Caracterización de suelos regados con aguas residuales para establecer un sistema agroforestal*
Characterization of soils irrigated with wastewater for the establishment of an agroforestry system
Miguel A. Sánchez-Hernández1, Elizabeth Hernández-Acosta2§ y David Cristóbal-Acevedo2
1 Agroforestería para el Desarrollo Sostenible- Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco, km 38.5 Chapingo, Estado de México, C. P. 56230. Tel. 95 21500. Ext. 1540. (abcdsan2000@yahoo.com.mx).
]]> 2 Departamento de Suelos-Universidad Autónoma Chapingo. Tel. 95 21500. Ext. 6342, 6359 y 1540. (cristobalacevdo@yahoo.com.mx) § Autora para correspondencia: elizahac@yahoo.com.mx.
* Recibido: julio de 2012
Aceptado: marzo de 2013
Resumen
En el Distrito de Riego 028 de Tulancingo, Hidalgo, desde hace más de 50 años los agricultores utilizan aguas residuales para producir cultivos forrajeros. Esta práctica, además de ser útil para la producción ha ocasionado problemas. Tal es el caso de los ejidos San Nicolás Cebolletas, cuyo principal inconveniente es el costo del bombeo para el riego y Santa Ana, donde la salinidad de los suelos es evidente. En atención a lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue caracterizar fisicoquímicamente los suelos de esa zona (dos ejidos), para establecer un sistema agroforestal con una especie maderable y una agrícola, adecuadas a las condiciones presentes. Además, se realizaron talleres participativos con el fin de involucrar a los productores en la toma de decisiones sobre la implementación de dicho sistema. Los suelos no presentan deficiencias para K, P, Ca, Mg y Zn, sin embargo; los porcentajes de materia orgánica y contenido de nitrógeno inorgánico fueron pobres, la textura fue franca y la concentración de metales pesados fue baja. Con base en los análisis del suelo y las opiniones de los productores que participaron en los talleres, se propuso establecer el sistema agroforestal (coquia-mezquite), bajo el diseño de árboles en linderos. De acuerdo con los resultados obtenidos, tanto del análisis de los suelos como del costo de instalación de dicho sistema ($ 5 890.00) y el rendimiento (46.70 t ha-1), se concluye que la plantación agroforestal es aceptable técnicamente para este tipo de suelo.
Palabras clave: Kochia scoparia, Prosopis laevigata, Distrito de Riego 028, talleres participativos.
Abstract
]]> For more than 50 years, farmers have been using wastewater to irrigate feed crops in the Irrigation District 028 (DDR 028) of Tulancingo, in the state of Hidalgo. This practice, although useful for the production of feed crops, has caused several problems. The farmers of the ejido of San Nicolás Cebolletas, where the cost of pumping water for irrigation is very high, use residual waters, as do also the farmers of Santa Ana, where the salinity of the soil is evident. In view of this, the objective of this study was to characterize physicochemically the soils of this area (two ejidos) in order to establish an agroforestry system with a timber and an agricultural species, adapted to the present conditions. In addition, participatory workshops were held in order to engage producers in the decision making process regarding the implementation of such a system. The soils have no deficiency of K, P, Ca, Mg and Zn; however, the percentages of organic matter and of inorganic nitrogen content are poor, the texture is frank and the concentration of heavy metals is low. Based on the results from soil analyses and the opinions of the producers who participated in the workshops, a proposal was made to establish the agroforestry system (kochia-mesquite) under a design of boundary trees. According to the results obtained from the analysis of the soils, of the costs of installation of the system ($5890.00), and of the expected yields (46.70 t ha-1), it was concluded that agroforestry plantation is technically acceptable for this type of soil.Keywords: Irrigation District 028, Kochia scoparia, participatory workshops, Prosopis laevigata.
En América Latina más de 500 000 ha agrícolas se riegan con aguas residuales sin tratar; México es uno de los principales países donde se realiza esta práctica, con alrededor de 350 000 ha. Como consecuencia cerca de 1.25 millones de ha, muestran algún grado de salinización (Veliz et al, 2009). Cabe mencionar que los efectos negativos de la salinización se concretan en la disminución del rendimiento de los cultivos y en la inhabilitación del suelo para fines productivos (Ajhuacho y Tanaka, 2003). Por lo tanto, es necesario realizar acciones adecuadas y oportunas para mantener y recuperar la fertilidad de los suelos.
La diversidad climática y de suelos, condiciones fisiográficas y ecológicas propician una variedad de ambientes propicios para el establecimiento de plantaciones forestales que, son una alternativa para el desarrollo económico y social. Esta situación se favorece si ciertas especies maderables se insertan como componente forestal en sistemas de producción agrícola o ganadera, implementando con ello, sistemas agroforestales (SAF). La agroforestería es un método biológico que sirve para la conservación del suelo y el agua, y es eficiente para reducir la degradación del suelo (Pérez y Huerta, 2002).
