¹Sivila V., ²Gutiérrez E.

1. Ing. Agrónomo

2. Ing. Agr. M.C. Director Instituto de Investigaciones FCAP

La erosión hídrica es uno de los problemas, que ha llamado la atención a varios países del mundo, especialmente a países en desarrollo como Bolivia, que por su topografía misma, permiten la pérdida progresiva de la mayoría de los suelos agrícolas.

Existen muchas zonas del país, que son afectadas por la erosión hídrica, como la provincia Ayopaya, donde se observa un alto porcentaje de degradación de los suelos agrícolas. Por otra parte, la falta de una información cuantitativa de la escorrentía superficial y la erosión del suelo, llevó a estudiar este fenómeno a través de métodos sencillos y adecuados para esta investigación, lo cuál permitió conocer la gravedad de la erosión.

Las causas, que favorecen la pérdida de los suelos son: la mala distribución de la precipitación que se registran anualmente, topografía, el uso inadecuado del suelo, el cultivo intensivo y el excesivo pastoreo, que influyen en la escorrentía superficial y la erosión a través del cual disminuye la capacidad de producción de los suelos, determinando los bajos rendimientos de los diferentes cultivos y que coloca en peligro cada vez mayor, la subsistencia de los recursos naturales y humanos.

Analizando la importancia del tema, se llevó a cabo el presente estudio, bajo los siguientes objetivos:

- Determinar algunas características de la precipitación, que influyen en la escorrentía y las erosión del suelo.

- Determinar, los factores del suelo que están en relación, con el estudio de la escorrentía y la erosión del suelo.

- Cuantificar la escorrentía y la pérdida del suelo en diferentes cultivos agrícolas.

- Visualizar el efecto social, determinado por la escorrentía y la pérdida del suelo.

La mayor parte de los suelos agrícolas en el mundo están sujetas a la erosión principalmente por la acción de las precipitaciones; así Constantinesco (1976), reporta que casi 6.000.000 de hectáreas de suelos agrícolas en el mundo están sujetas a la erosión hídrica por la lluvia.

Por su parte el Programa de las Naciones Unidas para el medio ambiente (1986), estima la pérdida de 22.500 millones de toneladas de suelos que se pierden en el mundo anualmente.

En el caso particular de Bolivia, en la actualidad, no se tienen, aún datos específicos sobre la erosión del suelo a nivel nacional y departamental. Varias publicaciones realizadas sobre este tema por diferentes autores como Grover (1974), Terrazas (1980) y Sainz (1983), hacen algunas estimaciones de la superficie de los suelos afectados por la erosión en el país que fluctúa entre 35 - 41 % de la superficie total.

En el mapa de susceptibilidad del suelo a la erosión hídrica, realizado por Freeman (1979), citado por Brockmann (1986), nos muestra las diversas áreas del país, que son susceptibles a este fenómeno. (Figura 1).

Los factores más importantes con relación a la erosión y la escorrentía son la erosividad, erodabilidad, pendiente cobertura vegetal y otros.

La FAO (1967), indica que la erosividad expresa la capacidad de la lluvia que ocasiona la erosión del suelo; donde las pérdidas del suelo ocasionadas por las lluvias son proporcionales al valor de dos características de lluvia que con la energía cinética y la intensidad de la lluvia respectivamente.

La FAO (1967), refleja la erodabilidad, al hecho, de que los diferentes suelos se erosionan con una velocidad distinta según sus propiedades físicas del suelo, como la textura, estabilidad estructural, tipo de arcilla, contenido de materia orgánica y otros.

La erodabilidad del suelo según Hudson (1971), se refiere específicamente a la susceptibilidad o la resistencia del suelo a la erosión, la cual depende de ciertas propiedades del suelo, es decir, del tipo edáfico y por otra parte a los tratamientos a que se haya sometido.

Hudson (1971), menciona que la cantidad de erosión del suelo es proporcional a la pendiente, de igual forma la escorrentía será mayor y avanzará con rapidez según el grado de la pendiente.

Por su parte Benza (1988), indica que el poder de la escorrentía superficial en terrenos con pendientes largas y pronunciadas, especialmente cuando se hallan alrededor de 20 - 40 %.

La FAO (1967), señala que las probabilidades de erosión son mayores en una cubierta de cultivos, con respecto a las praderas y bosques, a consecuencia de la preparación del terreno para siembra, lo cual hace que se disgregue fácilmente las partículas del suelo.

Hudson (1971), menciona la densidad de plantas, los estadios de crecimiento de cada cultivo y el nivel de fertilidad del suelo influyen en la escorrentía y la erosión del suelo.

