Title: TEMA : EROSION y DEGRADACION DE SUELOS
1CURSO EDAFOLOGIA
- TEMA EROSION y DEGRADACION DE SUELOS
- Fernando García Préchac
- Carlos Clérici
- Mariana Hill
-
2008
2CALIDAD DEL SUELO
-
- Se trata de un concepto desarrollado durante los
años 90, al intentarse aplicar al suelo una
conceptualización y monitoreo semejantes a los
usados para el aire y el agua (Letey et al.,
2003). Estos autores ubican su mayor
popularización a partir del informe producido en
EEUU Calidad de suelos y aguas Una agenda para
la agricultura (National Research Council,
1993). - La definición de Larson y Pierce (1991 y 1994)
la capacidad del suelo de funcionar dentro de su
ecosistema y de interaccionar positivamente con
el ambiente exterior al mismo. - La de la Soil Science Society of America la
capacidad de un tipo específico de suelo de
funcionar, dentro de los límites de su ecosistema
natural o manejado, y de mantener la
productividad vegetal y animal, de mantener o
mejorar la calidad del aire y del agua, y de
mantener las condiciones de habitación y de salud
humanas (Allan et al., 1995) .
3Definiciones
- EROSION
- Se entiende por Erosión, la pérdida del
material de suelo en un lugar concreto del
paisaje. Dicho material es transportado por aire
o agua hacia otra parte del paisaje. Por lo
tanto, al ocurrir erosión en una parte del
paisaje ocurre deposición o sedimentación en
otras. - En nuestro país, predomina ampliamente el agua
como agente de erosión y transporte, por lo que
el fenómeno de erosión y sedimentación ocurre
dentro de cuencas hidrográficas. En regiones
semiáridas del mundo, donde predomina la erosión
provocada por el movimiento de aire (eólica), el
suelo erosionado se mueve y sedimenta en el marco
de la dinámica del aire y por lo tanto, sin
ninguna relación con cuencas hidrográficas.
4Definiciones
- EROSION NATURAL O GEOLOGICA
- Se llama así a la que ocurre naturalmente, sin
intervención humana. En nuestras condiciones
predominantes, cuando no se ha alterado la
vegetación natural, se percibe un aparente
equilibrio en el paisaje, sin cambios relevantes
en tiempo humano. En estas condiciones, los
suelos y sus procesos están en equilibrio con los
otros componentes del ambiente (sus factores de
formación material madre, sitio y edad del
paisaje, clima, vegetación y demás agentes
bióticos). Pero igualmente se produce erosión en
todas las partes elevadas del paisaje y
deposición en las partes bajas. Estos procesos
son muy lentos e imperceptibles en el tiempo
humano. - Pero hay casos en que aún la erosión natural
ocurre rápidamente y es claramente perceptible el
desequilibrio, aún en tiempo humano. Ejemplos de
esos casos son la erosión eólica de las dunas sin
vegetación en las costas, el derrumbe de
barrancas costeras del mar y las de los cursos de
agua en eventos de crecidas y el depósito de
sedimentos en los remansos de dichos cursos.
5Definiciones
- EROSION ANTROPICA O ACELERADA
- Es la aceleración del ritmo de erosión por
sobre su ritmo natural (erosión geológica),
causada por actividad humana (Wolman, 1985). - Al eliminarse o alterarse la vegetación natural
para realizar agricultura, se rompe el equilibrio
natural aparente antes descripto. Cambia uno de
los 5 Factores de Formación de Suelo, el Biótico
(vegetación, fauna, microbiología), reduciendo la
cobertura del suelo, la cantidad de restos
vegetales que se incorporan al suelo, cambiando
los regímenes hídrico, térmico y gaseoso. Como
consecuencia, se producen cambios cualitativos y
cuantitativos en los procesos que ocurren en el
suelo. A ello se agrega el traumatismo que sufre
el suelo por el tráfico y pasaje de maquinaria y
por altas cargas animales.