En parcelas regadas con aguas residuales del DDR 028, Tulancingo, Hidalgo, se observan problemas de salinidad. En respuesta a esta situación el presente trabajo tuvo como objetivo caracterizar física y químicamente los suelos para establecer un SAF con una especie maderable y otra agrícola, como alternativa de producción agrícola.
La investigación se realizó en los ejidos San Nicolás Cebolletas (El Jagüey del Cerro, donde el riego que se utiliza es rodado por bombeo y resulta caro para los productores) y el ejido de Santa Ana (donde existen problemas de salinidad en los suelos). Ambos ejidos se ubican en el DDR 028, Tulancingo, Hidalgo, el cual tiene 228 usuarios de riego y una superficie total de praderas regadas con aguas residuales de 512.4 ha (CONAGUA, 2010). Los cultivos existentes en el DDR 028 son avena forrajera; maíz para grano, en el periodo de primavera- verano con una producción de 527 t; alfalfa y trébol verde, con una producción total de 36 541 t, la cual es equivalente a 98.58% del total mencionado.
La toma de muestras de suelo y sus análisis se llevaron a cabo de acuerdo con las metodologías descritas en la (NOM-021-SEMARNAT, 2000). Se tomaron 21 submuestras en cada parcela, a una profundidad de 0 a 30 cm, para obtener las muestras compuestas y evaluar: pH, materia orgánica (MO), conductividad eléctrica (CE), nitrógeno inorgánico (Ni), fósforo disponible (P), potasio (K), calcio (Ca) y magnesio (Mg), intercambiables, hierro (Fe), cobre (Cu), zinc (Zn), manganeso (Mn), plomo (Pb), cadmio (Cd), cromo (Cr), boro (B), capacidad de intercambio catiónico (CIC) y textura.
Se propuso el establecimiento de coquia [Kochia scoparia (L.) Schrad], como un genotipo halófito de excelente calidad forrajera y con rendimiento comparable al de la alfalfa y el mezquite, [P laevigata (H. & B. ex Willd.) Johnst, M. C.], como una opción viable para el cultivo en suelos salinos y donde el riego se dificulta, debido a la topografía del lugar. Se identificaron y caracterizaron las prácticas de manejo, para el mezquite y coquia, así como los insumos y mano de obra requeridos.
Se realizaron tres talleres participativos, al cual asistieron productores que tienen problemas de producción en sus parcelas. En el primer taller se presentó y se dio a conocer los alcances del proyecto; en el segundo se definieron las especies a utilizar, su manejo y potencial agropecuario, el sistema de plantación y se informó sobre los resultados de los análisis de suelo. En el tercero, se notificó sobre los avances del proyecto. Al final de cada taller se entregó a los productores la información generada en cada uno de ellos.
]]> El establecimiento del mezquite y coquia se realizó en el predio El jagüey del Cerro, en media hectárea, debido a que se presentaron mejores condiciones de trabajo con los productores (disponibilidad de parcelas y tiempo para el cuidado del SAF).Para la plantación del mezquite se cavaron cepas de 40 x 40 cm, colocando al fondo una cama delgada de estiércol de borrego, después se introdujo el cepellón. En total se plantaron 20 mezquites, a una distancia de 15 m en los linderos del terreno. La siembra de coquia se realizó al voleo utilizando cuatro kg de semilla, su rendimiento se calculó a los 76 días después de la siembra de acuerdo con la metodología citada por Castro et al. (2011).
El pH del suelo en El Jagüey del Cerro, fue moderadamente alcalino y el de Santa Ana, alcalino (Cuadro 1). En éstas condiciones los cultivos establecidos pueden presentar problemas fisiológicos y por tanto bajos rendimientos (Ajhuacho y Tanaka, 2003). Lo anterior originó que las concentraciones de plomo en los suelos del Jagüey del Cerro (1.1 mg kg-1) y Santa Ana (1.06 mg kg-1) fueran bajas. Lo mismo ocurrió para Cd, 1.62 mg kg-1 (El Jagüey del Cerro) y 0.23 mg kg-1 (Santa Ana). La NOM-021 -SEMARNAT-2000 indica que para el crecimiento y desarrollo de los cultivos, no representan problemas de toxicidad.
Los suelos de El Jagüey del Cerro no presentan problemas de salinidad (0.79 dSm-1), en cambio, en Santa Ana sí (4.86 dSm-1) (Cuadro 1). A partir de 1 dS m-1 se observan problemas mínimos para el desarrollo de los cultivos y con 2 dS m-1 o más, disminuye su producción (NOM-021-SEMARNAT-2000). Por lo tanto, el riego con dichas aguas en las parcelas de El Jagüey del Cerro puede provocar la salinización progresiva.
