de pino registró 36.44 %, el uso agropecuario 39.49 % y el bosque de pino 40.22 %.
El bosque de pino fue el uso del suelo con el valor de CC más alto, debido probablemente al contenido de materia orgánica en el suelo que favorece la retención de humedad; además de, tener baja densidad y resistencia mecánica a la penetración, todo ello posibilita la infiltración del agua.
La capacidad de campo es afectada por el cambio de uso; así, el agrícola presentó la menor CC. Esto responde a su porosidad y textura (FAO, 2005); además de que la alta densidad aparente, su menor contenido de materia orgánica, falta de cobertura, baja conductividad hidráulica y la compactación del suelo aumentan la resistencia mecánica a la penetración, lo cual no permite que se retenga una mayor cantidad de agua (FAO, 2009).
Punto de Marchitez Permanente (PMP). El PMP de la profundidad 0 a 10 cm del Luvisol presentó diferencias significativas entre los usos del suelo, con una variación entre 16.77 % y 39.72 %. El uso agrícola tuvo el menor valor (16.77 %) y el mayor correspondió al bosque de pino (39.72 %). Los usos agropecuario, plantación de pino y pastizal registraron: 19.02, 25.94 y 26.76 %, respectivamente. El intervalo de PMP para la profundidad de 10 a 30 cm fue de 18.70 % a 29.15 %; el agrícola presentó el menor valor (18.70 %), seguido por el agropecuario (20.76 %), plantación de pino (24.91 %), pastizal (27.09 %), y en el bosque de pino se determinó el valor más alto con 29.15 %. En general, se observó un bajo contenido de arcilla en el Luvisol, lo cual influye en una menor retención de humedad.
Estos resultados son similares a los obtenidos por Muñoz-Iniestra et al. (2013). Silva et al. (2011) afirman que un sistema agroforestal, al mantener una cobertura permite tener mayor humedad en el suelo.
Agua disponible (Ad). El contenido de Ad tuvo diferencias significativas entre los usos de suelo en las dos profundidades de muestreo (0-10 cm y 10-30 cm). Para la profundidad de 0 a 10 cm, varió de 12.14 a 20.62 %; el bosque de pino presentó un menor porcentaje de Ad (12.14 %), seguido por el pastizal (15.71 %), el agrícola (16.83 %), la plantación de pino (17.66 %), y el uso agropecuario registró el mayor porcentaje (20.62 %). El Ad en la profundidad de 10 a 30 cm fluctuó entre 11.08 y 19.13 %, de igual manera el bosque de pino tuvo el menor porcentaje con 11.08 %; seguido por la plantación de pino, con 11.54 %; agrícola, con 12.13 %; pastizal, con 15.69 %; y en el uso agropecuario se registró el mayor porcentaje, con 19.13 %.
El menor porcentaje de agua disponible se obtuvo en el bosque de pino y la plantación pino, ya que fueron los usos con una clase textural (arenoso franco) con un porcentaje alto de arena, principalmente, en la profundidad de 10-30 cm; por lo que al presentar una mayor cantidad de macroporos, el agua se filtra más rápidamente al subsuelo, como agua gravitacional.
Estos valores de agua disponible son superiores a los documentados por González-Nivia (2014) y La Manna et al. (2018), pero menores a los señalados por Béjar-Pulido et al. (2020) en andosoles de Uruapan, Michoacán; ya que, al ser un suelo arenoso existe una mayor infiltración de agua, y en consecuencia hay un menor porcentaje de agua disponible. Bachmair et al. (2009) indican que el cambio de uso de suelo incide en el movimiento vertical y horizontal del agua.
Correlación de las variables físicas e hidrológicas
Las correlaciones de Spearman (r s ) para las variables físicas e hidrológicas evaluadas en el incremento de profundidad 0 a 10 cm se presentan en el Cuadro 6. La DA se correlacionó significativamente, aunque en forma negativa con Po, CC y PMP. La RMP presentó una correlación negativa y altamente significativa con I a e I b . Respecto a la profundidad de 10-30 cm, solo la capacidad de campo (CC) tuvo una correlación positiva significativa con A, Ad y el PMP.
Cuadro 6 Coeficientes de correlación de Spearman (r s ) para las variables físicas e hidrológicas evaluadas a la profundidad de 0-10 cm.