6- FORMAS DE EROSION-
- Se reconocen diferentes formas de erosión. En el
pasado, se las clasificaba en Erosión Laminar,
Erosión en Canalículos, Erosión en Surcos y
Erosión en Cárcavas (Foster, 1988). - Más modernamente (Foster et al., 1985 Lane y
Nearing, 1989), el estudio y modelación de la
erosión a escala de laderas uniformes distingue
dos categorías de erosión hídrica Encauzada y No
Encauzada. La primera corresponde a la Erosión en
Canalículos, pequeños surcos y surcos (Rill
Erosion), mientras la segunda es principalmente
la anteriormente llamada Erosión Laminar
(Interill Erosion).
7Formas de erosión
8Efectos de la erosión
9(No Transcript)
10(No Transcript)
11(No Transcript)
12(No Transcript)
13En esta ilustración se ejemplifica que una misma
tasa de pérdida de suelo por erosión no significa
lo mismo para distintos suelos. De ahí se derivan
los criterios de pérdidas de suelo tolerables.
14(No Transcript)
15En estas cartas se presenta por un lado el estado
de erosión del País a fines de los años 70 y por
otro el área cultivada de trigo para esa época.
Se constata la correspondencia entre las zonas
con erosión y las del cultivo, ya que la erosión
se origina en el laboreo del suelo.
16En esta carta se muestra el área de cultivo de
maíz para inicio de los años 70 y se ve su
correspondencia con la zona del país mas
erosionada, de acuerdo con la carta de erosión.
Ello no se debe exclusivamente a el cultivo de
maíz, sino al nivel tecnológico aplicado en los
pequeños establecimientos de Canelones donde el
cultivo era muy importante en la época.
17Erosión Antrópica
Fuente PAN MGAP, 2005
18Procesos de Erosión
19(No Transcript)
20(No Transcript)
21(No Transcript)
22(No Transcript)
23FOTO DE LADERA EROSIONADA
24(No Transcript)
25(No Transcript)
26(No Transcript)
27ZONA MUY EROSIONADA DE CANELONES
28MODELO DE EROSION (USLE/RUSLE)
Este modelo es USLE. RUSLE se incorporó para
estimar C.
29Erosividad de la Lluvia
- La desagregación, ocurre como consecuencia del
golpeteo de las gotas de lluvia directamente
sobre la superficie del suelo y sus agregados. - La mayor parte de la energía cinética
- EC (0,5.Masa).(velocidad)2
- de las gotas de lluvia realiza el trabajo de
romper las uniones entre las partículas
elementales de suelo que forman los agregados y
otra parte se disipa en el proceso de salpicado
de dichas partículas, lo que inicia el proceso de
transporte
30Erosividad de la Lluvia
- La segunda causa de desagregación es el
escurrimiento del agua de lluvia, que se genera
cuando la tasa de infiltración es menor a la
intensidad de la lluvia. El escurrimiento también
posee masa y velocidad, por lo tanto, energía
cinética. - Esta se disipa en el trabajo de transporte de los
sedimentos que le aporta la salpicadura del
golpeteo de las gotas de lluvia contra el suelo y
en desagregación del suelo de la superficie
directamente en rozamiento con el escurrimiento,
que se agrega a la carga de sedimentos que
transporta. - Por lo tanto, la energía del escurrimiento en
parte es consumida en el proceso de transporte y
en parte en el de desagregación.