El contenido de materia orgánica (MO) en el suelo de El Jagüey del Cerro fue muy bajo (0.27%) y en Santa Ana bajo (1.34%).
Sin embargo, Zamora et al. (2008) citan que el riego constante con aguas residuales en pastizales, incrementó los niveles de MO (43.1 g kg-1) y fueron superiores a los reportados en suelos bajo riego intermitente (13.3 g kg-1) y suelo virgen (8.5 g kg-1). Por lo que, en los suelos de El jagüey del Cerro y Santa Ana, se espera el incremento de dicha variable si se riega de manera constante.
Las concentraciones de Ni fueron bajas, tanto en El Jagüey del Cerro (13.8 mg kg-1) como en Santa Ana (18.4 mg kg-1). Sin embargo, otros autores señalan que el riego con aguas residuales, incorpora Ni en suelos cultivados y con ello, se favorece el desarrollo fisiológico de las plantas (Lapeña et al., 1994).
El contenido de fósforo en la parcela de El Jagüey del Cerro fue moderadamente bajo (12.05 mg kg-1) y el de Santa Ana muy alto (125.86 mg kg-1). En general, no existe deficiencia de este elemento. Esto coincide con lo señalado por Andrade et al. (2000), quienes reportan que en suelos regados con aguas residuales a medida que aumenta el tiempo de riego, es mayor el incremento en los contenidos de fósforo.
Las concentraciones de potasio en las dos parcelas fueron altas (de 690.00 a 1 610.00 mg kg-1). Rodríguez et al. (2006) encontraron que el riego con aguas residuales en los suelos incrementó los valores de potasio de medianamente rico (85.33 mg kg-1) a extremadamente rico (219 mg kg-1); citaron que el incremento es positivo, ya que aumenta la resistencia de la planta a las enfermedades, la sequía y el frío. Lo anterior ocurre, hasta determinada concentración debido a que el elemento puede antagonizar con otros cationes.
Los valores de calcio fluctuaron de medio (1 807 mg kg-1, en El Jagüey del Cerro), a alto (4 321 mg kg-1, en Santa Ana). En tanto que las concentraciones de magnesio en El Jagüey del Cerro fueron altas (861 mg kg-1) y en Santa Ana muy altas (1 292 mg kg-1) (Cuadro 1). Zamora et al. (2008) obtuvieron resultados similares; concentraciones altas (9 320 mg kg-1) de Ca y moderadamente altas (754,2 mg kg-1) de Mg.
]]> Las concentraciones de Fe (22.4 a 28.7 mg kg-1) y Mn (26.60 a 27.18 mg kg-1) fueron de moderadamente altas a altas. El Cu (0.90 a 2.12 mg kg-1) y Zn (1.60 a 4.86 mg kg-1) tuvieron concentraciones de medias a altas.Esto resulta favorable para la fertilidad del suelo, dado que la deficiencia de cualquier micronutriente puede provocar problemas en el crecimiento de la planta y desarrollo de las raíces, repercutiendo en su producción. Los resultados son similares a los presentados por Ramos et al. (2001).
La concentración de boro en las parcelas de El Jagüey del Cerro fue alta (1.49 mg kg-1) y en Santa Ana muy alta (3.05 mg kg-1), por lo que los problemas por toxicidad pueden manifestarse. Mendoza et al. (2003) obtuvieron resultados similares (2.9 mg kg-1 de boro) en parcelas regadas con aguas residuales.
El arreglo espacial y temporal de las especies en el SAF sólo contempló podas de formación. La inversión inicial para establecer en 1 ha el SAF coquia-mezquite fue de $12 890.00. En contraparte, con el costo del establecimiento de 1 ha de pradera de alfalfa que es de $12 058.00 pesos.
El rendimiento de 1 ha de coquia fue de 46.70 t, mayor que el obtenido en 1 ha de alfalfa (34.50 t), cultivo dominante en la zona. Aunado a lo anterior, la coquia requiere de 4 a 6 veces menos agua que la alfalfa (Gutiérrez, 2000). El mezquite presentó una supervivencia de 100%, lo cual indicó que no tuvo problemas de adaptabilidad en dichos suelos; esto resulta favorable porque una vez establecida la especie, se convierte en una opción viable para la producción forrajera y maderable en los suelos del DR028, Tulancingo, Hidalgo.
Conclusión
La caracterización física y química del suelo, permitió definir a la coquia y mezquite como especies del sistema agroforestal a establecer en el DDR 028, Tulancingo, Hidalgo. El sistema agroforestal coquia-mezquite es una alternativa económica para los productores, con o sin problemas en sus parcelas, que permitirá dedicar parte de éstas a la producción en forma rotativa, conforme los ciclos de producción agrícola lo permitan. El establecimiento del SAF en la zona de estudio favorecerá la rehabilitación ecológica de los suelos.
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