Por otra parte en términos generales Torrez (1981), manifiesta que la erosión será menor en cultivos tupidos de cobertura completa, que en cultivos en hileras.

Footh (1975), indica que son varios los efectos de la pérdida del suelo como consecuencia del escurrimiento superficial, entre estos están la eliminación de la capa arable del suelo, formación de zanjas y otros, los cuales reducen la capacidad productiva de los suelos.

Por su parte la U.N.E.P. (1980), manifiesta que las técnicas agrícolas inadecuadas han disminuido el potencial productivo de casi la mitad de las tierras de América Latina, como consecuencia de la escorrentía y la erosión de los suelos.

Al respecto Möll (1981), señala que los efectos de la erosión son un fuente de peligro ecológico, hidrológico y agrícola sobre todo al pie de las montañas subandinas.

La FAO. (1967), señala que la erosión del suelo ocasiona grandes pérdidas de fertilidad, de la capa arable que contiene elementos nutritivos asimilables para las plantas; por consiguiente su restitución al suelo de estos elementos constituye un problema económico.

Por otra parte, FAO (1983), indica que la erosión del suelo reduce los rendimientos de los cultivos debido a la pérdida de los nutrimentos que son arrastrados junto a las partículas del suelo de la capa superior.

Hasta el presente, dentro el país no se ha realizado aún un estudio sistemático sobre las consecuencias económicas y sociales causadas por la pérdida del suelo.

Al respecto Terrazas (1980), menciona que los bajos rendimientos de los cultivos por la baja capacidad de producción de los suelos causados por la escorrentía y la erosión, influye en la baja alimentación de la población provocando una desnutrición que abarca el 70 % de la población nacional.

Entre tanto Aquino (1986), manifiesta que el problema de la erosión, es una amenaza para la población rural cuya situación, año que pasa se va empeorando mucho más, y que se refleja en el proceso de la migración campesina.

El presente estudio, se realizó en la comunidad de Chuñavi, perteneciente a la provincia Ayopaya del departamento de Cochabamba, geográficamente se halla ubicada entre las coordenadas de 17°10' de latitud sud, 66°50' de longitud oeste, y a una altitud de 2915 msnm.

En cuanto a su clima, la zona de estudio se caracteriza por tener climas variados. Con temperaturas muy variables durante el transcurso del año, la temperatura media anual es de 15.1 °C. La precipitación general se registran de diciembre a marzo, siendo el promedio anual de 906.68 mm. En cuanto a su fisiografía, se caracteriza por su topografía accidentada con pendientes pronunciadas que fluctúan entre los 20 a 70 %.

La mayor superficie para el aprovechamiento de la agricultura es a secano, condicionado a la presencia de las precipitaciones pluviales y expuestos a la erosión.

El presente estudio se estableció durante el mes de noviembre de 1988 al mes de abril de 1989, se utilizaron microparcelas de escorrentía con una pendiente de 24, 6 %, que se dimensionaron de acuerdo a las recomendaciones de la FAO. (1967), Hudson (1971) y Dourojeanni (1981); se instalaron 12 parcelas con dimensiones de cada parcela de escorrentía de 4 m. en sentido de la pendiente y de 1.20 m de ancho perpendicular a la pendiente respectivamente; los bordes superiores se delimitaron con láminas de madera de 25 cm de ancho que se introdujeron verticalmente en el suelo a 15 cm de profundidad sobresaliendo 10 cm; para los bordes laterales se utilizó ladrillos que igualmente se introdujeron en el suelo; todas estas delimitaciones, fundamentalmente se realizan a fin de impedir el ingreso del agua de escorrentía procedente de las parcelas o áreas aledañas a cada tratamiento.

En la parte baja de cada parcela de escorrentía, se instaló un sistema colector rústico, constituido por un canal y recipiente colector individual prefabricados de plancha metálica que se introdujeron en el suelo hasta que su borde quede al nivel suelo, de tal forma el agua de escorrentía ingresó al canal, a su vez, éste a los recipientes colectores de cada parcela de escorrentía, respectivamente.

El sistema colector en cada evaluación, se taparon con láminas de polietileno a fin de evitar que el agua de lluvia caiga directamente sobre ellos, de manera que no afecte en la determinación de los resultados.

El diseño que se utilizó para este estudio fue de bloques al azar con 4 tratamientos y 3 repeticiones (ver Croquis, Figura 2), para los tratamientos se utilizaron variedades locales de los cultivos de papa, maíz, poroto (frijol) y trigo que se cultivan cada año en la zona de estudio, y un testigo de barbecho continuo.