31Erosividad de la Lluvia
32Erosividad de la Lluvia
- Supongamos una lluvia de 50 mm, con gotas que
golpean el suelo a 6 m/s, un valor promedio
razonable, de acuerdo a estudios de tamaño de
gotas y velocidad terminal de las mismas (Laws,
1941). La energía cinética de la lluvia es - (Masa 50 kg/m2 , Velocidad 6 m/s)
- EC 0.5 (50).(6)2 900 J
- Si escurre el 80 de la lluvia ( 40 mm o kg/m2 )
y su velocidad es 1 m/s - la EC del escurrimiento 0.5 (40).(1)2 20 J
33Erosividad de la LLuvia
- Pero el escurrimiento superficial se concentra
en los desagües del terreno (concavidades),
juntando importantes masas de agua. Consideremos
el siguiente ejemplo. Si la cuenca de una
concavidad tiene 5 ha, llueven 50 mm y escurre la
mitad 25 mm o kg/m2, llegan a la concavidad 25
kg/m2 x 10000 m2 x 5 ha1.250.000 kg de
escurrimiento. Si suponemos también una velocidad
del escurrimiento de 1m/s, la energía cinética
del escurrimiento no encauzado en las laderas de
la cuenca es - 0,5.(25).(1)212,5 J
- Pero si imaginamos el m2 en el centro de la
concavidad en la salida de la cuenca y asumimos
que por el mismo pasa todo el escurrimiento de la
cuenca generado en la tormenta considerada, dicho
m2 estará sometido a una energía cinética del
escurrimiento concentrado de magnitud - 0,5.(1.250.000).(12) 625.000 J
34EROSIVIDAD DE LA LLUVIA, R Estima la capacidad
de la lluvia y el escurrimiento asociado, de
producir erosión. EI30 Producto de la energía
cinética por la máxima intensidad en 30 minutos
de una lluvia erosiva. (MJ/ha.año).(mm/h)/10
Clérici et al, 2001
35ERODABILIDAD (sentido amplio)
Factores K, LS, P y C
36Factor K
Se aprecia que donde la densidad aparente es más
baja, la estabilidad estructural es mayor y mayor
es la conductividad se corresponde, lógicamente,
con la mayor resistencia del suelo a la erosión.
37Erodabilidad del Suelo
38Lluvia y escurrimiento mensual
En las mismas situaciones de la Figura anterior,
se observa el valor mensual de la lluvia (azul)y
del escurrimiento generado en los diferentes
usos. En invierno, con el suelo cargado de agua,
se tienen los mayores escurrimientos, mientras
que lo opuesto ocurre en verano.
39En concordancia con lo anterior, en esta figura
se observa que la magnitud de la erosión está
positivamente correlacionada con la del
escurrimiento, siendo máxima en el período
invernal y mínima en el estival.
40En esta figura se presenta la relación entre la
erosión mensual y la erosividad de la lluvia que
la generó, en un suelo desnudo. Se observa que la
pendiente (cantidad de erosión/unidad de
erosividad) es mucho mayor en el período de suelo
con alto contenido de agua (abril-setiembre) que
en el de bajo contenido de agua (octubre-marzo).
41En esta figura se presentan los resultados de la
erosión en el mes indicado en un experimento para
medir erosión con parcelas de escurrimiento. La
diferencia entre los histogramas 3 y 5, ilustran
en la práctica el efecto de una mayor cantidad de
residuos frescos en descomposición en la zona
superficial del suelo. El 3 es una avena
creciendo, plantada sobre un suelo que viene
usándose en cultivos con laboreo. En cambio, el 5
corresponde a una avena creciendo, plantado sobre
un suelo que viene de pradera.
42Las fotos de la izquierda muestran la respuesta
en erosión frente a la misma lluvia, durante el
mismo tiempo, de un suelo desnudo y de uno
cubierto por residuos (siembra directa). En el
primer caso la erosión es evidente, mientras en
el segundo, el menor escurrimiento transporta
muy escasos sedimentos
43Efecto de la cobertura del suelo y la pendiente
en que el mismo se desarrolla sobre la erosión
promedio anual.
44Efecto de la cobertura por residuos en la
magnitud de la erosión que se genera frente a una
misma lluvia, a diferentes tiempos de comenzada.
45Efecto de la rugosidad frente a un mismo evento
erosivo. Aquí se ve una parcela con laboreo
secundario y poca rugosidad, frente a una
importante lluvia erosiva.
46El mismo evento erosivo de la foto anterior, se
observa lo ocurrido en una parcela con la
rugosidad dejada por un laboreo primario (una
arada de discos)
47Porosidad total y rugosidad (coeficiente de
variación de las alturas del terreno), con
diferentes laboreos y a diferentes momentos
antes del laboreo, inmediatamente luego del
laboreo, al iniciarse el escurrimiento frente a
la lluvia indicada y cuando se acumularon 50 mm
de escurrimiento.
48Tiempo transcurrido hasta los valores de
infiltración indicados e infiltración (inversa de
escurrimiento) acumulada hasta esos momentos.