|
DA (n=20) |
RMP (n=20) |
Po (n=20) |
Ks (n=20) |
I
a
(n=15) |
I
b
(n=15) |
I
c
(n=15) |
CC (n=20) |
PMP (n=20) |
Ad (n=20) |
A (n=20) |
Ar (n=20) |
L (n=20) |
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DA | - | 0.730 | 0.000 | 0.015 | 0.146 | 0.086 | 0.071 | 0.000 | 0.000 | 0.033 | 0.031 | 0.363 | 0.279 |
| RMP | 0.082 | - | 0.762 | 0.130 | 0.003 | 0.001 | 0.003 | 0.586 | 0.824 | 0.336 | 0.551 | 0.542 | 0.982 |
| Po | -0.988** | -0.072 | - | 0.009 | 0.124 | 0.079 | 0.060 | 0.000 | 0.000 | 0.035 | 0.041 | 0.367 | 0.319 |
| Ks | -0.536* | -0.350 | 0.565** | - | 0.000 | 0.001 | 0.001 | 0.018 | 0.000 | 0.008 | 0.001 | 0.138 | 0.015 |
| I a | -0.394 | -0.712** | 0.415 | 0.789** | - | 0.000 | 0.000 | 0.085 | 0.044 | 0.121 | 0.011 | 0.498 | 0.045 |
| I b | -0.458 | -0.764** | 0.468 | 0.779** | 0.927** | - | 0.000 | 0.071 | 0.025 | 0.022 | 0.025 | 0.604 | 0.069 |
| I c | -0.300 | -0.603* | 0.325 | 0.690** | 0.774** | 0.692** | - | 0.063 | 0.049 | 0.634 | 0.002 | 0.105 | 0.045 |
| CC | -0.760** | 0.130 | 0.785** | 0.523* | 0.459 | 0.479 | 0.524* | - | 0.000 | 0.420 | 0.006 | 0.859 | 0.010 |
| PMP | -0.861** | 0.053 | 0.883** | 0.720** | 0.525* | 0.575* | 0.602* | 0.916** | - | 0.028 | 0.002 | 0.464 | 0.013 |
| Ad | 0.478* | 0.227 | -0.473* | -0.577** | -0.418 | -0.586* | -0.570* | -0.191 | -0.490* | - | 0.204 | 0.813 | 0.291 |
| A | -0.484* | -0.142 | 0.461* | 0.692** | 0.637* | 0.575* | 0.569* | 0.595** | 0.645** | -0.523 | - | 0.010 | 0.661 |
| Ar | 0.215 | 0.145 | -0.213 | -0.344 | -0.190 | -0.146 | -0.075 | -0.042 | -0.174 | -0.481 | 0.927** | - | 0.000 |
| L | 0.254 | 0.005 | -0.235 | -0.534* | -0.523* | -0.481 | -0.500 | -0.561* | -0.546* | -0.480 | 0.925** | 0.999** | - |
Valores de r s en la matriz triangular inferior, valores de p en la matriz triangular superior; RMP = Resistencia mecánica a la penetración; Ks = Conductividad hidráulica; DA = Densidad aparente; Po = Porosidad; CC = Capacidad de campo; PMP = Punto de marchitez permanente; Ad = Agua disponible; A= Arena; Ar = Arcilla; L = Limo; I a = Infiltración inicial; I b = Infiltración acumulada; I c = Capacidad de infiltración;* = Correlación significativa con (p≤0.05); ** = Correlación altamente significativa (p≤0.01).
Conclusiones
Los resultados indican que el Luvisol sometido a diferentes usos experimenta modificaciones en sus propiedades físicas e hidrológicas como consecuencia del cambio de uso del suelo. Principalmente, cuando ocurre de Bosque al uso Agrícola, donde las variables conductividad hidráulica, densidad aparente, capacidad de campo, punto de marchitez permanente y arena son significativamente diferentes. Las variables conductividad hidráulica, punto de marchitez permanente y agua disponible presentan diferencias significativas con el cambio de Bosque a uso Agropecuario.
Los resultados de la determinación de capacidad de infiltración de los diferentes usos del suelo evidencian que los bosques de pino tienen una mayor capacidad de infiltración y que son superiores en este aspecto al resto de los usos del suelo investigados, lo que explica su alta capacidad de proveer servicios ambientales hidrológicos. Cuando se cambia el uso del suelo, ocurre una disminución significativa de esta variable, como se observa en el caso del uso agropecuario y pastizal, que presentan la menor capacidad de infiltración.
La baja densidad aparente del suelo en el bosque de pino es resultado de una baja compactación. Por el contrario, el uso agropecuario exhibe alta densidad aparente, debido a la compactación causada por el pastoreo.
La conductividad hidráulica es claramente dependiente del tipo de uso del suelo, así el bosque de pino muestra un alto valor comparado con los demás usos que tienen una menor permeabilidad.
Las variables con más diferencias por el cambio del uso son la capacidad de infiltración, conductividad hidráulica, densidad aparente y resistencia mecánica a la penetración; por consiguiente, se modifican la capacidad de campo, punto de marchitez permanente y agua disponible en el suelo.
Los resultados obtenidos de la presente investigación permiten conocer el impacto que provoca el cambio de uso del suelo en la microcuenca Río la Venta, Copalita; y se concluye que es importante la conservación de la vegetación arbórea, ya que de esta manera se logrará mantener la recarga de los acuíferos, así como de las funciones ambientales del ecosistema.