La medición de la precipitación diaria se realizó a través de un pluviómetro después de cada evento.

La cuantificación del agua escurrida, se realizó después de cada precipitación utilizando una probeta graduada de 1000 cc, y en otras oportunidades se utilizó una regla graduada en cm. a través del cual se determinó el volumen de agua escurrida en litros, luego este valor se transformó a mm. de lámina de lluvia, dividiendo por el área cada parcela de escorrentía (4.8 m²).

Para medir el suelo erosionado de los tratamientos estudiados; después de agitar el agua de escorrentía de cada recipiente colector, se tomaron muestras, los cuales se evaporaron en baño de arena quedando los sedimentos, para los cuales se emplearon crisoles de cerámica, y una cocina a gas. La cantidad de suelo erosionado fue determinado por diferencia del peso de los crisoles antes y después del evaporado y expresado en gramos, los cuales se transformaron a toneladas/hectárea.

Para el presente estudio, se determinaron algunas características del suelo que están relacionadas con la escorrentía y la erosión del suelo, entre los cuales se indica: la textura, estructura, índice de agregación, infiltración, permeabilidad y otros.

Los métodos estadísticos utilizados fueron el diseño "Bloques al azar" y "regresión", para evaluar los 4 tratamientos (testigo, maíz-frijol, papa y trigo).

La precipitación mensual causante de la escorrentía y la erosión del suelo se presenta en el Cuadro 1 que se registraron durante el período de estudio.

De acuerdo a los resultados del Cuadro 1 se puede observar que la cantidad de precipitación, que determinó la escorrentía y la erosión del suelo se registró alrededor de 467.10 mm. que representa el 87.96 % de la precipitación total, especialmente aquellos eventos mayores a los 4 mm que causó tal fenómeno.

De acuerdo a los resultados del análisis físico y químico del suelo, presenta las siguientes características: textura media, estructura angular y subangular, porosidad mediana, índice de agregación estructural bajo a moderado, infiltración baja y permeabilidad lenta.

Por otra parte el suelo presenta una fertilidad moderada, con un pH de una acidez ligera y una conductividad eléctrica baja.

La escorrentía total para cada tratamiento, fueron registradas durante 37 eventos los resultados promedios se muestra en el Cuadro 2.

Los valores promedios mayores de escorrentía se registró en el testigo de 44.10 mm (211.68 lt), por que durante gran parte del estudio, el suelo estaba desprovisto de una cubierta vegetal, la cual permitió que las gotas de lluvia caigan directamente al suelo. Con relación a los otros tratamientos se registraron una menor escorrentía en los tratamientos de cultivo asociado de 19.71 mm (94.60 lt), cultivo denso de 19.48 mm (93.50 lt) y de 15.97 mm (76.65 lt) para el cultivo de escarda por el desarrollo regular de la cobertura vegetal respectivamente.

Para percibir esta relación de los diferentes tratamientos se realizó la correlación lineal entre la cantidad total de precipitación y la escorrentía. En la Figura 3 se presenta las relaciones de los distintos tratamientos, donde se puede observar que las correlaciones mayores se tienen para los tratamientos de trigo R = 90.0 %, papa R = 89 %, maíz - frijol R = 79.0 % y para el testigo de R = 77.0 % respectivamente que son significativas al 5 %.

Para los 37 eventos registrados, se determinaron las pérdidas del suelo (ton/ha) para cada tratamiento, los resultados promedios se muestran en el Cuadro 3.

De acuerdo a los resultados, los valores más altos de la pérdida del suelo se registra en el tratamiento testigo (8.14 ton/ha) debido a la erodabilidad del suelo que permitió un mayor arrastre de las partículas del suelo por la acción erosiva de la lluvia sobre el suelo desprovisto de vegetación. En cuanto a los otros tratamientos que tuvieron una considerable pérdida de suelo, se presentó en el cultivo de escarda de papa (4.68 ton/ha) seguido del cultivo asociado de maíz y frijol (3.59 ton/ha), mientras el cultivo denso de trigo tuvo una menor pérdida (2.96 ton/ha) debido a la cubierta vegetal.

De igual forma, que para la escorrentía se realizó una correlación, a través de una regresión exponencial (Figura 4) entre la cantidad total de precipitación y la pérdida del suelo para los diferentes tratamientos.

A través del ajuste por la regresión exponencial, los coeficientes de correlación obtenidas son de R = 74,0 % para el cultivo de escarda, R = 70.0 % para el testigo, R = 70.0 % para el cultivo denso y de R = 64.0 % para el cultivo asociado, que son significativas a nivel de 5 por ciento.