49Análisis de sensibilidad mostrando que la
variable que más influye en las pérdidas de suelo
por erosión es la cobertura de la superficie por
residuos (Surface Cover), seguido por la cantidad
de residuos frescos en descomposición en los
primeros 12 cm del suelo (Root Mass), seguido por
la cobertura por la parte aérea de la vegetación
(Canoopy Cover), seguido por la rugosidad de la
superficie (Surface Roughness) y finalmente por
la altura de la vegetación (Canopy Height).
50Efecto de la topografía en la erodabilidad del
suelo
Estos son los algoritmos del modelo USLE sobre el
efecto de la inclinación () y de la longitud de
la pendiente. Con 20 m de longitud, el pasaje de
2 a 4 de inclinación (se duplica), incrementa la
erodabilidad 0,18 (18). Si se toma la línea de
2 de pendiente y se duplica la longitud de 20 a
40m, la erodabilidad se incrementa 0,04 (4). Por
lo tanto, de ambas características de la
pendiente, es evidente el mayor peso de la
inclinación.
51(No Transcript)
52Medidas de control de la erosión
53(No Transcript)
54(No Transcript)
55EROSION PROMEDIO ANUAL EN PARCELAS DE
ESCURRIMIENTO, LLEVADAS A 100m DE PENDIENTE.
EELE 1984-1990, SAWCHICK Y QUINTANA UEPAP
1994-1999, TERRA Y GARCIA PRECHAC.
56(No Transcript)
57(No Transcript)
58(No Transcript)
59(No Transcript)
60(No Transcript)
61(No Transcript)
62(No Transcript)
63Sistema de 10 años en SD
64Siembra directa de trigo sobre rastrojo de soja
65SITUACIONES MÁS COMUNES
Laboreo a favor de la pendiente
66LABOREO EN LA VUELTA EN PENDIENTE, CON O SIN FAJAS
67LABOREO DE DESAGÜES
68Laboreo a favor de la pendiente con problemas de
regulación de maquinaria
69MODELO DE EROSION (USLE/RUSLE)
Este modelo es USLE. RUSLE se incorporó para
estimar C.
70Importancia de contar con modelos de predicción
- Planificar el mejor uso y manejo de la tierra,
evaluado a priori las diferentes alternativas
posibles en cada caso concreto. - Servir al contralor legal por parte de la
autoridad en la materia.
71EROSIVIDAD DE LA LLUVIA, R
- Estima la capacidad de la lluvia y el
escurrimiento asociado, de producir erosión. - EI30 Producto de la energía cinética por la
máxima intensidad en 30 minutos de una lluvia
erosiva. (MJ/ha.año).(mm/h)/10
72ERODABILIDAD del Suelo (K) Cantidad promedio
de suelo perdido por unidad del factor erosividad
de la lluvia (Mg/Unidad de R), en las condiciones
estándar.
Unidad (11.000.000) Suelo Factor K Pendiente
Arapey Vertisol Háplico Ac 0.10/0.13 0 1
Tala Rodríguez Brunosol Eutrico Típico LAc 0.27 1 a 3
Young Brunosol Eutrico Típico Fr. 0.19 2 a 6
Tres Islas Luvisol Ocrico Típico Ar. 0.51 6 a 12
Sierra de Polanco Brunosol Subéutrico Háplico Fr. 0.53 10 a 16
Puentes, 1981
73Prácticas Mecánicas de Apoyo
- P Es la relación entre la erosión que ocurre
con una determinada práctica mecánica de apoyo y
la que ocurre con la condición estándar de
laboreo a favor de la pendiente, a igualdad de
los demás factores.
74Factor P Práctica mecánica de apoyo. Relación
entre la pérdida de suelo con determinadas
prácticas mecánicas (laboreo en contorno, en
fajas, terrazas, etc.) y la que ocurre con
laboreo a favor de la pendiente a igualdad de los
demás factores.
0,5
75Factores Topográficos
- L Es el Factor Longitud de la Pendiente. Es la
relación entre la erosión con una longitud de
pendiente dada y la que ocurre en el estándar de
22,1 m de longitud, a igualdad de los demás
factores. - S Es el Factor Inclinación de la Pendiente. Es la
erosión entre la erosión con una inclinación de
pendiente dada y la que ocurre en el estándar de
9 de inclinación, a igualdad de los demás
factores.