Por los resultados encontrados, nos permite conocer el porcentaje de relación entre estos dos parámetros y el modelo de la distribución del arrastre del suelo ocasionada por la precipitación.

Realizado las correlaciones entre la cantidad de escorrentía y la pérdida de suelo, se ajustaron mejor a una regresión exponencial (Figura 5) para cada tratamiento.

Las mejores correlaciones se encontraron para el cultivo asociado (R = 90.0 %), cultivo denso (R = 85.0 %), cultivo de escarda (R = 82.0 %) y para el testigo (R = 80.0 %) respectivamente. Todos los coeficientes de correlación encontrados son significativas al nivel de 5 por ciento. Lo que explica la relación directa entre la pérdida de suelo y la escorrentía bajo distintas cubiertas vegetales.

De acuerdo a la cuantificación en porcentajes, la precipitación, escorrentía, como de la pérdida del suelo realizada para cada uno de los tratamientos, se puede observar el comportamiento de cada uno de los tratamientos, en la determinación de la escorrentía y la erosión del suelo.

Como era de suponer, la mayor escorrentía y la pérdida del suelo se presentaron en este tratamiento ya que el terreno se encontraba en barbecho continuo.

La mayor cantidad de escorrentía se registró durante los meses de febrero y abril de 30.78 % y 24.92 % donde el porcentaje de la cantidad de precipitación total que causó este fenómeno es de 23.48 % y 28.48 % con respecto a los meses de enero, diciembre y marzo respectivamente.

En cuanto a la pérdida del suelo, el mayor arrastre del suelo se presentó durante el mes de diciembre (49.26 %) y en el mes de enero (19.29 %) debido al impacto directo de las gotas de lluvia contra el, suelo sin cubierta, que arrastró las partículas del suelo por la escorrentía; a partir del mes de febrero al mes de abril existió una disminución del arrastre del suelo debido a la regeneración natural dentro las parcelas lo cual disminuyó el arrastre de suelo por la escorrentía (Figura 6).

Los resultados obtenidos en las diferentes fases de desarrollo del cultivo se indica en la Figura 7, donde la mayor escorrentía se presentó durante las fases floración a la cosecha de 58.55 %, debido a la mayor cantidad-de precipitación presentada de 70.10 % con respecto a las anteriores fases de desarrollo de este tratamiento.

La pérdida del suelo fue mayor durante la fase de la siembra a la germinación de 41.49 % pese a un menor porcentaje (8.60 %) de precipitación ya que las partículas del suelo estaban sueltos después de la precipitación del terreno y después de la siembra misma, por la cual, las gotas de la lluvia causaron un mayor arrastre del suelo; en la segunda fase, (germinación - floración) y tercera fase (floración - cosecha) existe una disminución considerable del arrastre del suelo de 29.30 % y 29.10 % respectivamente debido al desarrollo de la cubierta que realizó una protección al suelo contra el impacto de las gotas de la lluvia (Suárez de Castro, 1982).

En la Figura 8 se puede observar, que el mayor porcentaje de escorrentía se presentó durante la germinación - floración (40.20 %) por la mayor cantidad de precipitación (50.01 %) presentada en esta fase y por otro lado debido a que la cubierta de papa en parte de su desarrollo especialmente las hojas fueron afectadas por la presencia de Phythoptora infestans, lo cual redujo el área foliar e influyó en el incremento de la escorrentía, en cuanto a la tercera fase (floración - cosecha) también existe un mayor porcentaje de escorrentía con respecto a la primera fase de desarrollo (siembra - germinación), debido a la mayor cantidad de precipitación, donde también la cubierta vegetal habla alcanzado su desarrollo final debido a madurez del cultivo, lo cual también incrementó el porcentaje de escorrentía.

En lo que respecta, a la mayor pérdida del suelo se presentó en la primera fase (siembra - germinación) de 45.90 % que se debe en primer lugar a la preparación del terreno para siembra, lo cual hace que se disgregue fácilmente las partículas del suelo por la acción de la lluvia (FAO, 1967). Durante la segunda fase (germinación - floración) y la tercera fase (floración - cosecha) disminuyó considerablemente por el desarrollo mismo del cultivo.

Los resultados registrados se indica en la Figura 9 donde la mayor cantidad de escorrentía se presentó en la tercera fase (floración - cosecha) de 61.91 %, debido a la mayor cantidad de precipitación (55.68 %) presentada en esta fase, por otra parte al desarrollo mismo de la cubierta de este cultivo, donde la mayor parte de las hojas inferiores del cultivo se marchitaron y secaron y no protegieron bien el suelo de la acción de la lluvia, lo cual influyó en la determinación de la escorrentía.