76Factor LS
- Relación entre la pérdida de suelo dada a una
longitud y gradiente de pendiente determinada y
la que ocurre en condiciones estándar (22,1 m.
De largo y 9 de pendiente) a igualdad de los
demás factores.
77Ejemplos de L.S
Se observa la importancia relativa de largo y
gradiente de pendiente en determinar la erosión
78Factor C Uso y Manejo
- Relación de pérdidas por erosión entre un suelo
con determinado uso y manejo y el mismo suelo
desnudo, pronto para siembra convencional, a
igualdad de los demás factores.
Depende de Cobertura Biomasa Rugosidad Contenido
de agua en el sielo
79Recopilación de estimaciones de factor C
(USLE/RUSLE) para diferentes alternativas de uso
y manejo del suelo
Referencias Durán, A. y F. García Préchac.
(1996). Valoración económica de los recursos
tierra y suelo. DINAMA/MVOTMA -OEA- Clérici, C.,
Beathgen, W., García Préchac, F. y M. Hill
(2004). Estimación del impacto de la Soja sobre
erosión y carbono orgánico en suelos agrícolas
del Uruguay. In. XIX Congreso Argentino de la
Ciencia del Suelo. Paraná , Entre Ríos,
Argentina.
80USOS.Evaluar a priori...Por ejemplo Cambia el
factor K Tipo de suelo
- Situación
- Soja Trigo en SD
- L 100m
- S 3
- No aplica prácticas mecánicas de apoyo
- R igual
-
81Pérdida de suelo en función de la pendiente.
- Localidad Mercedes
- Unidad / Suelo. Paso Palmar Brunosol Subeutrico
Luvico Fr - Tolerancia 2 Mgha
- Longitud de la Pendiente 100m
- Practica Mecánica de Apoyo No Aplica
- Sistema. Soja - Trigo SD
- Factor R 554
- Factor K 0,310
- Factor P 1,000
- Factor C 0,112
82DEGRADACION
- Definición
- Se entiende por degradación la pérdida o
empeoramiento de propiedades del suelo como medio
para el crecimiento de las plantas. Dichas
propiedades son las clasificadas como físicas,
químicas y biológicas.
83DEGRADACION
- Definición
- Decreto reglamentario de la Ley No 15239 del 16
de setiembre de 2004. Uso y Conservación de
Suelos - Se entiende por degradación la reducción de la
capacidad de la tierra para producir beneficios
al hombre. Comprende todos los procesos y agentes
que afectan su capacidad de uso , calidad y
productividad (erosión, sedimentación,
compactación, salinización, acidificación y todos
los que deterioran sus propiedades físicas)
84Degradación global de la tierra
Fao de (Oldeman,1994) y (Daily, 1997) cit. Por
Brady y Weil, 2002
85DEGRADACION
Uno de los agentes mas importantes de
degradación de suelos es el hombre a través de la
agricultura
Se rompe el equilibrio entre el suelo y sus
factores de formación
- Cambio de vegetación, cobertura y retorno de
materia orgánica - Traumatismos físicos provocados por el laboreo y
tráfico de la maquinaria - Aumento en la velocidad de descomposición de la
materia orgánica - Incorporación al suelo de diferentes sustancias
contaminantes de mayor o menor perjuicio a la
salud.
86Degradación
- De la materia orgánica
- De Propiedades Físicas
- Propiedades Químicas
- Disponibilidad de Nitrógeno.
- Acidificación
- Alcalinización
- Contaminación
87DEGRADACIÓN del Contenido de Materia
Orgánica(Carbono orgánico)
88En el sistema de Cultivo Continuo y durante el
ciclo de cultivos con laboreo en la rotación, se
pierde materia orgánica por dos razones parte se
pierde en el material de suelo erosionado y
parte es oxidada biológicamente en forma más
acelerada que la normal, por el aumento de
aireación que produce el aumento de laboreo a
corto plazo. Durante el ciclo de pasturas de la
rotación, durante el que no hay laboreo y se
minimiza la erosión, se recupera materia orgánica
en el suelo.