Lo importante es señalar que durante las dos primeras fases de desarrollo las escorrentías son menores, donde la cubierta vegetal tuvo un desarrollo aceptable.

Con respecto a la pérdida del suelo fue considerablemente alto durante la primera fase (siembra - germinación) de 48.60 % con respecto a la segunda fase (germinación - floración) y tercera fase (floración - cosecha); esto se debe indudablemente a la disturbación del terreno antes y después de la siembra determinó un mayor arrastre de las partículas del suelo por la escorrentía, disminuyendo durante el desarrollo mismo de esta cubierta vegetal.

Por otro lado también se determinaron el porcentaje de la efectividad de la cobertura a través de los resultados se muestran en el Cuadro 15 que fue calculada con los resultados de la pérdida del suelo de cada tratamiento o cultivo con respecto al testigo que se muestran en el Cuadro 4.

De acuerdo a los resultados, el mayor porcentaje de efectividad de la cobertura se encontró en el cultivo denso (trigo) de 63.64 % de cubierta vegetal del suelo, con relación al testigo y también a los tratamientos de cultivo asociado (maíz - frijol) y de cultivo de escarda (papa) que alcanzaron 58.89 % y 42.51 % de efectividad de cobertura del suelo respectivamente, que indudablemente estos resultados, dependen de la densidad de plantas, los estadios de crecimiento de las plantas de cada cultivo que influyen en la escorrentía y la erosión del suelo.

De acuerdo al análisis químico de los elementos de nitrógeno, fósforo y potasio en el suelo erosionado se determinó la pérdida total de estos elementos para los diferentes tratamientos según se observa en el Cuadro 5.

La pérdida total de nutrimentos está en relación con la cantidad de suelo erosionado donde la mayor pérdida total de nitrógeno, fósforo y potasio fue en el testigo (23 kg/ha) seguido del tratamiento del cultivo de escarda (11.28 kg/ha) cultivo asociado de maíz y frijol (8.31 kg/ha) y del cultivo denso de trigo (7.17 kg/ha).

Se puede observar también, que en los diferentes tratamientos existe una mayor pérdida de nitrógeno total con relación al potasio y más aún al elemento fósforo.

Los rendimientos obtenidos de los cultivos estudiados se indican en el Cuadro 6, donde se puede observar que los rendimientos de estos cultivos no son tan altos debido a la disminución de la productividad del suelo ocasionada por la escorrentía y la erosión del suelo.

Según las observaciones realizadas en las parcelas de los agricultores de la comunidad y por otro lado según los rendimientos registrados se puede apreciar que la mayoría de los agricultores cultivan en pendientes pronunciadas donde se observa la presencia de la erosión laminar y en surcos, especialmente por que la mayoría de los agricultores no realizan un manejo adecuado del suelo, lo cual permite un mayor arrastre del suelo por la escorrentía.

Por otro lado, aparte del minifundio existente en la zona, la erosión en zanjas está reduciendo cada vez más las áreas de cultivo de los agricultores, razón por la cual se ven obligados a emigrar a otros lugares especialmente hacia el Chapare en busca de otros medios de subsistencia.

1. Aproximadamente 467.10 mm, (87.9 %) de la precipitación total causó el fenómeno de escorrentía y la pérdida del suelo.

2. La capacidad de infiltración y el grado de permeabilidad del suelo; y por otro lado la pendiente (24,64 %) son factores determinantes en el proceso de escorrentía y la pérdida del suelo.

3. La escorrentía promedio registrada durante el estudio son de 44.10 mm para el testigo, 19.71 mm cultivo asociado de maíz y frijol, 19.48 mm para el cultivo denso de trigo y de 15.97 mm en el cultivo de escarda respectivamente.

4. En cuanto a la pérdida del suelo, se encontraron las mayores pérdidas en el testigo (8.14 ton/ha) y en el cultivo de escarda (4.68 ton/ha), seguido del cultivo asociado (3.59 ton/ha) y del cultivo denso (2.96 ton/ha).

5. El mayor porcentaje de efectividad de la cobertura con relación al testigo, fue en el cultivo denso (63.64 %) seguido del cultivo asociado (58.89 %), y del cultivo de escarda (42.52 %) respectivamente.

6. Los efectos de la escorrentía y erosión del suelo son: la pérdida de los nutrimentos del suelo erosionado, y por otro lado los efectos negativos dentro del aspecto social y económico por la baja productividad del suelo como consecuencia de estos fenómenos.

UNEP. 1980. Tropical wood lands and forest ecosystems united nations environment program, Nairobi.