89(No Transcript)
90(No Transcript)
91DEGRADACIÓN de Propiedades Físicas
- Estructura
- Densidad aparente (materia orgánica)
- Macroporosidad Compactación
- Resistencia a la Penetración
92(No Transcript)
93En el caso de las rotaciones forrajeras sin
laboreo (con siembra directa), de las que
anteriormente se presentó la evolución del CORG,
se observa que también el estado de la estructura
del suelo está correlacionado con dicha variable
(contenido de materia orgánica del suelo).
94Compactación
95Estabilidad de la estructura
96(No Transcript)
97(No Transcript)
98- El riesgo de compactación por tráfico de
maquinaria es mayor cuando - la carga sobre la rueda aumenta ( esto también
aumenta la profundidad afectada) - la potencia consumida por el implemento aumenta
- la presión de inflado de la rueda aumenta
- el número de pasadas aumenta (la primera provoca
75-90 del efecto total) - el contenido de agua del suelo es mayor
- 75 del peso del tractor descansa sobre el eje
trasero - Resistencia a la compactación aumenta con
- menor contenido de agua
- mayor estabilidad de la estructura
- menor variación de la granulometría del suelo
99Efecto sobre un cultivo de invierno de la
compactación por la huella de una rueda en un
sistema de tráfico controlado (las ruedas en
pasadas sucesivas, siempre pisan en el mismo
sitio).
100Este es el resultado final, fila por fila del
rendimiento en grano de la avena de la foto
anterior.
101Este es un cultivo de trigo en la parte baja de
una ladera. Se observan zonas de crecimiento
deprimido y zonas de crecimiento normal. El uso
inmediato anterior era alfalfa para corte (heno).
Las franjas deprimidas corresponden a las
huellas de los vagones en los que fueron
retirados los fardos en un período lluvioso (alto
contenido de agua en el suelo).
102Suela de arado o piso de labor
103Además de la compactación por pérdida de
estructura, esquemáticamente se tienen zonas de
compactación vertical, causadas por huellas de
máquinas, y zona de compactación horizontal, como
los pisos de arado.
104DEGRADACIÓNEj. Disponibilidad de N,
interacción con degradación física
105Funciones de respuesta de trigo al agregado de
nitrógeno en función del numero de cultivos
sucesivos con laboreo convencional luego de una
pastura perenne de gramíneas y leguminosas (Días
Roselló et. al, 1980)
106DEGRADACIÓN
- Acidificación
- Contaminación
- Salinización
107ACIDIFICACION
108S A L I N I D A D
109Contaminación con metales pesados
110Resultados de determinaciones realizadas en
aguas, suelos, aguas y granos de plaguicidas
AGUAS AGUAS SUELOS SUELOS GRANOS GRANOS
Zona de Muestreo No de det. Positivo No de det. Positivo No de det. Positivo
Tacuarembó 70 1 14 2 3 0
Rocha 34 0 29 2 10 0
Cerro Largo 42 0 19 2 8 0
Treinta y Tres 57 1 61 10 1 1
Adaptado de INIA 33. Estación experimental del
Este ARROZ. Resultados experimentales 1995-1996.
Boletín de divulgación Nº 133
Plaguicidas detectados Molinate, qunclorac y
Edifenfos
111Residualidad de Agroquímicos en arroz
- Proyecto cuyo objetivo fue detectar residuos de
agroquímicos - Sitios y Sistemas en los que se detectaron
residuos. Primer y segundo muestreo de suelos.
112Sistema de producción en el que se detectó Sistema de producción en el que se detectó Sistema de producción en el que se detectó
Sitios analizados Sitios positivos T SI RP
PRIMER MUESTREO PRIMER MUESTREO PRIMER MUESTREO PRIMER MUESTREO PRIMER MUESTREO
Clomazone 7 4 2 2
Quinclorac 7 2 2
Glifosato 7 3 3
AMPA 7 4 4
Carbendazim 7 3 3
SEGUNDO MUESTREO SEGUNDO MUESTREO SEGUNDO MUESTREO SEGUNDO MUESTREO SEGUNDO MUESTREO
Clomazone 6 4 1 3
Quinclorac 6 4 1 2 1
Glifosato 7 6 4 2
AMPA 7 6 4 2
Carbendazim 7 0
113Estimaciones de pérdidas de suelo por erosión con
USLE/RUSLE. (García Préchac en PAN, 2005)